[发明专利]转换装置

说明书

本发明涉及一种转换装置，其具有用于将泵浦辐射转换为转换辐射的发光材料元件(1)和构成为体积散射体的散射元件(2)作为耦合输出结构，所述散射元件与发光材料元件(1)直接光学接触地设置，其中或者在发光材料元件(1)中以单晶的形式存在超过至少1·10^‑2mm³的体积的发光材料元件物质，或者发光材料元件(1)具有体积分别为至少5·10^‑6mm³的多个子体积，所述发光材料元件物质在所述子体积之内分别各自以单晶的形式存在。

技术领域

本发明涉及一种转换装置，其具有用于将泵浦辐射转换为转换辐射的发光材料元件。

背景技术

所提到类型的发光材料元件例如能够装有发光二极管(LED)，以便将所述发光二极管的例如蓝色的初级光(泵浦辐射)转换为例如黄色的转换光(转换辐射)。发光材料元件在用泵浦辐射激发的情况下发射转换辐射。在此，在发光材料元件中，不强制性地必须转换全部泵浦辐射，而是也能够将部分未转换的泵浦辐射与转换辐射共同地混合利用，因此在刚刚提到的实例中，未转换的蓝色的初级光和黄色的转换光于是能够混合地得到例如白光。

在此，发光材料元件典型地由具有不大于5μm的通常直径的发光材料颗粒构成，并且例如能够通过在其中施加具有发光材料颗粒的悬浮液以及蒸发液体来制造，以至于因此保留有凝聚成块的发光材料颗粒，刚好例如保留在LED的发射面上。

发明内容

本发明基于的技术问题是：提供一种尤其有利的转换装置。

根据本发明，一种转换装置实现所述目的，其具有由发光材料元件物质构成的发光材料元件和构成为体积散射体的散射元件，所述发光材料元件物质将泵浦辐射转换为转换辐射，其中散射元件与发光材料元件直接光学接触地设置，以便用转换辐射透射，并且其中在发光材料元件中，发光材料元件物质以单晶的形式存在超过至少1·10^-2mm³的体积的发光材料元件物质(在下文中也称作“宏观单晶”)，优选在整个发光材料元件中是单晶的，

以及

(其余结构相同的)转换装置，其中发光材料元件尽管不是“宏观单晶的”，但是，所述发光材料元件具有体积分别为至少5·10^-6mm³的多个相对大的子体积，发光材料元件物质在所述子体积之内分别各自、即各子体积分别以单晶的形式存在(在下文中也称作“亚宏观单晶”)。

优选的实施方式在本文中和所有公开内容中得出，其中在描述中不总是详细地在设备和方法或应用方面进行区分；无论如何都应隐含地在所有类别方面都进行公开。

因此，本发明能够以两种方式实现，即通过散射元件与宏观单晶的发光材料元件(参照图1以图解说明)或刚好与亚宏观单晶的发光材料元件(参照图2以图解说明)的组合。在后面提到的情况下，单晶结晶度分布到多个子体积上，但是所述单晶结晶度相应地是足够大的，以至于单晶度在转换特性中起作用。这尤其涉及量子效率，即在单晶的情况下在温度升高时，例如高于150℃时，所述量子效率仅略微地下降，而在相同发光材料呈多晶形式/颗粒形式时，所述量子效率强烈下降，参照图3以图解说明。因此，借助于根据本发明的构造，在转换效率没有明显受损的情况下，能够升高发光材料元件的运行温度。

然而，发明人确定：单晶在将其中产生的转换辐射耦合输出方面能够是不利的；简单地说，虽然(在温度提高时)产生更多的转换辐射，但是所述转换辐射会被更差地耦合输出。因此，根据本发明，(宏观或亚宏观)单晶的发光材料元件与构成为体积散射体的散射元件直接光学接触地设置，并且散射元件材料和发光材料元件物质的折射率彼此匹配。因此，在转换辐射从发光材料元件过渡到与其不同的散射元件中时，与例如在从发光材料元件直接过渡到空气中的情况下相比，在一个或多个边界面处出现的损失更小。