用于制造转换元件的方法以及转换元件的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种用于制造用于光学构件和/或光电构件的转换元件（10）的方法，其中这种方法至少包括下述步骤：a）提供透明的基层（1），b）涂覆包含粉末状的玻璃焊料（2a）的料层（2），c）通过第一热处理（TB1）使料层（2）玻璃化，由此将料层（2）的玻璃焊料（2a）玻璃化并且由此转化为具有极少的自身着色性的玻璃材料（2b），d）将含荧光物质的材料涂覆在料层（2）上以及e）进行第二热处理（TB2），因此所述含荧光物质的材料的荧光物质（4）沉降在所述料层（2）的玻璃材料中。
【专利说明】用于制造转换元件的方法以及转换元件
【技术领域】
[0001]本发明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在元件、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。
【背景技术】
[0002]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。硅树脂是差的热导体，因此在运行光辐射构件期间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更有效率。另一方面在将玻璃用作基体时需要较高的温度以嵌入荧光物质颗粒，由此在这个过程中损害了荧光物质并且因此同样可以持久地失去效率。
[0003]在DE102008021438A1中提出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。在这种方法中使用相对高的温度(150°C高于软化温度)。此外必然使用成本高的成型方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供了一种转换元件和一种用于制造该转换元件的成本低廉的方法，利用上述转换元件和其制造方法，改善了转换元件的效率，并且使玻璃也能够用作用于转换元件的基体材料，具有由制造条件决定的、较低的对荧光物质损害的风险。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善的热导性并且由此达到改善的转换元件的效率。
[0005]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10所述的转换元件来实现。在根据权利要求1所述的方法中选择玻璃材料作为用于荧光物质的基体，因为该玻璃材料与例如硅树脂相比保证了特别高的导热性。然而首先特别是在制造方法中不像DE102008021438A1中所述最终使用的材料混合物经受热处理。替代其使用玻璃焊料以及含荧光物质的材料，它们依次经受不同的热处理步骤。首先设置，用于基体材料的玻璃焊料粉末单独地、即还没有荧光物质经受(第一)热处理。这样选择这个第一热处理步骤的温度和持续时间，即发生无荧光物质的玻璃焊料的玻璃化并且由此玻璃焊料粉末层转化为玻璃的、优选地尽可能无气孔的料层。与开头所述的烧结方法相比荧光物质不经受这个第一热处理，以便在升高的温度下也可以实现制造优选地无气泡的玻璃料层。
[0006]在这种玻璃化之后，含荧光物质的材料(例如包含荧光物质的溶液或悬浮液)才涂覆在已经玻璃化的材料上，特别是作为其他的层。接着这个层顺序(Schichtenfolge)经受另一个的、第二热处理，通过该第二热处理含荧光物质的材料的荧光物质沉降在预玻璃化的、即在之前已经玻璃化的料层中。[0007]在申请中利用的构想在于，经受(第二)热处理的材料仅仅还必须加热到荧光物质可以沉降在这个材料中。这导致，荧光物质不是均匀地存在于玻璃基体中，而是随变化趋势地集中在与基层玻璃相对的侧面上。优选地这个侧面朝向芯片(也在这种情况下，即转换元件与该芯片间隔开)，从而荧光物质为相对靠近芯片且比在烧结方法中更小的层厚度地存在。由此得出改善的在角度上的辐射特性(例如用于避免/降低在部分转换中的所谓的“黄色环”)，因为这个辐射特性时常取决于转换的层的厚度(射到侧面的光束)。[0008]在烧结方法中如在DE102008021438A1中所述，从开始时已经添加的荧光物质颗粒增加了粘度并且由此需要高的温度，以便达到可比的气泡水平或无气泡(Blasenarmut)。甚至在低熔点的玻璃中所需的更强烈的热处理作用则可以潜在地损害一部分荧光物质并且持久地使其无效。然而在此处提出的方法中荧光物质的由制造条件决定的热负荷由于采用两个单独的热处理步骤(一次具有荧光物质和一次没有荧光物质)以及由于方法步骤的选择的顺序比在烧结方法中变得小很多。因此荧光物质的不期望的(部分的)失效在这种方法中可能性更小，即使在使用无铅的玻璃焊料时，其软化温度高于那些含铅的玻璃焊料。这提高了替代硅树脂的作为基体材料的玻璃材料的可使用性。根据IS07884-3软化温度以粘度 n=107’6dPa.s 来定义。
