專利名稱：用于(w)led的光學轉換器系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于LED的、特別是用于所稱的(W)LED的光學轉換器系統和用于 產生所稱的光學轉換器系統的方法。
背景技術：
當前，通過所稱的模制處理將具有LED、轉換器和光學組件的系統聯合地布置 在也被稱為封裝的殼體中。在一種熟悉的方法中，直接地從獨立的組件來構建該封裝， 所述獨立的組件被堅固地彼此結合。通常，硅樹脂用于這個目的。例如在文獻DE 10 2005 009 066 Al中描述了這樣的系統。如此系統的基于其必需有機屬性的缺點是其低耐溫度，該低耐溫度通常僅獲得 大約100°C的值。基于耐溫度，這樣的系統僅在特定條件下與焊接處理兼容，因為進行這 樣的處理將帶來或要求高的散熱。具體地說，如果在當前的LED芯片中使用的所稱的結 溫度從100-150°C的當前最大值提高到200°C，則不能進一步利用在現有技術中使用的材 料。此外，這樣的系統也不防紫外線。而且，這樣的封裝也未被密封，因此容易收 到諸如潮氣的環境影響。然而，半導體組件的增加的復雜性和不同的應用要求密封的封 裝。其示例是LD和光電檢測器或具有彩色監控器的LED。已知系統的另一個缺點是基于它們不抗老化的事實。具體地說，塑料的所稱的 脫氣效應導致半導體芯片的老化。在當前使用的材料的情況下的發射光的優選的低波 長導致光學屬性和粘合機構的變差。另外，所使用的塑料的低導熱率(具體地說位于 < lW/mK的范圍中)也是缺點。獨立的組件一般被堅固地彼此結合，并且被設置在封裝中。柔性匹配，特別是 獨立組件的折射率的彼此匹配和與光的波長的匹配，也是很難或一般不可能。另一個缺 點是增大的在制造上的支出，因為必須組裝獨立的組件。
發明內容
相對于此背景技術，本發明的目的因此是提供一種用于輻射組件，特別是用于 LED或(W)LED的光學轉換器系統或轉換器模塊和一種用于產生這樣的系統的方法，它 們至少避免了現有技術的上述缺點。具體地說，本發明也符合未來的技術趨勢，并且也特別適合于大規模生產。通過根據獨立權利要求的轉換器模塊和方法來實現這些目的。有益實施例是相 應的從屬權利要求的主題。一種用于從至少一個光電功能元件發射的輻射和/或用于通過將其布置在所述 光電功能元件(最好是LED)上而接收的輻射的轉換器模塊位于本發明的范圍中，所述轉 換器模塊包括至少一個(最好是無機的)轉換器，用于所述發射的輻射和/或所述接收的輻射的轉換，至少一個光學組件，最好包括無機材料，特別是玻璃，所述無機材料被布置于 在所述光電功能元件的發射方向上相對于所述轉換器的下游和/或上游，據此所述轉換器和所述光學組件結合或至少在彼此相鄰的部分結合。所述轉換器和 所述光學組件最好以粘合的方式來結合在一起。在此另外澄清，對于發出輻射的光電組件建立的方向(在此為發射方向)也適用 于純輻射接收的光電組件。另外，本發明被擴展到一種用于產生用于從至少一個光電功能元件發射的輻射 和/或(最好從LED)所接收的輻射的轉換器模塊的方法，包括提供至少一個轉換器，用于轉換所述發射的輻射和/或所述接收的輻射，提供至少一個光學組件，以下述方式來結合所述轉換器和所述光學組件加熱所述轉換器并且/或者加 熱所述光學組件，使得所述轉換器和所述光學組件彼此粘合并且形成合成物。優選的是，所述轉換器和/或所述光學組件被加熱，使得所述轉換器和/或所述 光學組件至少分段地柔軟。具體地說，可以使用根據本發明的方法來產生根據本發明的轉換器模塊。根據 本發明的方法優選被設計來用于產生根據本發明的轉換器模塊。在本發明的一個實施例 中，在一個陣列或一行中設置和/或產生根據本發明的多個轉換器模塊。通過至少兩個組件來形成所述轉換器模塊。這兩個組件是光學組件和作為轉換 器組件的轉換器。所述轉換器模塊是多組件系統。獨立組件或元件在結構上結合到一個 功能單元中，并且形成所述轉換器模塊。所述組件在它們的功能上彼此匹配。所述轉 換器模塊同樣是獨立的組件。轉換器模塊不被理解為光學組件，例如透鏡，其中，發光 物質被嵌入各部分中以用于轉換。所述轉換器模塊是用于模塊化地構建的光電組件的模 塊。因此，所述轉換器模塊也被指定為轉換器模塊或光學轉換器系統。所述轉換器模塊 的總高度位于大約0.4mm到IOmm的范圍中。其也具有大約Imm到20mm的平均直徑。 在一個實施例中，所述轉換器模塊是無機轉換器模塊或基本上無機的轉換器模塊。在一個實施例中，以下述方式來設計所述轉換器模塊所述轉換器模塊可以被 定位和/或附接在通過區域上以用于由光電功能元件發射的輻射和/或用于被接收的輻 射。在一種使用中，所述轉換器模塊是用于殼體的一種頂蓋、蓋子或外罩，所述殼體也 稱為封裝。所述轉換器模塊可以結合到所述殼體。在該情況下，所述轉換器模塊可以 被直接地布置在所述殼體上或光電功能元件上。然而，由于其模塊化特性，所述轉換器 模塊也可以經由接合器而被布置在所述殼體或所述光電功能元件上。優選的是，至少一 個光電功能元件被布置在所述封裝中。所述封裝可以是GTMS封裝(“玻璃到金屬密 封”)、Si封裝、塑料封裝和/或陶瓷封裝。所述封裝優選地是由在專利申請中的名稱 為“用于具有高功率的LED的殼體”的所描述的封裝。該專利申請是在與本專利申請 相同的日期被提交的，并且具有內部文件編號08SGL0060DEP或P3063。本專利申請的 范圍完全地被并入本專利申請中。光電功能元件是輻射發射和/或輻射接收組件。優選的是，將所述功能元件指 定為芯片。所述功能元件是選自LED、光電二極管和激光二極管的組的至少一個組件。第一優選的LED具有在大約370nm到大約410nm的范圍中的發射。第二優選的LED具 有在大約440nm到大約480nm的范圍中的發射。根據本發明的轉換器模塊的使用也特別 適合于具有高功率(優選地具有超過大約5W的功率)的LED，因為在這些LED中，熱量 的有效釋放是必須的，并且除了殼體之外，所述轉換器模塊也必須是充分地熱穩定的。所述轉換器模塊適合于布置在光電功能元件和/或殼體上。一方面，所述轉換 器或所述轉換器模塊可以被直接地布置在所述LED或所述光電功能元件上。所述轉換器 與所述LED接觸。替代地，所述轉換器或所述轉換器模塊可以被布置在相距所述LED的 一段距離的位置。所述轉換器將初級輻射的至少一部分轉換為次級輻射，所述次級輻射具有與所 述初級輻射不同的波長。一方面，可以從所述光電功能元件發射所述初級輻射。另一方 面，可以由所述光電功能元件接收所述次級輻射。在該情況下，首先，在光電功能元件 和轉換器之間的交互是相當重要的。具體地說，在所述初級輻射和由所述轉換器發射的 次級輻射之間的交互是相當重要的。在諸如LED這樣的輻射發射光電功能元件的情況下，在一個優選實施例中，由 于在所述光電功能元件和所述轉換器之間的交互而產生所稱的白LED。從接收器發射的 光被感知為白光。形成所稱的(W)LED。在該情況下，通過加法混色來形成白光。在一個實施例中，所述轉換器是無機轉換器或基本上無機的轉換器。無機或基 本上無機的轉換器是如此的轉換器，即，該轉換器的熱和/或轉換屬性通過其無機組件 被確定后來一長時間。具體地說，通過至少一個無機材料提供用于矩陣的材料，其中嵌 入發光物質。它具有至少高達大約150°C、優選地高達大約250°C、特別優選地是大約 500°C的耐溫性。適用范圍特別優選地在從大約-80°C到大約500°C的范圍中。與已知的 有機材料作比較，在基于溫度的彩色坐標上的改變被減小。而且，與通常的有機轉換器 材料作比較，它擁有大于大約lW/mK的顯然更大的導熱率。轉換器具有在從大約1.5到 2.0的范圍中的折射率。所述轉換器具有大于大約500°C&Tg(玻璃轉換溫度)。所述轉換 器具有用于將初級輻射或其至少一部分轉換為至少更長波長的次級輻射的屬性。所述轉 換器由于對應的發光材料、發光物質或晶體(例如，Ce:YAG)的嵌入或摻雜和/或由于其 結構組合件或晶體結構而擁有其轉換屬性。所述轉換器由至少一個材料構成，或包括選 自光陶瓷、玻璃陶瓷、陶瓷玻璃和PiG(在玻璃中的熒光體)的組中的至少一個材料。