波长转换元件、发光半导体部件及其制造方法技术

一种波长转换元件(1)，其包括至少一种烧结的波长转换材料(20)，其中，网格(3)由在烧结的波长转换材料(20)内的通道(2)形成，通道(2)被烧结的波长转换材料(20)至少部分地包围，通道(2)沿垂直于或倾斜于波长转换元件(1)的主延伸方向的方向至少部分地穿进烧结的波长转换材料(20)，并且通道(2)包含非转换烧结的分隔件材料(30)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对一种波长转换元件和用于制造波长转换元件的方法进行了说明。还对包括波长转换元件的发光半导体部件和用于制造包括波长转换元件的发光半导体部件的方法进行了说明。某些实施方式对用于发光半导体部件的波长转换元件进行了说明。另外的实施方式对用于制造波长转换元件的方法进行了说明。其他实施方式对包括波长转换元件的发光半导体部件和用于制造这种发光半导体部件的方法进行了说明。根据至少一个实施方式，波长转换元件包含至少一种烧结的波长转换材料。波长转换元件可以是自支承的。波长转换元件可以在没有任何机械支承或稳定部件的情况下是稳定的。波长转换元件具有主延伸面。具体地，波长转换元件成形为如片或板，并且在沿主延伸面的方向具有比在垂直于主延伸的方向(其对应于波长转换元件的厚度)更大的尺寸。另外，波长转换元件可以包括多个层和/或片。例如，层和/或片可以包含相同的烧结的波长转换材料，或者层和/或片中的每个可以包含与其他层/或片的波长转换材料不同的波长转换材料。此外，所述层中的一个可以包括非掺杂层，其可以特别用作支承层和/或支承片，其中，非掺杂层可以布置成与波长转换元件的辐射出口区相对。术语“烧结的”是指在高温下对本文所述的波长转换材料进行处理或烘烤，以特别获得波长转换材料的所需密度。术语“波长转换材料”是指所述材料能够将具有第一峰值波长的至少一部分初级辐射转换为具有第二峰值波长的次级辐射，其中，第二峰值波长与第一峰值波长不同。具体地，波长转换材料可以吸收初级辐射，并且可以再发射次级辐射。根据至少一个实施方式，网格由在烧结的波长转换材料内的通道来形成。网格的形成可以特别通过切片、冲压和/或模压来完成。网格可以与烧结的波长转换材料一起形成波长转换元件，在所述波长转换元件中，烧
结的波长转换材料形成如下区域：其通过网格至少部分地彼此间隔开，并且可以将被辐照到波长转换元件上的光转换成与入射光不同的光。根据至少一个实施方式，通道由烧结的波长转换材料至少部分地包围，并且通道沿垂直于或倾斜于波长转换元件的主延伸方向的方向至少部分地穿进烧结的波长转换材料，并且通道包含非转换烧结的分隔件材料。波长转换元件的主方向沿平行于本文所描述的波长转换元件的主延伸面延伸。例如，通道的侧面或表面由烧结的波长转换材料与非转换烧结的分隔件材料之间的界面形成。通道的底面是由非转换烧结的分隔件材料与烧结的波长转换材料之间的界面来形成，或者通道的底面形成于非转换烧结的分隔件材料与未掺杂层或包含烧结的波长转换材料的层和/或片之间。通道的形状可以是矩形、正方形、三角形或梯形。非转换烧结的分隔件材料可以填充在通道中，使得其与烧结的波长转换材料形成共用的平面表面。可以进一步构想到，非转换烧结的分隔件材料在竖直方向上突出超过烧结的波长转换材料，其中，所述竖直方向倾斜于主延伸方向延伸。例如，非转换烧结的分隔件材料完全填充通道，使得烧结的波长转换材料和非转换烧结的分隔件材料直接接触，并且在烧结的波长转换材料与非转换烧结的分隔件材料之间不存在间隙。术语“非转换”是指烧结的分隔件材料不能够转换初级辐射的波长。非转换烧结的分隔件材料没有改变初级辐射的波长或者没有吸收并再发射初级辐射的波长，除了红外线和/或热辐射的发射之外。例如，非转换烧结的分隔件材料可以完全吸收或反射照射在其上的任何辐射。根据波长转换元件的至少一个实施方式，波长转换元件包含至少一种烧结的波长转换材料，其中，网格由在烧结的波长转换材料内的通道形成，通道被烧结的波长转换材料至少部分地包围，通道沿垂直于或倾斜于波长转换元件的主延伸方向的方向至少部分地穿进烧结的波长转换材料，并且通道包含非转换烧结的分隔件材料。上述实施方式中的另外的方案包括包含非转换烧结的分隔件材料的通道的网格，从而网格具有沿第一方向延伸的第一通道和沿第二方向延伸的第二通道，并且从而第一方向和第二方向均平行于波长转换元件的主延伸方向。第一方向和第二方向优选彼此垂直或倾斜，使得第一通道和第二通道彼此交叉。第一通道的深度可以等于或不同于第二通道的深度。具体地，如果深度不同，则第一通道可以完全穿过烧结的波长转换材料，而第二通道仅部分地穿进烧结的波长转换材料。具有较大深度的第一通道(例
