CN105340092B - 包括转换元件的光电子器件和用于制造包括转换元件的光电子器件的方法 - Google Patents
包括转换元件的光电子器件和用于制造包括转换元件的光电子器件的方法 Download PDFInfo
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Abstract
提出一种光电子器件。所述光电子器件包括：具有有源层的层序列，所述层序列在器件运行时发射电磁初级辐射；和至少一个转换元件，所述转换元件设置在电磁初级辐射的光路中。至少一个转换元件包括转换颗粒和粘结剂材料，其中转换颗粒分布在粘结剂材料中并且转换颗粒至少部分地将电磁初级辐射转换为电磁次级辐射。粘结剂材料由通式(I)或(II)的盐或者由通式(I)或通式(II)的不同的盐的混合物、或者由通式(I)和(II)的不同的盐的混合物制成，通式(I)：AHal3·yH2O；通式(II)：A*Hal*4·y*H2O，其中A＝Al3+或B3+，A*＝Ti4+、Zr4+、Zn4+或Si4+，Hal＝F、Cl、Br或I，Hal*＝F、Cl、Br或I，y＝0、1、2、3、4、5或6并且y*＝0、1、2、3、4、5或6。
Description
相关申请的交叉参引
本申请要求德国专利申请10 2013 106 575.9的优先权，其公开内容通过参引结合于此。
技术领域
本发明涉及一种包括转换元件的光电子器件和一种用于制造包括转换元件的光电子器件的方法。
背景技术
光电子器件、例如发光二极管(LED)通常具有转换元件、例如带有转换材料的转换小板。转换材料将由辐射源发射的辐射转换为具有改变的、例如更长的波长的辐射。在此，除了发射的辐射以外产生热量。传统的转换元件具有对通过转换材料产生的热量的不充分的散热。由此，在转换元件中出现局部集热，所述局部集热造成亮度的降低并且造成色度坐标的变化以及造成LED的过早的失效。尤其在具有高的能效(直至150Im/W)和高的力求的光收益的LED中，借助传统的转换元件，不能足够有效地将热量引出。尤其，为了推动将LED用作为标准发光机构，LED的高的能效是重要的。存在由无机-有机杂化材料制造转换元件的方式。虽然所述转换元件的特征能够在于与例如由硅树脂构成的转换元件相比改进的热导率，然而所述转换元件由于通过其在LED中承受的辐射和温度作用造成的有机残余而非常快地示出不利的老化现象，如形成裂纹、变暗和变黄。此外，嵌有转换材料的传统使用的材料通常具有与转换材料不同的折射率，由此辐射损耗通过散射和反射产生进而器件的效率降低。由于在传统的转换元件中存在的二氧化硅组分和聚合物组，折射率在20℃时增大超过ηD＝1.5仅能够困难地或不能够实现。通常使用的转换材料、例如LuAg和YAG相反地在20℃时具有大约ηD＝1.7的折射率。
发明内容
因此，本发明的至少一个实施方式的目的是，提供一种光电子器件，所述光电子器件具有与现有技术相比带有改进的特性的转换元件，所述光电子器件此外能够成本适宜地制造。
所述目的一种光电子器件和通过一种用于制造光电子器件的方法来实现。一种用于制造包括以小板的形式的转换元件的光电子器件的方法，所述方法包括下述方法步骤：
B)提供具有有源层的层序列，其中所述有源层能够发射电磁初级辐射，
C)制造板，包括下述方法步骤：
C1)由溶剂和通式I或II的盐或者通式I或通式II的不同的盐的混合物或者通式I和II的不同的盐的混合物制成溶液；
AHal3·yH2O A*Hal*4·y*H2O，
通式I通式II
其中
-A＝Al3+或B3+；
-A*＝Ti4+、Zr4+、Zn4+或Si4+；
-Hal＝F、Cl、Br或I；
-Hal*＝F、Cl、Br或I；
-y＝0、1、2、3、4、5或6；
-y*＝0、1、2、3、4、5或6；
C2)将所述溶液与转换颗粒混合；
C3)将混合物施加到面状的模具中；
C4)将所述溶剂移除；
C6)通过将温度升高到温度T1，液化所述盐或所述盐的混合物；
C7)进一步将温度升高到温度T2，以构成粘结剂材料和所述板；
D)将所述板分割成多个小板；
