具有至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的發(fā)光器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明針對的是發(fā)光器件，尤其是LED領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括作為宿主（host)材料的硅酸鹽、磷酸鹽(例如磷灰石）和鋁酸鹽、具有添加作 為宿主材料的激活材料的過渡金屬或稀土金屬的磷光體是廣為人知的。隨著尤其是藍(lán)色 LED在近年已經(jīng)變得實用可行，人們正熱烈追求著利用與這樣的磷光體材料相結(jié)合的這樣 的藍(lán)色LED開發(fā)白色發(fā)光器件。由于以LED為光源的白色發(fā)光器件預(yù)期具有比現(xiàn)有白色光 源更低的功耗和更長的使用壽命，開發(fā)正朝著它們在液晶面板的背光源、室內(nèi)和室外照明 器具、汽車面板的背光源、汽車前燈和信號光源、投影器件中的光源等方面中的應(yīng)用展開。
[0003] 然而，最新技術(shù)的LED的制造涉及復(fù)雜的技術(shù)，對于顏色轉(zhuǎn)換器材料的應(yīng)用而言， 情況尤其如此。在本發(fā)明的意義下，顏色轉(zhuǎn)換器材料特別表示和/或包括能夠吸收來自發(fā) 光器件的光并且發(fā)出不同波長的光的材料，所述不同波長的光在大多數(shù)應(yīng)用中包括綠色和 /或紅色光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供允許大多數(shù)應(yīng)用具有更容易的LED構(gòu)造的發(fā)光器件。
[0005] 這個目的是通過依照本發(fā)明的權(quán)利要求1的發(fā)光器件來實現(xiàn)的。相應(yīng)地，提供了 發(fā)光器件，其包括至少一個光源以及至少一種平均直徑為從彡25 ym到< 2500 ym的陶瓷 球形顏色轉(zhuǎn)換器材料。舉一個實例而言，光源可以是無機(jī)LED、有機(jī)LED或者激光二極管。
[0006] 發(fā)光器件和/或用于發(fā)光器件的這樣至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料對于本 發(fā)明內(nèi)的大范圍的應(yīng)用而言已經(jīng)表明具有以下優(yōu)點(diǎn)中的至少一個： -由于發(fā)光器件包括球形顏色轉(zhuǎn)換器材料，該材料容易通過外部力和/或通過自組裝 以便在低壓下由于低球間摩擦而以致密組合結(jié)構(gòu)組裝來形成。 -由于最小平均直徑為25 ym的球形物的宏觀特性(相比于原子尺寸）的原因，所述至 少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的使用允許非常精確地加入球形物，從而達(dá)到優(yōu)良的色度 控制。 -由于大范圍應(yīng)用中所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的球形形狀的原因，可以 實現(xiàn)優(yōu)良的光轉(zhuǎn)換、混合以及向外親合的性質(zhì)。 -在本發(fā)明的大范圍的應(yīng)用中，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料以及包括這樣 的至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的發(fā)光器件可以使用不復(fù)雜且高效的技術(shù)(例如利用 以下描述的技術(shù)）來提供和/或制造。 -由于球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的精確沉積控制，可以容易地實現(xiàn)具有修改的發(fā)光性質(zhì)的 不同顏色轉(zhuǎn)換器材料的組合。
[0007] 在本發(fā)明的意義下，術(shù)語"球形"特別表示和/或包括所述至少一種陶瓷球形顏色 轉(zhuǎn)換器材料的形狀與理想球形形狀的平均偏差< 10%，其在目前是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施 例。這里，平均偏差表示陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的局部直徑與平均直徑之間的平均差值。
[0008] 特別優(yōu)選的是，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的形狀與理想球形形狀的 平均偏差< 5%，更加優(yōu)選地< 2%，最優(yōu)選地< 1%。
[0009] 在本發(fā)明的意義下，術(shù)語"陶瓷材料"特別表示和/或包括晶狀或多晶緊密材料或 者具有受控數(shù)量的孔隙或沒有孔隙的復(fù)合材料。
[0010] 在本發(fā)明的意義下，術(shù)語"多晶材料"特別表示和/或包括體密度大于90%的主成 分、包括超過80%的單晶疇（single crystal domain)的材料，其中每疇的直徑大于0. 5 ym 并且具有不同的結(jié)晶取向。這些單晶疇可以通過非結(jié)晶材料或玻璃材料或者通過附加的晶 體成分來連接。
