FR3048127A1 - OPTO-ELECTRONIC CONVERSION LAYER DEVICE COMPRISING A GRID AND METHOD OF MANUFACTURING THE DEVICE - Google Patents
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Abstract
Le dispositif opto-électronique (1) comprend une puce électronique (2) munie d'une source émissive (2a) configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite puce électronique (2) comportant une face émissive (3) dudit rayonnement électromagnétique. Ledit dispositif comporte une couche de conversion (4) comportant des éléments de conversion (5) configurés pour convertir au moins une partie du rayonnement électromagnétique lorsqu'il est émis par la source émissive (2a). La couche de conversion (4) comporte une grille (6) délimitant des ouvertures (7) de grille, ladite grille (6) étant agencée de sorte à être en regard de la face émissive, et un matériau (8) comportant les éléments de conversion (5), ledit matériau (8) étant présent dans lesdites ouvertures (7) de grille.The opto-electronic device (1) comprises an electronic chip (2) provided with an emitting source (2a) configured to emit electromagnetic radiation, said electronic chip (2) having an emitting face (3) of said electromagnetic radiation. The device includes a conversion layer (4) having conversion elements (5) configured to convert at least a portion of the electromagnetic radiation when emitted by the emitting source (2a). The conversion layer (4) comprises a gate (6) delimiting gate openings (7), said gate (6) being arranged so as to be opposite the emitting face, and a material (8) comprising the elements of FIG. conversion (5), said material (8) being present in said gate openings (7).
Description
Dispositif opto-électronique à couche de conversion comprenant une grille et procédé de fabrication du dispositifOptoelectronic conversion layer device comprising a grid and method of manufacturing the device
Domaine de l’Invention [001] Le domaine de l’invention concerne le domaine de l’émission d’un rayonnement électromagnétique, notamment pour l’éclairage.Field of the Invention [001] The field of the invention relates to the field of the emission of electromagnetic radiation, especially for lighting.
Etat de la technique [002] Dans le domaine de l’éclairage, il peut être utilisé des diodes électroluminescentes ou « LEDs » pour l’anglais « Light-Emitting Diode ». De telles diodes ont tendance à générer de la lumière centrée sur le spectre bleu ou rouge ou vert, et sont associées à des couches de conversion permettant de recentrer la lumière émise vers le blanc.State of the art [002] In the field of lighting, it is possible to use light-emitting diodes or "LEDs" for the English "Light-Emitting Diode". Such diodes tend to generate light centered on the blue or red or green spectrum, and are associated with conversion layers to refocus the emitted light to white.
[003] L’éclairage à base de LEDs blanches est aujourd’hui basé principalement sur la conversion de lumière monocolore (Bleue) en blanc à l’aide d’une couche de conversion à base de minéraux tels les nitrures, les grenats ou les silicates ; cette couche minérale étant dispersée dans une résine principalement de type silicone pour assurer la cohésion et l’adhésion du dépôt sur la couche active de la LED.[003] Lighting based on white LEDs is today mainly based on the conversion of single-color light (Blue) to white using a conversion layer based on minerals such as nitrides, garnets or silicates; this mineral layer being dispersed in a resin mainly silicone type to ensure the cohesion and adhesion of the deposit on the active layer of the LED.
[004] Une solution la plus simple pour former une couche de conversion au niveau d’une diode est de déposer une goutte d’une résine chargée en luminophores sur une face émissive de la diode. Le problème est que cette goutte s’étale ensuite à la manière d’un dôme : la couche de conversion n’est donc pas d’épaisseur uniforme d’où il résulte que la conversion n’est pas homogène pour toute la face émissive.A simplest solution for forming a conversion layer at the level of a diode is to deposit a drop of a resin charged with phosphors on an emitting face of the diode. The problem is that this drop then spreads like a dome: the conversion layer is not of uniform thickness from which it follows that the conversion is not homogeneous for the entire emissive surface.
[005] Le document WO2014/065958 s’adresse notamment à des diodes électroluminescentes associées à des couches de conversion munies de billes de verre, de particules de céramique phosphorescentes et d’un liant transparent. La présence des billes permet de prévoir des zones de passage de la lumière avec et sans conversion de ladite lumière. Pour assurer la présence de ces zones, ce document propose d’utiliser des agents de démouillage du liant et des particules par rapport aux billes. Cependant, il en résulte que l’épaisseur de la couche de conversion n’est globalement pas constante, ce qui dans certains cas peut amener des problèmes quant à l’uniformité globale de l’éclairage.[005] The document WO2014 / 065958 is intended in particular for light-emitting diodes associated with conversion layers provided with glass beads, phosphorescent ceramic particles and a transparent binder. The presence of the beads makes it possible to provide zones of passage of light with and without conversion of said light. To ensure the presence of these areas, this document proposes to use de-wetting agents of the binder and particles with respect to the beads. However, as a result, the thickness of the conversion layer is generally not constant, which in some cases can lead to problems with the overall uniformity of the illumination.
[006] Les documents EP2378576 et US8,969,900 décrivent aussi des composants aptes à émettre de la lumière équipés de structures capables de convertir de la lumière soit reportées sur une puce comme dans le document EP2378576, soit directement intégrées au sein de la puce comme dans le document US8,969,900.[006] The documents EP2378576 and US8,969,900 also describe components capable of emitting light equipped with structures capable of converting light either carried on a chip as in document EP2378576, or directly integrated within the chip as in US8,969,900.
[007] On comprend qu’il existe un besoin de développer une nouvelle solution. En outre, il existe aussi un besoin de favoriser une restitution homogène d’un rayonnement électromagnétique, notamment une lumière visible.[007] It is understood that there is a need to develop a new solution. In addition, there is also a need to promote homogeneous reproduction of electromagnetic radiation, especially visible light.
Objet de l’invention [008] L’invention a pour but un dispositif opto-électronique répondant à tout ou partie des besoins identifiés ci-dessus.OBJECT OF THE INVENTION [008] The object of the invention is an opto-electronic device that satisfies all or some of the needs identified above.
[009] On tend vers ce but grâce à un dispositif opto-électronique comprenant une puce électronique munie d’une source émissive configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite puce électronique comportant une face émissive dudit rayonnement électromagnétique, ledit dispositif comportant une couche de conversion comportant des éléments de conversion configurés pour convertir au moins une partie du rayonnement électromagnétique lorsqu’il est émis par la source émissive, par ailleurs, la couche de conversion comporte une grille délimitant des ouvertures de grille, ladite grille étant agencée de sorte à être en regard de la face émissive, et un matériau comportant les éléments de conversion, ledit matériau étant présent dans lesdites ouvertures de grille.[009] This goal is pursued by means of an opto-electronic device comprising an electronic chip provided with an emitting source configured to emit electromagnetic radiation, said electronic chip comprising an emitting face of said electromagnetic radiation, said device comprising a conversion layer having conversion elements configured to convert at least a portion of the electromagnetic radiation as it emits from the emitting source; furthermore, the conversion layer includes a gate defining gate openings, said gate being arranged to be view of the emitting face, and a material comprising the conversion elements, said material being present in said gate openings.
[0010] La grille peut comporter des fils entrecroisés délimitant lesdites ouvertures de grille.The grid may comprise interwoven son delimiting said grid openings.
[0011] Notamment, la grille est en acier inoxydable, ou en polyester, ou en polyamide.In particular, the grid is made of stainless steel, or polyester, or polyamide.
[0012] Alternativement, ladite grille peut être une plaque monolithique.[0012] Alternatively, said grid may be a monolithic plate.
[0013] En particulier, la grille est en matériau transparent audit rayonnement électromagnétique destiné à être émis par la source émissive, notamment la grille est en quartz, ou en verre, ou en saphir.In particular, the gate is made of a material transparent to said electromagnetic radiation intended to be emitted by the emitting source, in particular the gate is made of quartz, or glass, or sapphire.
[0014] L’ épaisseur dudit matériau comportant les éléments de conversion au niveau de chaque ouverture de grille, selon une direction sensiblement perpendiculaire à la face émissive, est uniforme.The thickness of said material comprising the conversion elements at each gate opening, in a direction substantially perpendicular to the emitting face, is uniform.
[0015] La grille peut présenter une conductivité thermique supérieure à 15 w/m.K de sorte à participer à l’évacuation de la chaleur générée par les éléments de conversion au cours du fonctionnement du dispositif.The grid may have a thermal conductivity greater than 15 w / m.K so as to participate in the evacuation of heat generated by the conversion elements during operation of the device.
[0016] Le matériau peut comporter un produit solide, notamment durci par polymérisation, dans lequel sont dispersés les éléments de conversion, et pour chaque ouverture de grille, au moins un des éléments de conversion est en contact avec le produit, et est disposé dans ladite ouverture de grille.The material may comprise a solid product, in particular cured by polymerization, in which the conversion elements are dispersed, and for each gate opening, at least one of the conversion elements is in contact with the product, and is disposed in said gate opening.
[0017] Le matériau formant la grille peut être opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive et la grille est agencée de telle sorte qu’elle ombre une partie de la face émissive.The material forming the gate may be opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source and the gate is arranged so that it shades a portion of the emissive face.
[0018] La grille peut être assemblée à la face émissive par un élément de liaison, notamment formé par un adhésif époxy ou par un adhésif en silicone.The grid may be assembled to the emitting face by a connecting element, in particular formed by an epoxy adhesive or a silicone adhesive.
[0019] L’invention est aussi relative à un procédé de fabrication d’un dispositif opto-électronique, notamment tel que décrit dans la présente description, comportant une étape de fourniture d’une puce électronique munie d’une source émissive configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite puce électronique comportant une face émissive dudit rayonnement électromagnétique, une étape de formation d’une couche de conversion comportant des éléments de conversion configurés pour convertir au moins une partie du rayonnement électromagnétique lorsqu’il est émis par la source émissive, par ailleurs l’étape de formation de la couche de conversion est telle qu’à son terme ladite couche de conversion formée comporte : une grille délimitant des ouvertures de grille, ladite grille étant agencée en regard de la face émissive, et un matériau comportant les éléments de conversion, ledit matériau étant présent dans lesdites ouvertures de grille.The invention also relates to a method of manufacturing an optoelectronic device, particularly as described in the present description, comprising a step of providing an electronic chip provided with an emissive source configured to emit an electromagnetic radiation, said electronic chip having an emitting face of said electromagnetic radiation, a step of forming a conversion layer comprising conversion elements configured to convert at least a portion of the electromagnetic radiation when emitted by the emitting source, Moreover, the step of forming the conversion layer is such that, in the end, said conversion layer formed comprises: a grid delimiting grid openings, said grid being arranged facing the emitting face, and a material comprising the conversion elements, said material being present in said openings es of grid.
[0020] Notamment, l’étape de formation de la couche de conversion comporte : une étape de montage de la grille, dont les ouvertures de grille sont vides, sur la puce électronique au niveau de la face émissive de ladite puce électronique, une étape de dépôt, au niveau de la grille et mise en oeuvre après l’étape de montage, d’un produit liquide dans lequel sont dispersés les éléments de conversion, une étape de transformation, notamment par réticulation, du produit liquide déposé en un produit solide de sorte à former ledit matériau comportant les éléments de conversion.In particular, the step of forming the conversion layer comprises: a step of mounting the gate, whose gate openings are empty, on the electronic chip at the emitting face of said electronic chip, a step deposition, at the gate and implemented after the mounting step, a liquid product in which are dispersed the conversion elements, a step of transformation, in particular by crosslinking, the liquid product deposited in a solid product so as to form said material having the conversion elements.
[0021] L’étape de montage peut être telle qu’avant l’étape de dépôt, la grille est maintenue à la puce électronique par interposition d’un élément de liaison entre ladite grille et la face émissive.The mounting step may be such that before the depositing step, the gate is held in the electronic chip by interposition of a connecting element between said gate and the emitting face.
[0022] En particulier, l’étape de formation de la couche de conversion peut comporter : une étape de montage de la grille, dont les ouvertures de grille sont vides, sur la puce électronique au niveau de la face émissive de ladite puce électronique, une étape de placement d’un film transférable à chaud par laminage dans lequel sont dispersés les éléments de conversion, et une étape de laminage du film transférable d’où il résulte un remplissage au moins partiel des ouvertures par de la matière issue du film de sorte à former le matériau comportant les éléments de conversion au sein des ouvertures.In particular, the step of forming the conversion layer may comprise: a step of mounting the gate, whose gate openings are empty, on the electronic chip at the emitting face of said electronic chip, a step of placing a heat-transferable film by rolling in which the conversion elements are dispersed, and a step of rolling the transferable film from which at least a partial filling of the openings with material resulting from the film of so as to form the material having the conversion elements within the openings.
[0023] En particulier, l’étape de formation de la couche de conversion peut comporter une étape de fourniture d’un ensemble comportant la grille dont les ouvertures de grille comportent le matériau comprenant les éléments de conversion et une étape de montage de l’ensemble à la puce électronique.In particular, the step of forming the conversion layer may comprise a step of providing an assembly comprising the gate whose gate openings comprise the material comprising the conversion elements and a step of mounting the gate. together with the electronic chip.
[0024] Selon une mise en œuvre particulière, la puce électronique fournie comporte des contacts électriques pour alimenter électriquement la puce électronique, lesdits contacts électriques étant agencés sur la face émissive selon un motif prédéterminé, et l’étape de formation de la couche de conversion comporte une étape de croissance de la grille à partir dudit motif par addition de matière.According to a particular embodiment, the electronic chip provided comprises electrical contacts for electrically powering the electronic chip, said electrical contacts being arranged on the emitting face in a predetermined pattern, and the forming step of the conversion layer. comprises a step of growing the grid from said pattern by adding material.
[0025] Notamment, le procédé peut permettre la formation d’une pluralité de dispositifs électroniques, et il comporte alors la fourniture d’un support comprenant une pluralité de puces électroniques, lesdites puces électroniques étant munies chacune d’une source émissive configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique et présentant chacune une face émissive du rayonnement électromagnétique, en outre le procédé comporte une mise en œuvre simultanée des étapes de formation de la couche de conversion des puces électroniques, et une étape d’individualisation des dispositifs opto-électroniques après leur formation.In particular, the method may allow the formation of a plurality of electronic devices, and it then comprises the provision of a support comprising a plurality of electronic chips, said electronic chips being each provided with an emissive source configured to transmit an electromagnetic radiation and each having an emissive surface of the electromagnetic radiation, the method further comprises a simultaneous implementation of the stages of formation of the conversion layer of the electronic chips, and a step of individualization of the optoelectronic devices after their formation .
