KR20190005962A - 고 전력 밀도 적용을 위한 망간-도핑된 인광체 물질 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조명 장치를 제공한다. 조명 장치는 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링된다:
화학식(I)
A_x(M,Mn)F_y
상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.

Description

고 전력 밀도 적용을 위한 망간-도핑된 인광체 물질

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 출원일이 2016년 5월 9일이고 발명의 명칭이 "고 전력 밀도 적용을 위한 망간-도핑된 인광체 물질"인 문서 번호 287237-1 및 연속 번호 62/333,477를 갖는 미국 특허 가출원에 관한 것이며, 그 가출원을 우선권 주장 기초 출원으로 한 것이고, 상기 가출원은 본원에 참고 인용된다.

기술분야

본 출원은 고 전력 밀도 적용을 위한 망간-도핑된 인광체 물질에 관한 것이다.

발광 디바이스, 예컨대 발광 다이오드(LED) 및 레이저 다이오드(LD)는 충분한 전압을 인가할 때 광을 발생시킬 수 있는 잘 알려진 고체 상태 발광 부재이다. 이들 발광 디바이스는 다양한 조명(lighting) 및 조사(illuminating) 적용, 예컨대 일반 조명, 자동차 조명, 디스플레이 및 프로젝션 적용에서 일반적으로 사용된다.

특정 파장 영역에서 방출된 방사선을 강화시키고/시키거나, 방사선의 적어도 일부를 또다른 파장 영역으로 전환시키기 위해서 이들 발광 디바이스에 인광체를 통합시키는 것은 종종 바람직하다. 일반적으로, 백색 광이 청색 발광 디바이스 및 하나 이상의 황색, 적색 및 녹색 발광 인광체에 의해 발생될 수 있다. 예를 들어, 따스한 백색 광(흑체 궤적 상에서 CCT ＜ 5000K, 연색 평가 지수(color rendering index)(CRI ＞ 80)을 달성하기 위해서, 망간(Mn^{4 +})에 의해 활성화된 착물 플루오라이드 물질을 기초로 한 적색 인광체, 예컨대 US 7,358,542, US 7,497,973, 및 US 7,648,649에 기술된 것들이 황색/녹색 발광 인광체, 예컨대 YAG:Ce 또는 다른 가넷 조성물과의 조합으로 청색 발광 디바이스와 함께 사용될 수 있다.

전형적으로, 미립자 형태의 인광체 물질은 조명 장치에서 사용하기 위한 층을 형성하기 위해서 실리콘과 같은 수지 중에 분산된다. 그러나, (층인) 그러한 종래의 인광체 물질은 낮은 열 전도도 및 열 켄칭(온도에 따른 내부 양자 효율에서의 감소)을 나타낼 수 있다. 인광체 물질이 고 전력 밀도 광 하에서 열화 및 손상(예를 들면, 분해)될 수 있기 때문에, 고 전력 밀도 조명 장치에서 종래의 인광체 물질을 사용하는 것은 문제가 되고 있다. 예를 들어, 여기 광의 전력 밀도가 증가함에 따라, 인광체 물질에 유해한, 디바이스에 의해 발생된 열이 증가한다. 그러한 고 전력 밀도 조명 장치에서 종래의 인광체 물질을 사용하는 것은 적용 가능한 장치 전력 및 성능을 제한한다.

그러므로, 인광체 물질을 포함하는 고 전력 밀도 조명 장치의 제조를 용이하게 하며, 그리고 개선된 성능을 제공하는 인광체 물질에 대한 필요성이 여전히 남아 있게 된다.

요약하건대, 하나의 양태에서, 조명 장치(lighting apparatus)는 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링된다:

화학식(I)

A_x(M,Mn)F_y

상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.

하나의 양태에서, 역광 장치(backlight apparatus)는 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링된다.

하나의 양태에서, 조명 장치는 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함하는 인광체 휠(phosphor wheel)에 방사선 커플링된다.

하나의 양태에서, 역광 장치는 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함하는 인광체 휠에 방사선 커플링된다.

본 발명의 이러한 특색, 양태 및 이점, 그리고 다른 특색, 양태 및 이점은, 도면 전반에 걸쳐 유사 번호가 유사 부분을 나타내는 첨부 도면을 참고하여 후술하는 상세한 설명을 독해할 때, 보다 잘 이해할 수 있을 것이다. 여기서, 도면의 간단한 설명을 기술하면 다음과 같다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 조명 장치의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 표면 실장 디바이스(SMD)의 개략적 투시도이다.
도 3은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 인광체 휠을 포함하는 조명 장치의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 인광체 휠의 개략도이다.

후술하는 명세서 및 청구범위에서, 단수형 "부정관사" 및 "정관사"는, 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 복수형 지시대상을 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "또는"라는 용어는, 내용이 명백히 달리 지시하지 않는 한, 배제된다는 것을 의미하지 않으며, 언급된 성분들 중 적어도 하나가 존재한다는 것을 언급하고, 언급된 성분들의 조합이 존재할 수 있는 사례를 포함한다.

명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐 본원에서 사용되는 바와 같이, 근사 언어는 이것이 관련되어 있는 기본 기능에서의 변화를 결과적으로 초래하는 일 없이 허용 가능하게 다양할 수 있는 임의의 정량적 표현을 수식하는데 적용될 수 있다. 따라서, 용어 또는 용어들, 예컨대 "약" 또는 "실질적으로"에 의해 수식된 값은 특정된 정확한 값에 국한되는 것이 아니다. 일부 사례에서, 상기 근사 언어는 그 값을 측정하는 기구의 정밀성에 상응할 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, "인광체", "인광체 조성물" 및 "인광체 물질"이라는 용어는 단일 인광체뿐만 아니라 2 이상 인광체의 블렌드를 둘 다 표시하는데 사용될 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, "상에 배치된"이라는 용어은, 달리 특별하게 지시되어 있지 않는 한, 서로 직접 접촉하게 배치되거나, 중간 사이에 개입 층 또는 피처를 가짐으로써 서로 간접 접촉하게 배치된 층들 또는 물질들을 언급한 것이다.

