发光的涂层和装置制造方法及图纸

一种组合第一磷光剂材料和第二磷光剂材料的方法以及由其制备的装置。该方法包含提供第一磷光剂材料,将该第一磷光剂材料与主体基质组合来构建第一磷光剂混合物,在一种或多种预定的温度下固化该第一磷光剂混合物,和将该固化的第一磷光剂混合物沉积到具有第二磷光剂材料的基材上。第一磷光剂材料包含发射红光的磷光剂颗粒，第二磷光剂材料包含发射黄光的磷光剂颗粒，主体基质包含倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材料、溶胶-凝胶主体材料或碱/硅酸盐水玻璃主体材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】背景本申请要求2013年08月5日提交的美国申请第61/862279号的优先权，其全文通过引用结合于此。已知电致发光灯或装置的各种实施方式，其中基于发光二极管(LED)来产生白光。一种实施方式基于使用转换发光体，其通常称作磷光剂。其它实施方式使用量子点。LED的初级发射的一部分(大多数是波长范围约460nm的蓝色)可通过磷光剂来吸收，并作为在更高波长的次级辐射再次发射。发射波长通常在500nm(绿色)到630nm(红色)的范围变化。如果磷光剂与互补颜色的发射一起使用,可额外地实现白色发射。然而,为了形成暖色系的白光(2700-3500K),红色磷光剂应与黄色磷光剂组合使用。因为红色磷光剂的宽发射以及红色磷光剂的较低的效率,常规溶液提供不足的颜色再现、低效的辐射能量(辐射功率)利用和技术上复杂的构造。概述本专利技术总体涉及照明，具体来说，涉及具有高效率和高颜色再现的LED、LED灯泡和电致发光装置。一些实施方式提供具有高效率和高颜色再现的用于照明应用的LED模块。示例性实施方式包括红色磷光剂，其可沉积到黄色磷光剂基材上，由此第二荧光颜色的添加拓宽发射的光的颜色空间，这使得通过合适地混合蓝色、黄色和红色贡献来调节发射的颜色。一些实施方式提供用于将输入波长转换成输出波长的设置例如波长转换板。该波长转换板包含第一磷光剂层和第二磷光剂层，该第一磷光剂层包含在整个第一基质中分布的第一磷光剂颗粒，且该第二磷光剂层包含在整个第二基质中分布的第二磷光剂颗粒，由此第二磷光剂层与第一磷光剂层物理接触，且第二基质包含硅氧烷或倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材料、溶胶-凝胶主体材料或碱性(alkali)/硅酸盐水玻璃主体材料。其它实施方式提供具有至少一个发光二极管和多层结构的照明装置,该至少一个发光二极管适于发射峰值波长在可见光谱区中的基色光(primarylight)，该多层结构具有第一磷光剂层和第二磷光剂层，该第一磷光剂层包含在整个第一基质中分布的第一磷光剂颗粒，且该第二磷光剂层包含在整个第二基质中分布的第二磷光剂颗粒。该第二磷光剂层可物理接触第一磷光剂层,且第二基质包含硅氧烷或倍半硅氧烷(silsesquioxane)主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材料、溶胶-凝胶主体材料或碱(alkali)/硅酸盐水玻璃主体材料。其它实施方式提供具有至少一个发光二极管和多层结构的照明装置,该至少一个发光二极管适于发射峰值波长在可见光谱区中的基色光，该多层结构具有第一磷光剂层和第二磷光剂层，该第一磷光剂层包含在整个第一基质中分布的发射黄光的磷光剂颗粒，该第二磷光剂层接触第一磷光剂层并包含在整个第二基质中分布的发射红光的磷光剂颗粒。第二基质包含硅氧烷或倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材料、溶胶-凝胶主体材料或碱/硅酸盐水玻璃主体材料,且该第二磷光剂层不包含陶瓷氧化物前体。各种实施方式还包含组合第一磷光剂材料和第二磷光剂材料的方法。该方法包含提供第一磷光剂材料,组合第一磷光剂材料与主体基质来构建第一磷光剂混合物,在一种或多种预定的温度下固化该第一磷光剂混合物,和将该固化的第一磷光剂混合物沉积到具有第二磷光剂材料的基材上。在以下的详细描述中给出了要求保护的主题内容的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的要求保护的主题而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本专利技术的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理、操作和变体。附图简要说明提供这些附图只是为了说明性目的，应理解本文所述的和所讨论的实施方式不限于所示的设置和手段。图1是色度图表，其显示与眼睛响应卷积(convolved)的各种颜色点。图2A-2F显示根据示例性实施方式的各种倍半硅氧烷主体材料。图3显示根据一些实施方式的示例性固化过程。图4A-4C提供由实施方式形成的示例性涂层的图形化显示。图5是由一些实施方式形成的示例性涂层的图形化显示。图6是由一些实施方式形成的示例性涂层的图形化显示。图7显示本专利技术的一实施方式和下面的黄色磷光剂基材的比较。图8显示另一实施方式。图9是色度图表，其显示根据一些实施方式的与眼睛响应卷积(convolved)的各种颜色点。图10是量子效率与温度的关系图。图11显示根据一些实施方式的在表面贴装封装中的白光LED。图12显示根据另一些实施方式的在表面贴装封装中的白光LED。图13A和13B显示具有根据一些实施方式的具有波长转换板的发光装置。虽然为了说明和理解本专利技术可包括细节，但这些细节不应构成对范围的限制，相反只是作为可包含进入特定实施方式和/或说明特定实施方式的特征。具体描述参考附图描述了用于发光的涂层和装置的各种实施方式，其中相同的元件具有相同的附图标记以便于理解。还应理解，除非另外指出，术语如“顶部”，“底部”，“向外”，“向内”等是常用词语，不构成对术语的限制。此外，描述一个基团为包含元素的基团和它们的组合中的至少一个时，该基团可包含许多所列元素，或单独的或相互的组合，或者由它们组成，或者主要由它们组成。类似的，每当将一个组描述为由一组要素中的至少一个要素或它们的组合组成时，所述组可以单个要素或相互组合的形式由任何数量的这些所列要素组成。