发光设备和用于制造发光设备的方法技术

提出一种发光设备，所述发光设备具有：发光半导器件(1)，所述发光半导体器件在运行中发射第一波长范围中的第一光；和设置在第一光的光路中的波长转换元件(2)，所述波长转换元件将第一光至少部分地转换成与第一波长范围不同的第二波长范围中的第二光，其中波长转换元件(2)具有纳米颗粒(3)，所述纳米颗粒在基础材料(30)中包含有机发光分子(31)，所述基础材料由基于SiO2的材料形成。此外，提出一种用于制造发光设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利申请要求德国专利申请10 2014 105 142.4的优先权，其公开的内容通过参引并入本文。
提出一种发光设备和一种用于制造发光设备的方法。
技术实现思路
特定的实施方式的至少一个目的是：提出一种具有波长转换元件的发光设备。特定的实施方式的另一目的是：提出一种用于制造这种发光设备的方法。根据至少一个实施方式，发光设备具有发光半导体器件，所述半导体器件在运行中发射第一波长范围中的第一光。第一波长范围尤其能够位于红外光谱范围、可见光谱范围和/或紫外光谱范围中。尤其优选地，第一波长范围位于可见光谱范围中、即位于蓝色的、绿色的和/或红色的光谱范围中。在发射红外光的设备的情况下，第一波长范围例如也能够位于近红外线的光谱范围中。根据至少一个实施方式，发光半导体器件构成为无机发光半导体器件或能够具有这种无机发光半导体器件。例如，发光半导体器件能够具有无机发光二极管或通过这种无机发光二极管形成。无机发光二极管例如能够具有发光半导体芯片，所述发光半导体芯片包括用于产生第一光的至少一个有源层。根据另一实施方式，发光半导体器件构成为有机发光半导体器件或能够具有至少一个这种有机发光半导体器件。尤其地，在这种情况下，发光半导体器件能够具有有机发光二极管或通过这种有机发光二极管形成。根据另一实施方式，发光设备具有波长转换元件。波长转换元件尤其设置在第一光的光路中。这意味着，在发光半导体器件运行中产生的第一光至少部分地照亮波长转换元件进而射入到波长转换元件上和/或射入到波长转换元件中。波长转换元件尤其构成为，使得射到波长转换元件上的第一光至少部分地转换成与第一波长范围不同的第二波长范围中的第二光。例如，与第一波长范围相比，第二波长范围能够沿朝更长波长的光谱范围的方向移动。替选地或附加地，也能够是：与第一波长范围相比，第二波长范围由于所谓的上转换沿朝更短的光谱范围的方向移动。第二波长范围尤其也能够包括多个连贯的或者也包括不连贯的光谱范围，所述光谱范围至少部分地与第一光的第一波长范围不同。发光设备尤其在运行中放射光，所述光包含由波长转换元件通过第一光的转换产生的第二光。此外，由发光设备放射的光也能够具有未转换的第一光。根据另一实施方式，波长转换元件具有在此并且在下文中也称作纳米级颗粒的纳米颗粒，所述纳米颗粒包含有机发光分子。有机发光分子尤其包含在基础材料中，纳米颗粒基本上通过所述基础材料形成。纳米颗粒尤其基本上能够基于玻璃类的材料或类玻璃的材料并且具有这种材料，在所述材料中包含有机发光分子。基本形成纳米颗粒的基础材料尤其优选地能够基于二氧化硅(SiO2)或是SiO2。尤其地，纳米颗粒因此能够具有基于SiO2的材料作为基础材料，在所述基础材料中包含有机发光分子。有机发光分子因此封入基础材料中，使得纳米颗粒在内部具有有机发光分子。尤其地，波长转换元件因此优选具有基于SiO2的纳米颗粒，呈有机发光分子形式的有机染料分子集成到所述纳米颗粒中。通过具有纳米颗粒的波长转换元件将有机发光分子引入到发光半导体器件的第一光的光程中，以进行波长转换。纳米颗粒“基本上”基于特定的材料、即基础材料，在此和在下文中意味着：除了有机发光分子之外，形成纳米颗粒的主要组成部分，例如至超过80重量％或超过90重量％或超过99重量％的份额的纳米颗粒由基础材料形成，其中在这种情况下不将有机发光分子考虑在内。在基于SiO2的材料包含有机发光分子的纳米颗粒也称作所谓的染料掺杂二氧化硅纳米颗粒(DDSN)，如在出版文献S.Bonacchi等的Luminescent Silca Nanoparticles:Extending the Frontiers of Brightness,Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,4056-4066中描述的那样，其公开的内容，例如尤其关于特征和不同的制造方法方面，与此相关地完全通过参引并入本文。根据另一实施方式，纳米颗粒具有小于或等于1000nm的大小。此外，纳米颗粒能够具有小于或等于800nm或者小于或等于500nm或者小于或等于200nm或者小于或等于100nm的大小。此外，纳米颗粒能够具有大于或等于1nm或者大于或等于5nm或者大于或等于10nm或者大于或等于15nm或者大于或等于20nm或者大于或等于30nm的大小。尤其优选地，纳米颗粒例如能够具有大于或等于1nm并且小于或等于1000nm或者大于或等于1nm并且小于或等于100nm或者大于或等于10nm并且小于或等于50nm的大小。在一个尤其优选的实施方式中，发光设备具有发光半导体器件和在第一光的光路中的波长转换元件，所述发光半导体器件在运行中发射第一波长范围中的第一光，所述波长转换元件将第一光至少部分地转换成第二光并且包含纳米级的SO2颗粒，所述SO2颗粒在其内部中具有有机发光分子。发光设备尤其能够设置用于：产生白色的或其他颜色的混合光，所述混合光通过将未转换的第一光和通过波长转换元件产生的第二光的叠加形成。