優 選的是，所述轉換器的材料至少是在名稱為“Conversion material，in particular for a white or colored light source comprising a semiconductor light source, method for the production thereof, and light source comprising this conversion material (轉換材料，特另1J是包括半導體 光源的白色或彩色光源，其產生方法和包括這個轉換材料的光源)”的專利申請中描述的 至少一種材料。這個所稱的專利申請在與本專利申請相同的日期被提交，并且具有內部 文件編號08SGL0097DEP或P3179。本專利申請的范圍被完全并入本專利申請中。通常，所述轉換器是一種板或轉換器板。所述轉換器在通常使用的溫度下實質 上不可塑性變形。在一個實施例中，所述轉換器被設計為多級或多層。在該情況下，其 至少為2級或2層。所述單獨的層可以特別是相對于要轉換的初級輻射和/或所產生的次 級輻射具有不同的轉換屬性。然而，也可以在單獨的層中提供散射和/或擴散器中心。所述轉換器也可以具有例如在外側上的至少一個涂層、在表面中的至少一個結構化或結構和/或在其塊(bulk)或體(volume)中嵌入的微粒。例如，涂層可以是防反 射層，特別是波長選擇性的防反射層，其優選地被布置在轉換器的底側上。而且，也可 以使用諸如防反射涂層或帶通濾波器這樣的濾光器來產生優選地在其頂側的轉換器的涂 層，以便使得例如彩色光譜均勻。結構化可以包括例如通過粗化處理的轉換器的表面， 其優選地是底側和/或其頂側。可以例如通過蝕刻和/或噴砂來產生轉換器表面的目標粗 化，以便提高去耦效率。散射和/或擴散器中心是嵌入的粒子的示例。因此，在一個實 施例中，所述轉換器或轉換器的至少一層具體上至少分段地或完全地(優選地在頂側和/ 或底側中)具有涂層、結構化和/或嵌入的粒子。為了這個目的，所述轉換器的表面也 可以被蝕刻、平滑、粗化、拋光和/或研磨轉換器的表面。所述轉換器的高度或厚度通常在大約0.05mm到Imm的范圍中。在根據本發明 的一種變化形式中，所述轉換器是平面的或基本上平面的。在另一種變化形式中，所述 轉換器不是平面的。轉換器1被設計為彎曲的或分段地是彎曲的。在一個實施例中，所 述光學組件也是彎曲的或分段地是彎曲的。所述光學組件的曲率優選地適配于轉換器的曲率。而且，所述轉換器和所述光學組件的折射率也彼此匹配。在該情況下，在所述 轉換器的折射率和所述光學組件的折射率之間的差的數量小于0.4，優選地小于0.1。接下來，光電功能元件、轉換器和光學組件的交互也是相當大的。所述轉換器 和所述光學組件直接地或間接地結合在一起。然而，優選的是，所述轉換器和所述光學 組件直接地結合在一起。具體地說，它們以粘合的方式來結合在一起。短語“彼此接近 的轉換器和光學組件”也被理解為表示經由粘合劑、焊料或粘結劑的接觸。所述光學組 件對于初級輻射和/或對于次級輻射基本上透明。在一個實施例中，所述光學組件對于 來自LED的輻射和從轉換器發射的輻射基本上透明。光學組件是這樣的組件，S卩，通過它，從轉換器和/或從光電功能元件發射的 和/或被其接收的輻射的波束路徑被以定向的方式影響，具體地說，所述波束路徑被引 導和/或偏轉。例如，一種影響是由折射、反射、散射和/或衍射引起的偏離光的線性 傳播。光學組件被例如設計為具有成像屬性的光學系統，諸如凹透鏡和/或凸透鏡、 濾光器、擴散器、光導、棱鏡、所稱的DOE( “衍射光學元件”)和/或聚光器。如果 所述光學組件被設計為聚光器，則在本發明的變化形式中，其被布置在轉換器的頂側上 或相對于轉換器的下游。在該情況下，在另一個實施例中，諸如透鏡這樣的另一個光學 組件被布置在聚光器上或聚光器的下游。聚光器由玻璃和/或塑料構成或包括玻璃或塑 料。光學組件的上述示例的枚舉不是全部涵蓋的。在下面，所述光學組件也被稱為 光學部件。具體地說，所述光學組件不應當被理解為“簡單的”(特別是密封的)蓋子 或殼子，諸如板或玻璃板。然而，如果所述光學組件具有由于例如其表面和/或其體積 的適當設計或處理而導致的影響光的期望的屬性，則所述光學組件也可以是“簡單的” 單元，諸如透明板或玻璃板。所述單元可以例如具有在外側上的至少一個涂層、在表面 中的至少一個結構化或結構和/或在材料中嵌入的微粒。具體地說，涂層可以例如是波 長選擇性的防反射層。涂層可以例如是通過粗化處理的所述光學組件的表面。散射和/或擴散器中心是嵌入的微粒的示例。因此，在一個實施例中，具體地說，所述光學組件 在底側和/或頂側上至少分段地具有涂層、結構化和/或嵌入的微粒，或者，完全具有涂 層、結構化和/或嵌入的微粒。為了這個目的，可以蝕刻、平滑、粗化、拋光和/或研 磨所述光學組件的表面。然而，光學組件也可以是“簡單的”單元，諸如透明板或玻璃 板，如果這個板表示對于影響光的實際光學組件的一種過渡或引入。所述光學組件然后 被間接地結合到所述轉換器。這個單元也可以與所述轉換器間接地結合。所述光學組件具有小于大約800°C的Tg(玻璃轉換溫度)。所述光學組件的玻璃 的材料具有Tg，其大約是在轉換器的Tg之下的大約50-300°C。在一個實施例中，所述光 學組件是無機光學組件或基本上無機的光學組件或由玻璃構成或包括玻璃的光學組件。 在一個實施例中，所述玻璃是乳白玻璃。具體地說，根據用于產生所述轉換器模塊的方 法，所述光學組件的玻璃至少是一種材料，所述材料優選地是玻璃，所述材料具有小于 大約800°C的Tg。所述材料的示例是SCHOTT 8337、P-SK 57, 8250和P-LASF 47。所 述光學組件的材料也可以是無機的、單晶的或多晶的材料，例如藍寶石。所述光學組件 的材料具有在大約1.4-2.0的范圍中的折射率。所述材料也具有大于大約400°C的溫度穩 定性。在一個實施例中，所述光學組件由多個較小的光學組件形成。在該情況下，這 些多個較小的光學組件優選地被布置在所述轉換器上的一個平面中。在本發明的改進中，根據本發明的所述轉換器模塊具有另一個光學組件，所述 另一個光學組件被布置在所述轉換器的相對側。所述另一個光學組件在所述光電功能元 件的發射方向上被安裝在相對于所述轉換器的上游或下游。例如，從LED發射的光通過 凸透鏡被會聚在所述轉換器上。在該情況下，所述另一個光學組件可以與上述的第一光 學組件具有相同的屬性，或可以與上述的第一光學組件相同地提供。因此，為了避免重 復，參考對應的說明部分。在一個實施例中，具體地說，優選地作為另一個光學組件的 聚光器被布置在所述轉換器的底側或相對于所述轉換器的上游，用于會聚從LED發出的 光。在根據本發明的一個實施例中，所述轉換器模塊具有至少一個環，優選地是金 屬環，所述至少一個環在所述轉換器模塊的外圍范圍上至少分段地延伸或完全延伸。一 方面，所述環可以表示所述光學組件的限定的熔化或熔融的界限。因此，通常，在設置 所述光學組件之前或在熔化玻璃凝塊以形成所述光學組件之前提供所述環。另一方面， 所述環是對于所述轉換器模塊的一種類型的支撐件。另外，所述殼體可以通過所述環結 合到所述轉換器模塊。所述環通常被應用到所述轉換器以及所述光學組件。所述環也可 以作為所述轉換器模塊的冷卻單元。因此，后者優選地具有擁有適當的導熱率的材料， 諸如金屬或金屬合金。優選的是，所述環擁有至少大約10W/mK的導熱率。根據所述 殼體或所述轉換器模塊與所述殼體的結合來使用或不使用所述環。在本發明的另一個實施例中，所述環至少分段地或完全具有優選的金屬涂層或 覆層。所述涂層優選地是金屬化的。具體地說，所述金屬涂層或覆層被布置在所述外側 的自由部分上。詳細而言，涂敷或覆蓋與殼體的接觸區域或在殼體上的支撐面。所述涂 層或覆層是所述環和/或粘結劑的腐蝕保護材料，粘結劑諸如焊料，用于結合到殼體。所述轉換器模塊的另一種設計具有用于散熱的至少一個裝置。例如通過至少一個金屬層和/或金剛石層(例如，“合成金剛石”)來提供所述裝置。具有高的導熱率 的一種金屬例如是銅。所述裝置被提供為優選地由一種網絡或網格形成的一種導線或導 體。它可以包含印刷電路，所述印刷電路也可以被稱為熱母線。所述裝置被集成在所述 轉換器的底側上、所述轉換器的頂側上和/或所述轉換器中。在所稱的陣列的情況下， 這種裝置實質上在所述光學組件之間延伸。在一個實施例中，所述裝置圍繞所述光學組 件延伸。在本發明的一種改進中，至少分段地加工或處理所述光學組件。優選的是，處 理所述光學組件的頂側和/或底側。所述處理可以是或可以包括結構化和/或涂層。為 了實現例如改善的照明，可以粗化所述光學組件。獲得提高的漫反射。即，來自特定方 向的入射光被散射到許多不同的方向上。然而，具體地說，也可以將所述光學組件設計 為波長選擇性的和反射的。在一個實施例中，通過所稱的“挑選和放置處理(pick and place process)”來設