본원에서 사용된 바와 같이, "모놀리스 형태"라는 용어는 단결정 또는 물질의 단일 블록 또는 피스를 언급한 것이다. 일부 실시양태에서, 모늘리스 형태의 화학식(I)의 인광체는 화학식(I)의 인광체의 입자의 경질 응집체를 형성하도록 함께 달라붙은 소결 입자로 형성된 단일 블록 또는 피스를 포함한다. "모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체"라는 용어는 또한 화학식(I)의 인광체의 "모놀리스 형태" 또는 "모놀리스"이라고 언급될 수 있으며, 이들 용어는 명세서 전반에 걸쳐 상호 교환 가능하게 사용된다.

일부 실시양태는 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링되는, 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다. 반도체 광원은 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD) 또는 LED와 LD의 하이브리드일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반도체 광원의 청색 광 플럭스가 25 W/cm² 초과이다. 일부 실시양태에서, 반도체 광원의 청색 광 플럭스가 40 W/cm² 초과이다. "방사선 커플링되는"이라는 용어는 반도체 광원으로부터의 방사선이 상이한 파장의 방사선을 방출하는 화학식(I)의 인광체로 투과된다는 것을 의미한다. 반도체 광원으로부터의 광과 화학식(I)의 인광체로부터 방출된 광의 조합이 원하는 색상 방출 또는 백색 광을 생성하는데 이용될 수 있다. 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체는 반도체 광원 상에 배치될 수 있거나, 반도체 광원으로부터 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 모놀리스 형태는 단결정이다. 일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 모놀리스 형태는 세라믹이다.

도 1은 본 개시내용의 일부 실시양태에 따른 조명 장치(10)를 예시한 것이다. 조명 장치(10)는 발광 다이오드(LED) 칩(12), 및 LED 칩(12)에 전기적 부착된 리드(14)를 포함한다. 리드(14)는 보다 두꺼운 리드 프레임(들)(17)에 의해 지지된 얇은 와이어일 수 있거나, 리드는 자가 지지된 전극일 수 있으며, 리드 프레임은 생략될 수 있다. 리드(14)는 LED 칩(12)에 전류를 제공하고 이로써 그 칩이 방사선을 방출시키게 한다. LED 칩(12)은 임의의 유기 또는 무기 반도체, 예를 들면 약 420 nm(나노미터) 초과 내지 약 480 nm 미만의 방출 파장을 갖는 화학식 In_iGa_jAl_kN (여기서, 0≤i; 0≤j; 0≤k 및 i+j+k=1)의 반도체를 기초로 할 수 있다. 보다 구체적으로, LED 칩(12)은 약 440 nm 내지 약 460 nm의 피크 방출 파장을 갖는 청색 발광 LED일 수 있다. 조명 장치(10)에서, 화학식(I)의 인광체의 모놀리스 형태를 포함하는 모놀리스(16)가 LED 칩(12)의 표면(11) 상에 배치되며, 즉 LED 칩(12)에 방사선 커플링된다. 화학식(I)의 인광체의 모놀리스는 모놀리스(16)를 LED 칩(12)의 표면(11)에 위치시키거나 접착시킴으로써 LED(12) 상에 배치될 수 있다. LED 칩(12)에 의해 방출된 광은 모놀리스(16)에 의해 방출된 광과 혼합하여 (화살표(15)에 의해 지시된) 소정의 방출을 생성하게 된다.

도 1을 연속 참조하면, LED 칩(12)은 엔벨로프(18)에 의해 캡슐화될 수 있으며, 엔벨로프(18)는 조명 장치(10)의 부분(19)에서 배치된 LED 칩(12) 및 캡슐화제 물질을 봉입한다. 엔벨로프(18)는, 예를 들면 유리 또는 플라스틱일 수 있다. LED 칩(12)은 캡슐화제 물질에 의해 봉입될 수 있다. 캡슐화제 물질은 저온 유리이거나, 또는 해당 기술 분야에 공지된 중합체 또는 수지, 예를 들면 에폭시, 실리콘, 에폭시-실리콘, 아크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 대안적인 실시양태에서, 조명 장치(10)는 외부 엔벨로프(18) 없이 캡슐화제 물질만을 포함할 수 있다.

일부 다른 실시양태에서, 모놀리스(16)는 LED 칩(12) 상에 배치되는 것 대신에, 엔벨로프(18)의 표면 상에 배치될 수 있다. 게다가, 일부 실시양태에서, 조명 장치(10)는 복수의 LED 칩을 포함할 수 있다. 도 1에 관하여 논의된 다양한 구조들이 조합될 수 있는데, 모놀리스(16)가 임의의 하나 이상의 위치에 또는 임의의 다른 적합한 위치에, 예컨대 엔벨로프(18)와는 별도에 있는 위치 또는 LED 칩(12) 내로 통합되는 위치에 자리할 수 있다. 추가로, (이하 기술된) 하나 이상의 추가 발광성 물질, 예컨대 인광체 또는 인광체들 또는 다른 물질들의 혼합물이 조명 장치(10)의 상이한 부분에서 사용될 수 있으며, 예를 들면 조명 장치(10)에서 모놀리스(16) 또는 임의의 다른 위치 위에 또는 아래에 배치될 수 있다.