此外，也能够可行的是：发光设备仅放射第二光，即将由发光半导体器件直接产生的第一光完全地或几乎完全地、尤其超过90％或超过95％或超过99％由波长转换元件转换。在这种情况下，发光设备根据波长转换元件的构成方案同样能够放射混合光、即具有在多个波长范围中的光谱分量的光，或者也能够放射单色光。为了借助半导体器件产生白色的或其他颜色的光，通常由半导体器件发射的窄带的光通过波长转换器转换成其他波长范围中的光。为了光转换，将波长转换器引入由半导体器件发射的光的光程中。如果将有机发光分子用作用于波长转换的材料，那么需注意：与无机的转换材料相比，这些材料相对于例如由空气或基体材料构成的反应配对物典型地能够具有更低的稳定性、更少的辐射和更低的温度稳定性。典型地，波长转换器在基体材料中引入半导体器件的光程中。在现有技术中，为此已知的是：对基体材料中的有机分子进行分子消除，以便通过避免所谓的浓度淬灭实现高的量子产率。同时，有机发光分子的化学环境不应导致激发能量的无辐射分解。这显著地限制现有技术中的基体材料的选择。例如已知的是：使用相对于氧和水具有低的渗透性的基体材料。由此避免：提供反应配对物来化学分解有机发光分子。同样地，基体材料或整个组件能够通过非渗透性的材料、例如聚对二甲苯包封。然而，在使用通常的、其中消除有机发光分子的基体材料时，现在未知的是：如何能够以足够的程度保护在通常的壳体、例如LED壳体中的有机材料免受不可逆的降解。而在此处描述的发光设备中，通过在基本上用于形成纳米颗粒的材料中、即尤其例如基于SO2的材料中包封的方式，保护有机发光分子免受分解反应，所述有机发光分子尤其在激发状态中相对于其他反应配对物，例如氧、水、包围的基体材料的官能团、硫化氢和其他材料能够是极具反应性的。尤其地，使用化学极惰性的材料与描述的玻璃类的或与类玻璃的材料作为用于纳米颗粒的基础材料。因为能够非常便宜地制造大量的有机染料，使用在此描述的纳米颗粒相应地为非常便宜的转换可行性，因为同样能够大规模地制造纳米颗粒。此外，在几乎每个发射波长并且与发射光谱中的有机染料是已知的，所述发射光谱能够从非常宽，例如在Alq3的情况下，至非常窄地构成，例如在Eu3+络合物的情况下。由此可行的是：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光设备，所述发光设备具有‑发光半导器件(1)，所述发光半导体器件在运行中发射第一波长范围中的第一光，和‑设置在所述第一光的光路中的波长转换元件(2)，所述波长转换元件将所述第一光至少部分地转换成与所述第一波长范围不同的第二波长范围中的第二光，其中所述波长转换元件(2)具有纳米颗粒(3)，所述纳米颗粒在基础材料(30)中包含有机发光分子(31)，所述基础材料由基于SiO2的材料形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 DE 102014105142.41.一种发光设备，所述发光设备具有-发光半导器件(1)，所述发光半导体器件在运行中发射第一波长范围中的第一光，和-设置在所述第一光的光路中的波长转换元件(2)，所述波长转换元件将所述第一光至少部分地转换成与所述第一波长范围不同的第二波长范围中的第二光，其中所述波长转换元件(2)具有纳米颗粒(3)，所述纳米颗粒在基础材料(30)中包含有机发光分子(31)，所述基础材料由基于SiO2的材料形成。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述纳米颗粒(3)在所述基础材料(30)上具有覆层(32)。3.根据权利要求2所述的设备，其中所述覆层(32)具有下列特性中的一个或多个特性：防止颗粒聚集、提高颗粒的自由流动性、改变所述纳米颗粒的折射率、波长滤波器。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述波长转换元件(2)具有基体材料(4)，在所述基体材料中设置有所述纳米颗粒(3)。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述波长转换元件(2)在所述基体材料(4)中具有填充材料，所述填充材料具有下列特性中的一个或多个特性：防止颗粒聚集、改变所述波长转换元件的折射率、波长滤波器。6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述波长转换元件(2)还具有散射颗粒(5)。7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中至少一些纳米颗粒(3)分别包含多个不同的有机发光分子(31)。8.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中在所述波长转换元件(2)中存在多个不同的颗粒簇，并且每个所述颗粒簇通过纳米颗粒(3)形成，所述纳米颗粒包含相同的有机发光分子(31)。9.根据权利要求8所述的设备，其中不同的所述颗粒簇在空间上分开地设置在所述波长转换元件(2)中。10.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其中所述有机发光分子(31)具有下列材料中的一种或多种材料：吖啶染料、吖啶酮染料、蒽醌染料、蒽染料、菁染料、丹酰染料、方酸菁染料、螺吡喃、硼二吡咯亚甲基、苝、嵌二萘、萘、黄素、吡咯、...

【专利技术属性】
技术研发人员：约恩·斯托，诺温·文马尔姆，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE