(57)【要約】  本出願は、複数のピクセルを含む半導体チップを備える光電子部品に関し、各ピクセルは、放射線出射面から電磁一次放射線を放出する。放射線出射面の少なくとも一部には変換層が適用され、変換層は、３次元シロキサンベースのネットワークを有する架橋マトリックスと、マトリックスに埋め込まれた少なくとも１種の蛍光体とを含む。変換層の厚さは３０μｍ以下である。
2021533576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のピクセルを含む半導体チップ（２０）を備える光電子部品であって、前記ピクセルはそれぞれが放射線出射面から電磁一次放射線を放出し、
前記放射線出射面の少なくとも一部に変換層（１０）が適用されており、
前記変換層（１０）は、３次元シロキサンベースのネットワークを有する架橋マトリックスと、前記架橋マトリックスに埋め込まれた少なくとも１種の蛍光体とを含み、
前記変換層は、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の厚さを有する、
光電子部品。
【請求項２】
前記ピクセルが、１２５μｍ以下のピクセル間周期で配置されたものである、請求項１に記載の光電子部品。
【請求項３】
前記架橋マトリックスの有機含有量が、前記変換層に対して４０重量％未満である、請求項１または２に記載の光電子部品。
【請求項４】
前記架橋マトリックスの有機含有量が、前記変換層に対して２０重量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光電子部品。
【請求項５】
前記架橋マトリックスが、下記一般式から選ばれる１種の構造を有する前駆体を含む前駆体材料によって構成されるものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光電子部品。
【化１】
2021533576.tif 000010
式中、
Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、互いに独立して、Ｈ、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立して、アルコキシ、ビニル、ヒドロキシル、カルボン酸、エステル、Ｈ、アルキル、アリール、置換アルコキシ、置換カルボン酸、置換エステル、置換ビニル、置換アルキル、置換アリール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１及びＲ２及びＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３のアルコキシ含有量は、一般式で表される化合物に対して１０重量％から５０重量％の範囲内である。
【請求項６】
前記３次元シロキサンベースのネットワークは下記一般式で表される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光電子部品。
【化２】
2021533576.tif 000011
式中、
各Ｒは、互いに独立して、Ｒ1、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、またはそれらの任意の組み合わせについて列挙された基からなる群から選択され、ダングリングボンドは、互いに独立して、前記ネットワークの継続又は前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３について列挙された基の１つへの継続を表す。
【請求項７】
前記前駆体材料が、触媒、ナノ粒子、有機金属化合物、有機分子、有機ポリマー、無機ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む、請求項５に記載の光電子部品。
【請求項８】
前記前駆体材料がヒュームドシリカをさらに含み、前記ヒュームドシリカの含有量が５重量％から４０重量％の範囲内、好ましくは１５重量％から３５重量％の間である、請求項５または７に記載の光電子部品。
【請求項９】
前記前駆体材料が、Ｄ単位型の結合をさらに含み、前記Ｄ単位型の結合の含有量は、全シロキサン単位に対して０モル％から３０モル％の間である、請求項５または７または８のいずれか一項に記載の光電子部品。
【請求項１０】
前記前駆体材料の分子量が、３０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは１０００ｇ／ｍｏｌ未満である、請求項５または請求項７〜９のいずれか一項に記載の光電子部品。
【請求項１１】
前記少なくとも１種の蛍光体が下記化合物群から選択され、前記蛍光体は、任意選択で、１種または複数種のハロゲン化物を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光電子部品。
（ＲＥ１−ｘＣｅＸ）３（Ａｌ１−ＹＡ’Ｙ）５Ｏ１２であり、０＜ｘ≦０．１及び０≦ｙ≦１、
（ＲＥ１−ｘＣｅＸ）３（Ａｌ５−２ｙＭｇＹＳｉｙ）Ｏ１２であり、０＜ｘ≦０．１及び０≦ｙ≦２、
（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）３Ａｌ５−ｙＳｉｙＯ１２−ｙＮｙであり、０＜ｘ≦０．１及び０≦ｙ≦０．５、
（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕＸ）２Ｓｉ５Ｎ８であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕＸ）ＡｌＳｉＮ３であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）２Ａｌ２Ｓｉ２Ｎ６であり、０＜ｘ≦０．１、
（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）ＬｉＡｌ３Ｎ４であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）３Ｇａ３Ｎ５であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥｘＥｕｙ）Ｓｉ１２−２ｘ−３ｙＡｌ２ｘ＋３ｙＯｙＮ１６−ｙであり、０．２≦ｘ≦２．２及び０＜ｙ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４であり、０＜ｘ≦０．１、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）３Ｓｉ２Ｏ５であり、０＜ｘ≦０．１、
