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顏色穩(wěn)定的錳摻雜的磷光體的制作方法_3

文檔序號:8917357閱讀:來源:國知局
,該混合光顯現為白 光。當然,磷光體可位于任何兩個或所有三個位置中或在任何其它合適的位置,例如與殼分 離或在LED中集成。
[0050] 圖2說明根據本發(fā)明的系統(tǒng)的第二種結構。除非另外說明,否則圖1-4的相應數 字(例如,圖1中的12和圖2中的112)與每個圖中相應的結構關聯。圖2的實施方案的 結構與圖1類似,除了磷光體材料122在包封劑材料120內散布,而不是在LED芯片112上 直接形成。磷光體(粉末形式)可在包封劑材料的單一區(qū)域內散布,或者更優(yōu)選,遍及包封 劑材料的整個體積散布。將通過LED芯片112發(fā)射的輻射(箭頭126所示)與通過磷光體 122發(fā)射的光混合,該混合光顯現為白光124。如果磷光體在包封劑材料120內散布,則可 將磷光體粉末加入到聚合物前體,并且圍繞LED芯片112裝載。聚合物前體可隨后固化,以 強固聚合物。也可使用其它已知的磷光體散布方法,例如傳遞模塑。
[0051] 圖3說明根據本發(fā)明的系統(tǒng)的第三種可能結構。圖3所示的實施方案的結構與圖 1類似,除了磷光體材料222在外殼218的表面上涂布,而不是在LED芯片212之上形成。 磷光體材料222優(yōu)選在外殼218的內表面上涂布,但是,如果期望,磷光體可在外殼的外表 面上涂布。磷光體222可在外殼的整個表面上涂布,或者涂布外殼的表面的僅頂部部分。將 通過LED芯片212發(fā)射的輻射226與通過磷光體222發(fā)射的光混合,該混合光顯現為白光 224。當然,可組合圖1-3的結構,并且磷光體可位于任何兩個或所有三個位置中或在任何 其它合適的位置,例如與外殼分離,或在LED中集成。
[0052] 在任何以上結構中,燈10 (在圖1中舉例說明的)還可包括多個散射顆粒(未顯 示),其嵌入包封劑材料中。散射顆??砂缪趸X或氧化鈦。散射顆粒有效散射由 LED芯片發(fā)出的定向光,優(yōu)選具有可忽略量的吸收。
[0053] 如在圖4的第四種結構中所示,LED芯片412可在反射杯430中安裝。杯430可 由反射材料(例如氧化鋁、氧化鈦或本領域已知的其它介電粉末,特別是氧化鋁)制成或涂 布有該材料。圖4的實施方案的結構的其余部分與任何前面的圖中的那些相同,并且可包 括兩個導線416、傳導絲432和包封劑材料420。反射杯430被第一導線416支撐,并且傳 導絲432用于使LED芯片412與第二導線416電連接。
[0054] 另一個結構(特別是用于背光應用)為表面安裝裝置("SMD")類型發(fā)光二極管 550,例如,如在圖5中說明的。該SMD為"側發(fā)射類型",并且在光引導部件554的突出部分 上具有光發(fā)射窗口 552。SMD類型發(fā)光二極管550可通過以下制備:布置通過在玻璃環(huán)氧化 物基材上流動焊接等而事先形成的LED,在所述基材上已形成導電圖案,并且用窗口 552覆 蓋LED。SMD包可包含如上定義的LED芯片和被由LED芯片發(fā)出的光激發(fā)的磷光體材料。
[0055] 當連同在350-550 nm發(fā)射的LED和一種或多種其它合適的磷光體使用時,所得到 的發(fā)光系統(tǒng)將產生具有白色的光,其特征將在以下更詳細地討論。燈10還可包括散射顆粒 (未顯示),其嵌入包封劑材料中。散射顆??砂缪趸X或氧化鈦。散射顆粒有效散 射由LED芯片發(fā)射的定向光,優(yōu)選具有可忽略量的吸收。
[0056] 除了顏色穩(wěn)定的Mn+4摻雜的磷光體以外,磷光體共混物22還可包括一種或多種 其它磷光體。當用于發(fā)光設備,與在約250-550 nm范圍發(fā)射輻射的藍色或近UV LED組合 時,通過組件發(fā)射的所得到的光將為白光。其它磷光體(例如綠色、藍色、橙色或其它顏色 磷光體)可用于共混物中,以定制所得到的光的白色和產生較高CRI的源。當與在例如 250-550 nm發(fā)射的LED芯片結合使用時,發(fā)光設備優(yōu)選包括藍色磷光體,用于將一些(并 優(yōu)選全部)LED輻射轉化為藍光,進而可隨后通過本發(fā)明的顏色穩(wěn)定的Mn+ 4磷光體和磷光體 共混物有效轉化。用于根據本發(fā)明的磷光體共混物的合適的磷光體包括但不限于(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);摻雜 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] 在磷光體共混物中每一種單獨磷光體的比率可根據期望的光輸出的特性而變。在 各種實施方案磷光體共混物中,可調節(jié)單獨磷光體的相對比例,使得在將它們的發(fā)射共混 并且用于LED發(fā)光裝置時,在CIE色度圖上產生具有預定的X和y值的可見光。如所述的, 優(yōu)選產生白光。該白光可例如可具有在約0. 30-約0. 55范圍的X值和在約0. 30-約0. 55 范圍的y值。然而,如所述的,在磷光體組合物中的每一種磷光體的精確識別和量可根據終 端用戶的需要而變化。
[0058] 當與在350-550 nm發(fā)射的LED和任選的一種或多種另外的磷光體組合時,與基于 鈰摻雜的鋱鋁石榴石(TAG)的發(fā)光裝置相比,使用根據本發(fā)明的磷光體允許具有較高CRI 值和較低CCT的白色LED裝置??芍苽銫CT值為約2500-約10000,優(yōu)選2500-4500,以及 約70-95的高CRI值的LED裝置。這使得在LED裝置的CIE顏色色度圖上提高的 CCX坐標 和降低的ccy坐標,導致"較溫暖"的彩色LED。
[0059] 本發(fā)明的顏色穩(wěn)定的Mn+4摻雜的磷光體可用于以上描述的那些以外的應用。例 如,該材料可在熒光燈、陰極射線管、等離子體顯示器裝置或液晶顯示器(LCD)中用作磷光 體。該材料還可在電磁熱量計、γ射線照相機、計算層析掃描儀或激光中用作閃爍體。這 些用途僅為說明性并且不是限制性的。 實施例
[0060] 高溫、高濕度(HTHH)測試程序 將粉末加入到具有50-75重量%磷光體載荷的兩部分硅酮(RTV615, Momentive)
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