一种电致发光器件，包括发射初级辐射的至少一个电致发光光源（２）以及被布置在初级辐射的射线路径中的至少一个光转换元件（３），所述初级辐射优选地具有２００ｎｍ和４９０ｎｍ之间的波长，所述光转换元件（３）用于部分地吸收初级辐射和发射次级辐射，该光转换元件（３）在初级辐射的辐射方向（５）上具有膨胀，该膨胀小于光转换元件（３）中的初级辐射的平均散射长度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电致发光器件本专利技术涉及一种电致发光器件， 一种用于发射光的颜色转换的元 件，以及制造该元件的方法。磷光体转换的电致发光器件(pcLED)是已知的，其具有电致发光 光源(LED)并且其发出的光(初级辐射)至少部分地被磷光体粉末层 吸收，并再次以较长的波长辐射(次级辐射)。通常使用称为pcLED的 发光器件作为白光源，其中LED发射UV或者蓝色光(初级辐射)，这 些光的一部分被布置在LED上的层吸收并且例如作为黄色或者绿色和 红色光被再次发射(次级辐射)，所述层通常是磷光体粉末层。该过程 还可表示为颜色或者光转换。然后借助于加色混合获得白光。当前可利 用的最好的pcLED在带磷光体层(初级辐射和次级辐射)和不带磷光体 层(初级辐射)的发射光子之间具有小于50%的比例，被称作封装增益基质材料构成的，所以因LED发射的UV部分导致基质材料随温度感应 或者光化学感应而退化，从而导致粉末层的光透明度的降低，其结果是 光源的效率随着使用年限而下降。另外，pcLED的光发射的均匀性很大 程度地依赖于磷光体粉末层的均匀性。例如，被称作相关色温(CCT) 的量可以作为观察角的函数在4500K和6W0K之间变化。文献DE10349038A1公开了 一种用于发射白光的磷光体转换电致发 光器件，其中借助于多晶陶瓷体获得颜色转换，从光辐射方向上观看， 该陶瓷体被布置在LED上面。和磷光体粉末层相反，陶瓷体不需要用于 嵌入磷光体颗粒的温度或者光敏感基质材料，因此避免了由于基质材料 的光特性退化而出现的作为使用年限函数的效率降低。通过在多晶材料 中的微晶中散射初级和次级辐射产生光发射的均匀性，例如，尽可能不 依赖于观察角的色温。然而，与具有磷光体粉末层的pcLED相比，封装 增益没有随着这种类型的多晶材料而改善。因此明显较高的封装增益还 是所希望的。因此本专利技术的一个目的是提供一种磷光体转换电致发光器件，其特 征在于高封装增益以及尽可能不依赖于观察角的色温。通过一种电致发光器件实现该目的，该电致发光器件包括用于发射初级辐射的至少 一个电致发光光源以及至少 一个光转换元件，所迷初级辐射优选地具有200nm和490nm之间的波长，所述光转换元件被布置 在初级辐射的射线路径上，用于部分吸收初级辐射和发射次级辐射，所 述光转换元件在初级辐射的辐射方向上具有膨胀(dilatation)，其小于 光转换元件中初级辐射的平均散射长度。在光转换元件内散射的光的量 越少，各种材料中的光路就越短，从而降低了光在光转换材料中被吸收 而随后不再发射的概率。因此，可能获得的封装增益高于具有强烈散射 的光转换元件的情况，例如具有散射中心的粉末层或者通常的多晶层的 情况。根据Lamber Beer定律，可以将由于吸收和散射而引起的方向G) 上辐射强度的损失Ii。ss ( )描述成吸收和散射长度Ia和Is的函数，而不 是透射和反射系数的函数。然后沿着辐射传播方向具有膨胀d的材料的 平均散射长度近似正比于1/PD,所述材料在散射中心具有平均堆积密度 (packing density)PD。关于这一点，如果光转换元件由具有这样的密度的材料构成，则是 有利的，所述密度介于光转换元件中的理论材料密度的93%和99.5%之 间。在有利的电致发光器件中，次级辐射包括一个或者多个光谱区域， 所迷光i普区域的波长大于初级辐射的波长。可以例如通过混合合适份量'关于这一点，'^有利的if光转换元件中的初级辐射的平均吸收长度小于初级辐射的平均散射长度，并且优选地小于初级辐射的辐射方向上 的光转换元件的膨胀。从而，保证了将初级辐射的足够部分转换成用于 产生白光的次级辐射。如果光转换元件包括基本上平坦的第 一表面以及第二表面，那么这 是特别有利的，所述第一表面和电致发光光源面对，所述第二表面具有用于改善来自光转换元件的光外耦合(light outco叩ling)的结构。所述第 一平坦表面允许直接将光转换元件应用到电致发光光源上。所述结构化 第二表面用来改善来自光转换元件的初级和次级辐射的光外耦合，另外 还通过结构化表面的光分布效应使得外耦合光的均勾性有所改善。由于 这 一 点，明显地降低了作为观察角函数的相关色温的变化。在优选实施例中，至少背离电致发光光源的光转换元件侧面被具有 至少一种透明材料的外耦合元件包围，所述透明材料的折射率nA〉1.3。如果光转换元件具有折射率nc并且lnc-nAlX).l，则还要更加有利。 一方 面，对于nA<nc，由于全反射，当光从光转换元件耦合出来时，可以减 少光外耦合的损耗，并且对于nA》nc,可以避免光外耦合的损耗。另一 方面，在光转换元件的结构化第二表面的情况下，通过折射率的最小差 inc-nA|>0.1进一步保持该第二表面的光分布效应。在特定的优选实施例中，光转换元件将75%和90%之间，优选地 80%和85%之间的初级辐射转换成次级辐射。由初级辐射占总辐射(初 级加上次级辐射)的这种比例，获得了作为观察角函数的色温的最小变 化。