Ｋ２（Ｓｉ１−ｘ−ｙＴｉｙＭｎｘ）Ｆ６であり、０＜ｘ≦０．２及び０＜ｙ≦１−ｘ、
（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）５（ＰＯ４）３Ｃｌであり、０＜ｘ≦０．２、
０＜ｘ≦０．２で、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）Ａｌ１０Ｏ１７であり、０＜ｘ≦０．２、
（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＣｅｙ）３Ａｌ５Ｏ１２であり、０≦ｘ≦０．２及び０＜ｙ≦０．０５、及びこれらの組み合わせ、
（式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、Ｔｂ、及びＧｄの１つ以上であり、ＡＥはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの１つ以上であり、Ａ’はＳｃ、及びＧａの１つ以上である）。
【請求項１２】
前記変換層（１０）が、前記半導体チップとは反対側を向いた上面と、前記半導体チップに面した下面とを含み、前記上面及び／または前記下面が構造化されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の光電子部品。
【請求項１３】
前記構造化された表面が、ランダムな粗さ、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、マイクロオプティック、フォトニック結晶、プラズモニックアレイ、メタレンズ、非周期的ナノ構造化アレイ、誘電体フィルム、誘電体フィルムのスタック、またはグレーデッドインデックス反射防止コーティングを含む、請求項１２に記載の光電子部品。
【請求項１４】
ＬＥＤまたはレーザーダイオードである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光電子部品。
【請求項１５】
光電子部品を製造する方法であって、
複数のピクセルを備え、前記ピクセルのそれぞれが放射線出射面から電磁一次放射線を放出する半導体チップ（２０）を準備するステップと、
少なくとも１種の蛍光体と前駆体材料とを含む出発混合物を調製するステップであって、前記前駆体材料は、下記一般式：
【化３】
2021533576.tif 000012
（式中、
Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、互いに独立して、Ｈ、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立して、アルコキシ、ビニル、ヒドロキシル、カルボン酸、エステル、Ｈ、アルキル、アリール、置換アルコキシ、置換カルボン酸、置換エステル、置換ビニル、置換アルキル、置換アリール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
ｎは、前記前駆体の粘度が１〜１５０ｍＰａｓの範囲になるように選択され、
Ｒ１及びＲ２及びＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３のアルコキシ含有量は、一般式で表される化合物に対して１０重量％から５０重量％の範囲内である）
から選ばれる１種の構造を有する前駆体を含む、ステップと、
前記ピクセルの前記放射線出射面の少なくとも一部または一時的な基板の上に、前記出発混合物を適用するステップと、
前記出発混合物を硬化させて、前記放射線出射面の少なくとも一部に適用された変換層（１０）を得るためのステップであって、架橋された前記出発混合物は、マトリックスに分散された前記蛍光体を含み、前記変換層（１０）は、厚さが３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下となるように適用されるステップと、
を含む、方法。
【請求項１６】
前記出発混合物に少なくとも１種の添加剤が添加され、前記添加剤が、触媒、ナノ粒子、有機金属化合物、有機分子、有機ポリマー、無機ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記放射線出射面の少なくとも一部または一時的な基板への前記出発混合物の適用を、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スプレーコーティング、及びインク噴射からなる群から選択される方法により実施する、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記硬化を室温または高温で実施する、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記出発混合物を、一時的な基板に適用し、前記一時的な基板上で硬化させ、前記半導体チップ（２０）の前記ピクセルの少なくとも１つの前記放射線出射面に接着させ、前記接着の後に、前記一時的な基板から除去する、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記出発混合物の前記放射線出射面の少なくとも一部への適用を、少なくとも１回繰り返す、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光電子部品及び光電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前方照明、ディスプレイ照明、情報保護などの特定の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ）の照明用途では、光を向ける場所を正確に誘導して頻繁に変化するために、光源を微細にピクセル化する必要がある。所与の用途に必要なピクセルが、例えば、長さ約３００μｍ未満である場合、クロストークを防ぐために隣接するピクセル間の光学的分離を維持しながら、例えば、ピクセル化されたＬＥＤのようなピクセル化された光源のすぐ近くに、蛍光体材料を含む変換素子を配置可能であることが必要である。この文脈でクロストークとは、１つのピクセルによって生成された光が、どれほど変換素子を介して隣接するピクセルに拡散するかを指す。ピクセル化された照明用途における変換素子のさらなる要件は、例えば、色の均一性及び熱安定性である。
【０００３】
