DE112020002257T5

DE112020002257T5 - Mehrschichtiger keramischer konverter mit stratifizierter streuung

Info

Publication number: DE112020002257T5
Application number: DE112020002257.9T
Authority: DE
Inventors: Thomas Dreeben; Zhengbo Yu; Alan Lenef
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2020-05-05
Publication date: 2022-01-20
Also published as: WO2020225250A1; US20200357959A1; US11069841B2

Abstract

Es wird ein mehrschichtiger keramischer Konverter mit stratifizierter Streuung offenbart. In einer Ausführungsform schließt eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht ein, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft keramische Wellenlängenkonverteranordnungen, lichtemittierende Vorrichtungen, die keramische Wellenlängenkonverteranordnungen umfassen, und Verfahren zur Herstellung keramischer Wellenlängenkonverteranordnungen.
HINTERGRUND
LED (lichtemittierende Dioden) auf Basis von Leuchtstoffen kombinieren häufig einen blaues Licht emittierenden InGaN-Chip mit einem gelben Oxidkonverter wie YAG:Ce(Gd)-Leuchtstoff/Keramik als Kompromiss aus Kosten, Effizienz und CRI (Farbwiedergabeindex). Derzeit sind es für Weißlicht-LEDs die YAG:Ce(Gd)-Keramiken, die wegen hoher interner Quanteneffizienz (IQE) und hoher Lumenwerte als keramische Konverter verwendet werden. Die derzeit verwendeten YAG:Ce(Gd)-Keramikkonverter sind in der Regel mit Gd (1 bis 20 Atom%) zur Farbsteuerung dotiert. Seine kubische Kristallstruktur und sein hoher Diffusionskoeffizient ermöglichen eine leichtere Verdichtung bei angemessenen Temperaturen und stellen den Vorteil bereit, eine hohe Transparenz zu erreichen.
Angesichts der ständig steigenden Anforderungen an Anwendungen bei höheren Temperaturen mit erhöhtem Betriebsstrom von Hochleistungs-LEDs hat sich jedoch gezeigt, dass mit Gd dotierter YAG:Ce Leuchtstoff ein thermisches Abschreckproblem der verminderten Helligkeit bei höheren Temperaturen (d. h. >110 °C) aufweist.
Es wurden verschiedene potenzielle Verfahren zur Verbesserung des thermischen Abschreckverhaltens von keramischen Konvertern vorgeschlagen, abgesehen von den Bemühungen um den Paketaufbau, wie z. B. (1) die Verringerung der Konzentration von Gd als Dotierungsmittel oder sogar sein völliges Weglassen und/oder (2) die Verwendung von höher wärmeleitenden Materialien als Matrix in Form von Verbundwerkstoffen, wie z. B. YAG:Ce Leuchtstoff in Al₂O₃, AlN usw.. Von diesen keramischen Verbundwerkstoffen ist der YAG:Ce Leuchtstoff in einer Al₂O₃-Matrix von größtem Interesse, da es sich bei beiden um Oxide handelt, die eine sehr gute physikalische und thermische Kompatibilität bei entsprechenden Verarbeitungs- und Betriebsbereichen aufweisen. YAG:Ce(Gd) hat in der Regel eine Wärmeleitfähigkeit von 5-9 Wm^-1K^-1, wohingegen Al₂O₃ eine höhere Wärmeleitfähigkeit von etwa 22-39 Wm^-1K^-1 bei Raumtemperatur hat, je nach den Probebedingungen.
Das völlige Weglassen von Gd aus dem YAG:Ce(Gd)-Leuchtstoff verbessert das thermische Quenching erheblich, erfordert jedoch auch eine erhebliche Änderung der derzeitigen Dimensionen des keramischen Konverters, insbesondere der Dicke, um die gleiche Farbe zu erzielen, die in einphasiger Form gewünscht wird, z. B. von 120 µm auf etwa 30 µm oder weniger, was für das normale Herstellungsverfahren zu dünn ist. Daher scheint die Verringerung der Gd-Dotierung in YAG:Ce-Leuchtstoffen/Keramiken ein Kompromissverfahren mit Abstrichen in der Leistung zu sein.
Die Verwendung eines Leuchtstoffs wie YAG:Ce in Al₂O₃ als Matrix kann die Wärmeleitfähigkeit verbessern. Andererseits bewirkt es eine geringe vorwärtige und lineare Transmission aufgrund seiner nicht kubischen Kristallstruktur, die in Kombination mit den Restporen und dem Unterschied der Brechungsindizes zwischen YAG und Al₂O₃ usw. einen Doppelbrechungseffekt verursacht. All dies führt zu einer sehr starken Lichtstreuung, die wiederum die lineare Transmission erheblich reduziert und somit die Lichtleistung beeinträchtigt. Die Erhöhung der Sintertemperatur, die Verlängerung der Sinterverweildauer oder das Einbringen einer kleinen Menge Flüssigphase kann die Transluzenz von Verbundwerkstoffen mit einer Al₂O₃-Matrix verbessern, führt aber aufgrund der möglichen chemischen Inkompatibilität (Reaktionen, Defekte usw.) zu einer Verringerung der IQE (internen Quanteneffizienz). Das Funkenplasmasintern (SPS) und das heißisostatische Pressen (HIP) wurden ebenfalls aufgebracht, um die Verdichtung der Verbundwerkstoffe zu verstärken. Diese Verfahren führen jedoch aufgrund der Ofenauskleidungsmaterialien bei hoher Temperatur und reduzierender Atmosphäre usw. zu Problemen mit der Verdunkelung, wodurch die IQE deutlich auf einen für die Vermarktung inakzeptablen Wert sinkt.
