WO2015110419A1 - Verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements und licht emittierendes bauelement - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines keramischen konversionselements und licht emittierendes bauelement Download PDF

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Definitions

  • Specified conversion element In addition, a light-emitting device is specified.
  • An object to be solved is to provide a method for producing a ceramic conversion element in which there are no or less harmful processes during the sintering process. Another object to be achieved is to provide a light emitting device for which the color locus of the emitted light can be set particularly easily and effectively.
  • At least four functional layers are provided.
  • Each of the functional layers can be provided in each case as a green body or ali finished ceramic.
  • a functional layer is formed as a first luminescent layer.
  • the first luminescent layer has an oxide and is to
  • the Functional layer is as a second luminescent layer educated.
  • the second luminescent layer comprises a nitride and is also adapted to light the first
  • Wavelength range at least partially convert into light of a third wavelength range.
  • Another functional layer is as a first intermediate layer
  • Intermediate layer comprises a nitride or an oxynitride.
  • a green body in the present case is understood as meaning a single green sheet.
  • the first wavelength range, the second wavelength range and the third wavelength range are each formed differently from each other. This does not necessarily mean that the first wavelength range, the second wavelength range and the third
  • Wavelength range are distinct from each other. Rather, the wavelength ranges may differ, but overlap in subregions.
  • the light of the first wavelength range may be, for example, blue light or UV light.
  • the light of the first wavelength range has an intensity maximum at least 480 nm or ⁇ 460 nm or ⁇ 400 nm.
  • the light of the first wavelength range may have an intensity maximum at 450 nm or> 420 nm or> 350 nm.
  • the light of the second wavelength range may be, for example, greenish or yellowish or green-yellow light.
  • the light of the second wavelength range may have an intensity maximum ⁇ 580 nm or ⁇ 540 nm.
  • Wavelength range for example, an intensity maximum at> 480 nm or> 500 nm.
  • the light of the third wavelength range is then preferably orange to red light, for example with an intensity maximum at -S 650 nm or ⁇ 680 nm or ⁇ 700 nm.
  • Wavelength range for example, at least ⁇ 580 nm or ⁇ 595 nm or> 615 nm.
  • the first luminescent layer can therefore be used
  • Luminescent layer such as an yttrium aluminum garnet, short YAG, and / or a Luthetiumaluminiumgranat, short LuAG, and / or a Luthetiumyttriumaluminiumgranat, short LuYAG, and / or have provided with other rare earth garnet or consist of such.
  • the first luminescent layer may be doped in particular with an activator, for example with a rare earth element, such as cerium.
  • the second luminescent layer is intended to convert blue light or UV light or green-yellow light into red to orange light.
  • the first luminescent layer comprises or consists of an alkaline earth silicon nitride and / or an alkaline earth aluminum silicon nitride such.
  • the alkaline earth metal is, for example, barium or calcium or strontium.
  • the second luminescent layer may be doped with a rare earth ion, such as Eu2 +, as an activator.
  • the first intermediate layer preferably has a similar one
  • the first intermediate layer comprises or consists of at least one of the following: undoped YAG, undoped LuAG,
  • Alumina such as Al 2 O 3 or Al x O y, yttrium oxide,
  • the second intermediate layer preferably has a similar material to the second luminescent layer.
  • the second intermediate layer comprises a silicon oxynitride, such as
  • the at least four functional layers are arranged such that the first intermediate layer lies between the first luminous layer and the second intermediate layer, and the second
  • Intermediate layer between the first intermediate layer and the second luminescent layer is located.
  • the first luminous layer is preferably in direct contact with the first Intermediate layer and in no direct contact with the second intermediate layer and / or the second luminescent layer.
  • the second luminescent layer is furthermore preferably in direct contact with the second intermediate layer, but in no direct contact with the first intermediate layer and / or the first luminescent layer.
  • the first intermediate layer and the second intermediate layer are in direct contact with each other.
  • Functional layers such as further luminescent layers and / or further intermediate layers may be introduced. Particularly preferred is no further luminescent layer between the first intermediate layer and the second intermediate layer
  • Example three or four luminescent layers are provided.
  • the luminescent layers are then preferably at least two intermediate layers separated from each other.
  • the at least four functional layers are mechanically connected to one another via a sintering process.
  • the first and the second luminescent layer as well as the first and the second intermediate layer are in the form of ceramics
  • At least four functional layers are each provided as green bodies or ceramics, wherein a functional layer is used as a first luminescent layer is formed, which has an oxide and is adapted to light a first
  • Wavelength range at least partially convert into light of a second wavelength range.
  • Another functional layer is as a second luminescent layer
  • Another functional layer is further as a first intermediate layer and still another
  • the first intermediate layer in this case has an oxide
  • the second intermediate layer comprises a nitride or an oxynitride.
  • the functional layers are arranged such that the first intermediate layer lies between the first luminescent layer and the second intermediate layer and the second
  • two ceramic light-emitting layers may be used, wherein a ceramic luminescent layer converts the blue light into green ⁇ yellow light and the second light emitting layer, the blue light into red-orange light.
  • the green-yellow light-emitting luminous layer has an oxide
  • the red-orange light-emitting luminous layer has a nitride. If the two luminescent layers are connected directly to each other by means of a sintering process, however, it can to reactions or diffusion processes between the two luminescent layers come, so that the luminous properties of the two luminescent layers are changed or reduced.
  • a first and a second intermediate layer are introduced between the first and the second luminescent layer.
  • the first intermediate layer has a similar material as the first luminescent layer
  • the second intermediate layer has a similar material as the second luminescent layer.
  • the two intermediate layers preferably prevent the two luminescent layers from being in direct contact with one another during the sintering process and possibly reacting with one another.
  • the first luminescent layer and the first intermediate layer have similar materials, in particular no reactions occur between the first luminescent layer and the first intermediate layer during the sintering process, so that the first luminescent layer does not suffer any damage. The same applies to the second luminescent layer and the second intermediate layer.
  • the first intermediate layer preferably protects the first luminescent layer from chemical reactions and / or
  • the second intermediate layer preferably protects the second luminescent layer from chemical reactions and / or
  • the concentration of the respective activator in the first and the second luminescent layer is at least 0.1%, for example 0,5 0.5% or> 1%. Alternatively or additionally, the concentration may be ⁇ 6% or ⁇ 4% or ⁇ 3%.
  • rare earth element for example, a rare earth element
  • the first and / or the second intermediate layer are transparent to light of the first and / or the second wavelength range.
  • Intermediate layer also formed non-absorbing for light of the first and the second wavelength range.
  • the first and the second intermediate layer are clear and / or non-absorbing for light of the third wavelength range.
  • the first luminescent layer and / or the first intermediate layer and / or the second intermediate layer are reflective for light of the third wavelength range.
  • the first intermediate layer may also be used
  • Wavelength range to be formed
  • Wavelength range first on the first luminescent layer where it is partially converted into light of the second wavelength range, then passes through the first and the second intermediate layer in the second luminescent layer and is partially converted there into light of the third wavelength range. Due to the reflection on one of Functional layers can be the light of the third
  • one or more of the at least four functional layers are provided. According to at least one embodiment of the method, one or more of the at least four functional layers
  • the direction of light rays in the conversion element can be changed.
  • Light rays for example, due to
  • the scattering centers for example, in the form of
  • the scattering particles may comprise, for example, one of the following materials: alumina,
  • the scattering particles have a material which differs from the material of the functional layer into which the nanoparticles are incorporated.
  • the scattering particles preferably have a different refractive index than the material of the respective functional layer.
  • the extent of the scattering particles is preferably 200 200 nm, for example 300 300 nm.
  • the extent of the scattering particles 1 is 1 ⁇ m, for example ⁇ 600 nm.
  • the scattering centers can also be introduced in the form of pores into at least one of the luminescent layers. The concentration and size of the pores can be determined by the
  • the pores may have an extent of> 0.4 ⁇ m or> 1 ⁇ m or> 1.2 ⁇ m.
  • the size of the pores is ⁇ 2 ym, for example ⁇ 1.8 ym.
  • the concentration of scattering centers is for example at least 0.4% or 0.6% or 0.8%. Alternatively or additionally, the concentration of scattering centers is at most 3% or 2% or 1%.
  • the concentration of the scattering centers may refer to the volume fraction or mass fraction of the scattering centers in the functional layers.
  • each of the at least four functional layers each has two plane-parallel main sides.
  • the at least four functional layers can thus be designed as functional platelets, wherein the extent of the functional platelets along the main sides can be greater than the thickness of the functional platelets perpendicular to the main sides.
  • the term main page is understood here and below a flat or planar surface.
  • the at least four functional layers can thus be designed as functional platelets, wherein the extent of the functional platelets along the main sides can be greater than the thickness of the functional platelets perpendicular to the main sides.
  • main page is understood here and below a flat or planar surface.
  • the main page is then, for example, by a
  • the at least four functional layers are arranged one above the other in the direction away from a main side of a functional layer.
  • the arrangement is carried out so that the
  • Main pages of the at least four functional layers all run parallel to one another.
  • the four functional layers can thus be arranged as a layer stack.
  • Functional layers partially or completely.
  • the functional layers can also be congruent in plan view of one of the main sides.
  • plan view of the functional layers in plan view of the main sides is preferably rectangular or round.
  • the functional layers but also recesses
  • Such a recess can be made, for example, at a corner of the functional layers, so that the basic shape of the functional platelets deviates from a regular polygonal shape.
  • the first luminescent layer has a thickness of ⁇ 30 ⁇ m or> 50 ⁇ m or> 70 ⁇ m.
  • the first luminescent layer has a thickness of ⁇ 30 ⁇ m or> 50 ⁇ m or> 70 ⁇ m.
  • Luminescent layer has a thickness of ⁇ 200 ym, for example ⁇ 150 ym or ⁇ 120 ym, on.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇ m or> 20 ⁇ m.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇ m or> 20 ⁇ m.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇ m or> 20 ⁇ m.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇ m or> 20 ⁇ m.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇ m or> 20 ⁇ m.
  • the second luminescent layer has, for example, a thickness of> 5 ⁇ m, for example ⁇ 10 ⁇
  • Luminescent layer has a thickness of ⁇ 100 ym, for example ⁇ 80 ym or ⁇ 60 ym, on.
  • each of the first and second intermediate layers has a thickness of at least 0.2 ym or> 2 ym or> 3 ym.
  • the lateral extent of the at least four functional layers along the associated main sides is in each case 1 cm or> 10 cm or> 15 cm.
  • the lateral extent of the at least four functional layers is ⁇ 25 cm or ⁇ 20 cm or ⁇ 18 cm.
  • the lateral extent of the functional layers of the finished ceramic conversion element can be 5 5 ⁇ m, for
  • Example be ⁇ 50 ym or> 200 ym. Alternatively or
  • the extent along the main sides is then ⁇ 5 mm, for example ⁇ 2 mm or ⁇ 1 mm.
  • Separation process can be done, for example, by sawing or
  • the at least four functional layers are arranged side by side in the direction parallel to the main sides, so that preferably the main sides of the at least four functional layers
  • the functional layers in particular not.
  • the functional layers can be arranged in the same, but also in different planes. Furthermore, the at least four functional layers then preferably have the same or similar
  • the ceramic conversion element is designed to be mechanically self-supporting.
  • the ceramic conversion element can therefore after the manufacturing process and possibly after
  • Separation process can be applied to, for example, a light-emitting element, without the ceramic
  • Carrier must be applied to the light-emitting element.
  • the ratio of the thickness of the conversion element to the lateral extent of the conversion element is, for example, at least 0.006 or 0.01 or 0.05.
  • the first luminescent layer is in the form of a ceramic or green body
  • the first intermediate layer is then called
  • Green body applied to the first luminescent layer. Furthermore, the second intermediate layer as a green body on a side facing away from the first luminescent layer of the first
  • the second luminescent layer as a green body on one of the first
  • first and / or second will be used
  • the functional layers can each be provided as tapes. If all functional layers are provided as green bodies, the composite of the green bodies can advantageously be shaped together.
  • the second luminescent layer and the second intermediate layer become a second one
  • Luminescent layer are sintered at their respective optimum sintering temperature.
  • the sintering together of the first and second ceramic composite can then be carried out at lower temperatures
  • the first and / or the second intermediate layer can also be applied in the described method via a deposition process, such as via
  • Chemical Vapor Deposition abbreviated to CVD, or by spray deposition, English Aerosol Deposition Method, short ADM.
  • a ceramic conversion element is specified.
  • the ceramic conversion element can be produced by means of the method described here. That is, all in connection with the manufacturing process disclosed features are also disclosed for the ceramic conversion element and vice versa.
  • a light-emitting component is specified.
  • emitting device to an electroluminescent body having a radiation exit surface, which emits light of a first wavelength range in operation.
  • the electroluminescent body can be, for example, a semiconductor layer sequence, in particular an LED. Furthermore, the electroluminescent body can be an organic light-emitting element, or OLED for short.
  • the electroluminescent body can be, for example, a semiconductor layer sequence, in particular an LED. Furthermore, the electroluminescent body can be an organic light-emitting element, or OLED for short.
  • the electroluminescent body can be, for example, a semiconductor layer sequence, in particular an LED. Furthermore, the electroluminescent body can be an organic light-emitting element, or OLED for short.
  • Wavelength range for example between 420 nm and 500 nm, emit.
  • the electroluminescent body can also emit light in the UV range, for example
  • Wavelengths between 300 nm and 400 nm Wavelengths between 300 nm and 400 nm.
  • the ceramic conversion element is produced in particular by the method described here. Characteristics of the ceramic conversion element are therefore also disclosed for the light-emitting component and vice versa.
  • the ceramic conversion element can be mounted in the beam path of the light emitted by the electroluminescent body of the first wavelength range.
  • the main sides of the first luminous layer and / or the second luminous layer may be parallel to the radiation exit surface of the electroluminescent body.
  • the ceramic conversion element and the radiation exit surface of the electroluminescent body may, for example, overlap, in particular completely overlap.
  • the light of the first wavelength range emitted by the electroluminescent body can then be at least partially converted by the ceramic conversion element into light of the second and the third wavelength range.
  • the light-emitting component can therefore emit mixed light with portions of the first, second and third wavelength range during operation.
  • the conversion element can therefore from the light of the first
  • Wavelength range in particular of blue light
  • Mixed light for example white light with one
  • FIGS. 3a to 3c are schematic sectional views of the
  • Figure 4 is a schematic plan view of one here
  • FIG. 1 a shows a step of a method for producing a ceramic conversion element.
  • four functional layers are provided, wherein one
  • Functional layer is formed as a ceramic first luminescent layer 10.
  • a first intermediate layer 11 is applied in the form of a green body.
  • the first intermediate layer 11 can be applied, for example, as a slip or as a tape.
  • the first intermediate layer 11 can also be applied via a deposition method such as PLD, ALD, CVD or ADM. After drying of the first intermediate layer 11, a second intermediate layer 21 as a green body on the side facing away from the first luminescent layer 10 of the first
  • the second intermediate layer 21 may be applied by the same or a different method as the first intermediate layer 11. After this
  • each of the four functional layers has two plane-parallel main sides HS.
  • the four functional layers are arranged in such a way that the main sides HS run parallel to one another and that the four functional layers overlap one another in a plan view of the main sides HS, in particular overlap congruently. Furthermore, the functional layers are arranged so that the first
  • Luminous layer 10 only direct contact with the first
  • the first and second intermediate layers are also in direct contact with each other.
  • the thickness of the first luminescent layer 10 is, for example, 100 ⁇ m
  • the thickness of the second luminescent layer 20 is, for example, 80 ⁇ m
  • the thicknesses of the first and second intermediate layers 11, 21 are 5 ⁇ m, for example.
  • FIG. 1b After applying the four functional layers to one another, a method step is shown in FIG. 1b, in which the four functional layers are mechanically connected to one another via a sintering process. After the sintering process, the four functional layers are formed as ceramic layers, in particular as a ceramic composite.
  • the first protects in the sintering process
  • the second intermediate layer 21 protects the second luminescent layer 20 from chemical reactions and / or
  • the first luminescent layer 10 has a cerium-doped one
  • Intermediate layer 11 comprises, for example an undoped YAG on the second intermediate layer 21, for example, a silicon nitride, and the second light-emitting layer 20 has, for example doped with Eu ⁇ "
  • first luminescent layer 10 and the first intermediate layer 11 have the same or similar material classes, in particular similar crystal lattices with similar ones
  • FIG. 2 a shows a method step of an alternative production method for producing a ceramic
  • Luminescent layer 10 and the first intermediate layer 11 as
  • the first luminescent layer 10 and the first intermediate layer 11 are placed on each other in the form of tapes, for example, and then laminated.
  • the second luminescent layer 20 and the second intermediate layer 21 are placed on each other as green bodies, for example as tapes.
  • Luminescent layer 10 and the first intermediate layer 11 to a sintered first ceramic composite.
  • the second luminescent layer 20 and the second intermediate layer 21 are sintered together to form a second ceramic composite.
  • the first and the second ceramic composite are then placed on each other.
  • the first ceramic composite and the second ceramic composite are mechanically connected to one another by means of a further sintering process, so that the ceramic resin is bonded to the ceramic composite
  • Conversion element 1 is created. Also at the
  • the ceramic conversion elements 1 of FIGS. 1b and 2c may, for example, be mechanically self-supporting.
  • further intermediate layers and further luminescent layers can also be provided for the method, so that the ceramic conversion element has more than two luminescent layers, which are separated from one another by at least two intermediate layers.
  • the light-emitting device 111 includes a
  • electroluminescent body 40 that emits light of a first wavelength range 100.
  • the light of the first wavelength range 100 is predominantly or
  • the first wavelength range 100 may be, for example, blue light or UV light.
  • a ceramic conversion element 1 is arranged in the beam path of the light of the first wavelength range 100 emitted by the electroluminescent body 40.
  • Ceramic conversion element 1 can be in direct
  • the ceramic conversion element 1 can be applied to the radiation exit surface 112 by means of a bonding agent, such as an adhesive, whereby a mechanical connection is formed.
