(57)【要約】【課題】効率的な変換プレートを提供する。【解決手段】変換プレート（２０）は、光変換領域（２１）ならびに光散乱領域および／または光吸収領域（２２）を有する変換プレート（２０）であって、前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）とは、前記変換プレート（２０）内で横方向（Ｌ）において互いに並置され、前記横方向（Ｌ）は、前記変換プレート（２０）が延在する主方向に対して平行に延在し、充填材（３）が前記横方向（Ｌ）において前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）との間に位置している。【選択図】図７Ａ
2018060219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光変換領域（２１）ならびに光散乱領域および／または光吸収領域（２２）を有する変換プレート（２０）であって、
−  前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）とは、前記変換プレート（２０）内で横方向（Ｌ）において互いに並置され、前記横方向（Ｌ）は、前記変換プレート（２０）が延在する主方向に対して平行に延在し、
−  充填材（３）が前記横方向（Ｌ）において前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）との間に位置している、
変換プレート（２０）。
【請求項２】
前記変換プレート（２０）は、光出口面（２３）および前記光出口面（２３）とは反対側の光入口面（２４）、ならびに、前記光出口面（２３）を前記光入口面（２４）に接続する側面（２５）を備え、
少なくとも１つの前記側面（２５）には、物理的および／または機械的な材料除去の痕跡（２６）がある、
請求項１に記載の変換プレート（２０）。
【請求項３】
前記光変換領域（２１）は、第１の波長の光を前記第１の波長とは異なる第２の波長の光に変換する発光材料（７）を含み、
前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）には、前記発光材料（７）が存在しない、
請求項１または２に記載の変換プレート（２０）。
【請求項４】
前記光変換領域（２１）ならびに前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）は、前記変換プレート（２０）内に前記横方向（Ｌ）において交互に配置される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項５】
前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）は、前記変換プレート（２０）上で格子状パターンを形成し、前記光変換領域（２１）は、前記格子状パターン内に島状に諸所に配置されている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項６】
前記充填材（３）は、パリレンまたはシリコーンであるか、または、パリレンまたはシリコーンを含む、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項７】
前記充填材（３）は、透光性である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項８】
−  前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）とは、互いに距離Ａ離間し、
−  前記横方向（Ｌ）における前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）との間の空間（Ａ）は、連続的変換プレート（２０）が形成されるように前記充填材（３）によって充填される、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項９】
前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）との間の距離は、３μｍ以上１５μｍ以下である、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項１０】
前記充填材（３）は、前記光変換領域（２１）と前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）との共通の境界面（４）を形成する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項１１】
−  変換プレート（２０）の厚さは、１５μｍ以上２５０μｍ以下であり、
−  光変換領域（２１）の横方向大きさは、２５μｍ以上１５０μｍ以下であり、
−  前記光散乱領域および／または光吸収領域（２２）の横方向の大きさは、５μｍ以上５０μｍ以下である、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）。