[0026] Les étapes de formation de la couche de conversion au niveau de chacune des puces électroniques peuvent être mises en oeuvre par l’utilisation d’une grille principale configurée pour former, au niveau de chaque puce électronique, la grille de la couche de conversion de ladite puce électronique.The steps of forming the conversion layer at each of the electronic chips can be implemented by using a main gate configured to form, at each electronic chip, the gate of the layer of conversion of said electronic chip.
Description sommaire des figures [0027] L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - La figure 1 représente une vue en perspective d’un dispositif optoélectronique selon un mode d’exécution de l’invention, - La figure 2 illustre une vue en coupe du dispositif de la figure 1, - La figure 3 illustre un mode de réalisation de la grille utilisée dans le cadre du dispositif opto-électronique, - La figure 4 illustre une vue en perspective d’un dispositif opto-électronique selon un autre mode d’exécution de l’invention, - La figure 5 illustre une vue en coupe du dispositif de la figure 4, - Les figures 6 et 7 illustrent des vues en coupes de variantes de la couche de conversion, - Les figures 8 et 9 illustrent des étapes d’un procédé de fabrication lié au dispositif opto-électronique, - La figure 10 illustre un placement de la grille seule sur une puce électronique individualisée, - La figure 11 illustre des étapes d’une autre mise en oeuvre du procédé de fabrication, - La figure 12 illustre un placement de la grille associée au matériau comprenant les éléments de conversion sur une puce électronique individualisée, - La figure 13 illustre une vue en coupe d’une variante du dispositif optoélectronique, - Les figures 14 et 15 illustrent la fabrication de dispositifs opto-électroniques liés à un même support. - Les figures 16 et 17 illustrent une variante du procédé de fabrication d’un dispositif opto-électronique.Brief description of the figures The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of nonlimiting example and with reference to the drawings in which: FIG. perspective of an optoelectronic device according to an embodiment of the invention, - Figure 2 illustrates a sectional view of the device of Figure 1, - Figure 3 illustrates an embodiment of the grid used in the context of the FIG. 4 illustrates a perspective view of an optoelectronic device according to another embodiment of the invention; FIG. 5 illustrates a sectional view of the device of FIG. 4; FIGS. 6 and 7 illustrate sectional views of variants of the conversion layer; FIGS. 8 and 9 illustrate steps of a manufacturing process related to the optoelectronic device; FIG. the grid alone on an individualized electronic chip, - Figure 11 illustrates steps of another implementation of the manufacturing method, - Figure 12 illustrates a placement of the grid associated with the material comprising the conversion elements on a chip individualized, - Figure 13 illustrates a sectional view of a variant of the optoelectronic device, - Figures 14 and 15 illustrate the manufacture of optoelectronic devices related to the same support. FIGS. 16 and 17 illustrate a variant of the method of manufacturing an opto-electronic device.
[0028] Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments.In these figures, the same references are used to designate the same elements.
[0029] Par ailleurs, les éléments représentés sur les figures ne sont pas à l’échelle.Moreover, the elements shown in the figures are not to scale.
Description de modes particuliers de réalisation [0030] Le dispositif opto-électronique et le procédé décrits ci-après diffèrent de l’art antérieur notamment en ce que la couche de conversion comporte une grille dont les ouvertures sont en tout ou partie comblées par un matériau comprenant des éléments de conversion d’un rayonnement apte à être émis par une puce électronique du dispositif opto-électronique. L’utilisation d’une grille permet notamment de diviser, pour une même puce électronique, la couche de conversion en une pluralité de portions de matériau comprenant les éléments de conversion afin que ladite couche de conversion présente une bonne uniformité de conversion d’un rayonnement électromagnétique, d’autres avantages liés à des caractéristiques particulières de cette grille seront aussi décrits plus en détail ci-après.DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The optoelectronic device and the method described hereinafter differ from the prior art in particular in that the conversion layer comprises a grid whose openings are wholly or partly filled by a material. comprising elements for converting radiation capable of being emitted by an electronic chip of the opto-electronic device. The use of a grid makes it possible in particular to divide, for the same electronic chip, the conversion layer into a plurality of portions of material comprising the conversion elements so that said conversion layer has a good uniformity of conversion of a radiation. electromagnetic, other advantages related to particular characteristics of this grid will also be described in more detail below.
[0031] Dans la présente description, il est défini un référentiel du dispositif optoélectronique. Ce référentiel est orthonormé d’axes X, Y, Z (figures 1 à 7, 10 et 12 à 15 et 17). Les axes X et Y définissent un plan du dispositif opto-électronique aussi appelé plan horizontal au sein du référentiel du dispositif opto-électronique, l’axe Z donnant donc la verticale au sein du référentiel du dispositif optoélectronique.In the present description, there is defined a reference system of the optoelectronic device. This repository is orthonormed with X, Y, Z axes (Figures 1 to 7, 10 and 12 to 15 and 17). The X and Y axes define a plane of the opto-electronic device also called horizontal plane within the reference of the opto-electronic device, the Z axis thus giving the vertical within the frame of the optoelectronic device.
[0032] Comme illustré en figures 1 et 2, le dispositif opto-électronique 1 comprend une puce électronique 2 munie d’une source émissive 2a configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique. Notamment, la source émissive 2a émet le rayonnement électromagnétique lorsqu’elle est soumise à un courant électrique dans une configuration d’utilisation du dispositif opto-électronique.As illustrated in Figures 1 and 2, the optoelectronic device 1 comprises an electronic chip 2 provided with an emitting source 2a configured to emit electromagnetic radiation. In particular, the emitting source 2a emits the electromagnetic radiation when it is subjected to an electric current in a configuration of use of the optoelectronic device.
[0033] Dans la présente description, une puce électronique 2 est un composant électronique. Par exemple, la source émissive 2a comporte un empilement de couches tel que lorsque l’empilement est polarisé par des électrodes, il est généré des photons au sein de l’empilement. Ces photons sont destinés à être émis/à s’échapper par une face émissive 3 de la puce électronique 2. En particulier, on dit que la face émissive 3 est délimitée par une surface continue d’une couche de l’empilement de couche. La surface émissive 3 correspond généralement à une zone active de puits quantiques permettant l’émission du rayonnement électromagnétique, cette surface émissive 3 est généralement plus petite que la taille physique de la puce électronique associée pour qu’elle ne soit pas abîmée lors d’opérations de découpe de la puce électronique, par exemple pour la désolidariser d’une plaquette de puces électroniques.In the present description, an electronic chip 2 is an electronic component. For example, the emitting source 2a comprises a stack of layers such that when the stack is polarized by electrodes, photons are generated in the stack. These photons are intended to be emitted / to escape through an emitting face 3 of the electronic chip 2. In particular, it is said that the emitting face 3 is delimited by a continuous surface of a layer of the stack of layers. The emitting surface 3 generally corresponds to an active zone of quantum wells for emitting electromagnetic radiation, this emitting surface 3 is generally smaller than the physical size of the associated electronic chip so that it is not damaged during operations. cutting the electronic chip, for example to separate it from a chip of electronic chips.
[0034] Dans la présente description, on entend par « un rayonnement électromagnétique » au moins une onde électromagnétique de longueur d’onde donnée ou un ensemble d’ondes électromagnétiques associées à une gamme de longueurs d’onde. En ce sens, la source émissive 2a du rayonnement électromagnétique est dite configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique dans un spectre électromagnétique bien particulier associé à une ou plusieurs longueurs d’onde. Le rayonnement électromagnétique est généralement centré sur une longueur d’onde particulière. Le rayonnement électromagnétique émis - ou apte à être émis - par la source émissive 2a décrit ici peut correspondre à de la lumière, notamment à de la lumière visible : c’est-à-dire que les longueurs d’onde des ondes électromagnétiques associées au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a sont comprises entre 400nm et 800nm. Ce rayonnement émis par la source émissive 2a, aussi appelé rayonnement primaire, peut aussi être dans la gamme ultraviolet c’est à dire de longueur d’onde inférieure à 400 nm selon les applications souhaitées.In this description, the term "electromagnetic radiation" at least one electromagnetic wave of a given wavelength or a set of electromagnetic waves associated with a range of wavelengths. In this sense, the emitting source 2a of the electromagnetic radiation is said to be configured to emit electromagnetic radiation in a very particular electromagnetic spectrum associated with one or more wavelengths. Electromagnetic radiation is usually centered on a particular wavelength. The electromagnetic radiation emitted - or able to be emitted - by the emissive source 2 a described here can correspond to light, in particular to visible light: that is to say that the wavelengths of the electromagnetic waves associated with the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a are between 400 nm and 800 nm. This radiation emitted by the emitting source 2a, also called primary radiation, can also be in the ultraviolet range, ie wavelength less than 400 nm depending on the desired applications.
[0035] La puce électronique 2 comporte la face émissive 3 dudit rayonnement électromagnétique (celui apte à être émis par la source émissive 2a) et le dispositif comporte une couche de conversion 4 munie d’éléments de conversion 5 configurés pour convertir au moins une partie du rayonnement électromagnétique lorsqu’il est émis par la source émissive 2a et donc notamment issu de la face émissive 3. La face émissive 3 est préférentiellement située dans un plan parallèle au plan donné par les axes X et Y du référentiel du dispositif évoqué ci-dessus.The electronic chip 2 comprises the emitting face 3 of said electromagnetic radiation (that capable of being emitted by the emitting source 2a) and the device comprises a conversion layer 4 provided with conversion elements 5 configured to convert at least a part electromagnetic radiation when it is emitted by the emitting source 2a and therefore in particular from the emitting face 3. The emitting face 3 is preferably located in a plane parallel to the plane given by the X and Y axes of the reference system of the device mentioned above. above.
[0036] Un élément de conversion 5 est configuré de sorte à être excité par le rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a pour émettre à son tour un rayonnement électromagnétique présentant des caractéristiques différentes de celles du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a. Plus généralement, on dit que l’élément de conversion 5 est configuré pour absorber au moins une partie de rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a - appelée partie de rayonnement d’excitation de l’élément de conversion 5 - associée à un premier spectre, cette absorption provoquant en retour l’émission par l’élément de conversion 5 d’un rayonnement électromagnétique selon un deuxième spectre notamment différent du premier spectre. La longueur d’onde réémise par le matériau de conversion de l’élément de conversion 5 en combinaison avec le deuxième spectre permet la superposition des premier et deuxième spectres qui est à l’origine de la vision par l’œil d’une lumière blanche. Autrement dit, une lumière blanche perçue depuis le dispositif opto-électronique, lorsqu’il est en fonctionnement, peut être générée par la combinaison d’une longueur d’onde primaire courte (issue de la source émissive 2a) et d’une longueur d’onde d’un luminophore (élément de conversion 5) ayant une longueur d’onde d’émission plus longue que la primaire.A conversion element 5 is configured to be excited by the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a to emit in turn electromagnetic radiation having characteristics different from those of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a. More generally, it is said that the conversion element 5 is configured to absorb at least a portion of electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a - called the excitation radiation portion of the conversion element 5 - associated with a first spectrum this absorption causing in return the emission by the conversion element 5 of electromagnetic radiation according to a second spectrum notably different from the first spectrum. The wavelength re-emitted by the conversion material of the conversion element 5 in combination with the second spectrum allows the superposition of the first and second spectra which is at the origin of the vision by the eye of a white light . In other words, a white light perceived from the optoelectronic device, when it is in operation, can be generated by the combination of a short primary wavelength (coming from the emitting source 2a) and a length of wave of a phosphor (conversion element 5) having a longer emission wavelength than the primary.
[0037] De préférence, les éléments de conversion 5 sont configurés pour absorber la lumière bleue issue du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a et émettre en retour une lumière blanche ou une lumière plus chaude, notamment une lumière jaune. Bien entendu, l’homme du métier sera à même de choisir les éléments de conversion 5 en fonction de la restitution globale désirée du dispositif opto-électronique.Preferably, the conversion elements 5 are configured to absorb the blue light resulting from the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a and in return to emit a white light or a warmer light, in particular a yellow light. Of course, those skilled in the art will be able to choose the conversion elements 5 as a function of the desired overall recovery of the opto-electronic device.
[0038] Les éléments de conversion 5 sont aussi appelés dans le domaine des luminophores.The conversion elements 5 are also called in the field of phosphors.
[0039] Les éléments de conversion 5 peuvent être choisi parmi des silicates, des aluminates, des nitrures ou des grenats utilisés seuls ou en multicouches ou en mélange selon des proportions définies selon l’application visée pour le dispositif opto-électronique. Les grenats sont une famille de minéraux naturels dont on utilise les propriétés cristallines pour la conversion de lumière. Par exemple, les proportions du mélange évoqué ci-dessus peuvent être adaptées si l’on veut émettre une lumière de type blanc froid, neutre ou chaud. Ces lumières sont définies par leur température de couleur exprimée en Kelvin : inférieur ou égal à 3300 Kelvin pour du chaud , jusqu’à 5300 Kelvin pour du blanc neutre et supérieur à 5300 Kelvin pour du blanc froid.The conversion elements 5 may be selected from silicates, aluminates, nitrides or garnets used alone or in multilayer or mixed in proportions defined according to the intended application for the optoelectronic device. Garnets are a family of natural minerals whose crystalline properties are used for light conversion. For example, the proportions of the mixture mentioned above may be adapted if it is desired to emit a cold, neutral or hot white type of light. These lights are defined by their color temperature expressed in Kelvin: less than or equal to 3300 Kelvin for hot, up to 5300 Kelvin for neutral white and greater than 5300 Kelvin for cold white.
[0040] Selon un exemple, les éléments de conversion 5 peuvent être formés en YAG:CE (dopage YAG de Cérium), avec YAG l’acronyme pour Yttrium Aluminium Garnet. Ce matériau présente l’avantage d’absorber une lumière bleue dans la gamme 430nm à 490nm puis de réémettre une lumière jaune dans une gamme comprise entre 500nm et 600nm.According to one example, the conversion elements 5 can be formed in YAG: CE (cerium YAG doping), with YAG the acronym for Yttrium Aluminum Garnet. This material has the advantage of absorbing a blue light in the range 430 nm to 490 nm and then reemitting a yellow light in a range between 500 nm and 600 nm.
