具有窄绿光发射的磷光体制造技术

物质的发光组合物的特征是具有式REM

Phosphors with narrow green emission

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有窄绿光发射的磷光体相关申请的交叉引用本申请要求2017年4月28日提交的题为“具有窄绿光发射的磷光体(PhosphorsWithNarrowGreenEmission)”的美国临时专利申请第62/491,552号和2017年5月10日提交的题为“具有窄绿光发射的磷光体(PhosphorsWithNarrowGreenEmission)”的美国专利申请第15/591,629号的优先权权益，两者都通过引用全部纳入本文。专利
本专利技术一般涉及具有窄绿光发射的磷光体。
技术介绍
用铕活化的碱土金属硫代镓酸盐和碱土金属硫代铝酸盐磷光体在本领域中对于电致发光系统和磷光体转换LED系统都是已知的。这些材料可以很容易地吸收蓝光、紫光或近紫外光发射光源(例如常见的InGaN发光二极管)的发射。这些典型的绿光磷光体材料可以独立使用以产生绿光，或者可以将它们与其他磷光体材料组合以产生白光或其他有色光。类似地，这些绿光磷光体材料可以例如与蓝光或其他LED和红光磷光体组合，以产生用于显示器的背光单元，所述显示器例如是移动电话、平板电脑、笔记本电脑、监视器或电视的显示器。在一般照明中，通常希望具有宽的发射光谱以改善显色指数或其他光质量指标，例如CQS或TM-30-15。但是，有时在照明中，希望提供在某些波长区域中的额外的光，以突出某些特征；例如，杂货店的牛肉展示柜可能包括在光谱的红光区域中的额外的光，类似地，当照明提供在某些绿光波长中的额外的光时，菠菜或绿色的纸张可能会显得更令人愉悦。在显示器背光中，更希望的是具有窄的发射波长，以使颜色(a)显得更饱和并加宽色域的绿色顶点，并且(b)当通过典型的LCD滤光系统的绿光过滤器时，保持较小的损耗，因为其大部分强度与滤光器的最高透射率完全对准。
技术实现思路
本专利技术的磷光体解决了通过提供具有相对窄的绿光发射光谱的磷光体组合物来帮助使照明应用的发射光谱的某些绿光区域优先饱和并改善显示器背光单元的绿色色域点的难题。附图简要说明图1是显示示例性市售磷光体的CIExy色点，NTSC色域和DCI-P3色域的绿色色域点以及本专利技术的示例性磷光体在530nm和537nm处具有峰值的发射的图。图2A-2C分别示出了EuAl2.133B0.567S5.05的发射光谱、激发光谱和粉末x射线衍射图。图3A-3B分别示出了EuAl2.322Lu0.378S5.05的发射光谱和激发光谱。图4A-4C分别示出了Eu(Al0.4Ga0.6)2+xSy的发射光谱、激发光谱和粉末X射线衍射图，其中x＝0、0.1、0.3、0.5、0.7和0.9。图5A-5B分别示出了EuAl2Se4,EuAl2.4Se4.6、EuAl2.4Se3.6S和EuAl2.7Se5.05的发射光谱和激发光谱。图6示出了EuAl2.07In0.23S4.45的发射光谱。图7示出了EuAl1.84In0.46S4.45的发射光谱。图8示出了EuAl1.61Ga0.23In0.46S4.45的发射光谱。图9示出了示例性磷光体转换LED的发射光谱。图10示出了另一个示例性磷光体转换LED的发射光谱。图11示出了另一个示例性磷光体转换LED的发射光谱。图12示出了叠加了示例性滤色器的图11的示例性磷光体转换LED的发射光谱。专利技术详述应当参考附图来阅读以下详细描述，这些附图描述了选择性实施方式，并且不旨在限制本专利技术的范围。详细描述通过示例而非限制的方式说明了本专利技术的原理。该描述将清楚地使本领域技术人员能够制造和使用本专利技术，并且描述了本专利技术的若干实施方式、改变形式、变型、替代形式和用途，包括目前被认为是实施本专利技术的最佳方式。在本说明书和所附权利要求书中所用的单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代，除非上下文中有另外明确的指示。本专利技术的磷光体响应于例如紫外光、紫光，蓝光或短波长绿光的激发而在相对窄的发射波长范围内发射绿光。与市售的绿光磷光体相比，上述磷光体的窄发射可能显得更饱和，并扩大了色域的绿色顶点。作为此优点的一个示例，图1显示了示例性市售磷光体(例如LuAGs和硅酸盐)的CIExy色点，该磷光体在525nm、530nm和540nm处具有峰值发射(例如，可从加利福尼亚州弗里蒙特的国际贸易公司(IntematixCorporation)以产品编号GAL525、GAL530、GAL540、EG2762、EG3261和EG3759购得)；NTSC色域和DCI-P3色域的绿色色域点；以及本专利技术的示例性磷光体在530nm和537nm处具有峰值的发射。本专利技术的磷光体具有经验组成REM2+xEy，其中RE可以是一种或多种稀土元素(例如，Eu或Gd)，M可以是选自Al、Ga、B、In、Sc、Lu或Y的一种或多种元素，E可以是选自S、Se、O或Te的一种或多种元素，x大于0，或者大于或等于0.1，或者大于或等于0.3，或者大于或等于0.7。例如，x的值也可以小于或等于0.9。假设E的电荷为-2，则下标y具有在通式中实现电荷平衡的值。(在本说明书中描述的实验实例中，反应始终在硫族元素过量的条件下进行，从而使反应能够利用形成电荷平衡组合物所需的物质)。使用反应促进剂也可能会发生一些次要的成分替代，包括但不限于AlCl3或I2。磷光体可以具有与REM2E4(例如EuGa2S4)相同的基本假斜方晶体结构。磷光体可包含REM2E4晶相和一种或多种二元硫族化物晶相的混合物，所述二元硫族化物晶相是例如M2E3(诸如Ga2S3)晶相或ME(诸如GaS)晶相。在一些变型中，组成的特征是通式Eu(Al,Ga)2+xSy，并且Al与Ga的比在约1:3至约2:1之间。通过比现有技术的硫代镓酸盐磷光体提供更窄的发射光谱，本专利技术的磷光体可以显示出超过已知的碱土金属硫代镓酸盐磷光体的改进。与EuM2E4组成相比，本专利技术的磷光体可以显示出亮度的改善，所述EuM2E4的组成包括例如EuAl2S4、EuAl2Se4和EuGa2S4，如Thi等人的材料科学与工程(MaterialsScience&Engineering)B14(1992)，第4期，第393-397页，Donohue的美国专利第3,801,702号(1974年4月2日公告)，以及Donohue和Hanlon的《电化学学会杂志：固态科学与技术》(JournaloftheElectrochemicalSociety:Solid-StateScienceandTechnology)(1974)，第121卷，第1期，第137-142页中所揭示的。特别地，与组成为REM2E4的磷光体相比，上述具有经验通式REM2+xEy且x>0的磷光体可以显著提高磷光体发射峰的相对强度，在某些情况下，超过两倍。x的最佳值可能会随体系的确切组成而变化。然而，对于M的许多选择，例如对于RE＝Eu且M＝1/3Al，2/3Ga，x＝0.7似乎处于或接近最佳值。通过改变组成的M和E成分，可以根据应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物质的发光组合物，其特征在于，具有式REM

