[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2023522185A - 緑色発光蛍光体およびそのデバイス - Google Patents

緑色発光蛍光体およびそのデバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2023522185A
JP2023522185A JP2022562412A JP2022562412A JP2023522185A JP 2023522185 A JP2023522185 A JP 2023522185A JP 2022562412 A JP2022562412 A JP 2022562412A JP 2022562412 A JP2022562412 A JP 2022562412A JP 2023522185 A JP2023522185 A JP 2023522185A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
green
formula
emitting phosphor
emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022562412A
Other languages
English (en)
Inventor
サミュエル, ジョセフ カマルデロ,
マシュー, デイヴィッド バッツ,
アナン, エー. セトラー,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2023522185A publication Critical patent/JP2023522185A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7709Phosphates
    • C09K11/771Phosphates with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/04Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing natural or artificial radioactive elements or unspecified radioactive elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/61Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing fluorine, chlorine, bromine, iodine or unspecified halogen elements
    • C09K11/615Halogenides
    • C09K11/616Halogenides with alkali or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/67Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals
    • C09K11/69Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing refractory metals containing vanadium
    • C09K11/691Chalcogenides
    • C09K11/695Chalcogenides with alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/70Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
    • C09K11/71Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7708Vanadates; Chromates; Molybdates; Tungstates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737Phosphates
    • C09K11/7738Phosphates with alkaline earth metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

緑色発光蛍光体は、蛍光体に放射結合および/または光学的に結合されたLED光源を含むデバイスに有用であり、[Ba1-a-bSraCab]x[Mg,Zn]y(UO2)z([P,V]O4)2(x+y+z)/3、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25;および[Ba,Sr,Ca,Mg,Zn]p(UO2)q[P,V]rO(2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、3.5≦r≦4.5である、から選択される。【選択図】図2

Description

関連出願の相互参照