置或定位所述轉換器、所述轉換器材料、所述玻璃凝塊、所述光學組件、所述光學組件 的材料和/或所述環。在一個實施例中，提供了用于納入至少一個轉換器和/或至少一個光學組件或 至少一個玻璃凝塊或至少一個粗加工的成品的模具。經由定位將上述的相應組件設置在 所述模具之上或之中。在所述模具上的定位被理解為表示將所述組件布置在所述模具的 表面上。其底側的一部分或至少一部分與所述模具的表面接觸。根據本發明的一個方面，在第一步驟提供所述光學組件。在該情況下，經由熔 化來提供所述光學組件。提供所述光學組件包括提供模具，在所述模具之上或之中定 位玻璃凝塊，并且，加熱所述玻璃凝塊，直到所述材料已經達到了所述材料自由流動和 所述光學組件形成的粘度。在該情況下，所述材料優選地沉入所述模具內。在此，所述 光學組件也可以被設置為玻璃凝塊或粗加工的成品，然后經由熔化(“回流”)而從玻璃 凝塊或粗加工的成品形成所述光學組件。為了避免重復，這一點上，參考下面的對應描 述。隨后，進行所述光學組件的處理，特別是表面處理。通過所述處理來改善和/ 或調整所述光學組件的屬性。在所述處理后，所述光學組件結合到所述提供的轉換器。用于處理的第一可能是優選地通過HF和/或HCL來蝕刻所述光學組件。蝕刻 已經顯示對于當所述光學組件也將具有擴散器的屬性時的情況是有益的。不再需要用于 產生這個功能的所述光學組件的另外的處理然而，如果要獲得特別平滑的表面，則具體地說，可以隨后進行所述光學組件 的表面的平滑或拋光，最好是火焰拋光。研磨所述光學組件表示另一個可能。可以平滑、粗化所述光學組件的表面，并 且具體地說，也可以通過研磨來產生結構。可以產生表面的粗糙，使得形成擴散器的屬 性。另一方面，也可以研磨(優選地平面研磨)和/或拋光其上將布置所述轉換器的光 學組件的一側。通過將所述轉換器或所述轉換器的材料引入在所述光學組件上(優選地在所述 光學組件的底側上)來設置所述轉換器或所述轉換器的材料。通過下述方式來設置所述 轉換器通過諸如絲網印刷這樣的印刷和/或通過模板、通過分配、通過燒結優選地是坯塊或粗加工的成品、和/或通過層疊金屬薄片。例如，可以通過帶的形式的粉漿澆鑄 (slip cast)來提供金屬薄片。在所述光學組件的未燒結的實施例中，諸如對于未燒結的PiG，通過印刷、層 疊、燒結、燒結和/或分配來提供所述轉換器。在預燒結的實施例中，諸如對于PiG和 /或陶瓷玻璃和/或玻璃陶瓷，所述轉換器被提供為帶和/或燒結的坯塊。提供有機轉換 器代表另一種選擇。在隨后的步驟中，所述轉換器和所述光學組件彼此結合。優選地通過燒結所述 轉換器來實現所述結合。可以在具有或沒有壓力的情況下進行所述燒結。根據本發明的另一個方面，初始，在第一步驟中設置所述轉換器。在第一實施 例中，所述轉換器被設置為層或一種板。在此，所述轉換器是模制件。因此，其必然是 在尺寸上穩定的。所述模制件具有其本身的穩定性。在該情況下，所述模制件可以在尺 寸上是穩定的，但是仍然是可變形的。所述轉換器優選地位于模具中。在另一個實施例中，所述轉換器(優選地對于PiG轉換器)首先被提供為可灌 注材料，所述可灌注材料位于所述模具中或被引入所述模具中。可灌注材料是這樣的材 料，其實質上被提供為小的轉換器微粒，諸如一種粉末或珠子或顆粒。在隨后的步驟中，通過擠壓所述可灌注材料或微粒來形成所述轉換器或所述轉 換器的構造。所述微粒機械地粘附在一起。形成模制件。基于所施加的壓力，這可以 事實上導致微粒在它們的接觸表面的一種冷焊。除了擠壓之外和/或在擠壓之后，可以 加熱所形成的模制件或可灌注材料(其形成所述轉換器)使得微粒彼此粘附。因此，經 由燒結處理來提供或產生所述轉換器。在下一個方法步驟中提供所述光學組件。在該情況下，所述光學組件被定位在 所述轉換器中。在一個實施例中，按原樣提供所述光學組件。在該情況下，其實質上已經具有 它的“最后”構造。所述轉換器和/或所述光學組件被加熱以便它們彼此粘附并且形成 合成物。它們通過燒結來結合。在另一個實施例中，通過擠壓和/或加熱從其形成所述光學組件的可灌注材料 來形成所述光學組件。因此，經由燒結處理來類似地產生所述光學組件。可以說，它是 一種兩步的燒結。在用于表示一種一步的燒結的另一個實施例中，依序填充模具。以下述方式來 設置所述轉換器和所述光學組件首先以將形成所述轉換器的材料來填充所述模具，然 后以形成所述光學組件的材料來填充所述模具。兩種材料的每一個優選地是可灌注的材 料。一方面，經由所述兩種材料的共同擠壓和/或加熱來形成所述轉換器和所述光學組 件，并且與此同時，也形成由轉換器和光學組件構成的合成物。在本發明的另一個實施例中，以將所述光學組件提供為玻璃凝塊或粗加工的成 品的方式來提供所述光學組件。所述玻璃凝塊也被稱為玻璃部分。玻璃凝塊或粗加工的成品是模制件，從所述模制件通過加熱或熔化而形成或成 形所述光學組件。由于由其加熱引起的降低的粘度，所以通過模制件或玻璃凝塊的限定 的瓦解或折疊在一起來形成所述光學組件。所述模制件的形狀可以被適配于要形成的光 學組件的形狀。所述模制件也可以是多孔的。其也可以是多個部分的。在該情況下，在一個實施例中，所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品被置于所述轉換器上、被壓縮和/或 與所述轉換器結合。在另一個實施例中，經由所稱的“噴注”方法來提供所述玻璃凝塊或所述粗加 工的成品。這個名稱指定了一種方法，其中以如下的低粘度的狀態來提供玻璃或材料， 即，可以說使得可以噴灑或逐滴地施加玻璃或材料。所述粘度在大約io2dpas到大約 104dpas的范圍中。為了說明，所稱的“噴注”方法例如類似于噴墨打印機的運行模式。在另一個實施例中，經由結構化或所稱的微結構化來設置所述玻璃凝塊或所述 粗加工的成品。為了這個目的，在一種變化形式中，玻璃體或物體(優選地是板)被置于 所述轉換器上，并且/或者，通過諸如PVD ( “物理氣相沉積”)這樣的沉積方法來在所 述轉換器上產生所述玻璃體或所述物體(優選地是板)。在第一所稱的版本中，將所述玻 璃體或所述物體置于所述轉換器上，擠壓和/或例如通過燒結與所述轉換器結合。可選 地，在結構化之前加熱或將加熱所述玻璃體或所述物體，直到所述玻璃體或所述物體獲 得或擁有如此的粘度，即，所述玻璃體或所述物體通過該粘度粘附到所述轉換器。所述 玻璃體或所述物體被“燒結”在所述轉換器上。通過材料磨蝕方法來產生所述玻璃凝塊 或所述粗加工的成品。在該情況下，所述方法包括步驟1)將掩模引入在所述玻璃體或 所述物體上，所述掩模映射所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品的結構，2)通過剝離技術 來去除所述玻璃體或所述物體的自由區域，以及，3)去除掩模。所述玻璃凝塊或所述粗 加工的成品保留在所述轉換器上。在結構化的另一變化形式中，首先掩模被引入到所述 轉換器上，所述掩模映射所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品的結構。在下一個步驟中， 通過諸如PVD ( “物理氣相沉積”)的沉積方法來將玻璃體或物體沉積在所述轉換器上。 通過所稱的剝離方法來去除所述掩模，即覆蓋所述轉換器的掩模的區域。所述玻璃凝塊 或所述粗加工的成品保留在所述轉換器上。在另一個實施例中，加熱所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品，直到它獲得或擁 有材料以其粘附到所述轉換器的粘度。所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品被“燒結”到 所述轉換器上。形成合成物。在下一個步驟中，加熱所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品，并且當所述玻璃凝 塊或所述粗加工的成品熔化或具有低粘度時，優選地將第一光學組件形成為基本上半球 透鏡。