用于制造发光转换材料层的方法、用于其的组合物以及包括这种发光转换材料层的器件

摘要

本发明的实施形式描述了一种用于在具有工作时发射初级辐射的半导体元件（10）的衬底（1）上制造发光转换材料层（20）的方法，所述方法包括以下方法步骤：（a）提供衬底（1）；（b）提供包括发光转换材料（25）、基体材料和溶剂的组合物（21）；（c）将组合物（21）施加到衬底（1）上；（d）移除溶剂的至少一部分，使得在衬底（1）上构成发光转换材料层（20）。

说明书

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请102010054280.6的优先权，其公开内容在 此通过参引并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于制造发光转换材料层的方法、在所述方法中应 用的组合物以及包括这种发光转换材料层的器件。

背景技术

在发射辐射的器件中通常使用发光转换材料，以便将由辐射源发射 的辐射部分地转换成具有改变的波长的辐射。在发射辐射的器件中，通 常发射的辐射的均匀的色彩印象和高效率是期望的，因此将发光转换材 料引入到器件中具有特别的意义。

发明内容

因此，本发明的待实现的目的在于，提出一种用于制造具有改进的 特性的发光转换材料层的方法。

其他的目的在于，提出一种在这种方法中应用的组合物以及包括这 种具有改进的特性的发光转换材料层的器件。

所述目的中的至少一个通过根据本发明的至少一个实施形式的方 法、组合物和器件来实现。

提出一种用于在具有工作时发射初级辐射的半导体元件的衬底上 制造发光转换层的方法，所述方法包括下述方法步骤：

（a）提供衬底；

（b）提供组合物，所述组合物包括发光转换材料、基体材料和溶剂；

（c）将组合物施加到衬底上；

（d）移除溶剂的至少一部分，使得在衬底上构成发光转换材料层。

特别地，方法步骤（a）和（b）能够以任意的顺序进行或也能够同 时进行。方法步骤（c）和（d）必要时能够同时地、但是通常依次地进 行。在工作中发射初级辐射的半导体元件在下面也称作“半导体元件”。

发光转换材料层能够至少部分地通过发光转换材料沉降、即下沉来 构成。对此，在施加组合物和实际移除溶剂之间能够经过一定时间。也 能够执行在方法步骤（d）中移除溶剂和/或在方法步骤（c）中添加组 合物，使得发光转换材料能够至少部分地在此期间沉降。即使已经存在 多于溶剂的基体材料，发光转换材料能够在溶剂和基体材料存在时沉 降。

当在方法步骤（c）中施加组合物时和/或在方法步骤（d）中构成发 光转换材料层时，能够避免湍流，由此发光转换材料层能够以改进的均 匀性在衬底上构成。这与不含溶剂的常规组合物相比，通过在所述组合 物中的溶剂变得简单。因此，为了施加例如能够放弃将组合物加热到环 境温度之上、例如25℃之上的温度，由此简化了方法。

通过完成打磨穿过所述层、衬底或衬底的一部分、例如为横截面并 且随后借助显微镜或电子扫描显微镜（REM）进行分析的方式能够评 估均匀性。由此，例如能够确定发光转换材料下沉的程度和梯度、发光 材料层的密度和密度梯度。

在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层尤其能够在衬底上或在 上面直接制造有所述发光转换材料层的层上具有良好的附着，使得既不 需要粘接剂也不需要粘接层。由此，能够节约用于施加一种粘结剂以及 当然施加多种粘接剂本身的工作步骤。

有利地，由此也改进具有这种发光转换材料层的发射辐射的器件的 放射特性和色彩均匀性，因为与常规的器件相反，透明的粘接层不能以 不期望的方式用作光导体，穿过所述粘接层能够耦合输出未被转换的初 级辐射。

在工作中，半导体元件发射具有第一波长的初级辐射，其中第一波 长说明初级辐射的光谱。发光转换材料将初级辐射至少部分地转换成波 长更长的第二波长的次级辐射。第二波长说明次级辐射的光谱。

根据本发明，半导体材料的选择是不受限制的。特别地，能够使用 在光谱的可见范围中（420nm至780nm波长）的或在UV范围中（200nm 至420nm波长）发射的初级辐射的半导体材料。

