(57)【要約】  本発明は、複数の変換素子（６）を製造する方法であって、キャリア（１）を設けるステップと、第１のマスク層（４）を前記キャリア（１）に設けるステップであって、前記第１のマスク層（４）を、開口部（３）が前記第１のマスク層（４）を貫通するようにパターニングするステップと、変換物質（５）を少なくとも開口部（３）に設けるステップと、複数の独立した変換素子（６）を得るように前記変換素子（６）を個片化するステップを含む方法に関する。また、本発明は、その他二つの方法、変換素子（６）およびオプトエレクトロニクス部品に関する。
2018509650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変換素子（６）を製造する方法であって、
−キャリア（１）を設けるステップと、
−第１のマスク層（４）を前記キャリア（１）に設けるステップであって、前記第１のマスク層（４）を、開口部（３）が前記第１のマスク層（４）を貫通するようにパターニングするステップと、
−変換物質（５）を少なくとも開口部（３）に設けるステップと、
−複数の独立した変換素子（６）を得るように前記変換素子（６）を個片化するステップを含む方法であって、
前記変換物質（５）の設置の前に、個片化後に前記変換物質（５）の側面を覆う反射層（１１）を前記第１のマスク層（４）に設ける、
方法。
【請求項２】
前記変換素子（６）はソーイングあるいはブレーキングにより個片化され、
前記キャリア（１）が各々その後の変換素子（６）の一部となるように、前記キャリア（１）が同様にダイシングされる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記変換物質（５）の側面が前記第１のマスク層（４）の層によって覆われるように前記第１のマスク層（４）が同様にダイシングされる、
請求項１および請求項２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
−  パターニングされた第２のマスク層が前記キャリア（１）に設けられ、第２のマスク層のパターン部（９）は、前記第１のマスク層（４）の開口部（３）内に設置され、
−  金属シード層（１０）が前記第１のマスク層（４）および前記第２のマスク層の全面に亘り設けられ、
−  前記第１のマスク層（４）のみが前記金属シード層（１０）によって覆われ、前記キャリア（１）あるいは犠牲層（２）が開口部（３）の領域において露出するように、前記第２のマスク層が再び除去され、
−  シード層（１０）は、前記反射層（１１）が前記第１のマスク層（４）上に立設されるように、ガルヴァーニ処理によりモールドされる、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
−  パターニングされた第２のマスク層が前記キャリア（１）に設けられ、第２のマスク層のパターン部（９）は、開口部（３）内に配置され、
−  反射層（１１）が前記第１のマスク層（４）および前記第２のマスク層の全面に亘り設けられ、
−  前記第１のマスク層（４）のみが反射層（１１）によって覆われ、前記キャリア（１）あるいは犠牲層（２）が開口部（３）の領域において露出するように、前記第２のマスク層が再び除去される、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記変換素子（６）の個片化時、反射層（１１）が前記第１のマスク層（４）の層によって覆われるように前記第１のマスク層（４）が同様にダイシングされる、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
複数の変換素子（６）を製造する方法であって、
−  そのパターン部がアンダーカットを有する第１のマスク層（４）が設けられ、
−  金属シード層（１０）が前記第１のマスク層（４）の前記パターン部間の露出領域に設けられ、
−  前記第１のマスク層（４）が再び除去され、
−  反射層（１１）がシード層（１０）の前記パターン部に設けられ、前記反射層（１１）は、完成された前記変換素子（６）の変換物質（５）の側面を覆うように設けられる、
方法。
【請求項８】
前記第１のマスク層（４）および/もしくは第２のマスク層は、フォトレジスト層である、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記変換物質（５）は、ドクターブレーディング、スプレー塗布、分注、プリンティング、プレス形成のいずれかにより設けられる、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記変換物質（５）は、発光性物質粒子を有する樹脂により構成される、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記変換素子（６）は、各々の前記キャリア（１）から離れた側の主面でフィルム（７）に設けられ、前記キャリア（１）は、前記複数の変換素子（６）が前記フィルム（７）上に存在するように再び除去される、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
犠牲層（２）は、前記キャリア（１）と前記第１のマスク層（４）との間に設置され、前記キャリア（１）は、前記犠牲層（２）を前記変換素子（６）から除去することによって除去される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