本願は、非仮出願であり、「GREEN-EMITTING PHOSPHORS AND DEVICES THEREOF」についての2020年4月14日に出願された米国仮特許出願第63/009、800号の優先権、および2020年9月1日に出願された米国仮特許出願係属番号第63/073、391号「GREEN-EMITTING PHOSPHORS AND DEVICES THEREOF」の優先権を主張する。
これらの各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載の主題は、一般に、蛍光体およびデバイスに関し、より詳細には、緑色発光蛍光体に関する。
現在のディスプレイデバイスの技術は、産業および住宅用途に最も広く使用されているフラットパネルディスプレイの1つである、液晶ディスプレイ(LCD)に依存している。しかしながら、次世代のデバイスは、低エネルギー消費量、小型サイズ、および高輝度を有し、改善された色域を必要とする。
ディスプレイに使用するためのLEDパッケージは、青色LED、緑色蛍光体、および赤色蛍光体の組み合わせに基づいている。色域は、蛍光体の選択によってたいがい決定される。赤色蛍光体KSiF:Mn4+は、半値全幅(FWHM)が6~8nmを特徴とするピークを有し、発光のピークの相対強度に対応して高い色の再現性が得られる。緑色蛍光体β-SiAlON:Eu2+は、半値全幅が46nm~52nmであり、ピーク波長が534nm~540nmであり、純粋な緑色ではなく、緑がかった黄色である。したがって、青色放射を効率的に吸収し、高い量子効率をもたらし、改善された演色性を有する新しい緑色発光蛍光体がまた必要とされている。
簡潔には、一態様では、緑色発光蛍光体が提供される。緑色発光蛍光体が、[Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25;および[Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5である、から選択される。
別の態様では、蛍光体組成物が提供される。蛍光体組成物は緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を含み、緑色発光蛍光体は、[Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25であり;[Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5である、から選択され、赤色発光蛍光体は、[Ba,Sr,Ca]Si:Eu2+;[Ca,Sr]AlSiN:Eu2+;[Ba,Sr,Ca]LiAl:Eu2+;[Sr,Ca,Mg]S:Eu2+;および式Iの蛍光体:AMF:Mn4+、(I)は、式中Aが、Li、Na、K、Rb、Cs、またはそれらの組み合わせであり;Mは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd、またはそれらの組み合わせであり;xはMFイオンの電荷の絶対値であり;およびyは、5、6または7である、から選択される。
さらに別の態様では、緑色発光蛍光体に放射結合および/または光学的に結合されたLED光源を含むデバイスが提供される。緑色発光蛍光体が、[Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、0.75≦z≦1.25;および[Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5である、から選択される。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面全体を通して、同様の符号は同様の部分を表す。
本開示の一実施形態による、デバイスの概略的な断面図である。 本開示の一実施形態による照明装置の概略的な断面図である。 本開示の別の実施形態による照明装置の概略的な断面図である。 本開示の一実施形態による、照明装置の切欠き側面斜視図である。 本開示の一実施形態による、表面実装型デバイス(SMD)の概略的な斜視図である。 X線回折(XRD)分析によって判定されたBaMgUO(POの結晶構造を示す。 BaMgUO(POのXRD粉末パターンを示す。 式BaMgUO(POの緑色発光蛍光体の励起スペクトル(点線)および発光スペクトル(実線)を示す。 X線回折(XRD)分析によって判定されたBaZnUO(POの結晶構造を示す。 BaZnUO(POのXRD粉末パターンを示す。 式BaZnUO(POの緑色発光蛍光体の励起スペクトル(点線)および発光スペクトル(実線)を示す。 X線回折(XRD)分析によって判定されたBa(PO(UOの結晶構造を示す。 Ba(PO(UOのXRD粉末パターンを示す。 式Ba(PO(UOの緑色発光蛍光体の励起スペクトル(点線)および発光スペクトル(実線)を示す。 X線回折(XRD)分析によって判定されたγ-BaUO(POの結晶構造を示す。 γ-BaUO(POのXRD粉末パターンを示す。 式γ-BaUO(POの緑色発光蛍光体の励起スペクトル(点線)および発光スペクトル(実線)を示す。 30Kでの式γ-BaUO(POの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式BaSr(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式BaSr(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式Sr(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式Ca(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式BaMg(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式BaMg(PO(UOの緑色発光蛍光体の発光スペクトルを示す。 式BaUO(VOの発光スペクトルを示す。 室温でEu3+を共ドープした式γ-BaUO(POの発光スペクトルを示す。