除非另外说明，否则，列举的数值范围同时包括所述范围的上限和下限。除非另外说明，否则，本文所用的不定冠词“一个”和“一种”及其相应的定冠词“该”表示至少一(个/种)，或者一(个/种)或多(个/种)。本领域的技术人员将会认识到，可以对所描述的实施方式做出许多改变，而还能获得本专利技术的有益的结果。还显而易见的是，本专利技术所需的有益结果中的一部分可以通过选择本专利技术所述的一些特征而不利用其他的特征来获得。因此，本领域技术人员会认识到，许多更改和修改都是可能的，在某些情况下甚至是希望的，并且是本专利技术的一部分。因此，提供以下描述作为对本专利技术原理的说明，不构成对本专利技术的限制。本领域普通技术人员将理解，在不偏离本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波长转换板，其包含：第一磷光剂层，该第一磷光剂层包含分布于第一基质中的第一磷光剂颗粒；和第二磷光剂层，该第二磷光剂层包含分布于第二基质中的第二磷光剂颗粒；和其中第二磷光剂层与第一磷光剂层物理接触,和其中该第二基质包含倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷‑硅酸盐主体材料、溶胶‑凝胶主体材料或碱/硅酸盐水玻璃主体材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.05 US 61/862,2791.一种波长转换板，其包含：
第一磷光剂层，该第一磷光剂层包含分布于第一基质中的第一磷光
剂颗粒；和
第二磷光剂层，该第二磷光剂层包含分布于第二基质中的第二磷光剂
颗粒；和
其中第二磷光剂层与第一磷光剂层物理接触,和
其中该第二基质包含倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材
料、溶胶-凝胶主体材料或碱/硅酸盐水玻璃主体材料。
2.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，第一磷光剂颗粒包
含发射黄光的磷光剂颗粒，第二磷光剂颗粒包含发射红光的磷光剂颗粒。
3.如权利要求2所述的波长转换板，其特征在于，第二磷光剂层不包
含陶瓷氧化物前体。
4.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，输出波长作为下述
至少一种的函数来确定：第二基质中第二磷光剂颗粒的加载量、第二磷光
剂层的厚度、第一基质中第一磷光剂颗粒的加载量、第一磷光剂层的厚度
及其组合。
5.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，该波长板的厚度是
约100微米-500微米。
6.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，该第二磷光剂颗粒
选自下组：(Sr,Ca,Ba,Mg)AlSiNx:Eu,Re(1≦x≦5)颗粒,(Sr,Ca,Ba,Mg)
(S,Se,Te):Eu,Re颗粒，其中Re可为Nd,Pm,Sm,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,F,
Cl,Br,和I中的任一种,(SrBaMg)2SiO4:Eu颗粒,M(AlSi)N3:Eu颗粒，其

\t中M是Ca,Sr,或Ba,CaS:Eu颗粒,及其组合，以及其中第一磷光剂颗粒包
含Ce:YAG。
7.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，第一磷光剂层和第
二磷光剂层中的至少一种包含量子点，该量子点包含II-VI族化合物半导体
纳米晶体、III-V族化合物半导体纳米晶体、IV-VI族化合物半导体纳米晶
体或其组合。
8.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，第二磷光剂颗粒以
约1％-约30重量％的加载量分布于第二基质中。
9.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，还包含在第二磷光
剂层上方的封盖层,其中该封盖层基本上没有任何磷光剂颗粒。
10.如权利要求1所述的波长转换板，其特征在于，第二磷光剂层具
有小于约50mJ/m2、小于约40mJ/m2或小于约30mJ/m2的表面能。
11.一种照明装置，其包括：
至少一个发光二极管,该至少一个发光二极管适于发射峰值波长在可
见光谱区中的基色光；和
多层结构，该多层结构具有：
第一磷光剂层，该第一磷光剂层包含在第一基质中的第一磷光剂颗粒,
第二磷光剂层，该第二磷光剂层包含在第二基质中的第二磷光剂颗粒,
其中第二磷光剂层与第一磷光剂层物理接触,和
其中该第二基质包含倍半硅氧烷主体材料、倍半硅氧烷-硅酸盐主体材
料、溶胶-凝胶主体材料或碱/硅酸盐水玻璃主体材料。
12.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于，第一磷光剂颗粒
包含发射黄光的磷光剂颗粒，第二磷光剂颗粒包含发射红光的磷光剂颗粒。
13.如权利要求12所述的照明装置，其特征在于，第二磷光剂层不
包含陶瓷氧化物前体。
14.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于，输出波长作为下
述至少一种的函数来确定：第二基质中第二磷光剂颗粒的加载量、第二磷
光剂层的厚度、第一基质中第一磷光剂颗粒的加载量、第一磷光剂层的厚
度及其组合。
15.如权利要求11所述的照明装置，其特征在于，该第二磷光剂颗
粒选自下组：(Sr,Ca,Ba,Mg)AlSiNx:Eu,Re(1≦x≦5)颗粒,
(Sr,Ca,Ba,Mg)(S,Se,Te):Eu,Re颗粒，其中Re可为Nd,Pm,Sm,Tb,Dy,Ho,
Er,Tm,Yb,F,Cl,Br,和I中...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·F·伯雷利，N·T·隆罗斯，W·赛纳拉特纳，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US