根据本发明，发光转换材料的选择是不受限制的。这种发光转换材 料和发光转换材料混合物的实例为：

-氯硅酸盐，例如在DE10036940和在那描述的现有技术中公开，

-正硅酸盐、硫化物、含硫金属和钒酸盐，例如在WO2000/33390和在 那描述的现有技术中公开，

-铝酸盐、氧化物、卤化磷酸盐，例如在US6616862和在那描述的现 有技术中公开，

-氮化物、Sione、塞隆（Sialone），例如在DE10147040和在那描述的 现有技术中公开，以及

-稀土元素的石榴石、例如是YAG:Ce和碱土金属元素的石榴石，例如 在US2004-062699和在那描述的现有技术中公开。

发光转换材料也能够是不同的发光转换材料的组合。发光转换材料 能够以颗粒的形式存在，所述颗粒例如能够具有球形的、小板形的、多 面的、无定形的、任意其他限定的形状和/或这些形状的组合。这些颗 粒至少部分地由发光转换材料构成。就此而言，将参考文献的公开内容 通过参引并入本文。

发光转换材料层能够尤其均匀地在衬底上和在初级辐射的光路中 构成。由此，能够整体上改进器件所发射的辐射的色彩印象的和放射的 均匀性。在本文中，将全部在工作时发射的辐射的叠加理解成“辐射”， 也就是例如初级辐射和次级辐射的叠加。发射的辐射能够具有CIE色度 图中的任意的色彩印象、例如白色的色彩印象。

根据另一个实施形式，能够依次多次地执行方法步骤（c）和（d）。 也能够依次多次地执行方法步骤（b）、（c）和（d），其中也能够使用例 如具有不同发光转换材料的不同组合物。由此，能够特别精细地调节发 射的辐射的色彩印象。

根据另一个实施形式，在方法步骤（c）中将组合物施加到衬底的凹 部中。半导体元件尤其能够设置在凹部中和/或构成所述构造的底面。

根据另一个实施形式，在方法步骤（c）中施加的组合物具有弯月形 透镜。这种弯月形透镜例如能够通过组合物与凹部侧壁的相互作用、例 如粘附效应来形成。因此，构成的发光转换材料层也能够具有微凹的边 缘。这例如能够根据打磨穿过具有发光转换材料层的衬底和随后借助于 显微镜的评估来证明。

当发光转换材料层具有极其高的密度时，这种弯月形透镜有时仅能 够构成为是薄弱的。例如当发光转换材料层具有仅少量的基体材料时， 也是完全能够考虑不能证明有弯月形透镜的实施形式。

根据另一个实施形式，在方法步骤（c）中，将组合物直接地施加到 半导体元件上。

在本申请中，在第二层、第二区域或第二装置“上”设置或施加第 一层、第一区域或第一装置在此能够表示，将第一层、第一区域或第一 装置直接地以直接机械和/或电接触的方式设置或施加在第二层、第二 区域或第二装置上或设置或施加至两个其他的层、区域或装置。此外， 也能够表示间接的接触，其中在第一层、第一区域或第一装置和第二层、 第二区域或第二装置或者所述两个其他的层、区域或装置之间设置有其 他的层、区域和/或装置。

因此，发光转换材料层也能够直接在半导体元件上构成。在此，发 光转换材料层在半导体元件的表面上尤其具有良好的附着，使得能够放 弃使用粘接剂。发光转换材料层能够形状配合地和/或力配合地和/或材 料配合地与半导体元件连接，这尤其经由基体材料来进行。发光转换材 料层能够均匀地覆盖半导体元件的暴露的面，由此得到已经描述的优 点。

因为与根据现有技术相比，半导体元件的暴露的面更均匀地覆盖有 发光转换材料，所以减小或者完全避免不充分地转换初级辐射的位置或 面。因此，与例如将发光转换材料元件借助粘接层设置在半导体元件上 的常规的器件相比，更均匀地输出辐射。与此相反，这种粘接层例如能 够如光导体作用并且将辐射耦合输出。那么，然而，所述辐射仅能够是 不充分或根本未转换的，由此形成输出的辐射的不均匀的色彩印象（所 谓的蓝条blue piping）。