別段の指示がない限り、本明細書で提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を示すことを意図している。これらの特徴は、本開示の1つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムに適用可能であると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示された実施形態の実施に必要とされる、当業者に知られているすべての従来の特徴を含むことを意味するものではない。
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語が言及され、それらは以下の意味を有すると定義される。
単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈が明らかにそうでないことを指示しない限り、複数の言及を含む。
本明細書および特許請求の範囲を通して本明細書で使用される近似を表す文言は、関連する基本的な機能に変化をもたらすことなく許容範囲で変化し得る任意の定量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約(about)」、「実質的に(substantially)」、および「およそ(approximately)」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび/または置き換えが可能であり、文脈または文言が別段に指示しない限り、そのような範囲は識別され、それに含まれるすべての部分的な範囲を含む。すべての参考文献は、参照により本明細書に組み込まれる。
式の角括弧は、括弧内の元素の少なくとも1つが蛍光体材料中に存在することを示し、組成物の化学量論によって制限されるように、それらの2つ以上の任意の組み合わせが存在してもよい。例えば、式[Ca,Sr,Ba]MgSi:Eu2+,Mn2+は、Ca、SrもしくはBaのうちの少なくとも1つ、またはCa、SrもしくはBaのうちの2つ以上の任意の組み合わせを包含する。例としては、CaMgSi、Eu2+,Mn2+;SrMgSi:Eu2+,Mn2+;またはBaMgSi:Eu2+,Mn2+が挙げられる。コロン「:」の後に活性化剤を含む式は、蛍光体組成物が活性化剤でドープされていることを示す。コロン「:」の後に「,」によって分離された2つ以上の活性化剤を示す式は、蛍光体組成物が活性化剤または両方の活性化剤でドープされていることを示す。例えば、式[Ca,Sr,Ba]MgSi:Eu2+,Mn2+は、[Ca,Sr,Ba]MgSi:Eu2+、[Ca,Sr,Ba]MgSi:Mn2+または[Ca,Sr,Ba]MgSi:Eu2+およびMn2+を包含する。
本開示の緑色発光蛍光体は、近UVまたは青色領域(約400nm~470nmの波長範囲)の放射線を吸収し、500nm~550nm、特に約510nm~約530nm、より詳細には約515nm~約525nmの波長範囲を中心とする主要の発光ピークを有する狭帯域で発光する。これらの蛍光体は、ディスプレイ用途に有用である。NTSC、DCI-P3、Adobe、またはBT2020規格に従って測定され得る狭帯域緑色発光蛍光体を組み込んだディスプレイの色域は、比較的広帯域の発光を有する蛍光体と比較して大幅に改善され得る。
いくつかの実施形態では、蛍光体は、リン酸塩/バナジン酸塩基を含み、式[Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3であり、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、0.75≦z≦1.25である。いくつかの実施形態では、Mn2+、Mn4+、Ce3+、Cr3+、Eu2+またはEu3+などの1つまたは複数の追加の活性化剤イオンが存在してもよい。特に、蛍光体はリン酸基を含有し、式[Ba[Mg,Zn](UO[PO2(x+y+z)/3のものである。特定の例には、Ba[Mg,Zn]UO(PO、より具体的にはBaMgUO(POおよびBaZnUO(POが含まれる。
他の実施形態では、蛍光体は、リン酸塩/バナジン酸塩基に加えて[P,V]基を含有し、式[Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2のものであり、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、3.5≦r≦4.5である。いくつかの実施形態では、Mn2+、Mn4+、Ce3+、Cr3+、Eu2+またはEu3+などの1つまたは複数の追加の活性化剤イオンが存在してもよい。特に、蛍光体はリン酸基およびピロリン酸基を含有し、式Ba(UO(2p+2q+5r)/2のものである。特定の例には、Ba(PO(UOおよびガンマ-BaUO(PO(γ-BaUO(PO)が含まれる。
