一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用制造技术

本发明专利技术涉及一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用。本文揭示以石榴石为主的发绿光磷光体，其具有式(Lu1‑a‑b‑cYaTbbAc)3(Al1‑dBd)5(O1‑eCe)12:Ce,Eu，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；且0≤a≤1；0≤b≤1；0≤c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。这些磷光体由于纳入碱土金属与卤素二者的性质而区别于此项技术中的任一者。其峰值发射波长可介于约500nm与540nm之间。本发明专利技术的绿色石榴石磷光体可与以氮化物为主的发红光磷光体(例如CaAlSiN3)组合以产生白光。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2011年7月13日，申请号为201180039442.1，专利技术名称为“一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用”的申请的分案申请。优先权主张本申请案主张2011年7月12日提出申请且标题为“一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用(GREEN-EMITTING,GARNET-BASEDPHOSPHORSINGENERALANDBACKLIGHTINGAPPLICATIONS)”的美国专利申请案第13/181,226号(吴玉松(YusongWu)等人)的优先权权益，美国专利申请案第13/181,226号主张对2010年7月14日提出申请且标题为“一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用(GREEN-EMITTING,GARNET-BASEDPHOSPHORSINGENERALANDBACKLIGHTINGAPPLICATIONS)”的美国临时申请案第61/364,321号(吴玉松(YusongWu)等人)的权益。
本专利技术的实施例一般来说涉及以石榴石为主的发绿光磷光体，其可适于多个不同
，特别是背光应用。特定地，本专利技术涉及以镥为主的石榴石。
技术介绍
本专利技术的实施例涉及掺杂铈的以石榴石为主的磷光体。YAG:Ce是此磷光体的实例，且此化合物已在从所谓的“白光LED”产生白光的商业市场中使用了一些时间。术语“白光LED”是误称，这是因为发光二极管发射特定单色光而不是被人眼视为白色的波长的组合，但所述术语在照明工业的词典中仍然根深蒂固。与其它磷光体主体、特别是那些以硅酸盐、硫酸盐、次氮基硅酸盐和氧代-次氮基硅酸盐为主的磷光体主体相比，YAG:Ce在被蓝光激发时具有相对较高吸收效率，在高温度和湿度环境中稳定，且具有高量子效率(QE>95％)，所有白色均展示宽发射光谱。如果说在使用YAG:Ce磷光体时具有缺点，且在某些应用中具有缺点，那么所述缺点是此磷光体的峰值发射对于在(例如)背光应用中用作发光源来说太长(也就是说，红色太深)。YAG:Ce的替代方案是掺杂铈的Lu3Al5O12化合物(LAG:Ce)，其具有与YAG:Ce相同的结晶结构，具有与以钇为主的化合物类似的温度和湿度稳定性，且量子效率也如此。尽管具有这些相似性，但LAG:Ce呈现与其YAG对应物不同的峰值发射波长；在镥情形下，此峰波长是在约540nm下。然而，此发射波长对于用于背光应用中来说仍不够短。因此，业内、特别是在涉及背光技术的领域中需要具有石榴石结构且峰值发射波长比YAG:Ce或LAG:Ce的峰值发射波长短的磷光体。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及以石榴石为主的发绿光磷光体，其具有通式(Lu1-a-b-cYaTbbAc)3(Al1-dBd)5(O1-eCe)12:Ce,Eu，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；0≤a≤1；0≤b≤1；0<c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。单独或组合使用的“A”元素可为碱土元素Mg、Sr、Ca和Ba中的任一者，其极有效地使波长移位到较短值。这些化合物在本专利技术中将称为“以卤化LAG为主”的石榴石。在替代实施例中，本专利技术的绿色石榴石可由式(Y,Lu,A)x(Al)5(O,F,Cl)12+(3/2)x表示；限制条件为x不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。如在此部分中所述的第一式中，A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组，且相对于钇和镥的总量，化学计量含量在大于等于0到约0.5的范围内。钇和镥可彼此互换。这些化合物在本专利技术中可统称为以YAG和LAG为主的“非整数化学计量化合物”。在替代实施例中，本专利技术的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y,A)3(Al,B)5(O,C)12:Ce3+阐述，其中A是Tb、Gd、Sm、La、Lu、Sr、Ca和Mg中的至少一者，包括这些元素的组合，其中这些元素对Y的取代量以化学计量方式在约0.1％到约100％的范围内。B是Si、Ge、B、P和Ga中的至少一者，包括其组合，且这些元素以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代Al。C是F、Cl、N和S中的至少一者，包括其组合，且以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代氧。在替代实施例中，本专利技术的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y1-xBax)3Al5(O1-yCy)12:Ce3+阐述，其中x和y各自在约0.001到约0.2的范围内。在此实施例的变化形式中，以石榴石为主的磷光体可由式(Y1-xBax)zAl5(O1-yCy)12+(3/2)z:Ce3+表示，其中在此实施例中z不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。在这些实施例中，当构成元素为钇、钡、铝、氧和氟时。本专利技术的以石榴石为主的发绿光磷光体可由激光或LED(或任何其它此种构件)发射的蓝光激发，且与发黄光-绿光硅酸盐磷光体和/或以氮化物为主的发红光磷光体中的一者(或二者)组合使用。红色氮化物可具有通式(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+，其进一步包含任选卤素，且其中红色氮化物磷光体的氧杂质含量可小于等于约2重量％。附图说明图1显示具有不同MgF2添加剂浓度的Lu2.91Ce0.09Al5O12的SEM形貌，其图解说明随着MgF2添加剂的量增大，粒径变得更大且更均匀；图2是具有不同MgF2添加剂浓度的示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图3是具有不同MgF2添加剂浓度的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图4是具有5wt％MgF2添加剂和5wt％SrF2添加剂的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图5是具有不同MgF2添加剂含量的一系列示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱，所述发射光谱是通过用蓝色LED激发磷光体获得；图6是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱；图7是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱；图8是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱；结果显示利用一定量的MgF2添加剂使Lu2.91Ce0.09Al5O12的发射峰移位到短波长，且MgF2添加剂的量越大，发射峰波长越短；图9是具有5wt％MgF2和5wt％SrF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱，其中所述磷光体已利用蓝色LED激发；将结果与不含卤化盐作为添加剂的对照试样相比较；结果说明利用MgF2合成化合物使发射峰移位到比利用SrF2合成化合物所获得为短的波长；图10显示一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射波长如何随SrF2添加剂浓度增大而减小；图11是具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化激发光谱，其显示当MgF2添加剂浓度增大时，激发光谱变的更窄；图12显示具有5wt％MgF2添加剂的示范性Lu2.91C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以石榴石为主的发绿光磷光体，其具有式：(Lu1‑a‑b‑cYaTbbAc)3(Al1‑dBd)5(O1‑eCe)12:Ce，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；且0≤a≤1；0≤b≤1；0<c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。

【技术特征摘要】
2010.07.14 US 61/364,321;2011.07.12 US 13/181,2261.一种以石榴石为主的发绿光磷光体，其具有式：(Lu1-a-b-cYaTbbAc)3(Al1-dBd)5(O1-eCe)12:Ce，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；且0≤a≤1；0≤b≤1；0<c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。2.如权利要求1所述的磷光体，其中所述磷光体经配置以发射具有在510nm到550nm范围内的峰值发射波长的光。3.如权利要求1所述的磷光体，其中A是Mg。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉松，德节·T·陶，成世凡，李依群，
申请(专利权)人：英特美光电苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32