用于制造波長轉(zhuǎn)換元件的方法、波長轉(zhuǎn)換元件和具有波長轉(zhuǎn)換元件的器件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造波長轉(zhuǎn)換元件的方法、一種波長轉(zhuǎn)換元件和一種包含波長轉(zhuǎn)換元件的器件。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(LED)在窄的波長范圍中產(chǎn)生光，通過所述波長范圍通常產(chǎn)生單色的發(fā)光印象。為了得到多色或混合色的發(fā)光印象，通常在LED的下游設置顏料，所述顏料將由LED放射的光部分地轉(zhuǎn)換為具有其他波長的光。因此，通過將經(jīng)轉(zhuǎn)換的光與最初由LED放射的光疊加，能夠得到更寬的波長譜，所述波長譜能夠引起多色或混合色的發(fā)光印象。
[0003]在此，轉(zhuǎn)換波長的顏料通常嵌入波長轉(zhuǎn)換層中，所述波長轉(zhuǎn)換層必須分割為波長轉(zhuǎn)換元件，以便能夠在光電子器件中使用。至今為止，分割不能夠以令人滿意的質(zhì)量進行。借助于激光的分割能夠造成元件的發(fā)黑進而造成LED的亮度損失，鋸割不提供在元件中實現(xiàn)留空部的可能性，并且水切割造成波長轉(zhuǎn)換元件的較差的棱邊質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的至少一個實施方式的目的是，提出一種用于制造波長轉(zhuǎn)換元件的改進的方法。其他的目的是提供具有改進的特性的波長換換元件和提供包括這種波長轉(zhuǎn)換元件的器件。
[0005]提出一種用于制造波長轉(zhuǎn)換元件的方法，所述方法包括下述方法步驟:
[0006]A)提供具有第一表面和與第一表面相對置的第二表面的波長轉(zhuǎn)換層，所述波長轉(zhuǎn)換層設置在載體層上；
[0007]B)用等離子體處理第一表面；
[0008]C)至少沖裁波長轉(zhuǎn)換層，其中得到具有第一表面和相對置的第二表面的至少一個波長轉(zhuǎn)換元件。
[0009]在方法步驟A)中，首先制造波長轉(zhuǎn)換層，這例如能夠通過模壓成型(compress1nmolding)、噴鑄或壓鑄進行。
[0010]借助關于波長轉(zhuǎn)換元件的和波長轉(zhuǎn)換層的第一和第二表面“相對置”分別表示表面的盡可能彼此平行的設置。
[0011]波長轉(zhuǎn)換元件能夠具有主延伸平面，所述波長轉(zhuǎn)換元件沿橫向方向在所述主延伸平面中延伸。垂直于主延伸平面、沿豎直方向，波長轉(zhuǎn)換元件能夠具有厚度。波長轉(zhuǎn)換元件的厚度優(yōu)選相對于波長轉(zhuǎn)換元件沿橫向方向的最大延伸是小的。波長轉(zhuǎn)換元件的主平面形成波長轉(zhuǎn)換兀件的第一表面。
[0012]關于波長轉(zhuǎn)換層的特性、組成、材料和填充度的下述實施方案同樣適用于波長轉(zhuǎn)換元件，從波長轉(zhuǎn)換層中分割所述波長轉(zhuǎn)換元件。在此，分割在不進行物理地或化學地改變波長轉(zhuǎn)換層的情況下或僅在改變波長轉(zhuǎn)換層的第一和/或第二表面的條件下進行。
[0013]波長轉(zhuǎn)換層包括至少一種波長轉(zhuǎn)換材料，所述波長轉(zhuǎn)換材料整面地嵌入基質(zhì)材料中。波長轉(zhuǎn)換材料尤其能夠適合于，將最初由半導體芯片產(chǎn)生的光(初級輻射)至少部分地吸收并且作為具有至少部分地與初級輻射不同的波長范圍的次級輻射發(fā)射。初級輻射和次級輻射能夠包括在紅外至紫外波長范圍中的、尤其在可見波長范圍中的一個或多個波長和/或波長范圍。在此，初級輻射的光譜和/或次級輻射的光譜能夠是窄帶的，也就是說，初級輻射和/或次級輻射能夠具有單色的或近似單色的波長范圍。初級輻射的光譜和/或次級輻射的光譜也能夠替選地是寬帶的，也就是說，初級輻射和/或次級輻射能夠具有混合色的波長范圍，其中混合色的波長范圍能夠具有連續(xù)的光譜或帶有不同波長的多個離散的光譜分量。初級輻射和次級輻射能夠疊加地引起白色的發(fā)光印象。替選地，波長轉(zhuǎn)換元件能夠?qū)⒊跫壿椛渫耆剞D(zhuǎn)換為次級輻射，其中在該情況下也能夠涉及所謂的全轉(zhuǎn)換。
[0014]在此，波長轉(zhuǎn)換材料能夠具有一種或多種下述材料:堿土金屬的和稀土元素的石植石，例如YAG:CE3+、氮化物、氮化物娃酸鹽、S1ne、塞隆(Sialone)、招酸鹽、氧化物、齒化磷酸鹽、正硅酸鹽、硫化物、釩酸鹽和氯代硅酸鹽。此外，波長轉(zhuǎn)換材料能夠附加地或替選地具有有機材料，所述有機材料能夠選自下述組:二萘嵌苯、苯并芘、氧雜萘鄰酮或羅丹明和偶氮顏料。