一実施形態では、蛍光体は、BaSr(PO(UO、BaMgUO(PO、BaZnUO(PO、Ba(PO(UO、ガンマ-BaUO(PO、BaSr(PO(UO、Sr(PO(UO、Ca(PO(UO、BaMg(PO(UO、BaMg(PO(UO、BaUO(VO、またはγ-BaUO(PO:Eu3+であり得る。
本開示の蛍光体は、U6+イオンが発光種の一部であるため、ウラニウムドープまたはUドープとして特徴付けることができる。「Uドープされた」という用語は、典型的には、比較的少数のウラン原子がホスト格子内で置換されていることを示す。多くの化合物において、ウラニウムはウラニルイオン(UO2+としてホスト格子に存在する。ウラニルイオンは線状のO-U-O結合を特徴とするため、典型的には、置換される部位に対して数モル%程度の、達成され得る置換の上限が存在する。M2+イオンを置換する場合、M2+と(UO2+中心との間には、ホスト格子の歪みおよび/またはホスト格子内の補償的欠陥を生じさせ得るサイズの制約がある。結果として、U6+放出の濃度クエンチングは通常、完全な置換が達成される前に起こる。対照的に、本開示の蛍光体は、ホスト格子の一部としてUO種を含み、存在するM2+カチオンの総モル数に対して約40モル%もの高濃度のウラニルイオンを含む。
本開示の蛍光体は、前駆体の混合物を酸化雰囲気下で焼成することによって製造することができる。適切な前駆体の非限定的な例としては、適切な金属酸化物、水酸化物、アルコキシド、炭酸塩、硝酸塩、アルミン酸塩、ケイ酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、カルボン酸塩、酒石酸塩、ステアリン酸塩、亜硝酸塩、過酸化物、リン酸塩、ピロリン酸塩、およびそれらの組み合わせが挙げられる。前駆体としての使用に適した材料には、BaCO、BaHPO、Ba(PO、Ba、BaZn(PO、BaZnP、Ba(OH)、Ba(C)、Ba(C、Ba(C、Ba(NO、CaCO、Eu、Mg(C)、Mg(C、Mg(C)、MgCO、MgO、Mg(OH)、Mg(PO、Mg、MgBa(PO、MgHPO、Mg(NO、NHMgPO、(NHHPO、NHVO、SrCO、Zn(C)、Zn(C、Zn(C、ZnCO、ZnO、Zn(OH)、Zn(PO、Zn、ZnBa(PO、ZnHPO、Zn(NO、NHZnPO、UO、UO(NO、(UO、(UO(PO、NH(UO)PO、UOCO、UO(C、UO(C)、H(UO)PO、UO(OH)、およびZnUO(C、ならびに各種水和物が挙げられる。例えば、適切な量のBaCO、MgO、およびUOを適切な量の(NHHPOと混合し、次いで混合物を空気雰囲気下で焼成することによって、例示的な蛍光体BaMgUO(POを製造することができる。別の例では、化学量論量のBaHPOおよびUOを過剰の(NHHPO(DAP)と混合し、次いで混合物を空気雰囲気下で焼成することによって、例示的なガンマウラニルリン酸バリウムまたはガンマウラニルオルトリン酸バリウム(γ-BaUO(PO)を製造することができる。前駆体は、固体の形態または溶液であり得る。溶媒の非限定的な例としては、水、エタノール、アセトン、およびイソプロパノールが挙げられ、適合性は、溶媒中の前駆体の溶解度に主に依存する。焼成後、蛍光体を粉砕して、焼成の処理中に形成された可能性のあるいずれかの凝集体を破壊することができる。
蛍光体を製造するための出発材料の混合物はまた、ホウ酸、四ホウ酸リチウムなどのホウ酸化合物、リン酸アルカリ、およびそれらの組み合わせなどの1つまたは複数の低融点フラックス材料を含むことができる。非限定的な例としては、(NHHPO(DAP)。iPO、NaPO、NaBO-HO、Li、K、Na、HBO、およびB3.が挙げられる。フラックスは、蛍光体の焼成温度および/または焼成時間を低下させることができる。フラックスを使用する場合、フラックスに由来し得るいずれかの残留可溶性不純物を除去するために、最終蛍光体生成物を適切な溶媒で洗浄することが望ましい場合がある。
試料の焼成は一般に空気中で行われるが、ウランはその最高酸化状態(U6+)にあるので、混合物を蛍光体に変換するのに十分な時間にわたって、約900℃~約1300℃、特に約1000℃~約1200℃の温度で、1気圧を超える酸素分圧を含むOまたは他の湿式または乾式酸化雰囲気中で焼成することもできる。必要とされる焼成時間は、焼成される混合物の量、固体と雰囲気のガスとの間の接触の程度、および混合物が焼成または加熱される間の混合の程度に応じて、約1~20時間の範囲であり得る。混合物を最終温度に迅速に到達させて保持してもよく、または混合物を約2℃/分~約200℃/分などのより低い速度で、最終温度まで加熱してもよい。