  • a bonding agent such as an adhesive
  • Conversion element 1 but also at least partially
  • the ceramic conversion element 1 in Figure 3a is the same or similar as in the embodiments of Figure lb and 2c.
  • the main sides HS of the ceramic conversion element are parallel to the
  • Radiation exit surface 112 of the electroluminescent body 40 is arranged. In top view on the
  • Radiation exit surface 112 completely covers the ceramic conversion element 1 the electroluminescent body 40. Other side surfaces of the
  • the electroluminescent body 40 are not covered by the ceramic conversion element 1.
  • the first one is
  • Luminous layer 10 is converted into light of a second wavelength range 200, for example in green-yellow light.
  • the first intermediate layer 11 and the second intermediate layer 21 are clear and / or nonabsorbent for light of the first wavelength range 100 and light of the second wavelength range 200.
  • Wavelength range 200 can thus pass through the first intermediate layer 11 and the second intermediate layer 21 and thus strike the second luminescent layer 20.
  • the second luminescent layer 20 converts a part of the light of the first
  • a third wavelength range 300 for example, in red to orange light to.
  • Luminous layer 10 the light of the first wavelength range
  • the second luminescent layer 20 can then be
  • the light of the second wavelength range 200 is completely converted into light of the third wavelength range 300.
  • the main side of the second luminescent layer 20 can then leave mixed light consisting of portions of the light of the first wavelength range 100, of the second wavelength range 200 and of the third wavelength range 300, the light-emitting component 111.
  • FIG. 3 a further comprises the first luminescent layer 10
  • the scattering centers 30 may be introduced into the luminescent layer 10 in the form of pores or in the form of scattering particles. Alternatively or additionally, other functional layers of the ceramic conversion element 1 may also have scattering centers 30. The scattering centers 30 ensure that light rays within the ceramic
  • Conversion element 1 are diffused and thus more efficient from the ceramic conversion element. 1
  • the first luminescent layer 10 faces the electroluminescent body 40
  • the second luminescent layer 20 may be the radiation exit surface 112 facing.
  • the first intermediate layer 11 and the second intermediate layer 21 are clear and / or non-absorbent for light of the first wavelength range 100 and light of the third
  • Wavelength range 300 are.
  • FIG. 3b shows a light-emitting component 111 which has a similar structure to the light
  • the second intermediate layer 21 is designed to be reflective for the light of the third wavelength range 300.
  • Luminous layer 20 was generated from light of the first wavelength range 100, leave the ceramic conversion element 1 only in a direction away from the electroluminescent body 40.
  • a reflective intermediate layer 21 therefore, the efficiency of the light-emitting Component 111 can be increased.
  • Intermediate layer 11 and / or the first luminescent layer 10 may be reflective for light of the third wavelength range 300.
  • a light-emitting component 111 is again indicated, which is similar to the light-emitting components 111 according to FIGS. 3a and 3b.
  • the functional layers in FIG. 3 c of the ceramic conversion element 1 are in a direction parallel to the
  • Conversion element 1 therefore preferably passes through only one functional layer of the ceramic conversion element 1.
  • the thicknesses of all functional layers are the same, for example 100 ⁇ m.
  • Intermediate layer in the direction parallel to the main sides HS are, for example, 5 ym each.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a light
  • Radiation exit surface 112 is considered.
  • the electroluminescent body 40 is completely of the ceramic conversion element 1 covered. Furthermore, the ceramic conversion element 1 projects beyond the
  • electroluminescent body 40 in all directions parallel to the main sides HS.
  • Overlapping of the electroluminescent body 40 is advantageously achieved that all the light of the first wavelength range 100, which is emitted from the electroluminescent body 40, on the ceramic
  • Conversion element 1 hits, and is partially converted.
  • the conversion element 1 in FIG. 4 can be designed, for example, like the conversion element in FIG. 3a or as in FIG. 3b or as in FIG. 3c.
  • the ceramic conversion element 1 can also cover only a part of the radiation exit surface 112 of the electroluminescent body 40.
  • the basic shapes of the radiation exit surface 112 and the functional layers may also have round or other polygonal shapes.
  • the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly listed in the patent claims or exemplary embodiments.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements (1) angegeben. Dazu werden zumindest vier Funktionsschichten bereitgestellt. Eine Funktionsschicht ist als eine erste Leuchtschicht (10) ausgebildet, die ein Oxid aufweist und dazu eingerichtet ist, Licht eines ersten Wellenlängenbereichs (100) zumindest teilweise in Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs (200) zu konvertieren. Eine andere Funktionsschicht ist als eine zweite Leuchtschicht (20) ausgebildet, die ein Nitrid aufweist und dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Wellenlängenbereichs (100) zumindest teilweise in Licht eines dritten Wellenlängenbereichs (300) zu konvertieren. Eine andere Funktionsschicht ist als eine erste Zwischenschicht (11) und noch eine andere Funktionsschicht als eine zweite Zwischenschicht (21) ausgebildet. Die erste Zwischenschicht (11) weist ein Oxid auf, die zweite Zwischenschicht (21) weist ein Nitrid oder Oxinitrid auf. Die Funktionsschichten werden so angeordnet, dass die erste Zwischenschicht (11) zwischen der ersten Leuchtschicht (10) und der zweiten Zwischenschicht (21) liegt und die zweite Zwischenschicht (21) zwischen der ersten Zwischenschicht (11) und der zweiten Leuchtschicht (20) liegt. Anschließend werden die Funktionsschichten über einen Sinterprozess miteinander verbunden.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements und Licht emittierendes Bauelement
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements angegeben. Darüber hinaus wird ein Licht emittierendes Bauelement angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen Konversionselements anzugeben, bei dem es zu keinen oder weniger Schadprozessen während des Sinterprozesses kommt. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Licht emittierendes Bauelement anzugeben, für das der Farbort des emittierten Lichts besonders einfach und effektiv eingestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Verfahren und durch ein Licht emittierendes Bauelement mit den Merkmalen gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest vier Funktionsschichten bereitgestellt. Jede der Funktionsschichten kann dabei jeweils als Grünkörper oder ali fertige Keramik bereitgestellt werden. Eine Funktionsschicht wird dabei als eine erste Leuchtschicht ausgebildet. Die erste Leuchtschicht weist ein Oxid auf und ist dazu
eingerichtet, Licht eines ersten Wellenlängenbereichs
zumindest teilweise in Licht eines zweiten
Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Eine andere
Funktionsschicht ist als eine zweite Leuchtschicht ausgebildet. Die zweite Leuchtschicht weist ein Nitrid auf und ist außerdem dazu eingerichtet, Licht des ersten
Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Licht eines dritten Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Eine andere Funktionsschicht ist als eine erste Zwischenschicht
ausgebildet und noch eine andere Funktionsschicht ist als eine zweite Zwischenschicht ausgebildet. Die erste
Zwischenschicht weist dabei ein Oxid auf, die zweite
Zwischenschicht weist ein Nitrid oder ein Oxinitrid auf.
Bei den oben genannten Grünkörpern kann es sich
beispielsweise jeweils um einen Verbund aus mehreren
aufeinander laminierten Grünfolien handeln. Weiterhin wird unter einem Grünkörper vorliegend auch eine einzige Grünfolie verstanden.
Bevorzugt sind der erste Wellenlängenbereich, der zweite Wellenlängenbereich und der dritte Wellenlängenbereich jeweils voneinander verschieden ausgebildet. Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass der erste Wellenlängenbereich, der zweite Wellenlängenbereich und der dritte
Wellenlängenbereich distinkt voneinander sind. Vielmehr können die Wellenlängenbereiche sich zwar unterscheiden, jedoch in Teilbereichen überlappen.
Bei dem Licht des ersten Wellenlängenbereichs kann es sich beispielsweise um blaues Licht oder UV-Licht handeln. Zum Beispiel hat das Licht des ersten Wellenlängenbereichs ein Intensitätsmaximum bei zumindest 480 nm oder < 460 nm oder < 400 nm. Alternativ oder zusätzlich kann das Licht des ersten Wellenlängenbereichs ein Intensitätsmaximum bei ^ 450 nm oder > 420 nm oder > 350 nm aufweisen. Das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs kann zum Beispiel grünliches oder gelbliches oder grün-gelbes Licht sein.
Insbesondere kann das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs ein Intensitätsmaximum < 580 nm oder < 540 nm aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich weist das Licht des zweiten
Wellenlängenbereichs zum Beispiel ein Intensitätsmaximum bei > 480 nm oder > 500 nm auf.
Bei dem Licht des dritten Wellenlängenbereichs handelt es sich dann bevorzugt um oranges bis rotes Licht, zum Beispiel mit einem Intensitätsmaximum bei -S 650 nm oder < 680 nm oder < 700 nm. Alternativ oder zusätzlich ist ein
Intensitätsmaximum des Lichts des dritten
Wellenlängenbereichs zum Beispiel bei zumindest ^ 580 nm oder ^ 595 nm oder > 615 nm.
Insbesondere kann die erste Leuchtschicht also dafür
vorgesehen sein, blaues Licht oder UV-Licht in gelbliches bis grünliches Licht umzuwandeln. Dazu kann die erste
Leuchtschicht beispielsweise ein Yttriumaluminiumgranat, kurz YAG, und/oder ein Luthetiumaluminiumgranat , kurz LuAG, und/oder ein Luthetiumyttriumaluminiumgranat , kurz LuYAG, und/oder ein mit anderen seltenen Erden versehenes Granat aufweisen oder aus einem solchen bestehen. Zur
Lichtkonversion kann die erste Leuchtschicht insbesondere mit einem Aktivator dotiert sein, zum Beispiel mit einem seltenen Erdenelement, wie zum Beispiel Cer.
Bevorzugt ist die zweite Leuchtschicht dazu vorgesehen, blaues Licht oder UV-Licht oder grün-gelbes Licht in rotes bis oranges Licht umzuwandeln. Zum Beispiel weist die erste Leuchtschicht dazu ein Erdalkalisiliziumnitrid und/oder ein Erdalkalialuminiumsiliziumnitrid auf oder besteht aus einem solchen. Bei dem Erdalkalimetall handelt es sich zum Beispiel um Barium oder Kalzium oder Strontium. Zum Konvertieren von Licht kann die zweite Leuchtschicht mit einem seltenen Erden- Ion, wie Eu2+, als Aktivator dotiert sein.
Die erste Zwischenschicht weist bevorzugt ein ähnliches
Material wie die erste Leuchtschicht auf. Unter ähnlichen Materialien werden in diesem Zusammenhang insbesondere
Materialien aus gleichen Materialklassen und/oder mit
gleichen Gitterstrukturen und/oder mit gleichen Bestandteilen verstanden. Beispielsweise weist die erste Zwischenschicht zumindest eines der folgenden Stoffe auf oder besteht aus einem solchen: undotiertes YAG, undotiertes LuAG,
Aluminiumoxid, wie AI2O3 oder AlxOy, Yttriumoxid,
Siliziumoxid, Titanoxid, Ceroxid oder Hafniumoxid.
Die zweite Zwischenschicht weist bevorzugt ein ähnliches Material wie die zweite Leuchtschicht auf. Zum Beispiel weist die zweite Zwischenschicht ein Siliziumoxinitrid, wie
Strontiumsiliziumoxinitrid oder Bariumsiliziumoxinitrid, und/oder ein Siliziumaluminiumoxinitrid, wie
Kalziumsiliziumaluminiumoxinitrid, auf oder besteht aus einem solchen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die zumindest vier Funktionsschichten so angeordnet, dass die erste Zwischenschicht zwischen der ersten Leuchtschicht und der zweiten Zwischenschicht liegt, und die zweite
Zwischenschicht zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Leuchtschicht liegt.
Bevorzugt steht nach dem Anordnen der Funktionsschichten die erste Leuchtschicht in direktem Kontakt mit der ersten Zwischenschicht und in keinem direkten Kontakt mit der zweiten Zwischenschicht und/oder der zweiten Leuchtschicht. Vorzugsweise steht dabei weiterhin die zweite Leuchtschicht in direktem Kontakt mit der zweiten Zwischenschicht, aber in keinem direkten Kontakt mit der ersten Zwischenschicht und/oder der ersten Leuchtschicht.
Bevorzugt stehen weiterhin die erste Zwischenschicht und die zweite Zwischenschicht in direktem Kontakt zueinander.
Alternativ können aber auch zwischen der ersten
Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht weitere
Funktionsschichten, wie weitere Leuchtschichten und/oder weitere Zwischenschichten, eingebracht sein. Besonders bevorzugt ist zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht keine weitere Leuchtschicht
angeordnet, die im bestimmungsgemäße Gebrauch Strahlung konvertiert .
Insbesondere können mehr als zwei Leuchtschichten, zum
Beispiel drei oder vier Leuchtschichten, bereitgestellt werden. Die Leuchtschichten sind dann bevorzugt jeweils zumindest zwei Zwischenschichten voneinander separiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die zumindest vier Funktionsschichten mechanisch über einen Sinterprozess miteinander verbunden. Dabei sind nach dem Sinterprozess die erste und die zweite Leuchtschicht sowie die erste und die zweite Zwischenschicht als Keramik
ausgebildet .
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest vier Funktionsschichten jeweils als Grünkörper oder Keramik bereitgestellt, wobei eine Funktionsschicht als eine erste Leuchtschicht ausgebildet ist, die ein Oxid aufweist und dazu eingerichtet ist, Licht eines ersten
Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Eine andere Funktionsschicht ist als eine zweite Leuchtschicht
ausgebildet, die ein Nitrid aufweist und dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Wellenlängenbereichs zumindest
teilweise in Licht eines dritten Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Eine andere Funktionsschicht ist ferner als eine erste Zwischenschicht und noch eine andere
Funktionsschicht als eine zweite Zwischenschicht ausgebildet. Die erste Zwischenschicht weist dabei ein Oxid auf, die zweite Zwischenschicht weist ein Nitrid oder ein Oxinitrid auf. Die Funktionsschichten werden so angeordnet, dass die erste Zwischenschicht zwischen der ersten Leuchtschicht und der zweiten Zwischenschicht liegt und die zweite
Zwischenschicht zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Leuchtschicht liegt. Anschließend werden die
Funktionsschichten über zumindest einen Sinterprozess
mechanisch miteinander verbunden, wobei nach dem
Sinterprozess die erste und die zweite Leuchtschicht sowie die erste und die zweite Zwischenschicht als Keramik
ausgebildet sind. Zum Konvertieren von blauem Licht in weißes Licht können zum Beispiel zwei keramische Leuchtschichten verwendet werden, wobei eine keramische Leuchtschicht das blaue Licht in grün¬ gelbes Licht und die zweite Leuchtschicht das blaue Licht in rot-oranges Licht umwandelt. Im Allgemeinen weist dabei die grün-gelbes Licht emittierende Leuchtschicht ein Oxid auf, die rot-oranges Licht emittierende Leuchtschicht ein Nitrid auf. Werden die beiden Leuchtschichten direkt miteinander mittels eines Sinterprozesses verbunden, kann es allerdings zu Reaktionen oder Diffusionsprozessen zwischen den beiden Leuchtschichten kommen, sodass die Leuchteigenschaften der beiden Leuchtschichten verändert oder reduziert werden. Um solche Schadprozesse während des Sinterns zu verhindern, werden in dem hier beschriebenen Verfahren eine erste und eine zweite Zwischenschicht zwischen die erste und die zweite Leuchtschicht eingebracht. Die erste Zwischenschicht weist dabei ein ähnliches Material wie die erste Leuchtschicht auf, die zweite Zwischenschicht weist ein ähnliches Material wie die zweite Leuchtschicht auf. Bevorzugt verhindern die beiden Zwischenschichten also, dass die beiden Leuchtschichten während des Sinterprozesses in direktem Kontakt miteinander stehen und eventuell miteinander reagieren. Da weiterhin die erste Leuchtschicht und die erste Zwischenschicht ähnliche Materialien aufweisen, kommt es während des Sinterprozesses insbesondere auch zu keinen Reaktionen zwischen der ersten Leuchtschicht und der ersten Zwischenschicht, sodass die erste Leuchtschicht keine Schäden davonträgt. Selbiges gilt für die zweite Leuchtschicht und die zweite Zwischenschicht.
Bevorzugt schützt also die erste Zwischenschicht die erste Leuchtschicht vor chemischen Reaktionen und/oder
Diffusionsprozessen mit der zweiten Leuchtschicht und/oder der zweiten Zwischenschicht während einem Sinterprozess .
Außerdem schützt vorzugsweise die zweite Zwischenschicht die zweite Leuchtschicht vor chemischen Reaktionen und/oder
Diffusionsprozessen mit der ersten Leuchtschicht und/oder mit der ersten Zwischenschicht während eines Sinterprozesses. Insbesondere können die erste und die zweite Zwischenschicht als Puffer oder Abstandshalter zwischen der ersten und der zweiten Leuchtschicht dienen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Konzentration des jeweiligen Aktivators in der ersten und der zweiten Leuchtschicht zumindest 0,1 %, zum Beispiel ^ 0,5 % oder > 1 %. Alternativ oder zusätzlich kann die Konzentration < 6 % oder < 4 % oder < 3 % sein. Der Aktivator kann
beispielsweise ein Element der seltenen Erden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die erste und/oder die zweite Zwischenschicht klarsichtig für Licht des ersten und/oder des zweiten Wellenlängenbereichs. Bevorzugt sind die erste Zwischenschicht und die zweite
Zwischenschicht außerdem nicht absorbierend für Licht des ersten und des zweiten Wellenlängenbereichs ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich sind die erste und die zweite Zwischenschicht klarsichtig und/oder nicht absorbierend für Licht des dritten Wellenlängenbereichs.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die erste Leuchtschicht und/oder die erste Zwischenschicht und/oder die zweite Zwischenschicht reflektierend für Licht des dritten Wellenlängenbereichs ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich können aber auch die erste Zwischenschicht
und/oder die zweite Zwischenschicht und/oder die zweite
Leuchtschicht reflektierend für Licht des zweiten
Wellenlängenbereichs ausgebildet sein.
