颜色稳定的锰掺杂的磷光体的制作方法_3

文档序号:8917357阅读:来源:国知局
,该混合光显现为白 光。当然,磷光体可位于任何两个或所有三个位置中或在任何其它合适的位置,例如与壳分 离或在LED中集成。
[0050] 图2说明根据本发明的系统的第二种结构。除非另外说明,否则图1-4的相应数 字(例如,图1中的12和图2中的112)与每个图中相应的结构关联。图2的实施方案的 结构与图1类似,除了磷光体材料122在包封剂材料120内散布,而不是在LED芯片112上 直接形成。磷光体(粉末形式)可在包封剂材料的单一区域内散布,或者更优选,遍及包封 剂材料的整个体积散布。将通过LED芯片112发射的辐射(箭头126所示)与通过磷光体 122发射的光混合,该混合光显现为白光124。如果磷光体在包封剂材料120内散布,则可 将磷光体粉末加入到聚合物前体,并且围绕LED芯片112装载。聚合物前体可随后固化,以 强固聚合物。也可使用其它已知的磷光体散布方法,例如传递模塑。
[0051] 图3说明根据本发明的系统的第三种可能结构。图3所示的实施方案的结构与图 1类似,除了磷光体材料222在外壳218的表面上涂布,而不是在LED芯片212之上形成。 磷光体材料222优选在外壳218的内表面上涂布,但是,如果期望,磷光体可在外壳的外表 面上涂布。磷光体222可在外壳的整个表面上涂布,或者涂布外壳的表面的仅顶部部分。将 通过LED芯片212发射的辐射226与通过磷光体222发射的光混合,该混合光显现为白光 224。当然,可组合图1-3的结构,并且磷光体可位于任何两个或所有三个位置中或在任何 其它合适的位置,例如与外壳分离,或在LED中集成。
[0052] 在任何以上结构中,灯10 (在图1中举例说明的)还可包括多个散射颗粒(未显 示),其嵌入包封剂材料中。散射颗粒可包含例如氧化铝或氧化钛。散射颗粒有效散射由 LED芯片发出的定向光,优选具有可忽略量的吸收。
[0053] 如在图4的第四种结构中所示,LED芯片412可在反射杯430中安装。杯430可 由反射材料(例如氧化铝、氧化钛或本领域已知的其它介电粉末,特别是氧化铝)制成或涂 布有该材料。图4的实施方案的结构的其余部分与任何前面的图中的那些相同,并且可包 括两个导线416、传导丝432和包封剂材料420。反射杯430被第一导线416支撑,并且传 导丝432用于使LED芯片412与第二导线416电连接。
[0054] 另一个结构(特别是用于背光应用)为表面安装装置("SMD")类型发光二极管 550,例如,如在图5中说明的。该SMD为"侧发射类型",并且在光引导部件554的突出部分 上具有光发射窗口 552。SMD类型发光二极管550可通过以下制备:布置通过在玻璃环氧化 物基材上流动焊接等而事先形成的LED,在所述基材上已形成导电图案,并且用窗口 552覆 盖LED。SMD包可包含如上定义的LED芯片和被由LED芯片发出的光激发的磷光体材料。
[0055] 当连同在350-550 nm发射的LED和一种或多种其它合适的磷光体使用时,所得到 的发光系统将产生具有白色的光,其特征将在以下更详细地讨论。灯10还可包括散射颗粒 (未显示),其嵌入包封剂材料中。散射颗粒可包含例如氧化铝或氧化钛。散射颗粒有效散 射由LED芯片发射的定向光,优选具有可忽略量的吸收。
[0056] 除了颜色稳定的Mn+4掺杂的磷光体以外,磷光体共混物22还可包括一种或多种 其它磷光体。当用于发光设备,与在约250-550 nm范围发射辐射的蓝色或近UV LED组合 时,通过组件发射的所得到的光将为白光。其它磷光体(例如绿色、蓝色、橙色或其它颜色 磷光体)可用于共混物中,以定制所得到的光的白色和产生较高CRI的源。当与在例如 250-550 nm发射的LED芯片结合使用时,发光设备优选包括蓝色磷光体,用于将一些(并 优选全部)LED辐射转化为蓝光,进而可随后通过本发明的颜色稳定的Mn+ 4磷光体和磷光体 共混物有效转化。用于根据本发明的磷光体共混物的合适的磷光体包括但不限于(Ba, Sr, Ca) 5 (PO4) 3 (Cl, F,Br, OH) : Eu2+, Mn2+; (Ba, Sr, Ca) BPO 5: Eu2+, Mn2+; (Sr, Ca) 10 (PO4) 6* V B2O3: Eu2+ (其中 0〈v 彡 I) ;Sr2Si308*2SrCl2:Eu 2+;(Ca,Sr,Ba) 3MgSi208:Eu2+,Mn2+;BaAl 8013:Eu2+; 2Sr0*0. 84P205*0. 