当发光转换材料层直接在半导体元件上构成时，与在具有半导体元 件和发光转换材料元件之间的粘接层的常规设置的情况下相比，通过转 换辐射产生的热量能够更好地经由半导体元件输出且导出。由此，能够 改进发光转换材料的转换效率，因为与在高温下相比，所述发光转换材 料通常在低温下具有更高的效率。由此，半导体元件例如能够在更高电 流的情况下工作。

根据另一个实施形式，半导体元件在方法步骤（a）中所提供的衬 底中在其侧面上具有反射的材料。由此，仅能够暴露半导体元件的主面， 使得在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层仅在所述主面上制造。 因此，初级辐射仅仅或至少主要通过半导体元件的所述主面发射，这能 够再一次引起改进的色彩稳定性和更均匀的放射。

作为反射的材料例如能够使用TiO2、ZrO2、Al2O3、玻璃、SiO2 颗粒和这些材料的组合。这些材料能够直接地或例如以由玻璃或聚合物 材料制成的基体的方式设置。

例如，半导体元件能够如已经描述的方式设置在衬底的凹部中，并 且借助反射的材料而产生平坦的面，所述平坦的面包括半导体元件的主 面。由此，发光转换材料层能够以改进的均匀性构成。

根据另一个实施形式，在方法步骤（a）中提供的衬底具有凹部， 所述凹部的横向边界构成包括光刻胶或由光刻胶制成的结构。组合物能 够在方法步骤（c）中施加到所述凹部中。横向边界能够形成为，使得 凹部的底面至少部分地由半导体元件或半导体元件的主面构成。由此， 尤其能够实现将发光转换材料层直接在半导体元件上均匀地构成。

根据所述实施形式的一个改进形式，在另一个方法步骤（e）中将包 括光刻胶的结构移除。这能够通过例如借助UV辐射的辐照来进行，使 得光刻胶随后例如借助溶剂能够被轻易地移除。移除光刻胶的区域具有 少量的或根本不具有组合物的或发光转换材料层的剩余物，使得在所述 区域中能够良好地将半导体元件分开。

例如，因此能够由半导体元件来制造芯片，所述芯片在主面上具有 根据本发明的至少一个实施形式的发光转换材料层。尤其，因此能够并 行地制造在工作中放射具有期望的、例如白色的色彩印象的辐射的多个 这种半导体芯片。例如，这些半导体芯片能够用在器件中，使得能够放 弃用于施加发光转换材料的另一个步骤，由此简化器件的制造并且降低 生产成本。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中，从半导体元件和发光 转换材料层中得到以白色色彩印象发射的半导体芯片。也能够并行地制 造以白色色彩印象发射的如这在上文中描述的多个这种半导体芯片。

根据另一个实施形式，组合物在方法步骤（c）中在施加时具有 ＜1Pa*s的粘性。在方法步骤（c）中，组合物能够在施加时具有≤100mPa*s 并且尤其≤50mPa*s、例如＜20mPa*s的粘性。粘性在此说明组合物的动 态粘性并且借助流变仪来确定。

通过组合物的低的粘性，均匀地浸润施加有组合物的面。尤其，由 此对（较小的）不平度进行补偿。低的粘性也表现为组合物的低的表面 应力。另一个优点是，特别均匀地进行发光转换材料或者包含发光转换 材料或由其制成的颗粒的沉降并且通常也能够在值得注意的范围中进 行。由此，在方法步骤（d）中在衬底上构成特别均匀的发光转换材料 层。此外，这种组合物能够被很好地被运用或分配。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中提供的组合物构成为， 使得所述组合物能够经由具有≤1mm、尤其是0.1mm至0.5mm的开口 直径的针状排出口来施加。