일부 실시양태는, 예를 들어 도 2에 예시되어 있는 바와 같이, 표면 실장 디바이스(SMD) 유형 발광 다이오드(50)를 포함하는 역광 장치를 포함한다. 이 SMD는 "사이드 발광 유형(side-emitting type)"이고, 광 가이드 부재(54)의 돌출부 상에 발광 윈도우(52)를 갖는다. SMD 패키지는 상기 정의된 바와 같은 LED 칩, 및 상기 정의된 바와 같은 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함할 수 있다.

화학식(I)의 인광체는 망간(Mn^{4 +}) 도핑된 착물 플루오라이드이다. 착물 플루오라이드는 리간드로서 작용하는 플루오라이드 이온에 의해 둘러싸여 있으며, 그리고 필요한 경우 카운더 이온(A)에 의해 전하-보정되는 하나 배위결합 중심을 갖는 호스트 격자를 갖는다. 예를 들면, K₂[SiF₆]에서, 배위결합 중심은 Si이고, 카운더 이온은 K이다. 착물 플루오라이드는 일반적으로 단순 바이너리 플루오라이드들의 조합으로서 표시된다. (경우에 따라서는 단순성을 위해 생략된) 착물 플루오라이드에 대한 화학식에서 대괄호는 그 특정 착물 플루오라이드에 존재하는 착물 이온이 단순 플루오라이드 이온과 상이한 새로운 화학 종이다는 것을 나타낸다. 화학식(I)의 인광체에서, Mn^{4 +} 도펀트 또는 활성화제는 추가 배위결합 중심으로서 작용하며, 이는 배위결합 중심의 부분, 예를 들면 Si를 대체하고 발광 중심을 형성한다. 화학식(I)의 망간 도핑된 인광체:A₂[(M,Mn)F₆]는 또한 A₂[MF₆]:Mn^{4 +}로서 표시될 수 있다. (카운더 이온을 포함하는) 호스트 격자는 활성화제 이온의 여기 및 방출 특성을 추가로 변경할 수 있다.

화학식(I)에서 카운터 이온 A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, y는 6이다. 특정 실시양태에서, A는 Na, K, Rb, 또는 이들의 조합이다. 화학식(I)에서 배위결합 중심 M은 Si, Ge, Ti, Zr, Hf, Sn, Al, Ga, In, Sc, Y, Bi, La, Gd, Nb, Ta, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으루부터 선택된 원소이다. 특정 실시양태에서, M은 Si, Ge, Ti, 또는 이들의 조합이다. 일부 실시양태에서, A는 K이고, M은 Si이다. 화학식(I)의 인광체의 예로는 K₂[SiF₆]:Mn^{4 +}, K₂[TiF₆]:Mn^{4 +}, K₂[SnF₆]:Mn^{4 +}, Cs₂[TiF₆]:Mn⁴⁺, Rb₂[TiF₆]:Mn^{4 +}, Cs₂[SiF₆]:Mn^{4 +}, Rb₂[SiF₆]:Mn^{4 +}, Na₂[TiF₆]:Mn^{4 +}, Na₂[ZrF₆]:Mn^{4 +}, K₃[ZrF₇]:Mn^{4 +}, K₃[BiF₆]:Mn^{4 +}, K₃[YF₆]:Mn⁴⁺, K₃[LaF₆]:Mn^{4 +}, K₃[GdF₆]:Mn⁴⁺, K₂[NbF₇]:Mn^{4 +} 및 K₂[TaF₇]:Mn^{4 +}가 포함된다. 특정 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체는 K₂[SiF₆]:Mn^{4 +}이다.

본원에서 기술된 바와 같은 조명 장치에서 사용될 수 있는 다른 망간 도핑된 인광체로는 다음의 것들이 포함된다:

(A) A₂[MF₅]:Mn^{4 +}, 여기서 A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택되고; M은 Al, Ga, In, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

(B) A₃[MF₆]:Mn^{4 +}, 여기서 A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택되고; M은 Al, Ga, In, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

(C) Zn₂[MF₇]:Mn^{4 +}, 여기서 M은 Al, Ga, In, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

(D) A[In₂F₇]:Mn^{4 +}, 여기서 A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

(E) E[MF₆]:Mn^{4 +}, 여기서 E는 Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, 및 이들의 조합으로부터 선택되고; M은 Ge, Si, Sn, Ti, Zr, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

(F) Ba_{0 . 65}Zr_{0 .35}F₂.₇₀:Mn^{4 +}

(G) A₃[ZrF₇]:Mn⁴⁺, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.

본원에서 기술된 바와 같은 화학식(I)의 인광체 내의 망간의 양은 약 1.2 몰%(mol%)(약 0.3 중량%(wt%)) 내지 약 16.5 몰%(약 4 중량%)의 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 망간의 양은 약 2 몰%(약 0.5 중량%) 내지 13.4 몰%(약 3.3 중량%)의 범위, 또는 약 2 몰% 내지 12.2 몰%(약 3 중량%)의 범위, 또는 약 2 몰% 내지 약 11.2 몰%(약 2.76 중량%)의 범위, 또는 약 2 몰% 내지 약 10 몰%(약 2.5 중량%)의 범위, 또는 약 2 몰% 내지 5.5 몰%(약 1.4 중량%)의 범위, 또는 약 2 몰% 내지 약 3.0 몰%(약 0.75 중량%)의 범위일 수 있다.