這樣的熔化被稱為所稱的“回流”。因此，如果將材料加熱到位于大約103dPas 至大約108dPas的范圍中的粘度，則可以形成所定義的光學組件。為了這個目的，所述光 學組件的材料或玻璃具有在所述轉換器的Tg之下的大約50-300°C的Tg。為了能夠以限定的方式來熔化所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品，多個界限或 至少一個界限將被設置或布置在所述轉換器的一側上方和/或一側上，在所述轉換器的 該一側上將引入所述光學組件。所述界限是一種邊界或模具插入物，用于所述玻璃凝塊 或所述粗加工的成品的瓦解或熔化，以便所述光學組件可以基于表面張力來以限定的方 式形成。凸透鏡優選地實質上被形成為所述光學組件。所述界限至少分段地或實質上完 全在所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品的外圍范圍上延伸。所述界限相對于被形成的光 學組件的大小和形狀而限定了邊界。所述界限的形狀和大小被至少形成在所述光學組件 的基礎區域中。在一個實施例中，所述界限是在所述轉換器的表面或一側中的不連續位置，在所述轉換器的該表面或一側上，將引入或形成所述光學組件。例如，其是在平面中的一 種不連續位置。優選的是，也可以以這種方式在轉換器上產生多個更小的光學組件。通過其上將引入或形成所述光學組件的所述轉換器的一側的結構化來產生所述 界限。在這種情況下，在一個實施例中，在所述轉換器的對應側上產生隆起的結構或 橫檔件。在一個實施例中，經由加性或材料施加方法來產生界限。用于產生界限的一個 實施例是引入獨立層。用于形成所述獨立層的材料至少是選自包括金屬、玻璃和玻璃陶 瓷的組中的材料。例如，經由涂敷處理和/或結合和/或絲網印刷來引入所述界限，所 述涂敷處理諸如氣相沉積，所述結合諸如粘附，所述絲網印刷諸如燒結。在另一個實施例中，通過用于轉換器的對應地構造的產生方法或材料磨蝕方法 來產生界限。在該情況下，在轉換器的對應側上產生或引入諸如狹縫和/或凹槽這樣的 凹陷部分。這些被稱為所稱的“V凹槽”。例如經由噴沙、諸如RIE( “反應離子蝕 刻”)這樣的蝕刻、超聲波加工、鋸切和/或激光燒蝕來引入界限。在另一個實施例中，通過定位一種模板來提供界限，所述模板優選地被定位剛 好在所述轉換器上方或在所述轉換器的頂側上。優選的是，在熔化之后再去除所述模 板。所述模板優選地至少由未粘附到粘性玻璃凝塊或粘性粗加工的成品的材料構成。一 個示例是石墨。在下面，所述模板被指定為固定件。在另一個實施例中，在第一步驟中，首先設置所述光學組件。在該情況下，所 述第一光學組件實質上已經具有其“最后”的構造。在隨后的方法步驟中，現在提供所述轉換器，并且所述轉換器與所述光學組件 結合。所述光學組件將被應用到所述轉換器上。用于引入所述正確的可能方法是絲網印 刷、熱解、引入金屬薄片、火焰裂解和/或CVD( “化學氣相沉積”)處理和/或所稱的 微觀結構的玻璃的引入。根據本發明的另一個方面，經由優選地作為模制件的模具來定位所述轉換器。 在下一個步驟中，至少進行轉換器的加熱，直到所述轉換器的材料達到所述轉換器沉入 模具內的粘度。因此，如果將所述材料加熱到在大約io5dpas到大約108dpas的范圍中的 粘度，可以以限定的方式來形成所述轉換器。為了使得所述轉換器的限定的下沉成為可 能，所述轉換器擁有大致0.05mm到大約0.5mm的平均厚度或高度。在其中直接地提供或已經形成光學組件的實施例中，優選地在所述轉換器仍然 在被加熱的同時，可以將所述光學組件布置在所述轉換器上，并且因此所述光學組件處 于“粘附”的狀態中并且/或者被壓在所述轉換器上，使得合成物由轉換器和光學組件 形成。在另一個實施例中，所述光學組件的提供包括提供玻璃凝塊或粗加工的成 品，所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品與所述轉換器一起被定位在所述模具上。所述玻 璃凝塊或所述粗加工的成品別布置在所述轉換器上或下。每次依賴于實施例，在所述轉 換器的沉入之前、期間和/或之后，可以定位所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品。所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品和所述轉換器被加熱，直到它們每一個達到 如下的粘度，即，通過該粘度，所述轉換器和所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品具體而 言聯合地或依序地沉入所述模具內。所述轉換器和所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品彼此粘附。形成合成物。在沉入或下垂中，同時也從所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品形 成所述光學組件。在一個實施例中，優選的是，在所述轉換器已經沉入后，所述玻璃凝塊或所述 粗加工的成品被加熱和熔化，直到材料達到如下的粘度，即，在所述粘度，形成所述光 學組件，所述光學組件優選地被形成為大致半球透鏡。這樣的熔化被稱為所謂的“回 流”。對于“回流”的另外的細節或改善，為了避免重復，參見對應的描述。根據本發明的另一個方面，所述轉換器和所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品或 者所述光學組件被依序或同時地布置在模具中。通過擠壓(優選地通過所謂的空壓) 和加熱，將所述轉換器和所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品或者所述光學組件結合在一 起。在所述玻璃凝塊或所述粗加工的成品的情況下，在所述擠壓期間同時形成所述光學 組件。在一個實施例中，模具的接觸表面(優選地是相對于所述光學組件的接觸表面) 至少分段地被結構化。因此，當結合兩個組件，即，所述轉換器和所述光學組件時，可 以將諸如DOE結構或微型光學結構這樣的結構引入到所述轉換器和/或所述光學組件 內。例如，在該情況下，可以在光學組件的頂側上壓印菲涅耳透鏡的結構。根據本發明的另一個方面，同樣地提供所述轉換器和/或所述光學組件。在 此，每一個實質上已經達到“最后”的構造。例如，通過擠壓，最好通過所謂的空壓， 產生所述轉換器和/或所述光學組件。在一個實施例中，通過有機結合和/或無機結合來結合所述轉換器和所述光學 組件，所述有機結合諸如是粘接，所述無機結合諸如是燒結、溶膠凝膠結合和/或擴散 結合。在一種變化形式中，加熱所述轉換器和/或所述光學組件，直到它們彼此粘附， 并且形成合成物。不僅可以單獨地產生和/或提供單個轉換器模塊，而且可以聯合地產生或提供 多個轉換器模塊。因此，包括多個上述轉換器模塊的陣列或裝置也在本發明的范圍內。 在一個實施例中，所述陣列導致(特征在于)將環提供為矩陣。具體地說，當使用金屬 材料來制造環時，通過所謂的導體框方法來產生所述環，所述導體框方法例如是光化學 蝕刻、穿孔、激光切割和/或噴水切割。在一個實施例中，以每一個板形成多個環的方 式來構建板。所述環是獨立殼體的矩陣的組件。矩陣是一種基礎單元，其中，嵌入或布 置了環。所述獨立的環通過所謂的橫檔件或連接桿而被緊固到相應的矩陣。另外，本發明擴展到光電組件，所述光電組件包括至少一個殼體、根據本發明 的至少一個轉換器模塊和至少一個光電功能元件，所述至少一個光電功能元件優選地是 LED,并且位于所述殼體中。在一個實施例中，所述光電組件具有至少一個LED和諸 如光電二極管的至少一個監控組件和/或至少一個熱電偶。它們被布置在所述光電組件 上，優選地被布置在殼體中。通過所述監控組件，可以監控和/或調節LED的光強。通 過所述熱電偶，可以監控和/或調節所述LED的溫度。而且，包含根據本發明的至少一個轉換器模塊和/或光電組件的照明裝置也在 本發明的范圍內。照明裝置的示例是座椅燈；閱讀燈；工作燈，具體地說，其可以被 集成到天花板或墻壁內；在家具和/或建筑物中的物體照明；前燈和/或后燈和/或內部 照明和/或儀器或顯示器照明，它們優選地在機動車中；以及/或者，用于LCD顯示器的背景照明。