例えば、既知のセラミック、単結晶、及び薄膜ベースの変換素子は、複数の蛍光体が必要な場合、単一の変換素子、例えばダウンコンバージョン素子から必要なスペクトルを生成できない。さらに、それらはすべて接着剤層を必要とし、これはクロストーク及び熱の管理にとって不利である。単結晶は、それ自体の中でごくわずかな活性化イオンしか許容できないため、単一の蛍光体の用途として機能しない場合がある。このような薄い厚さでは、蛍光体によっては、所望のカラーポイントに到達するのに十分な活性剤を組み込むことができない場合がある。蛍光体分散シリコーン(Ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｉｎ−ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、蛍光体分散ガラス（ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｉｎ−ｇｌａｓｓ）、及び蛍光体付着ガラス（ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｏｎ−ｇｌａｓｓ）のダウンコンバート素子は、いくつかの制限付きで、複数の蛍光体組成物、すなわち蛍光体ブレンドを蓄積することができるが、蛍光体含有／付着ガラス（ｐｈｏｓｐｈｏｒ−ｉｎ／ｏｎ−ｇｌａｓｓ）のオプションは、上記の欠点を持つ接着層が必要である。
【０００４】
既知の赤色ＬＥＤまたはレーザーダイオード蛍光体は、窒化物ホストに基づいている。窒化物は、空気中の高温にさらされると簡単に損傷する。最も融点の低いガラスでさえ、流動性を持たせるためには摂氏数百度を必要とし、そのため、蛍光体に少なくとも少量の損傷すら与えることなく、ガラス内に窒化物蛍光体を含めることは簡単ではない。赤色蛍光体は標準的なシリコーンマトリックスに簡単に混合されるが、これらのマトリックスは、必要な高熱及びフラックス条件下では安定していない。
【０００５】
ピクセルサイズが約３００μｍであるマイクロピクセルの照明の用途では、変換素子を非常に薄く、つまり２０μｍ以下にする必要がある。このような薄い厚さは、従来のコンバータ素子タイプでは複雑な問題を引き起こす。単結晶、セラミック、及び蛍光体含有／搭載ガラスのコンバータはすべて、これらの厚さでは非常に脆弱で、不可能ではないにしても、取り扱いが困難になる。薄膜タイプの蛍光体は、通常、取り扱いの困難を回避するためにキャリアウェーハに堆積されるが、キャリアウェーハは、後に追加のステップによって除去せねばならず、これは可能であるが、費用がかかり、困難である。
【発明の概要】
【０００６】
上記の問題を克服するために、改善された特性を有する光電子部品及び改善された特性を有する光電子部品を製造するための方法が提供される。光電子部品及び方法の実施形態は、従属請求項の説明の対象である。
【０００７】
一態様によれば、光電子部品が提供される。この部品は、複数のピクセルを含む半導体チップを備え、ピクセルはそれぞれが放射線出射面から電磁一次放射線を放出し、放射線出射面の少なくとも一部に変換層が適用され、変換層は、３次元シロキサンベースのネットワークを有する架橋マトリックスと、マトリックスに埋め込まれた少なくとも１種の蛍光体とを含み、変換層は、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の厚さを有する。
【０００８】
電磁一次放射線は、可視放射線または不可視放射線であり得る。一実施形態によれば、電磁一次放射線は、例えば、青色スペクトルの波長を有する可視放射である。半導体チップのピクセルは、同じ電磁一次放射線を放出する可能性がある。
【０００９】
変換層は、電磁一次放射線を少なくとも部分的に吸収し、次に電磁二次放射線を放出する層として理解されるべきである。一次放射線と二次放射線の波長の範囲は互いに異なってもよいし、吸収された波長と放出された波長の間に大きな重複があってもい。波長の吸収及び放出は、変換層に組み込まれた少なくとも１種の蛍光体によって実行される。一実施形態によれば、電磁二次放射線は、電磁一次放射線の波長よりも長い波長を含む。この場合、変換層はダウンコンバージョン層である。
【００１０】
一実施形態によれば、変換層は、例えば、基板に別個に作製されて、次いで、後のステップで光電子部品に組み込まれてもよい。別の実施形態によれば、光電子部品の半導体チップの各ピクセルにおいて、ｉｎ ｓｉｔｕで生成される。
【００１１】
半導体チップのピクセルは、それぞれが電磁一次放射線を放出する、半導体チップの個別に制御可能な部分として理解されるべきである。一実施形態によれば、すべてのピクセルは青色放射線を放出する。
【００１２】
一実施形態によれば、放射線出射面の少なくとも一部に適用される変換層は、半導体チップに直接機械的に接触している。
【００１３】
「放射線出射面の少なくとも一部に」とは、本項目及び下記において、半導体チップの少なくともいくつかのピクセルが変換層を含むことと理解されたい。一実施形態では、すべてのピクセルが変換層を含む。
【００１４】
各変換層は、１ピクセルの大きさに適合するサイズ、すなわち、１ピクセルの断面に適合するサイズを有する。言い換えれば、各変換層は、半導体チップの１つのピクセルのみと機械的に接触している。
【００１５】
一実施形態によれば、光電子部品は、マイクロピクセル化された光電子部品である。したがって、各ピクセルのサイズは長さが３００μｍ以下になり得る。
【００１６】
光電子デバイスの変換層は、ピクセル化、特にマイクロピクセル化された光源に適用するための要件のすべてを満たす。したがって、厚さは３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下であり、半導体チップの放射線出射面に直接配置される。さらに、１種の蛍光体または蛍光体のブレンドを組み込んだ場合に、オンデマンドの色を提供する、広範囲の放出波長を提供する。その製造プロセスは高温または溶媒を必要としないため、変換層はほぼすべての蛍光体及びそれらの混合物と適合性があり、例えばクールホワイトとウォームホワイトのブレンドなどの組み合わせを含む、青から赤までの様々な色が可能である。これは、蛍光体ブレンドが適用できない一般的なセラミック、単結晶、及び堆積由来の薄膜コンバータとは対照的である。
【００１７】
半導体チップの放射線出射面に直接配置されるため、コンバータ層を半導体チップに接着しなければならない状況と比較して、ピクセル間のクロストークが最小限に抑えられる。
【００１８】
光電子部品の変換層により、水分に対する長期安定性、及び高い入射の青色の光束、すなわち、１．５Ａ／ｍｍ２以上での電磁一次放射線に対する長期安定性でさえも改善される。
【００１９】
