用于LED应用的红光荧光体制造技术

技术编号:4541266 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
发光器件包括背光源,该背光源具有光源以及包括用Mn↑[4+]激活的复合氟化物荧光体的荧光体材料,该复合氟化物荧光体可以包括以下中的至少一种:(A)A↓[2][MF↓[5]]:Mn↑[4+],其中,A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH↓[4]及它们的组合;以及其中,M选自Al、Ga、In或它们的组合;(B)A↓[3][MF↓[6]]:Mn↑[4+]:其中,A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH↓[4]及它们的组合,以及其中,M选自Al、Ga、In或它们的组合;(C)Zn↓[2][MF↓[7]]:Mn↑[4+],其中,M选自Al、Ga、In或它们的组合;以及(D)A[In↓[2]F↓[7]]:Mn↑[4+],其中,A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH↓[4]或它们的组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本示例性实施例涉及荧光体组合物,尤其涉及用于发光应用的 荧光体。更具体地,本实施例涉及发红光荧光体和采用这些荧光体 的发光装置。
技术介绍
发光二极管(LED)是通常用作诸如白炽灯的其他光源的替代 品的半导体发光体。它们尤其被用作显示灯、报警灯和指示灯或者 用在期望4寻到有色光的其〗也应用中。由LED产生的光的颜色取决 于在LED的制造过程中所使用的半导体材料的类型。包括发光二极管和激光器(两者在本文中被统称为LED)的有 色半导体发光器件已由诸如氮化镓的第III-V族合金制成。对于基 于GaN的LED,所发射的光通常在电磁光谱的UV至绿色范围内。 直到最近,由于由LED所产生的光的固有颜色,LED已不适合需 要明亮白光的发光用应。近来,已开发了用于将从LED发射的光转换为用于照明的有 用光的技术。在一种技术中,LED涂覆或覆盖有荧光体层。荧光体 是吸收电》兹光i普的一部分中的辐射能量并发射电^兹光谱的另 一部 分中的能量的发光材料。 一种重要的荧光体是具有非常高化学纯度 和可控组成的结晶无枳j化合物,其中,该化合物中添加有少量其他 成分(被称为"活化剂,,)以将其转换为有效的荧光材料。利用活 化剂和无机化合物的适当组合,能够控制发光的颜色。最有用和公 知焚光体响应于在可见范围外的电磁辐射的激发而发出在电^兹光 i普的可见部分内的辐射。 '通过4参入由LED产生的辐射所激发的荧光体,可以产生例如 在光:^普的可见范围内的具有不同波长的光。有色LED通常^皮用在 玩具、指示灯和其他装置中。持续的性能改善使其已能够用于在交 通灯、出口标志、商店标识等的々包和色的LED的新应用。除了有色LED之外,LED产生的光和荧光体产生的光的合成 可以用于产生白光。最常见的白色LED由发蓝色光的GalnN芯片 组成。该发蓝光的芯片涂覆有将一些蓝色辐射转换为互补色(例如, 发黄色光)的荧光体。蓝色和黄色辐射一起产生白光。还存在白色 LED,其利用近UV发射芯片和包括4皮设计用于将UV辐射转换为 可见光的红色荧光体(红色荧光粉)、绿色荧光体和蓝色荧光体的 焚光体混合物。已知的白光发光器件包括与黄色发光荧光体(诸如,铈(III) 掺杂的钇铝石榴石("YAG:Ce,,)、铈(III)掺杂的铽铝石榴石 ("TAG:Ce")或者铕(II)掺杂的原石圭酸钡("BOS"))结合的蓝色发 光LED,该蓝色发光LED在近蓝色范围内具有最大发光波长(从 约440 nm至约480 nm )。荧光体吸收,人LED发出的辐射的一部分, 并将所吸收的辐射转换为黄光。由LED发射的蓝光的其余部分透 过荧光体,并与由荧光体发射的黄光混合。观看者将蓝光和黄光混9合感知为白光。来自荧光材料和LED芯片的光的总和提供了具有 相应的色彩坐标系(x和y)和相关色温(CCT)的色点,并且其 光谱分布提供了由显色指数(CRI)衡量的显色能力。这才羊的系统可以用于制造具有> 4500 K的CCT且CRI范围为 约72至82的白色光源,其中辐射的发光效能("LER",也称为发 光度)为约330 1m/W。pt。当此范围适合于许多应用时, 一般的照明 光源通常需要更低的CCT和更高的CRI,优选地,具有类似的或更 好的LER。由蓝色发射芯片和黄色发射荧光体制成的白色LED器件的一 种特别优选的应用是用于例如蜂窝式电话、个人数字助理等中的背 光源。这些应用需要高CCT值(大于5000 K),这容易由上述具有 280 lm/W。pt或更大的LER值的LED^是供。然而,由于黄色荧光体 (例如,具有在550nm与610nm之间的最大发射)的使用,所以 这些LED的光谱包含在光i普的黄色区域内的过度发射,这大大地 降4氐了背光的色i或(color gamut )。