具有发红光磷光体的复合材料制造技术

照明装置包括辐射连接于复合材料的LED光源，所述复合材料包括分散在至少一部分粘结材料中的式I的磷光体和导热材料。导热材料包括选自以下的材料：氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钙、氧化钡、氧化锶、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化锌、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、金刚石、石墨烯、聚乙烯纳米纤维、碳纳米管、银金属纳米颗粒、铜金属纳米颗粒、金金属纳米颗粒、铝金属纳米颗粒、氮化硼、氮化硅、碱金属卤化物、氟化钙、氟化镁、式II的化合物及其组合。

Composite materials with red phosphor

The illumination device comprises an LED light source radiatively connected to the composite material, which comprises a phosphor and a thermal conductive material of Form I dispersed in at least part of the bonding material. Thermal conductive materials include indium oxide, tin oxide, indium tin oxide, calcium oxide, barium oxide, strontium oxide, aluminium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, strontium hydroxide, zinc hydroxide, aluminum phosphate, magnesium phosphate, calcium phosphate, barium phosphate, strontium phosphate, diamond, graphene, polyethylene nanofibers, carbon nanotubes, silver nanoparticles. Compounds and combinations of granules, copper metal nanoparticles, gold metal nanoparticles, aluminum metal nanoparticles, boron nitride, silicon nitride, alkali metal halides, calcium fluoride, magnesium fluoride, formula II.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有发红光磷光体的复合材料有关联邦赞助的研究和开发的声明本专利技术利用由美国能源部授予的合同号DEEE0003251下的政府支持完成。政府在本专利技术中享有一定权利。背景基于被Mn4+活化的复合氟化物材料的发红光磷光体(如在US7358542、US7497973和US7648649中描述的那些)可以与发黄/绿光磷光体(例如YAG:Ce或其他石榴石组合物)组合使用，以从蓝色LED获得暖白光(黑体轨迹上CCT<5000K、显色指数(CRI)>80)，等效于现今荧光灯、白炽灯和卤素灯所产生的暖白光。这些材料强烈吸收蓝光，且高效地在约610-635纳米(nm)之间发射，而鲜有深红色/NIR发射。因此，相较于在视觉敏感性差的更深红色中有明显发射的红色磷光体，发光效能被最大化。在蓝色(440-460nm)激发下量子效率可超过85%。虽然使用Mn4+活化(或掺杂)的氟化物主体的照明系统的效能和CRI可以非常高，一个潜在的限制是它们在制造和使用条件下(例如在高温和湿度下)对降解敏感。使用合成后加工步骤可降低该降解，如US8252613中描述的。然而，期望开发其他提高材料稳定性的方法。