基于下面的實施例示例來詳細解釋本發明。對此，參考附圖。相同的附圖標記 在單獨的附圖中指示相同的部分。圖Ia至Ii示意地示出根據本發明的光學轉換器系統的不同實施例。圖2a至Ild示意地示出根據本發明的用于產生光學轉換器系統的方法的不同實 施例。圖12a置12d每一個示意地示出在組裝狀態中的具有封裝或殼體的光學轉換器系 統。
具體實施例方式圖Ia至Ii以橫截面示意地示出了根據本發明的轉換器模塊100的不同實施例， 該轉換器模塊100在下面被指定為光學轉換器系統100。在圖Ia中描繪的系統100由下 述部分構成轉換器1;光學組件2，其在下面被稱為光學部件2 ；金屬環3;以及，層 4，其優選地被應用在金屬環3的外側上。光學部件2被布置在轉換器1的頂側Ia上。 光學部件2和轉換器1粘性地結合在一起。光學部件2的頂側2a或光學部件2至少分段 地或完全地形成凸透鏡2。凸透鏡例如實質上具有半球的形式。以這種方式，從轉換器 1發射的光可以被引導，具體地說可以被聚焦。金屬環3在光學部件2的外圍范圍上充分 地擴展。環3實質上作為系統100的支撐并且/或者用于散熱，并且/或者作為例如用 于殼體200的定位輔助物和/或作為緊固組件。層4或覆層4當前被應用到環3的外側 上。具體地說，通過沉積方法，可以將層4例如形成為覆層4。層4實質上用于腐蝕保 護和/或用于改善到殼體200的連接。對此，參考與圖12a至12d相關的說明。在圖Ib至Ii中圖示的獨立實施例部分地對應于在圖Ia中所示的實施例。關于 相同的組件，為了避免重復，參考上面給出的對于圖Ia的解釋。下面的說明實質上涉及 的是差別。圖Ib示出一個實施例，其中，將轉換器1指定為兩級或至少兩級的轉換器系統 1。多級系統也可以被指定為三明治構造。在此，具體地說，諸如熒光體層這樣的不同 轉換器層11和12可以被組合到轉換器1內。兩個不同轉換器1的示例是Ce:YAG轉換 器11和紅色熒光體轉換器12。圖Ic示出一個實施例，其中，轉換器1依次被體現為兩級或至少兩級的系統11 和13。據此，將產生定向的散射和/或擴散器中心，其具體而言在一層13中。這樣的 兩級系統的示例是Ce:YAG轉換器11和優選地為白色的YAG層13。取決于根據本發明的光學轉換器系統100的使用，可以或可以不配備環3。圖 Id對此示出了光學轉換器系統100的實施例，該光學轉換器系統100僅由轉換器1和光學 部件2構成。圖Ie示出一個實施例，其中，光學部件2由多個更小的光學部件2構成。在圖 Id中示出的大的凸透鏡2當前被多個小凸透鏡2交換或替代，所述多個小凸透鏡2被布置 在轉換器1的頂側Ia上。這使得在光學部件2的高度減小的同時，光學部件2的相當的光學屬性成為可能。根據本發明的光學轉換器系統100不必然僅被設計為平面系統100。具體地說， 這從在圖If中所示的構造也是可見的。轉換器層1或轉換器1是非平面的。轉換器1被 設計為是曲面的或部分曲面的。光學部件2也形成為曲面的或部分曲面的。圖Ig示出了一個實施例，其中，光學部件2的頂側2a被形成為所謂的 DOE( “衍射光學元件”)2。DOE 2的示例是菲涅耳透鏡。以簡化的方式示出了這一 點。另外，選用涂層14或功能層14被應用在轉換器1的底側Ib上。優選的是，這樣的 功能層14的示例性實施例是防反射層14，以便提高光學轉換器系統100的光去耦效率。 例如，據此，可以產生轉換器1的折射率與藍色LED 260的匹配。可以通過在轉換器1和光學部件2之間的匹配的折射率來替代或補充地實現在光 去耦效率上的提高。例如，轉換器1可以具有1.8的折射率。例如，關于光學部件2， 諸如P-LASF 47這樣的具有低Tg的玻璃具有1.8的匹配折射率。圖Ih示出一個實施例，其中，諸如凸透鏡這樣的另一個光學部件21被布置或應 用在轉換器1的底側Ib上。來自LED 260的光束然后可以被這個另外的光學部件21會 聚。這繼而導致改善的去耦效率。圖Ii示出一個實施例，其中，用于散熱的裝置5被布置或應用在轉換器1的頂側 Ia上。例如，用于散熱的裝置5是由金屬層或金剛石層構成的網格或網絡。裝置5耦合 到金屬環3或被應用到它。這導致改善的散熱。轉換器1優選地是無機轉換器1或包括無機材料。用于無機轉換器1的材料的 示例是或包括玻璃陶瓷、PiG(在玻璃中的熒光體)和/或陶瓷玻璃。如上所述，環3優 選地是金屬環3。用于金屬環3的材料的示例是或包括NiFeCo合金、NiFe合金和/或優 選地鐵氧體的特殊鋼。光學部件的材料或玻璃優選地與轉換器的屬性匹配。玻璃具有在 從大約1.4到大約2的范圍中的折射率。用于光學部件2的適當材料或玻璃可以是具有 高的IR透射率的玻璃，因為該玻璃對于熱輻射是透明的；和/或，具有匹配的熱膨脹系 數(CTE)的玻璃，用于獲得相對的轉換器1和金屬環3在應力上的降低；和/或，具有 與轉換器1匹配的折射率的透明玻璃，用于提高去耦效率；和/或，具有低Tg的玻璃， 其實質上在轉換器1的Tg之下。優選的是，玻璃的Tg位于在轉換器1的Tg之下的大約 50°C至大約300C。適當的玻璃例如是具有低Tg的玻璃，諸如肖特玻璃8250、T-SK57、 T-LASF47。不適合的玻璃例如是P-SF67，因為可能發生顏色改變和/或不透明。在下 面的附圖中未提供涂層4的沉積或應用。這樣的涂層4的示例是電鍍的涂層4。具體執 行是SnAgCu焊料。如果要將涂層4應用在金屬環3上，則在許多情況下需要金屬環3 的預處理。預處理的一個示例是蝕刻處理。例如，可以通過HF和/或HCL酸來執行這 一點。因此，在優選實施例中，根據本發明的光學轉換器系統100是無機光學轉換器系 統 100。可以單獨地產生根據本發明的光學轉換器系統100。然而，優選的是，同時產生 多個光學轉換器系統100。用于這個目的所需要的組件1、2、3和/或4每一個至少部分 地被布置或設置在一種矩陣40或陣列40或行40中。矩陣40優選地可以包括大約50至 大約20,000個位置。圖2a至Ild示意地示出用于產生根據本發明的光學轉換器系統100 的方法的不同實施例。所述產生每次在矩陣40中發生。以橫截面圖示出用于此所需要的組件。圖2a至2f示出根據本發明的方法的第一示例性實施例。首先，提供了支撐件 40，在其頂側上引入了多個凹陷部分41 (圖2a)。因為引入了多個凹陷部分41，所以支 撐件40也被指定為陣列40。支撐件40是優選地調整的石墨模具。在隨后的方法步驟 中，轉換器1或轉換器板1被定位在支撐件40的頂側上或凹陷部分41中(圖2b)。在隨 后的步驟中，金屬環3例如通過簡單的布置而被定位在支撐件40的頂側上(圖2c)。轉 換器1、環3和/或玻璃凝塊2 (從其形成光學部件2)的定位在此被所謂的限制器50或 障礙物50(圖2d)支撐。一方面，這些障礙物50作為熔化障礙物，因此可以以限定的方 式來熔化在下面的方法步驟中引入的玻璃毛坯2。障礙物50也可以被用作定中心的輔助 物，因此也可以被指定為調整銷50。障礙物50可以例如被提供為板50，優選地是石墨 板50，所述石墨板50被定位在支撐件40的頂側正上方。在隨后的方法步驟中，也被指 定為玻璃部分2的玻璃凝塊2被定位在支撐件40的頂側上，詳細而言為被定位在轉換器1 上(圖2e)。例如也通過諸如“挑選和放置”的布置處理而定位玻璃凝塊2。玻璃凝塊 2可以被提供為例如珠子和/或桿狀的分段。在下一個步驟中，玻璃凝塊2被熔化(圖 2f)。為了這個目的，將玻璃凝塊2加熱到大約600至大約1000°C的溫度。玻璃部分2 變得具有低粘度，并且流動。在每種情況下，玻璃凝塊2與金屬環3和轉換器1結合。 它是粘性連接。障礙物50和/或環3形成用于玻璃凝塊2的瓦解或液化的界限，因此， 基于表面張力，將必要地定義的凸透鏡形成為光學部件2。這特別地在從大約104dPas到 106dPaS的范圍中的粘度下發生。熔化通常以大約1-15分鐘的持續時間發生。在熔化期 間，光學部件2的形成和光學部件2與轉換器1的結合本質上同時發生。隨后，檢查單獨的光學轉換器系統100。其后，它們然后被包含在對應的殼體 200中。然而，對此參考與圖12a-12d相關的描述。在附圖中未示出單獨的光學轉換器 系統100的分離或從支撐件40的遷移。因為在本示例中的組件100僅被安裝或布置在支 撐件40的凹陷部分41中或在支撐件的頂側上，所以可以簡單地遷移它們。然而，不必 遷移光學轉換器系統100。