E)将小板施加在所述层序列上。
在实施例中提出本发明的有利的构成方案以及改进方案。
提出一种光电子器件。光电子器件包括具有有源层的层序列，所述有源层在器件运行时发射电磁初级辐射。此外，器件包括至少一个转换元件，所述转换元件设置在电磁初级辐射的光路中。至少一个转换元件包括转换颗粒和粘结剂材料，其中转换颗粒分布在粘结剂材料中。转换颗粒至少部分地将电磁初级辐射转换为电磁次级辐射。粘结剂材料由通式I或II的盐或者由通式I或通式II的不同的盐的混合物或者由通式I和II的不同的盐的混合物制成。
AHal3·yH2O；A*Hal*4·y*H2O，
通式I通式II
在通式I和II的盐中适用的是：
-A＝Al3+或B3+；
-A*＝Ti4+、Zr4+、Zn4+或Si4+；
-Hal＝F、Cl、Br或I；
-Hal*＝F、Cl、Br或I；
-y＝0、1、2、3、4、5或6；
-y*＝0、1、2、3、4、5或6。
通过包括转换颗粒和粘结剂材料的转换元件，能够将在转换元件中通过转换颗粒产生的热量非常好地导出。由此，在转换元件中仅出现少量的或可忽略的局部集热，并且能够保证在光电子器件的运行持续时间期间的恒定的亮度和恒定的色度坐标。因此，预防光电子器件的过早的失效并且延长光电子器件的使用寿命。这样制造的粘结剂材料能够通过改变其成分具有近似地或甚至精确地对应于转换颗粒的折射率的折射率。由此，能够避免或尽可能避免初级和/或次级辐射在转换元件中的散射和反射损耗。
转换颗粒将电磁初级辐射至少部分地转换为电磁次级辐射，这一方面能够表示，电磁初级辐射至少部分地由转换颗粒吸收并且作为具有至少部分地不同于初级辐射的波长范围的次级辐射发射。在此，被吸收的初级辐射的一部分作为热量由转换颗粒发出。电磁初级辐射和电磁次级辐射能够包括在红外至紫外波长范围中、尤其在可见波长范围中的一个或多个波长和/或波长范围。在此，初级辐射的光谱和/或次级辐射的光谱能够是窄带的，也就是说，初级辐射和/或次级辐射能够具有单色的或近似单色的波长范围。初级辐射的光谱和/或次级辐射的光谱也能够替选地是宽带的，这就是说，初级辐射和/或次级辐射能够具有混合色的波长范围，其中混合色的波长范围能够具有连续的光谱或带有不同波长的多个离散的光谱分量。例如，电磁初级辐射能够具有紫外的至绿色的波长范围中的波长范围，而电磁次级辐射能够具有蓝色的至红外的波长范围中的波长范围。特别优选地，初级辐射和次级辐射能够重叠地唤起白色的发光印象。对此，初级辐射优选能够唤起蓝色的发光印象并且次级辐射能够唤起黄色的发光印象，所述黄色的发光印象能够通过次级辐射在黄色的波长范围中的光谱分量和/或在绿色的和红色的波长范围中的光谱分量产生。
转换颗粒至少部分地将电磁初级辐射转换为电磁次级辐射，这也能够表示，电磁初级辐射近似完全地通过转换颗粒吸收并且以电磁次级辐射的形式和以热量的形式发出。因此，根据该实施方式的光电子器件的所发射的辐射近似完全地对应于电磁次级辐射。近似完全的转换理解为超过90％、尤其超过95％的转换。
在本文中，“层序列”理解为包括多于一个层的层序列，例如p型掺杂的和n型掺杂的半导体层的序列，其中层相叠地设置，并且其中包含至少一个有源层，所述有源层发射电磁初级辐射。
层序列能够构成为外延层序列或构成为具有外延层序列的发射辐射的半导体芯片，即构成为外延生长的半导体层序列。在此，层序列例如能够基于InGaAlN构成。基于InGaAlN的半导体芯片和半导体层序列尤其是下述半导体芯片和半导体层序列，其中外延制造的半导体层序列具有由不同的单层构成的层序列，所述层序列包含至少一个具有出自III-V族化合物半导体材料体系InxAlyGa1-x-yN的材料的单层，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。具有基于InGaAlN的至少一个有源层的半导体层序列例如能够发射在紫外至绿色的波长范围中的电磁辐射。