[0041] Selon un autre exemple, les éléments de conversion 5 sont choisis dans la famille des nitrures qui réémettent dans la gamme 620nm à 670nm. La gamme d’excitation des nitrures est comprise dans une gamme d’excitation de longueurs d’onde plus courtes comme le vert ou le bleu.In another example, the conversion elements 5 are selected from the family of nitrides which re-emit in the range 620nm to 670nm. The excitation range of the nitrides is within a range of excitation of shorter wavelengths such as green or blue.
[0042] Selon encore un autre exemple, les éléments de conversion 5 sont choisis dans la famille des silicates qui réémettent dans la gamme 507nm à 610nm, et présentent donc l’avantage de couvrir la gamme verte, jaune ou orange (gamme comprise entre 586nm et 610nm). La gamme d’excitation des silicates est comprise dans une gamme d’excitation de longueurs d’onde plus courtes comme le vert ou le bleu.According to yet another example, the conversion elements 5 are selected from the family of silicates which re-emit in the range 507nm to 610nm, and therefore have the advantage of covering the green, yellow or orange range (range between 586nm and 610nm). The excitation range of the silicates is within a range of excitation of shorter wavelengths such as green or blue.
[0043] On peut aussi citer l’utilisation de nanocristaux, par exemple de CdSe, pour former les éléments de conversion 5. Ici, les nanocristaux de CdSe peuvent être utilisés pour former des boîtes quantiques (« Quantum dots » ou « Core Shell particles » en anglais) en tant qu’éléments de conversion 5. On appelle boîte quantique une nanoparticule semiconductrice tridimensionnelle de structure cristalline, présentant des propriétés de confinement quantique dans les trois dimensions de l'espace. Les boites quantiques présentent des propriétés physiques, notamment des propriétés magnétiques, des propriétés électriques, et des propriétés optiques, qui varient en fonction de leurs dimensions et en fonction des matériaux les constituant. Les dimensions d'une boîte quantique sont typiquement comprises entre 1 nm et 100 nm. Alors que la bande de longueurs d'ondes d'absorption, c'est-à-dire la bande de longueurs d'ondes d'éclairement dans laquelle une boîte quantique absorbe des photons, peut être relativement large, la bande de longueur d'ondes d'émission, c'est-à-dire la bande de longueurs d'ondes dans laquelle la boîte quantique réémet de la lumière, est généralement très étroite, par exemple de largeur à mi-hauteur inférieure à 50 nm. De plus, la longueur d'onde centrale de la bande d'émission peut être ajustée finement en jouant notamment sur les dimensions de la boîte quantique. Les boîtes quantiques sont par exemple des boîtes quantiques à base de séléniure de cadmium (CdSe), par exemple des boîtes quantiques à structure coeur-coquille de type CdSe/ZnS. A titre de variante, les boîtes quantiques sont des boîtes quantiques à structure coeur-coquille de type InP/ZnS ou de type CdS/ZnS ou de type CdSe/ZnSe ou de type PbS/CdS.It may also be mentioned the use of nanocrystals, for example CdSe, to form the conversion elements 5. Here, the CdSe nanocrystals can be used to form quantum dots ("Quantum dots" or "Core Shell particles"). In English) as conversion elements 5. A quantum dot is a three-dimensional semiconducting nanoparticle of crystalline structure, exhibiting quantum confinement properties in the three dimensions of space. The quantum boxes have physical properties, including magnetic properties, electrical properties, and optical properties, which vary according to their dimensions and according to the materials constituting them. The dimensions of a quantum dot are typically between 1 nm and 100 nm. While the absorption wavelength band, i.e. the wavelength band of illumination in which a quantum dot absorbs photons, may be relatively broad, the length band of emission waves, that is to say the wavelength band in which the quantum dot retransmits light, is generally very narrow, for example half-way width less than 50 nm. In addition, the central wavelength of the emission band can be adjusted finely, in particular by playing on the dimensions of the quantum dot. The quantum boxes are, for example, quantum dots based on cadmium selenide (CdSe), for example quantum boxes with core-shell structure of the CdSe / ZnS type. As a variant, the quantum boxes are quantum boxes with core-shell structure of the InP / ZnS or CdS / ZnS type or of the CdSe / ZnSe or PbS / CdS type type.
[0044] A titre purement illustratif, les éléments de conversion 5 ou luminophores peuvent être adaptés à émettre : - dans le vert, c’est-à-dire que le spectre d’émission présente un pic d’intensité compris entre 495nm et 560nm environ, et peuvent être par exemple réalisés à base de SrSÎ202N2:Eu2+, de a-sialon:Eu2+, ou de Sr3Sii3Al302N2i :Eu2+ ; - dans le jaune, c’est-à-dire que le spectre d’émission présente un pic d’intensité compris entre 560nm et 580nm environ, et peuvent être par exemple réalisés à base de YAG:Ce, de Sr3B206:Eu2+, de Ca3SÎ207:Eu2+, de Sr2SiC>4:Eu2+, voire d’un mélange de YAG:Ce et de Sr3SiOs:Eu2+ ; - dans l’orange, c’est-à-dire que le spectre d’émission présente un pic d’intensité compris entre 580 nm et 600nm environ, et peuvent être par exemple réalisés à base d’un matériau de type silicate, nitrure et/ou sulfure ; - dans le rouge, c’est-à-dire que le spectre d’émission présente un pic d’intensité compris entre 600 nm et 650nm environ, et peuvent être par exemple réalisés à base de M2SÎ5N8:Eu2+ où M est choisi parmi Ca, Sr, Ba, de SrxCai-xAISiN3:Eu2+, de Sr2SÎ5N8:Eu2+, ou de (Ca,Sr)Si04:Eu2+.For purely illustrative purposes, the conversion elements 5 or phosphors can be adapted to emit: in the green, that is to say that the emission spectrum has a peak intensity between 495nm and 560nm approximately, and may for example be made based on SrSi 2 O 2 N 2: Eu 2 +, α-sialon: Eu 2+, or Sr 3 Si 3 Al 3 O 2 N 2: Eu 2+; in the yolk, that is to say that the emission spectrum has a peak intensity of between 560nm and 580nm approximately, and can be for example made based on YAG: Ce, Sr3B206: Eu2 +, Ca3SiO7: Eu2 +, Sr2SiC> 4: Eu2 +, or a mixture of YAG: Ce and Sr3SiOs: Eu2 +; in the orange, that is to say that the emission spectrum has a peak intensity of between 580 nm and 600 nm approximately, and can be made for example based on a material of silicate, nitride type and / or sulfide; in the red, that is to say that the emission spectrum has a peak intensity of between 600 nm and 650 nm approximately, and can be for example made based on M2Si5N8: Eu2 + where M is selected from Ca Sr, Ba, SrxCai-xAISiN3: Eu2 +, Sr2Si5N8: Eu2 +, or (Ca, Sr) SiO4: Eu2 +.
[0045] La face émissive 3 peut être définie comme une face diffusant des photons du rayonnement électromagnétique issu de la source émissive 2a lorsque le dispositif opto-électronique est en fonctionnement. En particulier, la face émissive 3 est telle que le rayonnement électromagnétique généré par la source émissive 2a peut passer en tout point de cette face émissive 3 : on dit que la face émissive 3 est continue, et est préférentiellement délimitée par une couche de l’empilement formant la source émissive 2a. De plus, l’émission n’est généralement pas mise en œuvre sur les bords de l’empilement du fait que la face émissive peut présenter des dimensions inférieures à celles maximales de l’empilement pour les raisons de découpe évoquées ci-avant.The emitting face 3 may be defined as a side diffusing photons of the electromagnetic radiation from the emitting source 2a when the optoelectronic device is in operation. In particular, the emissive surface 3 is such that the electromagnetic radiation generated by the emitting source 2a can pass at any point of this emissive surface 3: it is said that the emitting face 3 is continuous, and is preferably delimited by a layer of the stack forming the emitting source 2a. In addition, the emission is generally not implemented on the edges of the stack because the emitting face may have smaller dimensions than the maximum dimensions of the stack for the reasons of cutting mentioned above.
[0046] En particulier, la source émissive 2a est ici une diode électroluminescente dont l’émission est notamment centrée sur le bleu et le rôle de la couche de conversion est de convertir une partie du rayonnement électromagnétique émis -donc la lumière émise - par la source émissive 2a notamment vers du blanc. Bien entendu ceci n’est qu’un exemple, la couche de conversion 4 pouvant être adaptée en fonction du rayonnement électromagnétique émis par le dispositif opto-électronique qui correspond à un rayonnement électromagnétique prenant en compte les modifications apportées par la couche de conversion au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a. Cette diode électroluminescente peut être formée par un empilement d’une pluralité de couches en matériaux semi-conducteurs, qui comportent généralement du GaN (Nitrure de Gallium) et/ou de ΓΑΙΝ (Nitrure d’Aluminium) et/ou de l’InGaN (Indium Nitrure de Gallium).In particular, the emitting source 2a is here a light-emitting diode whose emission is in particular centered on the blue and the role of the conversion layer is to convert a part of the electromagnetic radiation emitted-hence the emitted light-by the emitting source 2a in particular to white. Of course this is only one example, the conversion layer 4 being adaptable as a function of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic device which corresponds to an electromagnetic radiation taking into account the modifications made by the radiation conversion layer. electromagnetic emitted by the emitting source 2a. This light-emitting diode may be formed by a stack of a plurality of layers of semiconductor materials, which generally comprise GaN (Gallium Nitride) and / or ΓΑΙΝ (Aluminum Nitride) and / or InGaN ( Indium Gallium Nitride).
[0047] Par ailleurs, la couche de conversion 4 comporte une grille 6 délimitant des ouvertures 7 de grille, ladite grille 6 étant agencée de sorte à être en regard de la face émissive 3. Plus particulièrement, les ouvertures 7 de grille sont en regard de la face émissive 3. Le référentiel du dispositif opto-électronique définissant un plan horizontal comme le plan parallèle à la face émissive 3, la grille 6 - et donc le matériau constituant la grille 6 - se situe à l’aplomb de la face émissive 3. En particulier, on dit que la gille 6 s’étend dans un plan parallèle au plan horizontal au sein du référentiel du dispositif opto-électronique.Furthermore, the conversion layer 4 comprises a gate 6 delimiting gate openings 7, said gate 6 being arranged so as to be opposite the emitting face 3. More particularly, the gate openings 7 are facing each other. of the emissive face 3. The reference system of the opto-electronic device defining a horizontal plane as the plane parallel to the emitting face 3, the gate 6 - and therefore the material constituting the gate 6 - is located directly above the emissive face 3. In particular, it is said that the gille 6 extends in a plane parallel to the horizontal plane within the frame of the opto-electronic device.
[0048] La couche de conversion 4 comporte aussi un matériau 8 comportant les éléments de conversion 5, ledit matériau 8 étant présent dans lesdites ouvertures 7 de grille. Le matériau 8 peut combler entièrement les ouvertures de grille.The conversion layer 4 also comprises a material 8 comprising the conversion elements 5, said material 8 being present in said grid openings 7. The material 8 can completely fill the grid openings.
[0049] La grille 6 étant en regard de la face émissive 3 de la puce électronique 2, elle se trouve sur le chemin du rayonnement électromagnétique lorsqu’il est émis par la source émissive 2a.The gate 6 being opposite the emissive face 3 of the electronic chip 2, it is on the path of the electromagnetic radiation when emitted by the emitting source 2a.
[0050] Notamment, le dispositif opto-électronique est tel qu’au moins un élément de conversion 5 est situé dans le volume d’une ouverture 7 de grille, et préférentiellement tel que pour chaque ouverture 7 de grille au moins un élément de conversion 5 est agencé dans ladite ouverture 7 de grille. On comprend alors que les éléments de conversion 5 présentent une granulométrie compatible avec les dimensions des ouvertures 7 de grille. Plus particulièrement, le matériau 8 comporte un produit solide (notamment une résine solide), notamment durci par polymérisation, dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5, et pour chaque ouverture 7 de grille, au moins un des éléments de conversion 5 est en contact avec le produit et est disposé dans ladite ouverture 7 de grille. Le produit forme alors un encapsulant/liant des éléments de conversion 5.In particular, the opto-electronic device is such that at least one conversion element 5 is located in the volume of a gate opening 7, and preferably such that for each gate opening 7 at least one conversion element 5 is arranged in said gate opening 7. It is then understood that the conversion elements 5 have a particle size compatible with the dimensions of the grid openings 7. More particularly, the material 8 comprises a solid product (in particular a solid resin), in particular cured by polymerization, in which the conversion elements 5 are dispersed, and for each gate opening 7, at least one of the conversion elements 5 is in contact with the product and is disposed in said gate opening 7. The product then forms an encapsulant / binder of conversion elements 5.
[0051] Selon une réalisation, les ouvertures 7 de grille peuvent être comblées en tout ou partie par laminage à chaud d’un film polymère chargé en luminophores : le matériau 8 comporte alors un polymère dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5, et pour chaque ouverture 7 de grille, au moins un des éléments de conversion 5 en contact avec du polymère est disposé dans ladite ouverture 7 de grille. Le polymère forme alors un encapsulant (ou un liant) des éléments de conversion 5.According to one embodiment, the grid openings 7 can be filled in whole or in part by hot rolling of a polymer film loaded with phosphors: the material 8 then comprises a polymer in which the conversion elements 5 are dispersed, and for each gate opening 7, at least one of the conversion elements 5 in contact with the polymer is disposed in said gate opening 7. The polymer then forms an encapsulant (or a binder) of the conversion elements 5.
[0052] De manière plus générale, on dit que le matériau 8 comporte les éléments de conversion 5 et un encapsulant/liant 8a dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5. Cet encapsulant/liant 8a est préférentiellement transparent au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a et au rayonnement électromagnétique qui est émis depuis les éléments de conversion 5. On dit que l’encapsulant/liant 8a est transparent à un rayonnement électromagnétique lorsqu’il laisse passer au moins 80% dudit rayonnement électromagnétique.More generally, it is said that the material 8 comprises the conversion elements 5 and an encapsulant / binder 8a in which the conversion elements 5 are dispersed. This encapsulant / binder 8a is preferentially transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a and the electromagnetic radiation that is emitted from the conversion elements 5. It is said that the encapsulant / binder 8a is transparent to electromagnetic radiation when it passes at least 80% of said electromagnetic radiation.