[0009]上面所述的方法步骤结合透明的基层来设置，该基层作为用于待涂覆的玻璃焊料层的基体并且是完成的转换元件的之后的组成部分或至少是其载体。
[0010]为此荧光物质从含荧光物质的层到玻璃焊料材料中的沉降在向(位于最下方的)基层的方向上向下进行。这个沉降过程可以通过充分使用地球引力和/或通过机械挤压来促进或加速，分别在两个热处理期间结合热作用。透明的基层(例如由玻璃组成)具有比待涂覆的玻璃焊料层具有更高软化温度。该基层可以在制造期间用作用于玻璃焊料层的基底和支座(Widerlager)(或者是压板)并且此外用作在最后的转换元件上的简单的光学元件。实际的转换元件则由荧光物质颗粒和用作基体材料的玻璃构成。
[0011]在与第一热处理的相同的或者相似的(相差最高100°C、优选地最高50°C的)温度下可以进行第二热处理。优选地第一热处理的温度高于第二热处理的温度，因为荧光物质还没有被一同加热。在荧光物质沉积入玻璃化的玻璃焊料之前，通过第一热处理步骤已经将无荧光物质的玻璃焊料玻璃化。对于根据申请的方法可以特别使用用于软质玻璃和低熔点玻璃(具有在400与800°C之间、优选地在400与600°C之间的软化温度的)的玻璃焊料，甚至无铅的玻璃或玻璃焊料(比含铅的玻璃具有更高的软化温度的)，其是透明的，也就是说具有在UV-VIS (紫外可见吸收光谱)中高的透射性和低的自身着色性。无荧光物质的玻璃焊料可以例如设计为由玻璃焊料粉末、介质和/或粘合剂组成的可印刷的膏体(例如筛网印刷或刻板印刷)并且涂覆在透明的基层上。热处理可以在空气中实现。
[0012]含荧光物质的材料可以作为适用于印刷的膏体或可替换地通过喷镀或涂刷(作为液体或悬浮液)、通过静电沉积(作为粉末)或者以其他的方式来涂覆。含荧光物质的材料可以包含例如悬浮在有机的溶剂(如异丙醇)中的荧光物质。为此首先无荧光物质的玻璃焊料层可以是例如含碱的、含锌的和/或含硼的磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐或硼硅酸盐或者可以包含这样的材料作为主要组成部分。这些材料不具有改变色区的自身着色性。然而，首先如已经显示出的那样，这些材料在热处理期间不与不同的荧光物质种类(例如石榴石，如YAG:Ce、LuAG等等、氮化物、SiONe或原硅酸盐)反应，该荧光物质种类用于获得次级光谱(例如绿色、红色等)的不同的光谱区域。通过荧光物质的混合调整色区。在部分转换中初级辐射附加地为此做贡献。热白光束可以例如通过蓝色辐射的芯片利用由石榴石和氮化物组成的混合物的，以及通过由氮化物和原硅酸盐组成的混合物的部分变换来产生。同样其他的光色可以通过不同的组合来产生。当所有荧光物质类型可以嵌入在相同的玻璃基体中时，在该荧光物质类型不与玻璃基体反应并且不由此被损害的情况下，在此表明这是有利的。因此，在此所述的方法结合上面所述的无铅的玻璃焊料是特别有利的，因为可以在空气中和在标准压力下嵌入特别敏感的氮化物和原硅酸盐。由此这个方法是成本低廉的。其次也可以使用其他的无铅的玻璃焊料。无铅的玻璃焊料即主要比无铅的玻璃焊料具有更高的软化温度，然而无铅的玻璃焊料由于在此提出的方法此时比在进行玻璃化之前与荧光物质混合的情况下能够以对于荧光物质更小的热负荷来处理。这显著提高了无铅的、符合RoHS (管制有害物质的限制指令)的玻璃焊料的可使用性。
[0013]根据一个改进方案，在实际的玻璃焊料的之前的无荧光物质的材料被涂覆之前，附加的散射层直接制造在透明的基层上。首先散射层的膏体可以不玻璃化地保留在基层上并且连同之前的无荧光物质的材料一起通过第一热处理来玻璃化。可替换地也可以提前单独地进行热处理，以便使散射层首先单独玻璃化。在第一种情况下需要两次热处理，在后者的情况下需要三次单独的热处理。