替选地或附加地，半导体层序列或半导体芯片也能够基于InGaAlP，这就是说，半导体层序列能够具有不同的单层，其中至少一个单层具有出自III-V族化合物半导体材料体系InxAlyGa1-x-yP的材料，其中0≤x≤1，0≤y≤1并且x+y≤1。具有基于InGaAlP的至少一个有源层的半导体层序列和半导体芯片例如能够优选地发射具有在绿色的至红色的波长范围中的一个或多个光谱分量的电磁辐射。
替选地或附加地，半导体层序列或半导体芯片也能够具有其他的III-V族化合物半导体材料体系，例如基于AlGaAs的材料，或II-VI族化合物半导体材料体系。尤其，具有基于AlGaAs的材料的有源层能够适合于发射具有在红色的至红外的波长范围中的一个或多个光谱分量的电磁辐射。
有源的半导体层序列除了有源层以外能够包括其他的功能层和功能区域，例如p型掺杂的或n型掺杂的载流子传输层，即电子或空穴传输层，未掺杂的或p型掺杂的或n型掺杂的限制层、包覆层或波导层、阻挡层、平坦化层、缓冲层、保护层和/或电极以及其组合。此外，例如在半导体层序列的背离生长衬底的一侧上能够施加一个或多个镜层。在此所描述的涉及有源层或其他功能层和区域的结构尤其在构造、功能和结构方面是本领域技术人员已知的进而在此不详细阐述。
光电子器件能够是发光二极管、光电二极管-晶体管阵列/模块和光学联接器。替选地，可能的是，有机发光二极管(OLED)选作为光电子器件。尤其，光电子器件能够是具有直至150Im/W的效率的LED。
根据一个实施方式，转换元件具有在1W/mK和4.0W/mK之间、在1.0W/mK和3.0W/mK之间或在1.0W/mK和2.0W/mK之间的热导率。在所述范围中，在转换元件中通过转换颗粒产生的热量能够非常好地导出。转换元件的热导率越大，散热就越好。
在一个实施方式中，转换元件通过将转换颗粒与通式I或II的盐的溶液或者通式I或通式II的不同的盐的混合物的溶液或者通式I和II的不同的盐的混合物的溶液混合并且随后将盐或盐的混合物通过将温度升高到温度T1液化来制造。通过液化盐，盐分子能够自由移动并且分布。液体包围转换颗粒并且填充存在的孔。因此，已经得到随后的粘结剂材料的、即液化的盐的或液化的盐的混合物的最初的压缩，使得转换元件通过所述制造方法不具有或几乎不具有孔或裂纹。
在一个实施方式中，温度T1大于所使用的盐的熔点。T1能够位于250℃和400℃之间。
在一个实施方式中，在制造粘结剂材料时产生H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2，其中其在粘结剂材料中仅少量地存在。少量表示，例如卤素(Hal，Hal*)在对粘结剂材料或转换元件进行质谱分析时还是能证明的。因此，在制成的器件中也能够确定，所述器件根据所描述的方法制造。粘结剂材料中的所述少量的H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2不会不利地作用于器件。
在一个实施方式中，粘结剂材料包括Al3+、B3+、Ti4+、Zr4+、Zn4+和/或Si4+的氧化物。
在光电子器件的一个实施方式中，转换颗粒具有1μm至50μm的颗粒直径。优选地，转换颗粒具有5至15μm、特别优选10μm的颗粒直径。尤其，在从10μm起的颗粒大小的情况下，转换元件的热导率是特别高的，这明显地提高光电子器件的使用寿命。
转换颗粒例如能够由下述发光材料中的一种发光材料形成：掺杂有稀土元素的金属的石榴石，掺杂有稀土元素的金属的碱土金属硫化物，掺杂有稀土元素的金属的硫代镓酸盐，掺杂有稀土元素的金属的铝酸盐，掺杂有稀土元素的金属的硅酸盐、如正硅酸盐，掺杂有稀土元素的金属的氯代硅酸盐，掺杂有稀土元素的金属的碱土金属氮化硅，掺杂有稀土元素的金属的氮氧化物和掺杂有稀土元素的金属的氮氧化铝，掺杂有稀土元素的金属的氮化硅、Sialone。
作为发光材料尤其能够使用石榴石，如钇铝氧化物(YAG)、镥铝氧化物(LuAG)和铽铝氧化物(TAG)。
发光材料例如用下述催化剂中的一种催化剂掺杂：铈、铕、铽、镨、钐、锰。
根据一个实施方式，转换元件包括不同的发光材料的转换颗粒。
