具有红色发射荧光体的核-壳材料制造技术

一种涂布的荧光体，其包括直接布置在包含第二荧光体的核上的包含式(I) Ax[MFy]:Mn

Core-shell materials with red emission fluorescein

A coated fluorescent body comprising inclusion (I) Ax [MFy]:Mn directly arranged on a core containing a second fluorescent body

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有红色发射荧光体的核-壳材料
技术介绍
基于被Mn4+活化的络合物氟化物材料的红色发射荧光体，诸如在US7,358,542、US7,497,973和US7,648,649中描述的那些，可与黄色/绿色发射荧光体诸如YAG:Ce或其他石榴石组合物组合使用由蓝色LED实现暖白光(在黑体轨迹上CCTs<5000K，显色指数(CRI)>80)，相当于通过当前的荧光灯、白炽灯和卤素灯产生的光。这些材料强烈地吸收蓝光，并且在约610-635nm之间有效地发射，几乎没有深红/NIR发射。因此，与在眼睛敏感度差的更深红色中具有显著发射的红色荧光体相比，发光效力最大化。在蓝色(440-460nm)激发下，量子效率可超过85%。由于荧光体和粘合剂材料之间折光指数不匹配，含有红色发射荧光体与其他荧光体的共混物的LED封装可能经历包括相分离和光散射的问题。因此，需要可减轻由共混物引起的问题的荧光体。概述简要地，在一方面，本专利技术涉及一种涂布的荧光体，其包括直接布置在包含第二荧光体的核上的包含式IAx[MFy]:Mn4+(I)的第一Mn4+掺杂的荧光体的壳。所述第二荧光体为式I或式IIAx[MFy](II)化合物以外的材料。对于式I和式II的化合物，A每次出现时独立地为Li、Na、K、Rb、Cs或其组合；M每次出现时独立地为Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd或其组合；x为[MFy]离子的电荷的绝对值；和y为5、6或7。附图当参考附图阅读以下详细说明时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中在整个附图中相同的符号代表相同的部分，其中：图1为根据本专利技术的一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图2为根据本专利技术的另一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图3为根据本专利技术的又一个实施方案的照明设备的示意性横截面图；图4为根据本专利技术的一个实施方案的照明设备的剖切侧面透视图；图5为表面贴装器件(SMD)背光LED的示意性透视图。图6为显示根据本专利技术的涂布的荧光体的发射光谱的图。详细说明组成涂布的荧光体的壳的式I的Mn4+掺杂的荧光体为配位化合物，其含有至少一个被用作配体的氟离子围绕的配位中心，并且如果需要，通过反荷离子进行电荷补偿。在一个实例K2SiF6:Mn4+中，配位中心为Si，反荷离子为K。Mn4+活化剂离子也用作配位中心，取代主晶格的中心(例如，Si)的一部分。包括反荷离子的主晶格可进一步改变活化剂离子的激发和发射性能。在式I的荧光体中锰的量在约1mol%至约30mol%范围，特别是约3mol%至约20mol%。在其中式I的荧光体为K2SiF6:Mn4+的实施方案中，锰的量在约1mol%(约0.25wt%)至约25mol%(约6wt%)范围，特别是约2mol%(约0.5wt%)至约20mol(约5wt%)，更特别是约2mol%(约0.5wt%)至约4wt%(约16.5mol%)。在具体的实施方案中，荧光体的配位中心(也就是，式I中的M)为Si、Ge、Sn、Ti、Zr或其组合。更特别是，配位中心为Si、Ge、Ti或其组合，而反荷离子(或式I中的A)为Na、K、Rb、Cs或其组合，y为6。式I的荧光体的实例包括K2SiF6:Mn4+、K2TiF6:Mn4+、K2SnF6:Mn4+、Cs2TiF6、Rb2TiF6、Cs2SiF6、Rb2SiF6、Na2TiF6:Mn4+、Na2ZrF6:Mn4+、K3ZrF7:Mn4+、K3BiF6:Mn4+、K3YF6:Mn4+、K3LaF6:Mn4+、K3GdF6:Mn4+、K3NbF7:Mn4+、K3TaF7:Mn4+。在具体的实施方案中，式I的荧光体为K2SiF6:Mn4+。在一些实施方案中，涂布的荧光体的核由在绿色范围内发射的荧光体组成。这样的涂布的荧光体在黄-绿色和红色范围二者均具有发射，并且当与蓝色LED组合使用时，可能不需要其他荧光体来产生白光。可形成核的绿色荧光体的实例包括Ce3+-掺杂的石榴石和Eu2+-掺杂的氮氧化物荧光体。合适的Ce3+-掺杂的石榴石包括Ce3+-掺杂的钇铝石榴石，特别是(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5-αO12-3/2α:Ce3+(其中0≤α≤0.5)，更特别是Ce3+-掺杂的钇铝石榴石。Eu2+-掺杂的氮氧化物荧光体包括Eu2+-掺杂的β-SiAlON荧光体，诸如在US7,544,310、受让给NationalInstituteforMaterialsScience的其他专利、US8,237,348以及受让给SharpKabushikiKaisa的其他专利中描述的那些。在其他实施方案中，涂布的荧光体的核由在红色范围发射的Eu2+-掺杂的氮化物荧光体组成。可形成核的红色荧光体的实例包括Sr1-xCaxS:Eu2+和Eu2+-掺杂的氮化物荧光体诸如(Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、Sr[LiAl3N4]:Eu2+和Sr[Mg3SiN4]:Eu2+。总的来说，涂布的荧光体的核由式I或式II化合物以外的材料组成，其在制备涂层的条件下稳定，所述条件可包括暴露于强酸诸如HF、氧化剂诸如氟气体和高温。涂布的荧光体可通过使将形成涂布的荧光体的核的荧光体在HF溶液中的悬浮液与Mn4+、A+和M的来源接触而制备。在一些实施方案中，通过在A的来源存在下，向该悬浮的核荧光体逐步加入含有M的来源和HF的第一溶液和含有Mn的来源的第二溶液以形成涂布的荧光体来制备荧光体。用作Mn的来源的材料包括例如K2MnF6、KMnO4、K2MnCl6、MnF4、MnF3、MnF2、MnO2及其组合，特别是K2MnF6。当壳荧光体为K2SiF6时，M的来源可为在溶液中具有良好溶解度的含Si化合物，例如H2SiF6、Na2SiF6、(NH4)2SiF6、Rb2SiF6、Cs2SiF6、SiO2或其组合，特别是H2SiF6。使用H2SiF6是有利的，因为其在水中具有非常高的溶解性，并且其不含作为杂质的碱金属元素。M的来源可为单一化合物或两种或更多种化合物的组合。所用的原料的量通常相应于期望的组成，不同之处在于在一些实施方案中可存在过量的A的来源。涂布的荧光体可经历合成后处理，这可提高式I的荧光体的颜色稳定性，而不会对荧光体核有害。特别是，涂布的荧光体可在升高的温度下与气态形式的含氟氧化剂接触，如在US8,309,724中描述。在接触期间，温度在约200°C至约700°C范围，特别是约350°C至约700°C，在一些实施方案中，约500°C至约700°C。荧光体与氧化剂接触足以将其转化为颜色稳定的荧光体的时段。时间和温度相互关联，并且可共同调节，例如，增加时间同时降低温度，或提高温度同时减少时间。在具体的实施方案中，时间为至少一小时，特别是至少四小时，更特别是至少六小时，最特别是至少八小时。含氟氧化剂可为F2、HF、SF6、BrF5、NH4HF2、NH4F、KF、AlF3、SbF5、ClF3、BrF3、KrF、XeF2、XeF4、NF3、SiF4、PbF2、ZnF2、SnF2、CdF2、C1-C4碳氟化合物或其组合。合适的碳氟化合物的实例包括CF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂布的荧光体，其包含直接布置在包含第二荧光体的核上的包含式I的第一荧光体的壳；Ax[MFy]:Mn

