WO2019068478A1 - Conversion material and radiation-emitting component - Google Patents

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WO2019068478A1
WO2019068478A1 PCT/EP2018/075498 EP2018075498W WO2019068478A1 WO 2019068478 A1 WO2019068478 A1 WO 2019068478A1 EP 2018075498 W EP2018075498 W EP 2018075498W WO 2019068478 A1 WO2019068478 A1 WO 2019068478A1
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phosphor
particles
coating
layer
conversion material
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PCT/EP2018/075498
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Inventor
Rebecca RÖMER
Ivar TÅNGRING
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor

Definitions

  • Typical conversion materials for radiation emitting devices such as white LEDs, contain two, three or more different phosphors.
  • Phosphors can be selected from a wide variety of phosphors available. The selected phosphors have different densities among each other and
  • Phosphor mixture with desired spectral properties can thus consist of phosphors, the very
  • phosphor mixture which is arranged, for example, in a cavity above an LED, is desirable since it can lead to a certain stability of the component compared to a phosphor mixture which is uniformly distributed over the entire volume of the cavity. If, however, phosphors with different
  • Heat development is then located farther away from the heat sink (the LED chip), which leads to a reduced stability of the device.
  • Another object is to provide a radiation-emitting device with improved properties. These tasks are through Conversion material and a radiation-emitting
  • a conversion material is specified. According to one embodiment,
  • Matrix material particles of a first phosphor embedded in the matrix material, and particles of a second phosphor embedded in the matrix material.
  • Conversion material is to be understood as meaning a material which can at least partially convert electromagnetic radiation of a first wavelength into electromagnetic radiation of a second wavelength.
  • Conversion material can, for example, a
  • Conversion layer may be formed for an LED. Under particles of a first or second
  • Phosphor are particles of a certain size to be understood, which are formed from the respective phosphor. Such particles can also be referred to as grains, their size also as grain size. In the following, the term particles of the first phosphor or particles of the second
  • Phosphorus synonymous with first phosphor particles and second phosphor particles used.
  • the particles of the second phosphor are smaller than the particles of the first phosphor and / or have a lower density than the particles of the first phosphor.
  • Particles of the second phosphor have a smaller particle size than the particles of the first phosphor and / or a lower density.
  • the particles of the second phosphor have a coating.
  • Coating in this context should not be understood to mean exclusively a homogeneous layer on the surface of the particle, but this term also includes a
  • the coating thus serves solely to increase the volume of the particles and optionally to
  • the coating can thus provide larger particles of the second phosphor than can be produced by ordinary syntheses. As a result, a scattering in the LED can be avoided and the brightness of the radiation-emitting component can be increased.
  • Matrix material particles of a first phosphor embedded in the matrix material, and particles of a second phosphor embedded in the matrix material.
  • the particles of the second phosphor are smaller than the particles of the first phosphor and / or have a lower density.
  • the particles of the second phosphor furthermore have a coating.
  • Particles of the second phosphor can their
  • Particles of the second phosphor may be
  • the coating can also be applied to other phosphor particles.
  • the sedimentation rate of the smaller and / or less dense particles of the second phosphor can be adjusted to the sedimentation velocity of the particles of the first phosphor such that either one of the two
  • Mixture of the particles of the first phosphor and the second phosphor is achieved in the matrix material or a desired layer formation or desired
  • the matrix material has a first refractive index
  • the particles of the second phosphor a second refractive index
  • the third Refractive index is equal to the first refractive index or lies between the first and the second refractive index. This means that the material of the coating is selected such that its refractive index at the
  • Refractive index of the second phosphor particles is adjusted or has a value which is between the value of the refractive index of the second phosphor particles and the matrix material.
  • the refractive index of the coating is equal to the root of the product of the refractive indices of the second phosphor particles and the matrix.
  • the coating has a density which is greater than or equal to the density of
  • Particle of the second phosphor is. This can be the
  • Phosphor comprising the coating greater than or equal to the sedimentation of the particles of the first phosphor.
  • equal in this context is a high or an exact match of
  • Particles of the first and the second phosphor are the same size, a mixture of the first and second
  • Phosphor particles are achieved in the matrix material. If the sedimentation velocity of the particles of the second phosphor is greater than that of the first phosphor, a layer formation of the phosphors in the matrix material can be produced, wherein the particles of the second phosphor are arranged under the particles of the first phosphor.
  • Phosphor particles (a first layer) and in another area predominantly second phosphor particles (a second layer) are to be found.
  • a "first layer” formed by the first phosphor particles is to be understood as a region in which the first phosphor particles have a significantly larger area
  • the sedimentation rates may thus be adjusted by adjusting or changing the size of the particles of the second phosphor and / or the total density of the particles of the second phosphor to or against the size and / or density of the particles of the first phosphor Requirements are adjusted.
  • a mixture of the first and second phosphor particles in the matrix material can be achieved and thus an undesired separation of the first of the second phosphor particles, if
  • Conversion material for example in a cartridge
  • Phosphor is chosen so that it has a larger Stokes shift than the first phosphor, for example, the coating on the particles of the second phosphor can cause the second phosphor particles due to their higher sedimentation rate predominantly arrange under the first phosphor particles. That can happen when the conversion material is emitting in a radiation
  • Component is used to increase the
  • Radiation densities of the exciting radiation can be reduced and thus the brightness can be increased when the
  • Phosphor particles are stored with a high intensity quenching by targeted sedimentation over phosphor particles with lower intensity quenching and thus are exposed only to a lower radiation density of the exciting radiation.
  • Particles of the second phosphor on a coating and / or more particles of the second phosphor together have a coating. This means that not only the sedimentation rate of a second This objective can also be achieved if two or more smaller and / or less dense second phosphor particles in the conversion material are glued together in the conversion material by means of a coating to form a large particle compared to the first phosphor particles become .
  • the coating has a thermal conductivity that is greater than a thermal conductivity of the matrix material.
  • typical matrix material such as silicone has a thermal conductivity of 0.1 to 0.2 W / mK.
  • choosing a material for the coating which has a higher thermal conductivity may help to reduce the temperature in the particles of the second phosphor. Heat generated in the luminescent centers of the second phosphor particles can thus be very effectively derived from the centers and over a large area
  • Grain volume are distributed. In addition, by the
  • Phosphor through the non-converting coating increases and thus also the surface through which heat can be dissipated to the matrix material.
  • the lifetime of the conversion material is increased when the peak temperatures are reduced on the particles of the second phosphor, since the lifetime is limited by temperature-induced matrix, for example, silicone degradation.
  • the conversion material for the conversion layer of a radiation-emitting component such as an LED
  • the life of the LED is increased the most when the coating of the second phosphor particles, the highest heat generation under the
  • the coating has a thermal conductivity which is greater than a thermal conductivity of the particles of the second
  • Particles of the second phosphor reduces because heat generated by the conversion in the second phosphor is transferred faster from the converting material to the second phosphor
  • the coating has, at least in places, a thickness which is> 100 nm,
  • Matrix material and / or the second phosphor is because the thermal conductivity of thin films is usually lower than in the bulk material, while the thermal conductivity of thick layers is similar to or equal to in the bulk material.
  • Coating can also protect the particles of the second phosphor from mechanical stresses.
  • Particles of phosphors which have a protective layer for example to make them moisture-stable (for example SCASN)
  • a protective layer for example to make them moisture-stable (for example SCASN)
  • SCASN moisture-stable
  • Particles of the second phosphor and the coating arranged a protective layer may, for example, precede the particles of the second phosphor
  • an anti-reflection layer is arranged on the coating.
  • This may be, for example, a layer which has a thickness of ⁇ / 4 ⁇ , " ⁇ " designates the peak wavelength of the coated phosphor particles and "n" the refractive index of the coating.
  • This is an anti-reflection layer on the coating of the particles of the second phosphor present, which allows light to enter the second
  • Phosphor particles is produced without coupling loss of reflection in the matrix material, such as silicone.
  • the particles of the first phosphor form a first layer and the particles of the second phosphor form a second layer in the
  • the particles of the second phosphor have a greater sedimentation rate than the particles of the first phosphor, which is due to the
  • Presence of the coating is conditional. Due to the greater sedimentation speed, the particles of the second phosphor sink down faster, so that a layer of the particles of the second phosphor forms below the first layer. Will the conversion material
  • the second layer is positioned closer to the LED than the first layer.
  • the particles of the first phosphor and the particles of the second phosphor are mixedly distributed in the matrix material.
  • the particles of the first phosphor and the particles of the second phosphor have the same or at least similar sedimentation rates
  • Presence of the coating on the particles of the second phosphor is conditional. According to a further embodiment, the
  • the size and / or density and thus the Sedimentation ein the third phosphor particles are adapted to the size, density and sedimentation of the first and / or second phosphor particles. All above with respect to the coating or on the second phosphor particles on which the coating
  • the coating comprises a material selected from the group consisting of KCl, LiCl, hB (graphite structure), NaCl, a-Si 3 4 / b-Si 3 4,
  • LiB 3 O 5 LiF, CaCO 3 , MgF 2 , CaF 2 , AlN (wurtzite type), c-BN
  • Nanoparticles comprising filled silicones.
  • a radiation-emitting component which comprises an active layer sequence, the electromagnetic radiation of a first
  • the component further contains a conversion layer, which in the beam path of
  • Radiation of the first wavelength range is arranged and a conversion material according to one of the above
  • the radiation emitting device may be any radiation-emitting device and vice versa.
  • the radiation emitting device may be any radiation-emitting device and vice versa.
  • the radiation emitting device may be any radiation emitting device.
  • an LED especially a white
  • the emitted radiation of the component appears as a mixture of the radiation of the first, second, third and possibly further wavelength ranges.
  • the particles of the second phosphor form a second layer and are on the side facing the active layer sequence
  • Phosphor form a first layer and are arranged on the side facing away from the active layer sequence side of the second layer in the conversion layer.
  • the particles of the second phosphor can be red-emitting phosphors which have a high luminosity
  • Phosphors on the other hand, have lower heat generation.
  • Figure 1 shows an image of a radiation emitting
  • FIG. 2 shows the typical thermal quenching of the quantum efficiency of some phosphors
  • Figure 3 shows a schematic side view of the
  • Figure 4 shows a schematic side view of the
  • Figure 5 shows a schematic side view of the
  • Figure 6 shows a schematic side view of the
  • Figure 7 shows a schematic side view of the
  • identical, identical or equivalent elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better presentation and / or better understanding may be exaggerated.
  • Conversion material mixed and embedded in a matrix material such as silicone they usually have different grain sizes, densities and crystal morphologies. This can be different
  • FIG. an image of an LED is shown, wherein on the chip a conversion material is applied. It can be seen that a phosphor is on the bottom, adjacent to the LED chip,
  • the lower phosphor is a green garnet phosphor arranged above it
  • Phosphor material would be arranged.
  • Typical phosphors which can be used in conversion materials and their sizes and / or densities with each other by means of one as described above
  • Coating can be adjusted, together with their typical densities p, typical average grain sizes ds o and typical grain morphologies in Table 1 are given.
  • K 2 SiF 6 Mn 4+ red 2.6 - 2.7 27 - 28 large (KSF) polygons
  • individual phosphor particles are adapted to each other to either achieve a mixture of the phosphor particles in a matrix material or a specific
  • Adjusting the sedimentation rate to that of the M 2 S 5 N 8 phosphor particles also reduces the brightness of an LED to which such a conversion material is applied by about 3% due to increased scattering losses.
  • Phosphor particles are reduced by two to three times, so the particle size of LuYAG be reduced to 8.5 ym or 6 ym. Such small grain sizes would be the
  • Conversion material is one of the two
  • Phosphors namely those whose particles are smaller and / or less dense (second phosphor particles 20), provided with a coating 25.
  • the coating 25 may have a higher density than the second phosphor particles 20 and a refractive index which corresponds to the refractive index of the matrix material 30 surrounding the phosphor particles 10, 20 or lies between that of the matrix material 30 and the second phosphor particles 20. Possible ways of providing particles of the second phosphor 20 with a coating 25 are shown below.
  • Particles of the second phosphor 20 are mixed with a ceramic precursor and a binder or solvent and particles of the desired size by
  • This method is suitable, for example, for garnets which are provided with undoped grenades, Al 2 O 3 , LU 2 O 3 or Y 2 O 3 . Furthermore, this method is suitable for nitride phosphors, which are coated for example with undoped nitride phosphors, S1 3 N 4 , A1N or BN. Furthermore, particles of the second phosphor 20 can be coated with a precursor and subsequently a reaction of the precursor can be brought about to produce a
  • BaB 2 C> 4 are used. Also conceivable is one
  • Material mixture of precursors for example, Y 2 O 3 + Al 2 O 3 for YAG or Ba (OH) 2 + B (OH) 3 for BaB 2 0 4 , which then react to form the coating 25.
  • On the particles of the second phosphor 20 may also first a thin protective layer, for example by means of ALD (Atomic Layer Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition) are applied and then a coating material 25 are applied, which without protective layer would react with the phosphor material.
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • a coating material 25 are applied, which without protective layer would react with the phosphor material.
  • nitrides are only with a nitridic protective layer of S1 3 N 4 , A1N or the
  • the coated undoped phosphor material and then provided with a coating 25 of an oxide material.
  • the oxide then reacts with the protective layer to form a Si-O-N or Al-O-N phase without attacking the material of the underlying second phosphor particles 20.
  • the second phosphor particles 20 can also be synthesized with a reagent additive which serves as an adhesive for the second phosphor particles 20 or supports the formation of an adhesive layer between a plurality of phosphor particles 20.
  • a reagent additive which serves as an adhesive for the second phosphor particles 20 or supports the formation of an adhesive layer between a plurality of phosphor particles 20.
  • M 2 SisN8 phosphor particles can be prepared and combined with a combination of LiF and L1 2 B 4 O 7 larger, multiple particle units are glued.
  • Second phosphor particles 20 can also be used
  • Spray freeze drying then annealed or heated to room temperature to remove the binder or solvent and then annealed to produce a coating 25 of glass.
  • Second phosphor particles 20 can also be coated with silicones, polysilazanes or siloxanes and nanoparticle-filled silicones. Production methods for these coated particles, one or more second
  • Containing phosphor particles 20 may, for example, be based on spray-drying, freeze-spray drying, spray pyrolysis or production of particles in emulsions.
  • Possible coating materials for the coating 25 are mentioned in Table 3.
  • the material for the coating is selected according to the requirements of density p, refractive index RI and thermal conductivity.
  • the Coating materials can be used as coating 25 for all phosphors listed in Table 1 according to their chemical compatibility and together with another phosphor from Table 1, the no
  • Coating 25 has to be combined in a conversion material.
  • Phosphor particle 20 is suitably chosen to have smaller and / or less dense particles than the particles of the first phosphor 10 combined with the particles of the second phosphor 20.
  • Such a coating 25 on the particles of the second phosphor 20, for example, results in that the average temperature of the conversion material is reduced if the thermal conductivity of the coating 25 is greater than that of the matrix material 30 in the conversion material.
  • a reduced average temperature of the conversion material increases the quantum efficiency of the first and second
  • FIG. 2 shows the thermal quenching behavior of some exemplary phosphors.
  • the x-axis shows the temperature T in ° C and the y-axis the quantum efficiency at a certain temperature T in relation to the quantum efficiency at 25 ° C (QE (T) / QE (25 ° C)).
  • Figure 3 shows a schematic side view of the
  • the first phosphor 10 is a green-emitting LuYAG: Ce having a size ds o of 13 ym and a density p of 6.4 g / cm 3 .
  • the second phosphor 10 is a green-emitting LuYAG: Ce having a size ds o of 13 ym and a density p of 6.4 g / cm 3 .
  • Phosphor particles 10 having the higher density have a relatively small size, resulting in a sedimented layer of the first and second phosphor particles 10, 20 which are similarly mixed as the first and second
  • first and second phosphor particles 10, 20 are then more compact, without changing their relative order to each other. Due to the relatively small size of the first phosphor particles 10 containing LuYAG: Ce, the conversion material, however, has a large dispersion, which when using the
  • the size of the first phosphor particles 10 containing LuYAG: Ce may be increased to 22 ⁇ m.
  • the effect of this change is more schematic in Figure 4
  • Phosphor particles 10 sediment three times faster than the second phosphor particles 20. Due to the increased volume of the first phosphor particles 10, the number of first phosphor particles 10 also changes by about one third for the same volume of conversion material. The result of the higher sedimentation rate of the first
  • Phosphor particle 10 is a layer formation of the first phosphor particles predominantly among the particles of the second phosphor 20.
  • the green emitting phosphor in this example is placed under the red emitting phosphor which generates the higher thermal energy.