【請求項１２】
発光半導体ボディ（３０）および請求項１〜１１のいずれか一項に記載の変換プレート（２０）を有する、
オプトエレクトロニクス装置（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多機能層の製造方法、電気泳動基板、電気泳動基板の使用、変換プレートおよびオプトエレクトロニクス装置に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
多機能層を製造するための省材料の方法を提供することが達成すべき目的の１つである。効率的な変換プレートを提供することが達成すべきさらなる目的の１つである。上記方法のための電気泳動基板を提供することが達成すべきさらなる目的の１つである。効率的なオプトエレクトロニクス装置を提供すること達成すべきさらなる目的の１つである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
多機能層を製造するための本方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＡによってキャリアを有する電気泳動基板を設ける。電気泳動基板は、自己支持型である。例えば、電気泳動基板は、さらなる機械的な支持部品または安定化部品を何ら必要としない。電気泳動基板のキャリアは例えば、電気絶縁材料を含んでもよく、そのような材料からなっていてもよい。
【０００４】
さらに、キャリアは導電性材料を含んでもよく、この場合、キャリアの外面が電気絶縁性を有するように構成してもよい。例えば、キャリアの外面は、連続的な誘電性パッシベーション部を有してもよい。キャリアは導電性のケイ素等の導電性コアを備えることができ、導電性コアはプラスチック等の電気絶縁材料によって包囲されていることができる。
【０００５】
キャリアは好ましくは、ガラス、ＧａＮ、金属、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、テフロン被覆材料、ポリオレフィン（例えば、高密度もしくは低密度のポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ））等のプラスチック、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミド（例えば、ポリフタラミド（ＰＰＡ））、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、シリコーン、エポキシドのうちの１つの材料を含んでもよく、これら材料の１つからなっていてもよい。
【０００６】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、キャリアは、前面、および、前面とは反対側の後面を備える。前面および後面は好ましくは、製造公差の範囲内で平坦に構成される。前面は、特に、後面に対して平行に延在していてもよい。
【０００７】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、第１の導電層および第２の導電層がキャリアの前面に設けられ、横方向に互いに離間して諸所に配置されている。本明細書において「横方向」とは、本明細書に記載の電気泳動基板が延在する主方向に対して平行な方向を意味するものと理解される。第１の導電層および第２の導電層は例えば、直接接触しておらず、蒸着またはスパッタリング等によって形成され得る。さらに、第１の導電層は、第２の導電層と同じ材料を含んでもよい。特に、第１のおよび第２の導電層は、同一の材料から、パターニングによって形成され得る。また、第１の導電材料が第２の導電層の材料とは異なる材料を含むこともできる。第１の導電層および第２の導電層は、それら導電層が様々な材料の電気泳動による成膜に適するように構成される。キャリアの導電層が形成されない領域は例えば、フォトレジスト層を備えてもよい。
【０００８】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＢにおいて、第１の材料を第１の導電層上に電気泳動によって成膜する。この場合、電圧を第１の導電層に印加し、その結果、例えば電気泳動溶液内に位置し得る第１の材料を第１の導電層上に成膜する。第２の導電層は好ましくは無電位（potential-free）であるか、または、異なる電位が第２の導電層に印加される。それにより第１の材料を第１の導電層上のみに成膜するか、または、第１の導電層上に少なくともより多く成膜する。第１の材料内での光散乱を実現するために、第１の材料と同時に拡散材料を電気泳動によって成膜することもできる。光散乱は好ましくは、第１の材料の領域内で均質であり、特に等方性を有する。上記拡散材料は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、および／またはＴｉＯ２を含んでもよく、これら材料の１つからなっていてもよい。上記拡散材料の平均粒径（ｄ５０値）は好ましくは、１００ｎｍ〜５００ｎｍ（両端値を含む）である。さらに、上記拡散材料は、第１の材料の電気泳動による成膜後、さらなる電気泳動による成膜ステップにおいて個別に成膜され得る。