本開示による蛍光体組成物は、緑色発光蛍光体に加えて、式I:AMF:Mn4+(I)の赤色発光蛍光体を含んでもよく、式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、またはそれらの組み合わせであり、Mは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd、またはそれらの組み合わせであり、xはMFイオンの電荷の絶対値で、yは5、6または7である。一実施形態では、式Iの赤色発光蛍光体は、A(MF):Mn4+であり、式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、またはそれらの組み合わせであり、Mは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd、またはそれらの組み合わせである。特に、赤色発光蛍光体は、KSiF:Mn4+であってもよい。式の赤色発光蛍光体は、LED光源に放射結合および/または光学的に結合される。式Iの蛍光体は、米国特許第7,497,973号明細書および米国特許第8,906,724号明細書、ならびにゼネラルエレクトリック社に譲渡された関連特許に記載されている。式Iの赤色発光蛍光体の例には、K(TiF):Mn4+、K(SnF):Mn4+、Cs(TiF):Mn4+、Rb(TiF):Mn4+、Cs(SiF):Mn4+、Rb(SiF):Mn4+、Na(SiF):Mn4+、Na(TiF):Mn4+、Na(ZrF):Mn4+、K(ZrF):Mn4+、K(BiF):Mn4+、K(YF):Mn4+、K(LaF):Mn4+、K(GdF):Mn4+、K(NbF):Mn4+またはK(TaF):Mn4+が挙げられる。特定の実施形態では、式Iの蛍光体は、KSiF:Mn4+である。
式Iの緑色発光蛍光体および任意選択で赤色発光Mn4+ドープ蛍光体に加えて、本開示による蛍光体組成物は、1つまたは複数の他の発光材料を含んでもよい。青色、黄色、赤色、橙色、または他の色の蛍光体などの追加の発光材料を蛍光体組成物に使用して、得られる光の白色をカスタマイズし、特定のスペクトル出力分布を生成することができる。
蛍光体組成物に使用するのに適した蛍光体には、緑色および赤色発光蛍光体に加えて以下が含まれるが、これらに限定されない:((Sr1-z[Ca,Ba,Mg,Zn]1-(x+w)[Li,Na,K,Rb]Ce(Al1-ySi)O4+y+3(x-w)1-y-3(x-w),0<x≦0.10、0≦y≦0.5、0≦z≦0.5、0≦w≦x;[Ca,Ce]ScSi12(CaSiG);[Sr,Ca,Ba]Al1-xSi4+x1-x:Ce3+(SASOF));[Ba,Sr,Ca](PO[Cl,F,Br,OH]:Eu2+,Mn2+;[Ba,Sr,Ca]BPO:Eu2+,Mn2+;[Sr,Ca]10(PO*vB:Eu2+(式中0<v≦1);SrSi*2SrCl:Eu2+;[Ca,Sr,Ba]MgSi:Eu2+,Mn2+;BaAl13:Eu2+;2SrO*0.84P*0.16B:Eu2+;[Ba,Sr,Ca]MgAl1017:Eu2+,Mn2+;[Ba,Sr,Ca]Al:Eu2+;[Y,Gd,Lu,Sc,La]BO:Ce3+,Tb3+;ZnS:Cu,Cl;ZnS:Cu,Al3+;ZnS:Ag,Cl;ZnS:Ag,Al3+;[Ba,Sr,Ca]Si1-n4-2n:Eu2+(式中0≦n≦0.2);[Ba,Sr,Ca][Mg,Zn]Si:Eu2+;[Sr,Ca,Ba][Al,Ga,In]:Eu2+;[Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu][Al,Ga]5-a12-3/2a:Ce3+(式中0≦a≦0.5);[Ca,Sr][Mg,Zn](SiOCl:Eu2+,Mn2+;NaGd:Ce3+,Tb3+;[Sr,Ca,Ba,Mg,Zn]:Eu2+,Mn2+;[Gd,Y,Lu,La]:Eu3+,Bi3+;[Gd,Y,Lu,La]S:Eu3+,Bi3+;[Gd,Y,Lu,La]VO:Eu3+,Bi3+;[Ca,Sr,Mg]S:Eu2+,Ce3+;SrY:Eu2+;CaLa:Ce3+;[Ba,Sr,Ca]MgP:Eu2+,Mn2+;[Y,Lu]WO:Eu3+,Mo6+;[Ba,Sr,Ca]Si:Eu2+(式中2b+4g=3m);Ca(SiO)Cl:Eu2+;[Lu,Sc,Y,Tb]2-u-vCeCa1+uLiMg2-w[Si,Ge]3-w12-u/2(式中0.5≦u≦1、0<v≦0.1、および0≦w≦0.2);[Y,Lu,Gd]2-m[Y,Lu,Gd]CaSi6+m1-m:Ce3+,(式中0≦m≦0.5);[Lu,Ca,Li,Mg,Y]、Eu2+および/またはCe3+ドープのアルファ-SiAlON;Sr(LiAl):Eu2+、[Ca,Sr,Ba]SiO:Eu2+,Ce3+;ベータ-SiAlON:Eu2+;3.5MgO*0.5MgF*GeO:Mn4+;Ca1-c-fCeEuAl1+cSi1-c、(式中0≦c≦0.2、0≦f≦0.2);Ca1-h-rCeEuAl1-h(Mg,Zn)SiN、(式中0≦h≦0.2、0≦r≦0.2);Ca1-2s-tCe[Li,Na]EuAlSiN、(式中0≦s≦0.2、0≦t≦0.2、s+t>0);[Sr,Ca]AlSiN:Eu2+,Ce3+、およびLiCaSiO:Eu2+
特定の実施形態では、追加の蛍光体は、[Y,Gd,Lu,Tb][Al,Ga]12:Ce3+、β-SiAlON:Eu2+、[Sr,Ca,Ba][Ga,Al]:Eu2+、[Li,Ca]α-SiAlON:Eu2+、[Ba,Sr,Ca]Si:Eu2+、[Ca,Sr]AlSiN:Eu2+、[Ba,Sr,Ca]LiAl:Eu2+、および[Sr,Ca,Mg]S:Eu2+を含む。
蛍光体組成物中の個々の蛍光体のそれぞれの比は、所望の光出力の特性に応じて変化し得る。様々な蛍光体組成物中の個々の蛍光体の相対的な割合は、それらの発光が混合されてデバイス、例えば照明装置に使用される場合、CIE色度図の所定のxおよびyの値の可視光が生成されるように調整することができる。
蛍光体組成物に使用するのに適した他の追加の発光材料は、ポリフルオレン、好ましくはポリ(9,9-ジオクチルフルオレン)およびそのコポリマー、例えばポリ(9,9’-ジオクチルフルオレン-co-ビス-N,N’-(4-ブチルフェニル)ジフェニルアミン)(F8-TFB);ポリ(ビニルカルバゾール)およびポリフェニレンビニレンならびにそれらの誘導体などのエレクトロルミネセンスポリマーを含み得る。さらに、発光層は、青色、黄色、橙色、緑色もしくは赤色の燐光性染料もしくは金属錯体、量子ドット材料、またはそれらの組み合わせを含んでもよい。燐光性染料としての使用に適した材料としては、限定されないが、トリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム(III)(赤色染料)、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(緑色染料)およびイリジウム(III)ビス(2-(4,6-ジフルオレフェニル)ピリジナト-N,C2)(青色染料)が挙げられる。ADS(American Dyes Source社)から市販されている蛍光および燐光金属錯体も使用することができる。ADS緑色染料としては、ADS060GE、ADS061GE、ADS063GE、およびADS066GE、ADS078GE、およびADS090GEが挙げられる。ADS青色染料としては、ADS064BE、ADS065 BE、ADS070BEが挙げられる。ADS赤色染料としては、ADS067RE、ADS068RE、ADS069RE、ADS075RE、ADS076RE、ADS067REおよびADS077REが挙げられる。例示的な量子ドット材料は、CdSe、ZnSまたはInPに基づき、これらに限定されないが、CdSe/ZnS、InP/ZnS、PbSe/PbS、CdSe/CdS、CdTe/CdSまたはCdTe/ZnSなどのコア/シェル発光ナノ結晶を含む。量子ドット材料の他の例は、CsPbXなどのハロゲン化物ペロブスカイト量子ドットを含み、式中XがCl、Br、Iまたはそれらの組み合わせである。これらの半導体量子ドットはすべて、不動態化および/または環境保護のための適切なシェルまたはコーティングを有してもよい。
本開示によるデバイスは、緑色発光蛍光体の1つまたは複数に放射結合および/または光学的に結合されたLED光源を含む。図1は、本開示の一実施形態によるデバイス10を示す。デバイス10は、LED光源12と、本開示の緑色発光蛍光体を含む蛍光体組成物14とを含む。LED光源12は、UVまたは青色発光LEDであってもよい。いくつかの実施形態では、LED光源12は、約440nm~約460nmの波長範囲の青色光を生成する。デバイス10では、本明細書に記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光体組成物14は、LED光源12に放射結合および/または光学的に結合される。放射結合または光学的に結合とは、LED光源12からの放射が蛍光体組成物14を励起することができ、蛍光体組成物14が放射による励起に応答して光を放出することができることを意味する。蛍光体組成物14は、LED光源12の一部または部分に配置されてもよく、またはLED光源12から離れた距離で配置されてもよい。
本明細書で説明する例示的なLED光源の一般的な説明は、無機LEDベースの光源を対象としている。しかしながら、本明細書で使用される場合、この用語は、半導体レーザダイオード(LD)、有機発光ダイオード(OLED)、またはLEDとLDとのハイブリッドなどのすべてのLED光源を包含することを意味する。さらに、LED光源は、自発光ディスプレイに使用することができるミニLEDまたはマイクロLEDであってもよい。さらに、LED光源は、特に明記しない限り、別の放射源によって置き換えられ、補足され、または増強されてもよく、半導体、半導体LED、またはLEDチップへのいずれかの言及は、LDおよびOLEDを含むがこれらに限定されない任意の適切な放射源を表すにすぎないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、蛍光体組成物14は、式I、特にKSiF:Mn4+の赤色発光蛍光体をさらに含む。
蛍光体組成物14は、粉末、ガラス、または複合体、例えば蛍光体ポリマー複合体または蛍光体ガラス複合体などの任意の形態で存在してもよい。さらに、蛍光体組成物14は、層、シート、ストリップ、分散微粒子、またはそれらの組み合わせとして使用することができる。いくつかの実施形態では、蛍光体組成物14は、ガラスの形態の緑色発光蛍光体を含む。これらの実施形態のいくつかでは、デバイス10は、蛍光体ホイール(図示せず)の形態の蛍光体組成物14を含むことができる。蛍光体ホイールは、ガラスに埋め込まれた緑色発光蛍光体を含んでもよい。蛍光体ホイールおよび関連するデバイスは、国際公開第2017/196779号パンフレットに記載されている。