除了选择组合物的组分之外也能够通过在方法步骤（c）期间或之前 加热组合物来实现粘性的降低。此外或替选于此，组合物能够被搅拌、 振动和/或通过针按压，由此组合物被剪切。粘性由于剪切力而下降。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中构成发光转换材料层， 所述发光转换材料层具有≤60μm、尤其≤50μm并且通常≤40μm的层厚 度。也就是说，构成的发光转换材料层与通常具有≥80μm层厚度的常规 的发光转换材料元件的情况相比通常具有更小的层厚度。因此，借助根 据本申请的发光转换材料层也能够实现更小的器件或具有较小高度的 器件，并且能够经由半导体元件改进散热。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中构成发光转换材料层， 所述发光转换材料层具有≥50重量%的发光转换材料的含量（重量%= 重量百分比）。发光转换材料的含量能够≥75重量%并且尤其≥85重量 %、例如90重量%。所述数据是以发光转换材料层的完整的重量计的。 发光转换材料层也能够在发光转换材料的含量高时，良好地附着在衬底 上或半导体元件上。尤其，将材料选择成，使得与以重量百分比表示的 具体含量无关地构成发光转换材料层，所述发光转换材料层具有＞35体 积%、尤其＞45体积%、例如50体积%的发光转换材料（体积%=体积 百分比）。

这种高的发光转换材料浓度的优点例如为良好的导热性。由此，半 导体元件的所放射的热量并且尤其通过转换形成的热量能够更好地从 发光转换材料层中导出。改进的散热也引起更高的转换效率。此外，由 器件放射的辐射的色彩均匀性也提高。

因为用于制造发光转换材料层的组合物包含溶剂，所以在至少部分 地移除溶剂之后，发光转换材料与在常规的层或元件的情况下相比能够 以更高的浓度存在于发光转换材料层中。因此，发光转换材料层能够根 据本申请构成为，使得所述发光转换材料层与根据现有技术中相比具有 更紧密的发光转换材料的堆积。发光转换材料能够至少部分地在基体材 料中构成最紧密的堆积。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层 具有≤50重量%的基体材料的含量。基体材料的含量能够≤25重量%并 且尤其能够≤15重量%、例如10重量%。因此，发光转换材料层能够尽 可能地或完全地由发光转换材料和基体材料构成。

根据另一个实施形式施加组合物，使得在方法步骤（d）之前和/或 期间，发光转换材料在60min之内并且尤其在30min之内、例如在15min 之内沉降。通常，在所述时间间隔之内进行发光转换材料的部分的或完 全的沉降。此后和/或在此期间能够至少部分地将溶剂移除。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中在温度升高时和/或在压 力降低时和/或借助于辐照，移除溶剂。升高的温度意味着高于室温 （25℃）的温度，使得能够更容易地或更快地移除溶剂。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中，在40℃ 和160℃之间并且尤其在40℃和80℃之间、例如在60℃的温度下，移 除溶剂。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中在0.5mbar 和800mbar之间并且尤其在1mbar和100mbar之间、例如在10mbar 的压力下移除溶剂。通过负压加速溶剂的移除。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中用辐射辐 照以用于移除溶剂。辐射例如能够是β辐射或γ辐射。也能够使用UV 辐射或红外辐射。原则上，也能够借助微波辐照或加热。用于辐照的辐 射不相应于在半导体元件工作时发射的辐射。

在方法步骤（d）中，为了至少部分地移除溶剂，能够以任意组合 形式对溶剂加热和/或施加负压和/或用辐射辐照。在此，通常尽可能地 在方法步骤（d）中移除溶剂，使得发光转换材料层仅具有少量的或根 本不具有溶剂的剩余含量。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层 具有在5重量%以内、并且尤其在3重量%以内、典型地为1重量%至 2重量%的溶剂的剩余含量。溶剂的小的剩余含量能够用于改进发光转 换材料层在衬底上或在半导体元件上的附着。因此，溶剂能够用作增附 剂。发光转换材料层中溶剂的剩余含量能够借助于固体磁核共振（固体 NMR）来确定。

根据另一个实施形式，在方法步骤（d）中构成发光转换材料层， 在所述发光转换材料层中，发光转换材料在包括基体材料或由其构成的 基体中的浓度具有梯度。所述梯度例如能够由于发光转换材料的沉降而 构成。