【０００９】
第１の材料の、第１の導電層上に電気泳動によって成膜される厚さを、特に電圧の印加時間によって制御または決定してもよい。本明細書において「厚さ」とは、横方向を横断する広がり、特に横方向に対して直交する広がりを意味するものと理解されたい。第１の材料の第１の導電層上への電気泳動による成膜を、電圧のスイッチを切ることにより終了してもよい。
【００１０】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＣにおいて、第２の材料を第２の導電層上に電気泳動によって成膜する。このために、電圧を第２の導電層に印加してもよい。この点に関し、第１の導電層は好ましくは無電位であるか、または、異なる電位が第１の導電層に印加される。それにより第２の材料を第２の導電層上のみに成膜するか、または、第２の導電層上に少なくともより多く成膜する。第２の材料の電気泳動による成膜を第２の材料を含むさらなる電気泳動溶液内で行ってもよい。第２の材料の第２の導電層上への電気泳動による成膜は、本明細書において既に説明したように、電圧の印加時間によって制御され得、電圧のスイッチを切ることによって終了され得る。
【００１１】
特に第１の材料と第２の材料とは、異なる材料である。ステップＢおよびＣは好ましくは、互いに独立してかつ順に実行される。
【００１２】
例えばキャリアが導電性材料を含む場合、キャリアの、電気泳動による成膜が望まれない領域には、電気絶縁材料（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３）が含まれ得る。さらに、キャリアのかかる領域は特に、フォトレジスト層によって被覆され得る。
【００１３】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、第１の材料は変換材料を含んでもよく、かつ／または、第２の材料は光散乱材料および／または光吸収材料を含んでもよい。変換材料ならびに光散乱材料および／または光吸収材料は、異なる機能を果たす。第１の材料は例えば、第１の材料に入射する光の波長を変化させてもよい。本明細書において「変化させる」とは、特に光学的に知覚可能な波長の変更を意味するものと理解されたい。一方、第２の材料は、第２の材料に入射する光の波長を変化させないが、かかる光を散乱および／または吸収する。
【００１４】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＤにおいて、充填材を第１の材料と第２の材料との間に配置する。充填材は例えば、透光性であってもよい。
【００１５】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、充填材は、第１の材料および第２の材料との共通の境界面を形成する。上記共通の境界面は例えば、キャリアの前面に対して平行に延在し、キャリアの後面とは反対側であり得る。共通の境界面は好ましくは、製造公差の範囲内で平坦に構成される。
【００１６】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、横方向における第１の材料と第２の材料との間の空間は、連続的多機能層を形成するように充填材で充填される。本明細書において「横方向」とは、本明細書に記載の電気泳動基板が延在する主方向に対して平行な方向を意味するものと理解される。既に上述のように、第１の導電層と第２の導電層とは、互いに離間している。対応する空間がまた、電気泳動による成膜後、第１の材料と第２の材料との間に存在する。これら空間は、充填材で充填され得る。この点に関し、充填材は、例えば第１の材料および第２の材料と架橋結合し得る。特に、充填材は、第１の材料および第２の材料と材料結合状態になり得、それにより連続的多機能層を形成する。連続的多機能層は、特に一体的（in one piece）であり得る。
【００１７】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＥにおいて、上記多機能層を電気泳動基板から分離する。例えば、連続的多機能層は、充填材の硬化後、剥離または転写ラミネーション（transfer-lamination）によって電気泳動基板から容易に分離され得る。さらに、特に吸着ピンセットを使用して多機能層を分離してもよい。
【００１８】
少なくとも一実施形態によれば、本方法を、本明細書中に述べたＡからＥへの順序で行う。
【００１９】
