[发明专利]具有磷光体组分的发光复合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年2月24日提交的美国申请第61/446,346号的优先权，将其整体并入本文作为参考。

发明背景

领域

本申请涉及具有磷光体组分的发射性陶瓷材料。

描述

固态发光装置，例如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或某些时候所谓的有机电致发光装置(OEL)以及无机电致发光装置(IEL)，已广泛地利用于例如平板显示器、多种仪器的指示器、布告牌以及装饰照明等多种应用。随着这些发光装置的发射效率不断改善，例如汽车头灯及一般灯具的需要更高照明强度的应用很快就可得到实行。对于这些应用而言，白光LED为具有前途的候选者之一，并且已吸引了相当多的注意。

近来，大部分发光二极管包括基于钇铝石榴石(YAG)的粉末，其封装于树脂之中。增加这些粉末中的掺杂剂浓度可以获得具有改善的色温的白光。例如，增加YAG中的Ce掺杂剂可以增加黄光的再吸收，其提供了改善色温的红位移。虽然此策略可以成功地应用于粉末，但许多包括透明的陶瓷板或层压膜的发光二极管在掺杂剂浓度增加时将无法产生红位移。因为陶瓷板或层压膜表现出高透明度和低散射性，所以其无法再吸收黄光。

美国专利第7,390,684号(将其整体并入本文作为参考)使用了磷光体粉末，其中以低于20原子%来用Gd替代Y。虽然此替代可以致使其颜色具有更高的绿色分量，但随着Gd含量增加，此组合物表现出发光的显著减少。

发明简述

本文公开了具有高钆(Gd)浓度的发射性陶瓷材料。

本文所公开的一些实施方案包括热稳定的陶瓷体，其包括发射层，其中所述发射层包括由通式(A_1-x-zGd_xD_z)₃B₅O₁₂表示的化合物，其中：D为第一掺杂剂，其选自Nd、Er、Eu、Mn、Cr、Yb、Sm、Tb、Ce、Pr、Dy、Ho、Lu及其组合；A选自Y、Lu、Ca、La、Tb及其组合；B选自Al、Mg、Si、Ga、In及其组合；x为约0.20至约0.80；以及z为约0.001至约0.10。

在一些实施方案中，D包括Ce。

在一些实施方案中，D为Ce。

在一些实施方案中，其中A为Y。

在一些实施方案中，B为Al。

在一些实施方案中，陶瓷体表现出至少8W/mK的热导率。

在一些实施方案中，发射层中的第一掺杂剂具有沿着发射层厚度的第一掺杂剂浓度梯度。

在一些实施方案中，其中第一掺杂剂浓度梯度包括最大第一掺杂剂浓度，其位于或接近沿着发射层厚度的中心。

在一些实施方案中，第一掺杂剂浓度梯度包括最大第一掺杂剂浓度，其位于或接近沿着发射层厚度的表面。

在一些实施方案中，发射层包括沿着发射层厚度的Gd浓度梯度。

在一些实施方案中，第一掺杂剂浓度梯度比Gd浓度梯度更宽泛。

在一些实施方案中，Gd浓度梯度包括最大Gd浓度，其位于或接近沿着发射层厚度的最大第一掺杂剂浓度。

在一些实施方案中，当陶瓷体曝露于波长为约455nm的辐射时，该陶瓷体所表现出的内部量子效率(IQE)为至少约0.70。

在一些实施方案中，陶瓷体表现出至少约535nm的峰值发射的波长。

本文公开的一些实施方案包括烧结组件以获得本文公开的陶瓷体。

本文公开的一些实施方案包括形成热稳定的陶瓷体的方法，其包括烧结组件，其中所述组件包括厚度为约10μm至约200μm的共掺杂层，其中所述共掺杂层包括：钇铝石榴石(YAG)、YAG前体或其组合；第一掺杂剂，其选自Nd、Er、Eu、Mn、Cr、Yb、Sm、Tb、Ce、Pr、Dy、Ho、Lu及其组合；以及相对于YAG、YAG前体或其组合的量，约20at%至约80at%的Gd。

在一些实施方案中，组件还包括第一层，其布置在掺杂层的一侧，其中第一层包括YAG、YAG前体或其组合；其中第一层基本不含第一掺杂剂；以及其中第一层的厚度为约40μm至约800μm。

在一些实施方案中，第一层还包括Gd。

在一些实施方案中，第一层包括约20at%至约80at%的Gd。