[發明專利]用于制造輻射轉換元件的方法、輻射轉換元件和包含輻射轉換元件的光電子器件

無效

• 申請號: 201180059331.7
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN103261369A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 米卡埃爾·阿爾斯泰特;拉克爾·德拉培尼亞阿隆索
• 申請（專利權）人: 歐司朗光電半導體有限公司
• 主分類號: C09K11/77
• 分類號: C09K11/77
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;田軍鋒

相關文件的交叉引用

本申請要求德國專利申請102010054279.2的優先權，其公開內容通過參引并入本文。

技術領域

提出一種用于制造輻射轉換元件的方法以及所述輻射轉換元件和一種具有所述輻射轉換元件的光電子器件。

背景技術

輻射轉換元件例如能夠施加到例如是LED的發射輻射的光電子器件的半導體芯片上。LED發射特定波長的光，所述光能夠由輻射轉換元件轉換成其他波長的光。

發明內容

本發明的一個實施形式的目的是提供可容易執行的用于制造輻射轉換元件的方法，借助于所述方法能夠制造具有改進特性的輻射轉換元件。其他目的是提供輻射轉換元件和包含輻射轉換元件的光電子器件。所述目的通過根據權利要求1所述的方法、根據權利要求8所述的輻射轉換元件和根據權利要求15所述的光電子器件來實現。所述方法的和所述輻射轉換元件的其他實施形式是從屬權利要求的主題。

提出一種用于制造輻射轉換元件的方法，所述方法具有下述方法步驟：A）提供襯底和包括發光的摻雜物前軀體的穩定的溶液，B）將溶液施加到襯底上，C）水解和凝結溶液以用于形成凝膠，D）對凝膠進行熱處理以用于在襯底上形成轉換層。通過所述方法制造的轉換層能夠具有結晶的或玻璃質的、即無定形的結構。接下來，結合制成的轉換層將無定形理解成，在所述轉換層中能夠存在結晶的摻雜物顆粒。

結合摻雜物前軀體，“前軀體”指的是下述化合物：所述化合物在方法進行時經歷化學反應從而發生改變，但是所述化合物在開始時就包含如在方法步驟D）之后存在于轉換層中的、固有的摻雜物。

因此，借助于所述方法在襯底上施加具有發光特性的溶液，所述溶液形成凝膠層。在方法步驟D）中被繼續熱處理進而形成包含摻雜物的結晶的或無定形的轉換層的凝膠層由于存在于層中的發光的摻雜物而能夠將一定波長的輻射轉換成根據摻雜物的類型而更大或更小的波長。

襯底也能夠具有轉換輻射的特性，使得轉換層能夠更進一步地轉換已經轉換的輻射，從而能夠引起對轉換的波長進而對所發射的光對外部觀察者的色彩印象進行精細調整。因此，光路中施加有具有上述特性的輻射轉換元件的發射白光的裝置例如能夠發射用于汽車照明的冷白光或用于室內照明的暖白光。

借助于所述方法能夠以簡單的方式將轉換層沉積在襯底上，進而得到緊密的、均勻摻雜的以及小厚度的輻射轉換層。由于簡單的執行，所述方法也能夠應用于工業。

方法步驟C）中的水解和凝結引起溶液的交聯進而引起凝膠的形成。在水解和凝結期間發生的反應以式（I）至（III）說明：

在所有式中，“R”表示有機殘基，例如任意長度的未枝化的或枝化的烷基基團。相互反應的分子中的有機殘基能夠是相同或不同的。“M”表示能夠根據應通過所述方法形成的轉換層的組成方式選擇的金屬。“n”表示金屬的化合價，結合到M上的殘基的數量與所述化合價相關。

在式（I）中示出借助于水將取代的金屬醇鹽水解，其中產生由x個羥基基團和n-x個有機殘基取代的金屬和醇。

根據式（II）能夠從分別用x個羥基基團和n-x個有機殘基取代的兩種金屬化合物中凝結出水。這也能夠根據式（III）在用x個羥基基團和n-x個有機殘基取代的金屬和金屬醇鹽之間發生。根據式（II）和（III）的反應是可逆的。根據式（I）至（III）的反應流程圖也能夠稱為溶膠-凝膠化學。

方法步驟C）中的水解和凝結能夠在室溫下進行。

根據一個實施形式，方法步驟A）中的穩定的溶液此外添加有溶劑和金屬前軀體。適合的溶劑例如能夠是醇、例如異丙醇或乙醇、或酸/堿催化劑、例如具有HCl或NH3的水。借助于溶劑能夠實現對溶液進行適當稀釋，以及對溶液的均勻化和干燥速度產生影響。根據干燥速度能夠對形成的凝膠的粘性產生影響。

結合金屬前軀體，“前軀體”指的是下述化合物，所述化合物在方法進行時經歷化學反應從而發生改變，但是所述化合物在開始時就包含如在方法步驟D）之后存在于轉換層中的金屬。

添加給溶液的金屬前軀體能夠從金屬醇鹽、金屬醋酸鹽、金屬氯化物和金屬硝酸鹽中選擇。所述化合物的金屬例如能夠從Al、Si、Ti和Zr中選擇。一般來說，金屬醇鹽具有式M-O-R。在此，M表示金屬，R表示能夠任意選擇的有機殘基。

附加地，還能夠將水添加給溶液，以便促進水解。此外，為了使溶液穩定能夠添加絡合劑。示例的絡合劑是乙酰醋酸鹽。溶液中摻雜物前軀體的金屬與所有金屬的比例能夠是0.5至20。