[0014]下面实施用于转换元件的和它的制造的若干实施例。在此使用优选地无铅的、但是具有在400与600°C之间的软化温度的低熔点的玻璃焊料。特别是可以使用含锌的硼酸盐玻璃、锌铋硼酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、铝锌磷酸盐玻璃或碱性磷酸盐玻璃，也以互相的组合和/或与其他的用于(之情的)无荧光物质的层的配料混合地使用。可以使用例如YAG(Ytttrium-Aluminium-Granat乾招石槽石)、氮化物或还有原娃酸盐作为突光物质本身。此外也能够互相组合地使用多个不同的荧光物质，以便产生两个或多个不同的次级光谱。上面所述的基体材料不具有自身着色性，以使得不取决于，应该以哪个浓度或混合方式来添加哪个荧光物质，可以始终使用嵌入的玻璃基体的相同的组成。然而原硅酸盐和氮化物是化学上较低稳定的并且因此在由制造条件决定的热处理中是特别易受氧化影响的，特别在超过600°C的温度下。即使是诸如PbO-B2O3-SiO2含铅的玻璃焊料，就像制造商Ferro的标号为10104和10012的玻璃焊料 ，随着升高的沉降温度观察到氮化物的和原硅酸盐的荧光物质的降低的可激发性。然而在此提出的方法使得即使是易受氧化影响的荧光物质也能够无损地置入玻璃基体。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]参照下述附图来说明一些实施例。附图示出:
[0016]图1A至IG是在此提出的方法的实施方式的不同的方法步骤，以及
[0017]图2至7是具有转换元件和光学构件或光电构件的装置的不同的实施例。
【具体实施方式】
[0018]图1A至IG说明了方法的示例性的实施方式的不同的方法步骤，其中分别示出透明的基层I和在其上已经布置的其他的层的示意性的、部分的横截面视图。尺寸关系、特别是层厚度关系是不按比例尺的。此外根据图1A和IB的方法步骤是可选的进而可以由此省略；相应地也可以省略在图1C至IF中的层5。由此实际的方法以图1C开始，在此由首先还没有荧光物质的玻璃焊料2a被沉积或者以另外的方式被涂覆-要么直接在透明的基层I上要么(如所示地)在之前涂覆在基层I的、可选的散射层5上。
[0019]根据一个改进方案这个散射层5 (图1A)首先直接沉积在(优选地平面的和平面平行的)透明的、基层厚度或层厚度dl (优选地在ΙΟμπι与5mm之间的)的基层I上。散射层5优选地包括玻璃焊料材料5a，其包含散射颗粒6 (图1A)，这种散射颗粒特别是具有明显地不同于玻璃基体的折射率，优选地至少相差0.1，和/或具有在380nm与5 μ m之间(作为平均的颗粒直径)的颗粒大小。在根据图1A在涂覆散射层5之后这个散射层可以要么根据图1B通过单独的热处理来玻璃化要么可替换地根据图1C涂覆玻璃焊料层2之后接着连同这个玻璃焊料层2 —起玻璃化，如图1D中通过热处理TBl和温度Tl所示。如果散射层5要首先单独玻璃化，那么根据图1B首先进行单独的热处理ΤΒ0，将在下文中进一步描述其温度TO和持续时间。
[0020]根据图1C涂覆由玻璃焊料2a组成的料层2，该玻璃焊料首先还不包含荧光物质。料层2或用这个料层(必要时具有可选的、层厚度d5的散射层5)覆盖的透明的基层I根据图1D经受(第一)热处理TBl ;示例性地选择的、用于热处理TBl的温度Tl和持续时间的数值将在下文中进一步描述。料层2的层厚度d2在进行第一热处理TBl之后例如处于I μ m与200 μ m之间，特别是5 μ m与100 μ m之间。特别优选地层厚度d2是在10 μ m与50 μ m之间。
[0021]最后根据图1E 实现含荧光物质的(层厚度d3的)层3的沉积或以另外的方式的涂覆，其含荧光物质的材料3a特别是包含作为颗粒的或以其他的形式分布的荧光物质4 ；4a,4b。含荧光物质的材料3a特别是作为荧光物质粉末存在，其中(平均的)颗粒大小可以例如是在2 μ m与20 μ m之间。可以如所示地提供多种、例如两种荧光物质颗粒4 ；4a, 4b,例如由不同的材料或材料组合组成，以便之后由光电构件的相同的初级光谱产生多个二级光谱。关于由玻璃焊料2a组成的料层2、含荧光物质的层3 (即含荧光物质的材料3a以及荧光物质4本身的)以及可选的散射层5的材料，示例性的材料将在在一些实施例中的之后的段落被描述。