일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 모놀리스 형태는 단결정을 포함한다. 즉, 모놀리스 형태는 단결정 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 단결정은, 분말 형태의 화학식(I)의 인광체와 플럭스 물질을 배합하고, 배합물의 공융 온도(eutectic temperature) 초과로 배합물을 소성하여 용융물을 형성시키며, 그리고 용융물을 냉각하여 단결정 형태의 화학식(I)의 인광체를 형성시킴으로써, 형성될 수 있다. 플럭스 물질은 Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합의 플루오라이드, 클로라이드 또는 브로마이드일 수 있다. 적합한 플럭스 물질의 예로는 KF, KHF₂, KCl, KBr, NaF, RbF, RbHF₂, CsF, CsHF₂, 및 이들의 조합이 포함된다.

화학식(I)의 인광체의 단결정 형태를 형성하는 또다른 방법은 하기 화학식(II)의 화합물, 망간의 공급원 및 플럭스 물질을 배합하는 단계, 배합물의 공융 온도 초과로 배합물을 소성하여 용융물을 형성시키는 단계, 및 용융물을 냉각하여 단결정 형태의 화학식(I)의 인광체를 형성시키는 단계를 포함한다.

화학식(II)

A_xMF_y

식 중에서, A는 Li, Na, K, Rb, Cs 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.

일부 실시양태에서, 화학식(II)의 화합물에서, A는 K, Na 또는 이들의 조합을 포함하고, M은 Si, Ge, Ti 또는 이들의 조합을 포함한다. 특정 실시양태에서, A는 K이고, M은 Si이다. 화학식(II)의 화합물의 적합한 예로는 K₂SiF₆, K₂TiF₆, K₂ZrF₆, K₂SnF₆, K₃ZrF₇, K₃LnF₆, K₃YF₆, K₂NbF₇, K₂TaF₇, Na₂SiF₆, Na₂TiF₆, Na₂SnF₆, Na₂ZrF₆, LiKSiF₆, RbKLiAlF₆ 또는 이들의 조합이 포함되지만, 이들에 국한되는 것이 아니다. 특정 실시양태에서, 화학식(II)의 화합물은 K₂SiF₆이다. 망간의 공급원은MnF₂, MnF₃, MnF₄, K₂MnF₄, KMnF₄, K₂MnF₆, K₂MnF₆, K₃Mn₂F₇, K₃MnF₄, K₂MnF₅ 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물을 포함할 수 있다.

플럭스 물질의 양은 화학식(II)의 화합물의 분해, 예를 들면 K₂SiF₆에서 2KF 와 SiF₄로의 분해를 억제하는 정도의 양이어야 한다. 일부 실시양태에서, 플럭스 물질의 양은 배합물에서 약 30 몰% 내지 약 70 몰%의 범위이다. 배합물의 소성은 비활성 또는 산화 분위기 중에서 배합물의 공융 온도 초과의 온도에서 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 소성 온도는 650℃ 초과의 온도, 예를 들면 약 650℃ 내지 배합물의 융점의 범위인 온도이다. 소성시, 배합물이 용융되고, 이로써 용융물이 얻어진다. 이어서, 용융물은 냉각되어 단결정을 성장시키게 된다. 냉각은 단결정을 성장시키도록 느린 냉각 속도(예를 들면, ＜ 10℃/h)로 수행될 수 있다. 이로써, 화학식(I)의 인광체의 단결정 잉곳(ingot)이 수득될 수 있다. 단결정 잉곳은 소정의 형상 및 크기, 예를 들면 모놀리스(16)(도 1)로서 사용될 수 있는 플레이트 또는 디스크 형상의 단결정으로 절단될 수 있다.

일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 모놀리스 형태는 세라믹, 즉 화학식(I)의 인광체의 소결된 세라믹 형태를 포함한다. 소결된 세라믹은 일반적으로 하나 이상의 소정의 세라막 구성성분들의 분말(들)을 포함하는 그린바디를 형성시키며, 그리고 이어서 그린바디를 세라믹 입자의 표면이 연화되어 용융될 때까지 소결시킴으로써 수득된다. 부분 용융된 입자는 함께 달라 붙어 입자의 경질 응집체, 즉 강하고 조밀하게 소결된 세라믹을 형성한다. 그린바디는 주요 구성성분이 약하게 결합된 세라믹으로, 보통 소결 또는 소성되기 전에 결합된 분말의 형태로 존재하는 물체이다.

일부 실시양태에서, 소결된 세라믹은 화학식(I)의 인광체를 포함하는 그린바디를 제조하며 그리고 그린바디를 화학식(I)의 인광체의 용융 온도까지 또는 그린바디를 제조하는데 사용된 물질들의 배합물의 공융 온도까지의 온도에서 그린바디를 어닐링함으로써 형성된다. 일부 실시양태에서, 그린바디를 형성하기 위해 상기 기술된 바와 같은 플럭스 물질이 화학식(I)의 인광체에 첨가될 수 있다. 일부 실시양태에서, 그린바디는 약 600℃ 내지 대략 배합물의 융점의 범위에 있는 온도에서 어닐링된다.

일부 실시양태에서, 소결된 세라믹은 화학식(II)의 화합물의 분말, 망간 공급원 및 플럭스 물질을 배합하고, 배합물의 그린바디를 형성시키며, 그리고 그린바디를 배합물의 공융 온도까지의 온도에서 어닐링함으로써 형성된다. 그린바디는 등방 가압(isotatic pressing)과 같은 압축 방법을 이용하여 구성성분 또는 구성성분들의 배합물을 가압함으로써 형성될 수 있다. 그린바디는 비활성 또는 산화 분위기에서 어닐링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 그린바디는 약 600℃ 내지 배합물의 용융 온도의 범위에 있는 온도에서 어닐링된다. 이로써, 일부 사례에서, 결과로 얻어지는, 화학식(I)의 인광체를 포함하는 소결된 세락믹은 조밀하게 충전된, 조밀하게 소결된 입자를 포함하는 것으로 수득된다.

일부 실시양태에서, 조명 장치는 화학식(I)의 인광체를 포함하는 인광체 휠에 방사선 커플링되는, 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함한다. 일부 실시양태에서, 인광체 휠은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 인광체 휠은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 반도체 광원은 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드(LD) 또는 LED와 LD의 하이브리드일 수 있다. 일부 실시양태에서, 반도체 광원의 청색 광 플럭스는 25 W/cm² 초과이다, 일부 실시양태에서, 반도체 광원의 청색 광 플럭스는 40 W/cm² 초과이다.

도 3은 일부 실시양태에서 조명 장치(20)의 개략도를 예시한 것이다. 조명 장치(20)는 반도체 광원, 예를 들면 LED 또는 LD, 광학 어셈블리(24) 및 인광체 휠(30)을 포함한다. 반도체 광원(22)은 약 420 nm 내지 약 480 nm의 파장 범위의 고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 반도체 광원(22)은 약 400 nm 내지 약 460 nm의 파장 범위의 고 전력 밀도의 청색 광을 생성한다. 광학 어셈블리(24)는 하나 이상의 광학 부재, 예컨대 미러, 렌즈 및 필터를 포함한다.

인광체 휠은 하나 이상의 공간 새그먼트가 적당한 광원에 의해 조사될 때 색상 또는 파장으로 특징지어지는 광 출력을 방출하는 물질을 갖고 있는 하나 이상의 공간 새그먼트를 포함하는 복수의 공간 새그먼트를 포함한다. 각 공간 새그먼트는 상이한 인광체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 개별 공간 새그먼트는 적색 또는 녹색 광을 생성한다. 본 개시내용의 일부 실시양태에서, 적색 인광체는 화학식(I)의 인광체 또는 적색 양자 도트 물질일 수 있으며, 녹색 인광체는 녹색 양자 도트 물질, Ce^{3 +}에 의해 활성화된 가넷, β-SiAlON, 또는 이들의 조합일 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 공간 새그먼트는 상기 기술된 바와 같은 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 공간 새그먼트는 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다.

도 4는 일부 실시양태에서 인광체 휠(30)의 개략도를 도시한 것이다. 인광체 휠(30)은 코어 영역(32) 및 인광체 휠(30)의 중심(31)으로부터 멀리 떨어져 있고 코어 영역(32)에 대하여 동심원인 림 영역(34)을 포함한다. 코어 엉역(34)은 원형 금속 디스크를 포함한다. 림 영역(34)은 인광체(30)의 제1 면(40) 상에 3개 동심원 공간 새그먼트(36, 37, 38)를 포함한다. 하나 이상의 공간 새그먼트에서, 예를 들면 공간 새그먼트(36)는 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 공간 새그먼트(36)는 상기 기술된 바와 같은 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 다른 일부 실시양태에서, 공간 새그먼트(36)는 상기 기술된 바와 같은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함한다. 1개 또는 2개 공간 새그먼트(37, 38)는 (하기 기술된) 추가 발광 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 하나 이상의 공간 새그먼트(37 또는 38)은 슬릿 형태의 투과 새그먼트일 수 있다. 추가 발광 물질은 층, 시트, 판상 피스, 모놀리스, 복합체 등의 형태로 하나 이상의 공간 새그먼트(37, 38) 내에 포함될 수 있다. 일부 사례에서, 하나 이상의 공간 새그먼트(37, 38)는 인광체 이외의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 공간 새그먼트(37, 38)는 이색성 필터, 흡수 필터, 간섭 필터, 색상 변경 특성이 없는 투명 영역 등을 포함할 수 있다. 인광체 휠(30)의 공간 새그먼트(36, 37, 38)는 동일하거나 상이한 크기 및/또는 형상을 가질 수 있다. 인광체 휠(30)은 또한 동일 인광체를 갖는 복수의 분리된 공간 새그먼트를 포함할 수도 있다. 인광체 휠(30)은 반도체 광원(22)으로부터의 광에 대하여 인광체 휠(30)의 상이한 공간 새그먼트(36, 37, 38) 또는 공간 새그먼트의 상이한 부분들을 노출시키기 위해 그의 축(33) 주위로 회전 가능하다.

일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 복합체 형태는 유리-인광체 복합체이다. 유리-인광체 복합체는 유리와 화학식(I)의 인광체를 혼합하고, 혼합물의 디스크 또는 플레이트 형태를 갖도록 혼합물을 단일축 압축 처리하며, 그리고 압축된 혼합물(디스크 또는 플레이트)를 유리의 융점까지 소성함으로써 수득될 수 있다. 적합한 유리 물질은 JP200739303에서 기술된 바와 같은 저 융점 유리를 포함한다.

일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 복합체 형태는 중합체-인광체 복합체이다. 중합체-인광체 복합체는 중합체와 화학식(I)의 인광체를 혼합하여 슬러리를 형성시키며, 그리고 슬러리를 인광체 휠(30)의 공간 새그먼트(36) 상에 도포하여 층을 형성시킴으로써 수득될 수 있다. 적합한 중합체의 예로는 에폭시, 실리콘, 에폭시-실리콘, 아크릴레이트 및 이들의 조합이 포함된다.