多機能層の製造方法の少なくとも一実施形態によれば、ステップＡにおいて、前面、および、前面とは反対側の後面を有し、第１の導電層および第２の導電層が前面に設けられかつ互いに離間して諸所に配置されているキャリアを有する電気泳動基板を設ける。ステップＢにおいて、第１の材料を第１の導電層上に電気泳動によって成膜する。ステップＣにおいて、第２の材料を第２の導電層上に電気泳動によって成膜する。ステップＤにおいて、充填材を第１の材料と第２の材料との間に配置する。この場合、充填材は第１の材料および第２の材料との共通の境界面を形成し、横方向における第１の材料と第２の材料との間の空間が、連続的多機能層が形成されるように充填材によって充填される。次いでステップＥにおいて、多機能層を電気泳動基板から分離する。
【００２０】
多機能層の製造方法を提供するために、本明細書に記載の方法は、特に様々な機能および／または性質の材料を電気泳動基板の導電層の所定の領域上に電気泳動によって個別に成膜し、この場合、導電層は互いに電気的に絶縁され、電圧が互いに独立してこれら導電層に印加され得る、というコンセプトを利用する。例えば、変換プレートが、本明細書に記載の電気泳動基板を使用する本明細書に記載の方法によって製造され得る。これら変換プレートは、光変換領域ならびに光散乱領域および／または光吸収領域を有し得、これら領域は、当該変換プレート内で横方向において隣り合う。したがって、特に、低クロストークの変換プレートが本方法によって製造され得る。特に好ましくは、光が光散乱領域および／または光吸収領域を通過できないからである。特に、材料または粒子が特に密に、すなわち特に高密度で成膜され得ることが電気泳動による成膜の利点である。さらに、異なる材料が、本明細書に記載の電気泳動基板によって特に互いに密接に成膜され得る。
【００２１】
本明細書において、用語「光」は、紫外線スペクトル域、可視スペクトル域、および、赤外線スペクトル域を含む電磁放射を意味するものと解されたい。
【００２２】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、多機能層を個々のプレートに個片化する。この場合、個片化時に分割線が充填材を貫通して延在する。上記プレートは、例えば変換プレートであり得る。個片化は特に、打抜き、ソーイング、もしくは、切断によって機械的に、または、レーザ切断によって物理的に行われ得る。個片化時、第１の材料および第２の材料は特に、それら材料の化学的−物理的性質の点で変化しない。個片化が充填材を貫通して行われるからである。
【００２３】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、第１の材料は、１種類の発光材料または複数種類の発光材料の混合物を含む。複数種類の発光材料を混合する場合、少なくとも２種類の発光材料を同時にまたは順に電気泳動によって成膜する。これにより、層内で様々な発光材料が混合されるか、または、様々な発光材料が配置される。発光材料の平均粒径（ｄ５０値）は好ましくは、５μｍ〜２５μｍ（両端値を含む）、特に好ましくは７μｍ〜１３μｍ（両端値を含む）のｄ５０値である。
【００２４】
例えば、希土類金属をドープしたガーネット、希土類金属をドープしたアルカリ土類金属硫化物、希土類金属をドープしたチオガレート、希土類金属をドープしたアルミネート、希土類金属をドープしたシリケート、希土類金属をドープしたオルトシリケート、希土類金属をドープしたクロロシリケート、希土類金属をドープしたアルカリ土類金属窒化シリコン、希土類金属をドープした酸窒化物、希土類金属をドープした酸窒化アルミニウム、希土類金属をドープした窒化シリコン、希土類金属をドープしたサイアロンのうちの１つが発光材料として使用され得る。ＹＡＧ：ＣｅおよびＬｕＡＧ：Ｃｅ等のＣｅ３＋ドープガーネットが発光材料に特に適している。適したＬｕＡＧ：Ｃｅ発光材料の例が（Ｙ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋，（Ｂａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋等のＥｕ２＋ドープ窒化物；Ｅｕ２＋ドープ硫化物、ＳｉＯＮ，サイアロン、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋等のオルトシリケート、クロロシリケート、クロロリン酸塩、ＢＡＭ（Ｅｕをドープしたアルミン酸バリウムマグネシウム）、および／または、ＳＣＡＰもしくはハロリン酸塩もまた発光材料に適している。
【００２５】
発光材料の電気泳動による成膜後、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等の高反射性材料、特に光触媒活性を低下させるコーティングを有する高反射性材料を、多機能層に平面視において白色の物体色を付与するために成膜してもよい。同様に、異なる物体色の顔料または粒子を、平面視における所望の物体色を生じるために成膜してもよい。遷移金属、および、希土類酸化物、硫化物、または、シアン化物が無機顔料または無機粒子に適している。