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170428 US 62/491,552;20170510 US 15/591,6291.一种物质的发光组合物，其特征在于，具有式REM2+xEy，其中：
RE是一种或多种稀土元素；
M是选自下组的一种或多种元素：Al、Ga、B、In、Sc、Lu和Y；
E是选自下组的一种或多种元素：S、Se、O和Te；
x大于零；且
假设E的电荷为-2，则y具有在式中实现电荷平衡的值。


2.如权利要求1所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.3。


3.如权利要求1所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.7。


4.如权利要求1-3中任一项所述的物质的发光组合物，其仅具有EuM2E4假斜方晶体结构。


5.如权利要求1-3中任一项所述的物质的发光组合物，其具有主要的EuM2E4假斜方晶体结构和一种或多种二元硫族化物晶体结构的混合物。


6.如权利要求1所述的物质的发光组合物，其中，RE是Eu。


7.如权利要求6所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.3。


8.如权利要求6所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.7。


9.如权利要求6-8中任一项所述的物质的发光组合物，其仅具有EuM2E4假斜方晶体结构。


10.如权利要求6-8中任一项所述的物质的发光组合物，其具有主要的EuM2E4假斜方晶体结构和一种或多种二元硫族化物晶体结构的混合物。


11.如权利要求1所述的物质的发光组合物，其中，RE包含Eu和Gd。


12.如权利要求11所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.3。


13.如权利要求11所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.7。


14.如权利要求1所述的物质的发光组合物，其中，所述组合物的特征是具有式Eu(Al,Ga)2+xSy。


15.如权利要求14所述的物质的发光组合物，其中，Al与Ga的比值在约1:3到约2:1之间。


16.如权利要求14所述的物质的发光组合物，其中，x大于或等于0.3。

【专利技术属性】
技术研发人员：E·托马斯，K·巴娄第，Y·B·勾，R·诺德赛，J·梅尔曼，
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：美国;US