多個形成的光學轉換器系統100也可以以矩陣來提供給用戶。為了至少減少在熔化期間對于光學部件2的屬性的副作用，可以在限定的空氣 中執行熔化。這樣的限定的空氣的示例是氮氣和/或氫氣和/或氬氣。為了改善光學部 件2的玻璃表面，在此對于玻璃光學部件，仍然在光學部件2的頂側2a上進行火焰拋光。圖3a和3b示出上述方法的變化形式。一種方法被描述，其中，在支撐件40的 頂側中的凹陷部分41被構造使得轉換器1以及屬于其的金屬環3被布置在凹陷部分41 中。優選地通過“挑選和放置處理”來定位轉換器1和金屬環3兩者。這與在圖2c和 2d中不同，在圖2c和2d中，金屬環3位于支撐件40的表面上，并且，轉換器1位于凹 陷部分41中。當然，也可以想象，轉換器1和金屬環3都位于支撐件40的表面上。在 該情況下，可以經由上述的障礙物50來實現所述定位。轉換器1也由較小的轉換器單元 1組合而成。單獨的轉換器單元1經由與將要熔化的光學部件2的合成而被組合為轉換器 1。圖3c和3d示出所述方法的另一種變化形式，其中，僅金屬框3被定位在支撐件 40的頂側上。玻璃部分2被定位，并且在金屬框3中執行玻璃部分2的熔化。從支撐 件40遷移所形成的合成物。其后，平面研磨和/或拋光所形成的光學部件2的背側2b。隨后，合成物經由光學部件2的研磨的背側2b而結合到轉換器1。經由結合、擠壓、燒 結、分配和/或將轉換器1層疊在光學部件2或合成物的處理的背側2b上來執行將合成 物與轉換器1 (在此與轉換器1的正側la)結合。在圖4a_4d中描述了根據本發明的方法的另一個實施例。在第一步驟中，彼此 相對地定位玻璃板20和轉換器1或轉換器板10 (圖4a)。在轉換器板10上執行玻璃板 20的燒結(圖4b)。這發生在比玻璃板20的玻璃的Tg剛剛大的溫度。結果，存在玻璃 板的結構化(圖4c)。結構化使得在玻璃板20中形成凹陷部分22或通道22。在該情況 下，在轉換器板10的頂側上形成單獨的玻璃凝塊2，之后從單獨的玻璃凝塊2形成光學部 件2。可以通過RIE( “反應離子蝕刻”)和/或噴砂和/或濕式蝕刻和/或超聲波加工 和/或鋸切來進行結構化。優選的是，經由光刻方法來進行結構化。具體地說，對于結 構化，通過RIE，通常，一種掩模被應用到玻璃板20的頂側20a上，然后在結構化后再 去除這種掩模，然而在當前的附圖中未示出這一點。在結構化后，進行玻璃部分2的熔 化(圖4d)。繼而，在玻璃的限定的熔化中，將所謂的半球透鏡形成為光學部件2。在 比玻璃的Tg大的從大約100至140°C的溫度范圍中，優選地大約120°C，熔化玻璃。在 該情況下，對于玻璃T-SK57，結果是625°C的溫度。熔化的持續時間在大約15分鐘至 大約25分鐘的范圍中，優選地為大約20分鐘。例如通過切割或研磨來分離光學轉換器 系統100。如果需要對應的大組件，則也可以直接地使用它。圖5a-5d示出處理的一種變化形式，其中，結構化玻璃板20。在該情況下，提 供了支撐件40，其中，引入凹陷部分41，并且其中，可以定位轉換器板1或轉換器1(圖 5a)。執行在轉換器1上(優選地也在支撐件40上)的玻璃板20的燒結(圖5b)、玻璃 板20的結構化(圖5c)和由結構化形成的玻璃凝塊2的熔化(圖5d)。對于另外的細節， 參考與圖4a-4d相關的實施例。然而，在此以限定的方式來形成光學部件2，因為通過轉 換器1或凹陷部分41的邊緣來形成一種障礙物50以用于玻璃凝塊2的瓦解。圖6a-6d示出根據本發明的方法的下一個實施例。首先，提供轉換器板10(圖 6a)。轉換器板10被配備固定件50或障礙物50或玻璃凝塊2 (圖6b或圖6c)。玻璃凝 塊2可以被提供為例如玻璃珠子2。通過障礙物50來限定用于玻璃毛坯2的熔化的障礙 物。優選的是，從石墨形成障礙物50。在圖6d中示出熔化。與在圖5d中所示的熔化 類似地發生熔化。圖7a-7d示出在圖6a-6d中描繪的方法的修改。在該情況下，通過轉換器1或 轉換器板10的頂側IOa的結構化15來形成或限定障礙物50或界限50以用于熔化。在 該情況下，通過諸如凹陷部分15這樣的減性結構15，或通過諸如涂敷層15這樣的加性結 構，或通過兩者的組合，可以提供障礙物50或結構化50。結構化50當前被形成為例如 在轉換器板10的頂側IOa中的凹陷部分15或開口 15。例如，經由燒結、RIE、鋸切和 /或涂敷/光刻處理來產生該結構化。通過提供障礙物50并且通過優選地結構化轉換器 1的頂側Ia的組合，也可以產生障礙物50。在圖8a-8h中圖示根據本發明的方法的另一個實施例。首先，提供模具60，優 選地是石墨模具(圖8a)。多個凹陷部分61被引入到模具60的一側內。該模具和單獨 的凹陷部分61或開口 61的尺寸被匹配到將形成的光學轉換器系統100。凹陷部分61表 示用于將形成的光學轉換器系統100的陰模，在此將形成的光學轉換器系統100為將形成的光學部件2。為了產生期望的透鏡效果，經由石墨模具61或開口 61的幾何形狀來調 整透鏡形狀。經由所謂的空壓(blank pressing)處理來提供光學部件2。模具60在其開 口 61中被提供有玻璃凝塊2 (圖8b)。通過優選地形成為石墨模具的第二上模具70，在 下模具60和上模具70之間空壓玻璃凝塊2 (圖8c和8d)。這優選地在比玻璃的Tg大的 從大約50到大約90°C的范圍中的溫度發生。在圖8e-8g中描述了一個或多個轉換器1的提供。首先，提供了模具80。在模 具80的頂側上引入了對應的開口 81。開口 81適配于將形成的轉換器1或光學轉換器系 統100的模具和尺寸。開口 81表示光學轉換器系統100的陰模，具體而言是將形成的轉 換器1的陰模。在各個開口 81的頂側中可選地引入一種通道82。通過這個通道82來定 位轉換器1。由于將產生的彩色坐標穩定性，轉換器1優選地具有不變的厚度。轉換器 1現在被加熱。在從大約400至800°C的范圍中的溫度進行加熱。轉換器1瓦解，沉入 開口 81中，并且實質上與開口 81的形狀匹配。在圖8h中圖示兩個預先成形的組件，即光學部件2和轉換器1的組合。兩個組 件1和2經由諸如溶膠凝膠結合和/或擴散結合這樣的連接處理而結合在一起。在圖9a-9c中示出上述下沉和沉入處理的變化形式。首先，提供和加熱具有已 經在圖8e-8g中圖示的形狀(圖9a)的轉換器板1。在成形或形成轉換器1后，現在經由 回流處理來施加光學部件2，優選地是透鏡2。在圖9b和9c中圖示這一點。首先，在 開口 81中設置了當前形成為小珠子的玻璃凝塊2。通過加熱和熔化玻璃凝塊2來進行單 獨的轉換器1和相應的玻璃凝塊2的結合。同時形成和成形透鏡2或光學部件2。圖IOa-IOd示出根據本發明的方法的另一個變化形式。在該情況下，經由空壓 處理來產生光學轉換器系統100。為了這個目的，玻璃凝塊2和轉換器1每一個被設置在 模具60的開口 61中。在此，通過組合模具60與模具70來產生光學轉換器系統100的 形成或光學轉換器系統100的構造的形成。為了在光學部件2中另外引入DOE結構23 或微型光學部件結構23，詳細而言，為了在光學部件2的頂側2a上引入DOE結構23或 微型光學部件結構23，在開口 61的底部引入或布置對應的結構62。所示的鋸齒形圖示 對應的結構。結構62表示將在光學部件2的頂側2a上形成的結構23的陰模。因此， 再次通過擠壓模具60和70、轉換器基底1和由具有低Tg的玻璃構成的玻璃凝塊2進行熱 壓。在玻璃或光學部件2中原樣地壓印結構62。對于玻璃P-SK57結果產生下面的方法 參數。在530-590°C的溫度，優選地在大約560°C，在大約10_50kg/cm2，具體地持續大 約1-3分鐘的時間，進行擠壓。當然，使用上述方法產生的光學轉換器系統100可以或可以不配備金屬環3，即 使在單獨的附圖中未詳細示出這一點。如果使用金屬環3，則當然也可以金屬化金屬環 3。為了這個目的，在使用金屬環3的情況下，圖Ila-Ild再一次圖示在圖IOa-IOd中所 述的方法。例如，通過模具70來設置金屬環3。也可以將它們定位在形成的空間中。圖12a_12d圖示在封裝200或殼體200中的根據本發明的光學轉換器系統100的 使用。形成總的系統300或LED封裝300。可以說，根據本發明的光學轉換器系統200 用作殼體200的一種外蓋。