本发明专利技术涉及一种用于制造荧光层或荧光体的方法，该方法包括将液态的碱性硅酸盐-水混合物中的至少一种固态荧光材料的悬浮物放置在基板表面上或者模具中，并且使该悬浮物硬化，从而制造荧光层或荧光体。此外，本发明专利技术还涉及在这种方法中使用的悬浮物及其用于制造荧光层或荧光体的应用，以及涉及包含根据本发明专利技术制造而成的荧光层或荧光体的光学组件或灯具。
【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制造荧光层或荧光体的方法，这种方法使用了在一种液体的碱性硅酸盐-水的混合物中的至少一种固态的荧光材料的悬浮物，还涉及该方法中使用的悬浮物及其用于制造荧光层或者荧光体的应用，以及涉及含有这样制造而成的荧光层或荧光体的光学组件或灯具。
技术介绍
针对远程荧光粉应用情况，也就是说那些荧光材料(磷光粉)和光源，例如LED、激光器或激光二极管，在空间上分隔的应用场合，要在表面上放置薄的荧光层(基板)，利用接合材料机械地固定住，并且连接(空气、浸没等等)到光学系统(透镜、准直仪、等等)上。 使用接合材料是必要的，因为荧光材料大部分是粉末形式的，如果不额外使用接合材料，就不能形成机械性能稳定的层，也就是防磨损并且防刮痕的层。在使用接合材料构造层或者说稳定层时，问题在于，这些接合材料会与荧光材料相互作用，并且因此能够对光学特性和热特性产生负面影响。此外，这些接合材料本身必须热稳定并且光稳定，并且不能表现出老化特性。出于这个原因，使用一种惰性的、透光的、热稳定且光稳定的接合材料是制造稳定且耐用的荧光层的前提。荧光材料被功率密度高(几ff/mm2)的光源(例如蓝色二极管激光器)激励发光。荧光区域可以具有一种或者多种荧光材料，这些材料能够将进入的激光或激发光至少部分地转换成波长转换或者说转变的光。在进行转变时形成的大量热损耗(Stokes斯托克斯)导致荧光层中的热量输入。如果温度过高，例如由于散热不足，那么可能会导致光学特性发生取决于热量的变化(发射波长、转换效率、热抑制等等)，或者最终损坏荧光材料或者荧光层本身。导致荧光层的这种退变的原因可能是荧光材料，也可能是接合材料。出于这个原因，应该这样设计荧光层，即，使得能够最优化地为其散热，从而避免荧光材料和接合材料的热损坏。目前使用的是硅作为接合基质用于光学技术的激励(例如LED)。它们不允许光功率过高(功率密度达几W/mm2)或者需要更多的工艺耗费(例如需要用荧光粉涂覆的旋转色轮用于减少光作用时间)。放置过程受到基板材料类型的限制。因此，由于许多塑料和金属材料(例如铝)的熔化温度所限，不能考虑高温过程。能够作为代替使用的导热性良好的陶瓷材料(例如AlN)相反会增加技术性和经济方面的耗费。公知的荧光材料-硅混合物通常被直接放置在金属基板上。这种金属基板还可以额外地具有散热功能。因此，本专利技术的目的在于提供一种制造荧光层的方法，这种方法能够克服公知的缺点，并且能够制造出机械性稳定且热稳定的突光层。
技术实现思路
在第一方面，根据本专利技术的目的通过一种用于制造荧光层或者荧光体的方法得以解决，其中，这种方法包括-将含有至少一种固态的突光材料和至少一种碱性娃酸盐的悬浮物放置在基板表面上或者模具中，用于制造荧光层或荧光体；以及-使荧光层或荧光体硬化。在另一方面，本专利技术以一种光学组件为目标，它包括借助根据本专利技术的方法制造而成的荧光层。同样地包括在内的有灯具、特别是一种LED灯具、激光器或者色轮，其包括按照根据本专利技术所述的方法制造而成的荧光层，或者根据本专利技术的光学组件。再另一方面，本专利技术还涉及一种悬浮物，其包含至少一种液态的水状的碱性硅酸盐和一种或者多种固态的荧光材料，以及涉及这种悬浮物的、用于制造荧光层或荧光体的应用。 附图说明图1示出相对于碱性硅酸盐层式的荧光层(101)或荧光体(101)的形式以及相对于基板(103) ((a)- (k))的类型和形式的不同实施变体。在图1a)和Id)至Ik)中，基板(103)是密不透光的，在图1b)中是透光的。同样示出了荧光颗粒(102)在碱性硅酸盐荧光层(101) ((d)- (g))内的分布的实施变体。图2示出根据本专利技术的荧光层(201)在反射应用(a)和透射应用(b)中的使用以及一种实施方式，其中，反射性地使用荧光层(201)并且将其直接连接在密不透光的散热体(205)和透光的组件(204)之间(C)。激发光用宽箭头(206)表示，出射光用细箭头(207)表示。基板(203)在图2a)中是密不透光的，在2b)中是透光的。在图2c)中，上面的基板(205)是密不透光的，下面的基板(204)是透光的。