转换小板、具有这种转换小板的发射辐射的器件和用于制造这种转换小板的方法技术

本发明专利技术提出一种用于发射辐射的半导体器件（10）的转换小板（1），其中转换小板（1）包含由玻璃构成的基本材料（2），在所述基本材料中设置有至少一个开口（3）。在至少一个开口中引入转换材料（4）。此外，本发明专利技术提出一种具有这种转换小板（1）的发射辐射的器件（10）。此外，本发明专利技术提出一种用于制造这种转换小板（1）的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转换小板、具有这种转换小板的发射辐射的器件和用于制造这种转换小板的方法
本专利技术涉及一种用于发射辐射的器件的转换小板。此外，本专利技术涉及一种具有这种转换小板的发射辐射的器件以及一种用于这种转换小板的制造方法。
技术介绍
为了生产发射白光的半导体器件可行的是，将发射蓝色的辐射的半导体芯片用转换层覆盖，所述转换层将蓝光转换为波长更长的光。例如，白光通过蓝色的和黄色的辐射的叠加来产生。在此，转换层的厚度确定了白色的混合辐射的蓝光和黄光的份额。在此，对于特定的所期望的白色色调而言必需的是对转换层厚度的准确的控制。然而，对层厚度的这种控制是困难的并且仅耗费地实现。特别地，对此不利地耗费的分配法是必需的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种转换小板，借助所述转换小板能够产生所期望的白色色调。此外，本专利技术的目的是，提出一种具有这种转换小板的发射辐射的半导体器件。此外，本专利技术的目的是，提出一种简化的用于制造这种转换小板的方法。所述目的通过具有本专利技术的实施例的特征的转换小板来实现。此外，所述目的通过具有另一个权利要求的特征的发射辐射的半导体器件以及通过具有本专利技术的实施例的特征的对这种转换小板的制造方法来实现。转换小板、发射辐射的半导体器件和制造方法的有利的改进方案是如下描述的实施例的主题。根据至少一个实施方式，用于发射辐射的半导体器件的转换小板包含由玻璃构成的基本材料，在所述基本材料中设置有至少一个开口。在至少一个开口中引入转换材料。因此，根据本专利技术，转换小板是玻璃小板，所述玻璃小板仅局部地包含转换材料。转换材料相对于基本材料的相对份额在此调整经过转换的辐射相对于未经转换的辐射的相对份额进而混合辐射的色度坐标。在下文中将色度坐标特别理解为如下数值，所述数值描述了所发射的光在CIE色彩空间中的颜色。CIE色彩空间特别是CIE标准色彩系统(CIE-Normvalenzsystem)(也被称为CIE1931)。测量值基于CIE标准色彩系统，所述测量值与普通观察者相关并且能够在CIE标准比色图表中示出。可能的颜色的面积在CIE标准比色图表中在坐标系上描绘，在所述坐标系上能够直接地读取任意颜色的X分量和Y分量。具有由玻璃构成的基本材料的转换小板具有如下优点：这种玻璃板能够借助不同的方法、例如作为平面玻璃、以能够非常准确地设定的厚度来制造。此外，在玻璃中能够引入精确的开口或者孔，例如借助于激光辅助的微结构化方法。此外，玻璃是一种非常稳定的基本材料，所述基本材料有利地能够设置有多个开口或者孔，而整体上不会妨碍板的稳定性。此外，玻璃具有不同的折射率和软化温度。这此外允许用于光耦合输出和用于均衡基本材料和转换材料的面积份额的改进可能性。此外，玻璃能够在高温下使用，如所述高温例如对于转换材料的硬化是必需的。在本申请中将开口理解为，开口完全地延伸穿过基本材料、特别是穿过整个玻璃厚度。开口因此是基本材料中的孔，在所述孔的区域中没有设置基本材料。基本材料的玻璃厚度因此相应于开口深度或者孔深度。根据至少一个实施方式，基本材料至少对于蓝色的波长范围中的辐射是辐射可穿透的。这意味着，基本材料对于蓝色的辐射是最大部分透明的。是最大部分透明的尤其意味着，基本材料至少至80％、优选至90％、尤其优选至95％对于蓝色的辐射是辐射可穿透的、或者是透明的。因此，转换小板的特征在于设置有基本材料、对于蓝色的辐射透明的区域以及优选与其相邻的没有设置基本材料、而是设置有转换材料的区域，所述转换材料适合于将一个波长范围的辐射转换为另一个波长范围的辐射。从转换小板射出的辐射因此由穿过基本材料的未经转换的辐射和在转换小板中转换的经过转换的辐射组成。基本材料相对于转换材料的面积比例在此确定经过转换的和未经转换的光的相对份额。所述比例例如在转换小板的辐射出射侧上确定。根据至少一个实施方式，转换材料完全地填充至少一个开口。由此，能够实现转换材料的均匀的厚度，所述厚度与玻璃厚度或者基本材料的厚度进而与转换小板厚度相关。转换材料和基本材料在此优选彼此齐平。根据至少一个实施方式，将至少一个开口和/或转换材料的大小确定成，使得在开口的区域中能够产生蓝色的波长范围中的辐射的完全转换。也就是说，转换小板厚度或者玻璃厚度能够设定为，使得优选完全地填充至少一个开口的转换材料的厚度刚好为，使得在转换材料中产生蓝色的辐射的完全转换。根据至少一个实施方式，至少一个开口具有截锥状的形状。这尤其意味着，至少一个开口沿着玻璃厚度在一个方向上渐缩。开口在此优选具有近似圆形的或者椭圆形的横截面。根据至少一个实施方式，基本材料具有比硅树脂高的折射率。