封裝200可以是GTMS封裝(“玻璃到金屬密封”)、硅封 裝、塑料封裝和/或陶瓷封裝。圖12a和12d圖示殼體200的橫截面。在每種情況下，這是三層的殼體200。其由下述部分構成或包括由下述部分構成的合成物基礎部分201、第一玻璃層202、兩 個連接部分203、第二玻璃層204和頭部部分205。LED 260被布置在殼體200內。LED 260或LED芯片260被布置在安裝區域212中。LED 260經由導線273而結合到連接部 分203和204。用于從LED 260發射的輻射或光的所謂的通道區域261位于LED 260上 方。通道區域261的頂側由根據本發明的光學轉換器系統100封閉。通道區域261并且 因此封裝200優選地被外蓋100密封。例如，可以經由下述方式來執行這一點將光學 轉換器系統100焊接到使用金屬提供的、殼體200的頭部部分205或頂側200a。例如，LED 260是藍色發射LED，并且轉換器1是包含發光彩色物質的玻璃， 諸如所謂的黃色磷。短波藍光激勵蓋彩色物質以發光。這個效果被稱為光致發光。以 這種方式，發射長波黃光。通常，不轉換全部藍光。以這種方式，通過兩種頻譜顏色 藍色和黃色的加性顏色混合來產生白光。也可以通過陶瓷玻璃來發生從藍色向黃色的轉 換。在另一個示例中，LED 260是發射UV光的LED，并且轉換器1是包含諸如所謂的 紅色、綠色和藍色(RGB)熒光體這樣的幾種發光彩色物質的玻璃。短波UV光激勵彩色 物質來發光。以這種方式來發射紅色、綠色和藍色光。因此，從加性彩色混合來產生白 光。為了提高CRI值，也可以將轉換器1與RGB-LED 260組合。可選地，在每種情況 下，可以另外使用至少一個紅色LED 260和/或一個綠色LED 260，然而在附圖中未示出 這一點。以這種方式，可以改變顏色位置，并且可以精細地調光。圖12a示出一個實施例，其中，系統100被“簡單地”置于殼體200上。在 LED 260之上描述的三個箭頭圖示由LED 260發射的輻射的發射方向。圖12b示出一個 實施例，其中，聚光器24或所謂的“光管” 24被布置在轉換器1上來作為光學部件2。 一方面，聚光器24的內部作為反射器。另一方面，壁也作為用于從轉換器1橫向地發射 的光的一種光導。通過聚光器24來提高整個系統300的去耦效率。另外，在聚光器23 上布置了被指定為透鏡25的第二光學部件2。另外，可以在轉換器1之下布置另一個光學部件21，優選直接地將其布置在轉 換器1的底側Ib上。可以經由如此的光學部件21來產生來自LED 260或來自LED 260 的光輻射的會聚。在圖12c中示出這一點。在每種情況下的圖12a_12c示出了本發明的應用，其中，系統100被布置在與 LED 260相距一段距離。圖12d示出一個實施例，其中，轉換器1位于LED 260上，或 接近LED 260。在該情況下的通道區域261被轉換器1實質上完全地填充。當前系統100優選地是無機系統100。系統100優選地至少由一個轉換器1和/ 或光學部件2和/或金屬支撐件3構成。如上所述的金屬支撐件3可以形成為環3或蓋 3。其中，系統100可以被用作封裝蓋或封裝外殼。所述方法的設計適合于大量生產。這 基于流行的處理是可能的，所述流行的處理例如是熔化、下沉、燒結、沖壓等。不僅具 有耐溫性，而且對于根據本發明的光學轉換器系統100的溫度改變的耐性也清楚地在已 知系統的耐溫性之上。對于沒有金屬環3的系統100可以獲得高達大約400°C的耐溫性。 使用金屬環3并且對于例如包含Sn的焊料，系統100具有高達大約350°C的耐性。所述 系統的優選組件也對紫外線或化學品具有耐性或基本上具有耐性。如果根據本發明的系 統100被用作封裝蓋，則其可以以相對于空氣和/或濕氣密封的方式被緊固到封裝200。 因為優選地實質上僅使用無機組件，所以沒有例如以碳氫化合物形式的組件的脫氣。因此，可以實質上避免LED 260的有機污染。封裝200可以被烘烤，并且事實上被填充惰 性氣體和密封。 對于本領域內的技術人員顯然，要通過示例來理解所述實施例。本發明不限于 這些實施例，而是在不偏離本發明的精神的情況下，可以以許多方式來改變本發明。在 每種情況下單獨實施例的特征和在說明書的一般部分中的特征可以在它們當中組合和彼
此組合。
附圖標記的列表
1轉換器
Ia轉換器的頂側
Ib轉換器的底側
2光學組件或光學部件或玻璃凝塊或玻璃部分
2a光學組件的頂側
2b光學組件的底側
3環或金屬環或金屬支撐件
4涂層或覆層
5用于散熱的裝置
10轉換器板
IOa轉換器板的頂側
IOb轉換器板的底側
11轉換器層
12轉換器層
13轉換器層
14功能層或涂層
15結構化或開口或凹陷部分
20玻璃板
20a玻璃板的頂側
20b玻璃板的底側
21光學組件或光學部件
22凹陷部分或通道
23DOE結構或微型結構
24聚光器
25透鏡
40矩陣或陣列或支撐件
41凹陷部分
50界限或限制器或障礙物
60下模具或支撐件
61凹陷部分或開口
62結構
70上模具
71凹陷部分61的相對件
80模具或支撐件
81凹陷部分或開口
82通道
100轉換器模塊或光學轉換器系統
200殼體或功能元件殼體
200a殼體的頂側
201基礎部分或基礎或支撐件
202第一玻璃層
203連接部分或導體帶
204第二玻璃層
205頭部部分或反射器
212功能元件的組裝區域
260光電功能元件或LED
261通道區域
273導線或導線結合
300總的系統或LED封裝
權利要求
1.一種轉換器模塊(100)，用于從至少一個光電功能元件(260)發射的和/或由至少 一個光電功能元件(260)接收的輻射，優選是來自LED(260)的輻射，所述轉換器模塊 (100)或用于布置在所述光電功能元件(260)上，特別是通過根據下述權利要求之一的方 法能夠產生的或通過根據下述權利要求之一的方法所產生的一種，所述轉換器模塊(100) 包括至少一個無機轉換器(1)，用于所發射的輻射和/或被接收的輻射的轉換，至少一個光學組件(2)，包括無機材料，所述無機材料在所述光電功能元件(260)的 發射方向上被布置在相對于所述轉換器(1)的下游，其中所述轉換器(1)和所述光學組件 (2)優選地以粘合的方式結合在一起。
2.根據前一個權利要求的轉換器模塊，進一步特征在于，所述轉換器(1)具有至少 150°C的耐溫性，優選地是大約250°C的耐溫性，特別優選地是大約500°C的耐溫性。
3.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，所述轉換器(1)包括選自由光學陶瓷、玻璃陶瓷、陶瓷玻璃和PiG構成的組中的至少 一種材料。
4.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，以至少2級(11，12，13)來設計所述轉換器(1)。
5.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，所述轉換器(1)至少分段地具有涂層(14)、結構化和/或嵌入的微粒。
6.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，所述轉換器(1)和/或所述光學組件(2)至少分段地被形成為彎曲的，并且曲率優選 地彼此匹配。
7.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，所述光學組件(2)至少分段地具有涂層(14)、結構化和/或嵌入的微粒。
8.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，所述光學組件(2)的材料包括至少一種材料，優選地是具有比大約800°C小的Tg的玻璃。
9.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，另一個光學組件(21)，所述另一個光學組件(21)被安裝在相對于所述光電功能元件 (260)的發射方向的上游。
10.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，至少一個環(4)，優選地是金屬環(4)，所述環(4)至少分段地在所述轉換器模塊 (100)的外圍范圍延伸。
11.根據前一個權利要求的轉換器模塊，進一步特征在于，環(4)至少分段地具有金屬涂層(5)。