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种涂布的荧光体，其包含直接布置在包含第二荧光体的核上的包含式I的第一荧光体的壳；Ax[MFy]:Mn4+I其中所述第二荧光体为选自Ce3+-掺杂的石榴石、Eu2+-掺杂的氮氧化物、Eu2+-掺杂的氮化物及其组合的荧光体；其中A每次出现时独立地为Li、Na、K、Rb、Cs或其组合；M每次出现时独立地为Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd或其组合；x为[MFy]离子的电荷的绝对值；和y为5、6或7。2.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为绿色荧光体。3.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为Ce3+-掺杂的石榴石荧光体。4.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为Ce3+-掺杂的钇铝石榴石荧光体。5.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)3(Al,Ga)5-αO12-3/2α:Ce3+(其中0≤α≤0.5)。6.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为Eu2+-掺杂的β-SiAlON荧光体。7.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为CaAlSiN3:Eu2+。8.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为Eu2+-掺杂的氮化物荧光体。9.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第二荧光体为(Ba,Sr)2Si5N8:Eu2+、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+、Sr[LiAl3N4]:Eu2+、Sr[Mg3SiN4]:Eu2+、(Sr,Ca)S:Eu2+或其组合。10.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中M为Si、Ge、Sn、Ti、Zr或其组合。11.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中A为Na、K或其组合。12.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中A为Na、K、Rb、Cs或其组合；M为Si、Ge、Ti或其组合；和Y为6。13.根据权利要求1所述的涂布的荧光体，其中所述第一荧光体为K2SiF6:Mn4+。14.一种照明设备，其包含半导体光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：JE墨菲，WW比尔斯，WE科亨，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US