[發明專利]強散射陶瓷轉換器及其制備方法

有效

• 申請號: 201480006296.6
• 申請日: 2014-01-03
• 公開（公告）號: CN104968630B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: Y·門克;V·哈格曼;B·霍普
• 申請（專利權）人: 肖特股份有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;C04B35/44;C04B35/64;C09K11/77;C04B35/626
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙)11418
• 代理人: 趙飛,郭紅麗

技術領域

本發明涉及一種強散射電光陶瓷轉換器材料、根據本發明的轉換器在以分光形式運行的光電器件中的用途，以及用于提供本發明的轉換器的制造方法。

背景技術

轉換器材料用于諸如發光二極管的光電子器件。在這種情況下，轉換器材料將照射的具有第一波長的激發光(在下文中也稱為藍色激發光)至少部分地轉換為具有第二波長的發射光。因為其有利的物理性質，陶瓷轉換器材料被越來越多地用于此。

大多數情況下，陶瓷轉換器材料用于具有傳輸結構的轉換器。在傳輸轉換器中，藍色激發光入射在轉換器材料的一側上，并且從轉換器另一側出射的光被利用。

為了用傳輸轉換器產生白色印記，所發射的光必須與藍色激發光的一部分進行混合。所混合的藍色激發光的比例取決于發射的轉換的光的波長和待獲得的顏色位置。

并且，所混合的藍色激發光的部分應當具有與轉換的光類似的空間輻射行為。這是這樣實現的：藍色光通過陶瓷轉換器材料散射。

在現有技術中，公開了通過在陶瓷轉換器中并入第二相或通過并入孔作為散射中心來實現藍色激發光的散射。

然而，散射不必然導致在藍色激發光的顯著分光，因為藍色激發光的分光比例并不有助于有益的光通量，因此降低了轉換器的效率。因此，轉換器材料中的孔隙率和孔尺寸的精確控制是不可避免的。

例如，專利申請公開US2009/0066221 A1描述了一種陶瓷轉換元件，在其中，藍色激發光在孔處被散射，并且其中轉換器的密度為至少97％。在這種情況下，孔隙率是由生坯不完全燒結所致。孔的直徑為250納米至2900納米，并且主要由所用的反應物的顆粒尺寸決定。

WO 2011/094404描述了具有基本上球形的孔的多孔陶瓷。孔的直徑范圍為500納米至10微米。此處，孔隙率的控制是通過將諸如PMMA顆粒或PE顆粒的球形顆粒作為造孔添加劑來實現的。在隨后的燒結期間，添加劑被燒掉。

通常在轉換器中，轉換后的光最初被均勻地向所有方向發射。在傳輸結構中只有在傳輸方向上的光被利用。被分光的光丟失或由反射器或涂層“回收”。傳輸轉換器的構造的替代品是操作以分光形式運行的轉換器。

在以分光形式運行的轉換器中，藍色激發光的輸入和所發射的有用的光的離開發生在轉換器的相同一側。因此，在這種情況下，轉換器的高度分光是有利的。

因此，用于分光應用的陶瓷轉換材料的要求顯著不同于用于傳輸應用的轉換器材料的要求。

因此，現有技術中已知的轉換器材料不適合用于分光轉換器。

發明目的

因此，本發明的目的是提供一種具有用于分光轉換器的最佳光學和機械性能的陶瓷轉換器材料。此外，本發明的目的是提供了一種用于制備相應的轉換材料的方法，其允許獲得具有定制的光學性能的陶瓷轉換器材料。

該目的通過獨立權利要求的主題以出人意料地簡單方式得以實現。從屬權利要求的主題是本發明的有利的實施方案和改進方案。

本發明的電光陶瓷、下文中也稱為轉換器材料，適用于將具有第一波長的激發光至少部分地轉換成具有第二波長的發射光。特別是，本發明的電光陶瓷適用于將激發光轉換成分光的發射光。

因此，本發明的電光陶瓷是一種強散射轉換器材料，但是其同時具有很高的量子效率。

這是通過轉換器材料的獨特組成和形態實現的。

轉換材料是一種僅具有單一電光陶瓷相的多孔電光陶瓷。陶瓷相設置為單一相或至少基本上單一相。這里本發明意義上的術語“單一相”僅指轉換器材料的陶瓷部分，其在本發明的含義中是指轉換器材料中存在的孔不被視為第二陶瓷相。此外，本發明意義上的術語“單一相陶瓷相”并不排除其他陶瓷相以微小程度存在，如例如在偏差誤差范圍內的由處理相關的稱重偏差所引起的。例如，也可以考慮在稱量中的研磨球的磨損。

例如由原材料的不完全轉換所引起的任何痕量的第二陶瓷相是處理相關的，而不是有意的。

轉換器材料的低密度是其孔隙率的結果。電光陶瓷中的孔引起強的光散射，其在下文中僅被稱為散射。對于用于分光轉換器的轉換器材料，強散射是有利的。指定的密度是幾何上確定的密度。

這適用于其中要制備白光的應用、以及其中獲得盡可能純的光譜的顏色通道的應用。

對于產生白光，散射必須是如此之強，使得藍色激發光的一部分不被轉換器吸收，而是被分光并與所發射的轉換光結合。