도 3을 참조하면, 반도체 광원(22)으로부터의 방사선은 인광체 휠(30)의 제1 면(40) 상에 방사선을 집중시키는 광학 어셈블리(24)에 충돌한다. 인광체 휠(30)에 의해 방출된 광은 (도시되어 있지 않은) 집광기로 유도될 수 있다. 그 집광기는 하나 이상의 렌즈 또는 다른 광학 부재, 예컨대 인광체 휠(30)로부터 나오는 광을 집광하여 다른 컴포넌트, 예를 들면 디스플레이를 위한 스크린으로 전사하는 투사 렌즈(projection lense)를 포함할 수 있다. 인광체 휠(30)은 반도체 광원(22)으로부터의 광에 대하여 상이한 공간 새그먼트(36, 37, 38)를 이동시켜 상이한 색상 광을 생성하기 위해 그의 축(33) 주위로 회전할 수 있다. 인광체 휠(30)을 이동시킬 뿐만 아니라 그의 속력을 제어하기 위해 엑츄에이터 또는 모터(도면에 도시되어 있지 않음)가 사용될 수 있다.

특정 실시양태에서, 인광체 휠(30)은 제1 면(40) 상에서 조사되고, 광은 제2 면(41)으로부터 방출되고, 인광체 휠(30)의 제2 면(41)의 전방에 위치하는 집광기로 유도된다. 일부 실시양태에서, 인광체 휠(30)은 제1 면(40) 상에서 조사되고, 광은 제1 면(40)으로부터 방출되고, 적당한 위치에 자리한 집광기로 광을 유도하도록 반사된다. 다른 일부 실시양태에서, 인광체 휠(30)은 양면(40, 41) 상에서 조사될 수 있다.

도 3 및 도 4에서 도시된 인광체 휠(30)이 림 영역(34)에서 공간 새그먼트를 포함한다고 할지라도, 인광체 휠은 상이한 구성을 가질 수 있으며, 회전되는 것 이외의 다른 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다.

일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체는 상기 기술된 바와 같은 모놀리스 형태 또는 복합체 형태를 형성하기 전에 또는 형성한 후에 성능 및 색상 안정성 특성을 강화시키기 위해 미국 특허 8,252,613 및 8,906,724에 기술된 바와 같이 처리할 수 있다. 그 처리 공정은 화학식(I)의 인광체를 상승된 온도에서 기체 형태의 불소 함유 산화제와 접촉시키는 단계를 포함한다. 일부 실시양태에서, 화학식(I)의 인광체의 단결정은 그 처리 공정을 이용하여 처리된다.

화학식(I)의 인광체를 지닌 인광체 휠 및/또는 조명 장치에서 사용하기에 적합한 추가 발광 물질의 예들로는 다음의 것들이 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다:

((Sr_1-z(Ca,Ba,Mg,Zn)_z)_1-(x+w)(Li,Na,K,Rb)_wCe_x)₃(Al_1-ySi_y)O_{4 +y+3(x-w)}F_1-y-3(x-w), 0＜x≤0.10, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.5, 0≤w≤x;

(Ca,Ce)₃Sc₂Si₃O₁₂(CaSiG);

(Sr,Ca,Ba)₃Al_{1 - x}Si_xO_{4 + x}F_{1 -x}:Ce³⁺(SASOF));

(Ba,Sr,Ca)₅(PO₄)₃(Cl,F,Br,OH):Eu^{2 +},Mn^{2 +};

(Ba,Sr,Ca)BPO₅:Eu^{2 +},Mn^{2 +};

(Sr,Ca)₁₀(PO₄)₆ ^*νB₂O₃:Eu^{2 +}(여기서, 0＜ν≤1);

Sr₂Si₃O₈ ^*2SrCl₂:Eu^{2 +};

(Ca,Sr,Ba)₃MgSi₂O₈:Eu^{2 +},Mn^{2 +};

BaAl₈O₁₃:Eu^{2 +};

2SrO^*0.84P₂O₅ ^*0.16B₂O₃:Eu^{2 +};

(Ba,Sr,Ca)MgAl₁₀O₁₇:Eu^{2 +},Mn²⁺;

(Ba,Sr,Ca)Al₂O₄:Eu²⁺;

(Y,Gd,Lu,Sc,La)BO₃:Ce^{3 +},Tb^{3 +};

ZnS:Cu⁺,Cl^-;

ZnS:Cu⁺,Al³⁺;

ZnS:Ag⁺,Cl^-;

ZnS:Ag⁺,Al³⁺;

(Ba,Sr,Ca)₂Si_{1 - ξ}O_{4 - 2ξ}:Eu^{2 +}(여기서, -0.2≤ξ≤0.2);

(Ba,Sr,Ca)₂(Mg,Zn)Si₂O₇:Eu²⁺;

(Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)₂S₄:Eu^{2 +};

(Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)₃(Al,Ga)_{5- α}O_{12 - 3/2α}:Ce^{3 +}(여기서, 0≤α≤0.5);

(Ca,Sr)₈(Mg,Zn)(SiO₄)₄Cl₂:Eu^{2 +},Mn²⁺;

Na₂Gd₂B₂O₇:Ce^{3 +},Tb³⁺;

(Sr,Ca,Ba,Mg,Zn)₂P₂O₇:Eu^{2 +},Mn²⁺;

(Gd,Y,Lu,La)₂O₃:Eu^{3 +},Bi³⁺;

(Gd,Y,Lu,La)₂O₂S:Eu^{3 +},Bi³⁺;

(Gd,Y,Lu,La)VO₄:Eu^{3 +},Bi³⁺;

(Ca,Sr)S:Eu^{2 +},Ce³⁺;

SrY₂S₄:Eu²⁺;

CaLa₂S₄:Ce^{3 +};

(Ba,Sr,Ca)MgP₂O₇:Eu^{2 +},Mn²⁺;

(Y,Lu)₂WO₆:Eu^{3 +},Mo⁶⁺;

(Ba,Sr,Ca)_βSi_γN_μ:Eu^{2 +}(여기서, 2β+4γ=3μ);