Beispielsweise trifft das Licht des ersten
Wellenlängenbereichs zuerst auf die erste Leuchtschicht, wird dort teilweise in Licht des zweiten Wellenlängenbereichs umgewandelt, gelangt anschließend über die erste und die zweite Zwischenschicht in die zweite Leuchtschicht und wird dort teilweise in Licht des dritten Wellenlängenbereichs umgewandelt. Aufgrund der Reflexion an einer der Funktionsschichten kann das Licht des dritten
Wellenlängenbereichs dann das keramische Konversionselement nur in eine Richtung weg von der ersten Leuchtschicht
verlassen. Dies steigert vorteilhafterweise die Effizienz des keramischen Konversionselements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weisen eine oder mehrere der zumindest vier Funktionsschichten
Streuzentren auf. An den Streuzentren kann Licht des ersten und/oder des zweiten und/oder des dritten
Wellenlängenbereichs diffus gestreut werden.
Durch die diffuse Streuung an solchen Streuzentren kann die Richtung von Lichtstrahlen im Konversionselement verändert werden. Lichtstrahlen, die beispielsweise aufgrund von
Totalreflexion im Konversionselement verbleiben würden, können eventuell nach einem solchen Streuprozess ausgekoppelt werden. Dies erhöht vorteilhafterweise die Auskoppeleffizienz des Konversionselements.
Die Streuzentren können beispielsweise in Form von
Streupartikel in zumindest eine der Funktionsschichten eingebracht sein. Die Streupartikel können zum Beispiel eines der folgenden Materialien aufweisen: Aluminiumoxid,
Titanoxid, Yttriumoxid, Siliziumoxid. Insbesondere weisen die Streupartikel ein Material auf, das sich von dem Material der Funktionsschicht, in die die Nanopartikel eingebracht sind, unterscheidet. Bevorzugt weisen die Streupartikel einen anderen Brechungsindex auf als das Material der jeweiligen Funktionsschicht. Die Ausdehnung der Streupartikel ist bevorzugt ^ 200 nm, zum Beispiel ^ 300 nm. Alternativ oder zusätzlich ist die Ausdehnung der Streupartikel ^ 1 ym, zum Beispiel ^ 600 nm. Insbesondere können die Streuzentren auch in Form von Poren in zumindest eine der Leuchtschichten eingebracht sein. Die Konzentration und Größe der Poren kann dabei durch die
Bedingungen beim Sinterprozess der jeweiligen
Funktionsschicht eingestellt werden. Beispielsweise können die Poren eine Ausdehnung von > 0,4 ym oder > 1 ym oder > 1,2 ym aufweisen. Alternativ oder zusätzlich ist die Größe der Poren < 2 ym, zum Beispiel ^ 1,8 ym. Die Konzentration an Streuzentren beträgt zum Beispiel zumindest 0,4 % oder 0,6 % oder 0,8 %. Alternativ oder zusätzlich ist die Konzentration an Streuzentren höchstens 3 % oder 2 % oder 1 %. Dabei kann sich die Konzentration der Streuzentren auf den Volumenanteil oder Massenanteil der Streuzentren in den Funktionsschichten beziehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist jede der zumindest vier Funktionsschichten jeweils zwei planparallele Hauptseiten auf. Insbesondere können die zumindest vier Funktionsschichten also als Funktionsplättchen ausgebildet sein, wobei die Ausdehnung der Funktionsplättchen entlang der Hauptseiten größer sein kann als die Dicke der Funktionsplättchen senkrecht zu den Hauptseiten. Unter dem Begriff Hauptseite wird hier und im Weiteren eine ebene oder plane Fläche verstanden. Dagegen kann die
tatsächliche Oberfläche einer Funktionsschicht durchaus Aufrauhungen oder Strukturierungen aufweisen. Die Hauptseite ergibt sich dann beispielsweise, indem man eine
Ausgleichsebene durch die Punkte der Oberfläche der
Funktionsschicht legt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die zumindest vier Funktionsschichten in Richtung weg von einer Hauptseite einer Funktionsschicht übereinander angeordnet. Bevorzugt erfolgt die Anordnung dabei so, dass die
Hauptseiten der zumindest vier Funktionsschichten alle parallel zueinander verlaufen. Insbesondere können die vier Funktionsschichten also als ein Schichtenstapel angeordnet sein. In Draufsicht auf die Hauptseiten der
Funktionsschichten überlappen dann die zumindest vier
Funktionsschichten teilweise oder vollständig. Insbesondere können die Funktionsschichten in Draufsicht auf eine der Hauptseiten auch deckungsgleich sein.
Der Grundriss der Funktionsschichten in Draufsicht auf die Hauptseiten ist bevorzugt rechteckig oder rund. Insbesondere können die Funktionsschichten aber auch Ausnehmungen
aufweisen, die beispielsweise zur späteren Anbringung von Bondpad-Drähten vorgesehen sind. Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise an einer Ecke der Funktionsschichten erfolgen, so dass die Grundform der Funktionsplättchen von einer regelmäßigen Vieleckform abweicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die erste Leuchtschicht eine Dicke ^ 30 ym oder > 50 ym oder ^ 70 ym auf. Alternativ oder zusätzlich weist die erste
Leuchtschicht eine Dicke von < 200 ym, beispielsweise ^ 150 ym oder < 120 ym, auf. Die zweite Leuchtschicht weist zum Beispiel eine Dicke von > 5 ym, zum Beispiel ^ 10 ym oder > 20 ym auf. Alternativ oder zusätzlich weist die zweite
Leuchtschicht eine Dicke von < 100 ym, beispielsweise ^ 80 ym oder < 60 ym, auf. Die erste und die zweite Zwischenschicht weisen zum Beispiel jeweils eine Dicke von zumindest 0,2 ym oder > 2 ym oder > 3 ym auf. Aiterativ oder zusätzlich ist die Dicke der ersten und/oder der zweiten Zwischenschicht -S 10 ym, zum Beispiel -S 8 ym oder < 6 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die laterale Ausdehnung der zumindest vier Funktionsschichten entlang der zugehörigen Hauptseiten jeweils ^ 1 cm oder > 10 cm oder > 15 cm. Alternativ oder zusätzlich ist die laterale Ausdehnung der zumindest vier Funktionsschichten < 25 cm oder < 20 cm oder < 18 cm. Nach einem Vereinzelungsprozess , der beispielsweise vor oder nach einem Sinterprozess erfolgen kann, kann die laterale Ausdehnung der Funktionsschichten des fertigen keramischen Konversionselements ^ 5 ym, zum
Beispiel ^ 50 ym oder > 200 ym sein. Alternativ oder
zusätzlich ist die Ausdehnung entlang der Hauptseiten dann jeweils ^ 5 mm, zum Beispiel ^ 2 mm oder < 1 mm. Der
Vereinzelungsprozess kann zum Beispiel durch Sägen oder
Stanzen oder Schneiden mit einem Laserstrahl erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die zumindest vier Funktionsschichten in Richtung parallel zu den Hauptseiten nebeneinander angeordnet, sodass bevorzugt die Hauptseiten der zumindest vier Funktionsschichten
parallel zueinander verlaufen. In Draufsicht auf die
Hauptseiten überlappen dann die zumindest vier
Funktionsschichten insbesondere nicht. Die Funktionsschichten können dabei in der gleichen, aber auch in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sein. Ferner weisen die zumindest vier Funktionsschichten dann bevorzugt gleiche oder ähnliche
Dicken auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das keramische Konversionselement mechanisch selbsttragend ausgebildet. Das keramische Konversionseiement kann also nach dem Herstellungsprozess und eventuell nach dem
Vereinzelungsprozess auf zum Beispiel ein Licht emittierendes Element aufgebracht werden, ohne dass das keramische
Konversionselement über ein Transferverfahren von einem
Träger auf das Licht emittierende Element aufgebracht werden muss. Das Verhältnis von Dicke des Konversionselements zu lateraler Ausdehnung des Konversionselements beträgt dazu beispielsweise zumindest 0,006 oder 0,01 oder 0,05.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die erste Leuchtschicht als Keramik oder Grünkörper
bereitgestellt. Die erste Zwischenschicht wird dann als
Grünkörper auf die erste Leuchtschicht aufgebracht. Ferner wird die zweite Zwischenschicht als Grünkörper auf einer der ersten Leuchtschicht abgewandte Seite der ersten
Zwischenschicht aufgebracht. Des Weiteren wird die zweite Leuchtschicht als Grünkörper auf einer der ersten
Leuchtschicht abgewandten Seite der zweiten Zwischenschicht aufgebracht. Anschließend werden die zumindest vier
Funktionsschichten in einem gemeinsamen, einzigen
Sinterprozess zu dem keramischen Konversionselement
gesintert .
Zum Beispiel werden dabei die erste und/oder die zweite
Zwischenschicht und/oder die zweite Leuchtschicht jeweils in Form eines Schlickers aufgebracht, wie es beim Tape-Casting- Prozess üblich ist. Nach dem Trocknen des Schlickers kann dann jeweils die nächste Funktionsschicht aufgebracht werden Als Variante können die Funktionsschichten jeweils als Tapes bereitgestellt werden. Werden alle Funktionsschichten als Grünkörper bereitgestellt, kann der Verbund aus den Grünkörpern vorteilhafterweise gemeinsam geformt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden zunächst die erste Leuchtschicht und die erste
Zwischenschicht zu einem ersten Keramikverbund
zusammengesintert. Zusätzlich werden die zweite Leuchtschicht und die zweite Zwischenschicht zu einem zweiten
Keramikverbund zusammengesintert. Anschließend werden der erste Keramikverbund und der zweite Keramikverbund
zusammengesintert, sodass das keramische Konversionselement entsteht. Vorteilhafterweise kann bei diesem Verfahrensablauf sowohl die erste Leuchtschicht als auch die zweite
Leuchtschicht bei ihrer jeweiligen optimalen Sintertemperatur gesintert werden. Das Zusammensintern des ersten und zweiten Keramikverbunds kann dann bei geringeren Temperaturen
ablaufen .
Die erste und/oder die zweite Zwischenschicht können bei den beschriebenen Verfahren auch über einen Abscheideprozess aufgebracht werden, wie zum Beispiel über
Laserstrahlverdampfen, englisch Pulsed Laser Deposition, kurz PLD, oder über Atomlagenabscheidung, englisch Atomic Layer Deposition, kurz ALD, oder über chemische
Gasphasenabscheidung, englisch Chemical Vapor Deposition, kurz CVD, oder über Sprühabscheideverfahren, englisch Aerosol Deposition Method, kurz ADM.
Darüber hinaus wird ein keramisches Konversionselement angegeben. Das keramische Konversionselement kann mittels des hier beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, sämtliche in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren offenbarten Merkmale sind auch für das keramische Konversionselement offenbart und umgekehrt.
Es wird darüber hinaus ein Licht emittierendes Bauelement angegeben .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Licht
emittierende Bauelement einen elektrolumineszierenden Körper mit einer Strahlungsaustrittsfläche auf, der im Betrieb Licht eines ersten Wellenlängenbereichs emittiert. Bei dem
elektrolumineszierenden Körper kann es sich zum Beispiel um eine Halbleiterschichtenfolge, insbesondere um eine LED, handeln. Ferner kann es sich bei dem elektrolumineszierenden Körper um ein organisches Licht emittierendes Element, kurz OLED, handeln. Der elektrolumineszierende Körper kann
beispielsweise Licht im blauen bis grünen
Wellenlängenbereich, zum Beispiel zwischen 420 nm und 500 nm, emittieren. Alternativ kann der elektrolumineszierende Körper auch Licht im UV-Bereich emittieren, beispielsweise
Wellenlängen zwischen 300 nm und 400 nm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Licht
emittierende Bauelement ein keramisches Konversionselement auf. Das keramische Konversionselement ist insbesondere nach dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt. Merkmale des keramischen Konversionselements sind daher auch für das Licht emittierende Bauelement offenbart und umgekehrt.
Das keramische Konversionselement kann im Strahlengang des von dem elektrolumineszierenden Körper emittierten Lichts des ersten Wellenlängenbereichs angebracht sein. Beispielsweise können die Hauptseiten der ersten Leuchtschicht und/oder der zweiten Leuchtschicht parallel zur Strahlungsaustrittsfläche des elektrolumineszierenden Körpers verlaufen. In Draufsicht auf die Hauptseiten können das keramische Konversionselement und die Strahlungsaustrittsfläche des elektrolumineszierenden Körpers zum Beispiel überlappen, insbesondere vollständig überlappen.
Das vom elektrolumineszierenden Körper emittierte Licht des ersten Wellenlängenbereichs kann dann von dem keramischen Konversionselement zumindest teilweise in Licht des zweiten und des dritten Wellenlängenbereichs konvertiert werden.
Insgesamt kann das Licht emittierende Bauelement im Betrieb also Mischlicht mit Anteilen des ersten, zweiten und dritten Wellenlängenbereichs aussenden. Durch die Verwendung des Konversionselements kann also aus dem Licht des ersten
Wellenlängenbereichs, insbesondere aus blauem Licht,
Mischlicht, zum Beispiel weißes Licht mit einem
Farbwiedergabewert von Ra > 80 oder Ra > 90 oder > 95, erzeugt werden. Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur
Herstellung eines keramischen Konversionselements sowie ein hier beschriebenes Licht emittierendes Bauelement unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen: Figuren la bis 2c schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen des hier beschriebenen
Verfahrens ,
Figuren 3a bis 3c schematische Schnittdarstellungen des
beschriebenen Licht emittierenden Bauelements,
Figur 4 eine schematische Draufsicht auf ein hier
beschriebenes Licht emittierendes Bauelement.
In Figur la wird ein Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen Konversionselements gezeigt. Dabei werden vier Funktionsschichten bereitgestellt, wobei eine
Funktionsschicht als eine keramische erste Leuchtschicht 10 ausgebildet ist. Auf die keramische erste Leuchtschicht 10 wird eine erste Zwischenschicht 11 in Form eines Grünkörpers aufgebracht. Die erste Zwischenschicht 11 kann dabei zum Beispiel als Schlicker oder als Tape aufgebracht werden.
Alternativ kann die erste Zwischenschicht 11 auch über ein Abscheideverfahren wie PLD, ALD, CVD oder ADM aufgebracht werden. Nach dem Trocknen der ersten Zwischenschicht 11 wird eine zweite Zwischenschicht 21 als Grünkörper auf die der ersten Leuchtschicht 10 abgewandten Seite der ersten
Zwischenschicht 11 aufgebracht. Die zweite Zwischenschicht 21 kann über das gleiche oder ein anderes Verfahren wie die erste Zwischenschicht 11 aufgebracht werden. Nach dem
Trocknen der zweiten Zwischenschicht 21 wird eine zweite Leuchtschicht 20 in Form eines Grünkörpers auf die der ersten Leuchtschicht 10 abgewandte Seite der zweiten Zwischenschicht 21 aufgebracht. Auch die zweite Leuchtschicht 20 kann in Form eines Schlickers oder als Tape aufgebracht werden. In Figur la weist jede der vier Funktionsschichten zwei planparallele Hauptseiten HS auf. Die vier Funktionsschichten werden dabei derart angeordnet, dass die Hauptseiten HS parallel zueinander verlaufen und dass in Draufsicht auf die Hauptseiten HS die vier Funktionsschichten überlappen, insbesondere deckungsgleich überlappen. Ferner werden die Funktionsschichten so angeordnet, dass die erste
Leuchtschicht 10 lediglich direkten Kontakt zur ersten
Zwischenschicht 11 und die zweite Zwischenschicht 20
lediglich direkten Kontakt zur zweiten Zwischenschicht 21 hat. Die erste und die zweite Zwischenschicht stehen außerdem ebenfalls in direktem Kontakt miteinander.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur la haben die
Funktionsschichten zum Beispiel eine laterale Ausdehnung entlang der Hauptseiten HS von 1 mm. Die Dicke der ersten Leuchtschicht 10 ist beispielweise 100 ym, die Dicke der zweiten Leuchtschicht 20 ist beispielsweise 80 ym, die Dicken der ersten und der zweiten Zwischenschicht 11, 21 sind zum Beispiel jeweils 5 ym.
Nach dem Aufbringen der vier Funktionsschichten aufeinander wird in Figur lb ein Verfahrensschritt gezeigt, bei dem die vier Funktionsschichten mechanisch miteinander über einen Sinterprozess verbunden werden. Nach dem Sinterprozess sind die vier Funktionsschichten als keramische Schichten, insbesondere als keramischer Verbund, ausgebildet. Der
Verbund aus den vier keramischen Funktionsschichten bildet das keramische Konversionselement 1.
Bevorzugt schützt bei dem Sinterprozess die erste
Zwischenschicht 11 die erste Leuchtschicht 10 vor chemischen Reaktionen oder Diffusionsprozessen mit der zweiten Zwischenschicht 21 und/oder mit der zweiten Leuchtschicht 20. Außerdem schützt die zweite Zwischenschicht 21 die zweite Leuchtschicht 20 vor chemischen Reaktionen und/oder
Diffusionsprozessen mit der ersten Zwischenschicht 11
und/oder der ersten Leuchtschicht 10. Beispielsweise weist dabei die erste Leuchtschicht 10 ein mit Cer dotiertes
Luthetiumaluminiumgranat , kurz LuAG, auf, die erste
Zwischenschicht 11 weist beispielsweise ein undotiertes YAG auf, die zweite Zwischenschicht 21 weist beispielsweise ein Siliziumnitrid auf, und die zweite Leuchtschicht 20 weist beispielsweise ein mit Eu^ " dotiertes
Bariumstrontiumsiliziumnitrid auf. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die erste Leuchtschicht 10 und die erste Zwischenschicht 11 gleiche oder ähnliche Materialklassen, insbesondere ähnliche Kristallgitter mit ähnlichen
Bestandteilen, aufweisen. Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die zweite Leuchtschicht 20 und die zweite Zwischenschicht 21 gleiche oder ähnliche Materialklassen aufweisen. Figur 2a zeigt einen Verfahrensschritt eines alternativen Herstellungsverfahrens zur Produktion eines keramischen
Konversionselements. Dabei werden zunächst die erste
Leuchtschicht 10 und die erste Zwischenschicht 11 als
Grünkörper bereitgestellt. Die erste Leuchtschicht 10 und die erste Zwischenschicht 11 werden zum Beispiel in Form von Tapes aufeinander aufgelegt und anschließend laminiert.