図2は、いくつかの実施形態による、照明装置またはランプ20を示す。照明装置20は、LEDチップ22と、LEDチップ22に電気的に取り付けられたリード24とを含む。リード24は、より厚いリードフレーム26によって支持された細いワイヤを含むことができ、またはリード24は自己支持電極を含むことができ、リードフレームは省くことができる。リード24は、LEDチップ22に電流を供給し、したがってLEDチップを放射させる。
LEDチップ22の表面には、緑色発光蛍光体を含む蛍光体組成物の層30が配置されている。蛍光体層30は、例えば、シリコーンと蛍光体組成物とを混合して準備されたスラリーを用いて、任意の適切な方法で配置することができる。そのような一方法では、蛍光体組成物粒子がランダムに懸濁されたシリコーンスラリーをLEDチップ22の周りに配置する。この方法は、蛍光体層30およびLEDチップ22の可能な位置の単なる例示である。蛍光体層30は、LEDチップ22上にスラリーをコーティングおよび乾燥させることによって、LEDチップ22の発光面にコーティングする、または直接上にあるようにすることができる。LEDチップ22によって放出された光は、蛍光体組成物によって放出された光と混合して、所望の発光を生成する。
引き続き図2を参照すると、LEDチップ22は、エンベロープ28内に封入されてもよい。エンベロープ28は、例えばガラスまたはプラスチックで形成することができる。LEDチップ22は、封入材32によって囲まれてもよい。封入材32は、低温ガラス、または当技術分野で公知のポリマーもしくは樹脂、例えば、エポキシ、シリコーン、エポキシ-シリコーン、アクリレート、またはそれらの組み合わせであってもよい。代替的な実施形態では、照明装置20は、エンベロープ28なしで封入材32のみを含むことができる。エンベロープ28および封入材32の両方は、光がそれらの要素を透過できるように透明でなければならない。
図3に示すいくつかの実施形態では、蛍光体組成物33の緑色発光蛍光体は、図2に示すように、LEDチップ22上に直接形成される代わりに、封入材32内に散在する。蛍光体組成物33は、封入材32の一部の中に、または封入材32の全体積にわたって点在させることができる。LEDチップ22によって発せられた青色光は、蛍光体組成物33によって発せられた光と混ざり合い、混合光は照明装置20から透過する。
さらに別の実施形態では、緑色発光蛍光体を含む蛍光体組成物の層34は、図4に示すように、LEDチップ22の上に形成される代わりに、エンベロープ28の表面にコーティングされる。示されるように、蛍光体層34は、エンベロープ28の内側表面29にコーティングされるが、蛍光体層34は、必要に応じてエンベロープ28の外側表面上にコーティングされてもよい。蛍光体層34は、エンベロープ28の表面全体にコーティングされてもよく、またはエンベロープ28の内側表面29の上部のみにコーティングされてもよい。LEDチップ22によって発せられたUV/青色光は、蛍光体層34によって発せられた光と混ざり合い、混合光は外に透過する。当然のことながら、蛍光体組成物は、任意の二箇所または三箇所すべて(図2~4に示すように)に配置されてもよく、あるいはエンベロープ28とは別個に、またはLEDチップ22に組み込まれてなど、任意の他の適切な位置に配置されてもよい。
上記の構造のいずれにおいても、照明装置20(図2~4)はまた、封入材32に埋め込まれた複数の散乱粒子(図示せず)を含むことができる。散乱粒子は、例えば、アルミナ、シリカ、ジルコニア、またはチタニアを含み得る。散乱粒子は、LEDチップ22から放出された指向性光を、好ましくは無視できる量の吸収で、効果的に散乱させる。
いくつかの実施形態は、例えば図5に示すような、バックライト用途のための表面実装型デバイス(SMD)タイプの発光ダイオード50を含む。このSMDは、「側面発光型」であり、導光部材54の突出部に発光窓52を有する。SMDパッケージは、上で定義したLEDチップと、本明細書に記載の緑色発光蛍光体を含む蛍光体組成物とを含むことができる。
本開示のデバイスは、一般照明およびディスプレイ用途のための照明および表示デバイスを含む。ディスプレイデバイスの例には、液晶ディスプレイ(LCD)バックライトユニット、テレビ、コンピュータモニタ、ラップトップ、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、および他のハンドヘルドデバイスが含まれる。ディスプレイがバックライトユニットである場合、緑色発光蛍光体は、米国特許出願公開第2017/0254943号明細書に記載されているように、LED光源に放射結合および/または光学的に結合されたシートまたはストリップに組み込まれてもよい。他のデバイスの例には、クロマチックランプ、プラズマスクリーン、キセノン励起ランプ、UV励起マーキングシステム、自動車用ヘッドランプ、ホームおよびシアター用プロジェクタ、レーザポンプデバイス、ならびにポイントセンサが含まれる。
