專利名稱：光電半導(dǎo)體元器件和所屬的不使用玻璃焊劑通過借助超短脈沖激光直接焊接玻璃殼體組 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的光電半導(dǎo)體元器件。本發(fā)明還涉及一種所屬的制造方法。
背景技術(shù)：
DE-A 10118630 和 DE-A 10159544 公開了一種具有玻璃組件的 LED。JP 2001-266800描述了一種熱激光焊接兩個玻璃模制件的方法。由US-A 6 936963已經(jīng)公開了用于在有機的半導(dǎo)體的基礎(chǔ)上封裝元件的方法，該半導(dǎo)體由透明的基板、涂覆在基板上的電極、不同顏色的發(fā)光的涂層以及對電極組成。借助于殼體氣密地封裝半導(dǎo) 體元件，殼體與基板通過粘膠接合。另外的選擇是除粘膠外還使用紅外二極管激光器或二氧化碳激光器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的光電半導(dǎo)體元器件中實現(xiàn)敏感的元件在玻璃中的持久的和氣密的封裝。該目的通過權(quán)利要求I的特征部分實現(xiàn)。特別有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中給出。本發(fā)明解決了為光電半導(dǎo)體元器件提供耐溫性的和耐候性的封裝的問題。在OLED中元件，如有機的涂層或LED中的其它敏感的組件的氣密密封的封裝目前借助于在要接合的玻璃部件之間的玻璃焊劑或有機粘膠實現(xiàn)。有機LED (0LED)、特別是由有機LED構(gòu)建的顯示器由以有機的涂層(真正的0LED)和用于接觸的金屬的涂層(電極)構(gòu)成的涂層包組成，這些涂層位于兩塊薄的(例如O. 5至I. O毫米厚)玻璃平板之間。這兩塊玻璃平板形成殼體的底部(基板)和蓋子。此外，殼體可能還會具有側(cè)壁。如果沒有封裝，這些涂層會被氧氣和水蒸氣侵蝕，這將導(dǎo)致OLED的損壞。用于OLED的封裝被研制了出來，其將余下的殼體部分機械地持久地與基板接合和將OLED氣密地包圍并進而防止氧氣和濕氣侵蝕。在封閉時不容許由于熱過載而損壞0LED。有人開發(fā)了不借助玻璃焊劑將基板與余下的玻璃制的殼體部分(0LED處于其之間)穩(wěn)定地接合并將OLED氣密地包圍的方法。至今為止，制造LED例如通常用到有機組件，這特別應(yīng)用于板、透鏡或者LED的轉(zhuǎn)換元件。此外，例如為了安上玻璃制的蓋子或?qū)⑥D(zhuǎn)換元件粘貼到芯片上，經(jīng)常使用有機粘膠作為粘膠。這些有機組件具有較差的導(dǎo)熱性和低的抗紫外線性能，特別是在420納米以下范圍內(nèi)的光線的情況下。另外，它們對溫度敏感。最后，因為LED變色或在過高的溫度下運作，所有這些導(dǎo)致低的效能，。一個問題尤其在于，用粘膠不能達到持久的緊密的防護濕氣的封閉。而另一方面，在借助于玻璃焊劑封裝時會出現(xiàn)過程溫度，其對被封裝的構(gòu)件產(chǎn)生消極影響。根據(jù)本發(fā)明，通過玻璃模制件的直接的焊接實現(xiàn)由玻璃制成的兩個構(gòu)件的持久的和氣密密封的接合?，F(xiàn)在通過使用短脈沖激光可以實現(xiàn)這樣的焊接。與在其他系統(tǒng)中的較寬的激光脈沖相反，在此不會給玻璃模制件中引進極高的應(yīng)力。較寬的激光脈沖到目前為止由于形成裂紋導(dǎo)致玻璃模制件的損壞。在用短脈沖激光、特別是脈寬在飛秒和皮秒范圍內(nèi)的超短脈沖激光進行焊接時，穿過玻璃模制件只針對性地熔化彼此疊放著的玻璃模制件的交界層。因此實現(xiàn)時間上和地點上非常有限的被加熱的區(qū)域。通過玻璃模制件的直接的激光焊接獲得兩個玻璃模制件之間的持久的和氣密的接合。激光焊接過程可以在室溫下或者也可以在升高的溫度下進行。因此附加材料或預(yù)熱步驟是不必要的。也省去了烘干過程。通過新式的方法能可靠地接合玻璃模制件，考慮到在處理過程中出現(xiàn)的高的應(yīng)力，通過常規(guī)的、宏觀的直接焊接 不能使得玻璃模制件彼此之間持久地連接。這樣制造的光電半導(dǎo)體元器件，特別是0LED。以編號列表的形式的本發(fā)明的基本特征為I. 一種光電半導(dǎo)體兀器件,具有光源、殼體和電接口，其中所述光電半導(dǎo)體兀器件具有多個由玻璃制成的組件，其特征在于，至少兩個組件在彼此相匹配的交界面處接觸并在所述交界面處彼此直接焊接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件，其特征在于，所述組件是所述殼體的組成部分。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件是LED或 OLED。4. 一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件的制造方法，其特征在于，所述焊接借助于超短的激光脈沖在室溫下實現(xiàn)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光脈沖的脈寬在100飛秒和500皮秒之間，特別是在500飛秒和100皮秒之間。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光脈沖的重復(fù)頻率在10千赫和2兆赫之間。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使用飛秒激光或皮秒激光作為激光。