複数の変換素子（６）を製造する方法であって、
−  各々がレンズ形状を有する複数の凹部（１２）がパターニングされたキャリア（１）を設けるステップと、
−  前記キャリア（１）の前記凹部（１２）へ変換物質（５）を導入するステップと、
−  前記変換素子（６）を個片化するステップとを
含む方法。
【請求項１４】
前記変換素子（６）の個片化時、前記キャリア（１）が各々完成された前記変換素子（６）の一部となるように前記キャリア（１）が同様にダイシングされる、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
−  犠牲層（２）が少なくとも前記凹部（１２）に設けられるように、前記犠牲層（２）が前記キャリア（１）に設けられ、
−  集合体がフィルム（７）に設けられ、
−  前記キャリア（１）が除去される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載の方法により製造される変換素子（６）。
【請求項１７】
請求項１６に記載の変換素子（６）を有するオプトエレクトロニクス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、複数の変換素子、変換素子およびオプトエレクトロニクス装置の３種類の製造方法、およびオプトエレクトロニクス装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変換素子の製造方法は、例えば独国特許出願公開第１０２００７０４３１８３号明細書、第１０２０１３１０３９８３号明細書、および米国特許出願公開第２０１２／０２７３８０７号明細書に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０４３１８３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１３１０３９８３号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／０２７３８０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の目的は、特に明瞭に形成された形状を有する複数の変換素子を得ることのできる複数の変換素子の製造方法を提供することである。また、特に明瞭に形成された形状を有する変換素子、およびそのような変換素子を有するオプトエレクトロニクス装置を提供することである。
【０００５】
当該目的は、請求項１、７、１３記載のステップを含む方法、請求項１６記載の特徴を有する変換素子および、請求項１７特徴を有するオプトエレクトロニクス装置により、達成される。
【０００６】
有利となるさらなる変換素子およびオプトエレクトロニクス装置の方法の発展形態および実施の形態は、それぞれの従属項の主題を構成する。
【０００７】
本方法により製造される変換素子は、波長変換構成を有する。ここで、「波長変換」とは、特に出射されたある特定の波長域の電磁放射を、他の、好ましくはより波長の長い波長域の電磁放射への変換を意味する。特に、波長変換時、１の出射波長域の電磁放射は波長変換素子により吸収され、原子や分子レベルの電子処理により異なる波長域の電磁放射に変換され、再び放出される。特に、ここで、「波長変換」は、単に電磁放射の散乱や吸収のみを意味するものではない。
【０００８】
複数の変換素子の製造方法において、最初に、キャリアが設けられる。キャリアは、特に好ましくは少なくとも可視光に対して透過性を有する。キャリアは、例えば以下の物質を含む、もしくは以下の物質により構成される：サファイア、ガラス、ホウケイ酸ガラス。
【０００９】
一実施形態の方法によれば、開口部を有するパターニングされた第１のマスク層がキャリアに設けられる。開口部の領域においてキャリアは、アクセス可能である。
【００１０】
一実施形態の方法によれば、キャリアに犠牲層が設けられる。この場合、犠牲層は、開口部を介してアクセス可能である。
【００１１】
さらに他の実施形態の方法によれば、変換物質が少なくとも開口部に導入される。この点において、変換物質は全体的に流動的な形で存在する。この場合、概して、変換物質は、本方法の後のある時点において硬化される。
【００１２】
さらに他の実施形態の方法によれば、複数の独立の変換素子が製造されるように変換素子が個片化される。この場合、変換素子は、個片化後に完成された変換素子がフィルム上に存在するように個片化の前にフィルムに固定してもよく、また、単に、例えばピックアンドプレイス処理によりさらに処理してもよい。
【００１３】
好ましくは、開口部内において、変換物質は、各場合において第１のマスク層に横から直接隣接する。さらに、好ましくは、開口部内において、変換物質は、各場合において、第１のマスク層の表面と同一平面上で終端する。換言すれば、好ましくは、変換物質は、開口部を完全に満たす。
【００１４】
第１のマスク層の開口部は、好ましくは、変換物質のために逆形状に形成され、後続する変換素子、あるいは少なくとも変換素子の波長変換素子の形状を前もって決定する。
【００１５】
