JP2017504058A - 変換素子、変換素子の製造方法、変換素子を備えるオプトエレクトロニクスデバイス - Google Patents

Abstract

無機ガラスを含む小板と第１変換体粒子とを含む変換素子を開示する。第１変換体粒子はシェル及びコアを有する。シェルは無機材料を含み、コアは窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料を含む。第１変換体粒子は小板の表面及び／又は内部に配置される。

Description

本発明は、変換素子、変換素子を製造する方法、及び変換素子を備えるオプトエレクトロニクスデバイスに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）などのオプトエレクトロニクスデバイスは、多くの場合、蛍光材料を含む変換素子を有する。蛍光材料は、放射源から放出された放射線を、違う波長、例えば、より長い波長を有する放射線に変換する。違う波長を有する放射線の放出に加えて、熱が生成される。従来の変換素子は多くの場合、蛍光材料のマトリックスとしてシリコーンを有する。しかしながら、シリコーンでは蛍光材料によって生成された熱を十分に放散できない。そのため、変換素子内で熱が蓄積されるため、光度が低下し、色度座標が変化し、ＬＥＤの取り換えが早まる。

本発明の少なくとも１つの実施形態の目的は、先行技術よりも改善された特性を有し、コストを抑えて製造することができる変換素子を提供することである。さらなる目的は、先行技術よりも改善された、変換素子を備えるオプトエレクトロニクスデバイスを提供することである。

本目的は、請求項１の特徴を備える変換素子、請求項９の特徴を備える変換素子の製造方法、及び請求項１４の特徴を備えるオプトエレクトロニクスデバイスによって達成される。

変換素子が提供される。変換素子は、無機ガラスを含む小板と、第１変換体粒子とを含む。第１変換体粒子はシェル及びコアを有し、シェルは無機材料を含み、コアは窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料を含む。第１変換体粒子は、無機ガラスを含む小板の表面及び／又は内部に配置される。

第１変換体粒子が無機ガラスを含む小板の内部に配置されるということは、第１変換体粒子が完全に又は部分的に小板内に、すなわち、小板に含まれる無機ガラスの中に埋没していることを意味する。例えば、部分的に埋没している場合では、第１変換体粒子のシェルの表面の２０％〜９９．９％が小板に含まれる無機ガラスに囲われ得る、又は当該無機ガラスと直接機械的に接触し得る。

一実施形態では、第１変換体粒子の一部は小板の表面に配置され、第１変換体粒子の一部は小板内に配置される。

一実施形態によれば、コアは窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料からなり、特に窒化物蛍光材料粒子又は酸窒化物蛍光材料粒子からなる。コアが窒化物蛍光材料又は窒化物蛍光材料粒子からなることが好ましい。

無機ガラスを含む変換素子は、第１変換体粒子から生成される変換素子内の熱を非常に効率的に放散させる目的で用いることができる。そのため、変換素子内で少ない量の熱、又はごくわずかな熱しか蓄積されない。変換素子がオプトエレクトロニクスデバイスの部品である場合は、オプトエレクトロニクスデバイスの動作期間にわたり、一定の光度及び一定の色度座標が保証される。したがって、オプトエレクトロニクスデバイスの故障が早まることを防止でき、オプトエレクトロニクスデバイスの使用可能寿命を延ばすことができる。

層又は素子が、別の層又は別の素子「の上に」若しくは「を覆うように」配置される、又は適用されるということは、本段落およびこれ以降の記載において、当該層又は素子が、当該別の層又は別の素子と直接的に機械的接触及び／又は電気的接触をもって配置されることを意味してもよい。また、当該層又は素子が間接的に、当該別の層又は別の素子の上、若しくは当該別の層又は別の素子を覆うように、配置されることを意味してもよい。この場合、さらなる層及び／又は素子が当該層や当該別の層との間に、若しくは当該素子や当該別の素子との間に配置されてもよい。

小板は、無機ガラス、又は無機ガラス及び第１変換体粒子からなり得る。

一実施形態では、無機ガラスの屈折率η_Ｄ（２０℃）は、１．０〜３．０、好ましくは１．４〜３．０、特に好ましくは１．９〜３．０である。

一実施形態では、無機ガラスの熱伝導率は、０．５Ｗｍ^−１Ｋ^−１〜３．０Ｗｍ^−１Ｋ^−１、好ましくは０．６Ｗｍ^−１Ｋ^−１〜１．５Ｗｍ^−１Ｋ^−１、特に好ましくは０．６Ｗｍ^−１Ｋ^−１〜０．９Ｗｍ^−１Ｋ^−１である。

一実施形態では、無機ガラスは、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、又はリン酸塩ガラスである。ケイ酸塩ガラスはＳｉＯ_２を主成分として含有し、ホウ酸塩ガラスはＢ_２Ｏ_３を主成分として含有し、リン酸塩ガラスはＰ_２Ｏ_５を主成分として含有する。ケイ酸塩ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有してもよく、ホウ酸塩ガラスは、ＳｉＯ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂｉ_２Ｏ_３、及びＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有してもよく、リン酸塩ガラスは、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｂｉ_２Ｏ_３、及びＡｇＯなどのさらなる金属酸化物を含有してもよい。例えば、無機ガラスはソーダ石灰ガラスである。

一実施形態では、無機ガラスはテルライトガラスである。テルライトガラスは、ＴｅＯ_２を主成分として含有する、たとえば、その含有量は４０重量％超又は５０重量％超又は６５重量％超である。テルライトガラスはまた、１種又は複数種のさらなる金属酸化物、即ちＢｉ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｎｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及び／又はＡｇＯなどを含有してもよいし、若しくは、ＴｅＯ_２とこのような金属酸化物とからなるものでもよい。

一実施形態では、無機ガラスを含むまたは無機ガラスからなる小板は、透明である。「透明」という用語は、ここでは、材料、層、又は素子が、可視電磁スペクトル全体又はその部分的なスペクトルに対し、少なくとも部分的に透過性であることを意味すると理解される。

窒化物蛍光材料及び酸窒化物蛍光材料は、その組成の中に少なくとも１つのＮ^３−イオンを有することにより特徴づけられる。窒化物蛍光材料はその組成の中に酸素原子を有さない。酸窒化物蛍光材料は、Ｎ^３−イオンに加えて、少なくとも１つのＯ^２−イオンをその組成の中に有する。例えば、窒化物蛍光材料は式Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８又はＭＡｌＳｉＮ_３で表される蛍光材料であり、酸窒化物蛍光材料は式ＭＳｉ_２Ｎ_２Ｏ_２で表される蛍光材料である。上述の式中、Ｍは一種のアルカリ土類金属を、又は複数種のアルカリ土類金属の組み合わせを表す。例えば、Ｍは、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、及びＭｇを含む群より選択される一種、またはそれらの組み合わせである。一実施形態では、酸窒化物蛍光材料及び窒化物蛍光材料は、例えば、セリウム、ユーロピウム、テルビウム、プラセオジム、サラリウム（saramium）、マンガンからなる群から選ばれる一種の活性剤又はそれらの組み合わせでドープされる。蛍光材料は、Ｅｕ^２＋でドープされるのが好ましい。例えば、赤色発光窒化物蛍光材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋又は（Ｓｒ，Ｂａ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋である。

一実施形態では、窒化物蛍光材料は赤色の光を放出する蛍光材料であり、酸窒化物蛍光材料は緑色からオレンジ色の光を放出する蛍光材料である。

窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料は無機ガラスと反応を起こし、蛍光材料の効率が低下する。無機材料からなるシェル、及び窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料からなるコアを含んでなるか、または当該シェルおよびコアからなる第１変換体粒子は、効率を維持しながらも無機ガラスに導入可能であることが示された。第１変換体粒子のコアに位置する窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料は、無機材料を含むかそれからなるシェルによって、無機ガラスとの反応から守られる。したがって、窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の効率を保持することができ、加えて、生成される熱は無機ガラスによって効率的に放散される。

一実施形態では、シェルに含まれる無機材料は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェンを含む群より選択される一種、またはそれらの組み合わせである。シェルに含まれる無機材料は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＴｉＮ、及びＳｉ_３Ｎ_４を含む群より選択される一種、またはそれらの組み合わせであることが好ましい。

シェルは無機材料からなり得る。

一実施形態では、無機−有機ハイブリッド材料はＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む。

一実施形態では、無機−有機ハイブリッド材料はテトラエトキシシラン及び／又はテトラメトキシシラン、好ましくはテトラエトキシシランの加水分解並び濃縮によって製造される。特に、無機−有機ハイブリッド材料を製造する方法はゾル−ゲル法である。

第１変換体粒子は、異なる窒化物蛍光材料及び／又は酸窒化物蛍光材料を含むコアを有してもよく、更に異なるシェルを有してもよい。例えば、第１変換体粒子は、窒化物蛍光材料からなるコアを含む第１変換体粒子と、酸窒化物蛍光材料からなるコアを含む第１変換体粒子からなり得る。上記第１変換体粒子は、同一又は異なるシェルを有し得る。

一実施形態では、小板は２つの主面を有する。第１主面は、第１変換体粒子が空間的に最も近い面であり、通常、変換体素子の製造中に変換体粒子が適用される表面に対応するものである。第１主面の反対側の主面が第２主面である。

一実施形態によれば、変換素子の厚さは１００μｍ〜２００μｍである。好ましくは、変換素子の厚さは１５０μｍ〜２００μｍである。

一実施形態では、第１変換体粒子の直径は１０μｍ〜１００μｍであり、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ、特に好ましくは１０μｍ〜３０μｍである。本段落およびこれ以降の記載において、直径は特に、例えばＱ０で決定されるＤ５０直径であり得る。

シェルの厚さは、１０ｎｍ〜５０μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜５μｍである。厚さは、製造方法によって異なる値が選択され得る。シェルの密度が高い場合は、薄い厚みが選択され得る。

一実施形態では、小板は、それを覆うように配置される保護層を有し、前記保護層はパリレン、ポリシラザン、シリコーン、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、グラフェン、及び無機ガラスを含む群より選択される材料、またはそれらの組み合わせを含む。無機−有機ハイブリッド材料は、シェルの無機−有機ハイブリッド材料と同様に選択することができる。無機ガラスは、小板に含まれる無機ガラスについて記載した群と同一の群より選択可能である。材料は、パリレン、ポリシラザン、シリコーン、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、グラフェン、及び無機ガラスを含む群より選択される一種、又はそれらの組み合わせであることが好ましい。保護層は小板の第１主面を覆うように配置されることが好ましい。

第１変換体粒子のシェルと第１保護層とについて、同一又は異なる材料を選択することができる。小板及び保護層は、同一の無機ガラスを含んでもよいし、同一の無機ガラスからなるものでもよい。

特に、第１変換体粒子が小板の表面に配置されている及び／又は小板に部分的に埋没している場合に、保護層は小板を覆うように、好ましくは小板の第１主面を覆うように配置される。保護層は第１変換体粒子を完全に覆ってもよい。

一実施形態では、第１変換体粒子は小板に含まれる無機ガラス及び保護層材料の中に完全に埋没している。この実施形態では、第１変換体粒子は完全に保護層及び小板に含まれる無機ガラスで囲われており、よって、周囲空気との接触は全く存在しない。詳細には、第１変換体粒子のシェルと、保護層材料及び小板に含まれる無機ガラスとの間で直接的な機械的接触が存在する。

一実施形態では、第１変換体粒子は小板に含まれる無機ガラスの中に完全に埋没している。この実施形態では、第１変換体粒子は小板に含まれる無機ガラスによって完全に囲われており、よって、周囲空気との接触は全く存在しない。詳細には、第１変換体粒子のシェルと小板に含まれる無機ガラスとの間で直接的な機械的接触が存在する。