Ebenso werden die zweite Leuchtschicht 20 und die zweite Zwischenschicht 21 als Grünkörper, zum Beispiel als Tapes, aufeinander aufgelegt.
In einem darauffolgenden Schritt werden im
Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 2b die erste
Leuchtschicht 10 und die erste Zwischenschicht 11 zu einem ersten Keramikverbund gesintert. Ebenso werden die zweite Leuchtschicht 20 und die zweite Zwischenschicht 21 zu einem zweiten Keramikverbund zusammengesintert. Der erste und der zweite Keramikverbund werden daraufhin aufeinander aufgelegt.
Anschließend werden in Figur 2c der erste Keramikverbund und der zweite Keramikverbund über einen weiteren Sinterprozess miteinander mechanisch verbunden, sodass das keramische
Konversionselement 1 entsteht. Auch bei dem
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2c sind wie in Figur lb die erste Leuchtschicht 10 und die zweite Leuchtschicht 20 durch die erste Zwischenschicht 11 und die zweite Zwischenschicht 21 voneinander separiert.
Die keramischen Konversionselemente 1 der Figuren lb und 2c können zum Beispiel mechanisch selbsttragend sein.
Abweichend von den in Figuren la bis 2c dargestellten
Ausführungsformen können auch weitere Zwischenschichten und weitere Leuchtschichten für das Verfahren bereitgestellt werden, sodass das keramische Konversionselement mehr als zwei Leuchtschichten aufweist, die jeweils durch zumindest zwei Zwischenschichten voneinander getrennt sind.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3a ist ein Querschnitt eines Licht emittierenden Bauelements 111 gezeigt. Das Licht emittierende Bauelement 111 umfasst einen
elektrolumineszierenden Körper 40, der Licht eines ersten Wellenlängenbereichs 100 emittiert. Das Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100 wird dabei vorwiegend oder
ausschließlich über eine Strahlungsaustrittsfläche 112 des elektrolumineszierenden Körpers 40 emittiert. Bei dem Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100 kann es sich beispielsweise um blaues Licht oder UV-Licht handeln.
Im Strahlengang des von dem elektrolumineszierenden Körper 40 emittierten Lichts des ersten Wellenlängenbereichs 100 ist ein keramisches Konversionselement 1 angeordnet. Das
keramische Konversionselement 1 kann dabei in direktem
Kontakt mit dem elektrolumineszierenden Körper 40 sein oder von dem elektrolumineszierenden Körper 40 beabstandet sein. Beispielsweise kann das keramische Konversionselement 1 mittels eines Verbindungsmittels, wie einem Kleber, auf die Strahlungsaustrittsfläche 112 aufgebracht sein, wodurch eine mechanische Verbindung entsteht. Alternativ kann der Bereich zwischen der Strahlungsaustrittsfläche 112 und dem
Konversionselement 1 aber auch zumindest teilweise ein
Freiraum sein.
Das keramische Konversionselement 1 in Figur 3a ist gleich oder ähnlich ausgeführt wie in den Ausführungsbeispielen gemäß Figur lb und 2c. Insbesondere sind die Hauptseiten HS des keramischen Konversionselements parallel zu der
Strahlungsaustrittsfläche 112 des elektrolumineszierenden Körpers 40 angeordnet. In Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsfläche 112 überdeckt dabei das keramische Konversionselement 1 den elektrolumineszierenden Körper 40 vollständig. Weitere Seitenflächen des
elektrolumineszierenden Körpers 40 werden nicht von dem keramischen Konversionselement 1 überdeckt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3a ist die erste
Leuchtschicht 10 der Strahlungsaustrittsfläche 112 des elektrolumineszierenden Körpers 40 zugewandt. Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100, das über die Strahlungsaustrittsfläche 112 emittiert wird, trifft daher zunächst auf die erste Leuchtschicht 10. Ein Teil des Lichts des ersten Wellenlängenbereichs 100 wird in der ersten
Leuchtschicht 10 in Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs 200, zum Beispiel in grün-gelbes Licht, konvertiert.
Bevorzugt sind die erste Zwischenschicht 11 und die zweite Zwischenschicht 21 klarsichtig und/oder nichtabsorbierend für Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100 und Licht des zweiten Wellenlängenbereichs 200. Das Licht des ersten
Wellenlängenbereichs 100 und das Licht des zweiten
Wellenlängenbereichs 200 kann also die erste Zwischenschicht 11 und die zweite Zwischenschicht 21 durchqueren und so auf die zweite Leuchtschicht 20 treffen. Die zweite Leuchtschicht 20 wandelt dabei einen Teil des Lichts des ersten
Wellenlängenbereichs 100 und eventuell einen Teil des Lichts des zweiten Wellenlängenbereichs 200 in Licht eines dritten Wellenlängenbereichs 300, beispielsweise in rotes bis oranges Licht, um. Zum Beispiel kann aber auch die erste
Leuchtschicht 10 das Licht des ersten Wellenlängenbereichs
100 vollständig in Licht des zweiten Wellenlängenbereichs 200 umwandeln. Die zweite Leuchtschicht 20 kann dann
beispielsweise das Licht des zweiten Wellenlängenbereichs 200 vollständig in Licht des dritten Wellenlängenbereichs 300 umwandeln.
Über die der Strahlungsaustrittsfläche 112 abgewandte
Hauptseite der zweiten Leuchtschicht 20 kann anschließend Mischlicht, bestehend aus Anteilen des Lichts des ersten Wellenlängenbereichs 100, des zweiten Wellenlängenbereichs 200 und des dritten Wellenlängenbereichs 300, das Licht emittierende Bauelement 111 verlassen. In Figur 3a weist ferner die erste Leuchtschicht 10
Streuzentren 30 auf. Die Streuzentren 30 können in Form von Poren oder in Form von Streupartikeln in die Leuchtschicht 10 eingebracht sein. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Funktionsschichten des keramischen Konversionselements 1 Streuzentren 30 aufweisen. Die Streuzentren 30 sorgen dafür, dass Lichtstrahlen innerhalb des keramischen
Konversionselements 1 diffus gestreut werden und somit effizienter aus dem keramischen Konversionselement 1
ausgekoppelt werden können.
Im Gegensatz zu dem in Figur 3a dargestellten
Ausführungsbeispiel, wonach die erste Leuchtschicht 10 dem elektrolumineszierenden Körper 40 zugewandt ist, kann auch die zweite Leuchtschicht 20 der Strahlungsaustrittsfläche 112 zugewandt sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die erste Zwischenschicht 11 und die zweite Zwischenschicht 21 klarsichtig und/oder nichtabsorbierend für Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100 und Licht des dritten
Wellenlängenbereichs 300 sind.
In Figur 3b ist ein Licht emittierendes Bauelement 111 gezeigt, welches ähnlich aufgebaut ist wie das Licht
emittierende Bauelement 111 gemäß der Figur 3a. In Figur 3b ist die zweite Zwischenschicht 21 reflektierend für das Licht des dritten Wellenlängenbereichs 300 ausgebildet.
Vorteilhafterweise kann so zum Beispiel Licht des dritten Wellenlängenbereichs 300, welches in der zweiten
Leuchtschicht 20 aus Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100 erzeugt wurde, das keramische Konversionselement 1 nur in eine Richtung weg von dem elektrolumineszierenden Körper 40 verlassen. Durch eine solche reflektierende Zwischenschicht 21 kann also die Effizienz des Licht emittierenden Bauelements 111 erhöht werden. Dazu muss allerdings nicht zwangsläufig die zweite Zwischenschicht 21 reflektierend ausgebildet sein, vielmehr können auch die erste
Zwischenschicht 11 und/oder die erste Leuchtschicht 10 reflektierend für Licht des dritten Wellenlängenbereichs 300 sein .
Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 3c ist wiederum ein Licht emittierendes Bauelement 111 angegeben, was ähnlich zu den Licht emittierenden Bauelementen 111 gemäß der Figuren 3a und 3b ausgebildet ist. Im Unterschied zu den Figuren 3a und 3b sind die Funktionsschichten in Figur 3c des keramischen Konversionselements 1 in eine Richtung parallel zu den
Hauptseiten HS nebeneinander angeordnet, sodass die
Hauptseiten HS parallel zueinander verlaufen. In einer
Draufsicht auf die Hauptseiten HS überlappen die
Funktionsschichten nicht, vielmehr sind die
Funktionsschichten in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100, welches über die Strahlungsaustrittsfläche 112 auf das keramische
Konversionselement 1 trifft, durchquert daher bevorzugt nur eine Funktionsschicht des keramischen Konversionselements 1. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3c sind die Dicken aller Funktionsschichten gleich, beispielsweise 100 ym. Die laterale Ausdehnung der ersten und der zweiten
Zwischenschicht in Richtung parallel zu den Hauptseiten HS sind beispielsweise jeweils 5 ym.
Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Licht
emittierenden Bauelements 111, wobei das Licht emittierende Bauelement 111 in Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsfläche 112 betrachtet wird. Dabei ist der elektrolumineszierende Körper 40 vollständig von dem keramischen Konversionselement 1 überdeckt. Ferner überragt das keramische Konversionselement 1 den
elektrolumineszierenden Körper 40 in alle Richtungen parallel zu den Hauptseiten HS. Durch eine solche vollständige
Überdeckung des elektrolumineszierenden Körpers 40 wird vorteilhafterweise erreicht, dass alles Licht des ersten Wellenlängenbereichs 100, welches vom elektrolumineszierenden Körper 40 emittiert wird, auf das keramische
Konversionselement 1 trifft, und dabei zum Teil konvertiert wird. Das Konversionselement 1 in Figur 4 kann zum Beispiel wie das Konversionselement in Figur 3a oder wie in Figur 3b oder wie in Figur 3c ausgebildet sein.
Alternativ zu dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel kann das keramische Konversionselement 1 auch nur einen Teil der Strahlungsaustrittsfläche 112 des elektrolumineszierenden Körpers 40 überdecken. Ferner können die Grundformen der Strahlungsaustrittsfläche 112 und der Funktionsschichten neben den in Figur 4 gezeigten rechteckigen Formen auch runde oder andere vieleckige Formen aufweisen.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen aufgeführt ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 100 771.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines keramischen
Konversionselements (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen von zumindest vier Funktionsschichten jeweils als Grünkörper oder Keramik, wobei
eine Funktionsschicht als eine erste Leuchtschicht (10) ausgebildet ist, die ein Oxid aufweist und dazu
eingerichtet ist, Licht eines ersten Wellenlängenbereichs (100) zumindest teilweise in Licht eines zweiten
Wellenlängenbereichs (200) zu konvertieren, wobei
eine andere Funktionsschicht als eine zweite
Leuchtschicht (20) ausgebildet ist, die ein Nitrid aufweist und dazu eingerichtet ist, Licht des ersten Wellenlängenbereichs (100) zumindest teilweise in Licht eines dritten Wellenlängenbereichs (300) zu konvertieren, und wobei
eine andere Funktionsschicht als eine erste
Zwischenschicht (11) und noch eine andere
Funktionsschicht als eine zweite Zwischenschicht (21) ausgebildet sind, wobei die erste Zwischenschicht (11) ein Oxid aufweist und wobei die zweite Zwischenschicht (21) ein Nitrid oder Oxinitrid aufweist,
- Anordnen der Funktionsschichten, so dass die erste Zwischenschicht (11) zwischen der ersten Leuchtschicht
(10) und der zweiten Zwischenschicht (21) liegt und die zweite Zwischenschicht (21) zwischen der ersten
Zwischenschicht (11) und der zweiten Leuchtschicht (20) liegt,
- mechanisches Verbinden der Funktionsschichten über zumindest einen Sinterprozess , wobei nach dem
Sinterprozess die erste und die zweite Leuchtschicht (10, 20) sowie die erste und die zweite Zwischenschicht (11, 21) als Keramik ausgebildet sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die erste Leuchtschicht (10) in direktem Kontakt mit der ersten Zwischenschicht (11) und in keinem
direkten Kontakt mit der zweiten Zwischenschicht (21) und der zweiten Leuchtschicht (20) steht, und wobei die zweite Leuchtschicht (20) in direktem Kontakt mit der zweiten Zwischenschicht (21) und in keinem direkten
Kontakt mit der ersten Zwischenschicht (11) und der ersten Leuchtschicht (10) steht.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
wobei die erste Zwischenschicht (11) in direktem Kontakt mit der zweiten Zwischenschicht (21) steht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste Leuchtschicht (10) ein mit Cer dotiertes Luthetiumaluminiumgranat aufweist, die erste
Zwischenschicht (11) ein undotiertes
Yttriumaluminiumgranat aufweist, die zweite
Zwischenschicht (21) ein Siliziumnitrid aufweist und die zweite Leuchtschicht (20) ein mit Eu^ " dotiertes
Erdalkalisiliziumnitrid aufweist .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste und/oder die zweite Leuchtschicht (10, 20) jeweils zumindest einen Aktivator aufweisen, wobei die Konzentration des jeweiligen Aktivators zwischen 0,1 % und 6 % liegt und der jeweilige Aktivator ein Element der seltenen Erden ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zwischenschicht (11) die erste
Leuchtschicht (10) vor chemischen Reaktionen und
Diffusionsprozessen mit der zweiten Leuchtschicht (20) und der zweiten Zwischenschicht (21) während einem
Sinterprozess schützt,
und wobei
die zweite Zwischenschicht (21) die zweite Leuchtschicht
(20) vor chemischen Reaktionen und Diffusionsprozessen mit der ersten Leuchtschicht (10) und der ersten
Zwischenschicht (11) während einem Sinterprozess schützt
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste und die zweite Zwischenschicht (11, 21) klarsichtig und nicht absorbierend für Licht des ersten und/oder des zweiten Wellenlängenbereichs (100, 200) sind .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die erste Leuchtschicht (10) und/oder die erste Zwischenschicht (11) und/oder die zweite Zwischenschicht
(21) reflektierend für Licht des dritten
Wellenlängenbereichs (300) ausgebildet sind.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zumindest eine der Funktionsschichten Streuzentren (30) aufweist, an denen Licht des ersten und/oder des zweiten und/oder des dritten Wellenlängenbereichs diffus gestreut wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei jede der zumindest vier Funktionsschichten jeweils zwei planparallele Hauptseiten (HS) aufweist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest vier Funktionsschichten in Richtung weg von einer Hauptseite (HS) einer Funktionsschicht so übereinander angeordnet werden, dass die Hauptseiten (HS) der zumindest vier Funktionsschichten alle parallel zueinander verlaufen.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Dicke der ersten Leuchtschicht (10) zwischen 30 ym und 150 ym liegt, die Dicke der zweiten Leuchtschicht (20) zwischen 5 ym und 100 ym liegt und die Dicken der ersten und der zweiten Zwischenschicht (11, 21) je zwischen 0,2 ym und 10 ym liegen.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nach einem Vereinzelungsprozess die laterale
Ausdehnung der ersten und der zweiten Leuchtschicht (10,
20) und der ersten und der zweiten Zwischenschicht (11,
21) entlang der zugehörigen Hauptseiten zwischen 5 ym und 5 mm beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 12 bis 13,
wobei die zumindest vier Funktionsschichten in Richtung parallel zu den Hauptseiten (HS) nebeneinander angeordnet werden, sodass die Hauptseiten der zumindest vier
Funktionsschichten parallel zueinander verlaufen und sodass in Draufsicht auf die Hauptseiten die zumindest vier Funktionsschichten nicht überlappen.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das keramische Konversionselement (1) mechanisch selbstragend ausgebildet wird. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei :
- die erste Leuchtschicht (10) als Keramik oder
Grünkörper bereitgestellt wird,
- die erste Zwischenschicht (11) als Grünkörper auf die erste Leuchtschicht (10) aufgebracht wird,
- die zweite Zwischenschicht (21) als Grünkörper auf eine der ersten Leuchtschicht (10) abgewandte Seite der ersten Zwischenschicht (11) aufgebracht wird,
- die zweite Leuchtschicht (20) als Grünkörper auf eine der ersten Leuchtschicht (10) abgewandte Seite der zweiten Zwischenschicht (21) aufgebracht wird, und
- die zumindest vier Funktionsschichten in einem
gemeinsamen Sinterprozess zu dem keramischen
Konversionselement (1) gesintert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Zwischenschicht (11) und/oder die zweite Zwischenschicht (21) über eines der folgenden
Abscheideprozesse aufgebracht wird:
Laserstrahlverdampfen, Atomlagenabscheidung, Chemische Gasphasenabscheidung oder Sprühabscheideverfahren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und 17, wobei :
- die erste Leuchtschicht (10) und die erste
Zwischenschicht (11) zu einem ersten Keramikverbund zusammengesintert werden,
- die zweite Leuchtschicht (20) und die zweite
Zwischenschicht (21) zu einem zweiten Keramikverbund zusammengesintert werden,
- anschließend der erste Keramikverbund und der zweite Keramikverbund zusammengesintert werden.
Licht emittierendes Bauelement (111), aufweisend
- einen elektrolumineszierenden Körper (40) mit einer Strahlungsaustrittsfläche (112), der im Betrieb Licht eines ersten Wellenlängenbereichs (100) emittiert,
- ein im Strahlengang des Lichts der ersten Wellenlänge (100) angeordnetes keramisches Konversionselement (1) hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 18, welches das von dem Halbleiterkörper emittierte Licht des ersten Wellenlängenbereichs (100) zumindest teilweise in Licht des zweiten und dritten Wellenlängenbereichs (200, 300) konvertiert, so dass das Licht emittierende Bauelement im bestimmungsgemäßen Betrieb Mischlicht mit Anteilen des ersten, zweiten und dritten Wellenlängenbereichs (100, 200, 300) aussendet.
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