ここで説明する変換素子の製造方法は、変換物質を有するマスク層パターンを複製し、明瞭に形成された形状を有する変換素子を得ることを意図する。特に本方法により製造された変換素子は、例えばスクリーン印刷による樹脂製もしくはシリコーン製の変換板と比較して、概して非常に平滑な主面および平滑な側面を有する。プリントされた変換素子を観測した結果、本方法により製造された変換素子は、全面に亘る落ち込みを概して示さなかった。さらに、本方法により、利点として、比較的大きな厚みを有する変換素子と、小さな端長を有する変換素子とが製造される。
【００１６】
ここで説明した変換素子は、好ましくは樹脂製例えばシリコーン製である。樹脂製の変換素子は、セラミック製の変換素子よりも簡易に複数の異なる発光物質を含むことができるという利点がある。
【００１７】
特にキャリアがその後の変換素子の一部分で無くなった場合において、その後の変換素子の非常に多種多様な形状が可能となる。その後の変換素子は、特に好ましくは、その後のボンディングワイヤのための切り欠きを有する。そのようなボンディングワイヤのための切り欠きは、好ましくは変換素子の縁部に設置される。ボンディングワイヤ切り欠きは、本方法により特に精密に成形される。
【００１８】
さらに他の実施形態の方法によれば、変換素子の個片化は、キャリアが各場合においてその後の変換素子の一部分となるように、ソーイング、パンチング、あるいはレーザー書込みおよびブレーキングにより行われ、キャリアが同様にダイシングされる。この場合、キャリアは、好ましくは、変換素子の機械的安定性に寄与する。このため、変換物質は、利点として、単独で機械的に安定でないように成形され得る。そのような変換素子はセラミック製の変換素子と比較して安価である。この実施の形態において、変換素子は全体として矩形状を有する。
【００１９】
さらに他の実施形態の方法によれば、変換物質の側面が第１のマスク層の層によって覆われるように第１のマスク層が同様にダイシングされる。この実施の形態において、第１のマスク層は、利点として、除去する必要が無い。このため、本方法が簡易となる。さらに、マスク層は、入射光や変換光を吸収もしくは反映するように構成され得る。そのような完成された変換素子の側面上の層は、その後において変換素子の側面経由の光の出力を防止し、これにより光学的クロストークを防止する。
【００２０】
さらに他の実施形態の方法によれば、変換物質の配置の前に、個片化の後変換物質の側面を覆う第１のマスク層に、反射層が設けられる。特に好ましくは、反射層は、変換物質の側面を完全に覆う。側面上の反射層は、好ましくは、入射光や変換光を反射するように構成される。完成された変換素子の側面上の反射層は、同様にその後の変換素子側面経由の光の出力を防ぎ、これにより光学的クロストークを防ぐ。さらに、反射層は視野角に関わらず出射光の色味を均一にし得る。
【００２１】
反射層は、好ましくは、例えば以下の金属物質の１つを含む、もしくは以下の物質の１つにより構成される：銀、金、アルミニウム、白金。さらに、反射層は、例えば銀および酸化シリコンの層を有する誘電ミラーとして構成され得る。
【００２２】
反射層は、好ましくは０．１μｍ以上２００μｍ以下の厚みを有する。
【００２３】
反射層を変換物質の側面上に製造するために、パターニングされた第２のマスク層を例えばキャリアに設け得る。第２のマスク層は、好ましくは、パターン部を有する、あるいは第１のマスク層の開口部に設置されたパターン部により形成される。
【００２４】
一実施形態の方法によれば、この目的のために、好ましくは表面全体に亘って、第１のマスク層および第２のマスク層に金属シード層が設けられる。特に好ましくは、ここでは、１のマスク層の側壁は金属シード層によって覆われる。例えばスパッタリング、ＰＶＤ、もしくは蒸着により付着が行われ得る。 
【００２５】
金属シード層は、例えば以下の物質を含む、もしくは以下の物質により構成される：クロム、チタニウム、白金、アルミニウム、銅、銀。
【００２６】
金属シード層は、好ましくは、０．０５μｍ以上０．２μｍ以下の厚みを有する。
【００２７】
金属シード層の付着後、第１のマスク層のみが金属シード層によって覆われるように第２のマスク層が再び取り除かれる。好ましくは、キャリアあるいは犠牲層は、開口部の領域において露出する。そして、シード層は、反射層が第１のマスク層上に立設されるようにモールドされる。シード層のモールディングは、例えばガルヴァーニ処理により行われ得る。ガルヴァーニ処理は、電流を用いて、もしくは電流を用いずに行われ得る。
【００２８】
そして、反射層が付着された第１のマスク層は、キャリア上に存在することとなる。そして、上述のように、第１のマスク層の開口部は変換物質で満たされ、変換素子は完成される。
【００２９】
上述の変換素子の側面上に反射層を製造するための方法の変形例として、反射層は、シード層をあらかじめ設けることなく第１のマスク層および第２のマスク層に設けられ得る。好ましくは、反射層は、表面全体に亘って設けられる。しかし、好ましくは、ここでは、ガルヴァーニ処理ではなくスパッタリングが使用される。
【００３０】
反射層の付着後、第１のマスク層のみが反射層によって覆われ、開口部の領域においてキャリアが露出するように第２のマスク層が再び取り除かれる。そして、変換素子には、再び変換物質の設置をはじめとする処理が施され得る。
【００３１】
上述の実施の形態の方法が反射層を変換物質の側面に設けるために用いられる場合は、反射層が第１のマスク層の層によって覆われるように、変換素子の個片化時に第１のマスク層は再び同様にダイシングされ得る。