KURZDARSTELLUNG
Es ist ein Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung bereitzustellen, die für LED-Anwendungen geeignet ist.
Es ist ein weiterer Gegenstand der Erfindung, eine lichtemittierende Vorrichtung bereitzustellen, die mindestens eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung der vorliegenden Erfindung umfasst.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.
Gemäß einem Gegenstand der Erfindung wird eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur bereitgestellt, wobei die keramische Wellenlängenkonverteranordnung umfasst:

eine Leuchtstoffschicht;
eine obere Barriereschicht; und
eine untere Barriereschicht;
wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine lichtemittierende Vorrichtung bereitgestellt, umfassend:

eine lichtemittierende Struktur, die zum Emittieren eines primären Lichts mit einer ersten Peakwellenlänge konfiguriert ist; und
eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung, die zum Empfangen des Primärlichts von der lichtemittierenden Struktur positioniert ist, wobei die keramische Wellenlängenkonverteranordnung umfasst:
- eine Leuchtstoffschicht;
- eine obere Barriereschicht; und
- eine untere Barriereschicht;
- wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur bereitgestellt, die eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht umfasst, wobei das Verfahren umfasst:

Bereitstellen einer Leuchtstoffschicht;
Aufbringe einer oberen Barriereschicht auf einer oberen Seite der Leuchtstoffschicht und Aufbringen einer unteren Barriereschicht auf einer unteren Seite der dritten Schicht;
wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.

Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung umfasst
2 ist eine schematische Darstellung, die eine Leuchtstoffschicht und eine untere Barriereschicht umfasst.
3 ist eine schematische Darstellung, die eine Leuchtstoffschicht und eine obere Barriereschicht umfasst.
4 zeigt den Lichtdurchsatz in der unteren Barriereschicht als Funktion des Porenradius.
5 zeigt den Lichtdurchsatz in der oberen Barriereschicht in Abhängigkeit vom Porenradius.
6 zeigt die spektrale Leistungsdichte einer Leuchtstoffschicht, die zwischen der oberen und der unteren Barriereschicht auf einer Klebeschicht liegt.
zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sowie anderer und weiterer Gegenstände, Vorteile und Möglichkeiten wird auf die folgende Offenbarung und die beigefügten Ansprüche in Verbindung mit den oben beschriebenen Zeichnungen verwiesen.
Verweise auf die Farbe des Leuchtstoffs, der LED oder des Konversionsmaterials beziehen sich im Allgemeinen auf seine Emissionsfarbe, sofern nicht anders angegeben. So emittiert eine blaue LED ein blaues Licht, ein gelber Leuchtstoff emittiert ein gelbes Licht und so weiter.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur, die eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht umfasst, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.
Ein Wellenlängenkonverter ist eine feste Struktur, die zumindest einen Teil des Lichts einer bestimmten ersten Wellenlänge in Licht einer bestimmten zweiten Wellenlänge umwandelt. Eine Anordnung ist ein Verbund aus verschiedenen Materialien. Im Allgemeinen ist eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung ein Verbund aus verschiedenen Materialien, der mindestens ein keramisches Material umfasst, um zumindest einen Teil des Lichts einer bestimmten ersten Wellenlänge in Licht einer bestimmten zweiten Wellenlänge umzuwandeln.
Die keramische Wellenlängenkonverteranordnung der vorliegenden Erfindung weist eine Schichtstruktur auf, die auch als Sandwich-Struktur verstanden werden kann.
Die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht kann eine poröse Struktur aufweisen.
In einer Ausführungsform bestehen die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht aus einer porösen Struktur.
Eine poröse Struktur kann als eine Struktur definiert werden, die Poren mit einem Radius in einem Bereich von etwa 20 nm bis etwa 3000 nm aufweist. Die Struktur kann eine Porosität in einem Bereich zwischen etwa 0,02 % und etwa 2 % des Volumens aufweisen.
Im Allgemeinen korreliert die Porenkonzentration, d. h. die Anzahl der Poren pro Volumen, mit der Porosität.
Die Porosität kann wie folgt definiert werden: $Porosit \ddot{a} t = [4 / 3 * π * {(Porenradius)}^{3} * (Porenkonzentration)] / (Probenvolumen) .$
In der obigen Formel wird die Porosität als Bruch angegeben, und die Multiplikation mit 100 ergibt die Porosität als %-Wert.
In einer Ausführungsform ist der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht größer als der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht.
Der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht kann kleiner sein als der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht.
Die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht können aus demselben Material bestehen oder gebildet werden. Alternativ können die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht aus unterschiedlichen Materialien bestehen oder gebildet werden.
Die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht können aus polykristallinem Aluminiumoxid (PCA), SiO₂, MgAlO₄ oder Kombinationen davon bestehen. Alternativ können die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht aus polykristallinem Aluminiumoxid (PCA), SiO₂, MgAlO₄ oder Kombinationen davon bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht Al₂O₃. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die untere Barriereschicht Al₂O₃. In einer Ausführungsform umfassen die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht Al₂O₃. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht Al₂O₃.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die obere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer weiteren Ausführungsform besteht die untere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer Ausführungsform bestehen die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer alternativen Ausführungsform besteht die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht aus Al₂O₃.
Die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht können jeweils unabhängig voneinander eine Dicke von etwa 5 µm bis etwa 100 µm, vorzugsweise von etwa 8 µm bis etwa 20 µm, mehr bevorzugt von etwa 10 µm bis etwa 12 µm aufweisen. In einem Aspekt der Ausführungsform haben die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht die gleiche Dicke. In einem alternativen Aspekt der Ausführungsform haben die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine unterschiedliche Dicke.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet. Die Leuchtstoffschicht kann mindestens etwa 50% der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken. Vorzugsweise kann die Leuchtstoffschicht mindestens etwa 75 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken. Mehr bevorzugt ist es, wenn die Leuchtstoffschicht mindestens etwa 90 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedeckt. Mehr bevorzugt kann die Leuchtstoffschicht mindestens mehr als etwa 99 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken.
In einer Ausführungsform ist die Leuchtstoffschicht vollständig zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet, was bedeutet, dass es keinen Kontaktpunkt zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht gibt und etwa 100 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht von der Leuchtstoffschicht bedeckt sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Leuchtstoff ein Material, das Licht einer bestimmten ersten Wellenlänge in Licht einer bestimmten zweiten Wellenlänge umwandelt.
Erste Wellenlängen gemäß der vorliegenden Erfindung können Wellenlängen zwischen 300 nm und 570 nm sein. In einer Ausführungsform liegen die ersten Wellenlängen zwischen 350 nm und 500 nm. In einer weiteren Ausführungsform liegen die ersten Wellenlängen zwischen 420 nm und 480 nm.
Strukturen, die Licht mit einer ersten Wellenlänge erzeugen können, sind z. B. InGaN- oder GaN-Chips oder Festkörperlaserdioden.
Zweite Wellenlängen gemäß der vorliegenden Erfindung können Wellenlängen zwischen 350 nm und 800 nm sein. In einer Ausführungsform liegen die zweiten Wellenlängen zwischen 380 nm und 750 nm. In einer weiteren Ausführungsform liegen die zweiten Wellenlängen zwischen 400 nm und 700 nm. In einer weiteren Ausführungsform ist das Licht der zweiten Wellenlänge gelbes Licht (d. h. die zweiten Wellenlängen liegen zwischen 565 nm und 575 nm).
In einer Ausführungsform umfasst die Leuchtstoffschicht ein Wirtsmaterial und mindestens einen Aktivator.
Ein Wirtsmaterial kann ein anorganisches kristallines oder polykristallines Material sein. Typische Wirtsmaterialien sind Oxide, Nitride und Oxinitride, Sulfide, Selenide, Halogenide oder Silikate von Zink, Cadmium, Mangan, Aluminium, Silizium oder verschiedenen Seltenerdmetallen.
In einer Ausführungsform ist die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht vollständig aus dem Wirtsmaterial hergestellt. In dieser Ausführungsform liegt das Wirtsmaterial in Form eines Kristalls oder in Form eines gesinterten keramischen Materials vor. Das gesinterte keramische Material kann ferner eine Sinterhilfe umfassen.
In einer Ausführungsform ist das Wirtsmaterial eine Mischung aus verschiedenen Wirtsmaterialien.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Wirtsmaterialien Teilchen, Plättchen oder längliche Kristalle, die in ein Matrixmaterial eingebettet sind. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um Oxide handeln. Eine beispielhafte Ausführungsform des Matrixmaterials ist Al₂O₃.
In einer Ausführungsform umfasst das Wirtsmaterial ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Granat, MgAl₂O₄, Silikaten, Oxinitriden und Nitriden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirtsmaterial Granat, z. B. YAG (Yttrium-Aluminium-Granat).
Die Leuchtstoffe können mit mindestens einem Aktivator dotiert sein. Unter Dotierung versteht man im Zusammenhang mit Leuchtstoffen das Einbringen von Verunreinigungen (Aktivatoren) in die Kristallstruktur des Wirtsmaterials. Bei den Aktivatoren kann es sich um Metallionen handeln, wie z. B. Ce³⁺, Gd³⁺, Eu²⁺, wobei Ce³⁺ je nach Anwendung bevorzugt ist. Die Menge der Aktivatoren in der Kristallstruktur kann in einem breiten Bereich variieren. Typische Mengen an Aktivatoren sind 0,01 Atom-% bis zu 20 Atom-%. Der Anteil des Aktivators in der Leuchtstoffschicht kann z. B. mindestens 0,8 Atom-% betragen. Die Menge der Aktivatoren hängt von den optischen Eigenschaften des Endprodukts ab, wie z. B. Farbpunkt, thermisches Abschrecken, Farbtemperatur usw.
In einer Ausführungsform ist der Aktivator in der Leuchtstoffschicht Ce, Gd oder eine Kombination davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirtsmaterial in der Leuchtstoffschicht mit dem Aktivator Ce dotiert.
In einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus YAG:Ce, YAG:Ce(Gd), LuAG:Ce, LuAG: Ce(Gd) und anderen Oxinitrid- oder Nitridleuchtstoffen. Andere Oxinitridleuchtstoffe können SrSi₂O₂ N₂:Eu, α-SiAlON:Eu und β-SiAlON:Eu sein. Andere nitridische Leuchtstoffe können (Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu und La₃Si₆N₁₁:Ce sein.
In einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht YAG:Ce. Das YAG:Ce kann mit mindestens 4 % des Aktivators Gd dotiert sein. In alternativen Ausführungsformen kann YAG:Ce mit mindestens 6% des Aktivators Gd dotiert sein.
Die Leuchtstoffschicht kann eine Dicke von etwa 5 µm bis etwa 40 µm haben, vorzugsweise von etwa 15 µm bis etwa 25 µm, mehr bevorzugt von etwa 18 µm bis etwa 20 µm.
Die Leuchtstoffschicht kann mehr als eine Schicht umfassen. In einer Ausführungsform kann die Leuchtstoffschicht zwei, drei, vier oder mehr Schichten, sogenannte Subschichten, umfassen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Leuchtstoffe lässt sich die Farbe des emittierten Lichts einstellen.
Der keramische Wellenlängenkonverter, der eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht umfasst, kann eine Dicke von etwa 15 µm bis etwa 240 µm, bevorzugt von etwa 31 µm bis etwa 65 µm, mehr bevorzugt von etwa 38 µm bis etwa 44 µm aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch auf eine lichtemittierende Vorrichtung, die eine lichtemittierende Struktur umfasst, die konfiguriert ist, um ein primäres Licht mit einer ersten Peakwellenlänge zu emittieren, und eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung, die positioniert ist, um das primäre Licht von der lichtemittierenden Struktur zu empfangen, die eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht umfasst, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist und wobei die untere Barriereschicht neben der lichtemittierenden Struktur angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die untere Barriereschicht in der lichtemittierenden Vorrichtung neben der lichtemittierenden Struktur angeordnet. „Angeordnet neben“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die untere Barriereschicht diejenige Schicht ist, die der lichtemittierenden Struktur im Vergleich zu den weiteren Schichten der Anordnung des Wellenlängenkonverters am nächsten liegt. Die untere Barriereschicht kann in direktem Kontakt mit der lichtemittierenden Struktur stehen. In einer alternativen Ausführungsform kann zwischen der unteren Barriereschicht und der lichtemittierenden Struktur zumindest teilweise eine Verbindungsschicht, wie z. B. eine Klebeschicht, vorhanden sein.
Lichtemittierende Strukturen, die Licht einer ersten Wellenlänge erzeugen und emittieren können, sind z. B. InGaN- oder GaN-Chips oder Festkörperlaserdioden.
Die keramische Wellenlängenkonverteranordnung, die Leuchtstoffschicht, die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht können den jeweiligen Mitteln und Materialien entsprechen, wie oben beschrieben.
Die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht kann eine poröse Struktur umfassen.
In einer Ausführungsform umfassen die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine poröse Struktur.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht größer als der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht. Typische Durchmesser der Poren der porösen Strukturen sind etwa 40 µm bis 6000 µm, vorzugsweise 200 µm bis 1200 µm. Der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht kann etwa 800 µm bis etwa 6000 µm, vorzugsweise etwa 800 µm bis etwa 1200 µm betragen. Der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht kann etwa 40 µm bis etwa 800 µm, vorzugsweise etwa 300 µm bis etwa 500 µm betragen.
Der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht kann etwa 800 µm bis etwa 6000 µm, vorzugsweise etwa 800 µm bis etwa 1200 µm betragen und/oder der Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht kann etwa 800 µm bis etwa 6000 µm, vorzugsweise etwa 800 µm bis etwa 1200 µm betragen.
Die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht kann polykristallines Aluminiumoxid umfassen. Alternativ können die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht auch aus polykristallinem Aluminiumoxid bestehen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht Al₂O₃. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die untere Barriereschicht Al₂O₃. In einer Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht Al₂O₃. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht Al₂O₃.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die obere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer weiteren Ausführungsform besteht die untere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer Ausführungsform bestehen die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht aus Al₂O₃. In einer alternativen Ausführungsform besteht die obere Barriereschicht oder die untere Barriereschicht aus Al₂O₃.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet. Die Leuchtstoffschicht kann mindestens etwa 50% der Grenze zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken. Vorzugsweise kann die Leuchtstoffschicht mindestens etwa 75 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken. Mehr bevorzugt ist es, wenn die Leuchtstoffschicht mindestens etwa 90 % der Grenze zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedeckt. Noch bevorzugter kann die Leuchtstoffschicht mindestens mehr als etwa 99 % der Grenze zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht bedecken.
In einer Ausführungsform ist die Leuchtstoffschicht vollständig zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet, was bedeutet, dass es keinen Kontaktpunkt zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht gibt und etwa 100 % der Grenzfläche zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht von der Leuchtstoffschicht bedeckt sind.
In einer Ausführungsform umfasst die Leuchtstoffschicht ein Wirtsmaterial und mindestens einen Aktivator.
Ein Wirtsmaterial kann ein anorganisches kristallines oder polykristallines Material sein. Typische Wirtsmaterialien sind Oxide, Nitride und Oxinitride, Sulfide, Selenide, Halogenide oder Silikate von Zink, Cadmium, Mangan, Aluminium, Silizium oder verschiedenen Seltenerdmetallen.
In einer Ausführungsform bestehen die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht vollständig aus dem Wirtsmaterial. In dieser Ausführungsform liegt das Wirtsmaterial in Form eines Kristalls oder in Form eines gesinterten keramischen Materials vor. Das gesinterte keramische Material kann ferner ein Sinterhilfsmittel umfassen.
In einer Ausführungsform ist das Wirtsmaterial eine Mischung verschiedener Wirtsmaterialien.
In einer weiteren Ausführungsform sind die Wirtsmaterialien Teilchen, Plättchen oder längliche Kristalle, die in ein Matrixmaterial eingebettet sind. Bei dem Matrixmaterial kann es sich um Oxide handeln. Eine beispielhafte Ausführungsform des Matrixmaterials ist Al₂O₃.
In einer Ausführungsform umfasst das Wirtsmaterial ein Material, das aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus Granat, MgAl₂O₄, Silikaten, Oxinitriden und Nitriden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirtsmaterial Granat, z. B. YAG (Yttrium-Aluminium-Granat).
Die Leuchtstoffe können mit mindestens einem Aktivator dotiert sein. Unter Dotierung versteht man im Zusammenhang mit Leuchtstoffen das Einbringen von Verunreinigungen (Aktivatoren) in die Kristallstruktur des Wirtsmaterials. Aktivatoren können Metallionen wie Ce³⁺, Gd³⁺, Eu²⁺ sein, wobei Ce³⁺ je nach Anwendung bevorzugt wird. Die Menge der Aktivatoren in der Kristallstruktur kann in einem breiten Bereich variieren. Typische Mengen an Aktivatoren sind 0,01 Atom-% bis zu 20 Atom-%. Die Menge des Aktivators in der Leuchtstoffschicht kann z. B. mindestens 0,8 Atom-% betragen. Die Menge der Aktivatoren hängt von den optischen Eigenschaften des Endprodukts ab, wie z. B. Farbpunkt, thermisches Abschrecken, Farbtemperatur usw.
In einer Ausführungsform ist der Aktivator in der Leuchtstoffschicht Ce, Gd oder eine Kombination davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Wirtsmaterial in der Leuchtstoffschicht mit dem Aktivator Ce dotiert.
In einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff aus der Gruppe ausgewählt bestehend aus YAG:Ce, YAG:Ce(Gd), LuAG:Ce, LuAG:Ce(Gd) und anderen Oxinitrid- oder Nitridleuchtstoffen. Weitere Oxinitridleuchtstoffe können SrSi₂O₂N₂:Eu, α-SiAlON:Eu und β-SiAlON:Eu sein. Weitere Nitridleuchtstoffe können (Sr,Ba)₂Si₅N₈:Eu und La₃Si₆N₁₁:Ce sein.
In einer Ausführungsform ist der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht YAG:Ce. Das YAG:Ce kann mit mindestens 4 % des Aktivators Gd dotiert sein. In alternativen Ausführungsformen kann YAG:Ce mit mindestens 6% des Aktivators Gd dotiert sein.
Die Leuchtstoffschicht kann mehr als eine Schicht umfassen. In einer Ausführungsform kann die Leuchtstoffschicht zwei, drei, vier oder mehr Schichten, sogenannte Subschichten, umfassen. Durch die Verwendung unterschiedlicher Leuchtstoffe lässt sich die Farbe des emittierten Lichts einstellen.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Leuchtstoffschicht aus YAG:Ce und die obere und die untere Barriereschicht aus polykristallinem Aluminiumoxid. In einem Aspekt dieser Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht eine poröse Struktur mit Porendurchmessern von etwa 180 nm bis etwa 220 nm und die untere Barriereschicht umfasst eine poröse Struktur mit Porendurchmessern von etwa 480 nm bis etwa 520 nm.
In einigen Ausführungsformen sind die lichtemittierenden Vorrichtungen mit mindestens einer Schicht aus SiO₂, Al₂O₃ oder einer Kombination davon beschichtet.
Die Keramische Wellenlängenkonverteranordnung kann für jede dem Fachmann bekannte lichtemittierende Vorrichtung geeignet sein. Die lichtemittierenden Vorrichtungen, die die keramischen Wellenlängenkonverter-Anordnungen umfassen, oder die lichtemittierenden Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind für verschiedene Anwendungen geeignet. Beispielhafte Anwendungen der lichtemittierenden Vorrichtungen sind in der Automobilindustrie, in Haushaltsgeräten und in der allgemeinen Beleuchtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur, die eine Leuchtstoffschicht und eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht umfasst, umfassend das Bereitstellen einer Leuchtstoffschicht, das Aufbringen einer oberen Barriereschicht auf einer Oberseite der Leuchtstoffschicht und das Aufbringen einer unteren Barriereschicht auf einer Unterseite der dritten Schicht, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.
Die Anordnung des keramischen Wellenlängenkonverters, die Leuchtstoffschicht, die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht können den jeweiligen Mitteln und Materialien entsprechen, wie oben beschrieben.
Das Aufbringen der Schichten kann durch ein herkömmliches Bandgießverfahren erfolgen, das aus Verfahren wie Bandgießen, Stanzen, Laminieren, Stanzen usw. besteht.
Die Anordnung der keramischen Konverter kann auch durch verschiedene konventionelle Verfahren hergestellt werden, wie z. B. Chippressen, kaltisostatisches Pressen (CIP), Bandgießen, Heißpressen (HP), heißisostatisches Pressen (HIP) usw. als Formgebungs- und/oder Sinterverfahren.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur ist das herkömmliche Bandgießen, d. h. durch Laminieren der verschiedenen Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und Dicke gemäß der Konstruktion, gefolgt vom Stanzen, Vorbrennen und Sintern. Die gewünschte Form für eine gesinterte keramische Wellenlängenkonverteranordnung kann typischerweise etwa 1 mm × 1 mm im Quadrat mit einer Dicke von 30 bis 2000 µm betragen. Bei kleineren lichtemittierenden Vorrichtungen kann die Größe bis zu 0,5 mm im Quadrat betragen.
In einer Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine poröse Struktur.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht Al₂O₃. Die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht kann polykristallines Aluminiumoxid umfassen.
Eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung kann mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden.
1 zeigt eine beispielhafte keramische Wellenlängenkonverteranordnung 1 der vorliegenden Erfindung. In einer Schichtstruktur erfolgt beispielsweise die Streuung getrennt von der Absorption in den beiden Barriereschichten, d.h. der oberen Barriereschicht 3, die der Luft 6 benachbart ist, und der unteren Barriereschicht 4, die der Klebstoffschicht 5 benachbart ist. Außerdem tritt die Barriereschicht-Streuung oberhalb der Leuchtstoffschicht 2 getrennt von der Streuung unterhalb der Leuchtstoffschicht 2 auf. Bei einer keramischen Konverteranordnung mit den in 1 gezeigten Schichten nimmt die untere Barriereschicht 4 den größten Teil des blauen Lichts von der lichtemittierenden Struktur 7 auf, die unten an die Klebeschicht 5 angrenzt, und den größten Teil des umgewandelten Lichts von der oberen Leuchtstoffschicht 2. In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Leuchtstoffschicht eine Dicke von 15 bis 25 µm, begrenzt durch zwei Barriereschichten, die aus PCA (polykristallines Aluminiumoxid) mit einer Dicke von 8 bis 15 µm bestehen.
Dadurch wird durch die Streuung in der unteren Barriereschicht 4 die größtmögliche Menge an blauem Licht vorwärts gestreut und die größtmögliche Menge an umgewandeltem Licht rückwärts gestreut. Die obere Barriereschicht 3 der 1 hat eine andere Aufgabe: Da sie von der Leuchtstoffschicht 2 das gesamte Lichtspektrum aufnimmt, wird das gesamte Licht, das nach oben in Richtung Luft geht, maximal extrahiert.
Im Allgemeinen treten die Lichtstrahlen mehrfach in die Barriereschichten ein und aus. In diesem Zusammenhang sind Streuungskonfigurationen wünschenswert, die die Ausgänge an der oberen Barriereschicht maximieren.
2 zeigt einen Teilbereich des keramischen Wellenlängenkonverters 1 der vorliegenden Erfindung. Die obere Barriereschicht 3 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. In der unteren Barriereschicht 4 wird 1 W blaues Licht in einer Lambert'schen Verteilung nach oben aus der Klebeschicht 5 emittiert. Zusätzlich werden 0,3 W konvertiertes Licht in einer Lambert'schen Verteilung von der Leuchtstoffschicht 2 nach unten emittiert. Bei einem Umwandlungswirkungsgrad von 60 % werden 0,6 W umgewandeltes Licht emittiert, wovon die Hälfte nach unten zur unteren Barriereschicht 4 gerichtet ist. Die Streuparameter Größe und Porenkonzentration in der unteren Barriereschicht 4 werden untersucht, um Streubedingungen zu finden, die den größtmöglichen Anteil des Lichts (sowohl des blauen als auch des umgewandelten Lichts) bis zur Grenzfläche der Leuchtstoffschicht und weg vom Klebstoff leiten.
3 zeigt einen Teilbereich des keramischen Wellenlängenkonverters 1 der vorliegenden Erfindung. Die untere Barriereschicht 4 ist mit einer gestrichelten Linie dargestellt. In der oberen Barriereschicht 3 wird von der Leuchtstoffschicht 21 W weißes Licht in einer Lambertschen Verteilung nach oben emittiert. Die Streuparameter Größe und Porenkonzentration in der oberen Barriereschicht 3 werden untersucht, um die Streubedingungen zu finden, die den größtmöglichen Anteil des Lichts bis zur Schichtgrenze in die Luft 6 und weg von der Leuchtstoffschicht 2 schicken.
4 und 5 zeigen den Lichtdurchsatz in jeder der beiden Barriereschichten als Funktion des Porenradius. Die Porenkonzentration wird durch einen Parameter A charakterisiert, der als Streukoeffizient, multipliziert mit der Schichtdicke, definiert ist, um ihn dimensionslos zu machen. Die Werte, auf die A festgelegt wird (0,2, 0,5 und 1), beschreiben einen Bereich von Werten, die bei keramischen Wellenlängenkonvertern üblich sind.
4 zeigt den Lichtdurchsatz in der unteren Barriereschicht, der bis zur Leuchtstoffschicht reicht.
5 zeigt den Lichtdurchsatz in der oberen Barriereschicht, der bis zur Luft reicht.
Der Parameter A = γ * L ist derselbe wie der oben erwähnte „Streukoeffizient multipliziert mit der Schichtdicke“. Wenn Licht auf einen Materialblock der Dicke L [mm] auftrifft, gelangt ein Teil des Lichts direkt auf die andere Seite, ein anderer Teil stößt auf eine Pore im Inneren des Materials und wird gestreut. Der Streukoeffizient γ in der Einheit (1/mm) ist eine Materialeigenschaft, die die Streuungswahrscheinlichkeit beschreibt - höhere Werte von γ bewirken mehr Streuung.
γ ist so definiert, dass der Anteil des Lichts, der die Probe durchdringt, e^-(^γ*L) ist und der Anteil, der gestreut wird, beträgt $[1 - e^{- (γ * L)}] .$
Vorzugsweise wird eine erhöhte Lichtausbeute in beiden Barriereschichten beobachtet, wenn der y*L-Parameter niedrig ist, d. h. wenn die Porenkonzentrationen in den Barriereschichten niedrig sind. Im Rahmen der anderen mit der Farbe zusammenhängenden Konstruktionszwänge ist oft weniger Streuung besser als mehr Streuung in beiden Barriereschichten. Poren mit einem Radius von weniger als 100 nm können den Durchsatz auf allen Niveaus beeinträchtigen und sollten daher so weit wie möglich vermieden werden. Optimale Porengrößen in jeder Schicht sind z. B. aus den beiden Diagrammen in 4 und 5 ersichtlich. Die Porengrößen können in den verschiedenen Barriereschichten unterschiedliche Werte annehmen. 2 zeigt, dass in der unteren Barriereschicht Poren mit einem Radius von 200 nm die größte Lichtmenge in die Leuchtstoffschicht leiten. Gemäß 3 bieten in der oberen Barriereschicht Poren mit einem Radius von 500 nm einen besseren Durchsatz zur Luft. Darüber hinaus scheinen diese Ergebnisse robust genug zu sein, um unabhängig von der Porenkonzentration einen annehmbar hohen Durchsatz zu erzielen.
In der oberen Schicht mag es kontraintuitiv sein, dass weniger als 0,3 W Licht entweicht, wenn 1 W in die Schicht eingebracht wurde, wenn ein einzelner Eintritt von Lichtstrahlen in die Barriereschicht gewählt wird: Dies liegt unter anderem daran, dass die TIR (Total Internal Reflection) verhindert, dass Licht aus dem PCA mit einem Brechungsindex von 1,77 unter höheren Winkeln in die Luft entweicht. In weiteren keramischen Wellenlängenkonvertern machen die Lichtstrahlen in Barriereschichten mehrfache Reisen durch Reflexion am Chipspiegel, d.h. der lichtemittierenden Struktur, wie z.B. einem InGaN-Chip. In der letztgenannten Ausführungsform ist die Extraktion viel höher als 30 %.
Hierin werden Streueigenschaften mit unterschiedlichen Porenradien für die verschiedenen Schichten beschrieben. Für Barriereschichten von PCA mit einer YAG-Ce Leuchtstoffschicht gelten die Radien von 200 und 500 nm für die untere bzw. obere Barriereschicht. Außerdem werden die unteren Werte der Porendichte für den betrachteten Bereich beschrieben, obwohl zumindest eine minimale Streuung in der oberen Barriereschicht für die Lichtextraktion notwendig sein könnte.
6 zeigt die spektrale Leistungsdichte einer Leuchtstoffschicht (2), die von der oberen (3) und der unteren (4) Barriereschicht umschlossen ist, die alle auf einer Klebstoffschicht (5) liegen. 1 W blaues Licht wird in einer Lambert'schen Verteilung von der Unterseite der Klebstoffschicht nach oben emittiert. Zusätzlich wird ein Spiegel an der Unterseite der Klebeschicht angebracht, der den Spiegel im Inneren eines Chips darstellt. 95 % des auf diesen Spiegel auftreffenden Lichts wird in einer Lambert'schen Verteilung nach oben zur Klebeschicht zurückreflektiert. Dadurch hat ein Großteil des Lichts mehrere Wege durch die Barriere- und Leuchtstoffschichten, genau wie in einem echten Paket. Unter Verwendung der Ergebnisse aus den 4 und 5 für eine bevorzugte Ausführungsform haben die Barriereschichten Poren mit einem Radius von 200 nm in der unteren Barriereschicht und einem Radius von 500 nm in der oberen Barriereschicht. Das Spektrum des aus dieser Anordnung austretenden Lichts wird für die drei verschiedenen Werte des Streuparameters A gezeigt, wobei A = 0,2, 0,5, 1. Diese Ausführungsform zeigt, wie die Farbe durch Anpassung der Porendichte eingestellt werden kann.
7 zeigt ein beispielhaftes Verfahren 8 zur Herstellung einer keramischen Anordnung von Wellenlängenkonvertern 1. In einem ersten Schritt A wird eine Leuchtstoffschicht 2 bereitgestellt. In einem anschließenden Schritt B wird eine obere Barriereschicht 3 auf einer Oberseite der Leuchtstoffschicht 2 aufgebracht. Gleichzeitig oder anschließend wird eine untere Barriereschicht 4 auf einer Unterseite der Leuchtstoffschicht 2 aufgebracht.
Obwohl hier Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, die gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angesehen werden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass hierin verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, verlassen wird. Die Offenlegung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den beigefügten Ansprüchen einschließt, selbst wenn das Merkmal oder die Kombination nicht per se ausdrücklich in den Ansprüchen oder den Beispielen angegeben ist.

Claims

Keramische Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur, wobei die keramische Wellenlängenkonverteranordnung Folgendes umfasst: eine Leuchtstoffschicht; eine obere Barriereschicht; und eine untere Barriereschicht, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 1, wobei die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine poröse Struktur umfassen.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 2, wobei ein Porendurchmesser der porösen Struktur der oberen Barriereschicht größer ist als ein Porendurchmesser der porösen Struktur der unteren Barriereschicht.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 2, wobei ein Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht etwa 800 µm bis etwa 6000 µm beträgt, und/oder wobei ein Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht etwa 800 µm bis etwa 6000 µm beträgt.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 1, wobei die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht Al₂O₃ umfassen.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 1, wobei die Leuchtstoffschicht ein Wirtsmaterial und Aktivatoren umfasst.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 6, wobei das Wirtsmaterial ein Material umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus Granat, MgAl₂O₄, Silikaten, Oxinitriden und Nitriden.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 6, wobei das Wirtsmaterial Granat ist.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 6, wobei die Aktivatoren Ce oder Gd oder eine Kombination davon sind.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 6, wobei die Aktivatoren des Wirtsmaterials dotiertes Ce sind.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 1, wobei ein Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus YAG:Ce, YAG:Ce(Gd), LuAG:Ce, LuAG:Ce(Gd), anderen Oxinitridleuchtstoffen und Nitridleuchtstoffen.
Keramische Wellenlängenkonverteranordnung nach Anspruch 1, wobei ein Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht YAG:Ce ist.
Lichtemittierende Vorrichtung umfassend: eine lichtemittierende Struktur, die zur Emission eines Primärlichts mit einer ersten PeakWellenlänge konfiguriert ist; und eine keramische Wellenlängenkonverteranordnung, die zur Aufnahme des Primärlichts von der lichtemittierenden Struktur angeordnet ist, wobei die keramische Wellenlängenkonverteranordnung Folgendes umfasst: eine Leuchtstoffschicht; eine obere Barriereschicht; und eine untere Barriereschicht, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist, und wobei die untere Barriereschicht neben der lichtemittierenden Struktur angeordnet ist.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine poröse Struktur umfassen.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Durchmesser der Poren der porösen Struktur der oberen Barriereschicht größer ist als ein Durchmesser der Poren der porösen Struktur der unteren Barriereschicht.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht Al₂O₃ umfasst.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Leuchtstoffschicht ein Wirtsmaterial und mindestens einen Aktivator umfasst.
Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht aus der Gruppe ausgewählt ist bestehend aus YAG:Ce, YAG:Ce(Gd), LuAG:Ce, LuAG:Ce(Gd), anderen Oxinitridleuchtstoffen und Nitridleuchtstoffen.
Verfahren zur Herstellung einer keramischen Wellenlängenkonverteranordnung mit einer Schichtstruktur, die eine Leuchtstoffschicht, eine obere Barriereschicht und eine untere Barriereschicht einschließt, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen der Leuchtstoffschicht; und Aufbringen der oberen Barriereschicht auf einer Oberseite der Leuchtstoffschicht und Anwenden der unteren Barriereschicht auf einer Unterseite der Leuchtstoffschicht, wobei die Leuchtstoffschicht zumindest teilweise zwischen der oberen Barriereschicht und der unteren Barriereschicht angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die obere Barriereschicht und die untere Barriereschicht eine poröse Struktur umfassen.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die obere Barriereschicht und/oder die untere Barriereschicht Al₂O₃ umfassen.