[发明专利]具有带有导热接触部的转换材料的发射辐射的器件以及其制造方法

说明书

技术领域

本专利申请要求德国专利申请10 2010 034 913.5的优先权，其公开内容通过参引的方式并入本文。

背景技术

本发明涉及一种发射辐射的器件以及一种用于制造该器件的方法。

具有发光二极管（LED）的发射辐射的器件中通常使用转换材料。转换材料将入射辐射中的一部分转换为具有改变的、更长波长的辐射，以至于经转换的辐射具有比入射辐射更低的能量（所谓的向下转换down-conversion）。在大多数情况下，能量差以热能的形式积累，以至于在此大幅加热转换材料。通常情况下，转换材料的效率是温度相关的，尤其在高温下能够大幅降低转换材料的效率。由器件发射的光的色彩印象同样能够与器件中的温度相关。

此外，转换材料能够给予在断开状态下的器件彩色的色彩印象（所谓的“断开状态的外观（off-state appearance）”）。例如通过蓝色光谱范围中的光激励的转换材料也吸收在断开状态下入射的相应的波长范围中的光，例如日光。因此，根据转换材料，所述光具有黄色、橘色、红色或绿色的本体色。尤其在转换材料在空间上与发射辐射的区域分离的器件中，器件的将辐射耦合输出的区域在断开状态下具有由转换材料引起的不利于美观的彩色的色彩印象。

对于应用而言，所期望的是具有高的效率、低的辐射损耗和高的颜色稳定性的发射辐射的器件。此外，所期望的发射辐射的器件是，所述器件的将辐射耦合输出的区域在断开状态下具有尽可能白色的或无色的色彩印象。

发明内容

因此，本发明的实施形式的待实现的目的在于，提出一种具有改良的特性的发射辐射的器件。

另一待实现的目的在于，提出一种用于制造发射辐射的器件的方法。

提出一种用于发射辐射的器件，所述器件包括包含有半导体材料的辐射源，所述辐射源在工作时发射具有第一波长的第一辐射。下面，发射辐射的器件也简称为“器件”。

根据至少一个实施形式，器件包括透明的本体，所述本体包括基质材料和无机填充料。透明的本体至少部分地设置在第一辐射的光路中。下面，无机填充料也只称为“填充料”。

根据至少一个实施形式，器件包括转换材料，所述转换材料至少部分地设置在第一辐射的光路中。转换材料将第一辐射中的至少一部分转换为具有更长的第二波长的第二辐射。也就是说，第一辐射具有比第二辐射更高的能量。能量差尤其能够以热能的形式积累。下面，通过转换所产生的热能也称为“转换热量”。

根据至少一个实施形式，转换材料至少部分地与透明的本体的填充料中的至少一部分导热地接触。这导致，转换热量中的至少一部分能够排出到填充料上或者经由填充料从转换材料导出。由此，有利地保护转换材料防止过热并且/或者提高转换材料的效率。提高的效率的特征在于，第一辐射的较高的份额转换为第二辐射。由于改善的导热，器件例如也能够用比传统的发射辐射的器件更高的电流驱动。

包含有半导体材料的辐射源例如是发光二极管（LED）或激光二极管。作为辐射源也能够使用在相同或不同的第一波长下发射的多个发光二极管和/或激光二极管。第一辐射的光谱称为第一波长。第一波长能够位于光谱的可见范围（420nm至780nm波长）中、尤其在蓝光光谱范围中、在UV范围（<420nm）中以及在IR范围（>780nm）中。第一辐射尤其能够具有低于600nm的波长最大值。半导体材料在本发明中不受限，只要所述半导体材料能够至少部分地具有电致发光性。在此例如使用能够由选自铟、镓、铝、氮、磷、砷、氧、硅、碳或其组合的元素构成的化合物，例如氮化铟镓（InGaN）或磷化铝镓铟（InGaAlP）。也能够使用其他元素或添加物。

根据本发明，转换材料的选择不受限制。也能够使用稀土金属和/或过渡金属掺杂的陶瓷作为荧光材料，所述荧光材料例如在WO98/12757中说明，其公开内容在此通过参引的方式并入本文。转换材料能够包括荧光材料或不同荧光材料的组合或由其构成。通过使用转换材料，能够更改所发射的辐射的色彩印象。器件例如能够发射具有白色色彩印象或另一色彩印象的辐射。

根据另一实施形式，基质材料的折射率和无机填充料的折射率随着温度改变。基质材料的和填充料的折射率的温度相关的分布曲线通常是不同的。