转换元件、用于制造转换元件的方法、包括转换元件的光电子器件技术

技术编号:13419728 阅读:59 留言:0更新日期:2016-07-27 20:05
说明一种转换元件,其具有包括无机玻璃的薄板并且具有第一转换器颗粒。第一转换器颗具有外壳和核。外壳包括无机材料,并且核包括氮化的氧氮化的发光物。第一转换器颗粒被布置在薄板上和/或中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种转换元件、一种用于制造转换元件的方法以及一种包括转换元件的光电子器件。
技术介绍
光电子器件、诸如发光二极管(LED)通常具有拥有发光物的转换元件。发光物将由辐射源发射的辐射转换为具有改变的例如更长波长的辐射。在此,除了所发射的改变的辐射以外还产生热。常规的转换元件通常具有硅树脂作为发光物的基质。然而,硅树脂具有由发光物产生的热的不充分的散热。由此在转换元件中产生过热,该过热导致发光强度的减小和颜色位置的改变以及LED的提早选择。
技术实现思路
本专利技术的至少一种实施方式的任务是,提供相对于现有技术具有改进的特性的转换元件,该转换元件此外能够成本适宜地制造。另一任务在于,说明一种相对于现有技术改进的包括转换元件的光电子器件。该任务通过具有权利要求1的特征的转换元件、通过具有权利要求9的特征的用于制造转换元件的方法以及通过具有权利要求14的特征的光电子器件来解决。说明一种转换元件。转换元件包括薄板,该薄板包括无机玻璃和第一转换器颗粒。第一转换器颗粒具有外壳和核,其中外壳包括无机材料并且核包括氮化的或氮氧化的发光物。第一转换器颗粒被布置在包括无机玻璃的薄板上和/或中。第一转换器颗粒被布置在包括无机玻璃的薄板中意味着,第一转换器颗粒完全或部分地被嵌入在薄板中、即被嵌入到薄板的无机玻璃中。例如在部分嵌入的情况下,第一转换器颗粒的外壳的表面的20%至99.9%可以由薄板的无机玻璃包围或与该无机玻璃直接地机械接触。在一种实施方式中,第一转换器颗粒的一部分被布置在薄板上并且第一转换器颗粒的一部分被布置在薄板中。根据一种实施方式,核由氮化的或氮氧化的发光物、特别是由氮化的或氮氧化的发光物颗粒构成。优选地,核由氮化的发光物或氮化的发光物颗粒构成。通过包括无机玻璃的转换元件,转换元件中的由第一转换器颗粒产生的热可以很好地被排出。如果转换元件是光电子器件的组成部分,则恒定的发光强度和恒定的颜色位置可以通过光电子器件的运行持续时间的长度来保证。因此可以防止光电子器件的提早失效并且延长光电子器件的寿命。一层或一元件被布置或施加在另一层或另一元件“上”或“之上”,在此在这里以及在下文中能够意味着,该一层或该一元件直接地以直接的机械和/或电接触布置在该另一层或该另一元件上。此外也可以意味着,该一层或该一元件间接地被布置在该另一层或该另一元件上或之上。在此,于是可以在该一层或该另一层之间或在该一元件或该另一元件之间布置其他层和/或元件。薄板可以由无机玻璃或由无机玻璃和第一转换器颗粒构成。在一种实施方式中,无机玻璃具有1.0和3.0之间、优选地1.4和3.0之间、特别优选地1.9和3.0之间的折射率ηD(20℃)。在一种实施方式中,无机玻璃具有0.5Wm-1K-1和3.0Wm-1K-1之间、优选地0.6Wm-1K-1和1.5Wm-1K-1之间、特别优选地0.6Wm-1K-1和0.9Wm-1K-1之间的导热性。在一种实施方式中,无机玻璃是硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃或磷酸盐玻璃。硅酸盐玻璃包含SiO2作为主要组成部分,硼酸盐玻璃包含B2O3作为主要组成部分并且磷酸盐玻璃包含P2O5作为主要组成部分。硅酸盐玻璃可以包含其他金属氧化物、如B2O3、P2O5、Na2O、K2O、Bi2O3和AgO,硼酸盐可以包含其他金属氧化物、如SiO2、P2O5、Na2O、K2O、Bi2O3和AgO并且磷酸盐玻璃可以包含其他金属氧化物、如B2O3、SiO2、Na2O、K2O、Bi2O3和AgO。例如无机玻璃是钠钙玻璃。在一种实施方式中,无机玻璃是碲酸盐玻璃。碲酸盐玻璃包含TeO2作为主要组成部分、即例如大于40质量百分比或50质量百分比或65质量百分比。碲酸盐玻璃此外可以包含一种或多种其他金属氧化物、如Bi2O3、B2O3、SiO2、Na2O、K2O、Nb2O3、Sb2O3和/或AgO或者由这样的金属氧化物与TeO2一起构成。在一种实施方式中,包括或由无机玻璃构成的薄板是透明的。“透明”在此被理解为,材料、层或元件对于整个可见的电磁波谱或其部分波谱至少部分地可通过。氮化的和氧氮化的发光物的特征在于,这些发光物在其组成上具有至少一个N3-离子。氮化的发光物在其组成上没有氧原子。氧氮化的发光物在其组成上除了N3-离子之外具有至少一个O2-离子。例如,氮化的发光物是分子式M2Si5N8或MAlSiN3的发光物并且氧氮化的发光物是分子式MSi2N2O2的发光物。M在此在所述分子式中表示一种碱土金属或多个碱土金属的组合。例如M选自包括Ba、Sr、Ca、Mg和其组合的组。在一种实施方式中,氧氮化的和氮化的发光物例如利用以下活性剂之一或以下活性剂的组合来掺杂:铈、铕、铽、镨、Saramium、锰。发光物优选地利用EU2+来掺杂。例如进行红色发射的氮化的发光物是(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:EU2+或(Sr,Ba)2Si5N8:EU2+。在一种实施方式中,氮化的发光物是发射红光的发光物并且氧氮化的发光物是发射绿光至橘光的发光物。氮化的或氧氮化的发光物显示与无机玻璃的反应,这导致发光物的更低的效率。已经表明,第一转换器颗粒可以在保持其效率的情况下被引入到无机玻璃中,所述第一转换器颗粒包括由无机材料构成的外壳和由氮化的或氧氮化的发光物构成的核,或者由其构成。通过包括或由无机材料构成的外壳,位于第一转换器颗粒的核中的氮化的或氧氮化的发光物被保护以免与无机玻璃反应。因此氮化的或氧氮化的发光物的效率可以保持不变,并且附加地,所产生的热有效地通过无机玻璃被排出。在一种实施方式中,外壳的无机材料选自包括SiO2、TiO、TiO2、Al2O3、B2O3、ZrO、ZrO2、ZnO、ZnO2、无机有机混合材料、AlN、BN、TiN、Si3N4、ZrN、Zn3N2、石墨烯和其组合的组。优选地,外壳的无机材料选自包括SiO2、TiO、B2O3、ZrO、无机有机混合材料、AlN、TiN、Si3N4和其组合的组。外壳可以由无机材料构成。在一种实施方式中,无机有机混合材料包括Si-O-Si键。在一种实施方式中,无机有机混合材料通过四乙氧基甲烷和/或正硅酸甲酯、优选地四乙氧基甲烷的水解和冷凝来制造。用于制造无机有机混合材料的方法特别是溶胶凝胶法。第一转换器颗粒可以具有拥有不同氮化的和/或氧氮化的发光物的核并且也具有不同外壳。例如第一转换器颗粒可以由具有由氮化的发光物构成的核的第一转换器颗粒和具有由氧氮化的发光物构成的核的第一转换器颗粒组成。第一转换器颗粒可以具本文档来自技高网...