【００２６】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、第２の材料は、光散乱粒子および／または光吸収粒子を含む。特に好ましくは、酸化チタンまたは酸化アルミニウムを光散乱粒子として使用する。特に好ましくは、黒色顔料、グラファイト、フラーレン、または、カーボンナノチューブを光吸収粒子として使用する。これら材料は特に、非常に良好な吸収特性を有する。特に、光は、第２の材料によって吸収または散乱されるのみであり、発光材料の場合のように再出射されない。第２の材料は、入射光の波長とは異なる波長の光を出射しない。この場合、吸収に関連する熱放射は、考慮されていない。
【００２７】
本方法の少なくとも一実施形態によれば、充填材は、パリレンまたはシリコーンであるか、または、パリレンまたはシリコーンを含む。パリレンまたはシリコーンは、横方向における第１の材料と第２の材料との間の空間を充填することに特に良好に適している。これは特に、これら材料の低い表面張力による。さらに、これら材料が透光性を有するように構成してもよい。特に、パリレンは、水分、汚染性ガス、酸素、酸、または、アルカリに対して特に耐性を有する。さらに、パリレンは、特に−２００℃〜１５０℃の温度範囲内で機械的に安定している。さらに、パリレンは、特にタイプが４、ＡＦ４、ＨＡＴ（部分的にＤ）のパリレンの場合に高いＵＶ耐性を示す。特に、パリレンタイプＤの屈折率は、１．６５超である。
【００２８】
変換プレートおよび電気泳動基板についても説明する。本明細書に記載の変換プレートは、本明細書に記載の方法によって製造され得る。さらに、本明細書に記載の電気泳動基板は、多機能層の製造のために使用され得る。すなわち、本明細書に記載の方法について列挙した特徴はまた、本明細書に記載の変換プレートおよび本明細書に記載の電気泳動基板についても開示されており、その逆も同様である。
【００２９】
本明細書に記載の方法は特に、本明細書に記載の電気泳動基板を使用する。本明細書に記載の多機能層の、または、本明細書に記載の変換プレートの構造は特に、本明細書に記載の電気泳動基板の構造に基づく。特に、多機能層内の第１の材料および第２の材料の配置は、電気泳動基板の第１の導電層の第２の導電層に対する幾何学的配置に特に直接的に依存する。したがって、多機能層の構成は、電気泳動基板の構成に直接的に依存し得る。
【００３０】
本変換プレートの少なくとも一実施形態によれば、変換プレートは、光変換領域ならびに光散乱領域および／または光吸収領域を含み、変換領域と光散乱領域および／または光吸収領域とは、変換プレート内で横方向に互いに並置され、この場合、充填材は、横方向において光変換領域と光散乱領域および／または光吸収領域との間に位置している。変換プレートの光変換領域は、特に光変換領域に入射する光の波長を変化させることに適している。光散乱領域および／または光吸収領域は、特にこれら領域に入射する光を光変換領域の方向に散乱または吸収することに適している。
【００３１】
光変換領域ならびに光散乱領域および／または光吸収領域は、変換プレート内に横方向において特に交互に配置され得る。この場合、光変換領域は、光散乱領域および／または光吸収領域と横方向において交互に配置され得、充填材はさらに、光変換領域と光散乱領域および／または光吸収領域との間に位置し得る。
【００３２】
本変換プレートの少なくとも一実施形態によれば、変換プレートは光出口面、および、光出口面とは反対側の光入口面、ならびに、光出口面を光入口面に接続する側面を備え、少なくとも１つの側面には物理的および／または機械的な材料除去の痕跡がある。変換プレートの光出口面および光入口面は特に、製造公差の範囲内で平坦に構成され得る。特に、光出口面は、光入口面に対して横方向において平行に延在している。さらに、光入口面および光出口面は、連続的に構成されている。側面は、光出口面と光入口面とを特に垂直方向において接続している。本明細書において「垂直方向」とは、横方向の横断方向、好ましくは横方向に対して直交する方向を意味するものと理解されたい。
【００３３】
物理的および／または機械的な材料除去の痕跡は特に、本明細書に記載の方法の打抜き、ソーイング、もしくは、切断等の機械的プロセスによって、または、レーザ切断等の物理的プロセスによって行われる個片化プロセスによるものである。
【００３４】
本変換プレートの少なくとも一実施形態によれば、光変換領域は発光材料を含み、第１の波長の光を第１の波長とは異なる第２の波長の光に変換し、また、光散乱領域および／または光吸収領域には、発光材料が存在しない。例えば、青色光を光変換領域において黄色光に変換してもよい。
【００３５】
少なくとも一実施形態によれば、変換プレートは、最初にＵＶフィルムに、次いで放熱フィルムに接着され得る。次いで、変換プレートは、「層転写切欠き部」（"layer transfer cut"）を介して発光ダイオードまたはレーザダイオード等の発光半導体ボディ等の上に配置され得る。
【００３６】
本オプトエレクトロニクス装置の少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス装置は、発光半導体ボディおよび本明細書に記載の変換プレートを備える。変換プレートは、光入口面によって発光半導体ボディ上に配置されている。発光半導体ボディは特に、変換プレートの光変換領域ならびに光散乱領域および／または光吸収領域に応じて細分されているさらなる光出口面を備える。
