经涂覆的硫铝酸盐荧光体颗粒制造技术

公开了具有包括氮化物或基本上由氮化物组成的涂层的硫铝酸盐荧光体颗粒，以及制备此类荧光体颗粒的方法。荧光体转换的发光二极管可以包括此类经涂覆的荧光体颗粒。与氧化铝涂层相比，硫铝酸盐荧光体颗粒上的氮化物涂层提供了显著改进的防水屏障，并延长了此类荧光体转换的发光二极管的工作寿命。转换的发光二极管的工作寿命。转换的发光二极管的工作寿命。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】经涂覆的硫铝酸盐荧光体颗粒
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2018年5月30日提交的题为“Coated Thioaluminate Phosphor Particles(经涂覆的硫铝酸盐荧光体颗粒)”的美国专利申请第15/993,116号的优先权的权益。美国专利申请第15/993,116号要求于2018年5月17日提交的“Coated Thioaluminate Phosphor Particles(经涂覆的硫铝酸盐荧光体颗粒)”的美国临时专利申请第62/672,729号的优先权的权益，并且还要求于2018年5月17日提交的题为“Phosphors With Narrow Green Emission(具有窄绿色发射的荧光体)”的美国临时专利申请第62/673,044号的优先权的权益。在本段中标识的专利申请中的每一个都通过引用以其整体并入本文。
[0002]本申请与2018年5月25日提交的题为“Phosphors With Narrow Green Emission(具有窄绿色发射的荧光体)”的美国专利申请第15/990,378号相关，该申请通过引用以其整体并入本文。
[0003]本申请还与2017年5月10日提交的题为“Phosphors With Narrow Green Emission(具有窄绿色发射的荧光体)”的美国专利申请第15/591,629号相关，该申请通过引用以其整体并入本文。


[0004]本专利技术总体上涉及经涂覆的硫铝酸盐荧光体颗粒和用于涂覆硫铝酸盐荧光体颗粒的方法。

技术介绍

[0005]在过去的若干年，LED照明在节能照明方面取得了巨大的进步，同时实现了高质量。LED照明的另一个特征是照明产品的使用寿命非常长，通常L70(光源在其流明输出降至其初始输出的70％之前将工作的时间量)大于25,000小时。相比之下，LED替换的现有光源的L70通常为10,000小时(荧光灯)或在大约1000小时(白炽灯)时发生灾难性失效。这种长寿命取决于LED光源中所有组件，尤其是蓝色或紫色发光二极管以及下转换(down-converting)荧光体材料，这些材料吸收由二极管发出的光并将其转换为其他颜色以形成可见光谱。当二极管降解(degrade)时，LED亮度变低，但保持其颜色平衡。然而，当荧光体降解时，LED通常亮度变低，并且也失去其颜色平衡。LED可能呈非白色调。从用户的角度来看，颜色偏移通常更成问题。
[0006]LED封装的最普遍的架构是将荧光体材料分散在硅树脂基体中以形成浆料，并将该浆料沉积到也包括发光二极管的反射杯区域中。封装具有两种类型的反射区域：通常由塑料或陶瓷组成的漫反射表面和由电触点形成的更多镜面反射的表面。通常，镜面反射表面镀有银，以显著提高反射率并增加从封装的光提取。
[0007]LED荧光体通常在主体(host)中由活化剂离子(通常为二价铕或三价铈)组成。活化剂离子直接吸收入射光，并在通常称为下转换(down-conversion)的过程中发出更长波长的光。即，入射光子从较高能量的蓝色光子下转换为较低能量的光子(诸如青色、绿色、黄
色、橙色或红色)。主体帮助调节(tune)活化剂的吸收和发射波长。另外，活化剂周围的主体的结晶度可在吸收和发射的效率中发挥重要作用。
[0008]荧光体降解通常归因于在LED产生的热和光的存在下水或氧气的作用。常见的做法是在许多类型的荧光体上涂覆层，以防止水或氧气与荧光体接触并促进降解。通常，这些涂层是无机氧化物，并且通过液相(例如，溶胶-凝胶)反应或气相反应沉积在荧光体上。
[0009]荧光体通常可通过三种机制降解。第一，活化剂的氧化可能消除其从4f轨道到5d轨道的电荷转移吸收，从而使其无法吸收入射光。第二，主体可化学变形，从而改变活化剂吸收和发射的能量。第三，主体可物理变形，从而失去活化剂周围的结晶度，并降低活化剂吸收和发射的效率。通常，主体的低温化学变化也将导致结晶度损失。这些降解的总体影响取决于主体(原始状态或降解状态)允许水或氧气渗透穿过材料的程度。例如，相对于铕掺杂的碱土正硅酸盐荧光体，铈掺杂的钇铝石榴石荧光体材料的降解非常缓慢。
[0010]与几乎构成了全部的商业上使用的荧光体的氧化物荧光体和氮化物荧光体不同，基于硫化物的荧光体(例如，硫铝酸盐荧光体)增加了附加的LED失效机制。与水的水解反应可从荧光体中释放出硫，该硫可通过例如使LED封装中的反射表面失去光泽而降低性能。这种变黑可大大降低荧光体转换的LED的光输出。因此，不能适当地涂覆硫化物荧光体比不能适当地涂覆氧化物或氮化物荧光体产生更大的问题。
[0011]这些荧光体与它们的氧化物或氮化物类似物之间的表面化学差异阻碍了有效涂覆硫化物荧光体的能力。