  • placing this conversion material on an LED places the most thermal energy producing phosphor furthest away from the heat sink. This also causes a loss of efficiency, with most of the red-emitting photons being generated by double conversion. If the conversion material is arranged on a blue-emitting LED, blue light is converted first into green and then into red light, whereby first the conversion losses of the first phosphor particle 10 and subsequently the conversion losses of the second
  • Sedimentation für of the first phosphor particles 10 is.
  • suitable coating materials, coating thicknesses r B, and coating densities p B to obtain the same sedimentation rate described by the product r 2 p of the first and second phosphor particles 10, 20 are shown in Table 4 together with FIGS.
  • Conversion material prevented and achieved a mixture of the first and second phosphor particles 10, 20 after sedimentation when applied in a conversion layer on an LED. Thicker coatings 25 would result in a higher sedimentation rate of the second
  • emitting second phosphor particles 20 would be placed under the green emitting first phosphor particles 10.
  • all three coating materials for the second phosphor particles 20 containing M 2 SisN 8 : Eu are chosen such that their refractive index RI between the typical refractive indices of silicone matrix materials (1.4-1.56) and the refractive index of the second phosphor particles ( 2.4-2.5): S1 3 N 4 has a refractive index RI of 1.9-2.4, Zr0 2 has a refractive index RI of 2.14 and LiTaO 3 has a refractive index RI of 2.2.
  • all three coating materials have a thermal conductivity greater than that of typical silicone materials (0.1-0.2 W / mK): S1 3 N 4 has a thermal conductivity of 10-43 W / mK, Zr0 2 has one thermal conductivity of 1.7 - 2.7 W / mK and LiTa03 has a thermal conductivity of approximately 46 W / mK.
  • the example with the coating 25 made of LiTaO 3 is also shown in FIG. 5 in a schematic side view.
  • the mixed conversion material after sedimentation (indicated by the arrow) are the first
  • the coating has an average thickness of 3.5 ym and a density p of 7.45 g / cm 3 .
  • the thermal conductivity of the conversion layer containing the conversion material can be increased because the thermal conductivity of Li.sub.oO.sub.3 is about three to four times higher than that of the second phosphor particles 20.
  • the coating 25 helps heat generated in the conversion from the second phosphor particles 20 over an area which is two times larger than without coating to dissipate, resulting in a reduction of the temperature in both
  • the overall conversion layer of the conversion material becomes larger by the increase in the size of the second phosphor particles 20 through the coating 25, but the peak temperature, which is critical to the aging behavior of the matrix material, for example silicone, is reduced. Due to a reduced temperature in the phosphor, increased efficiency is also achieved by lower thermal quenching.
  • Phosphor particles 10 can, in this example, the Size of the second phosphor particles 2 0 are further increased to 2 9 ym by the coating 25 of Li aÜ3 has a thickness of 7 ym. Such an example is shown in Figure 6 in a schematic side view. Due to the increased sedimentation speed of the second phosphor particles 20, a layer of the red-emitting, second phosphor particles 20 forms on the ground and thus closer to the
  • Heat sink in an LED when the conversion material is used for the conversion layer of an LED This also prevents the second phosphor particles 20 from absorbing too much of the emitted radiation of the first phosphor particles 10.
  • the total thickness of a conversion layer increases significantly as the second
  • Phosphor particles 2 0 with coating 25 are now about seven times larger than without coating 25.
  • Phosphor particles 1 0 have a diameter dso of 12 ym and the second phosphor particles 2 0 in turn a coating 25 of Li a03 with a thickness of 3, 5 ym. Again, after sedimentation, a layer of second phosphor particles 2 0 again forms on the bottom and a layer of first phosphor particles 10 above the second phosphor particles 20. Due to the reduced size of the first
  • Fluorescent increases again, but because the blue light emitted by one LED, first to the second
  • Phosphor particles 2 0 must pass and a big part of it is not left much blue light that could be scattered on the first phosphor particles 10. In the case of scattering, it at least partially re-passes the second phosphor particles 20 and thus receives a second opportunity to be converted.
  • a LuAGaG: Ce phosphor is used for the first phosphor particles 10 and a SCAS: Eu phosphor for the second phosphor particles 20.
  • SCAS Eu phosphor
  • Sedimentation be increased to obtain either a same or even greater sedimentation rate than that of the first phosphor particles 10.
  • coating materials and their densities p B and thicknesses r B in order to obtain the same sedimentation rates, ie to avoid a separation of the phosphor particles 10, 20, are given in Table 5.
  • the product r 2 p of the phosphor particles are given as a measure of the sedimentation rates. Thicker coatings 25 would lead to a higher sedimentation rate of the second phosphor particles 20 and thus to a layer formation with the second phosphor particles 20 under the first phosphor particles 10.
  • All three coating materials are chosen so that their refractive index RI lies between the typical refractive index for silicone matrix materials (1.4-1.56) and the refractive index of the second phosphor particles 20 (2.1): S1 3 N 4 has a refractive index RI from 1.9 - 2.4, A1N has one
  • Refractive index RI of 1.9 - 2.2 and LU2O 3 has one
  • Coating materials have a thermal conductivity greater than that of typical silicone materials (0.1 - 0.2 W / mK).
  • S1 3 N 4 has a thermal conductivity of 10 - 42 W / mK
  • A1N has a thermal conductivity of 285 W / mK
  • LU2O 3 has a thermal conductivity of 12 - 13 W / mK.
  • a mixture of a LuAGaG: Ce phosphor (first phosphor particles 10) and a YAG: Ce phosphor with a RI of 1.82 and with the same particle size ds o of 17 ym (second phosphor particles 20) is to be achieved and a Stratification of this mixture of first and second phosphor particles 10, 20 above a SACSN phosphor having an RI of 2.1 and a ds o of 13 ym (third phosphor particles).
  • the third phosphor particles are provided with a coating 25 which contains more than 2.8 ⁇ m thick SrTiO 2 .
  • the second phosphor particles 20 can be coated with a 3, 9 ym thick coating 25 of Al 2 O 3 . This phosphor mix and the respective ones
  • Coatings 25 are shown in Table 7. Luminous P d 50 [ym] coating PB r B [ym] r 2 p substance [g / cm 3 ] mat [g / cm 3 ] [g / cm] erial

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

The invention relates to a conversion material comprising: a matrix material (30); particles of a first phosphor (10), which are embedded in the matrix material (30); and particles of a second phosphor (20), which are embedded in the matrix material (30), the particles of the second phosphor (20) being smaller than the particles of the first phosphor (10) and/or having a lower density, and the particles of the second phosphor (20) having a coating (25). The invention further relates to a radiation-emitting component containing the conversion material.

Description

Beschreibung description
KONVERS IONSMATERIAL UND STRAHLUNG EMITTIERENDES BAUELEMENT Es wird ein Konversionsmaterial angegeben sowie ein Strahlung emittierendes Bauelement, das das Konversionsmaterial KONVERS IONSMATERIAL AND RADIATION EMITTING COMPONENT A conversion material is specified as well as a radiation-emitting component that contains the conversion material
enthält . contains.
Typische Konversionsmaterialien für Strahlung emittierende Bauelemente, wie beispielsweise weiße LEDs, enthalten zwei, drei oder mehrere verschiedene Leuchtstoffe. Diese Typical conversion materials for radiation emitting devices, such as white LEDs, contain two, three or more different phosphors. These
Leuchtstoffe können aus einem breiten Spektrum vorhandener Leuchtstoffe ausgewählt werden. Die ausgewählten Leuchtstoffe haben untereinander verschiedene Dichten und Phosphors can be selected from a wide variety of phosphors available. The selected phosphors have different densities among each other and
Kristallmorphologien und unterschiedliche Korn- bzw. Crystal morphologies and different grain or
Partikelgrößen, in denen sie herstellbar sind. Eine Particle sizes in which they can be produced. A
Leuchtstoffmischung mit gewünschten spektralen Eigenschaften, kann somit aus Leuchtstoffen bestehen, die sehr Phosphor mixture with desired spectral properties, can thus consist of phosphors, the very
unterschiedliche Dichten und Korngrößen aufweisen. Dies führt zu großen Unterschieden der Sedimentationsgeschwindigkeiten der einzelnen Leuchtstoffe in der Leuchtstoffmischung . have different densities and grain sizes. This leads to large differences in the sedimentation rates of the individual phosphors in the phosphor mixture.
Unterschiede in den Sedimentationsgeschwindigkeiten können verschiedene Probleme verursachen. Beispielsweise werden bei der Verarbeitung der Leuchtstoffe diese gewöhnlich mit Differences in sedimentation rates can cause various problems. For example, in the processing of the phosphors these usually with
Silikonen und gegebenenfalls Lösungsmitteln gemischt in einer großen Kartusche gelagert und von dort auf ein LED-Package aufgebracht. Dies kann beispielsweise mittels Dispensieren oder Sprühen geschehen. Während der Lagerung der Leuchtstoffe in der Kartusche sedimentieren die verschiedenen Leuchtstoffe unterschiedlich schnell, sodass die Leuchtstoffmischung, die aus der Kartusche auf eine LED aufgebracht wird, nicht gleichmäßig gemischt ist, was in einem nicht gewollten Mixed silicones and optionally solvents stored in a large cartridge and applied from there to an LED package. This can be done for example by means of dispensing or spraying. During storage of the phosphors in the cartridge, the different phosphors sediment at different rates so that the phosphor mixture that is applied from the cartridge to an LED does not evenly mixed, which is in an unwanted
Farbdrift der hergestellten LED resultiert. Color drift of the manufactured LED results.
Eine Sedimentation der Leuchtstoffe in einer A sedimentation of the phosphors in one
Leuchtstoffmischung, die beispielsweise in einer Kavität über einer LED angeordnet ist, ist andererseits gewünscht, da sie zu einer gewissen Stabilität des Bauelements im Vergleich zu einer Leuchtstoffmischung, die gleichmäßig über das ganze Volumen der Kavität verteilt ist, führen kann. Wenn jedoch Leuchtstoffe mit unterschiedlichen On the other hand, phosphor mixture, which is arranged, for example, in a cavity above an LED, is desirable since it can lead to a certain stability of the component compared to a phosphor mixture which is uniformly distributed over the entire volume of the cavity. If, however, phosphors with different
Sedimentationsgeschwindigkeiten gemischt werden und  Sedimentation rates are mixed and
sedimentieren, kann eine ungewollte LeuchtstoffSeparation auftreten, wenn z. B. Leuchtstoffe, die eine hohe sediment, an unwanted phosphor separation may occur when z. B. phosphors that have a high
Hitzeentwicklung aufweisen, von der LED aus gesehen über Leuchtstoffen mit einer geringeren Hitzeentwicklung Have heat development, seen from the LED on phosphors with a lower heat development
abgelagert werden. Die Leuchtstoffe mit der höheren be deposited. The phosphors with the higher
Hitzeentwicklung sind dann weiter weg von der Wärmesenke (dem LED-Chip) angeordnet, was zu einer verminderten Stabilität des Bauelements führt. Heat development is then located farther away from the heat sink (the LED chip), which leads to a reduced stability of the device.
Ein weiterer Nachteil, der durch Sedimentation verursacht wird, tritt auf, wenn relativ wenig Leuchtstoffmaterialien vorhanden sind und durch die Sedimentation eine Another disadvantage caused by sedimentation occurs when relatively few phosphor materials are present and by sedimentation
unvollständige Bedeckung des LED-Chips auftritt. Eine incomplete coverage of the LED chip occurs. A
vollständige Bedeckung ist jedoch wünschenswert, insbesondere bei Volumenemittern, um in jedem Winkel eine gute und However, complete coverage is desirable, especially with volume emitters, to provide good and good angles at any angle
gleichmäßige Farbqualität zu erzeugen. to produce uniform color quality.
Aufgabe mindestens einer Ausführungsformen ist es, ein The object of at least one embodiment is to
Konversionsmaterial mit verbesserten Eigenschaften Conversion material with improved properties
bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Strahlung emittierendes Bauelement mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Konversionsmaterial und ein Strahlung emittierendes provide. Another object is to provide a radiation-emitting device with improved properties. These tasks are through Conversion material and a radiation-emitting
Bauelement gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Component solved according to the independent claims.
Weiterentwicklungen und weitere Ausführungsformen sind Further developments and further embodiments are
Gegenstand abhängiger Ansprüche. Subject-matter of dependent claims.
Es wird ein Konversionsmaterial angegeben. Gemäß einer A conversion material is specified. According to one
Ausführungsform umfasst das Konversionsmaterial ein Embodiment comprises the conversion material
Matrixmaterial, Partikel eines ersten Leuchtstoffs, die in dem Matrixmaterial eingebettet sind, und Partikel eines zweiten Leuchtstoffs, die in dem Matrixmaterial eingebettet sind . Matrix material, particles of a first phosphor embedded in the matrix material, and particles of a second phosphor embedded in the matrix material.
Unter Konversionsmaterial ist ein Material zu verstehen, welches elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung einer zweiten Wellenlänge umwandeln kann. Aus einem solchen Conversion material is to be understood as meaning a material which can at least partially convert electromagnetic radiation of a first wavelength into electromagnetic radiation of a second wavelength. Out of such
Konversionsmaterial kann beispielsweise eine Conversion material can, for example, a
Konversionsschicht für eine LED gebildet sein. Unter Partikeln eines ersten beziehungsweise zweiten Conversion layer may be formed for an LED. Under particles of a first or second
Leuchtstoffs sind Teilchen einer gewissen Größe zu verstehen, die aus dem jeweiligen Leuchtstoff gebildet sind. Solche Partikel können auch als Körner bezeichnet werden, ihre Größe auch als Korngröße. Im Folgenden wird der Begriff Partikel des ersten Leuchtstoffs bzw. Partikel des zweiten  Phosphor are particles of a certain size to be understood, which are formed from the respective phosphor. Such particles can also be referred to as grains, their size also as grain size. In the following, the term particles of the first phosphor or particles of the second
Leuchtstoffs gleichbedeutend mit erste Leuchtstoffpartikel und zweite Leuchtstoffpartikel verwendet.  Phosphorus synonymous with first phosphor particles and second phosphor particles used.
Dass die Partikel in dem Matrixmaterial eingebettet sind, bedeutet, dass sie von Matrixmaterial umgeben sind, sich zumindest teilweise aber auch gegenseitig berühren können. Gemäß einer Ausführungsform sind die Partikel des zweiten Leuchtstoffs kleiner als die Partikel des ersten Leuchtstoffs und/oder weisen eine geringere Dichte auf als die Partikel des ersten Leuchtstoffs. Mit anderen Worten haben die The fact that the particles are embedded in the matrix material means that they are surrounded by matrix material, but can at least partly also touch one another. According to one embodiment, the particles of the second phosphor are smaller than the particles of the first phosphor and / or have a lower density than the particles of the first phosphor. In other words, the
Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine geringere Korngröße als die Partikel des ersten Leuchtstoffs und/oder eine geringere Dichte. Particles of the second phosphor have a smaller particle size than the particles of the first phosphor and / or a lower density.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine Beschichtung auf. Unter According to a further embodiment, the particles of the second phosphor have a coating. Under
Beschichtung ist in diesem Zusammenhang nicht ausschließlich eine homogene Schicht auf der Oberfläche des Partikels zu verstehen, sondern dieser Begriff umfasst auch eine  Coating in this context should not be understood to mean exclusively a homogeneous layer on the surface of the particle, but this term also includes a
ungleichmäßige Verteilung von Beschichtungsmaterial auf der Oberfläche des Partikels. Das bedeutet, dass Bereiche der Oberfläche des Partikels auch frei von Beschichtung sein können und dass die Dicke der Beschichtung nicht überall gleich sein muss. Die Beschichtung dient somit allein zur Volumenvergrößerung der Partikel und gegebenenfalls zur uneven distribution of coating material on the surface of the particle. This means that areas of the surface of the particle can also be free of coating and that the thickness of the coating does not have to be the same everywhere. The coating thus serves solely to increase the volume of the particles and optionally to
Erhöhung ihrer Dichte. Increase their density.
Durch die Beschichtung können somit größere Partikel des zweiten Leuchtstoffs bereitgestellt werden, als sie durch gewöhnliche Synthesen hergestellt werden können. Dadurch kann eine Streuung in der LED vermieden und die Helligkeit des Strahlung emittierenden Bauelements erhöht werden. The coating can thus provide larger particles of the second phosphor than can be produced by ordinary syntheses. As a result, a scattering in the LED can be avoided and the brightness of the radiation-emitting component can be increased.