如，完全穿过烧结的波长转换材料的通道)更有效地减轻相邻波长转换区域之间的串扰。具有较小深度的第二通道(例如，仅部分地穿进烧结的波长转换材料的通道)提高了波长转换元件的机械稳定性。根据至少一个实施方式，用于制造波长转换元件的方法包括步骤A：提供具有顶侧和位于与顶侧相对的底侧的支承片。顶侧和底侧可以通过共用的侧面彼此连接，其中，所述侧面倾斜地(特别是垂直)延伸至顶侧或底侧。例如，支承片可以包含聚合物材料、陶瓷材料和/或玻璃。例如，如果通道完全穿过波长转换元件延伸，则支承片可以尤其用于在制造波长转换元件期间稳定波长转换元件。支承片也可以为箔或板。例如，箔可以是聚合物箔，如聚酯箔。例如，聚酯薄膜箔可以被提供为支承片。根据用于制造波长转换元件的方法的至少一个实施方式，在方法步骤B中：在支承片的顶侧上设置波长转换材料。本文所述的波长转换材料可以是未烧结的。也就是说，波长转换材料具有糊状、半流体和/或粘性状态，并且具体地，波长转换材料还没有被加热或干燥处理。为了在支承片的顶侧上设置波长转换材料，例如可以制造包含波长转换材料的浆料或糊料。通过适当的浇铸方法，可以在支承片的顶侧上以层或生胚带的形式(例如以板或带的形式)由浆料或糊料来铺设波长转换材料。在这种情况下，以下也是可能的，以这种方式制造的多个层或生胚带被层压到彼此之上，以获得所需厚度的生坯，并且因此获得所需厚度的波长转换元件。具体地，由未烧结的波长转换材料构成的多个生胚层因此还可以被相互施加于另一个的顶部，以形成波长转换元件，使得由在方法步骤B中制造的未烧结的波长转换材料构成的层还可以由多个这样的层形成。波长转换元件可以相应地包括一个或多个层的波长转换材料，其以波长转换元件的完成状态被烧结在一起。本文和下文所描述的实施方式因此涉及制造由未烧结的波长转换材料构成的仅一层的方法并且涉及由未烧结的波长转换材料构成的多个层被施加并且层压到彼此上的方法二者。根据用于制造波长转换元件的方法的至少一个实施方式，在方法步骤C中，对波长转换材料直接或间接图案化，由此形成在波长转换材料中被波长转换材料至少部分地包围的通道。网格的形成可以尤其通过切片、冲压、模压、锯切和/或切割(例如激光切割)来完成。可以在未烧结、干燥或烧结状态下对波长转换材料进行图案化。在烧结状态下的图案化通常需要更严格的图案化方法，如锯切或切割，例如，激光切割。具体地，可以优选地在干燥后对波长转换材料进行直接图案化。具体
地，可以优选地在未烧结的状态下以浆料或糊料的形式对波长转换材料进行间接图案化。在干燥波长转换材料之后波长转换元件已经可以自支承，并且可以去除支承片以获得波长转换元件。根据用于制造波长转换元件的方法的至少一个实施方式，在方法步骤D中，利用非转换分隔件材料的浆料填充通道。根据用于制造波长转换元件的方法的至少一个实施方式，在方法步骤E中，对波长转换元件进行烧结。由于烧结处理，波长转换材料和非转换分隔件材料的浆料达到所需的密度。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长转换元件，其包括至少一种烧结的波长转换材料，其中，‑通过所述烧结的波长转换材料之内的通道形成网格，‑所述通道被所述烧结的波长转换材料至少部分地包围，‑所述通道沿垂直于或倾斜于所述波长转换元件的主延伸方向的方向至少部分地穿进所述烧结的波长转换材料，并且‑所述通道包含非转换烧结的分隔件材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.10 US 61/950,5741.一种波长转换元件，其包括至少一种烧结的波长转换材料，其中，-通过所述烧结的波长转换材料之内的通道形成网格，-所述通道被所述烧结的波长转换材料至少部分地包围，-所述通道沿垂直于或倾斜于所述波长转换元件的主延伸方向的方向至少部分地穿进所述烧结的波长转换材料，并且-所述通道包含非转换烧结的分隔件材料。2.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述通道至少部分地平行于所述波长转换元件的主延伸方向延伸。3.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述通道完全穿过所述烧结的波长转换材料，或者所述通道部分地穿进所述烧结的波长转换材料。4.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述非转换烧结的分隔件材料不透射紫外线和/或可见光。5.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述非转换烧结的分隔件材料反射紫外线和/或可见光。6.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述烧结的波长转换材料包含选自以下材料中的一种或更多种的掺杂陶瓷材料：YAG:Ce、LuAG:Ce、LuYAG:Ce。7.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述烧结的波长转换材料包含选自以下组的一种或更多种材料：(AE)SiON、(AE)SiAlON、(AE)AlSiN3、(AE)2Si5N8，其中，AE是碱土金属；硫化物；正硅酸盐。8.根据权利要求1所述的波长转换元件，其中，所述烧结的波长转换材料包含分散在基质材料中的波长转换物质。9.一种用于制造波长转换元件的方法，所述方法包括以下步骤：A)提供具有顶侧和位于与所述顶侧相对的底侧的支承片，B)在所述支承片的顶侧上设置波长转换材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：布丽塔·格厄特茨，克里斯多佛·A·塔里，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE