用于LED应用的红光荧光体制造技术

本发明专利技术涉及用于LED应用的红光荧光体。本发明专利技术还涉及一种发光装置，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，荧光体材料包括用Mn4+激活的复合氟化物荧光体。发光器件包括背光源，该背光源具有光源和包括用Mn4+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)A2[MF5]:Mn4+，其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4及它们的组合；以及其中M选自Al、Ga、In或它们的组合；(B)A3[MF6]:Mn4+:其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4及它们的组合，以及其中M选自Al、Ga、In或它们的组合；(C)Zn2[MF7]:Mn4+，其中M选自Al、Ga、In或它们的组合；以及(D)A[In2F7]:Mn4+，其中A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4或它们的组合。

【技术实现步骤摘要】
用于LED应用的红光荧光体本申请是申请日为2008年2月13日，申请号为200880010725.1，专利技术名称为“用于LED应用的红光荧光体”的专利技术专利申请的分案申请。本申请是于2006年2月28日提交的美国专利申请第11/364,611号的部分继续申请并要求其优先权，其又是分别于2005年2月2日和2005年11月11日提交的美国专利申请第11/049,598号和第11/285,442号的部分继续申请。
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得到有色光的其他应用中。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。荧光体是吸收电磁光谱的一部分中的辐射能量并发射电磁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机化合物，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。最有用和公知荧光体响应于在可见范围外的电磁辐射的激发而发出在电磁光谱的可见部分内的辐射。通过掺入由LED产生的辐射所激发的荧光体，可以产生例如在光谱的可见范围内的具有不同波长的光。有色LED通常被用在玩具、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、商店标识等的饱和色的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GaInN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发射芯片和包括被设计用于将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荧光体混合物。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）掺杂的原硅酸钡（“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440nm至约480nm）。荧光体吸收从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。这样的系统可以用于制造具有＞4500K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330lm/Wopt。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5000K），这容易由上述具有280lm/Wopt或更大的LER值的LED提供。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的光谱包含在光谱的黄色区域内的过度发射，这大大地降低了背光的色域（colorgamut）。色域是在色度图（例如，CIE1931x,y图）中显示的横跨红色、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CIE1931x,y色度图中，红色的x=0.674且y=0.326，绿色的x=0.218且y=0.712，以及蓝色的x=0.140且y=0.080）限定。通常认为，对于许多背光应用而言，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。为了改善使用黄色荧光体的LED背光源的色域，使黄光被过滤，从而减小了LED背光源的有效LER。因此，开发在CCT＞5000K处能够提供280lm/Wopt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UVLED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、绿色和/或蓝色荧光体的掺和物，该掺和物可以被近UV辐射有效激发以产生白光。尽管国际上规定了14个标准色样并且能够计算更广的CRI（R1-14）作为它们的平均值，CRI通常被义定为8个标准色样（R1-8）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（strongred）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）显著低于那些“冷白色”LED的值（CCT＞4500K）。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敏感度非常低的光谱的深红色部分，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谱的荧光体（例如，Y2O3:Eu3+）作为红色成分，因为在感兴趣的CCR范围（例如，3000-6500K）内，它使在可接受的CRI值（例如，80-86）处的LER最大化。目前的掺杂有Eu3+的红色荧光灯荧光体不能成功地用在UVLED灯中，因为它们实际上不吸收近UV（370-420nm）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，但是由于其发射大多出现在光谱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Mn4+氧化物和卤氧化物主晶格的其他类似荧光体还具有在大于650nm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650nm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效率的UV和可见LED芯片结合使用的掺和物存在持续的需求，从而制造在任何给定CCR处具有高CRI和改善的LER的白光LED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，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，所述荧光体材料包括用Mn4+激活的复合氟化物荧光体。

【技术特征摘要】
2007.02.13 US 11/705,8601.一种背光装置，包括：半导体光源，所述半导体光源包括至少一个具有在440nm至480nm之间的峰值发射波长的蓝色LED芯片；以及辐射性连接至所述半导体光源以接收峰值发射波长在440nm至480nm之间的蓝色光的荧光体材料，所述荧光体材料包括通过转换所述蓝色光以用于发射具有在610nm至650nm之间的峰值发射波长的红色光的、用Mn4+激活的红光复合氟化物荧光体和通过转换所述蓝色光以用于发射具有在535nm至547nm的范围内的峰值发射波长且具有45nm至55nm的范围内的半最大值全宽度的绿色光的绿光荧光体；其中，所述用Mn4+激活的红光复合氟化物荧光体包括A2[MF6]:Mn4+，其中，A选自Li、Na、K、Rb、Cs、NH4以及它们的组合；而其中M选自Ge、Si、Sn、Ti、Zr以及它们的组合。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述用Mn4+激活的红光复合氟化物荧光体包括K2SiF6:Mn4+。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述半导体光源包括另外的发射峰值波长范围为从370nm至500nm的辐射的半导体发光二极管(LED)芯片。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述半导体光源包括由化学式IniGajAlkN表示的化合物，其中，0≤i，0≤j，0≤k，且...

【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：