(Ba,Sr,Ca)₂Si_{5 - x}Al_xN_{8 - x}O_x:Eu^{2 +}(여기서, 0≤x≤2);

Ca₃(SiO₄)Cl₂:Eu²⁺;

(Lu,Sc,Y,Tb)_{2-u- v}Ce_vCa_{1 + u}Li_wMg_{2 - w}P_w(Si,Ge)_{3 - w}O_{12 -u/2}(여기서, 0.5≤u≤1, 0＜v≤0.1, 및 0≤w≤0.2);

(Y,Lu,Gd)_{2- Φ}Ca_ΦSi₄N_{6 + Φ}C_{1 - Φ}:Ce^{3 +}(여기서, 0≤φ≤0.5);

(Lu,Ca,Li,Mg,Y), Eu^{2 +} 및/또는 Ce^{3 +}에 의해 도핑된 α-SiAlON;

(Ca,Sr,Ba)SiO₂N₂:Eu^{2 +},Ce³⁺;

β-SiAlON:Eu^{2 +}, 3.5MgO^*0.5MgF₂ ^*GeO₂:Mn^{4 +};

(Sr,Ca,Ba)AlSiN₃:Eu²⁺;

(Sr,Ca,Ba)₃SiO₅:Eu^{2 +};

Ca_{1 -c- f}Ce_cEu_fAl_{1 + c}Si_{1 - c}N₃(여기서, 0≤c≤0.2, 0≤f≤0.2);

Ca_{1 -h- r}Ce_hEu_rAl_{1 - h}(Mg,Zn)_hSiN₃(여기서, 0≤h≤0.2, 0≤r≤0.2);

Ca_{1 -2s- t}Ce_s(Li,Na)_sEu_tAlSiN₃(여기서, 0≤s≤0.2, 0≤t≤0.2, s+t>0); 및

Ca_{1 -σ-χ- Φ}Ce_σ(Li,Na)_χEu_ΦAl_{1 +σ- χ}Si_{1 -σ+ χ}N₃(여기서, 0≤σ≤0.2, 0≤χ≤0.4, 0≤Φ≤0.2).

일부 특정 실시양태에서, 추가 발광 물질은 녹색 발광 물질, 예컨대 Ce^{3 +}에 의해 활성화된 가넷, β-SiAlON 또는 이들의 조합을 포함한다.

일부 실시양태에서, 추가 발광 물질은 녹색 발광 양자 도트(QD) 물질을 포함한다. 녹색 발광 QD 물질은 II-VI군 화합물, III-V군 화합물, IV-IV군 화합물, IV군 화합물, I-III-VI₂군 화합물, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. II-VI군 화합물의 예로는 CdSe, CdTe, CdS, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, HgS, HgSe, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 또는 이들의 조합이 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다. III-V군 화합물은 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GalnNP, GalnNAs, GalnPAs, InAlNP, InAlNAs, InAlPAs, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. IV군 화합물의 예로는 Si, Ge, SiC, 및 SiGe가 포함된다. I-III-VI₂군 칼코피라이트(chalcopyrite) 유형 화합물의 예로는 CuInS₂, CuInSe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, AgInS₂, AgInSe₂, AgGaS₂, AgGaSe₂ 및 이들의 조합이 포함된다.

추가 발광 물질로서 사용하기 위한 QD 물질은 코어, 코어 상에 코팅된 하나 이상의 쉘, 및 하나 이상의 리간드, 바람직하게는 유기 중합체 리간드를 포함하는 외부 코팅을 포함하고 있는 코어/쉘 QD일 수 있다. 코어-쉘 QD를 제조하기 위한 물질의 예로는 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, (다이아몬드를 포함하는) C, P, Co, Au, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, MnS, MnSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si₃N₄, Ge₃N₄, Al₂O₃, (Al,Ga,In)₂ (S,Se,Te)₃, Al₂CO, 및 이들 물질 중 2 이상으로 된 적당한 조합이 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 예시적인 코어-쉘 QD로는 CdSe/ZnS, CdSe/CdS, CdSe/CdS/ZnS, CdSeZn/CdS/ZnS, CdSeZn/ZnS, InP/ZnS, PbSe/PbS, PbSe/PbS, CdTe/CdS, 및 CdTe/ZnS가 포함되지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

QD 물질은 전형적으로 표면에 공역되거나, 표면과 협력되거나, 표면과 회합되거나 또는 표면에 부착되는 리간드를 포함한다. 특히, QD는 상승된 온도, 고 강도 광, 외부 가스, 및 수분을 포함하는 환경 조건으로부터 QD를 보호하고, 응집을 제어하며, 그리고 호스트 바인더 물질 중의 QD의 분산을 허용하는 리간드를 포함하는 코팅 층을 포함할 수 있다.

개별 발광 물질, 예를 들면 화학식(I)의 인광체 및 추가 발광 물질의 각각의 비율은 결과로 얻어지는 소정의 광 출력의 특징에 따라 다양할 수 있다. 조명 장치 또는 인광 휠에서 개별 발광 물질의 상대 비율은, 개별 발광 물질들의 방출이 블렌딩되어 조명 장치에서 사용될 때, 선결정된 x 및 y 값의 가시 광이 CIE(International Commission on Illumination)에 의해 창작된 색도도 상에서 생성되도록, 조정될 수 있다. 특정 실시양태에서, 조명 장치는 백색 광을 방출한다. 본원에서 기술된 바와 같이 조명 장치에서 각 발광 물질의 정확한 강도 및 양은 최종 사용자의 수요에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 조명 장치 및/또는 역광 장치는 일반적인 조사 및 디스플레이 적용에 사용될 수 있다. 그 예로는 크로매틱 램프, 플라즈마 스크린, 제논 여기 램프, UV 여기 표시 시스템, 자동차 헤드램프, 가정용 및 극장용 프로젝터, 레이저 펌프형 디바이스, 포인트 센서, 액정 디스플레이 역광 유닛, 텔레비젼, 컴퓨터 모니터, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 및 본원에서 기술된 바와 같은 반도체 광원을 포함하는 디스플레이를 갖는 다른 휴대용 디바이스가 포함된다. 이들 적용의 목록은 단지 예시적인 것에 불과할 뿐 완전한 것이 아니다.