[0053] Cet encapsulant/liant peut être un silicone, ou un époxy dont l’indice de réfraction optique est compatible avec l’application.This encapsulant / binder may be a silicone, or an epoxy whose optical refractive index is compatible with the application.
[0054] De manière générale, l’indice de réfraction du matériau 8 est plus faible que celui de la surface d’émission 3, ceci permettant d’éviter les réflexions de rayonnement depuis la couche de conversion vers la source émissive. On comprend donc que depuis la surface d’émission 3, les éléments présents (grille, matériau 8, etc.) en direction opposée à la puce 2 présentent un indice de réfraction qui diminue plus on s’éloigne de la surface d’émission 3.In general, the refractive index of the material 8 is lower than that of the emission surface 3, this to prevent radiation reflections from the conversion layer to the emitting source. It is therefore understood that since the emission surface 3, the elements present (grid, material 8, etc.) in the direction opposite to the chip 2 have a refractive index which decreases the more one moves away from the emission surface 3 .
[0055] Les ouvertures 7 de grille permettent de diviser la couche de conversion 4 en zones dites « actives de conversion » de dimensions contrôlées et permettent aussi de délimiter en association à une puce électronique 2 des zones d’épaisseur préférentiellement uniforme de matériau 8 comportant les éléments de conversion 5. Il en résulte une homogénéité accrue du rayonnement global émis par le dispositif opto-électronique puisque chaque zone va présenter des caractéristiques similaires. Les éléments de conversion 5 étant sources de chaleur lors du fonctionnement du dispositif opto-électronique, la grille 6 permet de prévoir des zones dans la couche de conversion 4 dépourvues d’éléments de conversion et donc de limiter la montée en température de la couche de conversion, par ailleurs comme il le sera décrit par la suite, la grille 6 peut aussi participer activement à l’évacuation de la chaleur générée par les éléments de conversion 5 lors du fonctionnement du dispositif opto-électronique.The grid openings 7 make it possible to divide the conversion layer 4 into so-called "active conversion zones" of controlled dimensions and also make it possible to delimit, in association with an electronic chip 2, zones of preferentially uniform thickness of material 8 comprising the conversion elements 5. This results in increased homogeneity of the overall radiation emitted by the optoelectronic device since each zone will have similar characteristics. Since the conversion elements 5 are heat sources during operation of the opto-electronic device, the gate 6 makes it possible to provide zones in the conversion layer 4 without conversion elements and thus to limit the rise in temperature of the optoelectronic layer. conversion, moreover as will be described later, the grid 6 can also actively participate in the evacuation of the heat generated by the conversion elements 5 during operation of the optoelectronic device.
[0056] De manière plus précise, la grille 6 comporte (figures 1 et 2) deux faces opposées 6a, 6b dites faces principales reliées entre elles par les ouvertures 7 de grille. Lorsque les ouvertures 7 de grille - et donc la grille 6 en elle même - sont en regard de la face émissive 3, on dit que l’une des faces principales 6b de la grille 6 est à l’aplomb de la face émissive 3 dans le référentiel du dispositif optoélectronique. Par « l’une des faces principales 6b de la grille 6 est à l’aplomb de la face émissive 3 dans le référentiel du dispositif », on entend que cette face principale est au-dessus de la face émissive 3 selon l’axe Z du référentiel du dispositif opto-électronique, et, de préférence, en tout point de la face principale 6b de la grille 6 orientée vers la face émissive 3, le vecteur normal audit point passe par la face émissive 3.More specifically, the gate 6 comprises (FIGS. 1 and 2) two opposite faces 6a, 6b, said main faces interconnected by the gate openings 7. When the gate openings 7 - and therefore the gate 6 itself - are opposite the emissive face 3, it is said that one of the main faces 6b of the gate 6 is in line with the emissive face 3 in FIG. the reference system of the optoelectronic device. By "one of the main faces 6b of the gate 6 is in line with the emissive face 3 in the reference system of the device", it is understood that this main face is above the emissive face 3 along the Z axis of the reference system of the opto-electronic device, and, preferably, at any point on the main face 6b of the gate 6 oriented towards the emissive face 3, the normal vector at said point passes through the emissive face 3.
[0057] La grille 6 présente avantageusement une épaisseur comprise entre 100 pm et 300 pm. Cette épaisseur est préférée pour assurer un bon rendement de conversion, néanmoins elle peut être inférieure en particulier lorsque des boites quantiques sont utilisée, par exemple l’épaisseur peut aussi être de 36 pm lorsque des fils de 18 pm de diamètre sont utilisés pour former la grille. En fait, l’épaisseur de grille peut être adaptée en fonction des besoins et de la taille des éléments de conversion. Cette épaisseur est donnée selon une droite normale à la face émissive 3, et correspond notamment à la distance minimale de séparations des deux faces opposées principales 6a, 6b de la grille 6. L’épaisseur de la grille 6 est notamment calibrée de sorte que le rendement de conversion des éléments de conversion 5 contenu dans le matériau 8, dont l’épaisseur au niveau des ouvertures 7 de grille est dépendante de l’épaisseur de la grille 6 (l’épaisseur du matériau 8 au niveau des ouvertures correspond notamment à l’épaisseur présente dans la grille et éventuellement hors de la grille), soit suffisant en fonction de ce qui est attendu du dispositif opto-électronique.The gate 6 advantageously has a thickness of between 100 μm and 300 μm. This thickness is preferred to ensure a good conversion efficiency, however it can be lower particularly when quantum dots are used, for example the thickness can also be 36 μm when 18 μm diameter wires are used to form the wire rack. In fact, the gate thickness can be adapted according to the needs and the size of the conversion elements. This thickness is given along a straight line normal to the emitting face 3, and corresponds in particular to the minimum separation distance between the two opposite main faces 6a, 6b of the gate 6. The thickness of the gate 6 is notably calibrated so that the conversion efficiency of the conversion elements 5 contained in the material 8, the thickness of which at the level of the grid openings 7 is dependent on the thickness of the grid 6 (the thickness of the material 8 at the level of the openings corresponds in particular to the thickness of the thickness present in the grid and possibly outside the grid), is sufficient depending on what is expected of the opto-electronic device.
[0058] Pour assurer une homogénéité optimale du rayonnement électromagnétique restitué par le dispositif opto-électronique, l’épaisseur de matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 au niveau de chaque ouverture 7 de grille (notamment dans chaque ouverture de grille), selon une direction sensiblement perpendiculaire à la face émissive 3, est uniforme.To ensure optimum homogeneity of the electromagnetic radiation restored by the opto-electronic device, the thickness of material 8 comprising the conversion elements 5 at each gate opening 7 (in particular in each gate opening), according to a direction substantially perpendicular to the emissive face 3, is uniform.
[0059] Par « sensiblement perpendiculaire », on entend dans la présente description exactement perpendiculaire ou perpendiculaire à plus ou moins 10%.By "substantially perpendicular" is meant in the present description exactly perpendicular or perpendicular to plus or minus 10%.
[0060] De manière préférée, l’épaisseur de matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 au niveau des ouvertures 7 de grille et selon une droite sensiblement perpendiculaire à la face émissive 3 est comprise entre 100 pm et 300 pm, cette épaisseur permettant un bon rendement de conversion du rayonnement.Preferably, the material thickness 8 comprising the conversion elements 5 at the openings 7 of the grid and along a line substantially perpendicular to the emitting face 3 is between 100 μm and 300 μm, this thickness making it possible to good radiation conversion efficiency.
[0061] La grille 6 est préférentiellement telle que les ouvertures de grille présentent, dans le plan de la grille, des dimensions calculées en fonction de la conversion souhaitée du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a. Par ailleurs, les dimensions des ouvertures 7 doivent être compatibles avec la granulométrie des éléments de conversion 5 pour favoriser la présence de plusieurs éléments de conversion 5 par ouverture 7. Par exemple, il est préférable d’avoir un facteur trois entre la taille des grains (c’est à dire des éléments de conversion) et la taille du vide de maille (c’est-à-dire de l’ouverture). Le nombre d’éléments de conversion par ouverture sera donc fonction du rendement souhaité, de la taille des ouvertures et de la taille des grains. De préférence on cherche à maximiser la densité des éléments de conversion 5 par ouverture de grille : on a donc préférentiellement plusieurs éléments de conversion 5 par ouverture de grille.The gate 6 is preferably such that the gate openings have, in the plane of the grid, dimensions calculated according to the desired conversion of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a. Moreover, the dimensions of the openings 7 must be compatible with the particle size of the conversion elements 5 to promote the presence of several conversion elements 5 by opening 7. For example, it is preferable to have a factor of three between the grain size (ie conversion elements) and the size of the mesh gap (that is to say of the opening). The number of conversion elements per opening will therefore be a function of the desired yield, the size of the openings and the size of the grains. Preferably one seeks to maximize the density of the conversion elements 5 by gate opening: it is therefore preferentially several conversion elements 5 by gate opening.
[0062] La grille 6 - et donc le matériau la constituant - peut être transparente ou opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive. Lorsque le matériau formant la grille 6 est transparent au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, on dit qu’il laisse passer au moins 80% de ce rayonnement électromagnétique. Lorsque le matériau formant la grille 6 est opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive, on dit qu’il bloque au moins 90% du faisceau lumineux de longueur d’onde visible comme le bleu par exemple de ce rayonnement électromagnétique.The gate 6 - and therefore the material constituting it - may be transparent or opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source. When the material forming the gate 6 is transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, it is said that it allows at least 80% of this electromagnetic radiation to pass through. When the material forming the gate 6 is opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source, it is said that it blocks at least 90% of the visible wavelength light beam, such as the blue of this electromagnetic radiation.
[0063] Lorsque le matériau formant la grille 6 est opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, on dit que la grille 6 est agencée de telle sorte qu’elle ombre une partie de la face émissive 3 de sorte que le dispositif opto-électronique restituera un rayonnement électromagnétique dont une fraction correspond au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a et modifiée par les éléments de conversion 5 et dont éventuellement une autre fraction correspond au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a n’ayant pas été modifiée par les éléments de conversion 5 et passant par les ouvertures 7 de grille.When the material forming the gate 6 is opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, it is said that the gate 6 is arranged so that it shades a portion of the emitting face 3 so that the opto device -electronics will restore electromagnetic radiation, a fraction of which corresponds to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a and modified by the conversion elements 5 and possibly another fraction corresponds to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a that has not been modified by the conversion elements 5 and passing through the openings 7 of grid.
[0064] Lorsque le matériau formant la grille 6 est transparent au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, le dispositif opto-électronique restituera un rayonnement électromagnétique dont une première fraction correspond au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a et passant au travers du matériau formant la grille 6. Par ailleurs, le rayonnement électromagnétique restitué par le dispositif opto-électronique comportera alors aussi une deuxième fraction du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a et modifiée par les éléments de conversion 5. Toujours dans le cas où la grille 6 est dans un matériau transparent, le rayonnement restitué par le dispositif opto-électronique peut aussi comporter une troisième fraction du rayonnement électromagnétique n’ayant pas été modifiée par les éléments de conversion 5 et passant par les ouvertures 7 de grille (cette troisième fraction peut alors passer par le produit solide évoqué précédemment). Bien entendu, la première fraction non convertie ne peut passer par le matériau de la grille 6 que s’il est transparent à la lumière primaire émise par la source émissive 2a.When the material forming the gate 6 is transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, the optoelectronic device will restore electromagnetic radiation whose first fraction corresponds to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a and passing through the 6. Furthermore, the electromagnetic radiation restored by the optoelectronic device will also include a second fraction of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a and modified by the conversion elements 5. Still in the case where the grid 6 is in a transparent material, the radiation restored by the optoelectronic device may also comprise a third fraction of the electromagnetic radiation that has not been modified by the conversion elements 5 and passing through the grid openings 7 (this third fraction may then pass by the solid product mentioned above). Of course, the first unconverted fraction can pass through the material of the gate 6 only if it is transparent to the primary light emitted by the emitting source 2a.
[0065] Selon un autre cas, la grille 6 peut être translucide au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, dans ce cas, la grille 6 aura un effet proche de celui provoqué par la grille 6 transparente nonobstant une restitution différente de la première fraction du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive.In another case, the grid 6 may be translucent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, in this case, the gate 6 will have an effect close to that caused by the transparent gate 6, despite a restitution different from the first one. fraction of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source.
[0066] On comprend des notions de transparence, d’opacité ou de translucidité de la grille 6 qu’il est possible d’adapter le dispositif opto-électronique 1 en fonction des caractéristiques souhaitées du rayonnement électromagnétique restitué par le dispositif opto-électronique.We understand the concepts of transparency, opacity or translucency of the gate 6 that it is possible to adapt the opto-electronic device 1 according to the desired characteristics of the electromagnetic radiation restored by the opto-electronic device.
[0067] La grille 6 peut être formée de différentes manières.The grid 6 can be formed in different ways.