色域是在色度图(例如,CIE 1931 x,y图)中显示的对黄S争红色、 绿色和蓝色像素的色点之间的区域。用于显示的历史上的"黄金标 准,,是NTSC色域,其由三组色点坐标(在CIE 1931 x,y色度图中, 纟工色的x=0.674 iLy=0.326,纟录色的x=0.218 JLy=0.712,以及蓝色 的x=0.140JLy=0.080)卩艮定。通常i人为,3于于i午多背光应用而言, 大于70%的NTSC的色域可接受的,而对于大多数的任何这样的应 用而言,大于90%的NTSC的色域是可接受的。为了改善4吏用黄色荧光体的LED背光源的色域, -使黄光纟皮过 滤,从而减小了 LED背光源的有效LER。因此,开发在CCT〉 5000 K处能够4是供280 lm/W。pt以上的LER而在封装件中不具有黄色荧 光体的LED背光源是有益的。红光荧光体特别适用于当与蓝色或近UV LED芯片 一起使用时同时获得这样的LER值,如果需要的 话,结合至少一种绿色荧光体或蓝色荧光体。其他白光LED发光系统-使用UV或可见光LED芯片与红色、 纟录色和/或蓝色荧光体的掺和物,该4参和物可以一皮近UV辐射有效激 发以产生白光。尽管国际上^L定了 14个标准色样并且能够计算更广的CRI (Rw4)作为它们的平均值,CRI通常被义定为8个标准色样(RM) 的平均值,通常称为通用显色指数并简称为Ra。具体地,衡量深红 色(strong red)的显色的R9值对于应用范围是非常重要的,尤其 是医学属性。随着CCT减小以及/或者CRI增大,LED值通常减小,导致"暖 白色"LED的值(CCT<4500K)显著l氐于那些"冷白色"LED的 值(CCT 〉4500 K)。可以通过使用具有线形发射光谱的红色荧光 体来提高LER值,这与具有宽带发射的红色荧光体相反。后一种荧 光体的发射能量的大部分易于落入人眼的4文感度非常低的光语的 深红色部分,从而减小了LER值。因此,在许多白光应用中,优选具有线形发射光语的荧光体(例 如,Y203:Eu3+)作为红色成分,因为在感兴趣的CCR范围(例如, 3000-6500 K )内,它4吏在可4妾受的CRI 4直(例如,80-86 )处的LER 最大化。目前的4参杂有Ei^+的红色荧光灯荧光体不能成功地用在 UV LED灯中,因为它们实际上不吸收近UV (370-420 nm )光, 这导致由于由荧光体带来的散射而引起的不可接受的光损耗。发深 红色光的氟氧化物荧光体(例如,3.5MgO*0.5MgF2*GeO2:Mn4+ (MFG))可以用在LED灯中,^f旦是由于其发射大多出现在光语的 红色区域内的太远处(超过650nm),所以要考虑对LER的影响。 基于掺杂有Mn"氧化物和鹵氧化物主晶格的其他类似荧光体还具有在大于650 nm的波长处的主发射峰值。优选地,使用在较低波长(例如,在610至650 nm范围内)处具有线形发射最大值的红色荧光体,其在UV至蓝色范围内具有对LED芯片发射的良好吸收性。这在改善LER的同时将通常的CRI维持在80或更高。因此,对于新的红光荧光体、以及它们与显示高量子岁丈率的UV和可见LED芯片结合使用的纟参和物存在持续的需求,乂人而制造在任何给定CCR处具有高CRI和改善的LER的白光LED以及具有最小黄色发射和高LER的背光源LED。
技术实现思路
在第一方面,提本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于发射白光的发光装置,包括 半导体光源;以及 辐射性连接至所述光源的荧光体材料,其中,所述荧光体材料包括选自由以下各项组成的组中的至少一种荧光体: (A)A↓[2][MF↓[5]]:Mn↑[4+],其中,A选自Li、Na、K、R b、Cs、NH↓[4]及它们的组合;而M选自Al、Ga、In或它们的组合;(B)A↓[3][MF↓[6]]:Mn↑[4+],其中,A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH↓[4]及它们的组合;而M选自Al、Ga、In或它们的组合; (C)Z n↓[2][MF↓[7]]:Mn↑[4+],其中,M选自Al、Ga、In或它们的组合;以及 (D)A[In↓[2]F↓[7]]:Mn↑[4+],其中,A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH↓[4]或它们的组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:埃米尔韦尔吉洛夫拉德科夫阿南特阿奇尤特塞特勒尔阿洛克马尼斯里瓦斯塔瓦柳德米尔斯拉夫切夫格里戈罗夫
申请(专利权)人:照明有限责任公司
类型:发明
国别省市:US[]

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