用于制造转换元件的方法以及转换元件技术

本发明专利技术提出一种用于制造用于光学和/或光电构件的转换元件（10）的方法，其中该方法包括至少下列的步骤：a）将荧光物质（4；4a）或包含所述荧光物质（4；4a）的材料（3a）涂覆在透明的、无荧光物质的和均匀的玻璃材料（2a）的表面（1A）上并且在升高的温度（T1）高于所述玻璃材料（2a）的软化温度（Tw）时进行热处理（TB1），由此软化所述玻璃材料（2a）直到所述荧光物质（4；4a）沉降在所述玻璃材料（2a）中，以及b）冷却包含沉降的所述荧光物质（4；4a）的所述玻璃材料（2a）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造转换元件的方法以及转换元件
本专利技术涉及一种用于制造转换元件的方法以及一种转换元件。转换元件结合光学和/或光电构件用于改变光谱并且因此改变由元件射出的电磁射束的、察觉到的色觉。为此将转换元件安装到构件、例如光辐射半导体芯片前面，以使得由构件射出的射束穿过转换元件。在此在转换元件中的荧光物质调整色区和色温。
技术介绍
传统地在制造转换元件时互相混合基体材料和荧光物质。硅树脂传统地用作基体材料，在其中悬浮着荧光物质。接着将这种悬浮物涂装作为薄层，例如通过筛网印刷。然而硅树脂是差的热导体并且在光辐射构件运行时只能不充分地导出产生的热量，因此则使荧光物质遭受升高的热负荷并且由此失去效率。作为基体材料的玻璃具有更好的导热性的优点，因为这个导热性平均比硅树脂高10倍，因此在运行时较少地使荧光物质变热并且由此是更有效率的。另一方面在将玻璃用作基体时为了嵌入荧光物质颗粒高的温度是必要的，由此在这个过程中使荧光物质受损并且因此同样可以持久地失去效率。DElO 2008 021 438A1描述了一种用于制造具有玻璃基体的转换元件，在该玻璃基体中混合、压实并 且烧结由玻璃和荧光物质组成的粉末混合物。在这种烧结方法中使用相对高的温度(150°C高于软化温度)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供了一种转换元件和一种用于制造该转换元件的方法，利用其改进转换元件的光学特性并且特别是可以将玻璃材料用作用于转换元件的基体材料，其中尽可能少地或不会损害荧光物质。相对于包含作为基体材料的硅树脂的、商业上通用的转换元件，在运行转换元件期间会达到改进的热导性。该目的通过根据权利要求1所述的方法和通过根据权利要求11所述的转换元件来实现。在根据权利要求1所述的方法中荧光物质不是置入硅树脂中，而是置入玻璃材料中，因为玻璃与硅树脂相比保证了特别高的导热性。然而荧光物质首先不会已经在制造方法的开始就与基体材料(在此与玻璃)混合。特别是避免使由玻璃和荧光物质组成的材料混合物(根据DElO 2008 021 438A1粉末或熔化液)经受热处理。替代其以紧凑的形式使用玻璃材料；可选地作为预成型的基层或作为软化的玻璃块。荧光物质随后才置入软化的玻璃材料中。如果由玻璃颗粒进和荧光物质颗粒组成的材料混合物直接经受热处理步骤，该热处理步骤导致材料混合物的熔化和玻璃化，那么荧光物质经受非常强的温度负荷(在较高的温度下和/或经过长的持续时间)。然而在这个申请中利用的其中一个想法在于，当玻璃块已经作为粘在一起(zusammenhiingender)的玻璃体存在时，则之后不再更多地需要用于将玻璃颗粒的共同熔化成尽可能无气泡的玻璃块的热能。因此根据本专利技术荧光物质不是在制造开始已经与玻璃材料混合，而是首先使用无荧光物质的玻璃材料，首先仅仅将荧光物质或者含荧光物质的材料覆盖在该玻璃材料表面(例如其上侧)。然后随后通过在升高的温度下沉降实现将荧光物质嵌入玻璃材料中。在此仅仅加热玻璃直到-不同于来自DElO2008 021 438A1的烧结方法-荧光物质沉降在该玻璃的表面中。用于获得无气泡的转换元件必需的温度在此在相同的过程条件(持续时间)下在标准压力(1013mbar)下比在烧结方法中低。可以提供这种玻璃作为还可加热的固体的玻璃基层、或者作为已经加热的并且由此软化的玻璃块(在压模或铸模中)。