[0011] 依照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，提供了發(fā)光器件，其包括至少一個光源以及至少 一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料，所述材料的平均直徑從多100 ym到< 2000 ym，更加優(yōu) 選地為彡200 y m到< 1500 y m，仍然更加優(yōu)選地為彡250 y m到< 1000 y m，最優(yōu)選地為 多 300 y m 到< 750 y m。
[0012] 依照一個優(yōu)選的實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料具有相應(yīng)單晶理 論密度的彡95%且彡100%的密度。這已經(jīng)證明對于本發(fā)明內(nèi)的大范圍的應(yīng)用是有利的，因 為這樣的話所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的發(fā)光性質(zhì)可以由于發(fā)散光的數(shù)量的 減少而增強(qiáng)。作為較少發(fā)散的結(jié)果，所述陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料內(nèi)的平均光路縮短并且 從而減少了光損失較少的輻射量。
[0013] 更加優(yōu)選地，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料具有相應(yīng)單晶理論密度的 彡97%且< 100%的密度，仍然更加優(yōu)選地為彡98%且< 100%，甚至更加優(yōu)選地為彡98. 5% 且彡100%，最優(yōu)選地為彡99. 0%且彡100%。
[0014] 依照本發(fā)明的一個實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的球形物的直 徑基本上服從寬度s < 0. 1的對數(shù)正態(tài)分布。對數(shù)正態(tài)分布表不這樣的分布，其中直徑為 a并且平均直徑為％的陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的數(shù)量n (a)如下：
這里，s表示分布n(a)的寬度。N為陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的總數(shù)量。在本發(fā)明的 大范圍的應(yīng)用內(nèi)，已經(jīng)證明，當(dāng)所述直徑在尺寸上更加一致時，特別是所述至少一種陶瓷球 形顏色轉(zhuǎn)換器材料的自組裝變得容易。
[0015] 優(yōu)選地，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的球形物的直徑基本上服從寬度 為s < 0. 08的對數(shù)正態(tài)分布，所述寬度更加優(yōu)選地為s < 0. 06。
[0016] 依照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的表面 的表面粗糙度(表面平面性的破壞；作為最高和最深表面特征之間的均方根差來測量）為 多0.001卩111且<1卩1]1。
[0017] 依照本發(fā)明的一個實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的表面的表面 粗糙度為彡0.005 ym且< 0.8 ym，依照本發(fā)明的一個實施例為彡0.01 ym且< 0.5 ym， 依照本發(fā)明的一個實施例為多0. 02 ym且< 0. 2 ym，并且依照本發(fā)明的一個實施例為 多 0. 03ym 且 < 0. 15ym。
[0018] 依照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料的比表面 積（specific surface area)為彡10_7m2/g且<0.1m2/g。這里，比表面積表示所有陶瓷球 形顏色轉(zhuǎn)換材料的所有表面積之和除以所有陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換材料的總質(zhì)量。
[0019] 依照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述至少一種陶瓷球形顏色轉(zhuǎn)換器材料基本上由 選自包括以下成分的組的材料制成： 〇^_!￡丁擴(kuò)，!￡6(1上(八1卜2_ [^#1。)5012_九:。6丨1^，其中0^^彡1，0彡7彡1，0彡2彡0.1， 0〈a < 0? 2,0〈b < 0? 1，并且 0〈c〈l ; (SiVryBaxCayVzSihAlaNhOjEUz2.，其中 0 彡 a 彡 5,0〈x 彡 1，0 彡 y 彡 1 并且 0<z ^ 0. 1 ； (SrubCabBaJSixNyO^EUa2.，其中 0? 002 彡 a 彡 0? 2,0. 0 彡 b 彡 0? 25,0. 0 彡 c 彡 0? 25， 1. 5 彡 x 彡 2. 5,1. 5 彡 y 彡