具有一连续宽广发射波长的光源及用于此光源的磷光体组合物制造技术

具有自约４００纳米至约１５００纳米且甚至更长的连续发射波长的磷光体混合物（３２）可由无机磷光体制成。这种磷光体混合物（３２）可与光源（３０）或者电子束（４６）发生器一起作为光源使用，来提供一宽大的发射波长范围。该磷光体还可以透过将磷光发射进人体的一透光部分（比如一个耳垂）来检测葡萄糖含量，及测量人体内血糖含量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利申请书要求2002年5月31日提交的第60/384,609号美国临时专利申请的权益。本专利申请书涉及可在约400纳米至约1600纳米甚至更高的波长范围内连续发光的光源，并涉及可在一所期望范围内提供连续发光的磷光组合物。
技术介绍
发光二极管(在下文中称作LEDs)已为人们所熟知，它们一般在一频率范围内发光，以产生蓝光、绿光或者红光。涂覆有磷光体的LEDs也已为人们所熟悉。这种磷光体称作光转换材料，其能够吸收一特定波长的光，并随后发射一不同波长的光。例如，一个蓝发光二极管可涂覆一种能发射一不同波长光的磷光组合物来产生红光；通过将蓝色、红色和绿色发光二极管与磷光体进行合适混合就可以获得白光。业内需要一种能在一约400纳米至约1600纳米且甚至更高的波长范围内连续发光的光源。此波长范围包括在白炽灯的光范围内，但白炽灯还可在一更宽广范围内发射光，且所发射光的主要部分集中在远红外区域。目前已知的磷光体混合物不能在所期望的波长范围内连续发光，而在整个发射范围中的某些中间波长也仅发射极少的光甚至根本不发射光。业内期望提供能够在一约400纳米至约1600纳米且甚至更高波长范围内连续发光的磷光组合物。此类磷光组合物能应用于发光二极管，或者能够被诸如阴极射线管(下文中称作CRT)等电子束轰击所激发，在上述期望的波长范围内连续发光。
技术实现思路
我们已发现若干无机磷光体混合物可以在约400纳米至约1600纳米且甚至更高的波长范围内连续发光，且强度变化较小。此类磷光体混合物可被诸如LEDs和白炽灯等各种光源所激发，且还可被封装在阴极射线管(CRT)内供电子束轰击激发。可制作若干种由锌、镉和激发剂铜、银及一共激发剂组成且可形成固熔体的无机磷光体混合物，该些混合物可在较宽广的波长范围内连续发光且具有最少的波纹及间断。在这种情况下，一其中单个二极管均可以激发特定磷光体的发光二极管阵列或一白炽灯可以用作一光源在整个发射范围内激发磷光体混合物。将磷光体混合物限制在本专利技术所揭示宽广发射范围内的一较狭窄范围内即可获得一更有限的发射范围。附图说明图1是白炽灯的钨发射率与波长关系的曲线图。图2是本专利技术磷光体混合物的发射强度与波长关系的示意图。图3是本专利技术涂覆有磷光体的发光二极管的横截面正视图。图4是经本专利技术磷光体混合物处理的一发光二极管阵列的横截面示意图。图5是本专利技术经电子束轰击的磷光体荧光屏的横截面正视图。具体实施例方式我们已发现若干磷光体混合物可在已所期望的宽广波长范围内连续发光，而且其因发射强度变化而带来的“波纹效应”也极少。将该些磷光体混合物封装在各种器件中，比如发光二极管、激光二极管、阴极射线管和其它激发光源中，可以制成具有宽广连续发光范围的器件。为了给混合物提供所期望的至少约400纳米至约1300纳米或1600纳米或甚至更高的波长范围，需针对单个磷光体的发射波长选择合适的磷光体混合物。例如，发射波长范围在约500至约750纳米的磷光体包括激发剂为铕和锰(CaMgSi2O6:Eu+2，Mn+2)的硅酸镁钙，及激发剂为锡和锰(Sr2Li2Si2O7:Sn+2，Mn+2)的硅酸锂锶。发射波长范围在约650至约750纳米的磷光体是激发剂为钛(Al2O3:Ti+3)的氧化铝。发射波长范围在约750至约1100纳米的磷光体是激发剂为铜和氯(CdS:Cu+2，Cl)的硫化镉。发射波长范围在约1100至1300纳米的磷光体是激发剂为铬(Mg2SiO4:Cr+4)的硅酸镁。发射波长范围在约1200至约1400纳米的磷光体是激发剂为铬(Y2SiO5:Cr+4)的硅酸钇。上述磷光体以合适的用量混合而成的磷光体混合物能在所期望的从550纳米至1300纳米或甚至1400纳米的波长范围内连续发光，并且没有任何大的或明显的间断。每种磷光体的不同用量将根据期望该混合物在一特定应用中所具有的发射波长范围来选择。一基于锌和镉(包括其硫化物、硒化物和碲化物)的第II-VI族磷光体因能与硫化锌和碲化镉形成一组固熔体而尤其较佳。在受到铜或者银的激发及一卤化物或一三价离子(例如铝离子、镓离子或者镥离子)的共激发时，此类磷光体就会产生荧光发射，并随着磷光体中固熔体组分的改变而逐渐变化。例如，当x＝1时，ZnxCd2-xS:Ag，Al磷光体的发射光波长为435纳米；随着镉含量的增加，可获得更长的发射光波长。