Es wird ein Konversionsmaterial angegeben, das ein It is specified a conversion material, the one
Matrixmaterial, Partikel eines ersten Leuchtstoffs, die in dem Matrixmaterial eingebettet sind, und Partikel eines zweiten Leuchtstoffs, die in dem Matrixmaterial eingebettet sind, umfasst. Die Partikel des zweiten Leuchtstoffs sind dabei kleiner als die Partikel des ersten Leuchtstoffs und/oder weisen eine geringere Dichte auf. Die Partikel des zweiten Leuchtstoffs weisen weiterhin eine Beschichtung auf. Matrix material, particles of a first phosphor embedded in the matrix material, and particles of a second phosphor embedded in the matrix material. The particles of the second phosphor are smaller than the particles of the first phosphor and / or have a lower density. The particles of the second phosphor furthermore have a coating.
Das Hinzufügen einer gegebenenfalls dicken und dichten Adding an optionally thick and dense
Beschichtung zu den kleineren und/oder weniger dichten Coating to the smaller and / or less dense
Partikeln des zweiten Leuchtstoffs kann deren Particles of the second phosphor can their
Sedimentationsgeschwindigkeit zu einem gewünschten Wert steigern. Bei solchen kleinen und/oder weniger dichten Increase sedimentation rate to a desired value. For such small and / or less dense
Partikeln des zweiten Leuchtstoffs kann es sich Particles of the second phosphor may be
beispielsweise um rot emittierende Leuchtstoffe for example, to red emitting phosphors
(Ca, Sr) AlSiN3:Eu2+ (SCASN) , Sr (Ca, Sr) Al2Si2N6 : Eu2+ und (Ca, Sr) AlSiN 3 : Eu 2+ (SCASN), Sr (Ca, Sr) Al 2 Si 2 N 6 : Eu 2+ and
M2S15 8 : Eu2+ mit M = Ca, Ba oder Sr handeln. Die Beschichtung kann aber auch auf andere Leuchtstoffpartikel aufgebracht werden . M 2 S1 5 8 : Eu 2+ with M = Ca, Ba or Sr act. The coating can also be applied to other phosphor particles.
Wenn eine gewisse Beschichtungsdicke und -dichte gewählt wird, kann die Sedimentationsgeschwindigkeit der kleineren und/oder wenigen dichten Partikel des zweiten Leuchtstoffs derart an die Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des ersten Leuchtstoffs angepasst werden, dass entweder eineIf a certain coating thickness and density is selected, the sedimentation rate of the smaller and / or less dense particles of the second phosphor can be adjusted to the sedimentation velocity of the particles of the first phosphor such that either one of the two
Mischung der Partikel des ersten Leuchtstoffs und des zweiten Leuchtstoffs in dem Matrixmaterial erzielt wird oder eine gewünschte Schichtbildung bzw. gewünschte Mixture of the particles of the first phosphor and the second phosphor is achieved in the matrix material or a desired layer formation or desired
Konzentrationsgradienten der Partikel der Leuchtstoffe durch Sedimentation in dem Matrixmaterial auftritt, ohne die  Concentration gradient of the particles of the phosphors by sedimentation in the matrix material occurs without the
Korngröße der größeren und/oder dichteren Partikel des ersten Leuchtstoffs zu reduzieren.  To reduce grain size of the larger and / or denser particles of the first phosphor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Matrixmaterial einen ersten Brechungsindex auf, die Partikel des zweiten Leuchtstoffs einen zweiten Brechungsindex und die According to a further embodiment, the matrix material has a first refractive index, the particles of the second phosphor a second refractive index and the
Beschichtung einen dritten Brechungsindex, wobei der dritte Brechungsindex gleich dem ersten Brechungsindex ist oder zwischen dem ersten und dem zweiten Brechungsindex liegt. Das bedeutet, dass das Material der Beschichtung derart ausgewählt wird, dass sein Brechungsindex an den Coating a third refractive index, the third Refractive index is equal to the first refractive index or lies between the first and the second refractive index. This means that the material of the coating is selected such that its refractive index at the
Brechungsindex der zweiten Leuchtstoffpartikel angepasst ist oder einen Wert hat, der zwischen dem Wert des Brechungsindex der zweiten Leuchtstoffpartikel und des Matrixmaterials liegt. Damit können Fresnel-Reflexionen der Strahlung, die von den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs emittiert wird, vermieden oder mindestens minimiert werden. Bevorzugt ist der Brechungsindex der Beschichtung gleich der Wurzel aus dem Produkt der Brechungsindizes der zweiten Leuchtstoffpartikel und der Matrix. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung eine Dichte auf, die größer oder gleich der Dichte der Refractive index of the second phosphor particles is adjusted or has a value which is between the value of the refractive index of the second phosphor particles and the matrix material. Thus, Fresnel reflections of the radiation emitted by the particles of the second phosphor can be avoided or at least minimized. Preferably, the refractive index of the coating is equal to the root of the product of the refractive indices of the second phosphor particles and the matrix. According to another embodiment, the coating has a density which is greater than or equal to the density of
Partikel des zweiten Leuchtstoffs ist. Damit kann die Particle of the second phosphor is. This can be the
Gesamtdichte der Partikel des zweiten Leuchtstoffs, die die Beschichtung aufweisen, erhöht werden und somit auch die Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des zweiten Total density of the particles of the second phosphor, which have the coating, are increased, and thus the sedimentation of the particles of the second
Leuchtstoffs . Fluorescent.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die According to another embodiment, the
Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des zweiten Sedimentation velocity of the particles of the second
Leuchtstoffs aufweisend die Beschichtung größer oder gleich der Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des ersten Leuchtstoffs. Unter „gleich" ist in diesem Zusammenhang eine hohe oder eine exakte Übereinstimmung der Phosphor comprising the coating greater than or equal to the sedimentation of the particles of the first phosphor. By "equal" in this context is a high or an exact match of
Sedimentationsgeschwindigkeiten zu verstehen, wobei geringe Abweichungen in beide Richtungen mit umfasst sein sollen. So ist unter „gleich" auch eine Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des zweiten Leuchtstoffs, die geringfügig kleiner als die der Partikel des ersten Leuchtstoffs ist, zu verstehen. Wenn die Sedimentationsgeschwindigkeiten der Understand sedimentation rates, with minor deviations in both directions should be included. Thus, under "equal" is also a sedimentation of the particles of the second phosphor, which is slightly smaller than that of the particles of the first phosphor, too understand. When the sedimentation rates of
Partikel des ersten und des zweiten Leuchtstoffs gleich groß sind, kann eine Mischung der ersten und zweiten Particles of the first and the second phosphor are the same size, a mixture of the first and second
Leuchtstoffpartikel in dem Matrixmaterial erzielt werden. Ist die Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des zweiten Leuchtstoffs größer als die des ersten Leuchtstoffs, kann eine Schichtbildung der Leuchtstoffe in dem Matrixmaterial erzeugt werden, wobei die Partikel des zweiten Leuchtstoffs unter den Partikeln des ersten Leuchtstoffs angeordnet werden. Phosphor particles are achieved in the matrix material. If the sedimentation velocity of the particles of the second phosphor is greater than that of the first phosphor, a layer formation of the phosphors in the matrix material can be produced, wherein the particles of the second phosphor are arranged under the particles of the first phosphor.
Unter „Schichtbildung der Leuchtstoffe" ist hier und im Under "layering of the phosphors" is here and in the
Folgenden nicht die Ausbildung von komplett getrennten Not following the training of completely separate
Schichten zu verstehen. Vielmehr ist darunter die Ausbildung von Konzentrationsgradienten in dem Konversionsmaterial zu verstehen, wodurch in einem Bereich vorwiegend erste To understand layers. Rather, this is to be understood as the formation of concentration gradients in the conversion material, which results in a predominantly first range
Leuchtstoffpartikel (eine erste Schicht) und in einem anderen Bereich vorwiegend zweite Leuchtstoffpartikel (eine zweite Schicht) vorzufinden sind. Somit soll hier und im Folgenden unter einer durch die ersten Leuchtstoffpartikel gebildete „erste Schicht" ein Bereich verstanden werden, in dem die ersten Leuchtstoffpartikel eine deutlich größere Phosphor particles (a first layer) and in another area predominantly second phosphor particles (a second layer) are to be found. Thus, here and below, a "first layer" formed by the first phosphor particles is to be understood as a region in which the first phosphor particles have a significantly larger area
Konzentration als die zweiten Leuchtstoffpartikel aufweisen, und unter einer durch die zweiten Leuchtstoffpartikel gebildete „zweite Schicht" ein Bereich, in dem die zweiten Leuchtstoffpartikel eine deutlich größere Konzentration als die ersten Leuchtstoffpartikel aufweisen. Concentration as the second phosphor particles, and under a "second layer" formed by the second phosphor particles, a region in which the second phosphor particles have a significantly greater concentration than the first phosphor particles.
Die Sedimentationsgeschwindigkeiten können somit durch die Anpassung oder Veränderung der Größe der Partikel des zweiten Leuchtstoffs und/oder die Gesamtdichte der Partikel des zweiten Leuchtstoffs an die oder gegenüber der Größe und/oder Dichte der Partikel des ersten Leuchtstoffs für spezielle Anforderungen angepasst werden. So kann eine Mischung der ersten und zweiten Leuchtstoffpartikel in dem Matrixmaterial erreicht werden und somit eine ungewünschte Separation der ersten von den zweiten LeuchtstoffPartikeln, wenn das The sedimentation rates may thus be adjusted by adjusting or changing the size of the particles of the second phosphor and / or the total density of the particles of the second phosphor to or against the size and / or density of the particles of the first phosphor Requirements are adjusted. Thus, a mixture of the first and second phosphor particles in the matrix material can be achieved and thus an undesired separation of the first of the second phosphor particles, if
Konversionsmaterial beispielsweise in einer Kartusche Conversion material, for example in a cartridge
aufbewahrt wird, verhindert werden. is prevented.
Weiterhin kann durch gezielte Sedimentation auch eine Furthermore, by targeted sedimentation and a
gewünschte Schichtbildung der ersten und zweiten desired layer formation of the first and second
Leuchtstoffpartikel erreicht werden. Wenn der zweite Be achieved phosphor particles. If the second
Leuchtstoff so gewählt wird, dass er einen größeren Stokes Shift als der erste Leuchtstoff aufweist, kann beispielsweise die Beschichtung auf den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs bewirken, dass sich die zweiten Leuchtstoffpartikel aufgrund ihrer höheren Sedimentationsgeschwindigkeit vorwiegend unter den ersten LeuchtstoffPartikeln anordnen. Das kann, wenn das Konversionsmaterial in einem Strahlung emittierenden  Phosphor is chosen so that it has a larger Stokes shift than the first phosphor, for example, the coating on the particles of the second phosphor can cause the second phosphor particles due to their higher sedimentation rate predominantly arrange under the first phosphor particles. That can happen when the conversion material is emitting in a radiation
Bauelement zum Einsatz kommt, zu einer Erhöhung der Component is used to increase the
Helligkeit und einer verbesserten Lebensdauer führen. Auch ein Quenchen der Leuchtstoffemission bedingt durch hohe Brightness and improved life expectancy. Also, a quenching of the phosphor emission due to high
Strahlungsdichten der anregenden Strahlung kann reduziert werden und damit die Helligkeit erhöht werden, wenn die  Radiation densities of the exciting radiation can be reduced and thus the brightness can be increased when the
Leuchtstoffpartikel mit einem hohen Intensitäts-Quenching durch gezielte Sedimentation über Leuchtstoffpartikel mit geringerem Intensitäts-Quenching gelagert werden und somit nur noch einer geringeren Strahlungsdichte der anregenden Strahlung ausgesetzt sind. Phosphor particles are stored with a high intensity quenching by targeted sedimentation over phosphor particles with lower intensity quenching and thus are exposed only to a lower radiation density of the exciting radiation.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist jeweils ein According to another embodiment, each one
Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine Beschichtung auf und/oder mehrere Partikel des zweiten Leuchtstoffs weisen gemeinsam eine Beschichtung auf. Das bedeutet, dass nicht nur die Sedimentationsgeschwindigkeit eines zweiten LeuchtstoffPartikels , der mit einer Beschichtung versehen ist, erhöht werden kann, sondern dieses Ziel kann auch erreicht werden, wenn zwei oder mehrere im Vergleich zu den ersten LeuchtstoffPartikeln kleinere und/oder weniger dichte zweite Leuchtstoffpartikel in dem Konversionsmaterial mittels einer Beschichtung zu einem großen Partikel zusammengeklebt werden . Particles of the second phosphor on a coating and / or more particles of the second phosphor together have a coating. This means that not only the sedimentation rate of a second This objective can also be achieved if two or more smaller and / or less dense second phosphor particles in the conversion material are glued together in the conversion material by means of a coating to form a large particle compared to the first phosphor particles become .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung eine thermische Leitfähigkeit auf, die größer als eine thermische Leitfähigkeit des Matrixmaterials ist. Ein According to a further embodiment, the coating has a thermal conductivity that is greater than a thermal conductivity of the matrix material. On
typisches Matrixmaterial wie beispielsweise Silikon weist eine thermische Leitfähigkeit von 0,1 bis 0,2 W/mK auf. Wird also für die Beschichtung ein Material gewählt, das eine höhere thermische Leitfähigkeit aufweist, kann diese helfen, die Temperatur in den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs zu reduzieren. Hitze, die in den lumineszierenden Zentren der zweiten Leuchtstoffpartikel erzeugt wird, kann somit sehr effektiv von den Zentren abgeleitet und über ein großes typical matrix material such as silicone has a thermal conductivity of 0.1 to 0.2 W / mK. Thus, choosing a material for the coating which has a higher thermal conductivity may help to reduce the temperature in the particles of the second phosphor. Heat generated in the luminescent centers of the second phosphor particles can thus be very effectively derived from the centers and over a large area
Kornvolumen verteilt werden. Zudem wird durch die Grain volume are distributed. In addition, by the
Beschichtung die Oberfläche der Partikel des zweiten  Coating the surface of the particles of the second
Leuchtstoffs durch die nicht-konvertierende Beschichtung vergrößert und damit auch die Oberfläche, über welche Hitze zu dem Matrixmaterial abgeleitet werden kann. Phosphor through the non-converting coating increases and thus also the surface through which heat can be dissipated to the matrix material.
Wenn die Peak-Temperatur des beschichteten zweiten When the peak temperature of the coated second
LeuchtstoffPartikels reduziert wird, wird auch die Streuung an dem Partikel des zweiten Leuchtstoffs reduziert, da der Brechungsindex eines typischen polymeren Matrixmaterials temperaturabhängig ist und mit steigender Temperatur fällt. Damit wird der Brechungsindexkontrast zwischen den zweiten LeuchtstoffPartikeln und dem Matrixmaterial erhöht. Durch eine Temperaturerniedrigung und somit eine Verringerung des Brechungsindexkontrastes zwischen LeuchtstoffPartikeln und Matrix wird die Helligkeit des Strahlung emittierenden Phosphor particle is reduced, also the scattering on the particle of the second phosphor is reduced, since the refractive index of a typical polymeric matrix material is temperature dependent and falls with increasing temperature. Thus, the refractive index contrast between the second phosphor particles and the matrix material is increased. By lowering the temperature and thus reducing the Refractive index contrast between phosphor particles and matrix will increase the brightness of the radiation
Bauelements aufgrund geringerer Streuung in einer das Component due to less scattering in a
Konversionsmaterial enthaltenden Konversionsschicht bzw. Conversion material containing conversion layer or
Konversionselement und damit verbundenen geringeren Conversion element and associated lower
Rückstreuverlusten erhöht. Zudem wird die Lebensdauer des Konversionsmaterials erhöht, wenn die Peak-Temperaturen an den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs reduziert sind, da die Lebenszeit durch temperaturbedingte Matrix- beispielsweise Silikondegradation limitiert ist.  Backscatter losses increased. In addition, the lifetime of the conversion material is increased when the peak temperatures are reduced on the particles of the second phosphor, since the lifetime is limited by temperature-induced matrix, for example, silicone degradation.