转换材料因此能够嵌在与通常所使用的硅树脂相比具有更高的折射率的介质中，这有利地有助于从而改进了例如在上游设置的半导体芯片的光耦合输出或者光耦合输入到转换材料中。此外，由玻璃构成的具有至少一个开口和在其中引入的转换材料的基本材料与在硅树脂的情况下相比能够更好地匹配于例如在上游设置的半导体芯片的热膨胀，这改进了转换小板至半导体芯片的连接的可靠性。根据至少一个实施方式，转换材料适合于将蓝色的辐射转换为波长更长的、例如黄色的和/或红色的和/或绿色的辐射。转换材料对此包括至少一种波长转换材料。波长转换材料例如能够以颗粒的形式引入到基体材料中。此外可能的是，波长转换材料特别是作为陶瓷的实心体存在。根据一个实施方式，至少一种波长转换材料具有Eu掺杂的和/或La掺杂的波长转换材料。特别地，在Eu激活的和La激活的波长转换材料中已确定了与强度相关的转换效率。根据一个实施方式，至少一种波长转换材料是氮化物的波长转换材料。特别地，至少一种波长转换材料能够从基于(Sr,Ca,Ba)2Si5N8的、基于(Sr,Ca,Ba)SiN3的和基于CaAlSiN的波长转换材料中选择。这种特别是Eu掺杂的、氮化物的波长转换材料优选能够将蓝光转换为红光。根据一个实施例，至少一种波长转换材料从正硅酸盐、次氮基-正硅酸盐和硅铝氧氮聚合材料中选择。特别地，波长转换材料能够从Eu掺杂的正硅酸盐、Eu掺杂的次氮基-正硅酸盐或者La掺杂的次氮基-正硅酸盐中选择。这种波长转换材料优选能够将蓝光转换为绿光至黄光。因此，转换小板优选具有对于蓝色的辐射透明的由玻璃构成的区域和对于蓝色的辐射进行转换的由转换材料构成的区域。从一侧耦合输入到转换小板中的蓝色的辐射因此与相应的区域相关地在未经转换的情况下穿过基本材料并且作为蓝色的辐射从转换小板中耦合输出，或者在转换材料中转换为波长更长的辐射，所述波长更长的辐射随后从转换小板中耦合输出。在此，在转换材料的区域中，优选发生蓝色的辐射的完全转换。因此，转换材料适合于将蓝色的辐射完全地转换为波长更长的波长范围中的辐射。因此，从转换材料中射出的辐射不具有或者几乎不具有蓝色的份额。在此特别不理解为，蓝色的辐射的与制造相关的少量的分量不会在未经转换的情况下穿过转换材料。特别将完全转换理解为，至少90％、优选多于95％的蓝色的辐射由转换材料转换为波长更长的辐射。根据至少一个实施方式，在基本材料中设置有多个开口，在所述开口中分别引入转换材料。基本材料因此由开口贯穿。基本材料相对于转换材料的面积比例的大小在此确定成，使得所期望的蓝色的辐射份额转换为波长更长的辐射，以至于整体上发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发射辐射的半导体器件（10）的转换小板（1），其中所述转换小板（1）包含由玻璃构成的基本材料（2），在所述基本材料中设置有至少一个开口（3），其中在至少一个所述开口中引入转换材料（4）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.19 DE 102011115083.11.一种用于固定在发射辐射的半导体芯片(5)上的转换小板(1)，-其中所述转换小板(1)包含由玻璃构成的基本材料(2)，在所述基本材料中设置有多个开口(3)，在所述开口中分别引入转换材料(4)，-所述开口(3)和/或所述转换材料(4)的大小被确定为，使得在每个开口(3)的区域中能够产生在蓝色的光谱范围中的辐射的完全转换，-由所述基本材料形成的区域构成为，使得所述区域被蓝色的光谱范围中的辐射未经转换地穿过，并且-经转换的辐射和未经转换的辐射混合成白色光。2.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述转换小板(1)是预制的。3.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述基本材料(2)至少对于蓝色的波长范围中的辐射(SC)是辐射能穿透的。4.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述转换材料(4)完全地填充所述开口(3)中的每一个。5.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述开口(3)中的每一个具有截锥状的形状。6.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述基本材料(2)与硅树脂相比具有更高的折射率。7.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述转换材料(4)适合于：将蓝色的辐射(SC)转换为波长更长的辐射(SK)。8.根据权利要求1所述的转换小板(1)，其中所述开口(3)矩阵状地设置在所述基本材料(2)中。9.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·普洛斯尔，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：
国别省市：