[发明专利]用于制造发光转换材料层的方法、用于其的组合物以及包括这种发光转换材料层的器件

说明书

相关申请的交叉参引

本申请要求德国专利申请102010054280.6的优先权，其公开内容在此通过参引并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于制造发光转换材料层的方法、在所述方法中应用的组合物以及包括这种发光转换材料层的器件。

背景技术

在发射辐射的器件中通常使用发光转换材料，以便将由辐射源发射的辐射部分地转换成具有改变的波长的辐射。在发射辐射的器件中，通常发射的辐射的均匀的色彩印象和高效率是期望的，因此将发光转换材料引入到器件中具有特别的意义。

发明内容

因此，本发明的待实现的目的在于，提出一种用于制造具有改进的特性的发光转换材料层的方法。

其他的目的在于，提出一种在这种方法中应用的组合物以及包括这种具有改进的特性的发光转换材料层的器件。

所述目的中的至少一个通过根据本发明的至少一个实施形式的方法、组合物和器件来实现。

提出一种用于在具有工作时发射初级辐射的半导体元件的衬底上制造发光转换层的方法，所述方法包括下述方法步骤：

（a）提供衬底；

（b）提供组合物，所述组合物包括发光转换材料、基体材料和溶剂；

（c）将组合物施加到衬底上；

（d）移除溶剂的至少一部分，使得在衬底上构成发光转换材料层。

特别地，方法步骤（a）和（b）能够以任意的顺序进行或也能够同时进行。方法步骤（c）和（d）必要时能够同时地、但是通常依次地进行。在工作中发射初级辐射的半导体元件在下面也称作“半导体元件”。

发光转换材料层能够至少部分地通过发光转换材料沉降、即下沉来构成。对此，在施加组合物和实际移除溶剂之间能够经过一定时间。也能够执行在方法步骤（d）中移除溶剂和/或在方法步骤（c）中添加组合物，使得发光转换材料能够至少部分地在此期间沉降。即使已经存在多于溶剂的基体材料，发光转换材料能够在溶剂和基体材料存在时沉降。

当在方法步骤（c）中施加组合物时和/或在方法步骤（d）中构成发光转换材料层时，能够避免湍流，由此发光转换材料层能够以改进的均匀性在衬底上构成。这与不含溶剂的常规组合物相比，通过在所述组合物中的溶剂变得简单。因此，为了施加例如能够放弃将组合物加热到环境温度之上、例如25℃之上的温度，由此简化了方法。

通过完成打磨穿过所述层、衬底或衬底的一部分、例如为横截面并且随后借助显微镜或电子扫描显微镜（REM）进行分析的方式能够评估均匀性。由此，例如能够确定发光转换材料下沉的程度和梯度、发光材料层的密度和密度梯度。

在方法步骤（d）中构成的发光转换材料层尤其能够在衬底上或在上面直接制造有所述发光转换材料层的层上具有良好的附着，使得既不需要粘接剂也不需要粘接层。由此，能够节约用于施加一种粘结剂以及当然施加多种粘接剂本身的工作步骤。

有利地，由此也改进具有这种发光转换材料层的发射辐射的器件的放射特性和色彩均匀性，因为与常规的器件相反，透明的粘接层不能以不期望的方式用作光导体，穿过所述粘接层能够耦合输出未被转换的初级辐射。

在工作中，半导体元件发射具有第一波长的初级辐射，其中第一波长说明初级辐射的光谱。发光转换材料将初级辐射至少部分地转换成波长更长的第二波长的次级辐射。第二波长说明次级辐射的光谱。

根据本发明，半导体材料的选择是不受限制的。特别地，能够使用在光谱的可见范围中（420nm至780nm波长）的或在UV范围中（200nm至420nm波长）发射的初级辐射的半导体材料。

根据本发明，发光转换材料的选择是不受限制的。这种发光转换材料和发光转换材料混合物的实例为：

-氯硅酸盐，例如在DE10036940和在那描述的现有技术中公开，

-正硅酸盐、硫化物、含硫金属和钒酸盐，例如在WO2000/33390和在那描述的现有技术中公开，

-铝酸盐、氧化物、卤化磷酸盐，例如在US6616862和在那描述的现有技术中公开，

-氮化物、Sione、塞隆（Sialone），例如在DE10147040和在那描述的现有技术中公开，以及

-稀土元素的石榴石、例如是YAG:Ce和碱土金属元素的石榴石，例如在US2004-062699和在那描述的现有技术中公开。