Wird das Konversionsmaterial für die Konversionsschicht eines Strahlung emittierenden Bauelements, wie einer LED, If the conversion material for the conversion layer of a radiation-emitting component, such as an LED,
eingesetzt, wird die Lebenszeit der LED am meisten erhöht, wenn die die Beschichtung aufweisenden Partikel des zweiten Leuchtstoffs die höchste Hitzeerzeugung unter den used, the life of the LED is increased the most when the coating of the second phosphor particles, the highest heat generation under the
LeuchtstoffPartikeln aufweisen. Zudem führt eine reduzierte mittlere Temperatur in dem Konversionsmaterial zu einer erhöhten Quanteneffizienz aller Leuchtstoffpartikel , da alle Leuchtstoffe ein thermisches Quenchen der Quanteneffizienz aufweisen. Aufgrund der verringerten Quanteneffizienzverluste wird auch die Helligkeit erhöht und die Lebenszeit Have phosphor particles. In addition, a reduced average temperature in the conversion material leads to an increased quantum efficiency of all phosphor particles, since all phosphors have a thermal quenching of the quantum efficiency. Due to the reduced quantum efficiency losses, the brightness is also increased and the lifetime
verlängert . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung eine thermische Leitfähigkeit auf, die größer ist als eine thermische Leitfähigkeit der Partikel des zweiten extended. According to a further embodiment, the coating has a thermal conductivity which is greater than a thermal conductivity of the particles of the second
Leuchtstoffs. Damit wird die gesamte thermische Leitfähigkeit des Konversionsmaterials erhöht und die Temperatur der Phosphor. Thus, the total thermal conductivity of the conversion material is increased and the temperature of the
Partikel des zweiten Leuchtstoffs reduziert, da Hitze, die durch die Konversion in dem zweiten Leuchtstoff erzeugt wird, schneller von dem konvertierenden Material zu der Particles of the second phosphor reduces because heat generated by the conversion in the second phosphor is transferred faster from the converting material to the second phosphor
Beschichtung abgeführt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung zumindest stellenweise eine Dicke auf, die > 100 nm, Coating is discharged. According to a further embodiment, the coating has, at least in places, a thickness which is> 100 nm,
bevorzugt > 500 nm ist. Eine solche Dicke der Beschichtung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die thermische preferably> 500 nm. Such a thickness of the coating is particularly advantageous when the thermal
Leitfähigkeit der Beschichtung größer als die des Conductivity of the coating greater than that of the
Matrixmaterials und/oder des zweiten Leuchtstoffs ist, da die thermische Leitfähigkeit von dünnen Schichten gewöhnlich niedriger ist als im Bulk-Material , während die thermische Leitfähigkeit von dicken Schichten ähnlich hoch oder gleich wie in dem Bulk-Material ist. Eine hohe Dicke der  Matrix material and / or the second phosphor is because the thermal conductivity of thin films is usually lower than in the bulk material, while the thermal conductivity of thick layers is similar to or equal to in the bulk material. A high thickness of
Beschichtung kann auch die Partikel des zweiten Leuchtstoffs vor mechanischen Beanspruchungen schützen. Insbesondere  Coating can also protect the particles of the second phosphor from mechanical stresses. In particular
Partikel von Leuchtstoffen, die eine Schutzschicht aufweisen, um sie beispielsweise feuchtigkeitsstabil zu machen (zum Beispiel SCASN) , können durch eine dicke, und insbesondere weiche Beschichtung vor mechanischer Beanspruchung während der Prozessierung geschützt werden und eine Zerstörung der Schutzschicht somit vermieden werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen den Particles of phosphors which have a protective layer, for example to make them moisture-stable (for example SCASN), can be protected from mechanical stress during processing by means of a thick, and in particular soft, coating and thus destruction of the protective layer can be avoided. According to a further embodiment is between the
Partikeln des zweiten Leuchtstoffs und der Beschichtung eine Schutzschicht angeordnet. Eine solche Schutzschicht kann die Partikel des zweiten Leuchtstoffs beispielsweise vor  Particles of the second phosphor and the coating arranged a protective layer. Such a protective layer may, for example, precede the particles of the second phosphor
Feuchtigkeit schützen und/oder eine Reaktion des Materials der Beschichtung mit dem Material der Partikel des zweiten Leuchtstoffs verhindern. Protect moisture and / or prevent a reaction of the material of the coating with the material of the particles of the second phosphor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist auf der Beschichtung eine Anti-Reflexionsschicht angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Schicht handeln, die eine Dicke von λ/4η aufweist, ,,λ" bezeichnet dabei die Peak-Wellenlänge der beschichteten Leuchtstoffpartikel und „n" den Brechungsindex der Beschichtung. Damit ist eine Anti-Reflexionsschicht auf der Beschichtung der Partikel des zweiten Leuchtstoffs vorhanden, die es ermöglicht, Licht, das in den zweiten According to a further embodiment, an anti-reflection layer is arranged on the coating. This may be, for example, a layer which has a thickness of λ / 4η, "λ" designates the peak wavelength of the coated phosphor particles and "n" the refractive index of the coating. This is an anti-reflection layer on the coating of the particles of the second phosphor present, which allows light to enter the second
LeuchtstoffPartikeln erzeugt wird, ohne Reflexionsverlust in das Matrixmaterial, beispielsweise Silikon, auszukoppeln. Phosphor particles is produced without coupling loss of reflection in the matrix material, such as silicone.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Partikel des ersten Leuchtstoffs eine erste Schicht und die Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine zweite Schicht in dem According to a further embodiment, the particles of the first phosphor form a first layer and the particles of the second phosphor form a second layer in the
Matrixmaterial, wobei die erste Schicht auf der zweiten Matrix material, wherein the first layer on the second
Schicht angeordnet ist. Dazu weisen die Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine größere Sedimentationsgeschwindigkeit als die Partikel des ersten Leuchtstoffs auf, was durch das Layer is arranged. For this purpose, the particles of the second phosphor have a greater sedimentation rate than the particles of the first phosphor, which is due to the
Vorhandensein der Beschichtung bedingt ist. Aufgrund der größeren Sedimentationsgeschwindigkeit sinken die Partikel des zweiten Leuchtstoffs schneller nach unten, sodass sich eine Schicht der Partikel des zweiten Leuchtstoffs unter der ersten Schicht bildet. Wird das Konversionsmaterial Presence of the coating is conditional. Due to the greater sedimentation speed, the particles of the second phosphor sink down faster, so that a layer of the particles of the second phosphor forms below the first layer. Will the conversion material
beispielsweise auf einer LED aufgebracht, ist die zweite Schicht näher an der LED angeordnet als die erste Schicht. For example, applied to an LED, the second layer is positioned closer to the LED than the first layer.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Partikel des ersten Leuchtstoffs und die Partikel des zweiten Leuchtstoffs gemischt in dem Matrixmaterial verteilt. In diesem Fall weisen die Partikel des ersten Leuchtstoffs und die Partikel des zweiten Leuchtstoffs gleiche oder zumindest ähnliche Sedimentationsgeschwindigkeiten auf, was durch das According to a further embodiment, the particles of the first phosphor and the particles of the second phosphor are mixedly distributed in the matrix material. In this case, the particles of the first phosphor and the particles of the second phosphor have the same or at least similar sedimentation rates
Vorhandensein der Beschichtung auf den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs bedingt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Presence of the coating on the particles of the second phosphor is conditional. According to a further embodiment, the
Konversionsmaterial weiterhin Partikel eines dritten  Conversion material continues to particles of a third
Leuchtstoffs auf, die eine Beschichtung aufweisen. Damit kann auch die Größe und/oder Dichte und damit die Sedimentationsgeschwindigkeit der dritten Leuchtstoffpartikel an die Größe, Dichte und Sedimentationsgeschwindigkeit der ersten und/oder zweiten Leuchtstoffpartikel angepasst werden. Sämtliche oben in Bezug auf die Beschichtung bzw. auf die zweiten Leuchtstoffpartikel , auf der die Beschichtung Phosphor which have a coating. Thus, the size and / or density and thus the Sedimentationgeschwindigkeit the third phosphor particles are adapted to the size, density and sedimentation of the first and / or second phosphor particles. All above with respect to the coating or on the second phosphor particles on which the coating
vorhanden ist, genannten Merkmale gelten auch für die dritten Leuchtstoffpartikel bzw. für die Beschichtung der dritten Leuchtstoffpartikel . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung ein Material auf, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die KCl, LiCl, h-B (Graphitstruktur) , NaCl, a-Si3 4/b-Si3 4, is present, said characteristics also apply to the third phosphor particles or for the coating of the third phosphor particles. According to another embodiment, the coating comprises a material selected from the group consisting of KCl, LiCl, hB (graphite structure), NaCl, a-Si 3 4 / b-Si 3 4,
LiB305, LiF, CaC03, MgF2, CaF2, A1N (Wurtzit-Typ) , c-BN LiB 3 O 5 , LiF, CaCO 3 , MgF 2 , CaF 2 , AlN (wurtzite type), c-BN
(Diamant-Struktur) , MgO, Diamant, BaB204, Sc203, SrF2, Ti02 (Rutil), YAG (undotiert), Nb205, BaF2 , Zr02, Y203, SrTi03, ZnO (Wurtzit) , Te02, BaTi03, LuAG (undotiert) , LiTa03, Ta205, Yb203, Lu203, Hf02, M2SiF6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alleine oder in Mischung) , Silikone, Polysilazane, Siloxane, und mit (Diamond structure), MgO, diamond, BaB 2 0 4 , Sc 2 0 3 , SrF 2 , TiO 2 (rutile), YAG (undoped), Nb 2 0 5 , BaF 2 , ZrO 2 , Y 2 0 3 , SrTiO 3 , ZnO (wurtzite), TeO 2 , BaTiO 3 , LuAG (undoped), LiTaO 3 , Ta 2 0 5 , Yb 2 0 3 , Lu 2 O 3 , HfO 2 , M 2 SiF 6 (M = Li, Na , K, Rb, Cs alone or in mixture), silicones, polysilazanes, siloxanes, and with
Nanopartikel gefüllte Silikone umfasst. Nanoparticles comprising filled silicones.
Es wird weiterhin ein Strahlung emittierendes Bauelement angegeben, das eine aktive Schichtenfolge umfasst, die elektromagnetische Strahlung eines ersten In addition, a radiation-emitting component is specified, which comprises an active layer sequence, the electromagnetic radiation of a first
Wellenlängenbereichs emittiert. Das Bauelement enthält weiterhin eine Konversionsschicht, die im Strahlengang derWavelength range emitted. The component further contains a conversion layer, which in the beam path of
Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs angeordnet ist und eine Konversionsmaterial gemäß einem der oben genannten Radiation of the first wavelength range is arranged and a conversion material according to one of the above
Merkmale enthält. Sämtliche in Bezug auf das Features contains. All in relation to that
Konversionsmaterial genannten Merkmale gelten somit auch für das Strahlung emittierende Bauelement und umgekehrt. Bei dem Strahlung emittierenden Bauelement kann es sich  Conversion material mentioned features thus also apply to the radiation-emitting device and vice versa. The radiation emitting device may be
beispielsweise um eine LED, insbesondere eine weiß for example, an LED, especially a white
emittierende LED handeln. Gemäß einer weiteren Ausführungsform konvertiert die emitting LEDs act. According to another embodiment, the converts
Konversionsschicht die Strahlung des ersten Conversion layer the radiation of the first
Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Strahlung Wavelength range at least partially in radiation
zumindest eines zweiten und dritten Wellenlängenbereichs. Enthält das Konversionsmaterial mehr als zwei at least a second and third wavelength range. Contains the conversion material more than two
Leuchtstoffarten, kann die Konversionsschicht die Strahlung des ersten Wellenlängenbereichs zumindest teilweise auch in Strahlung eines vierten, fünften usw. Wellenlängenbereichs konvertieren. Für einen äußeren Betrachter erscheint die emittierte Strahlung des Bauelements als eine Mischung der Strahlung des ersten, zweiten, dritten und gegebenenfalls weiteren Wellenlängenbereichs.  Phosphor species, the conversion layer, the radiation of the first wavelength range at least partially in radiation of a fourth, fifth, etc. wavelength range to convert. For an external observer, the emitted radiation of the component appears as a mixture of the radiation of the first, second, third and possibly further wavelength ranges.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bilden die Partikel des zweiten Leuchtstoffs eine zweite Schicht und sind auf der der aktiven Schichtenfolge zugewandten Seite der According to a further embodiment, the particles of the second phosphor form a second layer and are on the side facing the active layer sequence
Konversionsschicht angeordnet. Die Partikel des ersten Conversion layer arranged. The particles of the first
Leuchtstoffs bilden eine erste Schicht und sind auf der von der aktiven Schichtenfolge abgewandten Seite der zweiten Schicht in der Konversionsschicht angeordnet. In diesem Fall kann es sich bei den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs um rot emittierende Leuchtstoffe handeln, die eine hohe Phosphor form a first layer and are arranged on the side facing away from the active layer sequence side of the second layer in the conversion layer. In this case, the particles of the second phosphor can be red-emitting phosphors which have a high luminosity
Hitzeerzeugung aufweisen. Die Partikel des ersten Have heat generation. The particles of the first
Leuchtstoffs weisen dagegen eine geringere Hitzeerzeugung auf. Phosphors, on the other hand, have lower heat generation.
In Bezug auf die Figuren und Ausführungsbeispiele wird die Erfindung noch näher erläutert. Figur 1 zeigt ein Bild eines Strahlung emittierenden With reference to the figures and embodiments, the invention will be explained in more detail. Figure 1 shows an image of a radiation emitting
Bauelements , Figur 2 zeigt das typische thermische Quenchen der Quanteneffizienz einiger Leuchtstoffe, Component, FIG. 2 shows the typical thermal quenching of the quantum efficiency of some phosphors,
Figur 3 zeigt in schematischer Seitenansicht das Figure 3 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials, Sedimentation behavior of a conversion material,
Figur 4 zeigt in schematischer Seitenansicht das Figure 4 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials, Figur 5 zeigt in schematischer Seitenansicht das Sedimentation behavior of a conversion material, Figure 5 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials gemäß eines Ausführungsbeispiels,  Sedimentation behavior of a conversion material according to an embodiment,
Figur 6 zeigt in schematischer Seitenansicht das Figure 6 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, Sedimentation behavior of a conversion material according to another embodiment,
Figur 7 zeigt in schematischer Seitenansicht das Figure 7 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiel. Sedimentation behavior of a conversion material according to another embodiment.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. In the exemplary embodiments and figures, identical, identical or equivalent elements can each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better presentation and / or better understanding may be exaggerated.
Werden zwei oder mehr verschiedene Leuchtstoffe für ein Be two or more different phosphors for one
Konversionsmaterial gemischt und in einem Matrixmaterial wie beispielsweise Silikon eingebettet, weisen diese gewöhnlich unterschiedliche Korngrößen, Dichten und Kristallmorphologien auf. Dies kann zu unterschiedlichen Conversion material mixed and embedded in a matrix material such as silicone, they usually have different grain sizes, densities and crystal morphologies. This can be different
Sedimentationsgeschwindigkeiten der Leuchtstoffpartikel führen und zu einem ungewollten Separieren der Leuchtstoffe in dem Konversionsmaterial führen. Eine solche ungewollte Separation ist in Figur 1 gezeigt. Hier ist ein Bild einer LED gezeigt, wobei auf dem Chip ein Konversionsmaterial aufgebracht ist. Es ist zu erkennen, dass ein Leuchtstoff sich auf der Unterseite, angrenzend an den LED-Chip,  Lead sedimentation of the phosphor particles and lead to an unwanted separation of the phosphors in the conversion material. Such an unwanted separation is shown in FIG. Here, an image of an LED is shown, wherein on the chip a conversion material is applied. It can be seen that a phosphor is on the bottom, adjacent to the LED chip,
gesammelt hat, der andere darüber angeordnet ist. In diesem Fall handelt es sich bei dem unteren Leuchtstoff um einen grünen Granat-Leuchtstoff, bei dem darüber angeordneten has collected, the other is arranged over it. In this case, the lower phosphor is a green garnet phosphor arranged above it
Leuchtstoff um einen roten SCASN-Leuchtstoff . Aufgrund der höheren Hitzeerzeugung des roten SCASN-Leuchtstoffs wäre es wünschenswert, wenn dieser unterhalb des grünen Fluorescent around a red SCASN phosphor. Due to the higher heat generation of the red SCASN phosphor, it would be desirable to have this below the green
Leuchtstoffmaterials angeordnet wäre. Phosphor material would be arranged.
Typische Leuchtstoffe, welche in Konversionsmaterialien eingesetzt werden können und deren Größen und/oder Dichten untereinander mittels einer wie oben beschriebenen Typical phosphors which can be used in conversion materials and their sizes and / or densities with each other by means of one as described above
Beschichtung angepasst werden können, sind zusammen mit ihren typischen Dichten p, typischen mittleren Korngrößen ds o und typischen Kornmorphologien in Tabelle 1 angegeben.  Coating can be adjusted, together with their typical densities p, typical average grain sizes ds o and typical grain morphologies in Table 1 are given.
Leuchtstoff Emission p [g/cm3] d5 o [ym] Typische sfarbe Kornmorpho logiePhosphorus emission p [g / cm 3 ] d 5 o [ym] Typical color grain morphology
A3B50i2:Ce3+ grün bis 4,6 - 7,0 5 - 25 sphärisch (A=Lu, Y, Tb; gelb A 3 B 5 0i 2 : Ce 3+ green to 4.6 - 7.0 5 - 25 spherical (A = Lu, Y, Tb, yellow
B=A1, Ga) B = Al, Ga)
(Ca, Sr) rot 3,2 - 3,8 9 - 15 Plättchen AlSiN3 :Eu2+ (Ca, Sr) red 3.2 - 3.8 9 - 15 platelets AlSiN 3 : Eu 2+
(SCASN) Sr (Ca, Sr) Si2Al2 rot 4,2 9 - 20 Plättchen N6:Eu2+ (SCASN) Sr (Ca, Sr) Si 2 Al 2 red 4.2 9 - 20 platelets N 6 : Eu 2+
(Ca,Ba, Sr) 2Si5N8 orange 3,5 - 4,6 8 - 17 Quader, :Eu2+ bis rot Plättchen(Ca, Ba, Sr) 2 Si 5 N 8 orange 3,5 - 4,6 8 - 17 cuboid,: Eu 2+ to red platelets
Sr4Al14025 :Eu2+ cyan 3,7 10 - 15 Sr 4 Al 14 O 2 5: Eu 2+ cyan 3.7 10 - 15
ß-SiAlON, grün 3,2 12 - 20 Stäbchen,ß-SiAlON, green 3.2 12 - 20 sticks,
EuxSi6-zAlzOzN8-z QuaderEu x Si 6 - z Al z O z N 8 - z cuboid
-SiA10N gelb bis 3,21 (für 6 - 15 Stäbchen -SiA10N yellow to 3.21 (for 6 - 15 sticks
MxSii2-m-n orange Cao, 8S19, 2A12 M x Sii2- m - n orange Cao, 8S19, 2 A1 2
Alm+nOnN16_n:Eu2+ , sOi, 2Ni4, g ) Al m + n O n N n _ 16: Eu 2+, SOI, 2 Ni4, g)
M2Si04:Eu2+ grün bis 3,0 - 5,5 10 - 20 Quader (M=Ba, Sr, Ca, Mg) orange M 2 Si0 4 : Eu 2+ green to 3.0 - 5.5 10 - 20 cuboid (M = Ba, Sr, Ca, Mg) orange
K2SiF6:Mn4+ rot 2,6 - 2,7 26 - 28 große (KSF) VieleckeK 2 SiF 6 : Mn 4+ red 2.6 - 2.7 27 - 28 large (KSF) polygons
MSi2N202 :Eu2+ cyan bis 3,7 - 4,5 6 - 15 Plättchen, (M=Ba, Sr, Ca) gelb Quader MSi 2 N 2 0 2 : Eu 2+ cyan to 3.7 - 4.5 6 - 15 platelets, (M = Ba, Sr, Ca) yellow cuboid
Tabelle 1  Table 1
Bei einer Kombination von Partikeln von verschiedener dieser Leuchtstoffe sollten die Größen und/oder Dichten der In a combination of particles of different of these phosphors, the sizes and / or densities of the
einzelnen Leuchtstoffpartikel so aneinander angepasst sein, um entweder eine Mischung der Leuchtstoffpartikel in einem Matrixmaterial zu erzielen oder um eine bestimmte individual phosphor particles are adapted to each other to either achieve a mixture of the phosphor particles in a matrix material or a specific
Schichtbildung der Leuchtstoffpartikel in dem Matrixmaterial zu erzeugen. Layering of the phosphor particles in the matrix material to produce.
Die Sedimentationsgeschwindigkeit nur über die Korngröße der Leuchtstoffpartikel anzupassen, ist jedoch schwierig. Wird beispielsweise ein grün emittierender LuYAG-Leuchtstoff mit einer Dichte von 6,4 g/cm3 und einer Korngröße von 22 ym und ein rot emittierender M2SisN8-Leuchtstoff mit einer Dichte von 4,3 g/cm3 und einer Korngröße von 15 ym in einem However, adjusting the sedimentation rate only over the grain size of the phosphor particles is difficult. For example, a green emitting LuYAG phosphor having a density of 6.4 g / cm 3 and a grain size of 22 ym and a red emitting M 2 SisN 8 phosphor having a density of 4.3 g / cm 3 and a grain size of 15 ym in one
Konversionsmaterial kombiniert, führt das zu großen Problemen bei der Prozessierung, da sich unter anderem die roten emittierenden und grün emittierenden Leuchtstoffpartikel in dem Vorratsbehälter für Sprüh- oder Dispensverfahren über die Prozessdauer separieren und somit über die Prozessdauer am Auslass des Vorratsbehälters unterschiedliche Conversion material combined, this leads to big problems during processing, since, among other things, the red-emitting and green-emitting phosphor particles in the reservoir for spray or dispensing process separate over the duration of the process and thus over the duration of the process at the outlet of the reservoir different
Mischungsverhältnisse der Leuchtstoffe und des Mixing ratios of the phosphors and the
Matrixmaterials vorliegen. Wird die Korngröße der LuYAG- Leuchtstoffpartikel auf 12 ym reduziert, um die Matrix material present. If the grain size of the LuYAG phosphor particles is reduced to 12 ym to the
Sedimentationsgeschwindigkeit an diejenige der M2S15N8- Leuchtstoffpartikel anzupassen, wird auch die Helligkeit einer LED, auf welche ein solches Konversionsmaterial aufgebracht ist, um etwa 3 % aufgrund erhöhter Streuverluste reduziert . Wenn eine Schichtbildung der rot emittierenden Adjusting the sedimentation rate to that of the M 2 S 5 N 8 phosphor particles also reduces the brightness of an LED to which such a conversion material is applied by about 3% due to increased scattering losses. When a layer formation of the red-emitting
Leuchtstoffpartikel unter den grün emittierenden  Phosphor particles among the green emitting
LeuchtstoffPartikeln gewünscht ist, muss die Phosphor particles is desired, the
Sedimentationsgeschwindigkeit der grün emittierenden Sedimentation rate of green emitting
Leuchtstoffpartikel um das Zwei- bis Dreifache reduziert werden, die Korngröße des LuYAG also auf 8,5 ym oder 6 ym reduziert werden. Solche kleinen Korngrößen würden die Phosphor particles are reduced by two to three times, so the particle size of LuYAG be reduced to 8.5 ym or 6 ym. Such small grain sizes would be the
Streuverluste weiterhin erhöhen und einen weiteren Scatter losses continue to increase and another
Helligkeitsverlust mit sich bringen. Andererseits ist eine Erhöhung der Korngröße der M2SisN8-Partikel auf 27 ym Loss of brightness. On the other hand, an increase in the grain size of the M 2 SisN 8 particles to 27 ym
synthetisch nicht mehr realisierbar, da dieser Leuchtstoff nach den im Stand der Technik beschriebenen Synthesemethoden nur mit einer mittleren Korngröße von etwa 15 - 17 ym Synthetically no longer feasible, since this phosphor according to the synthesis methods described in the prior art only with a mean particle size of about 15-17 ym
herstellbar ist. Ein Vergleich der Dichten p, Korngrößen dso und des Produkts r2p als Maß für die Sedimentationsgeschwindigkeit der beiden Leuchtstoffe ist in Tabelle 2 gezeigt. Leuchtstoff Dichte p [g/cm3] d50 [ym] r2pcan be produced. A comparison of the densities p, particle sizes dso and the product r 2 p as a measure of the sedimentation rate of the two phosphors is shown in Table 2. Phosphor density p [g / cm 3 ] d 50 [ym] r 2 p
LuYAG 6, 4 22 0,774 LuYAG 6, 4 22 0,774
LuYAG 6, 4 12 0,230  LuYAG 6, 4 12 0.230
LuYAG 6, 4 8 0, 102  LuYAG 6, 4 8 0, 102
LuYAG 6, 4 6 0,058  LuYAG 6, 4 6 0.058
M2Si5N8 4,3 15 0,242 M 2 Si 5 N 8 4.3 15 0.242
M2Si5N8 4,3 27 0,784 M 2 Si 5 N 8 4.3 27 0.784
Tabelle 2  Table 2
Um also eine Anpassung der Sedimentationsgeschwindigkeiten erster 10 und zweiter Leuchtstoffpartikel 20 in einem So that an adaptation of the sedimentation of the first 10 and second phosphor particles 20 in one
Konversionsmaterial zu erreichen, wird einer der beiden Conversion material is one of the two
Leuchtstoffe, und zwar derjenige, dessen Partikel kleiner und/oder weniger dicht sind (zweite Leuchtstoffpartikel 20), mit einer Beschichtung 25 versehen. Die Beschichtung 25 kann eine höhere Dichte als die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 aufweisen und einen Brechungsindex der dem Brechungsindex des die Leuchtstoffpartikel 10,20 umgebenden Matrixmaterials 30 entspricht oder zwischen demjenigen des Matrixmaterials 30 und der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 liegt. Mögliche Wege, Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 mit einer Beschichtung 25 zu versehen, werden im Folgenden aufgezeigt. Phosphors, namely those whose particles are smaller and / or less dense (second phosphor particles 20), provided with a coating 25. The coating 25 may have a higher density than the second phosphor particles 20 and a refractive index which corresponds to the refractive index of the matrix material 30 surrounding the phosphor particles 10, 20 or lies between that of the matrix material 30 and the second phosphor particles 20. Possible ways of providing particles of the second phosphor 20 with a coating 25 are shown below.
- Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 werden mit einem keramischen Precursor und einem Binder oder Lösungsmittel gemischt und Partikel in gewünschter Größe mittels Particles of the second phosphor 20 are mixed with a ceramic precursor and a binder or solvent and particles of the desired size by
Sprühtrocknens oder Sprühgefriertrocknens, anschließendem Tempern oder Aufheizen auf Raumtemperatur, um den Binder oder das Lösungsmittel zu entfernen, und anschließendem Glühen zur Herstellung der keramischen Beschichtung 25 hergestellt.  Spray drying or spray freeze drying, followed by annealing or heating to room temperature to remove the binder or solvent and subsequent annealing to make the ceramic coating 25.
Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise für Granate, die mit undotierten Granaten, AI2O3, LU2O3 oder Y2O3 versehen sind. Weiterhin eignet sich dieses Verfahren für Nitrid- Leuchtstoffe, die beispielsweise mit undotierten Nitrid- Leuchtstoffen, S13N4, A1N oder BN beschichtet werden. - Weiterhin können Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 mit einem Precursor beschichtet werden und anschließend eine Reaktion des Precursors herbeigeführt werden, um eine This method is suitable, for example, for garnets which are provided with undoped grenades, Al 2 O 3 , LU 2 O 3 or Y 2 O 3 . Furthermore, this method is suitable for nitride phosphors, which are coated for example with undoped nitride phosphors, S1 3 N 4 , A1N or BN. Furthermore, particles of the second phosphor 20 can be coated with a precursor and subsequently a reaction of the precursor can be brought about to produce a
Beschichtung zu erhalten. Dazu kann beispielsweise To obtain coating. This can for example
Tetraethylortosilikat (TEOS) als Precursor für S1O2 oder Barium (II) hydro-tri (1-pyrazolyl) borat als Precursor für Tetraethylortosilicate (TEOS) as a precursor for S1O 2 or barium (II) hydro-tri (1-pyrazolyl) borate as a precursor for
BaB2C>4 eingesetzt werden. Auch denkbar ist eine BaB 2 C> 4 are used. Also conceivable is one
Materialmischung von Precursoren, beispielsweise Y2O3 + AI2O3 für YAG oder Ba(OH)2 + B(OH)3 für BaB204, die anschließend reagieren um die Beschichtung 25 zu bilden. Material mixture of precursors, for example, Y 2 O 3 + Al 2 O 3 for YAG or Ba (OH) 2 + B (OH) 3 for BaB 2 0 4 , which then react to form the coating 25.
- Auf die Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 kann auch zunächst eine dünne Schutzschicht, beispielsweise mittels ALD (Atomic Layer Deposition) , CVD (Chemical Vapor Deposition) oder PVD (Physical Vapor Deposition) aufgebracht werden und anschließend ein Beschichtungsmaterial 25 aufgebracht werden, welches ohne Schutzschicht mit dem Leuchtstoffmaterial reagieren würde. Beispielsweise werden Nitride erst mit einer nitridischen Schutzschicht aus S13N4, A1N oder dem On the particles of the second phosphor 20 may also first a thin protective layer, for example by means of ALD (Atomic Layer Deposition), CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition) are applied and then a coating material 25 are applied, which without protective layer would react with the phosphor material. For example, nitrides are only with a nitridic protective layer of S1 3 N 4 , A1N or the
undotierten Leuchtstoffmaterial beschichtet und anschließend mit einer Beschichtung 25 aus einem oxidischen Material versehen. Während des Temperns des oxidischen Materials reagiert dann das Oxid mit der Schutzschicht und bildet eine Si-O-N- oder Al-O-N-Phase, ohne das Material der darunter liegenden zweiten Leuchtstoffpartikel 20 anzugreifen. coated undoped phosphor material and then provided with a coating 25 of an oxide material. During annealing of the oxide material, the oxide then reacts with the protective layer to form a Si-O-N or Al-O-N phase without attacking the material of the underlying second phosphor particles 20.
- Die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 können auch mit einem Reaktionsmittelzusatz synthetisiert werden, der als Kleber für die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 dient oder die Bildung einer Kleberschicht zwischen mehreren LeuchtstoffPartikeln 20 unterstützt. Beispielsweise können M2SisN8-Leuchtstoffpartikel mit einer Kombination aus LiF und L12B4O7 hergestellt und zu größeren, mehrere Partikel umfassenden Einheiten verklebt werden . The second phosphor particles 20 can also be synthesized with a reagent additive which serves as an adhesive for the second phosphor particles 20 or supports the formation of an adhesive layer between a plurality of phosphor particles 20. For example, M 2 SisN8 phosphor particles can be prepared and combined with a combination of LiF and L1 2 B 4 O 7 larger, multiple particle units are glued.
- Zweite Leuchtstoffpartikel 20, die K2SiF6:Mn4+ (KSF : Mn) enthalten oder daraus bestehen, können mit undotiertem K2 S 1 F6 oder M2SiF6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alleine oder in Mischung) beschichtet werden. Dies kann beispielsweise durch Aufwachsen der undotierten Verbindungen M2 S 1 F6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alleine oder in Mischung) auf K2SiF6:Mn4+ Leuchtstoffpartikel (Impfkristalle) in einer gesättigten Lösung enthaltend M2 S 1 F6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alleine oder in Mischung) geschehen. Die Beschichtungsschritte können mehrere Male wiederholt werden, um die Größe der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 an den gewünschten Wert anzupassen. Second phosphor particles 20 containing or consisting of K 2 SiF 6 : Mn 4+ (KSF: Mn) can be labeled with undoped K 2 S 1 F 6 or M 2 SiF 6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alone or in mixture). This can be done, for example, by growing the undoped compounds M 2 S 1 F 6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alone or in a mixture) onto K 2 SiF 6 : Mn 4+ phosphor particles (seed crystals) in a saturated solution containing M 2 S 1 F 6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alone or in a mixture). The coating steps may be repeated several times to adjust the size of the second phosphor particles 20 to the desired value.
- Zweite Leuchtstoffpartikel 20 können auch mit Second phosphor particles 20 can also be used
Glasmaterialien beschichtet werden. Dazu wird der Glass materials are coated. This is the
entsprechende Leuchtstoff mit einem sehr feinen Glaspulver sowie einem Binder oder Lösungsmittel gemischt, Partikel in gewünschter Größe mittels Sprühtrocknens oder corresponding phosphor mixed with a very fine glass powder and a binder or solvent, particles of the desired size by spray drying or
Sprühgefriertrocknens hergestellt, anschließend getempert oder auf Raumtemperatur aufgeheizt, um den Binder oder das Lösungsmittel zu entfernen, und anschließend geglüht, um eine Beschichtung 25 aus Glas zu erzeugen.  Spray freeze drying, then annealed or heated to room temperature to remove the binder or solvent and then annealed to produce a coating 25 of glass.
Zweite Leuchtstoffpartikel 20 können auch mit Silikonen, Polysilazanen oder Siloxanen und mit Nanopartikel gefüllten Silikonen beschichtet werden. Herstellungsmethoden für diese beschichteten Partikel, die einen oder mehrere zweite Second phosphor particles 20 can also be coated with silicones, polysilazanes or siloxanes and nanoparticle-filled silicones. Production methods for these coated particles, one or more second
Leuchtstoffpartikel 20 enthalten, können beispielsweise auf Sprühtrocknen, Gefriersprühtrocknen, Sprühpyrolyse oder Herstellung von Partikeln in Emulsionen basieren. Containing phosphor particles 20 may, for example, be based on spray-drying, freeze-spray drying, spray pyrolysis or production of particles in emulsions.