12.根據前述權利要求之一的轉換器模塊，進一步特征在于，至少一個用于散熱的裝置(5)，優選地被形成為金屬層和/或金剛石層，所述用于散 熱的裝置(5)在所述光電功能元件(260)的發射方向上被布置在相對于所述轉換器(1)的 上游或下游，并且/或者被集成在所述轉換器(1)中。
13.—種陣列，包括多個根據前述權利要求之一的轉換器模塊(100)。
14.一種光電組件，包括至少一個殼體(200)、至少一個根據前述權利要求之一的轉 換器模塊(100)、以及至少一個輻射發射和/或輻射接收光電功能元件(260)，特別是 LED(260),所述光電功能元件(260)被布置在所述殼體(200)中。
15.根據前一個權利要求的光電組件，進一步特征在于，至少一個LED和至少一個監控器光電二極管和/或至少一個熱電偶。
16.—種照明裝置，其包含至少一個根據前述權利要求之一的轉換器模塊(100)或至 少一個根據前兩個權利要求之一的光電組件。
17.—種用于產生轉換器模塊(100)的方法，所述轉換器模塊(100)特別是根據前述 權利要求之一的轉換器模塊(100)，所述轉換器模塊(100)用于從至少一個光電功能元件 (260)發射的和/或由至少一個光電功能元件(260)接收的輻射，優選是來自LED(260) 的輻射，所述方法包括提供至少一個轉換器(1)，用于轉換所發射的輻射和/或被接收的輻射， 提供至少一個光學組件(2)，以下述方式來結合所述轉換器⑴和所述光學組件⑵加熱所述轉換器(1)，和/ 或加熱所述光學組件(2)，使得所述轉換器(1)和所述光學組件(2)彼此粘附并且形成合 成物。
18.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，通過熔化和密封來提供所述光學組件(2)和/或所述轉換器(1)。
19.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，將所述光學組件(2)提供為玻璃凝塊(2)，所述玻璃凝塊(2)被加熱直到玻璃達到形 成所述光學組件(2)的粘度。
20.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，通過優選是帶的擠壓、分配、燒結和/或燃燒來在所述光學組件(2)上提供所述轉換 器⑴。
21.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，通過燒結所述轉換器(1)來結合所述轉換器(1)和所述光學組件(2)
22.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于， 所述轉換器(1)和/或所述光學組件(2)被提供為模制件。
23.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，所述轉換器(1)和/或所述光學組件(2)被提供為位于模具中的松散材料。
24.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，通過擠壓，特別是通過加熱所述松散材料來形成所述轉換器(1)和/或所述光學組件⑵。
25.根據前三個權利要求之一的方法，進一步特征在于，加熱所述轉換器(1)和/或所述光學組件(2)，直到它們彼此粘附，并且形成合成物。
26.根據前四個權利要求之一的方法，進一步特征在于， 所述光學組件(2)被提供為玻璃凝塊(2)。
27.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，所述玻璃凝塊(2)位于所述轉換器(1)上或被壓向所述轉換器(1)，并且/或者與所 述轉換器(1)結合。
28.根據前兩個權利要求之一的方法，進一步特征在于，經由“噴注”方法和/或微結構化來提供所述玻璃凝塊(2)。
29.根據前三個權利要求之一的方法，進一步特征在于，加熱所述玻璃凝塊(2)，直到玻璃達到形成所述光學組件(2)的粘度。
30.根據前四個權利要求之一的方法，進一步特征在于，提供至少一個界限(50)，特別是，用于限定的所述玻璃凝塊(2)的熔化。
31.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，界限(50)被提供為在所述轉換器(1) 一側的不連續部分(50)，在該側將引入所述光 學組件⑵。
32.根據前兩個權利要求之一的方法，進一步特征在于，通過所述轉換器(1) 一側的結構化來提供界限(50)，在該側將引入或形成所述光學 組件⑵。
33.根據前三個權利要求之一的方法，進一步特征在于， 通過材料去除和/或材料引入方法來產生所述界限(50)。
34.根據前四個權利要求之一的方法，進一步特征在于，通過一種模板的定位來提供所述界限(50)，所述一種模板優選地剛好位于所述轉換 器(1)上方或位于所述轉換器(1)上。
35.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，所述轉換器(1)被定位在模具(60)上方，并且被加熱直到所述轉換器(1)的材料達 到所述轉換器(1)沉入所述模具(60)的粘度。
36.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，所述光學組件(2)被提供為玻璃凝塊(2)，所述玻璃凝塊(2)與所述轉換器(1) 一起 位于所述模具(60)上。
37.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于，加熱所述玻璃凝塊(2)，直到玻璃達到形成所述光學組件(2)的粘度。
38.根據前三個權利要求之一的方法，進一步特征在于，加熱所述玻璃凝塊(2)和所述轉換器(1)，直到它們每一個達到所述轉換器(1)和所 述玻璃凝塊(2)沉入所述模具(60)內并形成合成物的粘度。
39.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，通過擠壓，優選地是通過空壓，來產生所述轉換器(1)和/或所述光學組件(2)。
40.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，經由有機結合和/或無機結合來結合所述轉換器(1)和所述光學組件(2)。
41.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于， 至少部分地通過擠壓和結合來形成所述光學組件(2)。
42.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，提供至少一個環(3)，優選地是金屬環(3)，所述金屬環(3)至少分段地在所述轉換 器模塊(100)的外圍范圍延伸。
43.根據前一個權利要求的方法，進一步特征在于， 至少分段地涂敷(4)或覆蓋所述環(3)。
44.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于， 提供至少一個裝置(5)用于散熱。
45.根據前述權利要求之一的方法，進一步特征在于，制備所述光學組件(2)和/或所述轉換器(1)，優選至少分段地結構化、涂敷、平滑 和/或拋光所述光學組件(2)和/或所述轉換器(1)。
全文摘要
本發明涉及用于LED(優選地是用于所稱的(W)LED)的光學轉換器系統和用于產生所稱的光學轉換器系統的方法。模塊型光學轉換器系統包括無機轉換器，用于轉換從LED發射的輻射；無機光學組件，優選地包括玻璃，其在LED的發射方向上位于相對于轉換器的下游，其中，所述轉換器和第一光學組件彼此相鄰，并且至少分段地結合。光學轉換器系統具有耐溫性，該耐溫性在現有技術已知的系統的耐溫性之上。而且，系統的優選部件實質上耐紫外線和化學品。
文檔編號H01L33/50GK102017201SQ200980115405
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月29日 優先權日2008年4月29日
發明者埃德加·帕夫洛夫斯基, 托馬斯·策特勒, 羅伯特·黑特勒, 馬蒂亞斯·林特 申請人:肖特公開股份有限公司