さらに、この変換層により、ピクセル間の色の均一性も向上する。ピクセル間のカラーポイントにおける許容差は、用途とピクセルの解像度によって変化し得るが、他の光源と同様に、ほとんどの人が異なるピクセルによって発生する光の色の間の違いを見分けることができないことが望まれる。大まかなガイドラインによれば、デバイス内のすべてのピクセルが３段階のマクアダム楕円内に収まるカラーポイントを持つべきである。これは、ポリマーマトリックスにおいて蛍光体粒子で構成される変換層、特にダウンコンバージョン層に対して困難であり、その場合粒子は変換層の厚さと同様のサイズを有する。
【００２０】
別の実施形態によれば、ピクセルは、１２５μｍ以下のピクセル間周期を含む。したがって、光電子部品は、マイクロピクセル化された照明用途となり得る。
【００２１】
一実施形態によれば、架橋マトリックスの有機含有量は、変換層に対して４０重量％未満である。好ましい実施形態では、有機含有量は、変換層に対して２０重量％以下である。例えば、有機物含有量は約１５重量％である。これは、Ｄ単位型の結合を有する典型的なメチルシリコーンに見られるものとは対照的に、大幅に減少した有機物含有量である。有機含有量の減少は、主にＴ単位結合に基づく（ポリ）シロキサンを使用することにより、マトリックス内の架橋の数を増やし、側鎖の数を減らすことによって得ることができる。ここで、Ｄ単位とＴ単位は、（ポリ）シロキサンの各シリコン原子に結合している酸素原子と炭素原子の相対的な数を指す。Ｄ単位は、シリコン原子が２つの酸素と２つの炭素に結合している結合状態を表す。Ｔ単位は、シリコン原子が３つの酸素と１つの炭素に結合している結合状態を表す。
【００２２】
自動車の前方照明や投影などの照明用途では、高い光束が高温をもたらす。これらの高い温度では、変換層のように非常に近接している材料が、１０，０００時間またはさらに長い時間と予測されるデバイスの使用期間にわたり、熱に安定であることが必要である。このため、標準的な光学シリコーンは蛍光体マトリックスとしては理想的ではない。温度を１５０〜２００℃未満に保たなければならず、そうしなければ急速に劣化するため、当該技術分野における制限要因である。
【００２３】
変換層の３次元ネットワークにおいて有機材料の量が比較的少ないため、有機含有量が約６０重量％である標準的な光学シリコーンマトリックスに基づく類似の材料よりも熱的に安定している。熱安定性は、２００℃を超える温度においてさえも、長期的な温度安定性となり得る。
【００２４】
一実施形態によれば、架橋マトリックスは、下記一般式から選択される1種の構造を有する前駆体を含む、前駆体材料から作製される。
【化１】
2021533576.tif 000003
式中、
Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、互いに独立して、Ｈ、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立して、アルコキシ、ビニル、ヒドロキシル、カルボン酸、エステル、Ｈ、アルキル、アリール、置換アルコキシ、置換カルボン酸、置換エステル、置換ビニル、置換アルキル、置換アリール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１及びＲ２及びＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、全配合物の１０重量％から５０重量％の範囲のアルコキシ含有量を含む。
【００２５】
言い換えれば、架橋マトリックスの前駆体材料は、置換ポリシロキサン前駆体または置換ポリシラザン前駆体を含む。ポリシロキサン前駆体の主鎖はシリコン原子と酸素原子を交互に含み、ポリシラザン前駆体の主鎖はシリコン原子と窒素原子を交互に含む。通常、前駆体は、ポリシロキサンの場合、室温で液体である。場合によっては、ポリシラザン前駆体を液体の形態にするために少量の溶媒が必要になる。３次元ネットワークは、液体または溶液ベースの前駆体から形成される。硬化すると、材料は高度に架橋されたネットワークになり、主にシロキサン結合で構成される。
【００２６】
Ｒ１及びＲ２、ならびに各Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、一実施形態によると、メチル、メトキシ、エチル、エトキシ、フェニル、フェノキシ、ビニル、及びトリフルオロプロピルからなる群から選択される。さらなる実施形態において、Ｒ１及びＲ２、ならびに各Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、互いに独立して、メチル及びメトキシである。
【００２７】
別の実施形態によれば、Ｒ１及びＲ２、ならびに各Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３は、１０重量％から５０重量％の範囲、有利には、１５重量％から４５重量％の範囲、さらにより有利には２０重量％から４０重量％の範囲のアルコキシ含有量、例えば、メトキシ含有量を含む。例えば、前駆体の繰り返し単位は、以下の一般式を含み得、繰り返し単位の数ｎは変化してもよく、例示的なメトキシ含有量は、約３２重量％である。
【化２】
2021533576.tif 000004
【００２８】
ポリシロキサン骨格またはポリシラザン骨格と、アルキル（例えばメチル）、及びアルコキシ（例えばメトキシ）の側基との他の任意の組み合わせも可能である。例えば、前駆体材料中の全前駆体化合物の総アルコキシ含有量が上記の範囲内にあり、架橋マトリックスを構築するのに十分な反応性基を有する限り、２つのメチル基または２つのメトキシ基で置換されているシリコン原子があってもよい。
【００２９】
前駆体材料はまた、部分的に反応させることができ、以下の一般式に示されるような例示的な構造を含むことができる。
【化３】
2021533576.tif 000005
【００３０】
ダングリングボンドは、構造の継続または末端基を示し得る。部分的に反応した前駆体では、メトキシ含有量は未反応の前駆体よりも低くなり、そのため、粘度は高くなり得る。
【００３１】
ポリシロキサン前駆体及びポリシラザン前駆体の末端基、すなわちＲ３及びＲ４は、一実施形態によれば、化学反応性官能基、例えばアルコキシ、ビニル、ヒドロキシル、カルボン酸、エステル、または有機化学の分野で知られている他の任意の反応性基を、互いに独立して含む。他の実施形態では、末端基はより反応性の低い基、例えば、水素、メチル、エチルまたは他の任意のアルキルまたはアリール基でもよい。
【００３２】
