[發明專利]轉換元件、光電子半導體器件和用于制造轉換元件的方法

在審

• 申請號: 201580075102.2
• 申請日: 2015-12-04
• 公開（公告）號: CN107210345A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 托馬斯·施瓦茨;弗蘭克·辛格;斯特凡·伊萊克;邁克爾·齊茨爾斯佩格;布麗塔·格厄特茨;多米尼克·斯庫爾滕
• 申請（專利權）人: 歐司朗光電半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 丁永凡,張春水

相關申請的交叉參引

本申請要求德國專利申請102014117983.8的優先權，其公開內容通過參考并入本文。

技術領域

提出一種轉換元件、一種光電子半導體器件和一種用于制造轉換元件的方法。

背景技術

從現有技術中已知轉換元件，所述轉換元件構成用于：將具有第一波長的(例如在半導體芯片中產生的)初級輻射轉換成具有與第一波長不同的更長的第二波長的次級輻射。通常，轉換元件包括靈敏的轉換波長的轉換材料，所述轉換材料在與例如氧氣和/或水接觸時能夠通過例如氧化破壞和/或損壞。

發明內容

要實現的目的在于：提出一種轉換元件，所述轉換元件具有提高的壽命。

所述目的還通過根據獨立權利要求的轉換元件、用于制造多個轉換元件的方法或半導體器件來實現。設計方案和適宜方案是從屬權利要求的主題。

提出一種轉換元件。根據至少一個實施方式，轉換元件具有轉換層，所述轉換層包括轉換波長的轉換材料。

在此，轉換波長的轉換材料的特征在于：將例如由半導體芯片發射的電磁輻射的波長在轉換材料處轉換。由此，轉換元件構成用于：將具有第一波長的(例如在半導體芯片中產生的)初級輻射轉換成具有與第一波長不同的更長的第二波長的次級輻射。

轉換層尤其包括靈敏的轉換波長的轉換材料。靈敏的轉換材料的特征例如在于：轉換材料在與例如氧氣和/或水接觸時能夠通過例如氧化破壞和/或損壞。此外，靈敏的轉換材料能夠靈敏地對溫度波動做出反應并且通過這種溫度波動例如損壞其功能。

根據至少一個實施方式，全方位地封裝轉換層。這尤其表示：轉換層在兩個主面處和在其側面處封裝。通過全方位的封裝實現轉換層的提高的壽命。根據至少一個實施方式，轉換元件包括在轉換層的第一主面上的第一封裝層。第一封裝層具有在10μm和500μm之間、優選在25μm和300μm之間、例如在50μm和200μm之間的厚度。

根據至少一個實施方式，轉換元件包括在轉換層的第二主面上的第二封裝層。第二封裝層具有在0.1μm和20μm之間、優選在0.2μm和10μm之間、例如在0.5μm和5μm之間的厚度。

一個層或一個元件設置或施加在另一層或另一元件“上”或“上方”在此和在下文中能夠表示：所述一個層或一個元件直接地以直接機械和/或電接觸的方式設置在所述另一層或另一元件上。此外，也能夠表示：所述一個層或一個元件間接地設置在所述另一層或另一元件上或上方。在此，于是，另外的層和/或元件能夠設置在所述一個層和所述另一層之間。

優選地，第一封裝層和第二封裝層包含(尤其透明的)封裝材料，所述封裝材料與轉換材料不同。封裝材料構成用于：保護轉換層免受濕氣和氧氣影響。例如，封裝材料能夠具有如下水蒸氣穿透率，所述水蒸氣穿透率最高為1×10^-3g/m²/日，例如最高為3×10^-4g/m²/日，優選最高為1×10^-6g/m²/日，尤其優選最高為1×10^-8g/m²/日。

通過轉換元件能夠以單獨封裝的方式提供，即封裝不在轉換元件已經設置在光電子半導體器件中的時間點才開始，能夠預先描述轉換元件的特征。特別地，能夠測量可通過轉換元件產生的次級輻射的色坐標。在隨后的方法步驟中，轉換元件能夠在光電子半導體器件中與半導體芯片組合，所述半導體芯片本身發射具有適當的色坐標的初級輻射，由此有利地能夠產生具有期望的色彩特性的白光。

根據至少一個實施方式，轉換材料包括轉換波長的量子點。例如，轉換層包括基體材料(例如丙烯酸酯)，其中轉換波長的量子點引入到基體材料中。

通過將量子點用作為轉換材料實現良好的顯色性，因為轉換的電磁輻射是相對窄帶的，進而不產生不同光譜顏色的混合。例如，經轉換的輻射的光譜具有至少20nm直至最高60nm的波長寬度。這能夠實現產生光，所述光的顏色能夠極其精確地與光譜范圍相關聯。由此，在將轉換元件在背光裝置的光電子半導體器件中使用時能夠實現大的色域。