[0015]波長轉(zhuǎn)換層能夠作為嵌入基質(zhì)材料中的波長轉(zhuǎn)換材料具有所謂的波長轉(zhuǎn)換材料的適當?shù)幕旌衔锖?或組合物?；|(zhì)材料能夠包圍或包含波長轉(zhuǎn)換材料或者化學結(jié)合到波長轉(zhuǎn)換材料上。在此，波長轉(zhuǎn)換材料能夠均勻地分布在基質(zhì)材料中。波長轉(zhuǎn)換材料例如能夠以顆粒的形式成形，所述顆粒能夠具有小于或等于100 μ m并且尤其在2 μ m和30 μ m之間的大小。
[0016]此外，波長轉(zhuǎn)換層能夠作為基質(zhì)材料包括透明的基質(zhì)材料，波長轉(zhuǎn)換材料嵌入所述基質(zhì)材料中。透明的基質(zhì)材料能夠選自下述組:玻璃、硅氧烷、環(huán)氧化物、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、酰亞胺、碳酸酯、聚氨酯或其呈單體、低聚物或聚合物的形式的衍生物并且此外還有其混合物、共聚物或化合物。例如，基質(zhì)材料能夠包括或是環(huán)氧樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚氨酯或硅樹脂、例如聚硅氧烷或其混合物。
[0017]尤其，基質(zhì)材料能夠包括硅樹脂或是硅酮。硅酮能夠由于其熱塑性的特性一方面是能良好加工的并且另一方面具有波長轉(zhuǎn)換元件所需要的輻射穩(wěn)定性以及所需要的光學特性、例如透明度。
[0018]此外，波長轉(zhuǎn)換層也能夠包括硅酮。在硅酮的情況下，能夠借助于等離子體在波長轉(zhuǎn)換層的用等離子體處理的表面上產(chǎn)生S1-O基團和/或S1-OH基團。此外，可能的是，波長轉(zhuǎn)換層包括可水解的化學基團。
[0019]波長轉(zhuǎn)換材料能夠在基質(zhì)材料中以例如多15%和< 80%的填充度存在。波長轉(zhuǎn)換層包括第一表面和與第一表面相對置的第二表面，所述第一表面和所述第二表面也能夠稱作為波長轉(zhuǎn)換層的上側(cè)和下側(cè)。在此，第二表面或下側(cè)設置在載體層上。
[0020]用于在方法步驟B)中處理第一表面的等離子體能夠是氧化的等離子體，例如氧等離子體和/或臭氧等離子體?！疤幚怼痹诒疚闹欣斫鉃?，將第一表面暴露于等離子體一定時間，直至出現(xiàn)表面的改變。改變例如能夠通過下述方式通過化學反應引起:等離子體與波長轉(zhuǎn)換層中的基質(zhì)材料的設置在第一表面上的分子或分子取代基發(fā)生反應。在此，在含硅酮的基質(zhì)材料的情況下，例如能夠?qū)niHn基團氧化，使得S1 2保留在表面上。改變也能夠通過基質(zhì)材料的設置在第一表面上的聚合物的重組引起。通過改變，降低第一表面的粘性或減少第一表面的、例如硅酮的表面附著。也能夠涉及由于通過等離子體處理引起的灰化過程造成的玻璃化。因此，也能夠在方法步驟C)中沖裁在波長轉(zhuǎn)換層中存在的非常有粘性的或有彈性的基質(zhì)材料。
[0021]在通過等離子體處理造成的玻璃化的情況下，借助于氧等離子體和/或臭氧等離子體將氧嵌入到波長轉(zhuǎn)換層的有粘性的材料中。這引起，在波長轉(zhuǎn)換層的玻璃化的表面上將波長轉(zhuǎn)換層的有粘性的材料改變?yōu)椴荒敲从姓承缘牟ＡР牧?。在此，玻璃化的表面能夠是第一表面?或第二表面。因此，那么波長轉(zhuǎn)換層包含有粘性的材料和玻璃材料，其中玻璃材料由有粘性的材料通過引入氧和/或OH基團來產(chǎn)生。
[0022]此外，可能的是，通過玻璃化減少污染物質(zhì)在波長轉(zhuǎn)換層的玻璃化的表面上的附著力。在此，粘性降低的過程能夠通過附著力降低的過程來確定。換言之，材料的粘性越小，那么污染物的附著力就能夠越小。此外，由在玻璃化之后的較小的附著力能夠推斷出相對于在玻璃化之前的玻璃化的表面的表面粗糙度降低的粗糙度。
[0023]玻璃化尤其能夠具有特定的滲透深度。換言之，波長轉(zhuǎn)換層在借助等離子體處理的玻璃化之后沿豎直方向、也就是說垂直于玻璃化的表面直至例如能夠?qū)诓ㄩL轉(zhuǎn)換層的厚度的例如最高2%的、優(yōu)選最高I %的滲透深度能夠是玻璃化的，即具有玻璃。例如，滲透深度最小為30nm并且最高為600nm。因此，波長轉(zhuǎn)換層能夠沿著在制造公差的范圍中垂直于第一表面伸展的方向從玻璃化的表面直至滲透深度具有玻璃。在滲透深度之后，波長轉(zhuǎn)換層具有由波長轉(zhuǎn)換層