图3示意性示出分布有颗粒(302)的荧光层(301) (a)，荧光层从位于下面的基板(303)上脱离(b)，以180°旋转(c)并且再粘附到基板表面上(d)。由此能够制造一种光学组件，其中，较大的荧光材料颗粒位于层表面上。基板(303)在图3a)至3d)中是密不透光的。图4示意性示出一种实施方式的实例，其中，在通风隔板(402)上放置了多个无基板的荧光层作为色轮区段(401)，并且按照径向通风原则实现主动散热。图5不意性不出一种实施方式的实例,其中，突光层(501)安装在色轮(504)上,并且能够通过荧光层中的表面结构主动散热。作为表面结构的可选方案示例性示出的是沟纹(502)和薄层(503)。具体实施例方式本专利技术以以下认识为基础，即，从在液态的水状碱性硅酸盐溶液中的固态荧光材料颗粒的悬浮物中形成对此合适的、机械稳定的、硬性的荧光层，这些荧光层同时具有很好的光学特性。 因此，一方面本专利技术的目标是一种制造荧光层或荧光体的方法，其中，这种方法具有以下步骤-将含有至少一种固态突光材料和至少一种碱性娃酸盐的悬浮物放置在一个基板表面上或者模具中，用于制造荧光层或荧光体；-使荧光层或荧光体硬化。在本专利技术的不同实施方式中，悬浮物是一种水状悬浮物，并且含有由水和至少一种液态的碱性硅酸盐构成的混合物。此外，这种方法还可以包含以下步骤，即，通过让固态荧光材料悬浮在液态的含有碱性硅酸盐的溶液中制造一种合适的悬浮物。为了制造这种悬浮物，可以将荧光材料粉末与液态的水状碱性硅酸盐混合。在此，磷酸水玻璃部分、水和固态粉末之间的体积比例对悬浮物的均质性(可处理性)、对得出的荧光层(后来的玻璃部分)的粘度、得出的层厚度、裂痕倾向、干燥性能和光学特性有直接的影响。已经被发现有利的是，液态的碱性硅酸盐和水在这种混合物中的体积浓度比例为大约1:5至大约5:1，优选地是大约1:3至3:1。因此，在本专利技术的确定的实施方式中，液态 的碱性硅酸盐和水的体积浓度比例为1:3，1:2，2:3，1:1，2:1，3:2或3:1。可以依据颜料层的目标特性(例如玻璃成分、层厚度、稳固性)，以及依据荧光材料本身选择采用的比例。上述集中区域上方的纯碱性硅酸盐的部分导致荧光层在干燥时或者加热时会起泡沫。在本专利技术的上下文中，“大约”表示相应的数值可以向上或者向下偏差大约10%。在一种实施方式中，液态的碱性硅酸盐是一种在水中的、碱性硅酸盐的饱和溶液，然后以上述成分比例进一步用水稀释该溶液。这种饱和溶液例如可以包含7. 5-8. 5重量百分比的碱性氧化物，例如Na2O,和25. 5-28. 5重量百分比的Si02(分别酸量滴定地决定)。这种溶液可以有大约1. 296至大约1. 396g/ml的密度。至少一种碱性硅酸盐例如可以是硅酸钠或者硅酸钾。同样包含在内的有前述碱性硅酸盐的混合物。这些碱性硅酸盐是通式M2O · n SiO2的各种化合物，其中，M是一种碱金属，η在I到4的范围内。在本专利技术的各种实施方式中，这些碱性硅酸盐作为水中的胶状的、碱性溶液使用，特别是硅酸钠/硅酸钾溶液。这种水状溶液可以通过在温本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.21 DE 102010063756.41.一种用于制造荧光层或荧光体的方法，其包括 -将含有至少一种固态的突光材料和至少一种碱性娃酸盐的悬浮物放置在基板表面上或者模具中，用于制造荧光层或荧光体； -使所述荧光层或荧光体硬化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述悬浮物还含有水。3.根据权利要求2所述的方法，其中，碱性硅酸盐和水的体积浓度比例是大约1:5至大约 5:1。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，碱性硅酸盐和荧光材料的质量比例为大约1:5至大约5:1。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述碱性硅酸盐是硅酸钠、硅酸钾或其混合物。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过涂浆、印制、喷涂或注射进行所述悬浮物的放置。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·格莱茨曼，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：
国别省市：
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