실시예

후술하는 실시예는 다지 예시적인 것일 뿐 특허청구된 본 발명의 영역에 대한 어떠한 유형의 제한을 가하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예 1: 단결정 형태의 K ₂ (Si,Mn)F ₆ 을 형성시키는 절차

K₂SiF₆(40 몰%)와 KBr(60 몰%)의 혼합물을 글로브 박스에서 평량하였다. 혼합물(1 그램)을 백금 도가니에 넣고, 멀라이트 튜브 퍼니스에 옮겼다. 그 튜브 퍼니스를 Ar 분위기로 30분 동안 정화하고, 이어서 675℃에서 1 시간 동안 소성 유지하였다(3℃ 증가 및 감소/KOH를 관통하여 발포된 Ar) . 결과로 얻어지는 용융물을 Ar 분위기에서 30분 동안 정화하였다. 그 용융물을 함유한 백금 도가니를 퍼니스로부터 꺼내고, 메탄올 중에 세척하여 과량의 KBr를 용해시켰다. 그 버블러는 K₂SiF₆의 분해로 인한 SiF₄의 무형성 또는 최소 형성을 확인하는 투명 상태를 나타내는 것으로 관찰되었다.

세척된 용융물은 X선 회절(XRD)을 이용하여 검사하였다. XRD 결과에 의하면, 용융물은 소정의 상 K₂SiF₆을 갖는 것으로 확인되었다. 이는 K₂SiF₆에서 2KF와 SiF₄로의 분해를 방지하도록 융점이 억제된다면, 상 K₂SiF₆의 단결정이 성장될 수 있다는 것을 보여준다. 유사 절차를 이용한다면, K₂(Si,Mn)F₆은 출발 물질 중의 K₂(Si,Mn)F₆ 또는 K₂SiF₆ 및 Mn 화합물을 사용하여 단결정으로 성장될 수 있다.

실시예 2: 소결된 세라믹 형태의 K ₂ (Si,Mn)F ₆ 을 형성시키는 절차

K₂(Si,Mn)F₆의 소결된 세라믹 부분은 출발 물질의 열간 등방 가압(HIP:Hot isostatic pressing)을 통해 및/또는 그린바디를 만들고 추가로 소결 처리하여 투명 또는 반투명 세라믹 부분을 제조하는 것을 통해 형성될 수 있다. 이 공정에서는, 입자 크기가 매우 잘 제어될 수 있으며, 소량의 플럭스 물질이 소결 및 치밀화를 개선하기 위해 첨가될 수 있다.

본 발명의 특정한 특색만이 본원에서 예시 및 기술되어 있긴 하지만, 수 많은 변형예 및 변경예가 당업자에 의해 실시될 수 있을 것이다. 그러므로, 부가된 청구범위는 본 발명의 기술사상 내에 속함에 따라 그러한 모든 변형예 및 변경예를 포괄하는 것으로 의도된다.

Claims (14)

1. 조명 장치로서,
   고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링되는 것인 조명 장치:
   화학식(I)
   A_x(M,Mn)F_y
   상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.
2. 제1항에 있어서, A는 Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Ti, 또는 이들의 조합이며, Y는 6인 조명 장치.
3. 제1항에 있어서, A는 K이고, M은 Si인 조명 장치.
4. 제1항에 있어서, 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체는 인광체 휠(phosphor wheel) 상에 배치되는 것인 조명 장치.
5. 제1항에 있어서, 자동차 헤드램프를 포함하는 조명 장치.
6. 역광 장치로서,
   고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 단결정 및 세라믹으로부터 선택된 모놀리스 형태의 화학식(I)의 인광체에 방사선 커플링되는 것인 역광 장치:
   화학식 (I)
   A_x(M,Mn)F_y
   상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.
7. 제6항에 있어서, 텔레비젼을 포함하는 역광 장치.
8. 조명 장치로서,
   고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함하는 인광체 휠에 방사선 커플링되는 것인 조명 장치:
   화학식(I)
   A_x(M,Mn)F_y
   상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.
9. 제8항에 있어서, A는 Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Ti, 또는 이들의 조합이며, Y는 6인 조명 장치.
10. 제8항에 있어서, A는 K이고, M은 Si인 조명 장치.
11. 제8항에 있어서, 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체는 유리-인광체 복합체인 조명 장치.
12. 제8항에 있어서, 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체는 중합체-인광체 복합체인 조명 장치.
13. 역광 장치로서,
    고 전력 밀도의 청색 광을 생성할 수 있는 반도체 광원을 포함하며, 반도체 광원은 복합체 형태의 화학식(I)의 인광체를 포함하는 인광체 휠에 방사선 커플링되는 것인 역광 장치:
    화학식(I)
    A_x(M,Mn)F_y
    상기 식 중, A는 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 이들의 조합이고, M은 Si, Ge, Sn, Ti, Zr, Al, Ga, In, Sc, Hf, Y, La, Nb, Ta, Bi, Gd, 또는 이들의 조합이며, x는 [MF_y] 이온의 전하의 절대 값이고, y는 5, 6, 또는 7이다.
14. 제13항에 있어서, 자동차 헤드램프를 포함하는 역광 장치.

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