关于这一点，如果在初级辐射的辐射方向上光转换元件具有至少 50jLim的膨胀，那么这是有利的。少一种材料其中MI= (Y， Lu) ; MH= ( Gd, La, Yb) ; Mm= (Tb, Pr, Ce, Er, Nd, Eu)以及^1^= ( Gd, Sc) , JL0<x<l; 0《y《0.1以及0 < z < 1-(MVMxM1 )203其中MI= (Y, Lu) ; M= (Gd, La， Yb) ; Mm= (Tb， Pr, Ce， Er， Nd， Eu， Bi， Sb),且0 < x < 1以及0《y《0.1-(MVx-yMW)S卜zSez其中M!-(Ca, Sr, Mg, Ba) ; M= ( Ce， Eu, Mn, Tb， Sm， Pr, Sb,Sn)以及MH^(K， Na, U， Pb, Zn), JL0<x<0.01; 0《y《0.05以 及0《z《1-(mVm m1 )0其中MI= (Ca, Sr, Mg， Ba) ; Mn= (Ce， Eu， Mn, Tb, Sm, Pr)以 &Mm=(K, Na, Li, Pb， Zn )，且0《x《0.1以及0《y < 0.1-(M12—xMnxMm2)07 其中MI= (La， Y, Gd， Lu, Ba， Sr) ; Mn= (Eu, Tb, Pr, Ce, Nd, Sm; Tm)以及M11^ (Hf， Zr， Ti, Ta， Nb) ， JL0<x《l,-(MVxM MVyM )。3 其中M1^ (Ba, Sr, Ca， La, Y， Gd, Lu) ; M= (Eu， Tb, Pr, Ce，Nd， Sm， Tm) ; Mm= (Hf, Zr, Ti， Ta， Nb)以及M1V= (Al, GaIV-Sc, Si),且0《x《0.1以及(Ky《(U。这里引用Mi的方式，例如M^(Ca， Sr， Mg， Ba),应当不仅仅 表示单独的元素，而且也表示括号中元素的化合物。另外，本专利技术涉及一种制造如权利要求1所述的电致发光器件中的 光转换元件的方法，该方法包括下述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电致发光器件，包括至少一个用于发射初级辐射的电致发光光源（２），以及至少一个被布置在初级辐射的射线路径中的光转换元件（３），用于部分地吸收初级辐射和发射次级辐射，所述初级辐射优选地具有２００ｎｍ和４９０ｎｍ之间的波长，该光转换元件（３）在初级辐射的辐射方向（５）上具有膨胀，该膨胀小于光转换元件（３）中初级辐射的平均散射长度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-5-25 05104445.11.一种电致发光器件，包括至少一个用于发射初级辐射的电致发光光源(2)，以及至少一个被布置在初级辐射的射线路径中的光转换元件(3)，用于部分地吸收初级辐射和发射次级辐射，所述初级辐射优选地具有200nm和490nm之间的波长，该光转换元件(3)在初级辐射的辐射方向(5)上具有膨胀，该膨胀小于光转换元件(3)中初级辐射的平均散射长度。2. 如权利要求1所述的电致发光器件，其特征在于所述光转换元 件是由这样的材料构成该材料的密度介于光转换元件中理论材料密度 的93%和99.5%之间。3. 如权利要求1或者2所述的电致发光器件，其特征在于次级辐 射包括波长大于初级辐射的波长的一个或者多个光谱区域。4. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 光转换元件(3)中初级辐射的平均吸收长度小于初级辐射的平均散射 长度，优选地小于光转换元件(3)在初级辐射的辐射方向(5)上的膨 胀。5. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 光转换元件(3)包括基本平坦的第一表面Oa)以及第二表面Ob), 所述第一表面和电致发光光源(2)相对，所述第二表面具有用于改善 来自光转换元件(3)的光外耦合的结构(6)。6. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 光转换元件(3 )的至少背离电致发光光源(2 )的侧面被外耦合元件(7 ) 包围，该外耦合元件(7)具有至少一种折射率nA>1.3的材料。7. 如权利要求6所述的电致发光器件，其特征在于光转换元件(3) 具有折射率nc,以及| nc -nA|>0.1。8. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 光转换元件(3 )将75%和90%之间，优选地80%和85%之间的初级辐射转换成次级辐射。9. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 ' 所述光转换元件(3 )在初级辐射的辐射方向(5 )上具有至少50pm的膨胀。10. 如前述权利要求的任何一项所述的电致发光器件，其特征在于 所述光转换元件(3)的材料包括至少一种来自下述材料构成的组中的 材料其中M1- (Y, Lu) ; MH= (Gd， La， Yb) ; M...
【专利技术属性】
技术研发人员：H贝克特尔，W巴塞尔特，P施米特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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