在一个实施方式中，粘结剂材料对由层序列的有源层发射的初级辐射是透明的。“透明的”在此理解为，材料、层或元件对整个可见电磁光谱或其部分光谱而言是至少部分可穿透的。由层序列发射的初级辐射例如能够位于电磁光谱的可见范围中。
在另一个实施方式中，转换元件和/或粘结剂材料对由转换颗粒发射的次级辐射是透明的。
优选地，粘结剂材料具有大于95％的透明度。特别优选地，粘结剂材料对所发射的初级辐射和/或对发射的次级辐射的透明度大于98％。
在一个实施方式中，粘结剂材料由通式I或II的盐或者由通式I或通式II的不同的盐的混合物或者由通式I和II的不同的盐的混合物制成，其中在制造中不使用其他的盐。
在一个实施方式中，粘结剂材料仅由通式I或II的盐或者仅由通式I或通式II的不同的盐的混合物或者仅由通式I和II的不同的盐的混合物制成。
在一个实施方式中，转换元件由转换颗粒和粘结剂材料构成，其中粘结剂材料仅由通式I或II的盐或者仅由通式I或通式II的不同的盐的混合物或者仅由通式I和II的不同的盐的混合物制成。
根据另一个实施方式，转换颗粒关于粘结剂材料以1至70重量百分比存在。优选为20至50重量百分比，特别优选为30至40重量百分比。
在一个实施方式中，粘结剂材料由通式I的盐或者由通式I和II的不同的盐的混合物制成，其中A＝Al3+并且A*＝Ti4+、Zr4+或Zn4+。
根据一个实施方式，粘结剂材料由50至95摩尔百分比、优选70至95摩尔百分比、特别优选80至95摩尔百分比的至少一种通式I的化合物制成。借助通式II的化合物的(以摩尔百分比的)份额相对于通式I和II的份额的总量的变化，能够改变进而优化转换载体层的折射率。优选地，粘结剂材料的折射率匹配于转换颗粒的折射率并且对应于转换颗粒的折射率。因此，能够降低初级和/或次级辐射的散射和反射损耗进而提高光电子器件的效率。
在一个实施方式中，粘结剂材料由AlCl3·6H2O制成。粘结剂材料能够仅由AlCl3·6H2O制成。该粘结剂材料存在于下述实施方式中，其中仅由AlCl3·6H2O制成的粘结剂材料由Al2O3、H2O、HCl和/或Cl2构成。
在一个实施方式中，转换元件由LuAG转换颗粒或YAG转换颗粒和粘结剂材料构成，所述粘结剂材料仅由AlCl3·6H2O制成。在该实施例中，粘结剂材料在20℃时具有大约ηD＝1.7的折射率。因此，在该实施例中，粘结剂材料的折射率匹配于转换颗粒的折射率，所述转换颗粒的折射率对于LuAG和YAG在20℃时也大约为ηD＝1.7。在这种转换元件中，不出现或几乎不出现初级和/或次级辐射由于散射或反射造成的损耗。也已经证明的是，包括所述材料的转换元件通过其能够在光电子器件中经受的温度和湿气负荷、并且尤其通过其在光电子器件中经受的辐射负荷不变黄和变暗或仅略微变黄和变暗并且在其机械特性方面不改变或几乎不改变。因此也确保，不降低或略微降低光收益，并且不改变或仅略微改变光电子器件的放射特性。尽管存在这些负荷，转换元件的机械坚固性也能够至少尽可能地保持。通过转换颗粒产生的热量能够在转换元件中非常好地导出，因为转换元件具有非常好的导热性。由此，在转换元件中尽可能不产生局部集热，并且能够保证在光电子器件的运行持续时间期间的恒定的亮度和恒定的色度坐标。
根据一个实施方式，转换颗粒通过化学键而键合到粘结剂材料上。化学键能够理解为共价键和离子键。但是，这不是不具有裂纹和孔的或尽可能不具有裂纹和孔的转换元件的前提，因为所述转换元件已经制造相关地不具有或几乎不具有孔和裂纹。然而，转换颗粒到粘结剂材料的化学键能够进一步地支持转换元件的近似不具有裂纹和孔的制造。不具有孔和裂纹的转换元件在整个转换元件上确保恒定的且有效率的散热以及电磁初级辐射和/或次级辐射的恒定的且有效率的放射特性。
根据光电子器件的一个实施方式，转换元件不具有或几乎不具有孔和裂纹。这能够根据扫描电子显微镜照片来证实。通过所述制造方法，制造厚度直至100μm至200μm、不具有孔和裂纹或几乎不具有孔和裂纹的可能的转换元件。
在一个实施方式中，转换元件构成为小板。
在一个实施方式中，小板具有1μm至200μm、优选50μm至150μm、特别优选75μm至100μm的厚度。