【００３７】
本電気泳動基板の少なくとも一実施形態によれば、電気泳動基板はキャリアを備え、キャリアは前面、および、前面とは反対側の後面、ならびに、第１の導電層および第２の導電層を備える。第１のおよび第２の導電層は、キャリアの前面上に配置されている。第１の導電層および第２の導電層は、横方向において互いに並置されかつ互いに離間している。さらに、第１の導電層および第２の導電層は互いに電気的に絶縁され、電圧が互いに独立してこれら導電層に印加され得る。
【００３８】
下記の例示的実施形態は、本明細書に記載の電気泳動基板と、本明細書に記載の多機能層の製造方法と、に関する。
【００３９】
少なくとも一実施形態によれば、第１の導電層と第２の導電層との間の距離は、３μｍ〜１５μｍ（両端値を含む）である。上記距離の結果、変換プレートの光変換領域と光散乱領域および／または光吸収領域との間の距離を小さく維持することができることにより、変換プレートの互いに隣り合う光変換領域間のクロストークが防止され得る。特に、そのような変換プレートをひと続きに発光半導体ボディに接続することによって、ファーフィールドの複数の領域がはっきりと照明され得、かつ／または、ファーフィールドの隣り合う領域の交差照明（cross-illumination）が回避され得る。
【００４０】
少なくとも一実施形態によれば、第１の導電層および第２の導電層の厚さは、５０ｎｍ〜５００ｎｍ（両端値を含む）である。特に好ましくは、第１のおよび第２の導電層の厚さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍ（両端値を含む）である。本明細書において「厚さ」とは、第１の導電層および第２の導電層の、本明細書に記載の垂直方向に対する平行な広がりを意味するものと理解される。第１の導電層および第２の導電層は好ましくは、少なくとも１ジーメンス／メートルの導電性を有する。そのような導電性によって、５０ｎｍ〜５００ｎｍ（両端値を含む）の厚さの比較的薄い導電層であっても、十分な電荷輸送が可能になる。
【００４１】
少なくとも一実施形態によれば、第１の導電層および第２の導電層は、金属、金属合金、半金属、または、半導体材料を含む。例えば、第１の導電層および第２の導電層は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、チタン、アルミニウム、ケイ素、ガリウム、スズ、ジルコニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、テルル化亜鉛、および、酸化スズのうちの１つの材料を含むか、または、これら材料の１つから形成されている。
【００４２】
少なくとも一実施形態によれば、第２の導電層の領域は前面を介して電気的に接触されることができ、第１の導電層は前面を介してまたはキャリアを貫通する少なくとも１つの貫通ビアによって後面を介して電気的に接続されることができる。この場合、第２の導電層の領域は前面上で格子状パターンを形成し、好ましくは、第１の導電層は第２の導電層の格子状パターン内に島状に諸所に配置され、好ましくは、第１の導電層と第２の導電層との電気的接触のための電極がキャリアの同一の面上に、特に好ましくは前面上に配置されている。本明細書に記載の第１のおよび第２の導電層の配置の結果、変換プレートのおよび／または多機能層の、特に均等に分配された光変換領域ならびに光散乱領域および／または光吸収領域を製造することができる。さらに、本明細書に記載の個片化プロセスは、上記格子状パターンに基づき自動化され得る。充填材が第１の導電層と第２の導電層との間の空間に均等に配置されているからである。
【００４３】
少なくとも一実施形態によれば、電気泳動基板は再利用されることができる。特に、本明細書に記載の電気泳動基板は、本明細書に記載の複数の多機能層の製造方法のために使用され得る。これにより、本明細書に記載の多機能層のおよび／または変換プレートの製造方法は、特に費用効率が高い。
【００４４】
以下、関連する図面と併せて例示的実施形態に基づき、本明細書に記載の多機能層、変換プレート、電気泳動基板、および、オプトエレクトロニクス装置の製造方法を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＡの概略図である。
【図１Ｂ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＡの概略図である。
【図２Ａ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＢの概略図である。
【図２Ｂ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＢの概略図である。
【図３Ａ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＣの概略図である。