首先荧光物质或含荧光物质的层涂覆在玻璃层或玻璃基层的外侧面(例如上侧面)上并且接着才随后通过沉降置入均匀的玻璃材料中。由于与在DElO 2008 021 438A1中所述的烧结方法相比较低的温度，所以由制造条件决定的对荧光物质的损害的风险是更小的。因此这提高了作为在转换元件中的硅树脂的替代方案的玻璃材料的适用性。因为荧光物质通过沉降直接置入玻璃材料中，所以玻璃材料不仅仅构成用于涂覆荧光物质或含荧光物质层的基体，而是它用作用于转换元件本身的真正的基本材料。这个沉降过程可以通过充分利用地球引力、通过机械挤压和/或通过超压来促进或加速，每次在热处理中结合热作用。在此透明的玻璃基层高于软化温度来加热。完成的转换元件包含之后在用作基体的玻璃材料中沉降的、荧光物质种类或不同的荧光物质种类的混合物的荧光物质颗粒。玻璃材料可以在进行热处理之前在室温下被提供并且与上面涂覆的含荧光物质的层一起被加热。在此再一次软化玻璃块，然而仅仅直到荧光物质沉降在这个玻璃块中。可替换地在将荧光物质涂覆在加热的和软化的玻璃材料的表面上之前，可以进行玻璃材料的热处理。如果玻璃例如由玻璃粉末或由熔化液来生产，那么在冷却这样获得的无气泡的玻璃体之后才实现用荧光物质涂装。可替换地也可以在高于软化温度的温度下的冷却阶段期间实现用荧光物质涂装和荧光物质的沉降(必要时通过将机械挤压或超压来促进)。根据IS077884-3软化温度以粘度η =107 6dPa.s来定义。在此所述的替代方案将玻璃成型、涂装和沉降组合为一个过程并且节省了否则再一次需要的、用于软化玻璃的加热。同样也可以为了制造这种转换元件使用已经完成成型的或商业有售的玻璃体例如平行平面的薄玻璃、超薄玻璃、透镜(凹形的、凸面的等等)或者泡壳。在这种情况下用荧光物质涂装玻璃体并且接着只加热到直到荧光物质沉降在玻璃表面。将荧光物质或含荧光物质的材料涂覆在玻璃材料的表面上的时间点可以有选择地选在热处理之前或之中；这个时间顺序是灵活的，然而取决于通过哪种方法来涂覆荧光物质、以及含荧光物质的材料的组成。如果含荧光物质的材料例如作为可印刷的膏体(例如用于筛网印刷和刻板印刷)来涂覆，那么膏体除了荧光物质颗粒之外通常也还包括溶剂和粘合剂。在这种情况下优选地在加热之前实现玻璃基层的涂装，以便在加热过程期间可以实现溶剂以及粘合剂的蒸发。含荧光物质的材料通过喷镀、涂抹、涂刷、通过电沉积或者以其他的方式涂覆在玻璃上。含荧光物质的材料可以包括悬浮在有机溶剂(异丙醇)中的荧光物质。软质玻璃或硬化玻璃可以用做玻璃，其是透明的，即具有在UV_VIS(紫外可见吸收光谱)中高的透射性和低的自身着色性。此外也可以使用低熔点玻璃。例如Schott生产厂的标号为D263T的硼硅玻璃适合作为软质玻璃，该硼硅玻璃作为薄玻璃是可购买到的。根据玻璃的选择在热处理中保持的或至少瞬间达到最大值的温度处于80°C与1500°C之间。优选地使用软化温度不高于740°C的玻璃，由此使荧光物质还可以在低于800°C的温度下用于沉降在玻璃表面中(必要时借助机械挤压或者通过超压)。例如可以使用具有在600°C与950°C之间的软化温度的硬化玻璃或软质玻璃。在使用低熔点的玻璃时温度负荷更加明显变小。根据一个改进方案设置为，附加地涂覆由其他的玻璃材料组成的另一个层。这个玻璃材料优选地是同一个如在步骤a)中以荧光物质覆盖的玻璃材料；然而其也可以使用其他的具有不同(abweichender)的材料组成的玻璃材料(例如薄玻璃或超薄玻璃)。这种薄板根据方法步骤c)至e)来制造，即优选地通过另一个热处理。当两个不同的或不同种的荧光物质应该通过沉降来沉入玻璃材料中时，根据上述的改进方案特别适合于进行步骤c)至e)。