一実施形態では、第１変換体粒子のシェルに含まれる無機材料と小板に含まれる無機ガラスとの間で、化学結合及び／又は物理的相互作用が存在する。化学結合は、イオン結合及び／又は共有結合であり得る。

化学結合及び／又は物理的相互作用は、保護層材料と第１変換体粒子のシェルの材料との間で存在し得る。例えば、化学結合は共有結合及び／又はイオン結合である。

第１変換体粒子の、無機ガラス及び／又は保護層材料への化学結合によって、第１変換体粒子は変換素子に固定された状態で一体化するため、いかなる拡散にも関与することはない。

一実施形態では、変換素子は第２変換体粒子を含む。第２変換体粒子は、無機ガラスを含む小板の表面及び／又は内部に配置される。第２変換体粒子は、酸化物蛍光材料を含む、又は酸化物蛍光材料からなり得る。酸化物蛍光材料とは、その組成中に少なくとも１つのＯ^２−イオンを含み、Ｎ^３−を含まない蛍光材料を意味すると理解される。用いられ得る酸化物蛍光材料は、ガーネット、例えばイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）又はルテチウムアルミニウムガーネット（ＬｕＡＧ）である。酸化物蛍光材料は、その効率を維持しながらも、シェルなしで小板に含まれる無機ガラスに組み込まれる又はその表面に適用され得る。

一実施形態では、第２変換体粒子は完全に小板に含まれる無機ガラスの中に埋没している。この実施形態では、第２変換体粒子は小板に含まれる無機ガラスに完全に囲われており、よって、周囲空気との接触が全く存在しない。詳細には、第２変換体粒子と小板に含まれる無機ガラスとの間で直接的な機械接触が存在する。

小板は、無機ガラスと第１及び第２変換体粒子からなり得る。

小板は無機ガラスと第２変換体粒子からなり得る。その後、第１変換体粒子は小板の表面に配置される。

一実施形態では、変換素子は、赤色の光を放出する第１変換体粒子と、黄色及び／又は緑色の光を放出する第２変換体粒子とを含む。

一実施形態では、小板の表面には、反射防止層及び／又は反射層が配置される。反射防止層及び／又は反射層は、好ましくは小板の第２主面を覆うように配置される。反射防止層及び／又は反射層は、バンドパス又はエッジフィルタ特性を有し得る。例えば、反射防止層及び／又は反射層は、特定の波長の放射線を透過させてもよく、異なる波長の放射線を反射させてもよい。光のアウトカップリングを向上させる、又は光の指向特性を含む３Ｄ構造もまた、可能である。

記載された実施形態の変換素子は、これ以降に記載する方法によって製造することができる。つまり、変換素子について示された特徴の全ては本明細書に記載される方法についても開示され、その逆も同様である。

変換素子を製造する方法は、以下の方法ステップを、特に下記の順序で含むことが好ましい。
Ａ）窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェンを含む群より選択される無機材料、又はそれらの組み合わせで被覆するするステップ。これによって、無機材料からなるシェル、及び窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料からなるコアを有する、第１変換体粒子を作製する。
Ｂ）無機ガラスを含む小板を提供するステップ。
Ｃ）小板の表面層を溶解するステップ。
Ｅ）溶解表面層に第１変換体粒子を適用するステップ。

一実施形態では、変換素子の製造方法は、以下の方法ステップを、特に下記の順序で含むことが好ましい。
Ａ）窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェンを含む群より選択される無機材料、又はそれらの組み合わせで被覆して、無機材料からなるシェル、及び窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料からなるコアを有する、第１及び／又は第２変換体粒子を作製するステップ。
Ｂ）無機ガラス、例えば上述の無機ガラスからなるガラスフリット又は紛体を作製するステップ。
Ｃ）ガラスフリット又は紛体を、変換体粒子、液状分散剤、及び任意のバインダと混合して、好ましくはテープ成形に好適であり、スラリーとも定義づけられる塩基性成形用化合物を作製するステップ。
Ｄ）塩基性成形用化合物を流延成形、特にテープ成形して、粗変換素子体又は小板、特にフィルム、を形成するステップであって、分散剤を完全に又は部分的に蒸発させるステップ。
Ｅ）所望により、粗変換素子体を、鋸引き、折断、切断、せん断、穴開け、又はレーザ処置などによって変換素子に分割するステップ。任意の焼結手順における収縮を本分割手順の際に考慮するため、ステップＥ）の直後には、変換素子及び／又は小板は完成品である変換素子よりも横方向の寸法が大きくてもよい。
Ｆ）バインダが用いられる場合はバインダを除去し、無機ガラス及び変換体粒子、特に無機ガラス及び変換体粒子のみを残すステップ。
Ｇ）小板及び／又は変換素子及び／又は粗変換素子体を焼結して、無機ガラスを変換体粒子と接合するステップ。
Ｈ）所望により、粗変換素子体から小板及び／又は変換素子を形成するための成型、又はステップＥで得られた変換素子及び／又は小板から変換素子を形成するための成型を行うステップであって、変換素子の最終形状を得るために、鋸引き、研削、レーザ切断、切断、スコーリング及び折断、ウォータージェット切断、又は穴開けなどによる成型を行うステップ。

ステップＧにおける焼結は、固形で耐久性があり機械的に安定した変換素子及び／又は小板が製造されるような温度並びに期間に亘って行うことによって、無機ガラスと変換体粒子との間に特に密着した接触を確立する。しかしながら、焼結の温度及び持続時間は、無機ガラスが変換体粒子のコアと反応しないように選択されるのが好ましい。