[0022]根据图1F此时进行第二热处理TB2，其起到将荧光物质4从上方的、含荧光物质的层3沉降在之前还无荧光物质的料层2中，如在图1F中根据向下取向的箭头来示出。料层2的玻璃焊料2a在根据图1D的第一热处理TBl期间已经玻璃化。因此根据图1E并且在根据图1F的第二热处理TB2开始时料层2作为玻璃化的材料存在。正如为图1B和图1D那样，用于根据图1F的第二热处理TB2的示例性地温度T2和持续时间将同样在之后的段落中被描述。优选地是TB2 (沉降)含TBl (玻璃焊料)。
[0023]在进行第二热处理TB之后产生在图1G中示出的转换元件10，该转换元件此时包括含突光物质的玻璃层7,该玻璃层直接布置在透明的基层2上或至少在其上方(可选的散射层5未在图1G中不出，因为它同样可以被省略)。转换兀件10此时包含突光物质4 ；4a,4b，该荧光物质与迄今为止在使用玻璃基体时必须承受的相比受到更加小心的热处理以及特别是明显更低的热预算。因此这个荧光物质在之后的使用中能够以较高的可靠性被完全地激活。
[0024]在第一主表面IA上(图1A至1G)制成的转换元件10在横向的方向上具有例如均匀的(或可替换地也不均匀的)荧光物质分布，该荧光物质分布在垂直于主表面IA的方向上优选地是不均匀的并且特别是随着越来越靠近第一主表面IA而减少。相应地在图1G中示出所示的荧光物质浓度的梯度11 (见在图1G中的两个箭头)从第一主表面IA远离并且去向转换元件10的相反的表面，该转换元件与透明的基层I的另外的主表面IB还相距更远。因此在转换元件10中的荧光物质浓度在接近在图1G中位于上方的所示的、转换元件10的表面处是最大的；当包括基层的转换元件被构造，这个表面之后优选地朝向光学构件或光电构件。
[0025]图2至7示出装置21的一些示例性的构造，该装置除了提出的转换元件10和用于制造转换元件和使其形成形状的基层I以外具有构件20，即光学构件和/或光电构件20。构件20优选地是半导体芯片19，该半导体芯片的光出射面朝向转换元件10。转换元件10以其含荧光物质的侧面直接安装在半导体芯片19或构件20的光出射面上。在此如在图2中所示将转换元件7 ；10以及如透明的基层I平面平行地并且以恒定的层厚度来成型。这个基层在此用作简单的光学元件。
[0026]可替换地根据图3透明的基层I可以同样用作光学元件，特别是用作透镜15并且由此具有通过其横截面的可变的厚度。当转换元件10中的荧光物质浓度11是不均匀的并且随着与基层I的主表面IA增加的距离而增高，这具有优点，即由构件20射出的射束已经入射到非常接近该构件的光出射面的转换元件10的大部分荧光物质上。
[0027]根据图4由透明的基层I和转换元件10 (或其含荧光物质的玻璃层7)构成的单元同样与构件20或半导体芯片19间隔地构造。为此根据图4示例性地设置反射器12，该反射器确保在承载半导体芯片19的载体元件13与透明的基层I的外部的边缘之间的预定的距离。在此含荧光物质的侧面也优选地朝向构件20。
[0028]根据图5同样这个装置21的透明的基层I也设计为光学透镜15。当需要作为用于制造转换元件10的基底的第一主表面IA优选地是平面的，透明的基层I的相反的主表面IB可以是弯曲的并且因此实现使透明的基层I成型为透镜15。
[0029]图6和7示出改进方案，其中含荧光物质的玻璃层7比荧光物质4的颗粒直径更小(必要时在进行全部的热处理步骤之后)，该玻璃层通过将荧光物质置入原始的料层2中而产生。因此也可以在图1A至IG的范围内的制造期间涂覆非常薄的玻璃焊料层，其不再完全包裹荧光物质颗粒4。尽管之后玻璃化的层的层厚度小于荧光物质颗粒的平均的或最大的直径，层厚度至少这样大，以使得荧光物质颗粒4稳定地粘附在基层I上。这个荧光物质颗粒4的(在图6中向下)凸出的、高高立起的部分则可以通过(优选地无机的和/或高折射的)胶粘剂14来平整并且也直接与光学的或光电的构件20的光出射面粘合。此外在粘合时可以使用另一个的、第三热处理。在此可以使用例如低熔点的玻璃，其与无机的胶粘剂比具有低于500°C的软化温度。
[0030]图7示出一个改进方案，其中含荧光物质的玻璃层7至少具有荧光物质4的平均的颗粒大小的层厚度，然而类似于图6中附加地设置由胶粘剂14构成的层。附加地存在散射层5，该散射层例如根据图1A和IB来制造。散射层5用于达到在转换元件10(或由基层和转换元件构成的单元)的光出射一侧的角度区域上的色区或混合色的更好的均匀性。在图2至7的实施方式中优选地准确地构造单个的构件20或单个的半导体芯片19并且其配属于转换元件10和/或透明的基层I。可替换地也可以构造多个元件、例如多个具有相同的或不同的发射光谱的半导体芯片并且配属于转换元件，即在其下方布置。