[0068] Dans un premier cas, la grille 6 peut comporter des fils entrecroisés délimitant lesdites ouvertures 7 de grille. En particulier, dans ce premier cas, on dit que la grille 6 peut être tissée à partir de fils dont le tissage délimite lesdites ouvertures que l’on appelle aussi dans le domaine « vide de maille » ou « mesh opening » en anglais. Un avantage d’une telle grille est qu’elle est facile à fabriquer et à manipuler, par ailleurs, elle est disponible en très grandes surfaces compatibles avec les applications industrielles à grand volume. La figure 3 illustre notamment un exemple d’entrecroisement de fils 9a, 9b formant des mailles 10 délimitant les ouvertures 7 de grille. Sur cette figure 3, la grille 6 comporte une pluralité de premier fils 9a parallèles entre eux - et notamment parallèles à l’axe X dans l’exemple illustré - et une pluralité de deuxième fils 9b parallèles entre eux - et notamment parallèles à l’axe Y. Dans l’exemple illustré, les mailles sont sensiblement carrées ou rectangulaires, bien entendu, les mailles peuvent adopter d’autre formes, et les premiers fils 9a peuvent ne pas être parallèles à l’axe X et/ou les deuxièmes fils 9b peuvent ne pas être parallèles à l’axe Y. De manière générale, les diamètres des fils utilisés pour former la grille 6 peuvent être compris entre 18 pm et 100 pm pour les applications en micro-électronique. Dans le cas de l’utilisation de fils entrecroisés, on dit que du fait de l’entrecroisement la grille présente une épaisseur globale de deux fois le diamètre des fils utilisés pour la réaliser, d’où l’exemple de grille d’épaisseur de 36 pm donné précédemment pour des fils de 18 pm de diamètre. Le diamètre des fils pourra donc être choisi en fonction de l’épaisseur souhaitée de la couche de conversion.In a first case, the grid 6 may comprise interwoven son delimiting said gate openings 7. In particular, in this first case, it is said that the grid 6 can be woven from yarns whose weaving delimits said openings which is also called in the "mesh gap" or "mesh opening" field. One advantage of such a grid is that it is easy to manufacture and handle, moreover, it is available in very large areas compatible with high volume industrial applications. FIG. 3 illustrates in particular an example of intercrossing of wires 9a, 9b forming meshes 10 delimiting gate openings 7. In this FIG. 3, the grid 6 comprises a plurality of first wires 9a parallel to each other - and in particular parallel to the X axis in the illustrated example - and a plurality of second wires 9b parallel to each other - and in particular parallel to the Y axis. In the illustrated example, the meshes are substantially square or rectangular, of course, the meshes may adopt other shapes, and the first son 9a may not be parallel to the X axis and / or the second son 9b may not be parallel to the Y axis. In general, the diameters of the son used to form the gate 6 may be between 18 pm and 100 pm for microelectronics applications. In the case of the use of crisscrossed yarns, it is said that because of the crisscrossing, the grid has an overall thickness of twice the diameter of the yarns used to make it, hence the example of a thickness grid of 36 pm previously given for 18 pm diameter son. The diameter of the son can be chosen according to the desired thickness of the conversion layer.
[0069] Toujours dans ce premier cas, on considère que la grille 6 peut alors être formée par une toile tissée.Still in this first case, it is considered that the grid 6 can then be formed by a woven fabric.
[0070] Dans le premier cas, la grille 6 - donc les fils 9a, 9b entrecroisés - peut être en acier inoxydable, ou en polyester ou en polyamide. Ces matériaux sont préférés dans le cadre du premier cas car facile à tisser/entrecroiser même pour des fils de petit diamètre. Lorsque la grille 6 comporte des fils en acier inoxydable, le diamètre des fils entrecroisés peut être compris entre 18 pm et 100 pm, et notamment peut être égal à 18 pm. Lorsque la grille 6 comporte des fils en polyester, le diamètre des fils entrecroisés peut être compris entre 27 pm et 200 pm, et notamment peut être égal à 31 pm. Lorsque la grille 6 comporte des fils en polyamide, le diamètre des fils entrecroisés peut être compris entre 27 pm et 200 pm, et notamment peut être égal à 31 pm.In the first case, the grid 6 - so the son 9a, 9b intersecting - may be stainless steel, or polyester or polyamide. These materials are preferred in the context of the first case as easy to weave / intercross even for small diameter threads. When the grid 6 comprises stainless steel son, the diameter of the intercrossed son may be between 18 pm and 100 pm, and in particular may be equal to 18 pm. When the grid 6 comprises polyester son, the diameter of the intercrossed son may be between 27 pm and 200 pm, and in particular may be equal to 31 pm. When the grid 6 comprises polyamide son, the diameter of the interwoven son may be between 27 pm and 200 pm, and in particular may be equal to 31 pm.
[0071] Selon un exemple particulier du premier cas non illustré, la grille 6 peut adopter la forme d’une toile comportant 434 ouvertures de grille délimitées par des mailles carrées présentant un vide de maille de 30pm par 30pm. Dans cet exemple particulier, la puce électronique comporte une face émissive de 1mm2. Les fils de la toile couvrent ici 40% de la face émissive. Dans cet exemple, le diamètre des fils est de 18 pm. Dans le cas où les fils de la toile sont opaques au rayonnement électromagnétique, on dit que la grille ombre 40% du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive, et dans le cas où les fils de la toile laissent passer le rayonnement électromagnétique émis par la source émissive : cela permet d’assurer qu’au moins 40% du rayonnement électromagnétique ne subit pas de conversion par la couche de conversion.According to a particular example of the first case not illustrated, the grid 6 may adopt the shape of a fabric comprising 434 grid openings delimited by square meshes having a mesh gap of 30pm by 30pm. In this particular example, the electronic chip has an emissive face of 1mm2. The threads of the canvas here cover 40% of the emissive surface. In this example, the diameter of the wires is 18 μm. In the case where the son of the fabric are opaque to electromagnetic radiation, it is said that the shadow grid 40% of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source, and in the case where the son of the fabric allow to pass the electromagnetic radiation emitted by the emissive source: this ensures that at least 40% of the electromagnetic radiation is not converted by the conversion layer.
[0072] Dans un deuxième cas, la grille 6 peut être une plaque monolithique (voir illustration de la figure 1). De préférence, dans ce deuxième cas, les ouvertures 7 de grille ont été obtenues par ablation de matière (par exemple par gravure chimique - notamment par voie sèche ou humide - ou par utilisation d’un laser) ou par impression en trois dimensions. Dans ce deuxième cas, la grille 6 peut être en matériau transparent audit rayonnement électromagnétique destiné à être émis par la source émissive, notamment la grille 6 peut être en quartz, ou en verre, ou en saphir, et la grille 6 peut être telle que deux ouvertures de grille adjacentes sont séparées de 100pm et que l’épaisseur de la grille 6 est de 100pm. Ici le matériau de grille peut être de la famille des matériaux céramiques dont le verre et le saphir ne sont qu’une petite partie. Les dimensions données ici le sont à titre d’exemple, en effet l’usinage de la grille peut être le facteur limitant : dans le cas d’un usinage par laser le facteur limitant sera la largeur minimale de matériau qu’il faut laisser pour garantir une certaine robustesse pour éviter la casse au cours de l’usinage. Autrement dit, dans ce deuxième cas, la grille peut être formée en tout matériau transparent et usinable.In a second case, the grid 6 may be a monolithic plate (see illustration of Figure 1). Preferably, in this second case, the grid openings 7 were obtained by ablation of material (for example by chemical etching - in particular by dry or wet method - or by use of a laser) or by three-dimensional printing. In this second case, the grid 6 may be made of material transparent to said electromagnetic radiation intended to be emitted by the emitting source, in particular the grid 6 may be made of quartz, glass or sapphire, and the grid 6 may be such that two adjacent grid openings are separated by 100pm and the thickness of the gate 6 is 100pm. Here the grid material may be of the family of ceramic materials whose glass and sapphire are only a small part. The dimensions given here are given by way of example, in fact the machining of the grid can be the limiting factor: in the case of laser machining the limiting factor will be the minimum width of material that must be left for guarantee a certain robustness to avoid breakage during machining. In other words, in this second case, the grid may be formed of any transparent and machinable material.
[0073] Comme évoqué précédemment, la grille 6 en fonction du matériau qui la compose pourra être soit transparente au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, soit opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, soit translucide au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a. Lorsque la grille 6 est en l’acier inoxydable, la grille 6 est opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a. Lorsque la grille 6 est en polyester, la grille 6 est translucide au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive - notamment ici l’indice de réfraction de la grille 6 est de 1, 56. De manière générale, tous les indices comptent dans l’efficacité et l’uniformité de conversion : aussi bien celui de la grille que celui du matériau 8 comportant les éléments de conversion 5. Lorsque la grille 6 est en polyamide, la grille 6 est translucide au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive - notamment ici l’indice de réfraction de la grille 6 est de 1, 52. Lorsque la grille 6 est en quartz, la grille 6 est transparente au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive -notamment ici l’indice de réfraction de la grille 6 est de 1, 54. Lorsque la grille 6 est en verre, la grille 6 est transparente au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive - notamment ici l’indice de réfraction de la grille 6 est de 1, 50. Lorsque la grille est en saphir, la grille 6 est transparente au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive - notamment ici l’indice de réfraction de la grille 6 est de 1, 76.As mentioned above, the gate 6 as a function of the material that composes it may be either transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, or opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, or translucent to electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a. When the gate 6 is made of stainless steel, the gate 6 is opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a. When the grid 6 is made of polyester, the grid 6 is translucent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source - in particular here the refractive index of the gate 6 is 1, 56. In general, all the indices count in the efficiency and uniformity of conversion: both that of the grid and that of the material 8 comprising the conversion elements 5. When the grid 6 is made of polyamide, the gate 6 is translucent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source - in particular here the refractive index of the gate 6 is 1, 52. When the gate 6 is made of quartz, the gate 6 is transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source -notably here the refractive index of the gate 6 is 1, 54. When the gate 6 is made of glass, the gate 6 is transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source - in particular here the refractive index of the gate 6 is 1 50. When the grid is sapphire, the grid 6 is transparent to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source - in particular here the refractive index of the gate 6 is 1.76.
[0074] La grille 6 pouvant être formée dans un matériau transparent, translucide ou opaque au rayonnement électromagnétique émis par la source émissive 2a, les caractéristiques dimensionnelles de la grille 6 du dispositif opto-électronique seront préférentiellement déterminées en fonction du bénéfice obtenu grâce à l’amélioration de l’homogénéité du rayonnement électromagnétique apte à être restitué par le dispositif en regard du rendement notamment diminué si la grille 6 est opaque audit rayonnement émis par la source émissive 2a.The gate 6 can be formed in a transparent material, translucent or opaque to the electromagnetic radiation emitted by the emitting source 2a, the dimensional characteristics of the gate 6 of the optoelectronic device will preferably be determined according to the benefit obtained thanks to the improvement of the homogeneity of the electromagnetic radiation adapted to be restored by the device with respect to the particular yield decreased if the gate 6 is opaque to said radiation emitted by the emitting source 2a.
[0075] Selon un mode de réalisation, la grille 6 est configurée de sorte à dissiper la chaleur générée par les éléments de conversion 5 lors de l’utilisation du dispositif opto-électronique 1. Pour cela, la grille 6 peut présenter une conductivité thermique supérieure à 15 w/m.K de sorte à participer à l’évacuation de la chaleur générée par les éléments de conversion 5 au cours du fonctionnement du dispositif. Notamment, pour assurer cette fonction de dissipation de la chaleur, la grille 6 est préférentiellement en matériau métallique, notamment en acier inoxydable. En vue d’améliorer la dissipation de la chaleur générée par les éléments de conversion 5 lors de l’utilisation du dispositif opto-électronique, la grille 6 peut présenter une première face 6a, opposée à une deuxième face 6b de la grille 6 orientée vers la face émissive 3, qui reste au contact de l’air (figures 1, 2, 4 et 5). Autrement dit, le matériau 8 est tel qu’il est présent au niveau des (c’est-à-dire au moins dans les) ouvertures 7 de grille et qu’il ne recouvre pas entièrement la grille 6, notamment comme c’est illustré en figures 1, 2, 4 et 5.According to one embodiment, the gate 6 is configured so as to dissipate the heat generated by the conversion elements 5 during the use of the opto-electronic device 1. For this, the gate 6 may have a thermal conductivity greater than 15 w / mK so as to participate in the evacuation of the heat generated by the conversion elements 5 during operation of the device. In particular, to ensure this heat dissipation function, the grid 6 is preferably made of metal material, in particular stainless steel. In order to improve the dissipation of the heat generated by the conversion elements 5 when using the opto-electronic device, the gate 6 may have a first face 6a, opposite a second face 6b of the gate 6 oriented towards the emitting face 3, which remains in contact with the air (FIGS. 1, 2, 4 and 5). In other words, the material 8 is such that it is present at (i.e. at least in) the grid openings 7 and does not completely cover the grid 6, particularly as it is illustrated in Figures 1, 2, 4 and 5.
[0076] Selon un mode de réalisation préféré combinable avec tout ce qui a été dit précédemment et illustré en figures 4 et 5, la grille 6 est assemblée/collée à la face émissive 3 par un élément de liaison 11, notamment formé par un adhésif époxy ou par un adhésif en silicone. Autrement dit, le dispositif opto-électronique peut comporter l’élément de liaison 11 reliant la couche de conversion 4, et plus particulièrement la grille 6 de la couche de conversion 4, à la face émissive 3 de la puce électronique 2. Cet élément de liaison 11 peut se présenter sous la forme d’une couche ou d’un film. Le but de ce collage, et plus particulièrement de la présence de l’élément de liaison 11, est d’éviter la présence d’une lame d’air au sein du dispositif opto-électronique qui serait néfaste à l’uniformité du rayonnement électromagnétique restitué par le dispositif opto-électronique. L’épaisseur de cet élément de liaison 11 entre la face émissive 3 et la couche de conversion 4 peut être comprise entre 3 pm et 10 pm, on dit notamment que cette épaisseur peut être de quelques pm ou quelques dizaines de pm si des luminophores y sont aussi intégrés, cette épaisseur a une fonction d’adhérence uniquement et doit être la plus faible possible pour limiter les fuites latérales du rayonnement électromagnétique lorsqu’il est émis par la source émissive 2a. Notamment, le matériau 8 est aussi en contact avec cet élément de liaison 11 pour éviter la présence d’air entre la couche de conversion 4 et la puce 2.According to a preferred embodiment combinable with all that has been said above and illustrated in FIGS. 4 and 5, the grid 6 is assembled / glued to the emitting face 3 by a connecting element 11, in particular formed by an adhesive epoxy or silicone adhesive. In other words, the opto-electronic device may comprise the connecting element 11 connecting the conversion layer 4, and more particularly the gate 6 of the conversion layer 4, to the emitting face 3 of the electronic chip 2. This element of link 11 may be in the form of a layer or a film. The purpose of this bonding, and more particularly of the presence of the connecting element 11, is to avoid the presence of an air gap within the optoelectronic device which would be detrimental to the uniformity of the electromagnetic radiation. restored by the opto-electronic device. The thickness of this connecting element 11 between the emitting face 3 and the conversion layer 4 may be between 3 μm and 10 μm, in particular said thickness may be a few μm or a few tens of μm if phosphors are also integrated, this thickness has a function of adhesion only and must be as low as possible to limit lateral leakage of electromagnetic radiation when emitted by the emitting source 2a. In particular, the material 8 is also in contact with this connecting element 11 to avoid the presence of air between the conversion layer 4 and the chip 2.