这种梯度能够构成为，使得在构成的发光转换材料层的面向衬底或 半导体元件的区域中与在背离的区域的情况下相比存在更高的发光转 换材料的浓度。梯度例如能够是线性的。梯度能够用于逐渐改变的有效 折射率。例如，能够减少半导体元件和发光转换材料之间相对于可选地 设置在其上的由硅树脂制成的浇注料或相对于气体环境的折射率差（所 谓的指数跃变），由此改进了辐射耦合输出。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中提供的组合物除基体材 料和溶剂之外包含2重量%至50重量%并且尤其为5重量%至30重量 %的发光转换材料。在方法步骤（d）中至少部分地移除溶剂时，发光 转换材料的比重增大，直到移除足够量的溶剂并且构成发光转换材料 层。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的发 光转换材料的颗粒具有≤20μm、并且尤其≤10μm的平均直径。由此，与 常规的发光转换元件相比能够实现更小的层厚度。然而，在方法中并未 特别限制颗粒尺寸。例如，也能够使用极其小的在没有溶剂的常规的方 法中不沉降的颗粒。平均的颗粒直径能够经由筛选法来确定。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的至 少95重量%并且尤其至少99重量%的发光转换材料的颗粒具有≤20μm 并且尤其≤15μm的最大直径。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的至 少95%并且尤其至少99%的发光转换材料的颗粒具有≥2μm、并且尤其 ≥5μm的最小直径。较小的颗粒例如能够在之前通过筛选法分离。尤其， 在例如直径在2μm之内的小颗粒上能够强烈地散射辐射。因此，由此 改进透射，因为在发光转换材料层中出现较少的辐射损耗。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中提供的组合物包含5重 量%至25重量%的基体材料。组合物能够包含≤15重量%的、例如为 10重量%的基体材料。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的基 体材料选自：硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、这些聚合物化合物的前 驱体以及所述材料的组合。在此，组合也包括混合材料。因此，例如由 硅树脂和环氧树脂组成的组合也能够是硅树脂环氧化物混合材料。只要 基体材料包含聚合物化合物的前驱体或由其制成，所述聚合物化合物在 方法步骤（d）中在形成发光转换材料层的情况下能够至少部分地交联。 交联能够通过硬化、例如借助于加热和/或用在上文中已经描述的辐射 辐照来进行。这能够同时地和/或在移除溶剂之后进行。基体材料对于 初级辐射以及对于次级辐射是尤其透明的，使得穿过在发光转换材料层 中的基体材料仅出现少量的辐射损耗。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）所提供的组合物中的基体 材料是硅树脂。硅树脂能够包含下述材料或由其制成：商用的硅树脂、 尤其是聚二烷基硅氧烷、聚二芳基硅氧烷、聚烷基芳基硅氧烷或其组合。 例如用于这种硅树脂的是聚（二甲基硅氧烷）、聚甲苯基硅氧烷或其组 合。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中提供的组合物包含30重 量%至95重量%、尤其50重量%至75重量%、例如60重量%的溶剂。 因此，组合物与在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层相比通常具 有明显更大的体积。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的溶 剂适合于溶解基体材料尤其是硅树脂。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的溶 剂选自：酯、乙醚、甲硅烷基醚、二硅氧烷、脂肪、芳香族的碳氢化合 物、卤化的碳氢化合物和上述溶剂的组合。通常溶剂是易挥发的，使得 能够在方法步骤（d）中容易地至少部分地移除所述溶剂。例如，溶剂 能够在大气压（1013.25mbar）下具有≤120℃的沸点。因此，在移除溶 剂时不必担心发光转换材料层的损坏；因为当长时间高于200℃加热时， 通常才会出现损坏。

能够用作用于聚合物化合物的前驱体的低分子量的化合物通常不 属于溶剂而是属于基体材料。这种低分子量的化合物例如为丙烯酸衍生 物和甲基丙烯酸衍生物、环氧化物、烯烃、异氰酸盐/脂和类似的可聚 合的化合物。无论如何重要的是，在方法步骤（d）中至少部分地移除， 例如移除≥90体积%并且尤其≥95体积%的溶剂（体积%=体积百分比）。

根据另一个实施形式，在方法步骤（b）中所提供的组合物中的溶 剂为二硅氧烷、例如为六甲基二硅氧烷（Me3SiOSiMe3）。这种溶剂尤 其具有下述优点：所述溶剂能够极其好地溶解硅树脂，是相对易挥发的 并且与增附剂相比能够以小浓度用在发光转换材料层中。其他典型的溶 剂是作为芳香族碳氢化合物的甲苯和苯，所述芳香族碳氢化合物能够单 独地或以与其他溶剂、例如与六甲基二硅氧烷组合低使用。

