[发明专利]用于发光二极管的无机磷光体主体

说明书

技术领域

本发明涉及用于发光二极管的无机磷光体主体(inorganic phosphorbodies)、磷光体转换的发光二极管以及用于制造此类无机磷光体主体和发光二极管的方法。

背景技术

LED(发光二极管)目前打算应用在数个照明方面，例如一般环境照明(ambient lighting)、信号照明、汽车照明，和显示器件照明，如用于LCD-显示器的背光(backlight)。目前，可获得从UV-二极管经过可见范围到IR二极管的不同颜色的LED。

特别地，红色和琥珀色LED存在的问题分别是光输出和色点的强烈温度依赖性。对于红色、琥珀色、绿色和蓝色LED，作为结温(junctiontemperature)的函数的光输出是不同的。该效应限制了功率密度并提高了对环境温度变化的敏感度，特别是在汽车的尾灯和闪光指示器(blinking indicator)中。

为了部分克服该温度依赖性，已经提出了所谓的磷光体转换的LED，即发光二极管提供有磷光体化合物(即发光化合物)，其吸收二极管的光并将其转换成不同的颜色。例如，蓝色二极管可以提供有红色磷光体，其吸收至少部分蓝色光并随后发射红色光。

为了该目的已经提出了无机固体磷光体转换主体(inorganic solidphosphor conversion bodies)。此类转换主体能够在厚度和组成方面以低公差制造，得到良好限定的光转换。

然而，为了牢固地固定在发光二极管上，并从LED将足够的光引入到无机转换主体中，此类无机转换主体需要通过光学粘结材料(“光学胶”)与发光二极管连接。

目前，这通过使用硅凝胶或橡胶状材料(silicone-gel or-rubber likematerials)完成。该硅凝胶或橡胶典型地是基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的材料，其中为了提高折射率可以用苯基基团取代部分甲基基团。该材料在生产中容易施加和处理(分配(dispensing)，接着是在温和温度下的固化步骤)。

然而，硅酮一族受到光和热稳定性问题的困扰。特别是与升高的温度(150℃和更高的温度)和高光通量(特别是蓝色和UV光)结合，发生降解。

因此，存在对能够经受LED运行中产生的热和光的粘结材料的需求。

还存在对用于制造具有固体无机磷光体转换主体的磷光体转换LED的经改善方法的需求。

发明内容

本发明的一个目的是至少部分克服现有技术的上述缺点并满足上述需求，和提供包括发光二极管的发光器件，所述发光二极管具有布置在其上的无机磷光体主体，所述发光器件容易制造，并且其中所述无机磷光体主体与发光二极管通过粘结材料结合，所述粘结材料对发光二极管发射的光和发光二极管散发的热是稳定的，并在发光二极管和磷光体主体之间提供良好的光耦合(optical coupling)。

因此，在第一方面，本发明涉及一种适合布置在发光二极管上的、包括无机发光材料的无机磷光体主体，其中粘结前体材料被布置在无机磷光体主体的表面上，并且所述粘结前体材料包括至少部分水解的经有机改性的硅烷(at least partly hydrolyzed organically modifiedsilane)。

此类无机磷光体主体可以在后来的阶段用于发光器件的制造，但也可以这样提供和销售。

独立地提供此类用于以后连接到发光二极管的无机磷光体主体的一个益处在于粘结前体材料与无机磷光体主体的连接和无机磷光体主体与发光二极管的结合分开。这样，粘结前体材料与无机磷光体主体的连接可以在对LED有害的条件下实施，如通过使用对LED有害的高温或某些溶剂。

根据本发明的粘结前体材料包含至少部分水解的经有机改性的硅烷。当与LED接触并加热时，所述水解的经有机改性的硅烷缩合(固化)成为碳和硅原子的基质(matrix)，其中至少部分硅原子直接与烃基团键接，由于所述基质中的部分硅原子是三重交联的(three-foldcrosslinked)，由此形成具有较高弹性的粘结材料。

应该注意，这种碳和硅原子的基质是本身已知的，例如从文件US5991493中得知。但是，当作为LED芯片和无机磷光体转换主体之间的粘结材料使用时，存在所述材料具有非常高的光和热稳定性的意想不到的效果，从而使其非常适合作为LED和无机磷光体转换主体之间的粘结材料。