[0031]散射层5的散射颗粒的折射率优选地比玻璃材料的折射率至少大或小0.1。散射颗粒的颗粒大小可以处于可见光的波长范围内或超出此范围、例如大于380nm和小于5μπι的波长范围。可以使用例如 Al2O3' Ti02、SrO, BaO, Y2O3> ZrO2, La2O3' HfO2, Ta2O3> SnO2, ZnO,Nb2O3、稀土氧化物或任意的这些材料的组合作为用于散射层5的散射颗粒6的材料。例如生产商Baikowski的标号为CR1-CR30的氧化铝粉末在用于散射层5的原始的玻璃焊料粉末中含量在2与10之间，优选地为5Vol-%。
[0032]下面进一步说明关于使用的材料和进行热处理步骤的示例性的实施方式。下述的实施方式可以分别与在说明中至此所述的实施方式以及与附图和权利要求的实施方式相结合，因为它们继续这些实施方式进行改型。
[0033]根据第一实施例对于料层2将生产商Heraeus的标号R)10307的玻璃焊料粉末与介质和粘合剂加工成能筛网印刷或能刻板印刷的膏体。例如包含组分碱性氧化物-ZnO-Al2O3-B2O3-P2O5的玻璃焊料用作玻璃膏体并且例如在载玻片(生产商Roth)或其他(平行平面的)玻璃薄板上涂覆成为料层2。膏体以例如30至70 μ m、特别是50 μ m的层厚度d2涂覆并且在第一热处理期间在400与800°C之间、优选地500与700°C之间的温度上加热。可以例如在10至60、优选地20至40分钟的持续时间内进行热处理，要么在空气中进行要么在气密装置中进行。此外在标准压力(1013mbar)下发生玻璃化。也可以不同地选择料层2的层厚度d2 ;其在进行第一热处理TBl之后也可以是例如在I μ m与200 μ m之间、特别是在5 μ m与100 μ m之间(并且特别优选地在10 μ m与50 μ m之间)。
[0034]接着例如石榴石，如YAG:Ce、LuAG等等、氮化物、SiONe或原硅酸盐可以作为荧光物质被涂覆，例如通过在异丙醇或其他的介质中涂刷相应的荧光物质悬浮液。接着为了沉降或沉积荧光物质同样在400与800°C之间、优选地500与700°C之间(理想地低于600°C )进行第二热处理，再次持续10至60、优选地20至40分钟(例如在空气中)。已经玻璃化的层在第二热处理期间软化到使荧光物质可以沉降在这个层中。因此提出的方法提供转换元件，其荧光物质在完成转换元件之后以较高的可能性被完全激活。
[0035]在第二个实施例中生产商Ferro的标号为106038D的玻璃焊料粉末(系统ZnO-B2O3-SiO2的玻璃焊料化合物、即含锌的硼酸盐)作为膏体被涂覆在透明的玻璃基层上并且首先在500与800°C之间、优选地550与650°C之间的温度下在10至60、优选地20至40分钟的持续时间内在空气中被加热。在为了沉降同样在500与800 V之间、优选地550与650°C之间(理想地低于620°C )的温度下在10至60、优选地20至40分钟的持续时间内(例如在1013mbar的标准压力下的空气中)进行第二热处理之前，在该膏体玻璃化之后如第一实施例中涂覆荧光物质。
[0036]在第三实施例中类似于第一实施例中生产商Schott的标号为8474的玻璃焊料粉末(碱性磷酸盐)被涂覆并且首先在400与600°C之间、优`选地450与550°C之间的温度上在10至60、优选地20至40分钟的持续时间期间在空气中被加热。在通过同样在400与600°C之间、优选地450与550°C之间(理想地低于500°C )的温度下在10至60、优选地20至40分钟的持续时间期间在标准压力(1013mbar)下的空气中进行第二热处理促进沉降过程之前，在玻璃焊料粉末玻璃化之后如第一实施例中添加荧光物质。
[0037]在所有的三个实施例中在(第二)热处理之后沉降的荧光物质还可以是能够被完全激活的。分别代替膏体在有机溶剂如异丙醇中悬浮的荧光物质也可以被涂覆。完成的转换元件10的含荧光物质的侧面在之后的安装中优选地朝向光电元件20或半导体芯片19的光出射面。如果涂覆作为膏体(结合粘合剂和溶剂)的荧光物质，这个膏体可以包含硝化纤维素、丙烯酸盐或乙基纤维素。此外含荧光物质的材料可以通过印刷(特别是通过筛网印刷或刻板印刷)也通过喷镀、涂刷或静电沉积来涂覆。
[0038]对于由玻璃焊料组成的料层2可以使用具有例如在6X 10_6/K与20Χ 10_6/Κ之间(关于在20与300°C之间的温度范围)的热膨胀系数α的玻璃焊料。