在方法步骤（b）中提供的组合物例如能够通过混合发光转换材料、 基体材料和溶剂来形成。原则上可行的是，将包含常规发光转换材料的 用于印刷发光转换材料元件的印刷膏与溶剂混合从而得出根据本发明 的至少一个实施形式的组合物。

根据另一个实施形式，在方法步骤（a）中所提供的衬底上设置浇 注料。因此，发光转换材料层没有直接地设置在半导体元件上。所述浇 注料例如能够设置在初级辐射的光路中和/或设置在部分地通过其他的 第二发光转换材料转换的辐射的光路中。所述第二发光转换材料例如能 够分布地设置在常规元件中、设置在根据本发明的至少一个实施形式的 发光转换材料层或设置在浇注料中。作为第二发光转换材料能够使用已 经描述的发光转换材料。发光转换材料层也能够在方法步骤（d）中在 浇注料上构成为用于所谓的远程磷光体转换的元件。在该情况下，不需 要第二发光转换材料。将远程磷光体转换理解成以距辐射源大的距离、 例如＞750μm的情况下进行的辐射转换。

通常，根据所述实施形式，在方法步骤（c）中将组合物直接地施加 到浇注料上。特别地，由此，能够极其精细地调整辐射的色彩印象。在 此，通常也改进放射的均匀性。

因此，例如可行的是，在方法步骤（a）中作为衬底提供发射辐射 的器件，所述器件包括发射辐射的半导体元件以及第二发光转换材料和 浇注料，确定由器件发射的辐射的色彩印象并且随后借助于根据本发明 的至少一个实施形式在浇注料上构成的发光转换材料层来校准所述色 彩印象。这能够单独地为每个器件或每个衬底执行。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中构成发光 转换材料层，其中发光转换材料的浓度朝向横向侧减小。因此，在构成 的发光转换材料层的中部中的发光转换材料的浓度较高，使得在那进行 更高的转换。

在常规的器件中，辐射的色度坐标能够与相对于辐射的主放射方向 （θ=0°）的角度θ相关。也就是说，放射具有不均匀的色彩印象的辐射。 借助根据本发明的至少一个实施形式的方法，发光转换材料层能够构成 为，使得至少部分地补偿这种不同的色彩印象。例如，能够在浇注料上 制造薄的发光转换材料层，在所述发光转换材料层中，发光转换材料的 浓度具有梯度。所述浓度尤其在主放射方向上与相对于主放射方向的角 度相比尤其能够是更高的。由此，能够至少部分地减少色彩印象与角度 θ的相关性，因此整体上得到更均匀的色彩印象。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中构成的发 光转换材料层具有≤30μm、例如为20μm的层厚度。因此，这种薄的发 光转换材料层与较厚的层相比转换更小比重的射入的辐射。因此，能够 极其精细地校准辐射的色度坐标，这尤其在本发明的将组合物在方法步 骤（c）中施加到浇注料上的实施形式中是有意义的。

根据所述实施形式的一个改进形式，在方法步骤（d）中构成发光 转换材料层，在所述发光转换材料层中，发光转换材料的至少85%的颗 粒设置成单层或亚单层。例如，能够在器件的主放射方向的区域中提高 发光转换材料的浓度。在所述区域中，能够存在多于一层的发光转换材 料颗粒。能够通过打磨并且随后借助于REM的分析来确定发光转换材 料层中的颗粒设置的证据。

根据本申请也提出一种用于制造发光转换材料层的组合物，所述组 合物包括：

-发光转换材料，

-基体材料和

-溶剂。

组合物也能够由所述材料制成。组合物尤其能够用于根据本发明的至少 一个实施形式的方法，以便在衬底上或在半导体元件上制造发光转换材 料层。因此，组合物具有如在上文中已经描述的特性。

根据本申请也提出一种器件，所述器件包含在工作中发射初级辐射 的半导体元件和设置在所发射的初级辐射的光路中的发光转换材料层， 所述发光转换材料层能够根据本发明的至少一个实施形式制造或根据 本发明的至少一个实施形式制造。因此，由器件放射的辐射尤其具有均 匀的色彩印象。

