[发明专利]光电子半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的光电子半导体器件，尤其是转换型LED。本发明也描述一种相关的制造方法。

背景技术

US5998925公开一种典型的白色LED。在此典型的是，将发光材料悬浮在硅树脂中并且随后施加到芯片上，通常是丝网印刷所述硅树脂。层大约为30μm厚。硅树脂具有差的导热性，所述差的导热性导致发光材料在工作时被强烈地加热，并且由此变得更低效。目前，借助于有机粘接剂将转换元件固定在芯片上。

WO2006/122524描述了一种发光转换型LED，所述发光转换型LED应用嵌入到玻璃中的发光材料。

发明内容

本发明的目的是，在根据权利要求1的前序部分所述的光电子半导体器件中针对转换元件中的散热问题而提出一种改进的解决方案。另一目的在于，为此提出一种制造方法。

所述目的通过权利要求1的特征来实现。

尤其有利的设计方案在从属权利要求中得出。

本发明解决下述问题：通过用具有更好的导热性和UV抗性的玻璃和陶瓷或玻璃陶瓷来替代有机材料（塑料）而引起更强的转换元件的散热来改进LED的效率和使用寿命。

根据本发明，应用被结构化的单独的转换元件的改变的形成：将薄的透明的或半透明的陶瓷薄膜或玻璃陶瓷薄膜用作为基底或载体材料。载体薄膜的厚度位于≥1μm至≤100μm、优选≥3μm至≤50μm、尤其≥5μm至≤20μm的范围中。所述薄膜例如能够通过刮片法（Doktor-Blade-Verfahren）制造并且接下来热烧结。随后将薄的紧凑的且相对少气泡的玻璃层层压到薄膜上。少气泡的层的意义在于其降低的散射效应。术语少气泡尤其表示，气泡在玻璃层中的比例最高总计为10%的体积百分比、优选最高为5%的体积百分比、尤其优选为最高1%的体积百分比。由于在制造玻璃基体时的温度控制，能够目的明确地调节所述参数。温度越高，玻璃层就越是少气泡的。与此相比，在明显更低的温度下进行发光材料的沉入，以便尽可能地避免发光材料的损坏。

玻璃层越是少气泡的，就能够越薄地选择玻璃层。这改进放射的均匀性，也就是色度坐标在角度上的改变。玻璃层的厚度越小，不期望的侧向放射就减少地就越多。

玻璃层的厚度为≤200μm、优选为≤100μm、尤其为≤50μm，但是至少与最大的发光材料颗粒一样高。所述层例如能够通过丝网印刷玻璃粉末并接下来进行玻璃化或通过将熔化的玻璃直接拉到薄膜上来施加。优选Al₂O₃、YAG、AlN、AlON、SiAlON或玻璃陶瓷适合作为用于基底的材料。低熔点的玻璃优选适合作为用于玻璃层的材料，所述低熔点的玻璃优选为无铅的或低铅的并具有<500℃、优选为350℃至480℃的软化温度，如在DE102010009456.0中所述。优选地，所述系统形成层压层。

随后，例如通过丝网印刷或喷射法将发光材料施加到层压层的玻璃层上。那么，用发光材料覆层的层压层被加热到（在此，温度尤其最高位于玻璃的所谓半球点，尤其位于玻璃的至少Tg，尤其优选地位于玻璃的至少软化温度），使得玻璃仅略微软化并且发光材料沉入到玻璃层中并且由所述玻璃层包围。沉入的优点在于，对此仅需要低的温度，并且由此没有损坏发光材料。这在DE102010009456.0中的玻璃的情况下为最高350℃的温度。原则上，全部已知的适用于LED转换的发光材料或发光材料的混合物，例如尤其为石榴石、次氮基硅酸盐、正硅酸盐、氮氧化硅、硅铝氧氮聚合材料、Calsine等，适合于用作发光材料。

一个替选方案为将由玻璃粉末和发光材料组成的粉末混合物施加到经烧结的薄膜上，即基底上。但是对此，与沉入相比需要明显更高的温度，尤其是至少相应于玻璃的流动点并且优选地最高相应于玻璃的细化温度的温度，以便产生少气泡的层，因为对此玻璃必须是极其低粘性的，使得所包围的空气能够逸出并且发光材料颗粒此外起粘性提高的作用。可能的是在烧结期间需要例如为真空的附加工艺。这在DE102010009456.0中的玻璃的情况下为最低400℃的温度。