Mögliche Beschichtungsmaterialien für die Beschichtung 25 sind in Tabelle 3 genannt. Das Material für die Beschichtung wird je nach Anforderungen an Dichte p , Brechungsindex RI und thermische Leitfähigkeit ausgewählt. Die Beschichtungsmaterialien können als Beschichtung 25 für alle in Tabelle 1 genannten Leuchtstoffe entsprechend ihrer chemischen Kompatibilität eingesetzt werden und gemeinsam mit einem weiteren Leuchtstoff aus Tabelle 1, der keine Possible coating materials for the coating 25 are mentioned in Table 3. The material for the coating is selected according to the requirements of density p, refractive index RI and thermal conductivity. The Coating materials can be used as coating 25 for all phosphors listed in Table 1 according to their chemical compatibility and together with another phosphor from Table 1, the no
Beschichtung 25 aufweist in einem Konversionsmaterial kombiniert werden. Der Leuchtstoff für die zweiten Coating 25 has to be combined in a conversion material. The phosphor for the second
Leuchtstoffpartikel 20 wird entsprechend so gewählt, dass er kleinere und/oder weniger dichte Partikel aufweist als die Partikel des ersten Leuchtstoffs 10, der mit den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs 20 kombiniert wird. Phosphor particle 20 is suitably chosen to have smaller and / or less dense particles than the particles of the first phosphor 10 combined with the particles of the second phosphor 20.
Beschichtungsmaterial p [g/cm3] RI Thermische Coating material p [g / cm 3 ] RI Thermal
Leitfähigkeit conductivity
[W/mK] [W / mK]
KCl 1, 98 1,48 6,5 - 7,2 KCl 1, 98 1.48 6.5 - 7.2
LiCl 2, 07 1, 66 6 - 7 LiCl 2, 07 1, 66 6 - 7
h-B (Graphitstruktur) 2, 1 1,8 ca . 30 h-B (graphite structure) 2, 1 1,8 approx. 30
Fused Silica 2, 1 1,45 1,4  Fused silica 2, 1 1.45 1.4
NaCl 2, 17 1,54 7,2  NaCl 2, 17 1.54 7.2
a-Si3 4/b-Si3 4 2,3 - 3,5 1,9 - 2,4 10 - 43 a-Si 3 4 / b-Si 3 4 2,3- 3,5 1,9 - 2,4 10 - 43
LiB305 2,47 1,57 - 1,61 3,5 LiB 3 0 5 2.47 1.57 - 1.61 3.5
LiF 2, 64 1,38 11,3 - 16, 1 LiF 2, 64 1.38 11.3 - 16, 1
Si02 (a-Quarz) 2, 65 1,54 6,8 - 12Si0 2 (a-quartz) 2, 65 1.54 6.8 - 12
CaC03 2,75 1, 65 4,6 - 5,5CaC0 3 2.75 1, 65 4.6-5.5
MgF2 3, 15 1,38 21 - 34 MgF 2 3, 15 1.38 21 - 34
CaF2 3, 18 1,43 9,71 CaF 2 3, 18 1.43 9.71
A1N (Wurtzit-Typ) 3,26 1,9 - 2,2 285  A1N (wurtzite type) 3.26 1.9 - 2.2 285
c-BN (Diamant- 3,45 2, 1 ca . 30 c-BN (diamond 3,45 2, 1 about 30
Struktur) Structure)
MgO 3,56 1,72 30 - 60  MgO 3.56 1.72 30-60
Diamant 3, 52 2,42 1.000  Diamond 3, 52 2.42 1,000
BaB204 3, 85 1, 66 1,24 - 1, 65BaB 2 0 4 3, 85 1, 66 1.24 - 1.65
SC2O3 3,86 1, 99 16, 5 SC2O3 3.86 1, 99 16, 5
AI2O3 (Saphir) 3, 95 1,72 - 1,75 30  Al 2 O 3 (sapphire) 3, 95 1.72 - 1.75 30
SrF2 4,24 1,48 1,42 SrF 2 4.24 1.48 1.42
Ti02 (Rutil) 4,26 2,58 8 - 13 TiO 2 (rutile) 4,26 2,58 8 - 13
YAG (undotiert) 4, 6 1, 82 7 - 8, 11 Nb205 4, 6 2, 34 YAG (undoped) 4, 6 1, 82 7 - 8, 11 Nb 2 0 5 4, 6 2, 34
BaF2 4,89 1,47 11,72 BaF 2 4.89 1.47 11.72
Zr02 5,0 - 6, 15 2, 14 1,7 - 2,7Zr0 2 5.0 - 6, 15 2, 14 1.7 - 2.7
Y2O3 5, 01 1, 92 13, 6 Y2O3 5, 01 1, 92 13, 6
SrTi03 5, 12 2,38 11 - 12SrTi0 3 5, 12 2.38 11 - 12
ZnO (Wurtzit) 5, 6 1, 96 37 - 147ZnO (wurtzite) 5, 6 1, 96 37-147
Te02 6 2, 61 30 Te0 2 6 2, 61 30
BaTi03 6, 02 2, 34 6 BaTi0 3 6, 02 2, 34 6
LuAG (undotiert) 6,71 1,84 8,3  LuAG (undoped) 6.71 1.84 8.3
LiTa03 7,45 2,17 - 2,18 46 LiTa0 3 7.45 2.17 - 2.18 46
Ta205 8,2 2,15 2 - 3 Ta 2 0 5 8,2 2,15 2 - 3
Yb203 9, 17 1, 94 Yb 2 0 3 9, 17 1, 94
Lu203 9, 42 1, 93 12, 5 Lu 2 0 3 9, 42 1, 93 12, 5
Hf02 9, 68 2,09 1,1 Hf0 2 9, 68 2.09 1.1
Tabelle 3  Table 3
Eine solche Beschichtung 25 auf den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs 20 führt beispielsweise dazu, dass die mittlere Temperatur des Konversionsmaterials reduziert wird, wenn die thermische Leitfähigkeit der Beschichtung 25 größer als die des Matrixmaterials 30 in dem Konversionsmaterial ist. Eine reduzierte mittlere Temperatur des Konversionsmaterials erhöht die Quanteneffizienz der ersten und zweiten Such a coating 25 on the particles of the second phosphor 20, for example, results in that the average temperature of the conversion material is reduced if the thermal conductivity of the coating 25 is greater than that of the matrix material 30 in the conversion material. A reduced average temperature of the conversion material increases the quantum efficiency of the first and second
Leuchtstoffpartikel 10,20, da alle Leuchtstoffe ein Phosphor particles 10, 20, since all phosphors
thermisches Quenchen der Quanteneffizienz aufweisen. Figur 2 zeigt das thermische Quenchverhalten einiger beispielhafter Leuchtstoffe. Auf die x-Achse ist die Temperatur T in °C gezeigt, auf der y-Achse die Quanteneffizienz bei einer bestimmten Temperatur T im Verhältnis zur Quanteneffizienz bei 25°C (QE (T) /QE (25 °C) ) . have thermal quenching of the quantum efficiency. FIG. 2 shows the thermal quenching behavior of some exemplary phosphors. The x-axis shows the temperature T in ° C and the y-axis the quantum efficiency at a certain temperature T in relation to the quantum efficiency at 25 ° C (QE (T) / QE (25 ° C)).
Figur 3 zeigt in schematischer Seitenansicht das Figure 3 shows a schematic side view of the
Sedimentationsverhalten eines Konversionsmaterials. Links im Bild ist das Konversionsmaterial mit dem Matrixmaterial 30, den ersten LeuchtstoffPartikeln 10 und den zweiten LeuchtstoffPartikeln 20 vor der Sedimentation Sedimentation behavior of a conversion material. On the left in the picture is the conversion material with the matrix material 30, the first phosphor particles 10 and the second phosphor particles 20 before the sedimentation
gezeigt. Nach der Sedimentation, die durch einen Pfeil angedeutet wird, resultiert das rechts im Bild gezeigte shown. After the sedimentation, which is indicated by an arrow, the result is shown on the right in the picture
Konversionsmaterial. Zur besseren Übersichtlichkeit ist jeweils nur ein erster 10 und ein zweiter Leuchtstoffpartikel 20 mit einem Bezugszeichen versehen. Diese allgemeine Conversion material. For better clarity, only a first 10 and a second phosphor particles 20 are provided with a reference numeral. This general
Beschreibung gilt für die folgenden Figuren 4 bis 7 analog. Description applies analogously to the following FIGS. 4 to 7.
Hier sind erste Leuchtstoffpartikel 10 und zweite Here are the first phosphor particles 10 and second
Leuchtstoffpartikel 20 in einem Matrixmaterial 30 Phosphor particles 20 in a matrix material 30
eingebettet. Bei dem ersten Leuchtstoff 10 handelt es sich um einen grün emittierenden LuYAG:Ce mit einer Größe ds o von 13 ym und einer Dichte p von 6,4 g/cm3. Die zweiten embedded. The first phosphor 10 is a green-emitting LuYAG: Ce having a size ds o of 13 ym and a density p of 6.4 g / cm 3 . The second
Leuchtstoffpartikel 20 sind aus M2Si5N8:Eu (M = Ca, Sr, Ba) gebildet mit einer Größe ds o von 15 ym und einer Dichte p von 4,3 g/cm3. Beide Leuchtstoffpartikel 10, 20 weisen ähnliche Sedimentationsgeschwindigkeiten auf, da die ersten Phosphor particles 20 are formed of M 2 Si 5 N 8 : Eu (M = Ca, Sr, Ba) having a size ds o of 15 ym and a density p of 4.3 g / cm 3 . Both phosphor particles 10, 20 have similar sedimentation rates, since the first
Leuchtstoffpartikel 10 mit der höheren Dichte eine relativ kleine Größe aufweisen, sodass eine sedimentierte Schicht der ersten und zweiten Leuchtstoffpartikel 10, 20 resultiert, die ähnlich gemischt sind wie die ersten und zweiten Phosphor particles 10 having the higher density have a relatively small size, resulting in a sedimented layer of the first and second phosphor particles 10, 20 which are similarly mixed as the first and second
Leuchtstoffpartikel 10, 20, bevor die Sedimentation Phosphor particles 10, 20 before the sedimentation
(angedeutet durch einen Pfeil) beginnt. Die ersten und zweiten Leuchtstoffpartikel 10, 20 liegen dann kompakter, ohne ihre relative Ordnung zueinander zu verändern. Aufgrund der relativ kleinen Größe der ersten Leuchtstoffpartikel 10 enthaltend LuYAG:Ce weist das Konversionsmaterial jedoch eine große Streuung auf, die bei Verwendung des (indicated by an arrow) begins. The first and second phosphor particles 10, 20 are then more compact, without changing their relative order to each other. Due to the relatively small size of the first phosphor particles 10 containing LuYAG: Ce, the conversion material, however, has a large dispersion, which when using the
Konversionsmaterials in einem Strahlung emittierenden  Conversion material in a radiation-emitting
Bauelement zu einem Lichtverlust von etwa 3 % im Vergleich zu einem Bauelement mit einem Konversionsmaterial mit ersten LeuchtstoffPartikeln 10 enthaltend LuYAG:Ce mit einem ds o von 22 ym führt. Component to a light loss of about 3% compared to a device with a conversion material with first Phosphor particles 10 containing LuYAG: Ce with a ds o of 22 ym leads.
Um die Streuung zu reduzieren und 3 % an Helligkeit zu gewinnen, kann die Größe der ersten Leuchtstoffpartikel 10 enthaltend LuYAG:Ce auf 22 ym erhöht werden. Der Effekt von dieser Veränderung ist in Figur 4 in schematischer In order to reduce the scattering and to obtain 3% in brightness, the size of the first phosphor particles 10 containing LuYAG: Ce may be increased to 22 μm. The effect of this change is more schematic in Figure 4
Seitenansicht gezeigt. Die Partikel des ersten und zweiten Leuchtstoffs 10, 20 haben dann unterschiedliche Side view shown. The particles of the first and second phosphors 10, 20 then have different
Sedimentationsgeschwindigkeiten, wobei die ersten Sedimentation speeds, the first
Leuchtstoffpartikel 10 drei Mal schneller sedimentieren als die zweiten Leuchtstoffpartikel 20. Aufgrund des erhöhten Volumens der ersten Leuchtstoffpartikel 10 ändert sich für das gleiche Volumen an Konversionsmaterial auch die Anzahl der ersten Leuchtstoffpartikel 10 um etwa ein Drittel. Das Ergebnis der höheren Sedimentationsrate der ersten  Phosphor particles 10 sediment three times faster than the second phosphor particles 20. Due to the increased volume of the first phosphor particles 10, the number of first phosphor particles 10 also changes by about one third for the same volume of conversion material. The result of the higher sedimentation rate of the first
Leuchtstoffpartikel 10 ist eine Schichtbildung der ersten Leuchtstoffpartikel vornehmlich unter den Partikeln des zweiten Leuchtstoffs 20. Somit wird der grün emittierende Leuchtstoff in diesem Beispiel unter dem rot emittierenden Leuchtstoff, der die höhere thermische Energie erzeugt, angeordnet. Bei Anordnung dieses Konversionsmaterials auf einer LED liegt somit der die meiste thermische Energie erzeugende Leuchtstoff am weitesten weg von der Wärmesenke. Dadurch wird auch ein Effizienzverlust bedingt, wobei die meisten der rot emittierten Photonen durch Doppelkonversion erzeugt werden. Wird das Konversionsmaterial auf einer blau emittierenden LED angeordnet, wird blaues Licht erst in grünes und dann in rotes Licht konvertiert, wodurch zuerst die Konversionsverluste des ersten LeuchtstoffPartikels 10 und anschließend die Konversionsverluste des zweiten Phosphor particle 10 is a layer formation of the first phosphor particles predominantly among the particles of the second phosphor 20. Thus, the green emitting phosphor in this example is placed under the red emitting phosphor which generates the higher thermal energy. Thus, placing this conversion material on an LED places the most thermal energy producing phosphor furthest away from the heat sink. This also causes a loss of efficiency, with most of the red-emitting photons being generated by double conversion. If the conversion material is arranged on a blue-emitting LED, blue light is converted first into green and then into red light, whereby first the conversion losses of the first phosphor particle 10 and subsequently the conversion losses of the second
LeuchtstoffPartikels 20 anfallen (QE (erster Phosphor particles 20 (QE (first
Leuchtstoffpartikel 10 ) *QE ( zweiter Leuchtstoffpartikel 20)). Die zweiten, rot emittierenden Leuchtstoffpartikel 20, die über den ersten, grün emittierenden LeuchtstoffPartikeln 10 angeordnet sind, absorbieren dann das Licht, das von den ersten LeuchtstoffPartikeln 10 emittiert wurde. Durch die Vergrößerung der Partikel des ersten Leuchtstoffs 10 wird somit eine ungewünschte Schichtbildung erzeugt. Phosphor particles 10) * QE (second phosphor particle 20)). The second red emitting phosphor particles 20 disposed over the first green emitting phosphor particles 10 then absorb the light emitted from the first phosphor particles 10. As a result of the enlargement of the particles of the first phosphor 10, an undesired layer formation is thus produced.