[0039]在低于700、优选地低于600°C的沉降温度下在标准压力下进行在此提出的方法实现即使是存在于空气的情况下即使是敏感的荧光物质类型例如氮化物或(原)硅酸盐的嵌入。可以同样在真空中、在保护气体中或在降低的大气中进行第二热处理或者可选地也两个热处理，然而这提高了制造方法的成本。优选地是TB2 (沉降)= TBl (玻璃焊料)。
[0040]根据另一个第四实施例首先提供散射层5的沉积。这除了(例如生产商Heraeus的标号为ΗΠ0307的)玻璃焊料之外附加地包含由高折射的优选地具有大于380nm的颗粒大小的颗粒组成的粉末。例如可以附加例如生产商Baikowski的标号为CR1-CR30的铝氧化物粉末(Al2O3)并且与其混合。接着均匀的粉末混合物与介质和粘合剂加工成可印刷的膏体并且涂覆在透明的基层上。在第一热处理之后在此得出在I μ m与70 μ m之间、优选地50 μ m的层厚度d5。
[0041]在涂覆这个散射层之后才接着进行如同前三个第一实施例中的加工步骤例、即涂覆实际的首先无荧光物质的玻璃焊料、第一热处理、涂覆含荧光物质的材料以及第二热处理。之后在第一热处理期间，散射层和首先无荧光物质的玻璃焊料层共同玻璃化。可替换地散射层也可以首先在基层上单独地玻璃化。在此温度TO和/或持续时间类似于下面的热处理TBl和/或TB2或者也与不同地来选择。然而，用于散射层的单独的热处理过程总共需要用于制造方法的三个热处理。
【权利要求】
1.一种用于制造用于光学构件和/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)提供透明的基层(I)， b)涂覆包含粉末状的玻璃焊料(2a)的料层(2)， c)通过第一热处理(TBl)使所述料层(2)玻璃化，由此将所述料层(2)的所述玻璃焊料(2a)玻璃化并且由此转化为具有极少的自身着色性的玻璃材料(2b)， d)将含荧光物质的材料(3a)涂覆在所述料层(2)上，以及 e)进行第二热处理(TB2)，由此所述含荧光物质的材料(3a)的荧光物质(4)沉降在所述料层(2)的所述玻璃材料(2b)中。
2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 在温度(T2)下进行所述第二热处理(TB2)，所述温度与进行所述第一热处理(TBl)的温度(Tl)相差最高50°C或者与所述第一热处理(TBl)的所述温度(Tl)是相同的，其中相应的温度(Tl，T2)分别处于400与800°C之间、优选地在450与650°C之间并且其中所述第一热处理(TBl)和所述第二热处理(TB2)的所述持续时间分别是在5与90分钟之间、优选地在20与60分钟之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述含荧光物质的材料(3a)具有荧光物质(4)或不同的荧光物质(4 ;4a，4b)的混合物，所述混合物均匀地分布在所述含荧光物质的材料(3a)中，并且所述含荧光物质的材料(3a)在步骤d)中涂覆在所述料层(2)的共同的表面上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法， 其特征在于， 在步骤b )中涂覆作为所述玻璃焊料(2a)的无铅的、但是低熔点的、具有在400与600 V之间的软化温度的玻璃焊料(2a)，特别是含锌的硼酸盐玻璃、锌铋硼酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、铝锌磷酸盐玻璃或碱性磷酸盐玻璃。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法， 其特征在于， 在步骤a)之后，在进行步骤b)之前，玻璃焊料材料(5a)作为散射层(5)直接涂覆在所述透明的基层(I)上，所述玻璃焊料材料包含散射颗粒(6)，优选地这种散射颗粒(6)具有在380nm与5 μ m之间的颗粒直径和/或具有与所述玻璃基体的折射率相差至少0.1的折射率。
6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 在步骤c)中将由包含所述散射颗粒(6)的所述玻璃焊料材料(5a)组成的所述散射层(5)连同在步骤b)中涂覆的料层(2)—起加热并且进而玻璃化。