【００３２】
さらに他の実施の形態の複数の変換素子の製造方法によれば、アンダーカットを有するパターン部が設けられた第１のマスク層が設けられる。そのようなパターン部は、例えば、異なるフォトレジスト層の二層システムにより達成され得る。
【００３３】
金属シード層がパターン部間に設けられ、シード層がパターン部間のみに形成されるように、第１のマスク層が再び取り除かれる。ここで、アンダーカットが設けられたパターン部は、シード層のための遮光マスクとして機能する。最後に、完成された変換素子の変換材料の側面を覆うように構成された反射層がシード層のパターン部に設けられる。
【００３４】
この方法において、シード層は、反射層により、変換物質により複製される形状を形成し、シード層および反射層は、変換物質の側面の被膜として、この後の少なくとも部分的に変換素子の構成部の一部分である。特に好ましくは、シード層は、反射層とあわせて、この後の変換素子よりも高さが大きい。例えば、反射層とあわせて、シード層の高さは少なくとも５０μｍである。
【００３５】
第１のマスク層および第２のマスク層は、フォトレジストにより形成され得る。ここでは、好ましくは、比較的高いアスペクト比のパターンを製造し得るフォトレジストを使用する。特に、そのようなフォトレジストにより、肉厚の変換素子を得ることができる。
【００３６】
第２のマスク層のフォトレジストは、第１のマスク層のフォトレジストに比べて化学的可溶性が高いことが好ましい。例えば、第１のマスク層の形状をよりよく複製するために深絞される乾燥レジストが第２のマスク層に使用され得る。第２のマスク層のフォトレジストの露出およびの現像後、フォトレジストは、好ましくは第１のマスク層のない領域のみにとどまる。
【００３７】
本方法において、変換物質は、例えば、ドクターブレーディング、スプレー塗布、分注、プリンティング、またはプレス形成により設けられ得る。好適な印刷法としては、例えばスクリーン印刷やステンシル印刷が挙げられる。
【００３８】
変換物質がプレス形成される場合、好ましくは、変換素子のための形状から離れる方向に延在するチャネルが直接接する物質、すなわち、キャリア、犠牲層あるいはマスク層内に設けられる。これらのチャネルは、成形処理中に空気を除去する働きをする。
【００３９】
好ましくは、変換物質は、発光性物質粒子を導入した例えばシリコーン等の樹脂により構成される。そのような変換素子は「樹脂製」素子として知られる。発光性物質粒子は、変換物質ひいては変換素子の波長変換特性をもたらす。樹脂は、全体として、最初は液状であり、塗布後に硬化される。樹脂は、例えばエポキシド、シリコーン、あるいはこれらの混合物よりなる。
【００４０】
有用な発光性物質粒子としては、例えば、希土類金属添加ガーネット、希土類金属添加アルカリ土硫化物、希土類金属添加チオガリウム酸塩、希土類金属添加アルミン酸塩、希土類金属添加ケイ酸塩、希土類金属添加オルトケイ酸塩、希土類金属添加塩化けい素、希土類金属添加アルカリ土窒化ケイ素、希土類金属添加酸窒化物、希土類金属添加アルミニウム酸窒化物、希土類金属不純物添加シリコン窒化物、希土類金属添加サイアロン、および量子ドットが挙げられる。
【００４１】
本方法において、変換素子は、そのキャリアより離れた側の主面においてフィルムに配置され得、また、キャリアは、複数の変換素子がフィルム上に存在するように再び取り除かれ得る。キャリアは、例えばレーザーリフトオフ処理により除去され得る。
【００４２】
本方法において、犠牲層は、キャリアと第１のマスク層との間に配置され得る。犠牲層は、犠牲層の除去によりキャリアを変換素子より除去するために設けられる。犠牲層の除去は、例えばウェットケミカル処理あるいはレーザーリフトオフ処理により行われ得る。
【００４３】
犠牲層は、例えば以下の物質を含む、もしくは以下の物質により構成される：モリブデン，窒化ケイ素，酸化シリコン。犠牲層は、例えば蒸着，ＰＶＤ，もしくはスパッタリングにより付着される。
【００４４】
犠牲層は、好ましくは１０ナノメートル以上２００ナノメートル以下の厚さを有する。
【００４５】
一実施形態の方法によれば、続いて設けられる変換物質において複製されるように意図されたパターンは、キャリアに設けられる。パターンは、例えばレンズ、マイクロレンズ、あるいはフレネルパターンである。キャリアが変換物質から再び除去される場合、上記パターンは、変換素子の放射放出面において複製され得る。この点において、例えばレンズ等の概して比較的粗いパターンが可能となる。キャリアが完成された変換素子に残る場合、変換物質において、キャリアより、例えばマイクロレンズやフレネルパターン等の細かいパターン部を複製することが可能である。キャリアがガラスである場合、パターンは、例えばガラスにエッチングされる。パターンは、所望の方法により放射アウトカップリングに影響を及ぼす働きをする。例えばパターンは、視野角に関して出射光の色を均一するのに、もしくは指向性出射を実現するのに有用である。
【００４６】
さらに他の複数の変換素子の製造方法において、キャリアが再度設けられる。キャリアは、複数の凹部を有する。凹部は、好ましくは全て同様の構成を有する。凹部は、レンズ状の構成を有する。キャリアがガラスにより形成される場合、例えばフッ酸を用いた等方性エッチングにより、半球状凹部をキャリア内に形成し得る。立方体状の凹部は、例えば異方性ドライエッチングによって形成され得る。