简述简单来说，在一方面，照明装置包括辐射连接于复合材料的发光二极管(LED)光源，所述复合材料包括分散在至少一部分粘结材料中的式I的磷光体和导热材料，Ax[(M,Mn)Fy](I)其中导热材料包含选自以下的材料：氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钙、氧化钡、氧化锶、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化锌、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、金刚石、石墨烯、聚乙烯纳米纤维、碳纳米管、银金属纳米颗粒、铜金属纳米颗粒、金金属纳米颗粒、铝金属纳米颗粒、氮化硼、氮化硅、碱金属卤化物、氟化钙、氟化镁、式II的化合物及其组合；Ax[MFy](II)其中A在每次出现时独立地为Li、Na、K、Rb、Cs、或其组合，M在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在每次出现时独立地为[(M,Mn)Fy]离子和[MFy]离子上电荷的绝对值，并且y是5、6或者7。在一方面，照明装置包括辐射连接于复合材料的LED光源。复合材料包括磷光体层和布置于磷光体层上的导热层，磷光体层包含分散在至少一部分的第一粘结材料中的式I的磷光体，导热层包含分散在第二粘结材料中的导热材料。导热材料包括选自以下的材料：氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钙、氧化钡、氧化锶、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化锌、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、金刚石、石墨烯、聚乙烯纳米纤维、碳纳米管、银金属纳米颗粒、铜金属纳米颗粒、金金属纳米颗粒、铝金属纳米颗粒、氮化硼、氮化硅、碱金属卤化物、氟化钙、氟化镁、式II的化合物及其组合。附图当参考附图阅读以下详述时，本专利技术的这些以及其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，同样的字符在整个附图中代表同样的部件，其中：图1是根据本公开的一个实施方案的照明装置的横截面示意图；以及图2是根据本公开的另一个实施方案的照明装置的横截面示意图。详述在以下说明书以及权利要求中，单数形式“一个”、“一”和“该”包含复数对象，除非上下文明确地另外指明。本文所用术语“或”不意味着排他，而是指被提及的组分中的至少一种存在，且包括被提及的组分的组合可存在的情况，除非上下文明确地另外指明。本文在整个说明书和权利要求中所使用的近似的语言，可用于修饰任意定量表达，该定量表达可容许改变而不引起其所涉及的基本功能的变化。因此，被诸如“约”和“大致上”的一个或多个术语修饰的数值不局限于指定的精确数值。在某些情况下，近似的语言可对应于测量该数值的仪器的精度。本文所用术语“磷光体”、“磷光体组合物”以及“磷光体材料”既可用于表示单种磷光体也可以是两种以上磷光体的共混物。本文所用术语“灯”、“照明装置”和“照明系统”指任意可见和紫外光源，所述可见和紫外光可通过至少一种发光元件产生，该发光元件在被赋予能量时产生光发射，例如磷光体材料或发光二极管。本文所用术语“层”指以连续或非连续的方式布置在至少一部分下层表面上的材料。另外，术语“层”不一定意味着被布置材料的一致厚度，且被布置材料可具有一致或可变化的厚度。本文所用术语“布置在……上”指层或材料直接互相接触地布置，或者通过在其间具有中间层或特征而间接地布置，除非另外具体指明。参考图1，照明装置构造的非限制性实例，例如灯10，根据一个实施方案示出。灯10包括发光二极管(LED)光源例如LED芯片12，和电力附接至LED芯片12的导线14。导线14可包括细金属丝，该金属丝由较粗导线架16支撑，或导线14可包括自体支撑的电极而可省略导线架16。导线14提供电流至LED芯片12且因此导致LED芯片12发射辐射。所述光源可以是任何蓝或紫外光源，当它发射的辐射被指引到磷光体上时，能够产生白光。LED芯片10可以是发近紫外或蓝光的LED。LED芯片10可包含基于任何合适的III-V、II-VI或IV-IV族半导体层、且具有约250至550纳米(nm)的发射波长的半导体二极管。具体来说，LED芯片10可含有至少一个包含GaN、ZnSe或SiC的半导体层。例如，LED芯片10可包含由式IniGajAlkN(其中0≤i；0≤j；0≤k并且i+j+k=1)表示的氮化物化合物半导体，该半导体具有大于约250nm且小于约550nm的发射波长。在一个实施方案中，LED芯片10是发蓝光LED芯片，其具有约400至约500nm的峰值发射波长。尽管此处讨论的本公开的示例性结构的一般论述指向基于LED的光源，且更具体地，基于无机LED的光源，但应注意，除非另外指出，该LED芯片可由基于有机LED的光源或任何其他光源替换，且所有对LED芯片的提及仅仅代表合适的光源。LED芯片12可包封在壳18内，其将LED芯片12和包封材料20封入。壳18可以是例如玻璃或者塑料。LED芯片12可大致在包封材料20中心。包封材料20可以是环氧树脂、塑料、低温玻璃、聚合物或任何其他如在本领域所知的合适的包封材料。