マトリックスの特性、したがって変換層の特性は、前駆体材料を変更することによって調整することができる。上に示した前駆体単位において、反応性基はアルコキシ基であり、これはＲ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、及び／またはＲ１３によって等しく表すことができる。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２及びＲ１３以外に、末端基Ｒ３とＲ４も繰り返し単位の数ｎと共に可変にすることができる。この数ｎによって、マトリックス材料の特性を変化させることができる。例えば、ｎがより低いと、一般により低い粘度をもたらし、ｎがより高いと、前駆体のより高い粘度をもたらす。
【００３３】
一実施形態によると、前駆体の粘度が１から１５０ｍＰａｓの範囲、有利には１から６０ｍＰａｓの範囲、さらにより有利には２から４０ｍＰａｓの範囲にあるように、繰り返し数ｎは選択される。例えば、メチルメトキシポリシロキサンの場合、４０ｍＰａｓ未満となり得る。したがって、低分子量の前駆体が提供される。例えば、ｎは１０未満になるように選択する。前駆体の粘度が比較的低いため、マトリックス中の蛍光体の高濃度化が可能である。
【００３４】
反応性ポリシロキサン前駆体の別の一般式は次のとおりである。
【化４】
2021533576.tif 000006
式中、Ｔ１及びＴ２は、上に示した一般式のＲ３及びＲ４に等しい末端基を表す。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は側基である。指数ｎ及びｍは、前駆体の式中の対応するモノマー単位数の相対的な数を表す。これは、０＜ｎ≦１及び０≦ｍ＜１、及びｎ＋ｍ＝１である。いくつかの実施形態では、Ｐ基とＴ基はすべて同じ、例えばメチル基でもよい。他の実施形態では、各官能基は異なる基であり得る。さらに他の実施形態では、基の一部は同じであり、また一部は異なっていてもよい。場合によっては、基の１つが複数の官能基で構成され得る。置換基及び特性のすべての定義は、上記の前駆体材料の一般式に関して述べた定義及び特性に対応している。
【００３５】
例えば、一実施形態によれば、それは、ｍ＝０、Ｐ１＝メチル、及びＰ２＝メチルである。
【００３６】
一実施形態によれば、それはｍ＝０であり、Ｐ１＝メチルであり、Ｐ２はメチルとフェニルの組み合わせである。
【００３７】
ポリシロキサン前駆体の別の例によれば、ｍ＝０、Ｐ２はメチル、フェニル、またはその２つの組み合わせのいずれかであり、Ｐ１はエチルであり、エトキシ含有量は１０から５０重量％であるが、より好ましくは２０から３０重量％であり、３０から７０ｍＰａｓの範囲の粘度である。この実施形態では、少量の溶媒が存在し得る。
【００３８】
ポリシロキサン前駆体の別の例によれば、ｍ＝０、Ｐ２はメチルとフェニルの組み合わせであり、Ｐ１はメチル基である。５０から１５０ｍＰａｓの粘度と共に、１０から２０重量％のメトキシ含有量が好ましい。
【００３９】
一実施形態によれば、架橋マトリックスは、下記一般式を有する３次元シロキサンベースのネットワークを含む。
【化５】
2021533576.tif 000007
式中、各Ｒは、互いに独立して、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、またはそれらの任意の組み合わせについて列挙された基からなる群から選択され、ダングリングボンドは、互いに独立して、ネットワークの継続又はＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３について列挙された基の１つを表す。ポリシロキサン前駆体またはポリシラザン前駆体をマトリックス材料の形成に使用した場合には、このような架橋マトリックス材料が、独立して生じ得る。３次元シロキサンベースのネットワークは硬化した材料である。
【００４０】
すべてのメトキシ基が架橋に関与したときに生じ得る、メチルメトキシポリシロキサン前駆体に基づく、可能なシロキサンベースのネットワークを、下記一般式に示す。
【化６】
2021533576.tif 000008
【００４１】
上記の構造は、視覚化が容易な定型化された例であるが、技術的に正確であることを意図したものではないことに留意されたい。したがって、例えば、必ずしもすべてのメトキシ基が架橋をもたらすとは限らない。それらの一部が未反応のままである場合もあり、またそれらの一部がシラノール基によって置き換えられる場合もある。
【００４２】
一実施形態によれば、前駆体材料は、触媒、ナノ粒子、有機金属化合物、有機分子、有機ポリマー、無機ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含む。
【００４３】
前駆体材料は一般に液体であるため、添加剤を変換層に組み込むことは容易に可能である。添加剤は、製造中の粘度の制御、耐亀裂性と機械的強度の強化の実現、屈折率の調整、熱接続性の向上など、様々な目的にて役立ち得る。
【００４４】
一実施形態によれば、触媒は、チタンアルコキシド、例えば、テトラ−ｎ−ブチルチタネートを含む。これは、水または湿度に以外の、前駆体を架橋マトリックスへと硬化させるための典型的な触媒である。実施形態によっては、液体の水または気体の湿度の存在が、硬化工程による架橋マトリックスの生成に十分な場合もあることから、チタン酸テトラｎ−ブチルは、厳密には必要ではないこともある。前駆体材料に添加される触媒の典型的な量は、０．５重量％から５重量％であり得る。
【００４５】
前駆体の加工性及び／または高度架橋マトリックス、したがって変換層の最終的な特性に影響を与えるために、他の添加剤を前駆体材料に加えることができる。
【００４６】
一実施形態によれば、ナノ粒子は、酸化物（例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化物アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、または酸化亜鉛）、窒化物（例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、または窒化ホウ素（ＢＮ））、炭素ベースのナノ粒子（例えばカーボンナノチューブ、グラフェンまたはその誘導体）、ヘテロポリ酢酸（例えば１２−タングストリン酸（Ｈ３ＰＷ１２Ｏ４０）及び１２−タングストケイ酸（Ｈ４ＳｉＷ１２Ｏ４０）、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。
【００４７】