器件能够包括光电子器件的常规组件，例如电导线、导体框、焊盘、 接合线、焊料等。器件的凹部能够至少部分地用浇注料来填充。

半导体元件例如能够包括薄膜发光二极管芯片，所述薄膜发光二极管 芯片的特征尤其在于：

-在产生辐射的外延层序列的面向载体元件的第一主面上施加或构成 反射层，所述反射层将在外延层序列中产生的电磁辐射的至少一部分反 射回所述外延层序列中；

-外延层序列具有20μm或更小的范围中的、尤其在10μm的范围中并 且通常在2μm的范围中的厚度；并且

-外延层序列包含具有至少一个面的至少一个半导体层，所述面具有混 匀结构，所述混匀结构在理想情况下引起辐射在外延的外延层序列中的 几乎遍历的分布，也就是说所述外延层序列具有尽可能遍历地随机的散 射特性。

薄膜发光二极管芯片的基本原理例如由I.Schnitzer等在Appl.Phys. Lett.63（16），1993年十月十八日，2174-2176页中描述，其公开内容 在此通过参引并入本文。

附图说明

在下文中根据实施例和附图详细地阐明本发明。在此，相同的附图 标记始终说明各个图中的相同的元件。然而，不以按照比例的方式示出， 相反地，为了更好的理解，能够放大和/或示意性地示出各个元件。

附图示出：

图1a至图1c示出根据本发明的至少一个实施形式的方法的多个方 法步骤；

图2示出另一衬底，在所述另一衬底上构成根据本发明的一个实施 形式的发光转换材料层；

图3a至图3d示出本发明的其他实施形式；并且

图4a至图4d示出本发明的其他实施形式，其中组合物在浇注料上 构成。

具体实施方式

图1a至1c示出贯穿衬底1的横截面，所述衬底包括例如设置在由 塑料或陶瓷制成的壳体中的凹部5、以及能够在工作中发射初级辐射并 且设置在凹部5中的半导体元件10。壳体能够包含反射的材料（没有示 出）。此外，衬底1能够包括光电子器件的常规组件，例如电导线、导 体框、焊盘、接合线、焊料等（由于可视性没有示出），使得能够由衬 底制造光电子器件。

此外，在图1a中示出根据本发明的至少一个实施形式的组合物21， 所述组合物在方法步骤（c）中施加到衬底1上。在该情况下，将组合 物21施加到凹部5中并且直接地施加到衬底1上或者施加到半导体元 件10上。组合物21包含2重量%至50重量%的、例如30重量%的发 光转换材料颗粒25。此外，组合物21包含5重量%至25重量%的、例 如10重量%的基体材料、例如硅树脂，以及50重量%至75重量%的、 例如60重量%的溶剂。能够将六甲基二硅氧烷用作溶剂。

在图1b中示出根据本发明的至少一个实施形式的方法步骤（d）的 瞬间，其中发光转换材料25的大部分已经沉降并且溶剂的一部分已被 移除或刚被移除，这通过箭头22表示。发光转换材料25也能够首先（完 全地）沉降并且随后溶剂至少部分地被移除（没有示出）。

在图1c中示出根据本发明的至少一个实施形式的完成的方法步骤 （d）。在下文中也称作“层20”的发光转换材料层20均匀地直接在半 导体元件10的暴露的面上或在衬底1上制造。发光转换材料25在层20 的基体材料中的浓度在邻接于半导体元件10或衬底1的区域中大于在 层20的背离的区域中，使得存在梯度。层20尤其均匀地在半导体元件 10上制造，使得能够在工作中均匀地发射具有均匀色彩印象的辐射。由 此，例如避免了所谓的蓝条（blue-piping）。构成的层20通常具有至少 75重量%的、尤其85重量%的、例如90重量%的发光转换材料25。 此外，层20能够包含至多25重量%的、尤其至多15重量%的、例如9 重量%的基体材料以及1重量%至2重量%的、例如1重量%的溶剂。

衬底1能够用于制造器件，在所述衬底上制造根据本发明的至少一 个实施形式的发光转换材料层20。例如，例如由硅树脂或环氧树脂制成 的常规的浇注料能够设置在层20上并且必要时成形为透镜（没有示出）。 这种器件能够发射具有任意色彩印象、例如白色的辐射。