Wird den zweiten LeuchtstoffPartikeln 20, in diesem Fall M2Si5 s:Eu, eine Beschichtung 25 hinzugefügt, kann ihre If a coating 25 is added to the second phosphor particles 20, in this case M 2 Si 5 s: Eu, their
Sedimentationsgeschwindigkeit erhöht werden, bis sie entweder gleich oder sogar größer als die Sedimentation be increased until they are either equal or even greater than that
Sedimentationsgeschwindigkeit der ersten Leuchtstoffpartikel 10 ist. Beispiele von geeigneten Beschichtungsmaterialien, Beschichtungsdicken rB und Beschichtungsdichten pB, um eine gleiche Sedimentationsgeschwindigkeit, beschrieben durch das Produkt r2p, der ersten und zweiten Leuchtstoffpartikel 10, 20 zu erhalten, sind in Tabelle 4 zusammen mit den Sedimentationgeschwindigkeit of the first phosphor particles 10 is. Examples of suitable coating materials, coating thicknesses r B, and coating densities p B to obtain the same sedimentation rate described by the product r 2 p of the first and second phosphor particles 10, 20 are shown in Table 4 together with FIGS
Leuchtstoffen, deren Dichten p und Korngrößen dso angegeben. Mit diesen Beschichtungen 25 wird eine Separation der ersten 10 und zweiten Leuchtstoffpartikel 20 in dem Phosphors whose densities p and particle sizes dso indicated. With these coatings 25, a separation of the first 10 and second phosphor particles 20 in the
Konversionsmaterial verhindert und eine Mischung der ersten und zweiten Leuchtstoffpartikel 10, 20 nach der Sedimentation erzielt, wenn diese in einer Konversionsschicht auf einer LED aufgebracht werden. Dickere Beschichtungen 25 würden zu einer höheren Sedimentationsgeschwindigkeit der zweiten  Conversion material prevented and achieved a mixture of the first and second phosphor particles 10, 20 after sedimentation when applied in a conversion layer on an LED. Thicker coatings 25 would result in a higher sedimentation rate of the second
Leuchtstoffpartikel 20 im Vergleich zu den ersten Phosphor particles 20 compared to the first
LeuchtstoffPartikeln 10 führen, womit dann die rot Led phosphor particles 10, which then the red
emittierenden zweiten Leuchtstoffpartikel 20 unter den grün emittierenden, ersten LeuchtstoffPartikeln 10 angeordnet werden würden. Leucht P d50 [ym] Beschich PB rB [ym] r2p Stoff [g/cm3] tungsmat [g/cm3] [g/cm] erial emitting second phosphor particles 20 would be placed under the green emitting first phosphor particles 10. Luminous P d 50 [ym] coating PB r B [ym] r 2 p substance [g / cm 3 ] mat [g / cm 3 ] [g / cm] erial
LuYAG: 6, 4 22 7,744 LuYAG: 6, 4 22 7,744
Ce *10"6 Ce * 10 "6
M2Si5N8 4,3 15 2,419 :Eu *10"6 M 2 Si 5 N 8 4.3 15 2.419: Eu * 10 "6
M2Si5N8 4,3 15 Si3N4 2, 9 8,446 7,744 :Eu *10"6 M 2 Si 5 N 8 4,3 15 Si 3 N 4 2, 9 8,446 7,744: Eu * 10 "6
M2Si5N8 4,3 15 Zr02 5,58 4, 615 7,744 :Eu *10"6 M 2 Si 5 N 8 4.3 15 Zr0 2 5.58 4, 615 7.744: Eu * 10 "6
M2Si5N8 4,3 15 LiTa03 7,45 3, 464 7,744 :Eu *10"6 M 2 Si 5 N 8 4.3 15 LiTa0 3 7.45 3, 464 7.744: Eu * 10 "6
Tabelle 4  Table 4
In diesem Beispiel werden alle drei Beschichtungsmaterialien für die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 enthaltend M2SisN8:Eu so gewählt, dass ihr Brechungsindex RI zwischen den typischen Brechungsindizes von Silikon-Matrixmaterialien (1,4 - 1,56) und dem Brechungsindex der zweiten LeuchtstoffPartikeln (2,4 - 2,5) liegt: S13N4 hat einen Brechungsindex RI von 1,9 - 2,4, Zr02 hat einen Brechungsindex RI von 2,14 und LiTa03 hat einen Brechungsindex RI von 2,2. Weiterhin haben alle drei Beschichtungsmaterialien eine thermische Leitfähigkeit, die größer ist als die von typischen Silikonmaterialien (0,1 - 0,2 W/mK) : S13N4 hat eine thermische Leitfähigkeit von 10 - 43 W/mK, Zr02 hat eine thermische Leitfähigkeit von 1,7 - 2,7 W/mK und LiTa03 hat eine thermische Leitfähigkeit von ca. 46 W/mK. In this example, all three coating materials for the second phosphor particles 20 containing M 2 SisN 8 : Eu are chosen such that their refractive index RI between the typical refractive indices of silicone matrix materials (1.4-1.56) and the refractive index of the second phosphor particles ( 2.4-2.5): S1 3 N 4 has a refractive index RI of 1.9-2.4, Zr0 2 has a refractive index RI of 2.14 and LiTaO 3 has a refractive index RI of 2.2. Furthermore, all three coating materials have a thermal conductivity greater than that of typical silicone materials (0.1-0.2 W / mK): S1 3 N 4 has a thermal conductivity of 10-43 W / mK, Zr0 2 has one thermal conductivity of 1.7 - 2.7 W / mK and LiTa03 has a thermal conductivity of approximately 46 W / mK.
Das Beispiel mit der Beschichtung 25 aus LiTa03 ist zudem in Figur 5 in schematischer Seitenansicht gezeigt. In dem gemischten Konversionsmaterial nach der Sedimentation (angedeutet durch den Pfeil) liegen die ersten The example with the coating 25 made of LiTaO 3 is also shown in FIG. 5 in a schematic side view. In the mixed conversion material after sedimentation (indicated by the arrow) are the first
Leuchtstoffpartikel 10 aus LuYAG:Ce mit einer Korngröße dso von 22 ym und einer Dichte p von 6,4 g/cm3 und die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 aus ^SisNsiEu mit einer Korngröße dso von 15 ym, einer Dichte p von 4,3 g/cm3 und einer Phosphor particles 10 of LuYAG: Ce with a particle size dso of 22 ym and a density p of 6.4 g / cm 3 and the second phosphor particles 20 of ^ SisNsiEu with a particle size dso of 15 ym, a density p of 4.3 g / cm 3 and one
Beschichtung aus Li a03 in derselben Mischung wie vor der Sedimentation vor. Die Beschichtung weist eine mittlere Dicke von 3,5 ym und eine Dichte p von 7,45 g/cm3 auf. Durch die Beschichtung 25 wird auch das Streuverhalten derCoating of Li a0 3 in the same mixture as before sedimentation before. The coating has an average thickness of 3.5 ym and a density p of 7.45 g / cm 3 . By the coating 25 and the scattering behavior of
Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 verbessert, was zu einem Helligkeitsanstieg in einem Bauelement führt. Weiterhin kann die thermische Leitfähigkeit der Konversionsschicht, die das Konversionsmaterial enthält, erhöht werden, da die thermische Leitfähigkeit von Li a03 etwa drei bis vier Mal höher ist als die der zweiten Leuchtstoffpartikel 20. Weiterhin hilft die Beschichtung 25, bei der Konversion erzeugte Hitze von den zweiten LeuchtstoffPartikeln 20 über eine Fläche, die zwei Mal größer als ohne Beschichtung ist, abzuleiten, was zu einer Verringerung der Temperatur sowohl in den Particles of the second phosphor 20 improves, resulting in an increase in brightness in a device. Furthermore, the thermal conductivity of the conversion layer containing the conversion material can be increased because the thermal conductivity of Li.sub.oO.sub.3 is about three to four times higher than that of the second phosphor particles 20. Further, the coating 25 helps heat generated in the conversion from the second phosphor particles 20 over an area which is two times larger than without coating to dissipate, resulting in a reduction of the temperature in both
LeuchtstoffPartikeln 20 selbst als auch in dem umgebenden beispielsweise polymeren Matrixmaterial führt. Die gesamte Konversionsschicht aus dem Konversionsmaterial wird durch die Erhöhung der Größe der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 durch die Beschichtung 25 größer, aber die Peak-Temperatur, die für das Alterungsverhalten des Matrixmaterials, beispielsweise Silikon, kritisch ist, wird reduziert. Durch eine reduzierte Temperatur in dem Leuchtstoff wird auch durch geringeres thermisches Quenchen eine erhöhte Effizienz erreicht.  Itself as well as in the surrounding, for example, polymeric matrix material. The overall conversion layer of the conversion material becomes larger by the increase in the size of the second phosphor particles 20 through the coating 25, but the peak temperature, which is critical to the aging behavior of the matrix material, for example silicone, is reduced. Due to a reduced temperature in the phosphor, increased efficiency is also achieved by lower thermal quenching.
Soll die Sedimentationsgeschwindigkeit der zweiten Should the sedimentation rate of the second
Leuchtstoffpartikel 20 größer als die der ersten Phosphor particles 20 larger than the first
Leuchtstoffpartikel 10 werden, kann in diesem Beispiel die Größe der zweiten Leuchtstoffpartikel 2 0 weiter auf 2 9 ym erhöht werden, indem die Beschichtung 25 aus Li aÜ3 eine Dicke von 7 ym aufweist. Ein solches Beispiel ist in Figur 6 in schematischer Seitenansicht gezeigt. Aufgrund der erhöhten Sedimentationsgeschwindigkeit der zweiten Leuchtstoffpartikel 2 0 bildet sich eine Schicht der rot emittierenden, zweiten Leuchtstoffpartikel 2 0 am Boden und damit näher an der Phosphor particles 10 can, in this example, the Size of the second phosphor particles 2 0 are further increased to 2 9 ym by the coating 25 of Li aÜ3 has a thickness of 7 ym. Such an example is shown in Figure 6 in a schematic side view. Due to the increased sedimentation speed of the second phosphor particles 20, a layer of the red-emitting, second phosphor particles 20 forms on the ground and thus closer to the
Wärmesenke in einer LED, wenn das Konversionsmaterial für die Konversionsschicht einer LED verwendet wird. Das verhindert auch, dass die zweiten Leuchtstoffpartikel 2 0 zu viel von der emittierten Strahlung der ersten Leuchtstoffpartikel 1 0 absorbieren. In diesem Beispiel erhöht sich die Gesamtdicke einer Konversionsschicht signifikant, da die zweiten Heat sink in an LED when the conversion material is used for the conversion layer of an LED. This also prevents the second phosphor particles 20 from absorbing too much of the emitted radiation of the first phosphor particles 10. In this example, the total thickness of a conversion layer increases significantly as the second
Leuchtstoffpartikel 2 0 mit Beschichtung 25 nun etwa sieben Mal größer sind als ohne Beschichtung 25 . Phosphor particles 2 0 with coating 25 are now about seven times larger than without coating 25.
Der gleiche Effekt kann erreicht werden, wenn anstatt einer höheren Schichtdicke der Beschichtung 25 eine kleinere Größe der Partikel des ersten Leuchtstoffs 1 0 gewählt würde. The same effect can be achieved if, instead of a higher layer thickness of the coating 25, a smaller size of the particles of the first phosphor 10 would be selected.
Ein solches Beispiel ist in Figur 7 gezeigt, wieder in schematischer Seitenansicht. Hier haben die ersten Such an example is shown in Figure 7, again in schematic side view. Here are the first ones
Leuchtstoffpartikel 1 0 einen Durchmesser dso von 12 ym und die zweiten Leuchtstoffpartikel 2 0 wiederum eine Beschichtung 25 aus Li a03 mit einer Dicke von 3 , 5 ym. Auch hier bildet sich nach der Sedimentation wieder eine Schicht aus zweiten LeuchtstoffPartikeln 2 0 am Boden und eine Schicht aus ersten LeuchtstoffPartikeln 1 0 über den zweiten LeuchtstoffPartikeln 2 0 . Aufgrund der verringerten Größe der ersten Phosphor particles 1 0 have a diameter dso of 12 ym and the second phosphor particles 2 0 in turn a coating 25 of Li a03 with a thickness of 3, 5 ym. Again, after sedimentation, a layer of second phosphor particles 2 0 again forms on the bottom and a layer of first phosphor particles 10 above the second phosphor particles 20. Due to the reduced size of the first
Leuchtstoffpartikel 1 0 wird zwar die Streuung dieses Although phosphor particles 10 become the scattering of this
Leuchtstoffs wieder erhöht, aber da das blaue Licht, das von einer LED emittiert wird, zunächst an den zweiten  Fluorescent increases again, but because the blue light emitted by one LED, first to the second
LeuchtstoffPartikeln 2 0 vorbei muss und ein großer Teil davon konvertiert wird, bleibt nicht viel blaues Licht übrig, das an den ersten LeuchtstoffPartikeln 10 gestreut werden könnte. Im Falle einer Streuung passiert es zumindest teilweise abermals die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 und erhält somit eine zweite Gelegenheit, konvertiert zu werden. Der Phosphor particles 2 0 must pass and a big part of it is not left much blue light that could be scattered on the first phosphor particles 10. In the case of scattering, it at least partially re-passes the second phosphor particles 20 and thus receives a second opportunity to be converted. The
Helligkeitsverlust von 3 %, wie er in Figur 3 gezeigt wurde, ist in diesem Beispiel somit signifikant reduziert, da die meisten auf Streuung beruhenden Verlustmechanismen blaues Licht betreffen.  3% brightness loss, as shown in Figure 3, is thus significantly reduced in this example, since most scatter-based loss mechanisms involve blue light.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird für die ersten Leuchtstoffpartikel 10 ein LuAGaG : Ce-Leuchtstoff und für die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 ein SCAS : Eu-Leuchtstoff eingesetzt. Ohne eine zusätzliche Beschichtung 25 der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 würden diese Leuchtstoffpartikel 10, 20 separieren, wobei die ersten Leuchtstoffpartikel 10 aufgrund ihrer höheren Sedimentationsgeschwindigkeit In a further exemplary embodiment, a LuAGaG: Ce phosphor is used for the first phosphor particles 10 and a SCAS: Eu phosphor for the second phosphor particles 20. Without an additional coating 25 of the second phosphor particles 20, these phosphor particles 10, 20 would separate, with the first phosphor particles 10 due to their higher sedimentation rate
schneller sedimentieren und sich somit am Boden anlagern würde. Mit einer zusätzlichen Beschichtung 25 der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 kann deren Sediment faster and thus accumulate on the ground. With an additional coating 25 of the second phosphor particles 20 can their
Sedimentationsgeschwindigkeit erhöht werden, um entweder eine gleiche oder sogar größere Sedimentationsgeschwindigkeit als die der ersten Leuchtstoffpartikel 10 zu erhalten. Beispiele von Beschichtungsmaterialien und deren Dichten pB und Dicken rB, um gleiche Sedimentationsgeschwindigkeiten zu erhalten, also eine Separation der Leuchtstoffpartikel 10, 20 zu vermeiden, sind in Tabelle 5 angegeben. Weiterhin sind als Maß für die Sedimentationsgeschwindigkeiten das Produkt r2p der Leuchtstoffpartikel angegeben. Dickere Beschichtungen 25 würden zu einer höheren Sedimentationsgeschwindigkeit der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 führen und damit zu einer Schichtbildung mit den zweiten LeuchtstoffPartikeln 20 unter den ersten LeuchtstoffPartikeln 10. Leucht P d50 [ym] Beschich PB rB [ym] r2p Stoff [g/cm3] tungsmat [g/cm3] [g/cm] erial Sedimentation be increased to obtain either a same or even greater sedimentation rate than that of the first phosphor particles 10. Examples of coating materials and their densities p B and thicknesses r B in order to obtain the same sedimentation rates, ie to avoid a separation of the phosphor particles 10, 20, are given in Table 5. Furthermore, the product r 2 p of the phosphor particles are given as a measure of the sedimentation rates. Thicker coatings 25 would lead to a higher sedimentation rate of the second phosphor particles 20 and thus to a layer formation with the second phosphor particles 20 under the first phosphor particles 10. Luminous P d 50 [ym] coating PB r B [ym] r 2 p substance [g / cm 3 ] mat [g / cm 3 ] [g / cm] erial
LuAGaG 7,0 17 5, 058 :Ce *10"6 LAGAG 7,0 17 5, 058: Ce * 10 "6
SCASN: 4,2 13 1,775SCASN: 4.2 13 1.775
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 Si3N4 2, 9 6, 339 5, 058SCASN: 4.2 13 Si 3 N 4 2, 9 6, 339 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 A1N 3,2 5, 791 5, 058SCASN: 4,2 13 A1N 3,2 5, 791 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 Lu203 9, 42 1, 966 5, 058SCASN: 4,2 13 Lu 2 0 3 9, 42 1, 966 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
Tabelle 5  Table 5
Alle drei Beschichtungsmaterialien sind so gewählt, dass ihr Brechungsindex RI zwischen dem typischen Brechungsindex für Silikon-Matrixmaterialien (1,4 - 1,56) und dem Brechungsindex der zweiten Leuchtstoffpartikel 20 (2,1) liegt: S13N4 hat einen Brechungsindex RI von 1,9 - 2,4, A1N hat einen All three coating materials are chosen so that their refractive index RI lies between the typical refractive index for silicone matrix materials (1.4-1.56) and the refractive index of the second phosphor particles 20 (2.1): S1 3 N 4 has a refractive index RI from 1.9 - 2.4, A1N has one
Brechungsindex RI von 1,9 - 2,2 und LU2O3 hat einen Refractive index RI of 1.9 - 2.2 and LU2O 3 has one
Brechungsindex von 1,93. Weiterhin haben alle drei Refractive index of 1.93. Furthermore, all three have
Beschichtungsmaterialien eine thermische Leitfähigkeit, die größer ist als die von typischen Silikonmaterialien (0,1 - 0,2 W/mK) . S13N4 hat eine thermische Leitfähigkeit von 10 - 42 W/mK, A1N hat eine thermische Leitfähigkeit von 285 W/mK und LU2O3 hat eine thermische Leitfähigkeit von 12 - 13 W/mK. Coating materials have a thermal conductivity greater than that of typical silicone materials (0.1 - 0.2 W / mK). S1 3 N 4 has a thermal conductivity of 10 - 42 W / mK, A1N has a thermal conductivity of 285 W / mK and LU2O 3 has a thermal conductivity of 12 - 13 W / mK.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll eine Mischung eines LuAGaG : Ce-Leuchtstoffs (erste Leuchtstoffpartikel 10) und eines YAG : Ce-Leuchtstoffs mit einem RI von 1,82 und mit derselben Korngröße ds o von 17 ym (zweite Leuchtstoffpartikel 20) erreicht werden und eine Schichtbildung dieser Mischung aus ersten und zweiten LeuchtstoffPartikeln 10, 20 oberhalb eines SACSN-Leuchtstoffs mit einem RI von 2,1 und einem ds o von 13 ym (dritte Leuchtstoffpartikel ) erzeugt werden. Um die Mischung der ersten 10 und zweiten Leuchtstoffpartikel 20 zu erreichen, können die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 entweder mit einer 2,4 ym dicken Beschichtung 25 aus AI 2O3 (RI = 1,73, 30 W/mK) , einer 2,0 ym dicken Beschichtung 25 von undotiertem YAG (RI = 1,82, 7 - 11 W/mK) oder einer 1,8 ym dicken In a further embodiment, a mixture of a LuAGaG: Ce phosphor (first phosphor particles 10) and a YAG: Ce phosphor with a RI of 1.82 and with the same particle size ds o of 17 ym (second phosphor particles 20) is to be achieved and a Stratification of this mixture of first and second phosphor particles 10, 20 above a SACSN phosphor having an RI of 2.1 and a ds o of 13 ym (third phosphor particles). In order to achieve the mixture of the first 10 and second phosphor particles 20, the second phosphor particles 20 can either with a 2.4 ym thick coating 25 of Al 2O 3 (RI = 1.73, 30 W / mK), a 2.0 ym thick coating 25 of undoped YAG (RI = 1.82, 7 - 11 W / mK) or a 1.8 ym thick
Beschichtung 25 aus Y203 (RI = 1,92, 13 - 14 W/mK) Coating 25 of Y 2 0 3 (RI = 1.92, 13 - 14 W / mK)
beschichtet werden. Um eine Sedimentationsgeschwindigkeit für die dritten Leuchtstoffpartikel zu erreichen, die größer ist als die der ersten 10 und zweiten Leuchtstoffpartikel 20, können die dritten Leuchtstoffpartikel entweder mit einer mehr als 6,4 ym dicken Beschichtung 25 aus S13N4 (RI = 1,9 - 2,4, 10 - 43 W/mK), einer mehr als 5,8 ym dicken Beschichtung 25 aus A1N (RI = 1,9 - 2,2, 285 W/mK) oder einer mehr als 3,4 ym dicken Beschichtung 25 aus BN (RI = 2,1, 30 W/mK) be coated. In order to achieve a sedimentation rate for the third phosphor particles which is greater than that of the first 10 and second phosphor particles 20, the third phosphor particles can be coated either with a more than 6.4 μm thick coating 25 of S1 3 N 4 (RI = 1.9 - 2.4, 10 - 43 W / mK), a more than 5.8 ym thick coating 25 of A1N (RI = 1.9-2.2, 285 W / mK) or more than 3.4 ym thick Coating 25 made of BN (RI = 2.1, 30 W / mK)
beschichtet werden. Die Leuchtstoffe, ihre Dichten p be coated. The phosphors, their densities p
und Dicken ds o sowie die zugehörigen Beschichtungen mit deren Dichten pB und Dicken rB sind in Tabelle 6 gezeigt. Weiterhin ist als Maß für die Sedimentationsgeschwindigkeiten das and thicknesses ds o and the associated coatings with their densities p B and thicknesses r B are shown in Table 6. Furthermore, as a measure of the sedimentation rates the
Produkt r2p der Leuchtstoffpartikel angegeben. Product r 2 p of the phosphor particles indicated.