一実施形態によれば、前駆体材料は、ヒュームドシリカをさらに含む。ヒュームドシリカの含有量は、５重量％から４０重量％の範囲、好ましくは１５重量％から３５重量％の間であり得る。ここに示す範囲は、完全に硬化したポリシロキサン材料または架橋マトリックスに対するものとして理解されたい。例えば、少なくとも１種の蛍光体の添加後に、前駆体及び蛍光体のスラリーを増粘するために、ヒュームドシリカを添加剤として添加することができる。他のナノ粒子を加えて、例えば、屈折率または熱伝導率を変えることができる。
【００４８】
場合によっては、それらを適合させるために、無機ナノ粒子の表面をキャッピング剤で改変して、それらを前駆体化合物と混和性にする。
【００４９】
一実施形態によれば、金属有機化合物は、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド、シリコンアルコキシド、ハフニウムアルコキシド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。
【００５０】
一実施形態によれば、有機分子は、接着促進剤、可塑剤、脱泡剤、増粘剤、または溶剤からなる群から選択される。
【００５１】
別の実施形態によれば、有機ポリマー及び無機ポリマーは、ポリ（ジメチルシロキサン）、ポリ（メチルフェニルシロキサン）、ポリ（ジフェニルシロキサン）、ポリ（シルフェニレン−シロキサン）、ポリホスファゼン、ポリシラザン、ペルヒドロポリシラザンからなる群から選択される。
【００５２】
前駆体中の蛍光体及び添加剤の相対的な量は、粒子のサイズ、所望のカラーポイント、変換層の体積及び厚さ、一次放射線の波長、光源のタイプ、他の添加材料の量、及び他の考慮事項量などの基準に依存し得る。
【００５３】
別の実施形態によれば、前駆体材料は、何らかのＤ単位型の結合をさらに含み、この場合、Ｄ単位結合の含有量は、全シロキサン単位に対して０ｍｏｌ％から３０ｍｏｌ％の間である。したがって、シリコン原子が３つの酸素原子に結合しているＴ単位結合に加えて、シリコン原子が２つの酸素原子に結合しているＤ単位結合が存在し得る。
【００５４】
別の実施形態によれば、前駆体材料の分子量は、３０００ｇ／ｍｏｌ未満、好ましくは１００ｇ／ｍｏｌ未満である。
【００５５】
別の実施形態によれば、少なくとも１種の蛍光体は、（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）３（Ａｌ１−ｙＡ’ｙ）５Ｏ１２（０＜Ｘ≦０．１、及び０≦ｙ≦１）、（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）３（Ａｌ５−２ｙＭｇｙＳｉｙ）Ｏ１２（０＜ｘ≦０．１、及び０≦ｙ≦２）、（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）３Ａｌ５−ｙＳｉｙＯ１２−ｙＮｙ（０＜ｘ≦０．１、及び０≦ｙ≦０．５）、（ＲＥ１−ｘＣｅｘ）２ＣａＭｇ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋（０＜ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）２Ｓｉ５Ｎ８（０＜ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）ＡｌＳｉＮ３（０＜Ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）２Ａｌ２Ｓｉ２Ｎ６（０＜ｘ≦０．１）、（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）ＬｉＡｌ３Ｎ４（０＜ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）３Ｇａ３Ｎ５（０＜ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２（０＜Ｘ≦０．１）、（ＡＥｘＥｕｙ）Ｓｉ１２−２ｘ−３ｙＡｌ２ｘ＋３ｙＯｙＮ１６−ｙ（０．２≦ｘ≦２．２、及び０＜ｙ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）２ＳｉＯ４（０＜Ｘ≦０．１）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）３Ｓｉ２Ｏ５（０＜Ｘ≦０．１）、Ｋ２（Ｓｉ１−ｘ−ｙＴｉｙＭｎｘ）Ｆ６（０＜Ｘ≦０．２、及び０＜ｙ≦１−Ｘ）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ（０＜Ｘ≦０．２）、（ＡＥ１−ｘＥｕｘ）Ａｌ１０Ｏ１７（０＜Ｘ≦０．２）、（Ｙ１−ｘ−ｙＧｄｘＣｅｙ）３Ａｌ５Ｏ１２（０＜Ｘ≦０．２、及び０≦ｙ≦０．０５）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、Ｔｂ及びＧｄのうちの１つ以上であり、ＡＥはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａの１つ以上であり、Ａ’はＳｃ及びＧａの１つ以上であり、蛍光体は任意選択でハロゲン化物の１つ以上を含む。これらの蛍光体は、電磁スペクトルの近紫外線から青色の領域で吸収し、電磁スペクトルの可視領域で発光することができる。
【００５６】
蛍光体は、粉末の形で前駆体材料に添加することができる。蛍光体または蛍光体ブレンドの濃度は、混合物の９０重量％以下、例えば、未硬化段階の蛍光体含有ポリシロキサンまたは蛍光体含有ポリシラザンの変換材料の１５重量％から７５重量％の範囲であり得る。
【００５７】
別の実施形態によれば、変換層は、半導体チップとは反対側を向いた上面と、半導体チップに面した下面とを含み、上面及び／または下面が構造化されている。構造化とは、この文脈において、例えば光のアウトカップリングを改善するために表面が改変されることを意味する。
【００５８】
一実施形態によれば、構造化された表面は、ランダムな粗さ、マイクロレンズ、マイクロレンズアレイ、マイクロオプティック、フォトニック結晶、プラズモニックアレイ、メタレンズ、非周期的ナノ構造化アレイ、誘電体フィルム、誘電体フィルムのスタック、またはグレーデッドインデックス反射防止コーティングを含む。誘電体フィルムのスタックは、例えば、反射防止コーティング、ダイクロイックフィルター、及び波長または角度に依存するパスフィルターを含む。
【００５９】
表面の改変は変換層の製造中に実施することが可能であり、構造化またはパターン化された基板から開始て前駆体材料が適用するか、または硬化後の後処理工程によって適用することができる。
【００６０】
別の実施形態によれば、光電子部品は、ＬＥＤまたはレーザーダイオードである。