[0077] Selon une mise en œuvre, il est possible que le matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 ne soit pas cantonné à remplir tout ou partie des ouvertures 7 de grille. La figure 6 illustre schématiquement la couche de conversion 4 seule pour laquelle la première face 6a de la grille 6, opposée à la deuxième face 6b de la grille 6 orientée vers la face émissive, peut être recouverte par le matériau 8, ceci permettant par exemple d’ajuster le spectre résultant de la combinaison du rayonnement électromagnétique émis par la source émissive et du rayonnement électromagnétique émis par les éléments de conversion 5. Sur cette figure 6, la deuxième face 6b de la grille 6 destinée à être orientée vers la face émissive n’est pas recouverte par du matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 et l’utilisation d’un élément de liaison tel que décrit précédemment permet de supprimer tout risque de lame d’air. Alternativement comme illustré en figure 7, la couche de conversion 4 est telle que la première face 6a de la grille 6, opposée à la deuxième face 6b de la grille 6 orientée vers la face émissive, et la deuxième face 6b de la grille 6 peuvent être recouvertes par le matériau 8 comportant les éléments de conversion 5, ceci permettant d’augmenter l’efficacité de conversion en plus de l’uniformité de la couche de conversion en apportant un volume supérieur d’éléments de conversion 5.According to one embodiment, it is possible that the material 8 comprising the conversion elements 5 is not confined to filling all or part of the grid openings 7. FIG. 6 schematically illustrates the conversion layer 4 alone for which the first face 6a of the gate 6, opposite the second face 6b of the gate 6 oriented towards the emitting face, can be covered by the material 8, this allowing for example to adjust the spectrum resulting from the combination of the electromagnetic radiation emitted by the emitting source and the electromagnetic radiation emitted by the conversion elements 5. In this FIG. 6, the second face 6b of the gate 6 intended to be oriented towards the emitting face is not covered by material 8 comprising the conversion elements 5 and the use of a connecting element as described above eliminates any risk of air space. Alternatively, as illustrated in FIG. 7, the conversion layer 4 is such that the first face 6a of the gate 6, opposite the second face 6b of the gate 6 facing the emitting face, and the second face 6b of the gate 6 can to be covered by the material 8 comprising the conversion elements 5, this making it possible to increase the conversion efficiency in addition to the uniformity of the conversion layer by providing a higher volume of conversion elements 5.
[0078] L’invention est aussi relative à un procédé de fabrication d’un dispositif opto-électronique notamment tel que décrit dans la présente description et par exemple tel qu’illustré en figure 1, 2, 4 et 5. De manière générale, ce procédé de fabrication comporte (figure 8) une étape de fourniture E1 d’une puce électronique 2 munie d’une source émissive configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique, ladite puce électronique 2 comportant une face émissive 3 dudit rayonnement électromagnétique. Le procédé comporte en outre une étape de formation E2 d’une couche de conversion 4 comportant des éléments de conversion 5 configurés pour convertir au moins une partie du rayonnement électromagnétique issu de la face émissive 3 - c’est à dire lorsqu’il est émis par la source émissive 2a. L’étape de formation E2 de la couche de conversion 4 est telle qu’à son terme ladite couche de conversion 4 formée comporte : - une grille 6 délimitant des ouvertures 7 de grille, ladite grille 6 étant agencée en regard de la face émissive 3, notamment de telle sorte que les ouvertures de grilles soient en regard de la face émissive 3, - et un matériau 8 comportant les éléments de conversion 5, ledit matériau 8 étant présent dans lesdites ouvertures 7 de grille.The invention also relates to a method for manufacturing an optoelectronic device, in particular as described in the present description and for example as illustrated in FIGS. 1, 2, 4 and 5. In general, this manufacturing method comprises (FIG. 8) a supply step E1 of an electronic chip 2 provided with an emitting source configured to emit electromagnetic radiation, said electronic chip 2 comprising an emitting face 3 of said electromagnetic radiation. The method further comprises a formation step E2 of a conversion layer 4 comprising conversion elements 5 configured to convert at least a portion of the electromagnetic radiation coming from the emitting face 3 - that is to say when it is emitted by the emitting source 2a. The formation step E2 of the conversion layer 4 is such that, at its end, said converted conversion layer 4 comprises: a gate 6 delimiting gate openings 7, said gate 6 being arranged facing the emitting face 3 , in particular such that the gate openings are opposite the emitting face 3, and a material 8 comprising the conversion elements 5, said material 8 being present in said gate openings 7.
[0079] Selon une première réalisation du procédé illustrée en figure 9 , l’étape de formation E2 de la couche de conversion 4 comporte : une étape de montage E2-1 de la grille 6, dont les ouvertures 7 de grille sont vides, sur la puce électronique 2 au niveau de la face émissive 3 (par au niveau de la face émissive 3, on entend notamment que l’on monte la grille à/sur la face émissive 3) de ladite puce électronique 2 ; une étape de dépôt E2-2, au niveau de - notamment sur - la grille 6 et mise en œuvre après l’étape de montage E2-1, d’un produit liquide (notamment une résine liquide) dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5, et une étape de transformation E2-3, notamment par réticulation, du produit liquide déposé en un produit solide de sorte à former ledit matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5. On comprend qu’au terme de l’étape E2-2, le produit liquide déposé imprègne la grille 6 et rempli notamment tout ou partie des ouvertures 7 de grille.According to a first embodiment of the method illustrated in FIG. 9, the formation step E2 of the conversion layer 4 comprises: an assembly step E2-1 of the gate 6, the gate openings 7 of which are empty, on the electronic chip 2 at the emissive face 3 (by the level of the emitting face 3, it is understood that the gate is mounted on / on the emitting face 3) of said electronic chip 2; a deposition step E2-2, at - especially on - the gate 6 and implemented after the mounting step E2-1, a liquid product (in particular a liquid resin) in which are dispersed the elements of conversion 5, and a transformation step E2-3, in particular by crosslinking, of the liquid product deposited in a solid product so as to form said material 8 comprising the conversion elements 5. It is understood that at the end of step E2- 2, the deposited liquid product impregnates the gate 6 and filled in particular all or part of the grid openings 7.
[0080] Préférentiellement, l’étape de montage E2-1 est telle qu’avant l’étape de dépôt E2-2, la grille 6 est maintenue à la puce électronique 2 par interposition d’un élément de liaison 11 (figure 5) entre ladite grille 6 et la face émissive 3. La présence de cet élément de liaison permet, d’une part, d’assurer le maintien de la grille 6 à la puce 2 lors de la mise en œuvre de l’étape de dépôt E2-2 et, d’autre part d’éviter la présence d’air entre la grille 6 et la puce électronique 2 qui pourrait être néfaste au bon fonctionnement du dispositif opto-électronique. En ce sens, l’étape de montage E2-1 peut comporter une étape de formation de l’élément de liaison 11 sur la puce électronique 2 au niveau de la face émissive 3 (on entend ici que l’élément de liaison 11 peut être formé sur la face émissive 3), puis le report de la grille 6 sur cet élément de liaison 11 d’où il résulte un maintien de la grille 6 à la puce électronique 2. Cet élément de liaison 11 peut être formé par de l’époxy ou du silicone. Ainsi, l’étape de montage E2-1 peut comporter une étape de dépôt de l’élément de liaison 11 à l’état liquide sur la puce électronique 2, puis la grille 6 peut être posée sur l’élément de liaison à l’état liquide avant d’appliquer un traitement, notamment une réticulation, pour figer l’élément de liaison afin qu’il assure sa fonction de maintien de la grille 6 à la puce 2 tout en évitant la présence d’air entre la puce 2 et la grille 6.Preferably, the mounting step E2-1 is such that before the depositing step E2-2, the gate 6 is held in the electronic chip 2 by interposition of a connecting element 11 (FIG. 5). between said grid 6 and the emitting face 3. The presence of this connecting element makes it possible, on the one hand, to maintain the gate 6 on the chip 2 during the implementation of the deposition step E2 -2 and, on the other hand to avoid the presence of air between the gate 6 and the electronic chip 2 which could be detrimental to the proper operation of the opto-electronic device. In this sense, the mounting step E2-1 may comprise a step of forming the connecting element 11 on the electronic chip 2 at the emitting face 3 (here it is meant that the connecting element 11 may be formed on the emitting face 3), then the postponement of the gate 6 on this connecting element 11 from which it results a maintenance of the gate 6 to the electronic chip 2. This connecting element 11 can be formed by the epoxy or silicone. Thus, the mounting step E2-1 can include a step of depositing the connecting element 11 in the liquid state on the electronic chip 2, then the gate 6 can be placed on the connecting element to the liquid state before applying a treatment, in particular a crosslinking, to freeze the connecting element so that it ensures its function of maintaining the gate 6 to the chip 2 while avoiding the presence of air between the chip 2 and the grid 6.
[0081] Notamment, la première réalisation est particulièrement adaptée lorsque la puce électronique 2 fournie est individualisée. En ce sens, l’étape de fourniture E1 de la puce électronique 2 peut mettre en œuvre une étape de récupération de ladite puce électronique 2 depuis un stock de puces électroniques individualisées et l’étape de montage E2-1 de la grille 6 à la puce électronique 2 alors individualisée peut être mis en œuvre par utilisation d’un outil de dépôt 100 (figure 10) venant prendre la grille 6 et l’associer à la puce électronique 2 en utilisant par exemple la technique du « pick and place en langue anglaise » bien connue dans le domaine de l’assemblage de puces électroniques. L’outil de dépôt 100 sera donc choisi pour présenter une précision en adéquation avec la taille de la puce électronique 2 et la taille de la grille 6.In particular, the first embodiment is particularly suitable when the electronic chip 2 provided is individualized. In this sense, the supply step E1 of the electronic chip 2 can implement a step of recovering said electronic chip 2 from a stock of individualized electronic chips and the mounting step E2-1 of the gate 6 to the electronic chip 2 then individualized can be implemented by using a depositing tool 100 (FIG. 10) that takes the gate 6 and associates it with the electronic chip 2 by using, for example, the "pick and place" technique in the language English »well known in the field of chip assembly. The depositing tool 100 will therefore be chosen to present a precision in adequacy with the size of the electronic chip 2 and the size of the gate 6.
[0082] Selon un exemple particulier de la première réalisation, la puce électronique fournie est une diode électroluminescente qui peut être câblée si elle est de type à films fins verticaux (VTF pour l’anglais « Vertical Thin Film »). Ensuite, il est déposé sur la face émissive une goutte de silicone destinée à former un film de liaison - c’est à dire l’élément de liaison évoqué ci-dessus - entre la face émissive et la grille. La grille prédécoupée à la taille de la puce, notamment à la taille de la face émissive de la puce électronique, est reportée sur le silicone déposé, notamment par la technique « pick and place » tout en préservant les éventuels câblages de la puce électronique. Ensuite, le silicone déposé est réticulé pour figer/coller la grille sur la puce électronique, cette réticulation peut être mise en œuvre en soumettant le silicone déposé à un traitement thermique dans une gamme de température entre 150°C et 200°C pendant un temps déterminé par exemple compris entre 1 heure et 4 heures. Ensuite, la grille alors fixée à la puce électronique par le silicone réticulé est remplie par un mélange d’éléments de conversion 5 avec du silicone formant le produit liquide évoqué ci-dessus, ledit mélange étant destiné à former le matériau comprenant les éléments de conversion évoqué précédemment. Le remplissage des ouvertures de grille par le mélange peut être mise en œuvre par un système de dispense adapté ou par sérigraphie. Le mélange peut alors subir un traitement thermique, notamment dans une étuve, dans une gamme de température entre 150°C et 200°C pendant un temps déterminé par exemple compris entre 1 heure et 4 heures en vue de former le matériau de la couche de conversion comprenant les éléments de conversion.According to a particular example of the first embodiment, the electronic chip provided is a light emitting diode which can be wired if it is vertical thin film type (VTF for the English "Vertical Thin Film"). Then, there is deposited on the emitting face a drop of silicone intended to form a bonding film - that is to say the connecting element mentioned above - between the emitting face and the gate. The pre-cut grid at the size of the chip, in particular the size of the emitting face of the electronic chip, is reported on the deposited silicone, in particular by the technique "pick and place" while preserving the possible wirings of the chip. Then, the deposited silicone is crosslinked to freeze / glue the grid on the electronic chip, this crosslinking can be implemented by subjecting the deposited silicone to a heat treatment in a temperature range between 150 ° C and 200 ° C for a time determined for example between 1 hour and 4 hours. Then, the grid then fixed to the electronic chip by the cross-linked silicone is filled with a mixture of conversion elements 5 with silicone forming the liquid product mentioned above, said mixture being intended to form the material comprising the conversion elements. previously mentioned. The filling of the grid openings by the mixture can be implemented by a suitable dispensing system or by screen printing. The mixture can then undergo a heat treatment, in particular in an oven, in a temperature range between 150 ° C. and 200 ° C. for a determined time, for example between 1 hour and 4 hours, in order to form the material of the coating layer. conversion including the conversion elements.