光电子器件能够包括壳体。在壳体中，能够在中间存在凹部。层序列能够安置在凹部中。也可能的是，用覆盖层序列的浇注料填充凹部。但是，凹部也能够由空气空隙构成。
根据一个实施方式，转换元件构成为小板，所述小板设置在层序列上。
整个小板的层厚度能够是均匀的。因此，在小板的整个面上能够实现恒定的色度坐标。
在一个实施方式中，小板能够直接安置在层序列上。可能的是，小板覆盖层序列的整个表面。
在一个实施方式中，小板设置在壳体的凹部上。在转换元件的该实施方式中，不存在转换元件与层序列的直接的和/或形状配合的接触。这就是说，在转换元件和层序列之间能够存在间距。换言之，转换元件设置在层序列的下游并且由初级辐射照射。因此，在转换元件和层序列之间能够构成浇注料或空气空隙。
根据一个实施方式，光电子器件包括具有一个或多个其他的有源层的至少一个第二层序列。
根据一个实施方式，第一和第二和每个其他的层序列并排地设置。这些层序列能够间隔开地或直接并排地设置。
也可能的是，小板直接施加在第一和第二和每个其他的层序列上。因此，优化光电子器件的制造工艺，因为不必为每个层序列制造和施加小板。
在此，一个层或一个元件在另一个层或另一个元件“上”或“上方”设置或施加在这里和在下文中能够表示，一个层或一个元件直接地以直接机械接触和/或电接触的方式设置在另一个层或另一个元件上。此外，这也能够表示，一个层或一个元件间接地设置在另一个层或另一个元件上或上方。在此，因此其他的层和/或元件能够设置在一个层或另一个层之间或者设置在一个元件或另一元件之间。
根据一个实施方式，在层序列和小板之间或在小板和壳体之间设置有粘附层。附加地，粘附层能够设置在小板和浇注料之间。
一个层或一个元件设置在两个其他的层或元件“之间”在此和在下文中能够表示，一个层或一个元件直接地以直接机械接触和/或电接触的方式或者以与两个其他的层或元件中的一个层或元件间接接触并且与两个其他的层或元件中的另一个层或元件直接机械接触和/或电接触或者间接接触的方式设置。在此，因此在间接接触的情况下，其他的层和/或元件能够设置在一个层和两个其他的层中的至少一个层之间或者设置在一个元件和两个其他的元件中的至少一个元件之间。
粘附层能够由硅树脂或无机-有机杂化材料构成或者包括硅树脂或无机-有机杂化材料。通过硅树脂和/或无机-有机杂化材料，层序列的和小板的良好的粘接是可能的。小板的和壳体的和小板与浇注料的良好的粘接也是可能的。经由良好的粘接，预防小板从层序列或壳体和浇注料过早地脱落，进而能够延长光电子器件的使用寿命。
粘附层能够整面地、结构化地或点状地施加。
在一个实施方式中，转换颗粒均匀地或以浓度梯度分布在粘结剂材料中。
光电子器件的给出的实施方式能够根据下面提出的方法制造。光电子器件的所有在方法中提到的特征也能够是光电子器件的在上文列举的实施例的特征。
提出一种用于制造包括转换元件的光电子器件的方法。转换元件以小板的形式构成。方法包括下述方法步骤：
B)提供具有有源层的层序列，其中有源层能够发射电磁初级辐射；
C)制造板，包括下述方法步骤：
C1)制造由溶剂和通式I或II的盐或者通式I或通式II的不同的盐的混合物或者通式I和II的不同的盐的混合物构成的溶液；
AHal3·yH2O A*Hal*4·y*H2O，
通式I 通式II
其中
-A＝Al3+或B3+；
-A*＝Ti4+、Zr4+、Zn4+或Si4+；
-Hal＝F、Cl、Br或I；
-Hal*＝F、Cl、Br或I；
-y＝0、1、2、3、4、5或6；
-y*＝0、1、2、3、4、5或6；
C2)将溶液与转换颗粒混合；
C3)将混合物施加到面状的模具中；
C4)将溶剂移除；
C6)通过将温度升高至温度T1，液化盐或盐的混合物；
C7)进一步将温度升高至温度T2，以构成粘结剂材料和板；
D)将板分割为多个小板；
E)将小板施加在层序列上。
通过借助分割从大的板制造小板，能够成本适宜地且快速地制造小板。
在一个实施方式中，在方法步骤C3)中，借助于刮涂或离心旋涂来施加混合物。
在一个实施方式中，在方法步骤C3中，形成混合物的100μm至600μm厚、优选200μm至600μm厚、特别优选350μm至450μm厚的湿膜。