【００４７】
そして、変換物質が凹部へ導入される。好ましくは各場合において凹部は、変換物質により完全に満たされる。例えば、変換物質がキャリアと一平面を形成するように、変換物質が凹部に充填される。例えば、変換物質を凹部へ導入するために、好ましくは変換物質が凹部間のキャリアに設けられるのを防ぐマスクを同様に使用し得る。
【００４８】
最後に、変換素子は例えばスクライビングやブレーキングにより個片化される。そして、変換素子は、変換物質が充填された少なくとも１つの凹を有するキャリアの一部分を有する。
【００４９】
一実施形態の方法によれば、変換素子の個片化時、キャリアが各場合において完成された変換素子の一部分であるように、キャリアが同様にダイシングされる。
【００５０】
他の実施形態の方法によれば、少なくとも凹部に犠牲層が設けられるようにキャリアに犠牲層が設けられる。そして、変換物質が犠牲層に設けられる。最後に、変換物質およびキャリアの集合体はフィルムに固定される。好ましくは、フィルムの固定は、変換物質と共に、凹部がフィルムに向くようになされる。フィルムは、例えば熱放出フィルムあるいはＵＶ放出フィルムであり得る。最後にキャリアが除去される。好ましくは、キャリアは犠牲層を除去することによりに除去される。
【００５１】
本方法により得られる変換素子は、好ましくは、少なくとも５０μｍの厚みを有する。変換素子の厚みは、好ましくはその一主面より最大平均１０パーセント外れる程度である。
【００５２】
本方法により、マスク層なしのスクリーンあるいはステンシル印刷と比較して、精細な加工面を有する肉厚の変換素子が製造され得る。肉厚な変換素子は、反射性埋め込み用樹脂による横方向からの封止に好適であり、点光源の製造に有利である。
【００５３】
本方法により製造された変換素子は、特にオプトエレクトロニクス装置における使用に好適である。変換素子は、例えば発光ダイオードの一部分である。
【００５４】
オプトエレクトロニクス装置は、好ましくは第１の波長域の電磁放射を出射する少なくとも１つの放射放出半導体チップを有する。半導体チップは、例えば青色光を出射する。変換素子は、オプトエレクトロニクス装置内において半導体チップからの放射が変換素子を通過するように設置される。
【００５５】
変換素子は、半導体チップの放射の少なくとも一部分を少なくとも他の１つの波長域の放射に変換するのに好適である。変換素子は、例えば、半導体装置が未変換の青色放射および変換済みの黄放射から多色白色を出射するように半導体チップの青色放射の一部分を黄色光に変換する。
【００５６】
変換素子は、好ましくはその主出射方向の半導体チップの下流に設置される。特に好ましくは、変換素子は、半導体チップの放射放出面上に設置される。
【００５７】
その特に明瞭に形成された形状により、本変換素子は、点光源として意図された電子デバイスに特に好適に用いられる。そのようなオプトエレクトロニクス装置は、好ましくは少なくとも半導体チップの側面を封止する、白色の、拡散反射するポッティング物質を有する。
【００５８】
上記方法、変換素子あるいは素子の特徴および実施の形態は、他の方法、変換素子あるいは器具においても同様に具現化し得る。
【００５９】
以下、実施の形態において、図を参照しつつ他の有利な実施の形態、および他の変形例について示す。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図２】図２は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３】図３は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図４】図４は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図５】図５は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図６】図６は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図７】図７は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図８】図８は、変換素子の製造方法の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図９】図９は、各種実施の形態に係る変換素子の模式平面図である。
【図１０】図１０は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を、それぞれ示す断面模式図である。
【図１１】図１１は、実施の形態に係る各々の変換素子を表す断面模式図である。
【図１２】図１２は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を、それぞれ示す断面模式図である。
【図１３】図１３は、実施の形態に係る各々の変換素子を表す断面模式図である。