Leucht P d5 o [ym] Beschich PB rB [ym] r2p Stoff [g/cm3] tungsmat [g/cm3] [g/cm] erial Luminous P d 5 o [ym] coating PB r B [ym] r 2 p substance [g / cm 3 ] mat [g / cm 3 ] [g / cm] erial
LuAGaG 7,0 17 5, 058 :Ce *10"6 LAGAG 7,0 17 5, 058: Ce * 10 "6
YAG : Ce 4, 6 17 3, 302 YAG: Ce 4, 6 17 3, 302
*10"6 * 10 "6
YAG : Ce 4, 6 17 AI 2O3 3, 95 2,419 5, 058 YAG: Ce 4, 6 17 Al 2 O 3 3, 95 2,419 5, 058
*10"6 YAG : Ce 4, 6 17 YAG 4, 6 2,004 5, 058 * 10 "6 YAG: Ce 4, 6 17 YAG 4, 6 2.004 5, 058
*10"6 * 10 "6
YAG : Ce 4, 6 17 Y203 5, Ol 1,805 5, 058 YAG: Ce 4, 6 17 Y 2 0 3 5, Ol 1,805 5, 058
*10"6 * 10 "6
SCASN: 4,2 13 1,775SCASN: 4.2 13 1.775
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 S13N4 2, 9 6, 339 5, 058SCASN: 4,2 13 S13N4 2, 9 6, 339 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 A1N 3,2 5, 791 5, 058SCASN: 4,2 13 A1N 3,2 5, 791 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
SCASN: 4,2 13 BN 3,45 5,399 5, 058SCASN: 4,2 13 BN 3,45 5,399 5, 058
Eu *10"6 Eu * 10 "6
Tabelle 6  Table 6
In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll eine In another embodiment, a
Schichtbildung erreicht werden, wobei zu unterst eine Stratification can be achieved, with a bottom
Sr4Ali4025 : Eu (d5o = 15 ym) LeuchtstoffSchicht (dritte Sr 4 Ali 4 0 2 5: Eu (d 5 o = 15 ym) phosphor layer (third
Leuchtstoffpartikel ) angeordnet sein soll und darüber eine Mischung der Leuchtstoffe KSF mit einem dso von 27 ym (erste Leuchtstoffpartikel 10) und ß-SiAlON mit einem dso von 15 ym (zweite Leuchtstoffpartikel 20). Um so eine Schichtbildung zu erreichen, werden die dritten Leuchtstoffpartikel mit einer Beschichtung 25 versehen, die mehr als 2,8 ym dickes SrTi02 enthält. Um gleiche Sedimentationsgeschwindigkeiten r2p für die Partikel der ersten 10 und zweiten Leuchtstoffpartikel 20 zu erhalten, können die zweiten Leuchtstoffpartikel 20 mit einer 3, 9 ym dicken Beschichtung 25 aus AI2O3 beschichtet werden. Diese Leuchtstoffmischung und die jeweiligen Phosphor particles) and above a mixture of the phosphors KSF with a dso of 27 ym (first phosphor particles 10) and β-SiAlON with a dso of 15 ym (second phosphor particles 20). In order to achieve a layer formation, the third phosphor particles are provided with a coating 25 which contains more than 2.8 μm thick SrTiO 2 . In order to obtain the same sedimentation rates r 2 p for the particles of the first 10 and second phosphor particles 20, the second phosphor particles 20 can be coated with a 3, 9 ym thick coating 25 of Al 2 O 3 . This phosphor mix and the respective ones
Beschichtungen 25 sind in Tabelle 7 gezeigt. Leucht P d50 [ym] Beschich PB rB [ym] r2p Stoff [g/cm3] tungsmat [g/cm3] [g/cm] erial Coatings 25 are shown in Table 7. Luminous P d 50 [ym] coating PB r B [ym] r 2 p substance [g / cm 3 ] mat [g / cm 3 ] [g / cm] erial
KSF : Mn 2, 65 27 4,830  KSF: Mn 2, 65 27 4,830
*10"6 ß" 3,2 15 1,800* 10 "6 ß " 3.2 15 1.800
SiAlON *10"6 :Eu SiAlON * 10 "6 : Eu
ß" 3,2 15 A1203 3, 95 3, 872 4,830ß " 3.2 15 A1 2 0 3 3, 95 3, 872 4,830
SiAlON *10"6 :Eu SiAlON * 10 "6 : Eu
Sr4Al14 3,7 15 2,081 025 :Eu *10"6 Sr 4 Al 14 3.7 15 2.081 0 25 : Eu * 10 "6
Sr4Al14 3,7 15 SrTi03 5, 12 2,782 4,830 025 :Eu *10"6 Sr 4 Al 14 3,7 15 SrTi0 3 5, 12 2,782 4,830 0 25 : Eu * 10 "6
Tabelle 7  Table 7
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the includes
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Invention every new feature as well as every combination of
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den  Features, which includes in particular any combination of features in the claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly in the
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. Claims or embodiments is given.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 123 097.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Bezugs zeichenliste This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2017 123 097.1, the disclosure of which is hereby incorporated by reference. Reference sign list
10 Partikel des ersten Leuchtstoffs 10 particles of the first phosphor
20 Partikel des zweiten Leuchtstoffs 20 particles of the second phosphor
25 Beschichtung 25 coating
30 Matrixmaterial 30 matrix material
T Temperatur T temperature
QE (T) /QE (25 °C) thermisches Quenchen der Quantenausbeute QE (T) / QE (25 ° C) thermal quenching of the quantum yield
QE normiert auf die Quantenausbeute bei 25°C QE normalizes to the quantum yield at 25 ° C

Claims

Patentansprüche claims
1. Konversionsmaterial, umfassend 1. Conversion material comprising
- ein Matrixmaterial (30),  a matrix material (30),
- Partikel eines ersten Leuchtstoffs (10), die in dem - Particles of a first phosphor (10), in the
Matrixmaterial (30) eingebettet sind, und Embedded matrix material (30), and
- Partikel eines zweiten Leuchtstoffs (20), die in dem  - Particles of a second phosphor (20), in the
Matrixmaterial (30) eingebettet sind, wobei Embedded matrix material (30), wherein
die Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) kleiner als die Partikel des ersten Leuchtstoffs (10) sind und/oder eine geringere Dichte aufweisen und wobei die Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) eine Beschichtung (25) aufweisen, the particles of the second phosphor (20) are smaller than the particles of the first phosphor (10) and / or have a lower density and wherein the particles of the second phosphor (20) have a coating (25),
wobei die Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) aufweisend die Beschichtung (25) größer oder gleich der Sedimentationsgeschwindigkeit der Partikel des ersten Leuchtstoffs (10) ist. wherein the sedimentation velocity of the particles of the second phosphor (20) comprising the coating (25) is greater than or equal to the sedimentation velocity of the particles of the first phosphor (10).
2. Konversionsmaterial nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Matrixmaterial (30) einen ersten Brechungsindex aufweist, die Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) einen zweiten Brechungsindex aufweisen und die Beschichtung (25) einen dritten Brechungsindex aufweist, wobei der dritte 2. Conversion material according to the preceding claim, wherein the matrix material (30) has a first refractive index, the particles of the second phosphor (20) have a second refractive index and the coating (25) has a third refractive index, the third
Brechungsindex gleich dem ersten Brechungsindex ist oder zwischen dem ersten und dem zweiten Brechungsindex liegt. Refractive index is equal to the first refractive index or lies between the first and the second refractive index.
3. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 3. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Beschichtung (25) eine Dichte aufweist, die größer oder gleich der Dichte der Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) ist. Claims, wherein the coating (25) has a density which is greater than or equal to the density of the particles of the second phosphor (20).
4. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 4. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei jeweils ein Partikel des zweiten Claims, wherein in each case a particle of the second
Leuchtstoffs (20) eine Beschichtung (25) aufweist und/oder mehrere Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) gemeinsam eine Beschichtung (25) aufweisen. Phosphor (20) has a coating (25) and / or a plurality of particles of the second phosphor (20) together have a coating (25).
5. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 5. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Beschichtung (25) eine thermische Claims, wherein the coating (25) is a thermal
Leitfähigkeit aufweist, die größer als eine thermische Conductivity greater than a thermal
Leitfähigkeit des Matrixmaterials (30) ist. Conductivity of the matrix material (30).
6. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 6. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Beschichtung (25) eine thermische Claims, wherein the coating (25) is a thermal
Leitfähigkeit aufweist, die größer ist als eine thermische Leitfähigkeit der Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20). Having conductivity that is greater than a thermal conductivity of the particles of the second phosphor (20).
7. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 7. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Beschichtung (25) zumindest stellenweise eine Dicke aufweist, die größer als 100 nm, bevorzugt größer als 500 nm ist. Claims, wherein the coating (25) at least in places has a thickness which is greater than 100 nm, preferably greater than 500 nm.
8. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 8. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei zwischen den Partikeln des zweiten Claims, wherein between the particles of the second
Leuchtstoffs (20) und der Beschichtung (25) eine Phosphor (20) and the coating (25) a
Schutzschicht angeordnet ist. Protective layer is arranged.
9. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 9. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei auf der Beschichtung (25) eine Claims, wherein on the coating (25) a
Antireflexionsschicht angeordnet ist. Antireflection layer is arranged.
10. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 10. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Partikel des ersten Leuchtstoffs (10) eine erste Schicht und die Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) eine zweite Schicht in dem Matrixmaterial (30) bilden und die erste Schicht auf der zweiten Schicht angeordnet ist. Claims, wherein the particles of the first phosphor (10) a first layer and the particles of the second phosphor (20) form a second layer in the matrix material (30) and the first layer is disposed on the second layer.
11. Konversionsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Partikel des ersten Leuchtstoffs (10) und die 11. Conversion material according to one of claims 1 to 9, wherein the particles of the first phosphor (10) and the
Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) gemischt in dem  Particles of the second phosphor (20) mixed in the
Matrixmaterial (30) verteilt sind. Matrix material (30) are distributed.
12. Konversionsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiterhin aufweisend Partikel eines dritten Leuchtstoffs, die eine Beschichtung (25) aufweisen. 12. Conversion material according to one of claims 1 to 9, further comprising particles of a third phosphor, which have a coating (25).
13. Konversionsmaterial nach einem der vorhergehenden 13. Conversion material according to one of the preceding
Ansprüche, wobei die Beschichtung (25) ein Material Claims, wherein the coating (25) is a material
aufweist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die KCl, LiCl, h-BN (Graphitstruktur), NaCl, a-Si3 4/b-Si3 4, LiB305, LiF, CaC03, MgF2, CaF2, A1N (Wurtzit-Typ) , c-BN (Diamant-Struktur) , MgO, Diamant, BaB204, Sc203, SrF2, Ti02 (Rutil), YAG which is selected from a group including KCl, LiCl, h-BN (graphite structure), NaCl, a-Si 3 4 / b-Si 3 4, LiB 3 O 5 , LiF, CaCO 3 , MgF 2 , CaF 2 , AlN (wurtzite type), c-BN (diamond structure), MgO, diamond, BaB 2 O 4 , Sc 2 O 3 , SrF 2 , TiO 2 (rutile), YAG
(undotiert) , Nb205, BaF2 , Zr02, Y203, SrTi03, ZnO (Wurtzit) , Te02, BaTi03, LuAG (undotiert), LiTa03, Ta205, Yb203, Lu203,(undoped), Nb 2 0 5 , BaF 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , SrTiO 3 , ZnO (wurtzite), TeO 2 , BaTiO 3 , LuAG (undoped), LiTaO 3 , Ta 2 0 5 , Yb 2 0 3 , Lu 2 0 3 ,
Hf02, M2SiF6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alleine oder in Mischung), Silikone, Polysilazane, Siloxane, und mit Nanopartikel gefüllte Silikone umfasst. HfO 2 , M 2 SiF 6 (M = Li, Na, K, Rb, Cs alone or in mixture), silicones, polysilazanes, siloxanes, and nanoparticle-filled silicones.
14. Strahlung emittierendes Bauelement umfassend eine aktive Schichtenfolge, die elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs emittiert, und eine Konversionsschicht, die im Strahlengang der Strahlung des ersten 14. A radiation-emitting component comprising an active layer sequence, which emits electromagnetic radiation of a first wavelength range, and a conversion layer, which in the beam path of the radiation of the first
Wellenlängenbereichs angeordnet ist und ein Wavelength range is arranged and a
Konversionsmaterial gemäß einem der vorherigen Ansprüche enthält . Conversion material according to one of the preceding claims.
15. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Konversionsschicht die Strahlung des ersten 15. The component according to the preceding claim, wherein the conversion layer, the radiation of the first
Wellenlängenbereichs zumindest teilweise in Strahlung Wavelength range at least partially in radiation
zumindest eines zweiten und dritten Wellenlängenbereichs konvertiert. at least a second and third wavelength range converted.
16. Bauelement nach einem der Ansprüche 14 und 15, wobei die Partikel des zweiten Leuchtstoffs (20) eine zweite Schicht bilden und auf der der aktiven Schichtenfolge zugewandten Seite der Konversionsschicht angeordnet sind, und die 16. Component according to one of claims 14 and 15, wherein the particles of the second phosphor (20) form a second layer and are arranged on the active layer sequence facing side of the conversion layer, and the
Partikel des ersten Leuchtstoffs (10) eine erste Schicht bilden und auf der von der aktiven Schichtenfolge abgewandten Seite der zweiten Schicht in der Konversionsschicht  Particles of the first phosphor (10) form a first layer and on the side facing away from the active layer sequence side of the second layer in the conversion layer
angeordnet sind. are arranged.
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