抗湿磷光体和相关方法技术

一种磷光体材料包含锰(Mn4+)掺杂的氟化物磷光体的包封颗粒。本发明专利技术还提供包封此颗粒的方法。各颗粒用无锰的氟化物磷光体层包封。在照明装置中使用此磷光体材料在整个装置寿命过程产生改善的稳定性和可接受的流明维持率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及磷光体材料，特别涉及红色发射磷光体。更具体地讲，本专利技术涉及抗湿磷光体和利用这些磷光体的照明装置。发光二极管(LED)为通常用作其它光源(例如，白炽灯)的替代的半导体发光体。它们特别用作显示灯、警告灯和指示灯，或用于需要有色光的其它应用。LED产生的光的颜色取决于制造中所用半导体材料的类型。有色半导体发光器件，包括发光二极管和激光器(两者在此概括称为LED)，已从第II1-V族合金例如氮化镓(GaN)制造。关于基于GaN的LED，一般在电磁光谱的UV至绿色范围发光。直到最近，由于LED产生的光的固有颜色，LED尚不适用于需要明亮白光的照明用途。·近来，已为了使从LED发射的光转化成照明用途的有用光研发了多种技术。在一种技术中，用磷光体层涂覆或覆盖LED。磷光体为在电磁光谱的一部分吸收辐射能量而在电磁光谱的另一部分发射能量的发光材料。一个重要种类的磷光体是高化学纯度和控制组成的结晶无机化合物，其中已加少量其它元素(称为“活化剂”)以使它们转化成有效荧光材料。利用活化剂和无机化合物的适当组合，可控制发射的颜色。最有用的熟知磷光体响应可见范围外的电磁辐射激发在电磁光谱的可见部分发射辐射。通过插入由LED产生的辐射激发的磷光体，可产生不同波长的光，例如在光谱的可见范围。有色LED经常用于玩具、指示灯和其它器件。不断改进性能已使饱和色的LED能够应用于交通灯、出口标志、商店招牌等。除了有色LED外，可用LED产生的光和磷光体产生的光的组合产生白光。最普遍的白色LED由蓝色发射GaInN芯片组成。将蓝色发射芯片用一种磷光体涂覆，所述磷光体使一些蓝色辐射转化成互补色，例如淡黄色发射。蓝色和淡黄色辐射一起产生白光。也有设计使UV辐射转化成可见光的白色发射LED。这些LED利用近UV发射芯片和磷光体掺合物，包括红色、绿色和蓝色发射磷光体，并产生白光。在很多白光应用中，具有线发射光谱的磷光体(例如，Y2O3IEu3+)优选作为红色组分，因为它们在关注的相关色温(CCT)范围(例如，3000-6500K)在可接受的显色指数(CRI)值(例如，80-86)使辐射的发光效能(LER)最大化。掺杂有Eu3+的这些红色荧光灯磷光体不能成功用于UV LED灯，因为它们由于磷光体散射实质不吸收近UV(370-420nm)光，导致不可接受的光损失。目前，由于在300nm至520nm波长具有主发射峰，可在LED灯中使用基于锰(Mn4+)掺杂络合氟化物的一类磷光体。这些氟化物磷光体通常具有高量子效率，并且它们的窄红色线辐射导致可能用于暖白光。暖白LED(CCT〈4500K)不仅具有高CRI (>80)，而且具有高流明当量。然而，这些氟化物磷光体对湿气敏感，并且在高温(超过约60°C )和高湿度条件下降解。磷光体经常变成棕色，可能是由于MnF6_2离子水解成水合的二氧化锰，这导致这些磷光体的亮度显著变坏。因此，为了延长LED的光发射，希望制备抗湿气诱导降解的氟化物磷光体。另外，这种新的氟化物磷光体可提供简单包装方法的优点，例如，可需要很少气密密封。也很希望研发加入这种湿气防护磷光体的改进LED。
技术实现思路
一个实施方案为包含锰(Mn4+)掺杂的氟化物磷光体的单独颗粒的磷光体材料，其中各颗粒用无锰氟化物磷光体层包封。另一个实施方案为照明装置。照明装置包括光源和辐射偶联(radiationallycoupled)到光源的磷光体材料。磷光体材料包含猛(Mn4+)掺杂氟化物磷光体的单独颗粒，其中各颗粒用无锰氟化物磷光体层包封。 根据本专利技术的一个实施方案，本专利技术提供一种包封锰掺杂氟化物磷光体颗粒的方法。制备无锰氟化物磷光体的饱和溶液，并与锰掺杂氟化物磷光体粉末混合，以形成悬浮体。使悬浮体蒸发，直到形成糊，然后干燥糊，以制备包含全部包封颗粒的粉末。附图说明通过阅读以下详述并参考附图，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 图1为根据本专利技术的一个实施方案的照明装置的示意横截面 图2为根据本专利技术的另一个实施方案的照明装置的示意横截面 图3为根据本专利技术的又一个实施方案的照明装置的示意横截面 图4为根据本专利技术的一个实施方案的照明装置的剖侧透视 图5为表面安装器件(SMD)背光LED的示意透视图。专利技术详述 如在整个说明书和权利要求中所用，可用近似语言修饰任何定量表达，这些表达可容许改变，而不引起所涉及的基本功能的改变。因此，由术语例如“约”修饰的数值不限于所指定的精确值。在某些情况下，近似语言可相当于用于测定数值的仪器的精确度。在以下说明书和权利要求中，除非本文清楚地指明其它情况，单数形式“一”和“所述”包括复数讨论对象。本文所用术语“可”和“可以为”表示在一组情况内发生的可能性、具有规定性质、特性或功能的可能性，和/或通过表达与被修饰动词相关的一个或多个能力、性能或可能性来修饰另一个动词。因此，“可”和“可以为”的使用表示被修饰的术语明显合适、能够或适合于指定的能力、功能或使用，尽管考虑在某些情况下，被修饰的术语可能有时不是合适、能够或适合的。例如，在某些情况下，事件或能力能够预期，而在其他情况下，所述事件或能力不能出现-此差别由术语“可”和“可以为”体现。如以下详细讨论，本专利技术的一些实施方案提供抗湿磷光体材料和制备此组合物的方法。这些实施方案有利地提供用于湿敏磷光体(例如，锰掺杂氟化物磷光体)的单独颗粒的涂层，以保护它们不受大气条件侵害。本专利技术也提出在LED或其它光源中使用这些磷光体和掺合物。虽然本讨论在锰掺杂氟化物上下文中提供实例，但这些方法可用于含湿敏元素的其它磷光体。本文所用术语“磷光体”、“磷光体组合物”或“磷光体材料”可用于表示单一磷光体组合物和两种或更多种磷光体组合物的掺合物。在一个实施方案中，磷光体至少包含氟化物磷光体(红色磷光体)。在一些实施方案中，磷光体包含蓝色、红色和绿色磷光体的掺合物。蓝色、红色和绿色磷光体以光发射的颜色命名或者已知。根据本专利技术的一个实施方案，本专利技术提供一种具有湿气防护作用的磷光体材料。为了改善抗湿气诱导降解，锰掺杂氟化物磷光体的单独颗粒由无锰氟化物磷光体材料层包封。换句话讲，磷光体材料可具有芯-壳结构。实质上所有的锰掺杂氟化物磷光体的芯颗粒(也称为“芯磷光体”)用无锰氟化物的薄保护层(也称为“壳磷光体”)涂覆。与芯颗粒比较，薄保护层有利地在高温和高湿度条件下具有显著较小降解，从而保护芯颗粒不受大气湿气影响。在优选的实施方案中，每个颗 粒用保护壳层覆盖。然而，如果少量颗粒在处理条件下不变成完全覆盖，磷光体的总体特征对于大多数应用不受不利影响。氟化物磷光体一般为络合氟化物磷光体，并且可包含下列的一种或多种(1)A2 [MF6],其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4&其组合，其中 M选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr、Hf 及其组合；(2) A2 [MF5]，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，其中 M 选自 Al、Ga、In、Sc及其组合；(3) E [MF6]，其中E选自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn及其组合，其中M选自Ge、S1、Sn、T1、Zr、Hf及其组合；(4) A3 [MF6]，其中A选自L1、Na、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.27 US 12/843,9471.一种磷光体材料，所述磷光体材料包含锰(Mn4+)掺杂氟化物磷光体的单独颗粒，其中各颗粒用无锰氟化物磷光体层包封。2.