【図１４】図１４は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図１５】図１５は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図１６】図１６は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図１７】図１７は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図１８】図１８は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図１９】図１９は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２０】図２０は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２１】図２１は、他の実施の形態に係る変換素子を表す断面模式図である。
【図２２】図２２は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２３】図２３は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２４】図２４は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２５】図２５は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２６】図２６は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２７】図２７は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２８】図２８は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図２９】図２９は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述する断面模式図である。
【図３０】図３０は、他の実施の形態に係る変換素子を表す断面模式図である。
【図３１】図３１は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３２】図３２は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３３】図３３は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３４】図３４は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３５】図３５は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３６】図３６は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３７】図３７は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３８】図３８は、変換素子の製造方法の他の実施の形態を詳述するための断面模式図である。
【図３９】図３９は、オプトエレクトロニクス装置の製造方法の実施の形態の一例を詳述するための断面模式図である。
【図４０】図４０は、オプトエレクトロニクス装置の製造方法の実施の形態の一例を詳述するための断面模式図である。
【図４１】図４１は、オプトエレクトロニクス装置の製造方法の実施の形態の一例を詳述するための断面模式図である。
【図４２】図４２は、実施の形態に係るオプトエレクトロニクス装置の断面模式図である。
【図４３】図４３は、複数の変換素子の高さプロファイルの３Ｄ計測の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図中、同様の構成、類似する構成、あるいは類似の働きの構成は、同一符号を付して示す。図中の構成の他に対する形状およびサイズ比は、縮尺の基準ではない。むしろ、図示をより容易にするおよび／または深く理解できるようにする目的で、特に層の厚さ等、個々の要素を誇張した大きな縮尺で示すことがある。
【００６２】
図１〜８の実施の形態に係る方法によれば、第１のステップにおいてキャリア１が設けられる（図１）。犠牲層２は、キャリア１（図２）の表面全体に亘って設けられ、フォトレジスト層がさらにその表面全体に亘って付着される（図３）。
【００６３】
そして、フォトレジスト層は、露出および現像により、開口部３がフォトレジスト層中に設けられるようにパターニングされる（図４）。ここでは、開口部３は、犠牲層２が外部より開口部３の領域においてアクセス可能となるようにフォトレジスト層を貫通して設けられる。図１〜８に示す方法において、フォトレジスト層は、第１のマスク層４として機能する。
【００６４】
次のステップにおいて、第１のマスク層４の開口部３は、完全に変換物質５で充填される（図５）。ここでは、変換物質５は、発光性物質粒子を導入したシリコーンよりなる。この発光性物質粒子により、完成された変換素子の波長変換特性がもたらされる。
【００６５】
そして、シリコーンが硬化され、第１のマスク層４が再び除去される（図６）。
【００６６】
変換素子６は、その主面でフィルム７に設けられ（図７）、キャリア１が再び除去される。ここでは、キャリア１は、犠牲層２を除去することにより除去される。こうして、個々の変換素子６がフィルム上に存在することとなる（図８）。完成された変換素子６は、例えばピックアンドプレイスによりフィルム７より除去され、さらに処理される。
【００６７】