粗変換素子体は、複数の変換素子を含む、例えば、セラミック膜又は薄いセラミックシートである。粗変換素子体は、変換素子に分離されるように構成される。

これら記載の２つの方法以外の他の方法でも、変換素子を製造可能である。

一実施形態では、無機−有機ハイブリッド材料はＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む。

一実施形態では、無機−有機ハイブリッド材料はテトラエトキシシラン及び／又はテトラメトキシシラン、好ましくはテトラエトキシシランの加水分解並びに濃縮によって製造される。特に、無機−有機ハイブリッド材料の製造方法はゾル−ゲル法である。

一実施形態では、小板は２つの主面を有する。製造される変換素子では、第１変換体粒子が空間的に最も近い主面が、第１主面として定義される。第１主面とは反対側の主面が、第２主面である。方法ステップＥ）において、第１変換体粒子が小板の第１主面に適用される。方法ステップＣ）における小板の表面層は、小板の第１主面の表面層である。

この方法によって、窒化物蛍光材料及び／又は酸窒化物蛍光材料を無機ガラスからなる小板の表面又は内部に、適用又は導入することができる。特に、この方法によって、窒化物蛍光材料及び／又は酸窒化物蛍光材料の変換素子内での効率を維持することができる。これは、窒化物蛍光材料又は粒子及び／又は酸窒化物蛍光材料又は粒子が溶融無機ガラスと反応してしまうために、今までは不可能であった。溶融ガラス内には、窒化物蛍光材料及び／又は酸窒化物蛍光材料と反応する可動性のＯ^２−イオンが存在する。この望ましくない反応によって、蛍光材料における効率損失が起こる。窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を無機材料で被覆することで、この反応を回避することができ、したがって蛍光材料の効率を維持することができる。

一実施形態では、方法ステップＢ）における小板は、無機ガラスからなる。

一実施形態では、方法ステップＢ）において、酸化物蛍光材料を含むか、あるいは酸化物蛍光材料からなる第２変換体粒子が無機ガラスを含む小板内に配置される。小板は、無機ガラスと第２変換体粒子とからなり得る。

一実施形態では、方法ステップＥ）において第１変換体粒子が溶融表面層に適用される場合に、第１変換体粒子のシェルは、溶融表面層と接触すると溶融する。詳細には、シェルは完全には溶融しない。これは、第１変換体粒子のコアに直接隣接しているシェルに含まれる無機材料は溶融されないことを意味する。したがって、コア、すなわち、窒化物又は酸窒化物蛍光材料は、無機ガラスとの反応に対して効率的に保護され得る。第１変換体粒子のコアに直接隣接しているシェルに含まれる無機材料が溶融しないことによって、例えばＳｉＯ_２などの無機材料を使用することが可能となる。シェルが完全に溶融されると、例えばＳｉＯ_２からなるシェルもまた、Ｏ^２−イオンが窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料と反応するリスクに曝される。

シェルの厚さは、１０ｎｍ〜５０μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜５μｍであり得る。これらの厚さを選ぶ際には、第１変換体粒子のコアに直接隣接するシェルに含まれる無機材料が溶融しないことを確実にすることができる。

一実施形態では、方法ステップＥ）の後に、以下のさらなる方法ステップが続く。
Ｆ）第１変換体粒子を溶融表面層に部分的及び／又は完全に沈み込ませるステップ。

第１変換体粒子を完全に沈み込ませるということは、当該第１変換体粒子のシェルの表面全体が溶融ガラスの中に埋没するまで、又は溶融ガラスと直接機械的に接触するまで、第１変換体粒子が溶融表面層に沈み込むことを意味する。小板の第１主面が、小板の第２主面よりも、第１変換体粒子に空間的に近いところまでしか第１変換体粒子を沈み込ませないことが好ましい。第１変換体粒子を部分的に沈み込ませるということは、当該第１変換体粒子のシェル表面の２０％〜９９．９％が、小板に含まれる無機ガラスの中に埋没する又は無機ガラスと直接機械的に接触するまで、第１変換体粒子を溶融表面層に沈み込ませることを意味する。

方法の一実施形態では、物理的相互作用及び／又は化学結合、特に、イオン結合及び／又は共有結合が、第１変換体粒子のシェルに含まれる溶融無機材料と溶融無機ガラスとの間に形成される。物理的相互作用及び／又は化学結合は、方法ステップＥ）において第１変換体粒子が溶融表面層に適用された後、又は方法ステップＦ）において第１変換体粒子が溶融表面層に部分的及び／又は完全に沈み込んだ後若しくはその時に形成される。

方法の一実施形態では、方法ステップＣ）の後に、以下のさらなる方法ステップが続く。Ｄ）酸化物蛍光材料を含む第２変換体粒子を溶融表面層に適用するステップ。特に第２変換体粒子は酸化物蛍光材料からなるものである。

酸化物蛍光材料は溶融無機ガラスのＯ^２−イオンとの相互作用を示すが、窒化物蛍光材料及び酸窒化物蛍光材料とは対照的に、この相互作用は酸化物蛍光材料の効率に対しては影響を与えない、もしくは非常に些細な影響しか与えない。このように第２変換体粒子は溶融無機ガラスに対する感受性がないため、第１変換体粒子より先に、溶融表面層に適用される、又は適用されて沈み込まれることが好ましい。また、第２変換体粒子は保護シェルを必要としない。

方法の一実施形態では、方法ステップＤ）の後に、以下のさらなる方法ステップが続く。Ｄ１）第２変換体粒子が溶融表面層内に完全に沈み込ませるステップ。

方法ステップＤ１）の後に表面層がもう溶融していない状態であれば、方法ステップＥ）の前にもう一度方法ステップＣ）を行ってもよい。

一実施形態では、方法ステップＥ）において、第１及び第２変換体粒子は、同時に溶融表面層に適用される。そして方法ステップＤ１）を方法ステップＥ）の後に行ってもよい。

一実施形態では、無機材料を含むスラリー又はゲル、若しくは気体状の集合状態にある無機材料を、方法ステップＡ）において窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を被覆するために用いられる。スラリーは、水、又はアルコール、例えばエタノール内の無機材料の分散物である。さらにスラリーはバインダ、例えばポリビニルアルコールを含有してもよい。無機材料を含むゲルが使用される場合は、例えば、ゾル−ゲル法によって製造されるゲルである。例えば、ゾル−ゲル法での開始材料としてテトラエトキシシランを用いてもよく、又はテトラメトキシシランを開始材料として用いてもよい。ゾル−ゲル法における加水分解及び濃縮によって、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含有する無機−有機ハイブリッド材料が製造される。

方法ステップＥ）又はＦ）の後に、以下のさらなる方法ステップを続けてもよい。
Ｇ）保護層を、小板の第１主面に適用するステップ。前記保護層は、パリレン、ポリシラザン、シリコーン、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、グラフェン、及び無機ガラスを含む群より選択される材料、またはそれらの組み合わせを含む。特に、保護層は、第１変換体粒子が小板の表面に配置される場合、又は方法ステップＦ）において、第１変換体粒子が溶融表面層内に部分的にしか沈み込んでいない場合に、適用される。保護層が、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェン、を含む群より選択される材料、またはそれらの組み合わせを含む場合、上記材料はＣＶＤ（化学蒸着）法によって適用可能である。

方法ステップＥ）、Ｆ）、又はＧ）の後に、以下のさらなる方法ステップを続けてもよい。
Ｈ）反射防止層及び／又は反射層を、小板の第２主面に適用するステップ。

変換素子について記載した実施形態は、オプトエレクトロニクスデバイスに当てはめることができる。

オプトエレクトロニクスデバイスもまた、提供される。オプトエレクトロニクスデバイスは、デバイスの動作中に一次電磁放射線を放出する活性層を有する積層体を備える。さらに、オプトエレクトロニクスデバイスは少なくとも１つの変換素子を備える。変換素子は、無機ガラスと第１変換体粒子とを含む小板を含む。第１変換体粒子はシェル及びコアを有し、シェルは無機材料を含み、コアは窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料を含む。第１変換体粒子は、無機ガラスを含む小板の表面及び／又は中に配置される。変換素子は、一次電磁放射線のビーム経路内に、更に積層体を覆うように配置される。第１変換体粒子は、一次電磁放射線を少なくとも部分的に二次電磁放射線に変換する。

上述のような変換素子を備えるオプトエレクトロニクスデバイスは、その動作期間にわたり、一定の光度及び一定の色度座標を有している。これは、第１変換体粒子によって生成される変換素子内の熱を、無機ガラスが非常に効果的に放散できるためである。したがって、オプトエレクトロニクスデバイスの故障が早まることを防止し、オプトエレクトロニクスデバイスの使用可能寿命を延ばすことができる。

変換体粒子が一次電磁放射線を少なくとも部分的に二次電磁放射線に変換するということは、一方では、一次電磁放射線が変換体粒子によって部分的に吸収されて、一次放射線とは少なくとも部分的に異なる波長範囲を有する二次放射線として放出されることを意味し得る。この場合、吸収された一次放射線の一部は変換体粒子によって熱として出力される。吸収されなかった一次電磁放射線は放出されてもよい。

変換体粒子が一次電磁放射線を少なくとも部分的に二次電磁放射線に変換するということは、もう一方では、一次電磁放射線が変換体粒子によってほとんど完全に吸収され、二次電磁放射線の形態、及び熱の形態で出力されることを意味し得る。そのため、この実施形態に係るオプトエレクトロニクスデバイスから放出された放射線は、ほとんど完全に二次電磁放射線に対応する。ほとんど完全な変換とは、９５％を超える、特に９８％を超える変換を意味するように理解される。

上記に関連して、「積層体」とは、２層以上を含む積層体、例えばｐ型ドープ半導体層及びｎ型ドープ半導体層であり、層は互いに重ねられるように配置された積層体として理解される。

積層体は、エピタキシャル積層体として、又はエピタキシャル積層体を有する放射線放出半導体チップ、すなわちエピタキシャル成長半導体積層体として設計可能である。積層体は、例えばＩｎＧａＡｌＮに基づいて設計可能である。ＩｎＧａＡｌＮ系半導体チップ及び半導体積層体は、特に、エピタキシャルに製造される半導体積層体が、異なる独立した層からなり、ＩＩＩ−Ｖ−化合物半導体材料系Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ（式中、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１及びｘ＋ｙ≦１）から選ばれる材料を含有する少なくとも一層の独立した層を含む積層体を含むものである。ＩｎＧａＡｌＮに基づく少なくとも１つの活性層を含む半導体積層体は、例えば、紫外〜緑色の波長範囲の電磁放射線を放出可能である。

上記に代えて、または上記に加えて、半導体積層体又は半導体チップはまた、ＩｎＧａＡｌＰに基づくことができる。すなわち、半導体積層体は異なる独立した層を含むことができ、少なくとも１つの独立した層が、ＩＩＩ−Ｖ−化合物半導体材料系Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｐ（式中、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、及びｘ＋ｙ≦１）の材料を含む。ＩｎＧａＡｌＰに基づく少なくとも１つの活性層を含む半導体積層体又は半導体チップは、例えば、好ましくは緑色〜赤色の波長範囲にある１種又は数種のスペクトル成分を含む電磁放射線を放出することができる。

上記に代えて、または上記に加えて、半導体積層体又は半導体チップはまた、他のＩＩＩ−Ｖ−化合物半導体材料系、例えばＡｌＧａＡｓ系材料又はＩＩ−ＶＩ−化合物半導体材料系を含むことができる。特に、ＡｌＧａＡｓ系材料を含む活性層は、赤色〜赤外波長範囲内の１種又は数種のスペクトル成分を含む電磁放射線を放出するのに好適であり得る。