在一个实施方式中，溶剂选自包括下述组：乙醇、异丙醇和乙腈。优选地，溶剂是乙醇。
可能的是，溶剂在方法步骤C4)中不完全地蒸发。溶剂残余物在方法步骤C6)中蒸发。
在一个实施方式中，温度T1大于所使用的盐的熔点。T1能够在250℃和400℃之间。
在一个实施方式中，在方法步骤C6)和C4)之前进行另一方法步骤：
C5)将面状的模具引入到炉中。
在方法步骤C7)之后能够进行其他的方法步骤：
C8)冷却炉中的板，直至炉冷却至室温。室温理解为25℃的温度。
通过缓慢地冷却板，所述冷却均匀地且无应力地进行，并且在该步骤中在板中不构成或几乎不构成裂纹和孔。
在一个实施方式中，在方法步骤C7中和/或在设定温度T2之后，H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2形成并且部分地蒸发。因此，在板中仅留下非常小份额的H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2。然而，份额高至使得其能够在制成的板中以质谱的方式证实。因此，在制成的器件中也能够确定，所述器件根据所描述的方法制造。
如果在方法步骤C1)中例如仅将六水合三氯化铝用作为盐，那么在方法步骤C7)中和/或在设定温度T2之后，发生下述两个反应中的至少一个反应：
AlCl3·6H2O→1/2Al2O3+3HCl+4.5H2O
第一个反应是脱水反应并且第二个反应是氧化还原反应，其中O2还原并且Cl-氧化。因此，在该实施方式中，转换元件由Al2O3、转换颗粒和微量的HCl、Cl2和H2O构成。能够以质谱的方式证明Cl。
如果y和/或y*＝0，换言之使用不包含结晶水的盐，那么在方法步骤C7)中和/或在设定温度T2之后，借助空气氧气进行氧化还原反应进而形成粘结剂材料。在此，产生H2O和Hal2和/或Hal*2。
如果使用具有结晶水的盐，即当y＝1、2、3、4、5或6和/或y*＝1、2、3、4、5或6时，在方法步骤C7)和/或在设定温度T2之后，能够同时进行脱水和氧化还原反应，所述脱水的特征在于形成H2O和HHal和/或HHal*，所述氧化还原反应的特征在于形成H2O和Hal2和/或Hal*2。也可能的是，仅进行两个反应中的一个反应。
可能的是，在方法步骤C7)之前，即在方法步骤C6)中或在方法步骤C6)之后，H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2也已经产生并且部分地蒸发。
在一个实施方式中，在方法步骤C6)和/或C7)中，温度升高以恒定的加热速率进行。加热速率位于每分钟2℃至10℃的范围中。优选地，加热速率位于每分钟4℃至10℃的范围中，特别优选为每分钟6℃。通过加热速率，进行盐或盐的混合物的可控的液化。将在方法步骤C4)中可能仍未完全移除的溶剂残余物蒸发，而不形成碱或延迟沸腾。
在一个实施方式中，在方法步骤C6)之后，将混合物恒定地在温度T1下保持一至三个小时。进行方法步骤C6’)“将混合物在恒定的温度T1下保持1h至3h”。由此能够确保，实现盐或盐的混合物的完全的液化。
在一个实施方式中，在方法步骤C7)或C6’)之后，将混合物恒定地在温度T2下保持一至三个小时。进行方法步骤C7’)“将混合物在恒定的温度T2下保持1h至3h”。因此能够确保，完全地或几乎完全地转化所使用的盐。换言之，能够确保，所使用的盐几乎完全地进行脱水和/或氧化还原反应。此外，能够降低应力。
在一个实施方式中，T2位于450℃和550℃之间。
在一个实施方式中，在方法步骤B)之前进行另一方法步骤：
A)将壳体构成为具有凹部，
其中随后在方法步骤B)之后进行另一方法步骤B’)：
B’)将层序列施加到壳体的凹部中。
在一个实施方式中，在方法步骤E)中，将小板直接施加在层序列上或借助粘附层施加在层序列上。
在一个实施方式中，在方法步骤E)中，将小板施加在壳体的凹部上。
附图说明
从在下文中结合附图描述的实施例中得到本发明的其他的有利的实施方式和改进方案。