[0083] Selon une deuxième réalisation du procédé, la grille 6 est préférentiellement déjà associée au matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5 lorsqu’elle est assemblée à la puce électronique 2. Autrement dit, comme illustré en figure 11, l’étape de formation E2 de la couche de conversion, notamment mise en oeuvre après l’étape de fourniture E1 de la puce électronique peut comporter une étape E2-4 de fourniture d’un ensemble comportant la grille 6 dont les ouvertures 7 de grille comportent le matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5. Après fourniture de cet ensemble, l’étape de formation E2 peut comporter une étape de montage E2-5 de l’ensemble à la puce électronique 2. Préférentiellement, l’étape de montage E2-5 comporte l’utilisation d’un élément de liaison 11 pour fixer l’ensemble à la puce électronique 2, cet élément de liaison 11 étant interposé entre ladite grille 6 (ou l’ensemble) et la face émissive 3. La présence de cet élément de liaison 11 permet, d’une part, d’assurer le maintien de l’ensemble à la puce électronique 2 et, d’autre part d’éviter la présence d’air entre la grille 6 (ou l’ensemble) et la puce électronique 2 qui pourrait être néfaste au bon fonctionnement du dispositif opto-électronique. Cet élément de liaison 11 peut être du même type que celui évoqué précédemment. Autrement dit, l’étape de montage E2-5 peut comporter une étape de dépôt d’un élément de liaison 11 à l’état liquide sur la puce électronique 2, puis la grille 6 (ou l’ensemble) peut être posée sur l’élément de liaison 11 à l’état liquide avant d’appliquer un traitement, notamment une réticulation, pour figer l’élément de liaison 11 afin qu’il assure sa fonction de maintien de l’ensemble à la puce 2 tout en évitant la présence d’air entre la puce 2 et l’ensemble. Selon une mise en oeuvre, l’élément de liaison 11 est en contact à la fois avec la puce électronique 2 et la grille 6 de l’ensemble et évite la formation d’une lame d’air entre la grille 6 et la puce électronique 2. On comprend de cette deuxième réalisation que le procédé peut comporter, avant l’étape de fourniture de l’ensemble, une étape de dépôt E2-6 préalable au niveau de (c’est à dire sur) la grille 6 - alors que cette dernière n’est pas associée à la puce électronique - d’un produit liquide (notamment une résine liquide) dans lequel sont dispersés les éléments de conversion, et une étape de transformation E2-7, notamment par réticulation, du produit liquide déposé en un produit solide de sorte à former le matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5. Par « dépôt préalable au niveau de la grille 6 », on entend que le produit liquide peut être déposé sur la grille ou de manière à remplir tout ou partie des ouvertures de grille.According to a second embodiment of the method, the gate 6 is preferably already associated with the material 8 comprising the conversion elements 5 when it is assembled with the electronic chip 2. In other words, as illustrated in FIG. formation E2 of the conversion layer, in particular implemented after the supply step E1 of the electronic chip may comprise a step E2-4 for providing an assembly comprising the gate 6, the gate openings 7 of which comprise the material 8 comprising the conversion elements 5. After providing this assembly, the forming step E2 may comprise a mounting step E2-5 of the assembly to the electronic chip 2. Preferably, the mounting step E2-5 comprises the use of a connecting element 11 to fix the assembly to the electronic chip 2, this connecting element 11 being interposed between said grid 6 (or the assembly) and the emitted face ive 3. The presence of this connecting element 11 makes it possible, on the one hand, to maintain the assembly on the electronic chip 2 and, on the other hand, to avoid the presence of air between the grid 6 (or all) and the chip 2 which could be detrimental to the proper operation of the opto-electronic device. This connecting element 11 may be of the same type as that mentioned previously. In other words, the mounting step E2-5 can comprise a step of depositing a connecting element 11 in the liquid state on the electronic chip 2, then the gate 6 (or the assembly) can be placed on the connection element 11 in the liquid state before applying a treatment, in particular a crosslinking, for fixing the connecting element 11 so that it performs its function of holding the assembly to the chip 2 while avoiding the presence of air between the chip 2 and the assembly. According to one embodiment, the connecting element 11 is in contact with both the electronic chip 2 and the gate 6 of the assembly and prevents the formation of an air gap between the gate 6 and the electronic chip 2. It is understood from this second embodiment that the method may comprise, prior to the step of supplying the assembly, a preliminary deposition step E2-6 at (that is to say on) the gate 6 - whereas the latter is not associated with the electronic chip - of a liquid product (in particular a liquid resin) in which the conversion elements are dispersed, and a transformation step E2-7, in particular by crosslinking, of the liquid product deposited in a product that is solid so as to form the material 8 comprising the conversion elements 5. By "prior deposition at the level of the grid 6", it is meant that the liquid product can be deposited on the grid or so as to fill all or part of the overtures grid.
[0084] Notamment, cette deuxième réalisation est particulièrement adaptée lorsque la puce électronique 2 fournie est individualisée. En ce sens, l’étape de fourniture E1 de la puce électronique 2 peut mettre en œuvre une étape de récupération de ladite puce électronique 2 depuis un stock de puces électroniques individualisées, et l’étape de montage E2-5 de l’ensemble à la puce électronique 2 alors individualisée peut être mise en œuvre par utilisation d’un outil de dépôt 100 (figure 12) venant prendre ledit ensemble (grille 6 et matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5) et l’associer à la puce électronique 2 en utilisant par exemple la technique du « pick and place » bien connue dans le domaine de l’assemblage de puces électroniques. L’outil de dépôt 100 sera donc choisi pour présenter une précision en adéquation avec la taille de la puce électronique 2 et la taille de l’ensemble.In particular, this second embodiment is particularly suitable when the electronic chip 2 provided is individualized. In this sense, the supply step E1 of the electronic chip 2 can implement a step of recovering said electronic chip 2 from a stock of individualized electronic chips, and the mounting step E2-5 of the assembly to the electronic chip 2 then individualized can be implemented by using a deposition tool 100 (FIG. 12) taking said assembly (gate 6 and material 8 comprising the conversion elements 5) and associating it with the electronic chip 2 using for example the "pick and place" technique well known in the field of chip assembly. The depositing tool 100 will therefore be chosen to present a precision in adequacy with the size of the electronic chip 2 and the size of the assembly.
[0085] En reprenant l’exemple particulier ci-dessus de la première réalisation mais en l’appliquant cette fois à la deuxième réalisation, il suffit alors de déposer sur la face émissive de la puce électronique 2 une goutte de silicone destinée à former un film de liaison entre la face émissive et la couche de conversion. Ensuite, la couche de conversion (c’est-à-dire l’ensemble comportant la grille 6 et le matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5) est reportée sur le silicone déposé, notamment par la technique « pick and place » tout en préservant les éventuels câblages de la puce électronique. Ensuite, le silicone déposé est réticulé pour figer/coller la couche de conversion à la puce électronique, cette réticulation peut être mise en œuvre en soumettant le silicone déposé à un traitement thermique dans une gamme de température entre 150°C et 200°C pendant un temps déterminé par exemple compris entre 1 heure et 4 heures.By taking the particular example above of the first embodiment but applying it this time to the second embodiment, it is sufficient to deposit on the emitting face of the electronic chip 2 a drop of silicone to form a bonding film between the emitting face and the conversion layer. Then, the conversion layer (that is to say the assembly comprising the grid 6 and the material 8 comprising the conversion elements 5) is transferred to the deposited silicone, in particular by the "pick and place" technique while preserving the possible wirings of the electronic chip. Then, the deposited silicone is crosslinked to freeze / glue the conversion layer to the electronic chip, this crosslinking can be implemented by subjecting the deposited silicone to a heat treatment in a temperature range between 150 ° C and 200 ° C for a determined time for example between 1 hour and 4 hours.
[0086] De manière générale applicable à différents modes de réalisation du procédé, ce dernier comporte une étape de dépôt de produit liquide (notamment une résine liquide) dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5 au niveau de la grille 6 et notamment sur la grille 6, puis une étape de transformation du produit liquide déposé en un produit solide. En particulier, il résulte de l’étape de dépôt E2-2, E2-6 du produit dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5 - notamment que cela soit dans le cadre de la première réalisation ou de la deuxième réalisation, que les forces de capillarité entre le produit liquide déposé et la grille 6 tendent à maintenir le produit liquide au sein de la grille 6 et notamment selon une épaisseur uniforme. Ainsi, le produit liquide déposé par tout type de système de dispense adapté, va s’étaler sur la grille 6 tout en restant contraint au niveau de la grille par les forces de capillarité associées. On dit que les forces de capillarité permettent de maintenir le produit liquide déposé sous forme d’un parallélépipède le temps de figer le dépôt par solidification du produit d’où il résulte la formation d’une couche de conversion d’épaisseur uniforme. Autrement dit, on comprend que la grille 6 permet d’augmenter le mouillage du produit liquide notamment de telle sorte que les angles de contact entre la grille 6 et le produit liquide caractérisant ladite mouillabilité soient faibles : en effet il faut garantir un angle de mouillage (encore appelé angle de contact) très faible entre le matériau de grille et le produit de remplissage pour garantir une adhésion exempte de lame d’air. En effet, si une lame d’air est présente, les rayons peuvent être perdus par réflexions internes vers la puce électronique 2, ce qui réduit l’efficacité du dispositif opto-électronique. Une valeur typique d’une bonne adhésion est un angle de mouillage inférieur à 10 degrés dans la définition de l’hydrophilie. De tels angles de contacts permettent d’obtenir au sein de la couche de conversion 4, après solidification du produit, des épaisseurs uniformes du matériau comprenant les éléments de conversion au niveau de la grille 6 et notamment dans les ouvertures 7 de grille. De préférence, le produit liquide utilisé pour former le matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5 se présente sous la forme d’un gel, et est configuré pour s’opposer à son étalement de sorte à rester dans les ouvertures de grille avant sa solidification. Selon une autre formulation, on dit qu’au terme de l’étape de dépôt du produit liquide, la grille maintien ledit produit en son sein, et notamment selon une épaisseur uniforme.Generally applicable to different embodiments of the method, the latter comprises a liquid product deposition step (in particular a liquid resin) in which the conversion elements 5 are dispersed at the level of the grid 6 and in particular on the grid 6, then a step of converting the deposited liquid product into a solid product. In particular, it results from the deposition step E2-2, E2-6 of the product in which the conversion elements 5 are dispersed - in particular whether it is in the context of the first embodiment or the second embodiment, that the forces capillarity between the deposited liquid product and the gate 6 tend to maintain the liquid product in the grid 6 and in particular in a uniform thickness. Thus, the liquid product deposited by any type of dispensing system adapted, will spread on the gate 6 while remaining constrained at the gate by the associated capillarity forces. It is said that the capillary forces make it possible to keep the liquid product deposited in the form of a parallelepiped during the time of freezing the deposition by solidification of the product, which results in the formation of a conversion layer of uniform thickness. In other words, it is understood that the gate 6 makes it possible to increase the wetting of the liquid product, in particular so that the contact angles between the gate 6 and the liquid product characterizing said wettability are small: indeed, it is necessary to guarantee a wetting angle. (Also called contact angle) very low between the gate material and the filler to ensure airbladeless adhesion. Indeed, if an air space is present, the rays can be lost by internal reflections to the electronic chip 2, which reduces the efficiency of the opto-electronic device. A typical value of good adhesion is a wetting angle of less than 10 degrees in the definition of hydrophilicity. Such contact angles make it possible to obtain, within the conversion layer 4, after solidification of the product, uniform thicknesses of the material comprising the conversion elements at the level of the gate 6 and in particular in the gate openings 7. Preferably, the liquid product used to form the material 8 comprising the conversion elements 5 is in the form of a gel, and is configured to oppose its spreading so as to remain in the gate openings before solidification. . According to another formulation, it is said that at the end of the deposition step of the liquid product, the grid maintains said product within it, and in particular in a uniform thickness.
[0087] L’étape de dépôt du produit liquide peut être mise en œuvre par enduction centrifuge (« spin-coating » en anglais) ou encore par utilisation d’une raclette en sérigraphie, par dispense temps-pression ou volumétrique.The deposition step of the liquid product can be implemented by spin coating ("spin-coating" in English) or by using a squeegee serigraphy, time-pressure or volumetric dispensing.
[0088] Selon une variante aux première et deuxième réalisations, l’étape de formation E2 de la couche de conversion 4 peut comporter une étape de dépôt d’une couche destinée à former la grille 6 directement sur la puce électronique, notamment au niveau de (et plus particulièrement sur) la face émissive 3 par des techniques classiques de la microélectronique, puis une étape de gravure de ladite couche de sorte à délimiter la grille 6, ensuite il peut être réalisé une étape d’association du matériau 8 à la grille 6 pour terminer la couche de conversion 4, par exemple par dépôt du produit liquide dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5 au niveau de (et plus particulièrement sur) la grille 6 suivie d’une étape de transformation, notamment par réticulation, du produit liquide déposé de sorte à former le matériau 8 comprenant les éléments de conversion 5 de la couche de conversion 4.According to a variant of the first and second embodiments, the formation step E2 of the conversion layer 4 can include a step of depositing a layer intended to form the gate 6 directly on the electronic chip, in particular at the level of FIG. (and more particularly on) the emissive face 3 by conventional techniques of microelectronics, then a step of etching said layer so as to delimit the gate 6, then it can be achieved a step of association of the material 8 to the grid 6 to terminate the conversion layer 4, for example by deposition of the liquid product in which the conversion elements 5 are dispersed at (and more particularly on) the gate 6 followed by a transformation step, in particular by crosslinking, of the liquid product deposited so as to form the material 8 comprising the conversion elements 5 of the conversion layer 4.
[0089] Selon encore une autre variante illustrée en figure 13, la grille 6 peut être formée sur la puce électronique 2 fournie par technologie de type additive. Il suffit alors que la puce fournie comprenne un motif à partir duquel il est possible de faire croître la grille. La technologie additive peut ici être mise en œuvre. Par exemple, la puce électronique 2 fournie peut comporter des contacts électriques 12 pour alimenter électriquement la puce électronique 2, lesdits contacts étant agencés sur la face émissive 3 selon un motif prédéterminé (c’est-à-dire adapté à la formation de contacts électriques 12), et l’étape de formation E2 de la couche de conversion 4 peut alors comporter une étape de croissance de la grille 6 à partir dudit motif par addition de matière, la grille pouvant ensuite être associée au matériau 8 par dépôt et transformation de du produit liquide évoqué précédemment. On comprend alors que le motif est un motif de grille. Dès lors, au sein du dispositif opto-électronique 1, on comprend que la grille 6 peut être formée à partir de contacts électriques 12 de la puce électronique 2, et plus particulièrement que la grille 6 est formée dans le prolongement des contacts électriques 12 de la puce électronique 2.According to yet another variant illustrated in FIG. 13, the gate 6 can be formed on the electronic chip 2 provided by additive type technology. It is sufficient that the chip provided includes a pattern from which it is possible to grow the grid. Additive technology can be implemented here. For example, the electronic chip 2 provided may comprise electrical contacts 12 for electrically feeding the electronic chip 2, said contacts being arranged on the emitting face 3 in a predetermined pattern (that is to say adapted for the formation of electrical contacts 12), and the formation step E2 of the conversion layer 4 can then include a step of growing the gate 6 from said pattern by addition of material, the grid can then be associated with the material 8 by deposition and transformation of liquid product mentioned above. It is then understood that the pattern is a grid pattern. Therefore, within the opto-electronic device 1, it is understood that the gate 6 can be formed from electrical contacts 12 of the electronic chip 2, and more particularly that the gate 6 is formed in the extension of the electrical contacts 12 of the the electronic chip 2.