活性半導体積層体は、活性層に加えて、さらなる機能層及び機能領域、例えばｐ型ドープチャージキャリア搬送層又はｎ型ドープチャージキャリア搬送層（すなわち電子搬送層又は正孔搬送層）、非ドープ又はｐ型又はｎ型ドープ閉じ込め層、クラッド層、若しくは導波路層、バリア層、平坦化層、緩衝層、保護層、及び／又は電極並びにそれらの組み合わせを含むことができる。さらに、１つ又は複数の反射層を、例えば半導体積層体において、成長基板とは反対側の側面に適用可能である。ここで記載された、活性層又はさらなる機能層及び機能領域に関する構造、特に設計、機能及び構造は当業者に周知であるため、ここでは詳細に記載しない。

一実施形態では、変換素子は第２変換体粒子を含む。第２変換体粒子は、無機ガラスを含む小板の表面及び／又は内部に配置される。好ましくは、第２変換体粒子は、小板に含まれる無機ガラスの中に完全に埋没している。第２変換体粒子は、酸化物蛍光材料を含み得る、又はそれからなり得る。

第１変換体粒子及び第２変換体粒子が変換素子に含まれる場合は、第１変換体粒子を第２変換体粒子よりも第１主面から空間的に近くに配置してもよい。

第１変換体粒子及び第２変換体粒子が変換素子に含まれる場合は、二次電磁放射線は第１変換体粒子及び第２変換体粒子の二次電磁放射線からなる。

一次放射線と二次放射線は、それらを重ね合わせたときに、白色光の印象を与えるものが好ましい。そのため、一次放射線は青色光の印象を与えるもの、第１変換体粒子の二次放射線は赤色光の印象を与えるもの、第２変換体粒子の二次放射線は黄色光の印象を与えるものが好ましい。

一実施形態では、オプトエレクトロニクスデバイスは、２２００Ｋ〜５７００Ｋの色温度で白色光を放出する。

一実施形態では、接着剤層が積層体と変換素子との間に配置される。接着剤層は、例えば、シリコーン又はエポキシ樹脂を含み得る、又はそれらからなり得る。エポキシ樹脂は、特に青色以外の範囲の光が放出される場合に用いられる。

層又は素子が２つの別の層又は素子の「間」に配置されるということは、本段落およびこれ以降の記載において、当該層又は素子が、当該２つの別の層又は素子の内の一方とは、直接的に機械的接触及び／又は電気的な接触をもつように直接配置されるか、または間接的な接触をもつように配置され、当該別の２つの層又は素子の他方に対しては、直接的に機械的接触及び／又は電気的な接触をもつように、または電気的な接触をもつように、又は間接的な接触をもつように配置されることを意味してもよい。間接的な接触の場合は、さらなる層及び／又は素子が、当該層と当該別の２つの層の内の少なくとも１つとの間に、又は当該素子と当該別の２つの素子の内の少なくとも１つとの間に配置され得る。

第１変換体粒子、又は第１変換体粒子及び第２変換体粒子が小板の内部に完全に埋没している場合、変換素子は、積層体を覆うように配置することができ、このとき、小板の第１主面又は第２主面が積層体に対向するようにする。

第１変換体粒子が小板に部分的に埋没している、及び／又は小板の表面に配置される場合、変換素子は、積層体を覆うように配置することができ、このとき、小板の第２主面が積層体に対向するようにする。

オプトエレクトロニクスデバイスは筐体を備えることができる。筐体の中心に凹部を設けることができる。積層体は凹部に設けられ得る。凹部は流延材料で充填することができる。

一実施形態では、変換素子は流延材料を覆うように配置される。流延材料は、公知の流延材料から選択可能である。

オプトエレクトロニクスデバイスは、発光ダイオード、フォトダイオードトランジスタアレイ／モジュール、及び光カプラであり得る。あるいは、有機発光ダイオードをオプトエレクトロニクスデバイスとして選択することができる。

本発明のさらなる有利な実施形態及び発展は、以下に図面を参照して記載する例示的な実施形態から明らかである。

図１ａ〜図１ｂは、変換素子の異なる実施形態それぞれの概略側面図を示す。 図２ａ〜図２ｂは、変換素子の異なる実施形態それぞれの概略側面図を示す。 オプトエレクトロニクスデバイスの異なる実施形態の概略側面図を示す。 オプトエレクトロニクスデバイスの異なる実施形態の概略側面図を示す。

例示的な実施形態及び図面では、類似する部品又は同様に作用する部品は、それぞれ類似する参照番号を付している。図示した素子及びそれらの互いに対する大きさの比率は、縮尺通りであると考えられるものではなく、むしろ個別の素子、特に層の厚さは、より良い理解のために誇張して図示されることがある。

図１ａに係る変換素子１は、無機ガラス、例えば、ホウ酸塩ガラスからなる小板２を含む。小板は、例えば２００μｍの厚みを有する。第１変換体粒子３は小板内に配置され、その直径は３０μｍである。直径について１０％までの偏差が可能である。第１変換体粒子３は小板２に含まれる無機ガラスの中に完全に埋没し、無機ガラスと直接機械的に接触する。第１変換体粒子３は、コア３ｂ及びシェル３ａからなる。コア３ｂは、Ｍ_２ＳｉＮ_８：Ｅｕ^２＋の式（式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、又はそれらの混合物）を持つ窒化物蛍光材料からなり、電磁スペクトルの赤色波長範囲内の光を放出する。シェル３ａは、例えばＳｉＯ_２からなる。図１ａに示すように、小板２は第１主面２ａ及び第２主面２ｂを有する。第１主面２ａは、第２主面２ｂよりも、第１変換体粒子３からの距離が短い位置にある。これは、変換素子１の製法によるものであり、一実施形態においては、小板２の第１主面２ａの１つの表面層のみが溶融され、第１変換体粒子３がそこに適用されて埋没する。第１変換体粒子３を小板２の第１主面２ａの溶融表面層に適用することで、第１変換体粒子３のシェル３ａは溶融する。これにより無機ガラスとシェル３ａの材料との間に共有結合及び／又はイオン結合が形成されるため、第１変換体粒子３は小板２に固定した状態で一体化されて取り付けられる。反射層及び／又は反射防止層は、第２主面を覆うように配置することができる（図示せず）。

図１ｂに係る変換素子１は、図１ａの変換素子１と比べて、小板２内に配置され、小板２に含まれる無機ガラスの中に完全に埋没している第２変換体粒子７をさらに示している。第２変換体粒子７は酸化物蛍光材料、例えばＬｕＡＧからなる。この例示的な実施形態に係る変換素子１は、まず、第２変換体粒子７が小板２の第１主面２ａの溶融表面層に適用されて、当該第２変換体粒子が沈み込み、次に第１変換体粒子３が小板２の第１主面２ａの溶融表面層に適用されて、沈み込むことによって製造される。

図２ａに係る変換素子１は、無機ガラス、例えば石英ガラスからなる小板２を含む。小板２は、例えば２００μｍの厚みを有する。第１変換体粒子３は、小板２の表面に配置される。第１変換体粒子３はコア３ｂ及びシェル３ａからなる。コア３ｂは、式：Ｍ_２ＳｉＮ_８：Ｅｕ^２＋（式中、Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、又はその混合物）で表される窒化物蛍光材料からなり、電磁スペクトルの赤色波長範囲内の光を放出する。シェル３ａは、例えば、ＡｌＮからなる。第１変換体粒子３が小板２の第１主面２ａの溶融表面層に適用される時に、第１変換体粒子３はそこに沈み込まない。第１変換体粒子３の一部が、溶融表面層内に部分的に沈み込み、小板２内に部分的に埋没することは可能である。第２変換体粒子７は小板２内に配置され、無機ガラス中に完全に埋没している。第２変換体粒子７は、酸化物蛍光材料、例えば、ＹＡＧからなる。保護層４は、小板２の第１主面２ａ上に配置される。保護層４は、例えば、パリレンからなる。保護層４は、例えば、４０μｍの厚みを有する。保護層４は第１変換体粒子３を完全に覆い、第１変換体粒子が小板２の無機材料及び／又は保護層４と直接機械的に接触している。したがって、第１変換体粒子３には周囲空気との接触が全く存在しない。上記に代えて、第２変換体粒子７は変換素子１中に存在しなくともよい。

図２ｂに係る変換素子１は、図２ａの変換素子と比べて、小板２の無機ガラスに部分的に埋没している第１変換体粒子３を示す。製造プロセスの際に、第１変換体粒子３はこのように小板２の第１主面２ａの溶融表面層内に部分的に沈み込む。上記に代えて、第２変換体粒子７は変換素子１中に存在しなくともよい。

図３に係るオプトエレクトロニクスデバイス５は、リードフレーム９を有するキャリア８を備える。キャリア８上には、リードフレーム９に結合ワイヤ１０を介して電気的に接続される積層体６が配置される。変換素子１は積層体６を覆うように設けられる。変換素子１は、図１ａ、図１ｂ、図２ａ、又は図２ｂに示す変換素子１に対応する。図１ａ〜図２ｂの変換素子１は、小板２の第１主面２ａ又は第２主面２ｂが積層体６に対向するように配置され得る。図２ａ及び２ｂに係る変換素子１の場合、第２主面２ｂが積層体６に対向することが好ましい。図１ａ〜図２ｂの変換素子１が反射防止層及び／又は反射層（図示せず）を有する場合は、変換素子１は小板２の第２主面２ｂが積層体６に対向するように配置される。変換素子１は、積層体６内の活性層（ここでは独立して図示せず）から放出される一次電磁放射線のビーム経路内に配置される。変換素子１は、温度及び湿度負荷、並びに放射線暴露に対して安定している。変換素子１は曇らず、又はわずかにしか曇らず、黄変せず、又はわずかにしか黄変しない。このため、発光効率が低下しない、又はわずかにしか低下しない、及びオプトエレクトロニクスデバイス５の発光特性が変化しない、又はわずかにしか変化しないことが保証される。反射防止層及び／又は反射層はバンドパス若しくはエッジフィルタ特性を有することができ、一次放射線を透過させてもよく（反射防止）、二次放射線を反射させてもよい。

上記に加え、接着剤層（図示せず）が積層体６と変換素子１との間に適用可能である。接着剤層は、例えば、シリコーンを含むことができる。

オプトエレクトロニクスデバイス５はＬＥＤであることが好ましく、図面においては、透明な積層体６と変換素子１を介し、上方向に向かって放射線がカップリングアウトされる。

図４に係るオプトエレクトロニクスデバイス５は、リードフレーム９を有するキャリア８と、筐体１１とを備える。筐体１１の中心には凹部があり、リードフレーム９に導電的に接続される積層体６がその中に配置される。凹部は流延材料１２で充填される。流延材料１２は、例えば、シリコーン又はエポキシを含む。

変換素子１は筐体１１の凹部及び筐体１１を覆うように配置される。変換素子１は、積層体６内の活性層（ここでは独立して図示せず）から放出される一次電磁放射線のビーム経路内に配置される。

変換素子１は、図１ａ、図１ｂ、図２ａ、又は図２ｂに示す変換素子１に対応する。

上記に加えて、接着剤層（ここでは示さず）を筐体１１と変換素子１との間、及び流延材料１２と変換素子１との間に設けることができる。接着剤層は、例えば、シリコーンを含むことができる。

オプトエレクトロニクスデバイス５はＬＥＤであることが好ましく、図面において放射線が、透明な積層体６、透明な流延材料１２、及び変換素子１を介し、上方向に向かって放射線がカップリングアウトされる。

本発明は、例示される実施形態を参照して記載される内容に限定されない。むしろ、本発明はいかなる新しい特徴及び特徴のいかなる組み合わせをも含み、特に請求項に含まれる特徴の任意の組み合わせを含み、これはその特徴又は組み合わせが請求項又は例示的な実施形態にて明示的に示されていない場合でも含まれるものとする。

