CN109072074A - 用于光源的磷光体材料和用于使其流化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包括以下的方法：获得六氟硅酸钾(PFS)基粉末，获得流化材料，并且将PFS基粉末与流化材料混合，以形成PFS基混合物。PFS基混合物被配置为与树脂材料混合，以形成流动的磷光体共混物，所述磷光体共混物被配置为放置到光源上，以在光源上形成磷光体。

Description

用于光源的磷光体材料和用于使其流化的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2016年5月2日提交的美国临时申请号62/330,401的优先权，所述美国临时申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。
背景技术
一些光源包括设置在光源上或光源附近的磷光体主体。这些磷光体主体或磷光体接收由光源生成的至少一些光。接收的光促使磷光体发光。例如，一些发光二极管(LED)包括发射红光的磷光体，其接收由LED生成的光以发光。
为了制造磷光体，可将六氟硅酸钾(PFS)基材料与硅酮共混。然后将该共混的混合物置于LED上，并使其固化以形成磷光体。在PFS基材料与硅酮的共混中可出现的一个问题是PFS基材料聚集成更大的团块。例如，PFS基材料可为与硅酮混合的粉末形式。在将PFS基粉末混合到硅酮内的过程中，粉末可聚集成较大的团块。静电力可引起PFS基粉末的这种聚集。
这些团块可引起磷光体和形成磷光体的问题。PFS基粉末的团块可降低接收来自光源的光的PFS材料的量，因为仅较大团块的外表面区域可接收光，而团块的内部无法接收光。结果，由PFS材料接收以生成从包括PFS材料的磷光体发射的光的光量减少(相对于不具有团块或具有PFS材料的较小聚集体的磷光体)。在磷光体形成期间，PFS和硅酮共混物可通过喷嘴或具有相对小的开口的其他装置分配。共混物中的PFS材料的团块或其他聚集体可堵塞或以其他方式阻碍共混物流过且离开喷嘴到LED上，从而干扰磷光体的形成。另外，PFS基粉末的较大团块可降低磷光体散热的能力(相对于不具有团块或具有较小团块的磷光体)，并且降低磷光体的使用寿命。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了包括以下的方法：获得六氟硅酸钾(PFS)基粉末，获得流化材料，并且将PFS基粉末与流化材料混合，以形成PFS基混合物。PFS基混合物被配置为与树脂材料混合，以形成流动的磷光体共混物，所述磷光体共混物被配置为放置到光源上，以在光源上形成磷光体。
在另一个实施例中，本发明提供了包括以下的方法：获得六氟硅酸钾(PFS)基粉末，获得金属氧化物流化材料，并且将PFS基粉末与金属氧化物流化材料混合，以形成PFS基混合物。PFS基混合物被配置为与树脂材料混合，以形成磷光体共混物，所述磷光体共混物被配置为形成光源的磷光体。
在一个实施例中，本发明提供了磷光体主体，其由六氟硅酸钾(PFS)基粉末、金属氧化物流化材料和树脂材料形成。
附图说明
通过参照附图阅读非限制性实施例的以下描述，将更好地理解本说明书所述主题，附图中：
图1示出了用于使磷光体材料流化，并且任选地使用经流化的磷光体材料用于产生磷光体的方法的一个实施例的流程图；
图2示出了根据一个实施例，PFS基材料与流化材料的混合，以形成经流化的PFS基混合物；
图3示出了根据一个实施例，图2中所示的经流化的PFS基混合物与树脂材料的混合；
图4示出了根据一个实施例，将图3中所示的磷光体共混物放置到光源上；和
图5示出了对于PFS基混合物中不同重量百分比的流化材料，图2中所示的PFS基混合物的松堆密度和PFS基混合物的内部量子产率或量子效率(QY)。
具体实施方式
图1示出了用于使磷光体材料流化，并且任选地使用经流化的磷光体材料产生磷光体的方法100的一个实施例的流程图。在102处，获得PFS基粉末。PFS基粉末可为掺杂有四价锰(Mn4+)的六氟硅酸钾。可替代地，可获得另一种类型的磷光体材料。当PFS基材料通过分解PFS基材料的较大固体主体，例如通过研磨或破碎较大的固体主体来获得时，PFS基材料可为粉末的形式。在一个实施例中，当PFS基材料具有不大于十分之一毫米的最大外部非圆周尺寸或直径的平均值或中值时，PFS基材料可为粉末的形式。
在104处，获得流化材料。在一个实施例中，流化材料包括金属氧化物粉末。例如，流化材料可包括氧化铝。可替代地，流化材料可包括另一种金属氧化物粉末或例如二氧化硅或热解法二氧化硅的材料。当流化材料的颗粒具有非常小的尺寸，例如小于一微米的最大外部非圆周尺寸或直径的平均值或中值时，流化材料可以粉末形式提供。
在106处，将流化材料与PFS基粉末混合以形成PFS基混合物。图2示出了根据一个实施例，PFS基材料200与流化材料202的混合，以形成经流化的PFS基混合物204。混合到PFS基材料200内的流化材料202的量可相对较小。例如，与PFS基材料200混合的流化材料202的总重量可为PFS基材料200的重量的不大于0.1％。可替代地，与PFS基材料200混合的流化材料202的总重量可为PFS基材料200的重量的不大于0.08％、不大于0.06％、不大于0.05％、不大于0.04％、不大于0.03％、或不大于0.02％。