【００６１】
別の態様によれば、光電子部品を製造するための方法が提供される。この方法は、複数のピクセルを備え、各ピクセルが放射線出射面から電磁一次放射線を放出する半導体チップを準備するステップと、少なくとも１種の蛍光体及び前駆体材料を含む出発混合物を調製するステップであって、前駆体材料は、下記一般式：
【化７】
2021533576.tif 000009
（式中、
Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ１１、Ｒ１２、及びＲ１３は、互いに独立して、Ｈ、アルキル、アルコキシ、アリール、アリールオキシ、アルケニル、置換アルキル、置換アルコキシ、置換アリール、置換アリールオキシ、置換アルケニル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
Ｒ３及びＲ４は、互いに独立して、アルコキシ、ビニル、ヒドロキシル、カルボン酸、エステル、Ｈ、アルキル、アリール、置換アルコキシ、置換カルボン酸、置換エステル、置換ビニル、置換アルキル、置換アリール、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
ｎは、前駆体の粘度が１から１５０ｍＰａｓの範囲にあるように選択され、
Ｒ１及びＲ２及びＲ１１、Ｒ１２及びＲ１３のアルコキシ含有量は、一般式で表される化合物に対して１０質量％から５０質量％の範囲内である）
から選ばれる１種の構造を有する前駆体を含む、ステップと、
−ピクセルの放射線出射面の少なくとも一部または一時的な基板に、出発混合物を適用するステップと、
−出発混合物を硬化させて、放射線出射面の少なくとも一部に適用された変換層を得るためのステップであって、架橋された出発混合物は、マトリックスに分散された蛍光体を含み、変換層（１０）は、厚さが３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下となるように適用されるステップと、を含む。
【００６２】
この方法は、上記の実施形態による光電子部品を製造するのに適している。したがって、光電子部品に関して開示されたすべての特徴は、この方法に有効であり、逆もまた同様である。
【００６３】
この方法は、変換層を備えた光電子部品を製造するために室温で実施可能な安価なプロセスである。さらに、出発混合物は、半導体チップのピクセルに直接適用することができるため、変換層は、半導体チップの各ピクセルまたは所望のピクセル上にその場で生成される。
【００６４】
「出発混合物をピクセルの放射線出射面の少なくとも一部に適用すること」は、出発混合物が半導体チップの各ピクセル、すなわち各ピクセルの放射線出射面、または変換層が必要なピクセルの放射線出射面に、別々に適用されることと理解されたい。
【００６５】
別の実施形態によれば、出発混合物を一時的な基板に適用し、一時的な基板上で硬化させ、半導体チップのピクセルの少なくとも１つの放射線出射面に接着し、接着後に、一時的な基板を除去する。したがって、出発混合物を一時的な基板に適用し、硬化させて、厚さが３０μｍ以下の変換層を形成する。この変換層は、半導体チップの少なくとも１つのピクセルの放射線出射面に接着され、所与のピクセル化された半導体チップのすべてのピクセルと同数まで接着することができ、接着後に、一時的な基板を除去する。
【００６６】
出発混合物の適用のために、溶媒を使用することができる。あるいは、無溶媒のアプローチを実行することができる。出発混合物を調製するとき、少なくとも１種の蛍光体を前駆体材料に混合する。粘度に応じて、溶媒を出発混合物に添加する場合としない場合とがある。溶剤が必要な場合、キシレンや酢酸ブチルなどの多くの有機溶剤が有効である。
【００６７】
別の実施形態によれば、少なくとも１種の添加剤を出発混合物に添加し、該添加剤は、触媒、ナノ粒子、有機金属化合物、有機分子、有機ポリマー、無機ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択する。添加剤は、光電子部品に関して上述した添加剤から選択することができる。
【００６８】
別の実施形態によれば、ピクセルの放射線出射面の少なくとも一部または一時的な基板上への出発混合物の適用は、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スプレーコーティング、及びインク噴射からなる群から選択される方法によって行う。これらの方法を使用すると、変換層の材料を単一のピクセルに正確に適用することができる。
【００６９】
変換層のサイズをピクセルのサイズに適合させるために、出発混合物が適用されない半導体チップの部分を、例えば、フォトレジストでコーティングするか、またはパターン化されたカバーでキャップすることができる。インクジェットを使用する場合、出発混合物の局所的な適用さえも可能である。
【００７０】
別の実施形態によれば、硬化は、室温または高温で実施する。出発混合物を高温に数時間さらすことにより、硬化時間を短縮することができる。実施形態によれば、硬化は、出発混合物を水または湿気にさらすときに起こる。硬化中に、アルコールが副生成物として生成され、マトリックス材料の緻密化につながる可能性がある。
【００７１】
別の実施形態によれば、放射線出射面の少なくとも一部への出発混合物の適用を、少なくとも１回繰り返す。したがって、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の範囲の所望の厚さを達成することができる。
【００７２】
追加の利点、有利な実施形態及び展開は、図面と実施例に関連して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】光電子部品の概略的な断面図を示す。
【図２】光電子部品の概略的な上面図を示す。
【図３】例示的な実施形態による、比較用のマトリックス材料と変換層のマトリックス材料の熱重量分析プロファイルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７４】
実施例及び図面では、同様の部分は同様の数字で示されている。描かれている部分とその比率は一定の縮尺ではなく、例えば層のようないくつかの部分は、表現可能性を向上させるために誇張して大きく描かれている場合がある。
【００７５】
図１は、基板３０、ピクセル化された半導体チップ２０、及び変換層１０を有する光電子部品の概略的な断面図を示す。ピクセル間の周期は１２５μｍ以下であり得る。ピクセルのサイズは３００μｍの範囲であり得る。
【００７６】