图1和2示出光电子器件的不同的实施方式的示意侧视图。
图3示出转换元件的热导率。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同的或起相同作用的组成部分分别设有相同的附图标记。示出的元件和其彼此间的大小关系不视为是合乎比例的，更确切地说，为了更好的理解，能够夸大地示出个别元件、尤其层厚度。
根据图1的光电子器件1示出具有导体框6的载体5。在载体5上设置有层序列2，所述层序列与导体框6经由键合线7电连接。在层序列2上安置有以小板的形式的转换元件3。转换元件3包括由LuAG构成的转换颗粒和粘结剂材料，其中转换颗粒在粘结剂材料中均匀地分布。粘结剂材料由AlCl3·H2O制成。小板设置在电磁初级辐射的光路中，所述电磁初级辐射由层序列2中的有源层(在此未单独示出)发射。粘结剂材料的和转换颗粒的折射率在20℃时都为大约ηD＝1.7。因此，在所述转换元件中，不出现或几乎不出现初级和/或次级辐射由于散射或反射造成的损耗。此外，转换元件相对于温度、湿气和辐射负荷是稳定的。所述转换元件不变暗或仅略微变暗并且不变黄或仅略微变黄。因此确保，不降低或少量降低光收益，并且光电子器件的放射特性不改变或仅略微改变。尽管存在所述负荷，转换元件的机械的坚固性仍能够至少尽可能地保持。
附加地，在层序列2和转换元件3之间能够安置有粘附层(在此未示出)。粘附层例如能够包括硅树脂。
优选地，光电子器件1是LED，其中辐射向上经由透明的半导体层序列2和转换元件3耦合输出。
根据图2的光电子器件1示出具有导体框6的载体5和壳体8。壳体8在中间具有凹部，在所述凹部中设置有层序列2，所述层序列与导体框6导电地连接。凹部由浇注料4填充。浇注料4例如包括环氧化物。
在壳体8的凹部和壳体上设置有转换元件3。转换元件3以小板的形式构成并且设置在电磁初级辐射的光路中，所述电磁初级辐射由层序列2中的有源层(在此未单独示出)发射。
转换元件3包括转换颗粒和粘结剂材料，其中转换材料在粘结剂材料中例如均匀地分布。粘结剂材料由AlCl3·6H2O和TiCl4制成。
附加地，在壳体和转换元件3之间并且在浇注料4和转换元件3之间能够安置有粘附层(在此未示出)。粘附层例如能够包括硅树脂。
优选地，光电子器件1是LED，其中辐射向上经由透明的半导体层序列2、透明的浇注料4和转换元件3耦合输出。
图3示出厚度为85μm至100μm并且面积为10mm×10mm的以小板的形式的转换元件的热导率。在y轴上绘制以W/mK为单位的热导率并且在x轴上绘制以℃为单位的温度T。
如下制造图3中的转换元件：
C1)在乙醇中制造AlCl3·6H2O的1摩尔的溶液；
C2)将溶液与LuAG转换颗粒混合；
C3)将混合物通过刮涂/离心旋涂施加到面状的模具中，以形成大约400μm厚的膜；
C4)将乙醇移除；
C5)将面状的模具引入到炉中；
C6)通过以每分钟6℃的加热速率将温度升高到350℃的温度T1上，液化盐AlCl3·6H2O；
C6’)将混合物在350℃的恒定的温度T1下保持1.5；
C7)以每分钟6℃的加热速率进一步将温度升高到550℃的温度T2上，以构成粘结剂材料和板，其中H2O和HCl和/或Cl2产生并且几乎完全蒸发；
C7’)将混合物在550℃的恒定的温度T2下保持1.5；
C8)冷却炉中的板，直至炉冷却至室温；
D)将板分割为多个小板。AlCl3·6H2O与LuAG转换颗粒的比值选择成，使得在小板中存在LuAG转换颗粒与粘结剂材料的大约为1:1的重量比。以质谱的方式，能够证明在粘结剂材料中存在氯，使得在制成的小板中，能够推断出其制造方法。
从图3中示出，这样制造的转换元件在25℃和125℃之间的温度下具有在大约1.5W/mK和1.75W/mK之间的热导率。与此相比，由纯的硅树脂构成的传统的转换元件在所述温度范围中具有大约0.1W/mK至0.15W/mK的热导率。因此，根据本发明的转换元件的热导率与传统的转换元件相比明显改进。在转换元件中，能够将通过转换颗粒产生的热量非常好地导出。由此，在转换元件中仅产生少量的或可忽略的局部集热，并且能够保证在光电子器件的运行持续时间期间的恒定的亮度和恒定的色度坐标。因此，能够预防光电子器件的过早的失效并且延长光电子器件的使用寿命。当代替LuAG转换颗粒使用YAG转换颗粒时，也得到近似相同的值。