如果用铜替代银做激发剂，且减少锌的含量，那么可获得甚至更长的发射光波长。如果用铜激发硫化镉，可以得到波长为1000纳米的发射光。而且，如果用硒替代硫，将会得到甚至更长的波长。当使用CdTe:Cu，Al时，可以得到高达1500纳米或甚至更高的波长。其它具有宽广发射波长范围的磷光体可用来替代某些无机磷光体，但前提是其不会在频率范围的一部分内造成发射光强度的严重间断。例如，也可加入某些来自碱土族的激发剂为二价铕或者三价铈的钙、锶和钡的硫代镓酸盐或者硫代铝酸盐磷光体。另外，同样也可加入氧化物磷光体，例如激发剂为铈(Y3Al5O12:Ce)的钇铝石榴石(YAG)以及激发剂为钛(Al2O3:Ti+3)的氧化铝。其它宽波带发射体也为所属领域的技术人员所熟知。此类磷光体混合物可沉积在半导体发光二极管(LED)或者激光二极管上用作一薄激发层。如果期望获得高光强度输出，则需使用激光二极管。图3是本专利技术涂覆有磷光体的发光二极管的横截面图。参阅图3，本专利技术的磷光体层32涂覆在一发光二极管(LED)30周围。此种磷光体层上具有一可密封磷光体但又允许光线穿过的封套34。引线36与一电源(本图没有显示)相连接。使用一由不同发光二极管(LEDs)组成的阵列激发一由不同组合物构成的混合磷光体层也可激发此类磷光体。例如，可将由上述无机磷光体混合物组成的磷光体层沉积在荧光屏或者透明基材上，而将发光二极管(LEDs)阵列沉积在基材的另一侧上。当发射光波长向更长波长移动时，也可以使用一白炽灯激发磷光体混合物。调整混合物中不同磷光体组分的比例即可抵消白炽灯强度随波长的变化。使用白炽灯具有下述缺点其产生的热量会导致磷光体荧光热淬灭。因此，在此种情况下可能需要在磷光体层中加入某种冷却剂。此种磷光体混合物还可以封装在阴极射线管(CRT)内由电子束轰击激发。附图4所示的就是一阴极射线管(CRT)，其中磷光体层40涂覆在玻璃封套44的一端，一电子束发生器46安装在玻璃封套44的另一端，且引线48与一电源(本图没有显示)相连接。根据需要，电子束能量可以从数十伏特到几千伏特不等。电子束发生器可以是一热、冷或者场发射阴极。如果本专利技术的磷光体混合物能够在气体放电管外面被激发，则其也可以使用。例如，不建义在含有汞的放电管内使用磷光体混合物，因为汞将与磷光混合剂体存在的硫化物发生反应。磷光体混合物可与下述材料相混合某一经干燥可与之形成固态荧光粉的液体，例如聚乙烯醇；或者一合适的聚合物；或者一可密封磷光体颗粒或经干燥可将磷光体颗粒粘附在一基材(诸如图4所示玻璃封套42)上的粘合性组合物。如果合适，一聚合物悬浮液可由聚碳酸酯、聚丙烯和聚四氟乙烯等构成，并且视需要还可将其固化。可使用一环氧树脂来对LEDs进行最终封装。对于阴极射线管而言，可在磷光体混合物层上沉积一铝层。下述实例举例说明了可用于本专利技术的发射波峰从约500纳米到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一自约４３５纳米高至约１６００纳米且甚至更高的宽广、连续发射波长的光源，其由一种在受到一光能源激发时被铜或银活化及被一种卤化物或者一种三价离子共活化的无机磷光体混合物组成。

【技术特征摘要】
US 2002-5-31 60/384,609;US 2003-2-21 10/372,0041.一种具有一自约435纳米高至约1600纳米且甚至更高的宽广、连续发射波长的光源，其由一种在受到一光能源激发时被铜或银活化及被一种卤化物或者一种三价离子共活化的无机磷光体混合物组成。2.一种具有一自约435纳米高至约1600纳米且甚至更高的宽广、连续发射波长的光源，其由一种在受到电子束轰击激发时被铜或者银活化及被一种卤化物或者一种三价离子共活化的第II-VI族磷光体混合物组成。3.根据权利要求2所述的光源，其中所述第II-VI族磷光体是锌和镉磷光体。4.根据权利要求1所述的光源，其中所述无机磷光体是从一由硫化锌、硒化锌、碲化锌、硫化镉、硒化镉、碲化镉、金属硅酸盐、金属铝石榴石和氧化铝的固溶体组成的组群中选出。5.根据权利要求2所述的光源，其中所述第II-VI族磷光体是从一由硫化锌、硒化锌、碲化锌、硫化镉、硒化镉、碲化镉、金属硅酸盐、金属铝石榴石和氧化铝的固溶体组成的组群中选出。6.一种阴极射线管，其含有一玻璃封套，所述玻璃封套包括以荧光屏封端的电子束，其中所述荧光屏涂覆有一层如权利要求1所述的磷光体混合物。7.一种磷光体混合物发光二极管，其涂覆有如权利要求1所述的磷光体混合物，之后其上又涂覆有一透光层的。8.一种磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩里尼尔约卡姆，田永驰，
申请(专利权)人：沙诺夫股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]