[发明专利]具有掺杂浓度梯度的发射性陶瓷材料及其制造方法和使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年12月1日提交的美国申请第61/418,725号的优先权，该申请通过引用将其整体并入本文。

发明背景

发明领域

本申请涉及具有掺杂浓度的发射性陶瓷材料。

相关领域描述

诸如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)(或有时称为有机电致发光装置(OEL))以及无机电致发光装置(IEL)的固态发光装置已广泛地用于诸如平板显示器、各种仪器的指示器、布告牌以及装饰性照明等各种应用。随着这些发光装置的发射效率持续改善，需要更高亮度强度的应用(诸如汽车前灯以及一般照明)可能很快就变得可行。对于这些应用，白色LED为有前途的候选者之一且已引起广泛关注。

内量子效率(IQE)为由发射性材料产生的光子与由同一材料吸收的光子的比率。增加的IQE值可改善照明装置的能量效率；然而，增加IQE而同时不使亮度效率变小的可靠方法仍不存在。因此，需要能克服这些与IQE相关的限制的新发射性材料。

发明简述

本文公开的一些实施方案为发射性陶瓷材料，该发射性陶瓷材料具有沿着钇铝石榴石(YAG)区域的厚度的掺杂浓度梯度。

本文公开的一些实施方案为具有一个或多个多孔区域的发射性陶瓷材料。

本文公开的一些实施方案包括发射性陶瓷，其包括钇铝石榴石(YAG)区域以及掺杂剂，所述掺杂剂具有沿着YAG区域的厚度在第一表面与第二表面之间的浓度梯度，其中所述浓度梯度包括最大掺杂浓度、第一半最大掺杂浓度以及在第一半最大掺杂浓度处或附近的第一斜率，其中第一斜率的绝对值为约0.001至约0.004(原子%/μm)。

在一些实施方案中，最大掺杂浓度为约0.25原子%至约0.5原子%。

在一些实施方案中，最大掺杂浓度位于距离第一表面或第二表面不超过约100μm处。在一些实施方案中，最大掺杂浓度位于距离YAG区域的厚度中心不超过约100μm处。在一些实施方案中，第一半最大掺杂浓度位于距离最大掺杂浓度的位置至少约25μm处。在一些实施方案中，第一半最大掺杂浓度位于距离第一表面和第二表面至少50μm处。

在一些实施方案中，发射性陶瓷包括第二半最大掺杂浓度，所述第二半最大掺杂浓度位于距离第一半最大掺杂浓度的位置至少25μm处。在一些实施方案中，第二半最大掺杂浓度位于距离最大掺杂浓度的位置至少25μm处。

在一些实施方案中，发射性陶瓷包括在第二半最大掺杂浓度处或附近的第二斜率，其中第二斜率的绝对值为0.001至0.004(原子%/μm)。在一些实施方案中，第一斜率的绝对值与第二斜率的绝对值大致相同。

在一些实施方案中，掺杂浓度梯度包括半峰值全宽为约50μm至约400μm的峰。

在一些实施方案中，YAG区域的厚度为约100μm至约1mm。

在一些实施方案中，YAG区域还包括第一多孔区域。在一些实施方案中，第一多孔区域的孔隙体积为约0.5%至约80%。在一些实施方案中，第一多孔区域的孔隙体积为约1%至约30%。

在一些实施方案中，第一多孔区域包括平均大小为约0.5μm至约50μm的孔隙。在一些实施方案中，孔隙的平均大小为约1.0μm至约10μm。

在一些实施方案中，YAG区域还包括第一非多孔区域和第二非多孔区域，并且其中第一多孔区域布置在第一非多孔区域与第二非多孔区域之间。

在一些实施方案中，YAG区域还包括第一非多孔区域和第二多孔区域，并且其中第一非多孔区域布置在第一多孔区域与第二多孔区域之间。

在一些实施方案中，第一多孔区域位于距离YAG区域的厚度中心不超过约100μm处。

在一些实施方案中，第一多孔区域位于距离YAG区域的厚度中心至少约25μm处。

在一些实施方案中，第一多孔区域位于YAG区域的第一表面处或附近，或者位于YAG区域的第二表面处或附近。

在一些实施方案中，YAG区域与多孔区域的大小大致相同。

在一些实施方案中，第一多孔区域的厚度为约10μm至约400μm。

在一些实施方案中，通过使YAG区域或其前体内的有机颗粒挥发来获得第一多孔区域。