7.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 由包含所述散射颗粒(6 )的所述玻璃焊料材料(5a)组成的所述散射层(5 )已经在步骤b)之前通过单独的热处理(TBO)来玻璃化。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法， 其特征在于， 在步骤d)中，粉末状的所述荧光物质(4 ;4a，4b)作为含荧光物质的材料(3b)被涂覆。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法， 其特征在于， 所述含荧光物质的材料(3a)在步骤d)中也通过喷镀或涂刷、通过静电沉积或者通过作为软膏印刷、特别是通过筛网印刷或刻板印刷来涂覆。
10.一种用于光学构件和/或光电构件(20)的转换元件(10)，其中所 述转换元件(10)至少具有: -透明的基层(I )， -由玻璃材料(2b )组成的料层(2 )，其中所述料层(2 )布置在所述透明的基层(I)的主表面(1A)上或上方并且与所述透明的基层(I)固定地连接。 -其中由所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )包含荧光物质(4 ;4a，4b )， -其中由所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )完全或几乎完全覆盖所述透明的基层(I)的主表面(1A)，相反的，所述透明的基层(I)的另一个的、相反的主表面(IB)暴露出来，-其中所述荧光物质(4 )在由·所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )的整个延展范围上分布在所述料层(2)中， -其中在由所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )中的所述荧光物质(4 )的浓度在所述料层(2)的层厚度(d2)上变化并且在向着所述透明的基层(I)的方向上降低。
11.根据权利要求10所述的转换元件， 其特征在于， 在由所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )与所述透明的基层(I)之间布置有散射层(5)，所述散射层包含散射颗粒(6)，这些所述散射颗粒优选地具有在380nm与5μπι之间的颗粒直径和/或具有与所述玻璃基体的折射率至少相差0.1的折射率。
12.根据权利要求10或11所述的转换元件， 其特征在于， 由所述玻璃材料(2b)组成的所述料层(2)包含作为主要组成部分的，无铅的、但是低熔点的、具有在400与600°C之间的软化温度的玻璃，特别是含锌的硼酸盐玻璃、锌铋硼酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、铝锌磷酸盐玻璃或碱性磷酸盐玻璃。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的转换元件， 其特征在于， -所述转换元件(10)安装在光学构件和/或光电构件(20)、特别是半导体元件(19)上， -其中包含所述荧光物质(4)的由所述玻璃材料(2b)组成的所述料层(2)要么固定、特别是粘贴在所述构件(20)上，要么与所述构件(20)间隔地安装，以及 -其中包含所述荧光物质(4 )的由所述玻璃材料(2b )组成的所述料层(2 )朝向所述构件(20)。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的转换元件，其特征在于， 所述玻璃材料(2b)含有荧光物质类型的石榴石、氮化物和原硅酸盐中的一种或多种。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的转换元件， 其特征在于， 所述透明的基层(I)这样成型，即所述透明的基层要么设计为平行平面的和具有恒定的层厚度(dl)或者可替换地成型`为具有变化的厚度的透镜(15)。
【文档编号】C03C17/34GK103717544SQ201280033562
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月4日 优先权日:2011年7月5日
【发明者】安杰拉·埃伯哈德, 克里斯蒂娜·威尔 申请人:欧司朗有限公司