[0090] Il a été décrit ci-avant le procédé de fabrication d’un dispositif optoélectronique. Ce procédé peut être mis en œuvre comme vu précédemment sur des puces électroniques individualisées, mais peut aussi être mis en œuvre dans le cadre de la fabrication d’une pluralité de dispositifs opto-électroniques solidaires entre eux avant individualisation de ces derniers. Selon une réalisation, il est possible de fabriquer une pluralité de dispositifs opto-électroniques et le procédé peut alors comporter la fourniture d’un support 13 (figure 14) comportant une pluralité de puces électroniques 2. Ces puces électroniques 2 sont munies chacune d’une source émissive configurée pour émettre un rayonnement électromagnétique et présentent chacune une face émissive 3 du rayonnement électromagnétique. Autrement dit, la fourniture du support 13 met en œuvre de manière simultanée l’étape de fourniture E1 de chacune des puces électroniques de la pluralité de puces. Par ailleurs, le procédé peut ici comporter une mise en œuvre, notamment simultanée, des étapes de formation E2 de la couche de conversion 4 des puces électroniques 2 de la pluralité de puces (figure 15). Enfin, ce procédé peut comporter une étape d’individualisation des dispositifs optoélectroniques après leur formation par exemple mis en œuvre par sciage, ou découpe laser. Le support 13 évoqué dans le présent paragraphe peut être une plaque plus connue dans le domaine sous la dénomination anglaise de wafer qui sert alors de substrat de croissance des puces électroniques 2. Ce substrat de croissance pouvant être en carbure de silicium, en silicium ou en saphir ou en GaN (Nitrure de Gallium).[0090] It has been described above the manufacturing process of an optoelectronic device. This method can be implemented as seen previously on individualized electronic chips, but can also be implemented in the context of the manufacture of a plurality of opto-electronic devices integral with each other before individualization of the latter. According to one embodiment, it is possible to manufacture a plurality of opto-electronic devices and the method may then comprise the provision of a support 13 (FIG. 14) comprising a plurality of electronic chips 2. These electronic chips 2 are each provided with an emitting source configured to emit electromagnetic radiation and each having an emissive face 3 of the electromagnetic radiation. In other words, the supply of the support 13 implements simultaneously the supply step E1 of each of the chips of the plurality of chips. Moreover, the method may here comprise an implementation, especially simultaneous, of the E2 training stages of the conversion layer 4 of the electronic chips 2 of the plurality of chips (FIG. 15). Finally, this method may comprise a step of individualization of the optoelectronic devices after their formation, for example implemented by sawing, or laser cutting. The support 13 mentioned in the present paragraph may be a plate better known in the art under the English name wafer, which then serves as a growth substrate for electronic chips 2. This growth substrate may be made of silicon carbide, silicon or silicon. sapphire or GaN (Gallium Nitride).
[0091] Préférentiellement, dans le cadre de la fabrication d’une pluralité de dispositifs opto-électroniques, les étapes de formation E2 de la couche de conversion au niveau de, et plus particulièrement sur, chacune des puces électroniques sont mises en œuvre simultanément et comprennent l’utilisation d’une grille principale 15 (par exemple telle qu’illustrée en figure 15) configurée pour former, au niveau de, et plus particulièrement sur, chaque puce électronique 2, la grille 6 de la couche de conversion de ladite puce électronique comme l’illustre la figure 15. On comprend alors que cette grille principale 15 vient former localement à chaque puce électronique 2 la grille de la couche de conversion correspondante. Cette grille principale 15 pouvant ensuite être découpée au cours de l’étape d’individualisation des dispositifs opto-électroniques.Preferably, in the context of the manufacture of a plurality of opto-electronic devices, the training steps E2 of the conversion layer at, and more particularly on, each of the electronic chips are implemented simultaneously and comprise the use of a main gate 15 (for example as illustrated in FIG. 15) configured to form, at, and more particularly on, each electronic chip 2, the gate 6 of the conversion layer of said chip As is illustrated in FIG. 15, it will be understood that this main gate 15 locally forms to each electronic chip 2 the gate of the corresponding conversion layer. This main grid 15 can then be cut during the step of individualization of the opto-electronic devices.
[0092] Tout ce qui a été dit précédemment dans le cadre de la fabrication d’un dispositif opto-électronique s’applique aussi lorsqu’une pluralité de dispositifs opto-électroniques est fabriquée à l’échelle du support. Ainsi, le procédé permettant la fabrication de la pluralité de dispositifs opto-électroniques peut par exemple comporter une étape de montage de la grille principale, dont les ouvertures de grille sont vides, sur l’ensemble des puces électroniques 2 au niveau de leurs faces émissives 3 (on peut alors parler de montage de la grille principale aux/sur les faces émissives 3), puis une étape de dépôt, mise en œuvre après l’étape de montage, d’un produit liquide (notamment une résine liquide) comprenant les éléments de conversion 5 sur la grille principale 15, et enfin une étape de transformation, notamment par réticulation, du produit liquide déposé en un produit solide de sorte à former le matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 au niveau de, c’est-à-dire pour, chacune des puces électroniques 2.All that has been said previously in the context of the manufacture of an opto-electronic device also applies when a plurality of opto-electronic devices is manufactured at the scale of the support. Thus, the method for manufacturing the plurality of opto-electronic devices may for example comprise a step of mounting the main gate, whose gate openings are empty, on all the electronic chips 2 at their emissive faces. 3 (it is then possible to speak of mounting the main grid to / on the emitting faces 3), then a deposition step, implemented after the mounting step, of a liquid product (in particular a liquid resin) comprising the conversion elements 5 on the main grid 15, and finally a step of transformation, in particular by crosslinking, of the liquid product deposited in a solid product so as to form the material 8 comprising the conversion elements 5 at the level of, that is, to say for, each of the electronic chips 2.
Alternativement, la grille principale 15 peut être fournie de telle sorte qu’elle comprend le matériau 8 sous forme solide, et est assemblée à l’ensemble des puces électroniques par exemple par collage.Alternatively, the main gate 15 may be provided so that it comprises the material 8 in solid form, and is assembled to all the electronic chips for example by gluing.
[0093] De manière générale, la grille 6 présente un premier indice optique et l’encapsulant que comporte le matériau 8 comprenant aussi les éléments de conversion présente un deuxième indice optique. Plus ces indices sont proches plus le dispositif opto-électronique est performant. De préférence, pour ne pas perdre le rendement d’extraction, la lumière émise par la source émissive 2a doit traverser des milieux d’indice décroissants jusqu’à l’air d’indice n=1 (par exemple le GaN pour émettre de la lumière bleue est d’indice n=2,3) [0094] Les caractéristiques de la grille 6 peuvent être adaptées en tenant compte d’un couple rendement du dispositif et uniformité du rayonnement électromagnétique restitué par le dispositif de sorte à obtenir une balance adaptée à l’utilisation souhaitée du dispositif opto-électronique.In general, the gate 6 has a first optical index and the encapsulant that includes the material 8 also comprising the conversion elements has a second optical index. The closer these indices are, the better the opto-electronic device. Preferably, in order not to lose the extraction efficiency, the light emitted by the emitting source 2a must pass through decreasing index media up to the air of index n = 1 (for example GaN to emit blue light is of index n = 2, 3) The characteristics of the gate 6 can be adapted taking into account a torque efficiency of the device and uniformity of the electromagnetic radiation restored by the device so as to obtain a suitable scale to the desired use of the opto-electronic device.
[0095] De manière générale, dans le cadre du dispositif opto-électronique, la granulométrie des éléments de conversion est telle qu’elle est inférieure aux dimensions des ouvertures de grille pour autoriser la présence d’un ou plusieurs éléments de conversion dans chaque ouverture de grille. Généralement, cette granulométrie varie de quelques pm à quelques dizaines de pm en fonction des applications, par exemple les dimensions extérieures maximales des éléments de conversion peuvent être comprises entre 4 pm et 10 pm ou entre 8 pm et 20 pm selon le type d’élément de conversion 5 et le fournisseur choisis. Dans une ouverture de grille, le ou les éléments de conversion peuvent être enrobés par l’encapsulant décrit ci-avant (le produit solide) et/ou en contact avec l’encapsulant et la grille : ce dernier cas présente l’avantage de faciliter les échanges thermiques entre la grille et l’élément de conversion si la grille est apte à former un système de dissipation thermique de la chaleur générée par les éléments de conversion.In general, in the context of the optoelectronic device, the particle size of the conversion elements is such that it is smaller than the dimensions of the gate openings to allow the presence of one or more conversion elements in each opening. grid. Generally, this particle size varies from a few pm to a few tens of pm depending on the applications, for example the maximum external dimensions of the conversion elements may be between 4 μm and 10 μm or between 8 μm and 20 μm depending on the type of element. 5 conversion and the chosen provider. In a grid opening, the conversion element or elements may be coated by the encapsulant described above (the solid product) and / or in contact with the encapsulant and the grid: the latter case has the advantage of facilitating the heat exchanges between the gate and the conversion element if the gate is able to form a heat dissipation system of the heat generated by the conversion elements.
[0096] Selon une variante de la première réalisation décrit précédemment en relation avec le procédé et illustré en figures 16 et 17, les étapes de dépôt E2-2 et l’étape de transformation E2-3 peuvent entre remplacées respectivement par une étape de placement E2-8 d’un film transférable 16 à chaud par laminage dans lequel sont dispersés les éléments de conversion 5, ledit film transférable 16 étant positionné sur la grille 6 après son montage à la puce électronique 2 au cours de l’étape E2-1, et par une étape de laminage E2-9 du film transférable 16 d’où il résulte un remplissage au moins partiel des ouvertures 7 de grille par de la matière issue du film transférable 16 de sorte à former le matériau 8 comportant les éléments de conversion 5 au sein des ouvertures 7. On comprend ici que l’étape de laminage E2-9 du film transférable 17 permet à ce dernier de fluer (voir les flèches F1 au niveau des ouvertures 7) pour remplir les ouvertures 7 (notamment de telle sorte à éviter la présence d’air au sein de la couche de conversion ou entre la couche de conversion et la puce 2), la solidification de la matière du film transférable après fluage permettant de former le matériau 8. L’avantage de l’utilisation d’un film transférable 16 est que le mélange au sein de ce film est calibré et connu, son épaisseur peut aussi être calibrée de manière adaptée à la couche de conversion souhaitée, cela limite les erreurs et difficultés, de plus le film est facilement reproductible. Bien entendu, cette variante peut aussi s’appliquer dans le cadre de la formation en simultané de plusieurs dispositifs opto-électroniques.According to a variant of the first embodiment described above in connection with the method and illustrated in FIGS. 16 and 17, the deposition steps E2-2 and the transformation step E2-3 can be replaced respectively by a placement step. E2-8 of a heat-transferrable film 16 by rolling in which the conversion elements 5 are dispersed, said transferable film 16 being positioned on the gate 6 after it has been mounted on the electronic chip 2 during the step E2-1 and by a rolling step E2-9 of the transferable film 16 resulting in at least partial filling of the gate openings 7 with material from the transferable film 16 so as to form the material 8 comprising the conversion elements. 5 in the openings 7. It is understood here that the rolling step E2-9 of the transferable film 17 allows the latter to flow (see the arrows F1 at the openings 7) to fill the openings s 7 (in particular so as to avoid the presence of air within the conversion layer or between the conversion layer and the chip 2), the solidification of the material of the transferable film after creep to form the material 8. The advantage of using a transferable film 16 is that the mixture within this film is calibrated and known, its thickness can also be calibrated in a manner adapted to the desired conversion layer, this limits the errors and difficulties, moreover the film is easily reproducible. Of course, this variant can also be applied in the context of simultaneous training of several optoelectronic devices.
[0097] Par ailleurs, le film transférable peut aussi être utilisé dans le cadre de la deuxième réalisation : on comprend que l’ensemble grille 6 et matériau 8 peut être formé à partir d’une étape de placement du film transférable sur la grille 6 suivie d’une étape de laminage du film transférable pour remplir les ouvertures de grille.Furthermore, the transferable film can also be used in the context of the second embodiment: it is understood that the grid assembly 6 and 8 material can be formed from a step of placement of the transferable film on the grid 6 followed by a step of rolling the transferable film to fill the grid openings.
[0098] Par ailleurs, le film transférable ou laminable peut aussi être utilisé pour former simultanément la pluralité de dispositifs, par exemple en associant la grille principale à un film transférable de dimensions adaptées.Furthermore, the transferable or laminatable film can also be used to simultaneously form the plurality of devices, for example by associating the main gate with a transferable film of suitable dimensions.
[0099] Le dispositif opto-électronique et le procédé décrit ci-avant s’appliquent notamment aux technologies d’éclairage par diodes électroluminescentes qui utilisent des luminophores pour convertir des longueurs d’onde initiales en d’autres longueurs d’ondes par effet d’absorption et de ré-émission.The optoelectronic device and the method described above apply in particular to light-emitting diode technologies that use phosphors to convert initial wavelengths to other wavelengths by means of electroluminescence. absorption and re-emission.
[00100] On comprend par ailleurs de tout ce qui a été dit précédemment qu’entre la couche de conversion 4 et la face émissive 3 il n’y a préférentiellement pas d’air. En ce sens la couche de conversion peut être telle que la grille 6 et/ou le matériau 8 peuvent, le cas échéant être en contact direct avec la face émissive ou avec l’élément de liaison 11 interposé entre la couche de conversion 4 et la face émissive 3.It is also understood from all that has been said previously that between the conversion layer 4 and the emitting face 3 there is preferably no air. In this sense, the conversion layer may be such that the grid 6 and / or the material 8 can, if appropriate, be in direct contact with the emitting face or with the connecting element 11 interposed between the conversion layer 4 and the emissive face 3.
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Effective date: 20170825 |