【図３Ｂ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＣの概略図である。
【図４Ａ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＤの概略図である。
【図４Ｂ】多機能層を製造するための個別の方法ステップＤの概略図である。
【図５】多機能層を製造するための個別の方法ステップＥの概略図である。
【図６Ａ】多機能層の個片化プロセスに基づくプレートを追加的に示す図である。
【図６Ｂ】多機能層の個片化プロセスに基づくプレートを追加的に示す図である。
【図７Ａ】本明細書に記載の方法を使用して製造され得る変換プレートの概略図である。
【図７Ｂ】本明細書に記載の方法を使用して製造され得る変換プレートの概略図である。
【図７Ｃ】オプトエレクトロニクス装置の概略図である。
【図８】電気泳動基板のあり得るさらなる実施形態の概略図である。
【図９】電気泳動基板のあり得るさらなる実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図において、同一の要素、類似の要素、または、同一の作用の要素には、同一の参照番号を付す。各図および図中に示した各要素の互いに対する大きさの比は、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、平易な図示のために、かつ／または、より理解しやすくするために、個々の要素は、誇張した大きさで示され得る。
【００４７】
図１Ａの例示的実施形態は、前面１１、および、前面とは反対側の後面１２（図１Ｂ参照）を備えるキャリア１５を有する電気泳動基板１０の平面図を示す。図１Ａに示す電気泳動基板１０は、多機能層１００を製造するための方法ステップＡにおいて設けられる。さらに、この図は、第１の導電層１３および第２の導電層１４を示し、第１の導電層１３および第２の導電層１４は、キャリア１５の前面１１上に配置されている。第２の導電層１４の領域は、前面１１を介して電気的に接触されることができるように構成され、第１の導電層１３は、キャリア１５の少なくとも１つの貫通ビア１６によって後面１２を介して電気的に接触されることができるように構成されている。
【００４８】
第２の導電層１４の領域は、キャリア１５の前面１１上で格子状パターン１７を備え、第１の導電層１３は、格子状パターン１７内に島状に諸所に配置されている。第１の導電層１３および第２の導電層１４の電気的接触のための電極１９が、図１Ａでは、キャリア１５の前面１１上に配置されている。第１の導電層１３および第２の導電層１４は互いに電気的に絶縁され、電圧が互いに独立してこれら導電層に印加され得る。
【００４９】
第１の導電層１３の島状領域は、第２の導電層１４の領域と横方向Ｌにおいて隣り合って配置され、これら島状領域は、第２の導電層１４から距離Ａ離間している。第１の導電層１３と第２の導電層１４との間の距離Ａは、例えば５μｍである。「横方向Ｌ」とは、電気泳動基板１０が延在する主方向に対して平行な方向を意味するものと理解される。第１の導電層１３および第２の導電層１４の厚さＤは、５０ｎｍ〜５００ｎｍ（両端値を含む）であり得る。
【００５０】
例えば、キャリア１５は、電気絶縁材料１８を含んでもよく、電気絶縁材料１８からなっていてもよい。第１の導電層１３および第２の導電層１４は、金属、金属合金、半金属、または、半導体材料を含んでもよく、これら材料の１つからなっていてもよい。
【００５１】
図１Ｂは、電気泳動基板１０の概略側面図を示す。キャリア１５の貫通ビア１６は、キャリア１５を貫通して延在している。電極１９は、第１の導電層１３または第２の導電層１４と接続している。
【００５２】
図１Ａおよび図１Ｂに示す電気泳動基板１０を、本明細書に記載の多機能層１００の製造方法のために使用してもよい。
【００５３】
図２Ａは方法ステップＢの平面図を、図２Ｂは方法ステップＢの側面図を示す。図２Ａおよび図２Ｂでは、第１の材料１が第１の導電層１３上に電気泳動によって成膜されている点で相違している図１Ａおよび図１Ｂの電気泳動基板１０が示されている。第１の材料１は特に、発光材料７を含んでもよい。
【００５４】
図３Ａは方法ステップＣの平面図を、図３Ｂは方法ステップＣの側面図を示し、図３Ａおよび図３Ｂは、第２の材料２が第２の導電層１４上に電気泳動によって成膜されている点で図２Ａおよび図２Ｂと相違する。第２の材料２は、光散乱粒子８および／または光吸収粒子９を含んでもよく、これら粒子からなっていてもよい。前面１１上では、キャリア１５に第１の材料１および第２の材料２が存在しない。このように、電気泳動による成膜は、厳密に第１の導電層１３および第２の導電層１４上に行われる。換言すれば、第１の材料と第２の材料２との間に間隙が形成されている。この場合、上記間隙の横方向の大きさは、本明細書に記載の、第１の導電層１３と第２の導電層１４との間の空間Ａに一致する。
【００５５】