本特許出願は、本明細書に参照によって援用される独国特許出願第１０２０１４１０２８４８．１号、及び同第１０２０１３１１４５４８．５号の優先権を主張し、その開示内容は参照によって本明細書に援用される。

Claims (18)

1. 無機ガラスを含む小板（２）と、
   シェル（３ａ）及びコア（３ｂ）を有する第１変換体粒子（３）と、を含んでおり、
   前記シェル（３ａ）は無機材料を含み、
   前記コア（３ｂ）は窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料を含んでおり、
   前記第１変換体粒子（３）は前記小板（２）の表面及び／又は内部に配置される、変換素子（１）。
2. 前記第１変換体粒子（３）の直径が１０μｍ以上１００μｍ以下であり、前記シェル（３ａ）の厚さが１０ｎｍ以上５０μｍ以下であり、
   前記第１変換体粒子（３）の前記シェル（３ａ）に含まれる前記無機材料と、前記小板（２）に含まれる無機ガラスとの間に化学結合が存在する、請求項１に記載の変換素子（１）。
3. 前記シェル（３ａ）に含まれる前記無機材料は、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェンを含む群から選択される一種、またはそれらの組み合わせである、請求項１又は２に記載の変換素子（１）。
4. 前記小板（２）が、それを覆うように配置される保護層（４）を有し、前記保護層は（４）は、パリレン、ポリシラザン、シリコーン、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、グラフェン、及び無機ガラスを含む群より選択される材料、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の変換素子（１）。
5. 前記第１変換体粒子（３）は、前記小板（２）に含まれる前記無機ガラスの中に完全に埋没している、又は前記小板（２）に含まれる前記無機ガラス及び前記保護層（４）の材料の中に完全に埋没している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の変換素子（１）。
6. 酸化物蛍光材料を含む第２変換体粒子（７）を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の変換素子（１）。
7. 前記第２変換体粒子は前記小板（２）の表面及び／又は内部に配置される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の変換素子（１）。
8. 前記化学結合は共有結合である、少なくとも請求項２に記載の変換素子（１）。
9. 前記無機ガラスは、ケイ酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス、またはリン酸塩ガラスである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の変換素子（１）。
10. Ａ）窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ、ＺｒＯ_２、ＺｎＯ、ＺｎＯ_２、無機−有機ハイブリッド材料、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＺｒＮ、Ｚｎ_３Ｎ_２、及びグラフェンを含む群より選択される無機材料、またはそれらの組み合わせで被覆して、前記無機材料からなるシェル（３ａ）及び前記窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料からなるコア（３ｂ）を有する第１変換体粒子（３）を形成する方法ステップ
    を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の変換素子（１）を製造する方法。
11. Ｂ）ガラスからなる小板（２）を提供するステップと、
    Ｃ）前記小板（２）の表面層を溶融するステップと、
    Ｅ）前記溶融した表面層に前記第１変換体粒子（３）を適用するステップと、
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. Ｂ）無機ガラスからなるガラスフリット又は紛体を作製するステップと、
    Ｃ）前記ガラスフリット又は前記紛体を、前記第１変換体粒子（３）と液状分散剤とに混合して、塩基性成形用化合物を作製するステップと、
    Ｄ）前記塩基性成形用化合物を流延成形して、粗変換素子体を形成する、又は前記小板（２）を形成するステップであって、前記分散剤を完全に又は部分的に蒸発させるステップと、
    Ｇ）前記小板（２）又は前記粗変換素子体を焼結して、前記無機ガラスを前記第１変換体粒子（３）に強固及び耐久的に接合させるステップと、を上記の順序でさらに含む、請求項１０に記載の方法。
13. 下記追加のステップを含み、ステップＡ）〜Ｈ）の順番で実行する、請求項１２に記載の方法。
    Ｅ）ステップＤ）で形成した前記粗変換素子体を分割して、前記変換素子とするステップと、Ｆ）ステップＣ）で前記塩基性成形化合物に添加したバインダを除去して、前記無機ガラス及び前記変換体粒子のみを前記塩基性成形化合物内に残すステップと、Ｈ）成型によって前記粗変換素子体から前記変換素子（１）と前記小板（２）とを形成するステップ。
14. 方法ステップＥ）において、前記第１変換体粒子（３）を前記溶融表面層に適用させる際に、前記第１変換体粒子（３）の前記シェル（３ａ）が前記溶融表面層と接触して溶融する、請求項１１に記載の方法。
15. 方法ステップＥ）に続いて、下記方法ステップを実施する、請求項１１又は１４に記載の方法。
    Ｆ）前記第１変換体粒子（３）を前記溶融表面層に部分的に及び／又は完全に沈み込ませるステップ。
16. ステップＣ）に続いて、下記２つの方法ステップを実施する、請求項１１、１４又は１５に記載の方法。
    Ｄ）前記溶融表面層に、酸化物蛍光材料を含む第２変換体粒子（７）を適用するステップと、
    Ｄ１）前記第２変換体粒子（７）を前記溶融表面層に完全に沈み込ませるステップ。
17. 方法ステップＡ）において、前記無機材料を含むスラリー又はゲル、若しくは気体状の凝集体である前記無機材料を、前記窒化物蛍光材料又は酸窒化物蛍光材料の粒子を被覆するのに用いる、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. オプトエレクトロニクスデバイス（５）であって、
    前記デバイスの動作中に一次電磁放射線を放出する活性層を有する積層体（６）と、
    前記一次電磁放射線の前記ビーム経路内に、更に前記積層体（６）を覆うように配置される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の少なくとも１つの変換素子（１）と、を備え、
    前記第１変換体粒子（３）は、前記一次電磁放射線を少なくとも部分的に二次電磁放射線に変換する、オプトエレクトロニクスデバイス（５）。

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