方法100任选地包括在108处，将经流化的PFS基混合物204与树脂材料混合。图3示出了根据一个实施例，图2中所示的经流化的PFS基混合物204与树脂材料300的混合。将经流化的混合物204和树脂材料300组合，以形成流动的磷光体共混物302。共混物302可通过至少部分是流体直到共混物302固化成固体主体而流动。在一个实施例中，树脂材料300是硅酮，例如聚二甲基硅氧烷。可替代地，可使用另一种可固化的树脂材料。
方法100任选地包括在110处，将磷光体共混物放置到光源上。图4示出了根据一个实施例，将磷光体共混物302放置到光源400上。通过将共混物302从储存器402通过喷嘴404注入到光源400上，可将磷光体共混物302注入到光源400，例如基于半导体的光源(例如，LED)上。任选地，共混物302可从喷嘴404喷射或以其他方式分配。如图4所示，共混物302可至少部分地包封光源400。然后可将共混物302固化，以在光源400上或上方硬化。固化的共混物302在光源400上形成磷光体或磷光体主体，其响应接收由光源400生成的光而发光。
喷嘴404可具有相对小的出口或孔口，共混物302通过所述出口或孔口离开喷嘴404。出口可具有70微米或更小的直径。如果不将流化材料202加入PFS基材料200中，共混物302中的PFS基材料200的颗粒可堵塞喷嘴404的出口，并且阻止另外的共混物302从喷嘴404分配。将流化材料202加入PFS基材料200中防止这种堵塞发生。
即使在相对少量的流化材料202时，将流化材料202加入PFS基材料200中也可增加经流化的PFS基混合物204的松堆密度或堆积密度。图5示出了对于混合物204中不同重量百分比的流化材料202，PFS基混合物204中的PFS基材料200的松堆密度500和PFS基混合物204的内部量子产率或量子效率(QY)502。内部量子产率或效率可表示离开PFS基混合物的样品的光子数目/由样品吸收的光子数目的比率。内部量子产率或效率可通过FS5荧光分光光度计用由Edinburgh Instruments生产的积分球进行测量。在图5所示的例子中，PFS基材料200是掺杂有四价锰的六氟硅酸钾，并且流化材料202是氧化铝。
松堆密度500和量子产率502在水平轴504以及第一垂直轴506和第二垂直轴508旁示出，所述水平轴504表示混合物204中的氧化铝的不同重量百分比，所述第一垂直轴506表示不同的松堆密度，并且第二垂直轴508表示不同的内部量子产率或效率。
如图5所示，即使在相对少量(例如，以0.005％重量百分比)时，将流化材料202加入PFS基材料200中也增加了PFS基材料200的松堆密度500。随着加入PFS基混合物204中的流化材料202的量增加(例如，0.03％至0.07％重量百分比的量)，松堆密度500变得恒定或基本上恒定，并且比没有将流化材料202加入PFS基材料200中的松堆密度500大约20％。在粉末的测量误差内，PFS基混合物204的量子效率502在该范围内是恒定的或基本上恒定的。
除非另有定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本文使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一元件与另一元件区分开。此外，术语“一个”和“一种”不表示数量上的限制，而是表示存在所引用项目中的至少一个。在本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变化的使用意欲涵盖其后列出的项目及其等价物，以及另外项目。术语“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且可以包括电和光连接或联接，而不论是直接的或间接的。
此外，技术人员将认识到来自不同的实施例的各种特征的可互换性。本领域普通技术人员可以混合和匹配所描述的各种特征以及每个特征的其它已知等同物，以根据本公开的原理构造附加的系统和技术。
在描述所要求保护的设备的备选实施例时，为了清楚起见采用了特定术语。然而，本发明并非意图局限于如此选择的特定术语。因此，应当理解，每个特定元件包括以类似方式操作以实现类似功能的所有技术等同物。
应注意，本文描述且请求保护的各种非限制性实施例可分开使用，组合或选择性地组合用于特定应用。
此外，可有利地使用上述非限制性实施例的各种特征中的一些，而无需相应地使用其他描述的特征。因此，前面的描述应当被认为仅仅是对本发明的原理、教导和示例性实施例的说明，而不是对其的限制。
下述权利要求的限制不是用手段加功能格式写的，并且不预期基于35 U.S.C.§112(f)加以解释，除非并且直到此类权利要求限制明确使用短语“手段”，随后为缺乏进一步结构的功能陈述。