下面將根據(jù)多個實施例進一步說明本發(fā)明。圖中示出圖I是具有玻璃蓋的LED的截面圖；圖2是OLED的截面圖；圖3是從上方看的焊縫的原理圖；圖4是OLED的俯視圖；圖5是OLED的側(cè)視圖。
具體實施方式
圖I示意性地示出LEDl的原理圖，在此應(yīng)用了玻璃模制件的激光直接焊接。LED具有殼體2，芯片3處于其中。在此借助于激光直接焊接將LED的殼體2組合起來。玻璃模制件是大約矩形的底板5和有類似的形狀的蓋板6。其通過側(cè)壁7與彼此接觸。將超短脈沖激光的光束9、例如皮秒激光如此聚焦，即將其焦點一方面調(diào)節(jié)到側(cè)壁7和蓋板6的交界上、并另一方面調(diào)節(jié)到側(cè)壁7和底板5的交界上。用光束9的超短的激光脈沖可以將交界各自可靠地焊接。不同的焦點例如可以借助于光束分離器4和透鏡8實現(xiàn)。圖2示意性地示出0LED10，其原則上與圖I的LED有相似的構(gòu)造。在這里蓋子11是玻璃基板，其上涂覆有OLED-涂層和電極(沒有額外示出)。將底板12例如制成盆狀。省去單獨的側(cè)壁。將超短脈沖激光的光束9、例如是皮秒激光借助于透鏡8如此聚焦，即其焦點處在蓋板11和底板12之間的交界15上。用超短的激光脈沖能夠可靠地穿過玻璃焊接密封交界15。 用光束分離器可以同時在多個位置密封底部12和蓋子11之間的交界區(qū)域15的熔化了的范圍。圖3示出焊接了的玻璃接合系統(tǒng)20的簡圖。第一部件21和第二部件22都是玻璃制成的平板。兩個部件在室溫下經(jīng)由超短的激光脈沖與彼此焊接(23)。借助激光的玻璃直接焊接的方法特別適用于軟玻璃，因為在此在玻璃中只出現(xiàn)低的應(yīng)力。但是即使硬玻璃或者石英玻璃也能由此與彼此或與其同類或特別地也能與軟玻璃接合。代替LED也能使用OLED作為光電半導(dǎo)體元器件。在這里上述考慮至少是同樣重要的。OLED的氣密的封閉是大的挑戰(zhàn)之一。圖4在俯視圖中示出典型的0LED。在圖5中示出側(cè)視圖。OLED 31由基板32組成，在其上涂覆有由像素33組成的OLED-陣列。該陣列以已知的方式由電極34、以涂層的形式涂覆上的電致發(fā)光的有機涂層和對電極39組成。電極34和對電極39的向外引導(dǎo)的導(dǎo)電線路接口各自可見。這些接口的密封也許也可以經(jīng)由超短的激光脈沖完成。殼體例如通過在可見光區(qū)和近紅外區(qū)透明的平板玻璃作為蓋子35完成，其中，該殼體具有下拉的側(cè)壁36。底板32示出類似的側(cè)壁37。側(cè)壁36和37形成互相緊靠的交界表面，其借助于超短的激光脈沖與彼此焊接。制造方法例如這樣進行，即作為基板和蓋子各使用一面平板玻璃，例如默克公司的堿石灰顯不玻璃。典型的縫包括厚度為5至50微米的交界區(qū)，其在室溫下經(jīng)由超短激光借助于快速脈沖產(chǎn)生。脈沖寬度在此脈沖中在皮秒范圍內(nèi)以直到幾百千赫的重復(fù)頻率變動。
權(quán)利要求
1.一種光電半導(dǎo)體元器件，具有光源、殼體和電接口，其中所述光電半導(dǎo)體元器件具有多個由玻璃制成的部件，其特征在于，至少兩個部件在彼此相匹配的交界面處接觸并在所述交界面處彼此直接焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件，其特征在于，所述部件是所述殼體的組成部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件是LED或OLED。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電半導(dǎo)體元器件的制造方法，其特征在于，所述焊接借助于超短的激光脈沖在室溫下實現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光脈沖的脈寬在100飛秒和500皮秒之間，特別是在500飛秒和100皮秒之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述激光脈沖的重復(fù)頻率在10千赫和2兆赫之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使用飛秒激光或皮秒激光作為激光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電半導(dǎo)體元器件及其制造方法。光電半導(dǎo)體元器件使用由玻璃制成的組件。這些組件借助于超短的激光脈沖直接彼此焊接。
文檔編號C03B23/203GK102884015SQ201180022487
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者安杰拉·埃伯哈德, 約阿希姆·維爾特-舍恩 申請人:歐司朗股份有限公司