在图2中示出本发明的另一个实施形式，其中例如图1a中的衬底1 附加地具有层15，所述层包括例如为TiO2的反射的材料或由其制成。 例如，半导体元件10以及层15能够构成平坦的或几乎平坦（这包括 ≤15μm的偏差）的面。层20在该实例中直接在半导体元件10上或在衬 底1上制造。

在图3a中示出根据本发明的至少一个实施形式在方法步骤（a）中 提供的衬底1。衬底1能够是半导体元件10，在所述半导体元件上制造 结构6。

结构6能够直接地设置在半导体元件10上并且包括光刻胶或者由 光刻胶制成。结构6和半导体元件10例如构成凹部5，其中凹部5的底 面如同示出地能够通过半导体元件10构成。

图3a的衬底1例如能够是如在图3b中示出的衬底1的一部分，所 述衬底包括多个凹部5，使得能够根据本发明的至少一个实施形式在衬 底上并行地制造多个发光转换材料层20。

在图3c中示出图3a的和/或图3b的衬底1，在所述衬底上直接地 在衬底1或半导体元件10上制造层20。层20尤其均匀地构成。

在图3d中示出器件、半导体芯片50，所述半导体芯片根据方法步 骤（e）由如在图3c中示出的具有层20的衬底1制造。对此，将结构6 用UV辐射辐照并且随后移除。在至少一些当前未覆层的位置上例如通 过锯割来分开半导体元件10。

半导体芯片50包括半导体元件10，所述半导体元件在主面上具有 根据本发明的至少一个实施形式的层20。因此，半导体芯片50能够在 工作中发射具有任意色彩印象、例如白色的辐射。半导体芯片50尤其 适合于使用到光电子器件中，所述光电子器件因此不需要任何其他的发 光转换材料，以便在工作中放射具有期望色彩印象的辐射。由此，尤其 能够简化所述光电子器件的制造，由此能够降低制造成本。

在图4a中示出根据本发明的至少另一个的实施形式的组合物21， 所述组合物直接共同地施加到衬底1的浇注料40上。凹部5能够在一 侧稍微超出浇注料40。浇注料40例如也能够凸形地或凹形地构成（没 有示出）。衬底1例如包括半导体元件10以及第二（常规的）发光转换 材料元件45，所述第二发光转换材料元件借助由粘合剂制成的层46设 置在半导体元件10上。替代第二发光转换材料元件45，衬底1也能够 具有如能够根据本发明的至少一个实施形式制造的发光转换材料层20。 衬底1能够包括光电子器件所需要的其他组件，如这在之前已经详述。 衬底1例如能够是光电子器件，所述光电子器件放射具有应被校准的色 彩印象的辐射。

在图4b中示出，如何在图4a的衬底1上在方法步骤（d）中构成 根据本发明的至少一个实施形式的发光转换材料层20。层20在此具有 ≤30μm、例如为20μm的层厚度，使得仅进行少量的转换，所述转换能 够用于校准发射的辐射的色彩印象。在层20中以单层或亚单层的方式 设置至少85%的发光转换材料25的颗粒，其中通过箭头60示出的主放 射方向（θ=0°）的区域中的浓度高于层20的其他区域中的浓度。

在图4c中示出另一个器件，其中直接在浇注料40上制造根据本发 明的至少一个实施形式的发光转换材料层20。发光转换材料层20在此 能够相应于图4b的层20。在这种情况下，在半导体元件10上没有设 置第二（常规的）发光转换材料元件45，而是包含第二发光转换材料或 由第二发光转换材料制成的颗粒41分布在浇注料40中。

在图4d中示出另一个器件，所述器件包括根据本发明的至少一个 实施形式构成的发光转换材料层20。在该情况下，不存在其他的发光转 换材料，因为发光转换材料层20作为用于所谓的远程磷光体转换的元 件例如直接在浇注料40上构成。

本发明不局限于根据实施例进行的描述。相反地，本发明包括任意 新的特征以及特征的任意组合，这尤其是包括在权利要求中的特征的任 意组合，即使所述特征或所述组合自身并未明确地在权利要求中或实施 例中说明。