技术实现思路

[0012]在本专利技术的一方面，硫铝酸盐荧光体颗粒具有包括氮化物、基本上由氮化物组成、或由氮化物组成的涂层。例如，氮化物涂层可包括氮化铝、氮化镓或其混合物，或者基本上由氮化铝、氮化镓或其混合物组成。与氧化铝涂层相比，硫铝酸盐荧光体颗粒上的氮化物涂层提供了显著改进的防水屏障(barrier)。这种改进可能是由于氮化物涂层前体(precursor)与不稳定的硫化物荧光体表面挥发的气体不发生反应。
[0013]在本专利技术的另一方面，公开了制备此类涂覆氮化物的硫铝酸盐荧光体颗粒的方法。
[0014]在本专利技术的又另一方面，荧光体转换的LED包括此类涂覆氮化物的硫铝酸盐荧光体颗粒。
[0015]对于本领域技术人员而言，当参照以下本专利技术的更为详细的描述并且结合首先简要描述的随附附图时，本专利技术的这些和其他实施例、特征以及优点将变得更为显而易见。
附图说明
[0016]图1示出了用于在荧光体颗粒上进行化学气相沉积的示例流化床反应器的示意图。
[0017]图2示出了两个经涂覆的荧光体样品在硫2p区域的X射线光电子能谱。
[0018]图3示出了未经涂覆的硫铝酸钙荧光体样品的示例热重分析-质谱数据。
[0019]图4A示出了涂覆有Al2O3的ZnS样品在AgNO3测试之后的显微镜图像。
[0020]图4B示出了涂覆有AlN的ZnS样品在AgNO3测试之后的显微镜图像。
[0021]图4C示出了涂覆有Al2O3的硫铝酸钙荧光体颗粒在AgNO3测试之后的显微镜图像。
[0022]图4D示出了涂覆有AlN的硫铝酸钙荧光体颗粒在AgNO3测试之后的显微镜图像。
具体实施方式
[0023]下文的具体实施方式应当参考附图来阅读，附图描绘了选择性实施例并且不旨在限制本专利技术的范围。本具体实施方式通过示例而非限制的方式示出了本专利技术的原理。本说明书将清楚地使得本领域的技术人员制作并且使用本专利技术，并且描述了本专利技术的若干实施例、适型、改变、替代以及使用，包括目前被认为是执行本专利技术的最佳模式的方式。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光的组合物，包括：包括稀土活化剂离子的硫化物荧光体材料的颗粒；以及在每个颗粒上的氮化物涂覆层。2.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层包括氮化铝。3.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层基本上由氮化铝组成。4.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层包括氮化镓。5.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层基本上由氮化镓组成。6.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述硫化物荧光体材料能够吸收蓝、紫或紫外光，并且响应地发射具有在可见光谱的绿色区域中的峰值波长的光。7.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层被直接设置在所述硫化物荧光体材料上。8.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，每个颗粒包括设置在所述硫化物荧光体材料与所述氮化铝涂覆层之间的氧化物层。9.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，每个颗粒包括至少第二涂覆层，所述第二涂覆层设置在所述氮化物涂覆层上。10.如权利要求9所述的发光的组合物，其中，所述第二涂覆层包括至少一种氧化物。11.如权利要求1所述的发光的组合物，其中，所述硫化物荧光体材料通过式RE
1-w
A
w
M
x
E
y
表征，其中：RE是稀土元素或稀土元素的混合物；A选自由镁、钙、锶、钡及其混合物组成的群组；M选自由铝、镓、硼、铟、钪、镥、钇及其混合物组成的群组；E包括硫，并且选自由硫、硒、氧、碲及其混合物组成的群组；0≤w≤1.0；2≤x≤4；以及4≤y≤7。12.如权利要求11所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层包括氮化铝。13.如权利要求11所述的发光的组合物，其中，所述氮化物涂覆层基本上由氮化铝组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：卡任特照明解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：