16B203:Eu2+; (Ba, Sr, Ca)MgAl 10017:Eu2+, Mn2+; (Ba, Sr, Ca)Al 204:Eu2+; (Y, Gd, Lu, Sc, La) BO3: Ce3+, Tb3+;ZnS: Cu +,Cr;ZnS: Cu+, Al 3+;ZnS: Ag +,Cr;ZnS: Ag +,Al3+; (Ba,Sr,Ca)2SU4_2rEu 2+ (其中 0 彡 ξ 彡 0.2) ;(Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si207:Eu2+; (Sr, Ca, Ba) (Al, Ga, In)2S4:Eu2+; (Y, Gd, Tb, La, Sm, Pr, Lu) 3(A1, Ga) 5_α012_3/2α : Ce3+ (其 中 0 彡 α 彡 〇·5) ;(Ca,Sr)8(Mg,Zn)(Si04)4Cl 2:Eu2+,Mn2+;Na2Gd2B 207:Ce3+,Tb3+; (Sr, Ca, Ba, Mg, Zn) 2P207: Eu2+, Mn2+; (Gd, Y, Lu, La) 203:Eu3+, Bi3+; (Gd, Y, Lu, La) 202S:E u3+, Bi3+; (Gd, Y, Lu, La)V04:Eu3+, Bi3+; (Ca, Sr)S:Eu 2+, Ce3+;SrY 2S4:Eu2+;CaLa 2S4:Ce3+; (Ba, Sr, Ca)MgP207:Eu2+, Mn2+; (Y, Lu) 2W06:Eu3+, Mo6+; (Ba, Sr, Ca) pSiYNw :Eu2+(其中 2 β +4 γ =3 μ ) ;Ca3 (SiO4) Cl2: Eu2+; (Lu, Sc, Υ, Tb) 2_u_vCevCa1+uLi wMg2_wPw (Si, Ge) 3-w〇12-u/2 (其中-0· 5 彡 u 彡 1,0 < V 彡 0· 1,和 0 彡 W 彡 0· 2) ; (Y1Lu1Gd)HCaltSi4N6IC 1-^Ce3+ (其中 0 彡 Φ 彡 0· 5);掺杂 Eu2+和 / 或 Ce 3+的(Lu,Ca,Li,Mg,Y) a-SiAlON ; (Ca, Sr, Ba)Si02N2:Eu2+,Ce3+;3. 5Mg0*0. 5MgF2*Ge02:Mn4+;Ca !IfCecEufAlpcSihN3 (其 中 0 < c 彡 0· 2,0 彡 f 彡 0· 2) fai-h-rCehEUrAli-hOMg,ZrOhSiN3 (其中 0 < h 彡 0· 2, 0 彡 r 彡 0· 2) ;Cah2s_tCes(Li,Na)sEu tAlSiN3 (其中 0 彡 s 彡 0· 2,0 彡 f 彡 0· 2, s+t > 0);和〇&1_。_,_(^6。(1^,恥);^11,1 1+。_;^11_。+;^3(其中0彡〇彡0.2,0<乂彡0.4, 0 < Φ < 0· 2) 〇
[0057] 在磷光体共混物中每一种单独磷光体的比率可根据期望的光输出的特性而变。在 各种实施方案磷光体共混物中,可调节单独磷光体的相对比例,使得在将它们的发射共混 并且用于LED发光装置时,在CIE色度图上产生具有预定的X和y值的可见光。如所述的, 优选产生白光。该白光可例如可具有在约0. 30-约0. 55范围的X值和在约0. 30-约0. 55 范围的y值。然而,如所述的,在磷光体组合物中的每一种磷光体的精确识别和量可根据终 端用户的需要而变化。
[0058] 当与在350-550 nm发射的LED和任选的一种或多种另外的磷光体组合时,与基于 铈掺杂的铽铝石榴石(TAG)的发光装置相比,使用根据本发明的磷光体允许具有较高CRI 值和较低CCT的白色LED装置。可制备CCT值为约2500-约10000,优选2500-4500,以及 约70-95的高CRI值的LED装置。这使得在LED装置的CIE颜色色度图上提高的 CCX坐标 和降低的ccy坐标,导致"较温暖"的彩色LED。
[0059] 本发明的颜色稳定的Mn+4掺杂的磷光体可用于以上描述的那些以外的应用。例 如,该材料可在荧光灯、阴极射线管、等离子体显示器装置或液晶显示器(LCD)中用作磷光 体。该材料还可在电磁热量计、γ射线照相机、计算层析扫描仪或激光中用作闪烁体。这 些用途仅为说明性并且不是限制性的。 实施例
[0060] 高温、高湿度(HTHH)测试程序 将粉末加入到具有50-75重量%磷光体载荷的两部分硅酮(RTV615, Momentive)
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