权利要求1的磷光体材料，其中Mn4+(锰)掺杂氟化物磷光体为包含以下至少一种的材料(A)A2 [MF6] : Mn4'其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr、Hf及其组合；(B)A2 [MF5] : Mn4'其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Al、Ga、In、Sc 及其组合；(C)E [MF6] :Mn4+，其中 E 选自 Mg、Ca、Sr、Ba、Zn 及其组合，M 选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr、Hf及其组合；(D)A3 [MF6] :Mn4+，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Al、Ga、In、Sc、Y、La、镧系元素、Bi及其组合；(E)A2 [MF7]: Mn4+，其中A选自L1、Na、K、Rb、Cs、NH4及其组合，M选自Nb、Ta及其组合； (F)ZnJMF7]:Mn4+，其中 M 选自 Al、Ga、In 及其组合； (G)Ba0.65Zr0.35F2.7: Mn4+ ； (H)A[In2F7]:Mn4+，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合；或者(I)A3 [MF7] :Mn4+，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Zr、S1、Ge、Sn、Ti和Hf及其组合。3.权利要求1的磷光体材料，其中无锰氟化物磷光体为包含以下至少一种的材料 (A)A2[MF6L其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr 及其组合；(B)A2 [MF5]，其中A选自L1、Na、K、Rb、Cs、NH4及其组合，M选自Al、Ga、In及其组合;(C)E[MF6]，其中 E 选自 Mg、Ca、Sr、Ba、Zn 及其组合，M 选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr 及其组合； (D)A3 [MF6]，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Al、Ga、In、Sc、Y、La、镧系元素、Bi及其组合；(E)A2[MF7]，其中A选自L1、Na、K、Rb、Cs、NH4及其组合，M选自Nb、Ta及其组合; (F)Zn2[MF7]，其中M选自Al、Ga、In及其组合; (G)Ba0.65Zr0,35F2.7 ； (H)八[11^7]，其中六选自1^、恥、1(、诎、(^、順4及其组合；或者 (I)A3[MF7]，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Zr、S1、Ge、Sn、Ti 和Hf及其组合。4.一种照明装置，所述装置包含 光源；和 磷光体材料，所述磷光体材料辐射偶联到光源，并且包含Mn4+ (锰)掺杂氟化物磷光体的单独颗粒，其中各颗粒用无锰氟化物磷光体层包封。5.权利要求4的照明装置，其中Mn4+(锰)掺杂氟化物磷光体为包含以下至少一种的材料(A)A2 [MF6] : Mn4'其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Ge、S1、Sn、T1、Zr、Hf及其组合；(B)A2 [MF5] : Mn4'其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Al、Ga、In、Sc 及其组合；(C)E [MF6] :Mn4+，其中 E 选自 Mg、Ca、Sr、Ba、Zn 及其组合，M 选自 Ga、S1、Sn、T1、Zr、Hf及其组合；(D)A3 [MF6] :Mn4+，其中 A 选自 L1、Na、K、Rb、Cs、NH4 及其组合，M 选自 Al、Ga、In、Sc、Y、La、镧系元素、Bi及其组合；(E)...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ里昂，LS格里戈罗夫，AA塞特卢尔，OP西奇罗文，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：