[发明专利]具有发红光磷光体的复合材料

说明书

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。

有关联邦赞助的研究和开发的声明

本发明利用由美国能源部授予的合同号DEEE0003251下的政府支持完成。政府在本发明中享有一定权利。

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US 7358542、US 7497973和US 7648649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<5000 K、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US 8252613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，

A_x [(M,Mn)F_y]

(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；

A_x [MF_y]

(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)F_y]离子和[MF_y]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，本发明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：