在这种情况下第一荧光物质置入在步骤a)中处理的玻璃材料中，然而第二荧光物质置入其他的玻璃材料(例如以薄玻璃或超薄玻璃的形式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造用于光学和/或光电构件（20）的转换元件（10）的方法，其中所述方法至少包括下述步骤：a）将荧光物质（4；4a）或包含所述荧光物质（4；4a）的材料（3a）涂覆在透明的、无荧光物质的并且均匀的玻璃材料（2a）的表面（1A）上并且在升高的温度（T1）高于所述玻璃材料（2a）的软化温度（Tw）时进行热处理（TB1），由此软化所述玻璃材料（2a）直到所述荧光物质（4；4a）沉降在所述玻璃材料（2a）中，以及b）冷却包括沉降的所述荧光物质（4；4a）的所述玻璃材料（2a）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.05 DE 102011078663.51.一种用于制造用于光学和/或光电构件(20)的转换元件(10)的方法，其中所述方法至少包括下述步骤: a)将荧光物质(4;4a)或包含所述荧光物质(4 ;4a)的材料(3a)涂覆在透明的、无荧光物质的并且均匀的玻璃材料(2a)的表面(1A)上并且在升高的温度(Tl)高于所述玻璃材料(2a)的软化温度(Tw)时进行热处理(TB1)， 由此软化所述玻璃材料(2a)直到所述荧光物质(4 ；4a)沉降在所述玻璃材料(2a)中，以及 b)冷却包括沉降的所述荧光物质(4；4a)的所述玻璃材料(2a)。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述荧光物质(4 ；4a)或包含所述荧光物质(4 ；4a)的所述材料(3a)通过喷镀、涂抹、涂刷、电沉积、通过印刷软膏状的涂层或者以其他的方式直接涂覆在所述玻璃材料(2a)的所述表面(IA)上或作为分离介质涂覆在用于使所述玻璃材料成型而确定的模具(22)或压模(23)上。3.根据权利要求1或2 所述的方法， 其特征在于， 作为紧凑的、粘在一起的和无气泡的玻璃层的所述玻璃材料(2a)以所述荧光物质(4 ；4a)或包含所述荧光物质(4 ；4a)的所述材料(3a)来覆盖并且经受所述热处理(TBl)。4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述紧凑的、粘在一起的和无气泡的玻璃层在还没有加热的状态中被提供并且通过所述热处理(TBI)来软化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 在进行所述热处理(TBl)之前，首先所述玻璃材料(2a)作为预成型的固体的玻璃基层(I)被提供并且利用所述荧光物质(4 ;4a)或包含所述荧光物质(4 ;4a)的所述材料(3a)来覆盖。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 在将所述荧光物质(4 ;4a)涂覆在软化的或者至少加热的所述玻璃材料(2a)的所述表面(1A)之前，首先开始所述玻璃材料(2a)的所述热处理(TBl)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法， 在冷却所述玻璃材料(2a)之前、期间和/或之后的其他步骤的特征在于: c)将由其他的玻璃材料(2a)构成的涂层(5)涂覆在步骤a)中处理的所述玻璃材料(2a)上， d)将其他的荧光物质(4;4b)或包含所述其他的荧光物质(4 ;4b)的涂层涂覆在其他的所述涂层(5)的表面(5A)上，其中所述表面(5A)背向于在步骤a)中处理的所述玻璃材料(2a)，以及 e)在升高的温度(T2)时通过沉降将所述其他的荧光物质(4;4b)置入所述其他的玻璃材料(2a)的背向的表面(5A)中。8.根据权利要求7所述的方法， 其特征在于， 所述其他的玻璃材料(2a)涂覆在步骤a)中处理的所述玻璃材料(2a)的、已经利用所述荧光物质(4 ；4a)覆盖的侧面上并且在步骤d)和e)中提供有与在步骤a)中处理的所述玻璃材料(2a)不同的其他的荧光物质(4 ;4b)。9.根据权利要求1至6...

【专利技术属性】
技术研发人员：安杰拉·埃伯哈德，赖因霍尔德·施密特，哈拉尔德·斯特里克斯尼尔，
申请(专利权)人：欧司朗有限公司，
类型：
国别省市：