在某些实施方案中，包封材料20是环氧树脂或聚合物材料，例如硅树脂。壳18和包封材料20两者都应该是透明的，或者相对于由LED芯片12、式1的磷光体(如下所述)、任何另外的发光材料(如下所述)或其组合发射的光的波长而言大致上可透射的，以传输通过那些元件。或者，灯10可不带壳18而只包含包封材料20。LED芯片12可以例如使用导线架16、自体支撑电极、壳18的底端、或安装在导线架16上的底座(未示出)中的一个以上来支撑。在某些实施方案中，LED芯片12安装在反射杯(未示出)内。反射杯可由反射材料制成或由其涂覆，所述反射材料为例如氧化铝、氧化钛或其他本领域所知的介电材料。在灯10内，LED芯片12辐射连接于复合材料。复合材料包括分散在至少一部分粘结材料中的式I的磷光体和导热材料。辐射连接意味着元件互相关联，使得从一个发射的辐射被传输到另一个。如在图1中说明的，复合材料的层22布置于LED芯片12的表面11的至少一部分上。层22可使用合适的方法布置于LED芯片12的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.照明装置，其包含：辐射连接于复合材料的发光二极管(LED)光源，所述复合材料包含分散在至少一部分粘结材料中的式I的磷光体和导热材料,Ax [(M,Mn)Fy](I)其中导热材料包含选自以下的材料：氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钙、氧化钡、氧化锶、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化锌、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、金刚石、石墨烯、聚乙烯纳米纤维、碳纳米管、银金属纳米颗粒、铜金属纳米颗粒、金金属纳米颗粒、铝金属纳米颗粒、氮化硼、氮化硅、碱金属卤化物、氟化钙、氟化镁、式II的化合物及其组合；Ax [MFy](II)其中A在每次出现时独立地为Li、Na、K、Rb、Cs或其组合，M在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在每次出现时独立地为[(M,Mn)Fy]离子和[MFy]离子上电荷的绝对值，且y为5、6或7。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.照明装置，其包含：辐射连接于复合材料的发光二极管(LED)光源，所述复合材料包含分散在至少一部分粘结材料中的式I的磷光体和导热材料,Ax[(M,Mn)Fy](I)其中导热材料包含选自以下的材料：氧化铟、氧化锡、氧化铟锡、氧化钙、氧化钡、氧化锶、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锶、氢氧化锌、磷酸铝、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钡、磷酸锶、金刚石、石墨烯、聚乙烯纳米纤维、碳纳米管、银金属纳米颗粒、铜金属纳米颗粒、金金属纳米颗粒、铝金属纳米颗粒、氮化硼、氮化硅、碱金属卤化物、氟化钙、氟化镁、式II的化合物及其组合；Ax[MFy](II)其中A在每次出现时独立地为Li、Na、K、Rb、Cs或其组合，M在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在每次出现时独立地为[(M,Mn)Fy]离子和[MFy]离子上电荷的绝对值，且y为5、6或7。2.根据权利要求1所述的照明装置，其中导热材料的平均粒度小于1微米。3.根据权利要求1所述的照明装置，其中导热材料的平均粒度在约0.01微米至约0.5微米的范围内。4.根据权利要求1所述的照明装置，其中基于复合材料总量，导热材料以约1重量%至约50重量%的范围存在。5.根据权利要求1所述的照明装置，其中基于复合材料总量，导热材料以约10重量%至约20重量%的范围存在。6.根据权利要求1所述的照明装置，其中导热材料不含锰。7.根据权利要求1所述的照明装置，其中碱金属卤化物包含氟化钾、氯化钾、溴化钾或其组合。8.根据权利要求1所述的照明装置，其中A是K且M是Si。9.根据权利要求1所述的照明装置，其中粘结材料包含硅树脂或硅树脂衍生物、环氧树脂或低温玻璃。10.背光设备，其包含根据权利要求1所述的照明装置。11.照明装置，其包含：辐射连接于复合材料的LED光源，所述复合材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：DG波罗布，JE墨菲，F加西亚，MM布鲁斯特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US