Claims (29)

1.一种方法，其包括：
将六氟硅酸钾基粉末与流化材料混合，以形成六氟硅酸钾基混合物，
其中所述六氟硅酸钾基混合物被配置为与树脂材料混合，以形成流动的磷光体共混物，所述磷光体共混物被配置为放置到光源上，以在所述光源上形成磷光体。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述六氟硅酸钾基混合物与所述树脂材料混合，以形成所述流动的磷光体共混物。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包括将所述流动的磷光体共混物放置到所述光源上，以在所述光源上形成所述磷光体。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述六氟硅酸钾基粉末包含掺杂有锰的六氟硅酸钾。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述锰包含Mn4+。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述流化材料包括金属氧化物粉末。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述流化材料包括氧化铝。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述流化材料包括二氧化硅。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述流化材料形成为亚微米尺寸的颗粒。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述树脂材料包括硅酮。
11.根据权利要求1所述的方法，其中相对于由包括所述六氟硅酸钾基粉末和树脂材料并且不包括所述流化材料的磷光体共混物形成的磷光体，由所述磷光体共混物形成的所述磷光体具有更大的量子效率。
12.一种方法，其包括：
将六氟硅酸钾基粉末与金属氧化物流化材料混合，以形成六氟硅酸钾基混合物，其中所述六氟硅酸钾基混合物被配置为与树脂材料混合，以形成磷光体共混物，所述磷光体共混物被配置为形成光源的磷光体。
13.根据权利要求12所述的方法，其还包括将所述六氟硅酸钾基混合物与所述树脂材料混合，以形成所述流动的磷光体共混物。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括将所述流动的磷光体共混物放置到所述光源上，以在所述光源上形成所述磷光体。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述六氟硅酸钾基粉末包含掺杂有锰的六氟硅酸钾。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述锰包含Mn4+。
17.根据权利要求12所述的方法，其中所述金属氧化物流化材料包括氧化铝。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述金属氧化物流化材料形成为亚微米尺寸的颗粒。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述树脂材料包括硅酮。
20.根据权利要求12所述的方法，其中相对于由包括所述六氟硅酸钾基粉末和树脂材料并且不包括所述金属氧化物流化材料的磷光体共混物形成的磷光体，由所述磷光体共混物形成的所述磷光体具有更大的量子效率。
21.一种磷光体主体，其由以下形成：
六氟硅酸钾基粉末；
金属氧化物流化材料；和
树脂材料。
22.根据权利要求21所述的磷光体主体，其中所述六氟硅酸钾基粉末包含掺杂有锰的六氟硅酸钾。
23.根据权利要求22所述的磷光体主体，其中所述锰包含Mn4+。
24.根据权利要求21所述的磷光体主体，其中所述金属氧化物流化材料包括氧化铝。
25.根据权利要求21所述的磷光体主体，其中所述金属氧化物流化材料形成为亚微米尺寸的颗粒。
26.根据权利要求21所述的磷光体主体，其中所述树脂材料包括硅酮。
27.根据权利要求21所述的磷光体主体，其中相对于由包括所述六氟硅酸钾基粉末和树脂材料并且不包括所述金属氧化物流化材料的磷光体共混物形成的另一种磷光体主体，所述磷光体主体具有更大的量子效率。
28.一种方法，其包括：
获得六氟硅酸钾基粉末、流化材料和树脂材料的混合物的流动的磷光体共混物，所述共混物被配置为放置到光源上，以在所述光源上形成磷光体；和
将所述流动的磷光体共混物从喷嘴分配到所述光源上。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述喷嘴具有出口，所述流动的磷光体共混物通过所述出口分配，所述出口具有不大于约70微米的开口。
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