図９は、複数の異なる実施の形態の変換素子６が設けられたフィルム７を表す模式平面図である。ここでは、変換素子６は、一例として、多様な幾何学形状有する。この図示は、提供する方法により異なる幾何学形状を得ることが可能であることを示すことを意図している。概して、当該方法により実際にフィルム７上に設けられた複数の変換素子６は、同一の幾何学的形状を有する。
【００６８】
変換素子６の幾何学的形状は、第１のマスク層４に導入された開口部３の幾何学的形状により設定される。例えば、変換素子６の形状は、矩形状、円形状、もしくは三角形状であってもよい。
【００６９】
図１０に示す実施の形態に係る方法において、最初に、図１〜６を参照して説明したステップが行われるが、犠牲層２のキャリア１への配置は、省略している。これらのステップが行われると変換物質６を有する個々の硬化された領域がキャリア１上に存在することとなる。そして、この集合体は、変換物質５と反対側のキャリア１の主面側においてフィルム７に載置される（図１０）。そして、変換素子６は、例えばソーイングにより個片化される。図１〜９に係る方法と異なり、キャリア１は、完成された変換素子６の構成部にとどまる。
【００７０】
図１１は、図１０に係る方法により製造され得る変換素子６を表す模式図である。変換素子６は、キャリア１および硬化された変換物質５により形成され、硬化された変換物質５は、キャリア１に直接当接して設けられる。変換物質５により変換素子６の波長変換特性がもたらされる。
【００７１】
図１２に示す実施の形態に係る方法において、まず、図１〜６を参照して説明した方法が同様に行われるが、犠牲層２の塗布は省略している（図１２）。次のステップにおいて、例えばソーイングによりあるいは書込みおよびブレーキングにより、変換素子６が個片化される。この場合、それに沿ってダイシングが行われるダイシングライン８は、変換物質５の側面が第１のマスク層４の材料によって覆われるように第１のマスク層４内において延在する（図１３）。
【００７２】
図１３は、図１２に係る方法により製造され得る変換素子６を表す模式図である。図１３の実施の形態に係る変換素子６の変換物質５は、キャリア１に設けられており、側部全体に亘って第１のマスク層４の材料が設けられている。
【００７３】
図１４〜２０に係る実施の形態に係る方法において、第１のパターニングマスク層４は、図１〜４を参照して説明した如く犠牲層２が設けられたキャリア１に設けられる（図１４）。
【００７４】
次のステップにおいて、第２のマスク層のパターン部９が第１のマスク層４内の開口部３内に設けられる（図１５）。第２のマスク層のパターン部９は、各開口部３に一つ配置される。第１のマスク層と同様に、第２のマスク層は、フォトレジストにより形成され得る。
【００７５】
そして、第１のマスク層４および第２のマスク層の表面全体へのスパッタリングにより、金属シード層１０が設けられ（図１６）、第２のマスク層が例えばアセトン等の溶媒により再び除去される。
【００７６】
これにより、犠牲層２は金属シード層１０に完全に覆われた第１のマスク層４が設けられた状態になる。特に、開口部３を区切る第１のマスク層４の側面は、シード層１０よって完全に覆われる（図１７）。
【００７７】
次のステップにおいて、ガルヴァーニ処理により、シード層１０が反射層１１でモールドされる（図１８）。ガルヴァーニ処理による反射層１１の付着によりその厚みが増した第１のマスク層４は、続いて設けられる変換物質５よりも高い。
【００７８】
次のステップにおいて、変換物質５をガルヴァーニ処理により厚みを増した第１のマスク層４の開口部３内に導入し、硬化する。キャリア１および変換物質５により構成される集合体がフィルム７に設けられ、キャリア１が犠牲層２を除去することにより除去され、変換素子６がさらなるフィルム７に配置され、個片化される（図２０）。変換素子６は、ガルヴァーニ処理により付着された反射層１１の材料が変換物質５の側面に設けられるように個片化される。
【００７９】
図１４〜２０を参照して説明したように最初にスパッタリングによりシード層１０を設け、その後ガルヴァーニ処理で反射層１１により膜厚を増やす方法の代わりに、単一の厚い反射層１１を例えばスパッタリングにより第１のマスク層４および第２のマスク層に均一に付着してもよい。重複を回避するため、この変形例の詳細な説明は省略する。図２１を参照して説明するように変換素子６はここでも製造される。
【００８０】
図２１は、図１４〜２０に示す実施の形態に係る方法に係る方法により製造され得る変換素子６の模式図である。図２１の実施の形態に係る変換素子６は、その側面全体に反射層１１が設けられる変換物質５の層を有する。反射層１１内にフォトレジスト等の第１のマスク層４の材料が充填される凹部が形成される（図２１）。ここで、フォトレジストが充填された凹部は、その側面に亘って変換素子６の主面より延在する。変換物質５の側面上の反射層１１は、ここで変換物質５によって形成される層の主面より突出する。
【００８１】
図２２〜２９の実施の形態に係る方法において、最初に、犠牲層２がキャリア１に設けられる（図２２）。そして、アンダーカットを施されたパターン部が設けられた第１のマスク層４が設けられる（図２３）。アンダーカットにより、パターン部の側面は各々キャリア１に近づくに従い先細りする。パターン部の断面積は、キャリア１と反対側の主面からキャリア１側の主面へ向かうにつれて漸減する。
【００８２】