光電子部品は、ＬＥＤパッケージまたはレーザーダイオードベースの光源であり得る。図１には、半導体チップ２０の活性層の配列や、半導体チップ２０を取り囲むハウジングまたは反射シール材料のような追加の要素は、明示的に示されていない。
【００７７】
半導体チップは、例えば、近紫外線から青色のスペクトルで一次電磁放射を放出する。半導体チップ２０の各ピクセルは、個別に制御可能である。変換層１０は、一次電磁放射を少なくとも部分的に吸収し、それを一次放射線とは異なる二次放射線に変換する。各ピクセルの発光は、一次放射線と二次放射線の組み合わせで構成されている。
【００７８】
二次放射線の波長は、変換層のマトリックスに埋め込まれた蛍光体または蛍光体のブレンドに依存する。各変換層は、異なる二次放射線を有し得る。すなわち、各ピクセルからの光の放出は、他のピクセルとは異なってもよい。
【００７９】
変換層１０は、半導体チップのピクセルの放射出射面に適用され、放射出射面は、半導体チップ２０が適用される基板３０とは反対側を向いている。変換しない部分が望まれていない場合、半導体チップ２０のすべてのピクセルに必ずしも変換層１０が形成されるわけではない（図示せず）。
【００８０】
変換層の例示的な実施形態によれば、メトキシメチルポリシロキサンは、前駆体材料として製造または購入される。メトキシ基含有量は１０〜５０重量％程度、好ましくは１５〜４５重量％の範囲内、より好ましくは３０〜４０重量％の範囲内でとすべきである。分子量は、粘度が１〜５０ｍＰａｓの範囲となるようにすべきだが、好ましくは２〜４０ミリパスカルの範囲である。上記のような様々な置換基を有する他のポリシロキサンまたはポリシラザンも可能である。
【００８１】
自動車の前方照明などのクールホワイトの用途では、ＹＡＧ：Ｃｅタイプの蛍光体がダウンコンバージョン材料として選択され、前駆体材料に組み込まれて出発混合物が調製される。ウォームホワイト、例えば高ＣＲＩ照明の用途の場合、蛍光体混合物は、セリウムで活性化されたルテチウムアルミニウムガーネット（Ｌｕ１−ｘＣｅｘ）３Ａｌ５Ｏ１２（０＜ｘ≦０．２）、及びユーロピウムで活性化されたカルシウムアルミニウム窒化ケイ素（Ｃａ１−ｘＥｕｘ）ＡｌＳｉＮ３（０＜ｘ≦０．２）のブレンドでもよく、液体前駆体材料に組み込まれる蛍光体粉末として提供することができる。一般に、用途及び色の目標に応じて、上記の他の蛍光体または蛍光体のブレンドも可能である。
【００８２】
蛍光体の濃度及び比率は、セリウム及びユーロピウムの濃度、蛍光体の吸光度と量子効率、変換層の目標の厚さ、光電子部品の目標のカラーポイントや、他の散乱する添加剤が存在するか否かに依存する。ガーネットと窒化物蛍光体の比率は、通常、２．５：１から４．５：１の範囲内である。
【００８３】
前駆体と蛍光体とのブレンドまたは蛍光体のブレンドを含む出発混合物に、さらなる添加剤を加えることができる。粘度に応じて、溶剤を添加したり、スラリーの増粘が必要な場合はヒュームドシリカを添加したりすることができる。屈折率または熱伝導率を変化させるために、他の添加剤を追加的または代替的に添加することができる。さらに、チタンアルコキシドなどの硬化剤を、０．５重量％から５重量％の範囲で添加することができる。
【００８４】
色の目標または蛍光体の組成に関係なく、出発混合物を含むスラリーを、ピクセル化された半導体チップ２０に噴霧する。ここでは目標のカラーポイントを達するように、蛍光体の濃度及び層の厚さを選択するが、変換層の最終的な厚さは高さの限界である３０μｍ以下に維持されなければならない。
【００８５】
半導体チップ２０のピクセルに噴霧されたら、出発混合物を室温または高温で硬化して、蛍光体の埋め込まれた、高度に架橋されたマトリックスを形成することができる。硬化は、水または湿気への暴露後に行うことができる。噴霧は個別に実施する、すなわち、半導体チップ２０のピクセルへの変換層１０の適応は、それぞれ個別に実施する。
【００８６】
半導体チップ２０のピクセルへの出発材料の適用は、一般に、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スプレーコーティング、またはインク噴射などの方法によって実行することができる。
【００８７】
図２は、変換層１０の上面を示す、光電子部品の上面図を示す。変換層１０の１つが、半導体チップ２０のピクセルに適用され、ここではこの中央のピクセルがオンである。図２においてこのピクセルをハッチングで示す。この例では、半導体チップ２０は、７×７アレイのマイクロピクセルの含む。半導体チップのピクセル間のクロストークは、ハッチングされたピクセル、即ち、オンになっているピクセル、に隣接するピクセルで検出できる光の量によって測定する。光電子部品の変換層１０により、所望の値のクロストークが達成される、すなわち、ハッチングされたピクセルとの間の距離が２ピクセルである特定のピクセルで測定された輝度は、ハッチングされたピクセルの輝度の２００分の１以下である。この低いクロストークは、変換層１０の厚さが３０μｍ以下と薄いこと、及び半導体チップ２０へ直接適用されていることによって実現される。
【００８８】
図３は、メチルベースのポリシロキサン（Ｉ）と比較した、比較用のメチルベースのシリコーン（ＩＩ）の熱重量分析プロファイルを示す。ｘ軸は温度Ｔを℃で示し、ｙ軸は重量Ｗをパーセントで示す。参照用シリコーン標準（ＩＩ）は、重量のほぼ６０％を失い、有機物の含有量が多いことを示している。対照的に、ポリシロキサン材料（Ｉ）は、その重量の２０％未満しか失わず、有機物含有量が大幅に少ないことを示している。これにより、標準的な光学シリコーンマトリックスに基づく類似の材料と比較して、変換層の熱安定性の向上につながる。
【００８９】
この特許出願は、米国特許出願第１６／１０４，７４３号の優先権を主張し、その開示の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００９０】
本開示の適用範囲は、上記の実施例に限定されるものではない。各新規特性及び特性の各組み合わせに本開示は包含され、特に請求項に記載のすべての特徴の組み合わせは、たとえその特徴や特徴の組み合わせが明示的に請求項や実施例に記載されていなくとも、当該各新規特性及び特性の各組み合わせに含まれるものとする。
【符号の説明】
【００９１】
１０  変換層
２０  半導体チップ
３０  基板
【図１】
2021533576.tif 000013
【図２】
2021533576.tif 000014
【図３】
2021533576.tif 000015
【国際調査報告】
2021533576.tif 000016
2021533576.tif 000017