図４Ａは方法ステップＤの平面図を、図４Ｂは方法ステップＤの側面図を示す。さらに、図４Ａおよび図４Ｂは、第１の材料１と第２の材料２との間に配置されている充填材３を示し、充填材３は、第１の材料１および第２の材料２との共通の境界面４を形成している。特に、充填材３は、横方向Ｌにおける第１の材料１と第２の材料２との間の空間Ａを、連続的多機能層１００が形成されるように充填している。
【００５６】
図５は、方法ステップＥを示す。図５に示すように、多機能層１００を電気泳動基板１０から分離する。このように、電気泳動基板１０は、さらなる多機能層の製造のために再利用され得る。第１の材料１に関し、図５に示す多機能層１００は、１種類の発光材料７または複数種類の発光材料７の混合物を含み得る。第２の材料２は特に、光散乱材料８または光吸収材料９を含み得る。発光材料７と、例えば光散乱粒子８とを材料接続によって一体として接続している充填材は、パリレンまたはシリコーンであっても、これらのいずれかを含んでいてもよい。このように、図５は特に、例えば複数の個別の変換プレート２０を含み得る多機能層１００を示す。
【００５７】
図６Ａは多機能層１００を個々のプレート５に個片化するプロセスの側面図を、図６Ｂはかかるプロセスの平面図を示す。図６Ａおよび図６Ｂでは、多機能層１００は個々のプレートに個片化されており、個片化の際に分割線６が充填材３を貫通して延在している。個片化プロセスによってプレート５が製造され得、第１の材料１および第２の材料２の材料特性に応じて例えば変換プレート２０が製造され得る。
【００５８】
図７Ａおよび図７Ｂは、変換プレート２０を示す。図７Ａはここで、変換プレート２０の側面図を、図７Ｂは変換プレート２０の平面図を示す。図７Ａおよび図７Ｂに示す変換プレートは、光変換領域２１ならびに光散乱領域および／または光吸収領域２２を備える。光変換領域２１と光散乱領域および／または光吸収領域２２とは、変換プレート２０内で横方向Ｌにおいて互いに並置されている。充填材３は、横方向において、光変換領域２１と光散乱領域および／または光吸収領域２２との間に位置している。図７Ａおよび図７Ｂに示す変換プレートは特に、図１〜図６に示す方法ステップＡ〜Ｅに基づく。したがって、本明細書に記載の変換プレート２０の製造は、本明細書に記載の方法および図示の電気泳動基板１０に基づく。
【００５９】
変換プレート２０は、光出口面２３、および、光出口面２３とは反対側の光入口面２４、ならびに、側面２５を備える。変換プレート２０の少なくとも１つの側面２５には特に、物理的および／または機械的な材料除去の痕跡２６が含まれ得る。光入口面２４によって、変換プレートは特に、発光ダイオードチップ（ＬＥＤ）等の発光半導体ボディのさらなる光出口面に設けられ得る。この場合、光散乱領域および／または光吸収領域２２は、変換領域２１からの光が特にファーフィールドで重なり合うことを特に防止する。
【００６０】
変換プレートの厚さは例えば、１５μｍ〜２５０μｍ（両端値を含む）であり得る。変換領域２１の横方向の大きさは、２５μｍ〜１５０μｍ（両端値を含む）であり得る。光散乱領域および／または光吸収領域２２の横方向の大きさは特に、５μｍ〜５０μｍ（両端値を含む）であり得る。光変換領域２１と光散乱領域および／または光吸収領域２２との間の距離は、本明細書において既述したように、３μｍ〜１５μｍ（両端値を含む）であり得る。
【００６１】
図７Ｃは、オプトエレクトロニクス装置５０の一実施形態の側面図を示す。図７Ｃでは、変換プレート２０は、光入口面２４によって発光半導体ボディ３０上に配置されている。
【００６２】
図８は、本明細書に記載の電気泳動基板１０のさらなる変形形態の側面図である。図８に示す電気泳動基板１０は、キャリア１５を備える。キャリア１５は例えば、多層状のＦＲ４、テフロン（登録商標）、ＰＥＴ、または、エポキシ材料を含んでもよく、電気絶縁材料１８からなっていてもよい。このように、電気泳動基板１０の場合、キャリア１５の後面１２は完全に電気絶縁材料１８によって形成されている。
【００６３】
図９は、本明細書に記載の電気泳動基板１０のさらなる変形形態の側面図である。図９では、キャリア１５は少なくとも諸所において、電気絶縁材料１８によって包囲されている。したがって、図９に示すキャリア１５は導電性コアおよび電気絶縁材料１８を備え、電気絶縁材料１８は、キャリア１５の導電性コアを第１のおよび第２の導電層１３，１４に対して電気的に絶縁している。
【００６４】
本発明は、例示的実施形態を参照してなされた説明によって、かかる例示的実施形態に制限されない。むしろ、任意の新規な特徴、または、特に請求項中の特徴の任意の組合せを含む特徴の任意の組合せが、それら自体、請求項または例示的実施形態に明示的に特定されていないとしても、本発明は、上記特徴または上記組合せを含む。
【００６５】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１３１１２６８７．１号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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