【技术保护点】
转换元件(1),具有:-包括无机玻璃的薄板(2),-第一转换器颗粒(3),其具有外壳(3a)和核(3b),-其中外壳(3a)包括无机材料,并且-核(3b)包括氮化的氧氮化的发光物,并且-其中第一转换器颗粒(3)被布置在薄板(2)上和/或中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.19 DE 102013114548.5;2014.03.04 DE 10201411.转换元件(1),具有:
-包括无机玻璃的薄板(2),
-第一转换器颗粒(3),其具有外壳(3a)和核(3b),
-其中外壳(3a)包括无机材料,并且
-核(3b)包括氮化的氧氮化的发光物,并且
-其中第一转换器颗粒(3)被布置在薄板(2)上和/或中。
2.根据前述权利要求所述的转换元件(1),
其中第一转换器颗粒(3)具有最小10μm至最高100μm的直径并且外壳(3a)具有最小
10nm和最高50μm之间的厚度,
其中在第一转换器颗粒(3)的外壳(3a)的无机材料和薄板(2)的无机玻璃之间存在化
学键。
3.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
其中外壳(3a)的无机材料选自包括SiO2、TiO、TiO2、Al2O3、B2O3、ZrO、ZrO2、ZnO、ZnO2、无
机有机混合材料、AlN、BN、TiN、Si3N4、ZrN、Zn3N2、石墨烯和其组合的组。
4.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
其中在薄板(2)上布置有包括以下材料的保护层(4),所述材料选自包括聚对二甲苯、
Polysilazan、硅树脂、SiO2、TiO、TiO2、Al2O3、B2O3、ZrO、ZrO2、ZnO、ZnO2、无机有机混合材料、
AlN、BN、TiN、Si3N4、ZrN、Zn3N2、石墨烯、无机玻璃和其组合的组。
5.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
其中第一转换器颗粒(3)完全被嵌入到薄板(2)的无机玻璃中或完全被嵌入到薄板(2)
的无机玻璃和保护层(4)的材料中。
6.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
所述转换元件(1)包括第二转换器颗粒(7),所述第二转换器颗粒(7)包括氧化的发光
物。
7.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
其中第二转换器颗粒被布置在薄板(2)上和/或中。
8.根据至少权利要求2所述的转换元件(1),
其中化学键是共价键。
9.根据前述权利要求之一所述的转换元件(1),
其中无机玻璃是硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃或磷酸盐玻璃。
10.用于制造根据前述权利要求之一所述的转换元件(1)的方法,包括以下方法步骤:
A)涂敷具有无机材料的氮化的或氧氮化的发光物的颗粒以用于形成第一转换器颗粒
(3),所述无机材料选自包括SiO2、TiO、TiO2、Al2O3、B...

【专利技术属性】
技术研发人员:B格茨F辛格R赫廷格
申请(专利权)人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司欧司朗有限责任公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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