次のステップにおいて、金属シード層１０は、第１のマスク層４のパターン部間に形成される。金属シード層１０は、例えばスパッタリングにより設けられ、第１のマスク層４は、遮光マスクとして機能する。
【００８３】
そして、第１のマスク層４が再び除去される。そして、シード層１０は、変換素子６の次の形状をもたらす開口部３を有するパターンを形成する（図２５）。ガルヴァーニ付着により、さらなる反射層１１でシード層１０を厚くする（図２６）。
【００８４】
次のステップにおいて、シード層１０の開口部３が完全に変換物質５で充填され（図２７）キャリア１および変換物質５の集合体がフィルム７に設けられる（図２８）。最後に、犠牲層２を除去することにより、キャリア１が除去される（図２９）。
【００８５】
図３０は、例えば図２２〜２９に係る方法により製造され得る変換素子６を表す断面模式図である。図３０の実施の形態に係る変換素子６は、硬化された変換物質５の層を有する。変換物質５の側面は、ここで、ガルヴァーニ処理により付着される金属反射補強層の材料により形成される金属反射層１１によって覆われる。
【００８６】
図３１〜３３の実施の形態に係る方法において、最初に、複数の凹部１２が例えばガラスであるキャリア１に設けられる（図３１）。ここでは、凹部１２は、等方性ウェットケミカルエッチングによりキャリア１内に半球状に形成される。
【００８７】
次のステップにおいて、凹部１２は完全に変換物質５で充填される（図３２）。そして、キャリア１および変換物質５の集合体は、フィルム７に設けられ、例えばソーイングにより個々の変換素子６に個片化される（図３３）。そして、完成された変換素子６は、完全に変換物質５が充填された半球状の凹部１２を有するキャリア１で形成される。
【００８８】
図３４〜３８の実施の形態に係る方法において、図３１を参照して説明したようなプレパターニングされたガラスキャリア１が同様に設けられる。そして、例えば窒化ケイ素よりなる犠牲層２が凹部１２を有するキャリア１の主面の全面にわたり設けられる（図３５）。
【００８９】
次のステップにおいて、変換物質５が圧縮成形加工により犠牲層２に設けられる。変換物質５は、キャリア１内の凹部１２に変換物質５が完全に充填されるのみならず、変換物質５が凹部１２より突出し、最大限可能な範囲において凹部１２上および凹部１２間において均一な厚さを有する連続した層をキャリア１上に形成するように、設けられる（図３６）。
【００９０】
そして、変換物質５およびキャリア１よりなる集合体は、キャリア１より離れた側の主面で、フィルム７上に積層される（図３７）。キャリア１は、犠牲層２を除去することによりレーザーリフトオフ法により除去される（図３８）。そして、変換素子６は個片化される。各変換素子６は、層状部上に設置されたレンズの曲率の変換物質５を有する。変換素子６の各層状部は、湾曲部より水平方向に突出する。
【００９１】
図３９〜４２に係るオプトエレクトロニクス装置の製造方法において、素子パッケージがまず設けられる。素子パッケージは、反射体１４内に埋め込まれるリードフレーム１３を有する（図３９）。反射体１４により形成される素子パッケージのキャビティ１５において、リードフレーム１３の第２の電気接続点１７および第１の電気接続点１６が露出する。
【００９２】
そして、作動時に光放射放出面１９から青色光を放出する放射放出半導体チップ１８が、リードフレーム１４の第１の電気接続点１６上に配置される。半導体チップ１８は、ボンディングワイヤ２０により、リードフレーム１３の第２の接続地点１７に導電的に接続される（図４０）。
【００９３】
図１１を参照して上述したような変換素子６が、半導体チップ１８の放射放出面１９上に載置される。ここで、変換素子６は、キャリア１および変換物質５を有する。好ましくは、変換素子６は、変換物質５が放射放出面１９と対向するように設置される。特に好ましくは、変換物質５は、放射放出面１９と直接接する。
【００９４】
そして、半導体チップ１８および変換素子６を横から封止する反射性埋め込み用樹脂２１が素子パッケージのキャビティ１５に充填される（図４２）。変換素子６の放射放出面２２には反射性埋め込み用樹脂２１は、設けられない。ここでは、反射性埋め込み用樹脂２１は、酸化チタン粒子を導入したシリコーンよりなる。
【００９５】
図４３は、上記方法により製造され得る変換素子６の高さプロファイルの３Ｄ計測の一例である。変換素子６非常に均一な構成を有する。変換素子６は、その端部においても均一に複製された。
【００９６】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【００９７】
本出願は、独国特許出願第１０２０１５１０３５７１．５号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2018509650.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【国際調査報告】
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2018509650.tif 000047
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2018509650.tif 000049
2018509650.tif 000050
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