本发明不通过根据实施例进行的描述局限于此。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在本文中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在本文或实施例中说明时也如此。
Claims (10)
1.一种用于制造包括以小板的形式的转换元件(3)的光电子器件(1)的方法，所述方法包括下述方法步骤：
B)提供具有有源层的层序列(2)，其中所述有源层能够发射电磁初级辐射，
C)制造板，包括下述方法步骤：
C1)由溶剂和通式I或II的盐或者通式I或通式II的不同的盐的混合物或者通式I和II的不同的盐的混合物制成溶液；
AHal3·yH2O A*Hal*4·y*H2O，
通式I 通式II
其中
-A＝Al3+或B3+；
-A*＝Ti4+、Zr4+、Zn4+或Si4+；
-Hal＝F、Cl、Br或I；
-Hal*＝F、Cl、Br或I；
-y＝0、1、2、3、4、5或6；
-y*＝0、1、2、3、4、5或6；
C2)将所述溶液与转换颗粒混合；
C3)将混合物施加到面状的模具中；
C4)将所述溶剂移除；
C6)通过将温度升高到温度T1，液化所述盐或所述盐的混合物；
C7)进一步将温度升高到温度T2，以构成粘结剂材料和所述板；
D)将所述板分割成多个小板；
E)将小板(3)施加在所述层序列(2)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂选自下述组：乙醇、异丙醇和乙腈。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C6)之前，进行另一方法步骤：
C5)将所述面状的模具引入到炉中；
并且其中在方法步骤C7)之后，进行另一方法步骤：
C8)冷却所述炉中的所述板，直至所述炉冷却至室温。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C7)中和/或在设定温度T2之后，H2O和HHal和/或HHal*和/或Hal2和/或Hal*2产生并且部分地蒸发。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C6)和C7)中，通过恒定的加热速率进行所述温度升高。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤C6)之后，将所述混合物在方法步骤C6’)中恒定地在温度T1下保持1h至3h。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中在方法步骤B)之前，进行另一方法步骤：
A)将壳体(8)成形为具有凹部，并且
其中在方法步骤B)之后，进行另一方法步骤：
B’)将所述层序列(2)引入到所述壳体的所述凹部中。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述小板在方法步骤E)中直接施加在所述层序列(2)上或者借助于粘附层施加在所述层序列(2)上。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在方法步骤E)中，将所述小板施加在所述壳体(8)的所述凹部上。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中
-A＝Al3+；
-A*＝Ti4+；
-Hal＝Cl；
-Hal*＝Cl；
-y＝0、1、2、3、4、5或6；
-y*＝0、1、2、3、4、5或6。
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