本明細書に記載の蛍光体組成物を使用することにより、高い色域および高い光度を有する、ディスプレイ用途のための白色光を生成するデバイス、例えばLCDバックライトユニットを提供することができる。あるいは、対象とする広範囲の色温度(2500K~10000K)に対して高い光度および高いCRI値を有する一般照明用の白色光を生成するデバイスを提供することができる。これらの用途の列挙は、単に例示的なものであり、網羅的なものではないことを意図する。
本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面に示され、他の図面には示されない場合があるが、これは便宜上のものにすぎない。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および/または特許請求することができる。
(実施例1)
BaMgUO(POの作製
化学量論量のBaCO、MgO、UOおよび(NHHPO(DAP)を、Nalgeneボトルに秤量し、2時間ボールミル粉砕した。混合物を十分にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で焼成してDAPを分解した。次いで、焼成したブレンドをNalgeneボトルに戻し、さらに2時間粉砕した。2回目の粉砕後、粉末を1000~1100℃で焼成するために、アルミナるつぼに戻した。焼成後、組成物BaMgUO(POの黄色粉末を得た。
この材料の結晶構造を解明し、図6に示す。XRD粉末パターンを図7に示し、結晶学的データを表1に示す。BaMgUO(POの発光(実線)および励起(点線)のスペクトルを図8に示す。
(実施例2)
BaZnUO(POの作製
化学量論量のBaCO、ZnO、UO、および(NHHPO(DAP)をNalgeneボトルに秤量し、2時間ボールミル粉砕した。混合物を十分にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で焼成してDAPを分解した。次いで、焼成したブレンドをNalgeneボトルに戻し、さらに2時間粉砕した。2回目の粉砕後、粉末を1000~1100℃で焼成するために、アルミナるつぼに戻した。焼成後、組成物BaZnUO(POの黄色粉末を得た。
この材料の結晶構造を解明し、図9に示す。XRD粉末パターンを図10に示し、結晶学的データを表1に示す。BaZnUO(POの発光(実線)および励起スペクトル(点線)を図11に示す。
(実施例3)
Ba(PO(UOの作製
化学量論量のBaCO、UO、および(NHHPO(DAP)をNalgeneボトルに秤量し、2時間ボールミル粉砕した。混合物を十分にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で焼成してDAPを分解した。次いで、焼成したブレンドをNalgeneボトルに戻し、さらに2時間粉砕した。2回目の粉砕後、粉末を1000~1100℃で焼成するために、アルミナるつぼに戻した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。
この材料の結晶構造を解明し、図12に示す。XRD粉末パターンを図13に示し、結晶学的データを表1に示す。Ba(PO(UOの発光(実線)および励起(点線)のスペクトルを図14に示す。
(実施例4)
γ-BaUO(PO)の作製
化学量論量のBaHPO、UO、UOおよび5%過剰の(NHHPO(DAP)をNlgeneボトルに秤量し、2時間ボールミル粉砕した。混合物を十分にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、1100℃で焼成してDAPを分解した。次いで、焼成したブレンドをNalgeneボトルに戻し、さらに2時間粉砕した。2回目の粉砕後、粉末を1200℃で焼成するために、アルミナるつぼに戻した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。
この材料の結晶構造を解明し、図15に示す。XRD粉末パターンを図16に示し、結晶学的データを表1に示す。γ-BaUO(POの発光(実線)および励起(点線)スペクトルを図17に示す。30Kにおけるγ-BaUO(POの発光スペクトルを図18に示す。
Figure 2023522185000002
(実施例5)
Ba(PO(UOの作製
BaCl・2HO(8.2001g、33.5686mmol)およびUO(NO・6HO(2.9746g、5.9239mmol)を、大きな撹拌子を含有する250mLビーカーに加えた後、137mLの脱イオン水を加えた。出発混合物は、85/15モル比のBaおよびUOを表す。混合物を均一になるまで室温で撹拌した。室温でシリンジポンプによってリン酸水素アンモニウム(11.12mL、3.5516M、39.4938mmol)の脱イオン水溶液を撹拌溶液に15分間にわたって添加した。混合物をさらに5分間撹拌し、次いでブフナー漏斗で濾過した。各洗浄の前に生成物を撹拌しながら、淡黄色粉末を脱イオン水(3×75mL)で洗浄した。Ba/UOリン酸水素中間体(9.1059g)を室温で乾燥させた。
リン酸水素中間体(2.23g)を1050℃のアルミナるつぼ中で焼成した。単結晶X線回折分析は、熱処理生成物がBa(PO(UOを含むことを示した。
(実施例6)
Ba(PO(UOの作製
化学量論量のBa(PO、UO(NO-6HOおよびDAPを、20mLの脱イオン(DI)HOを含むNalgeneボトルでブレンドし、2時間ボールミル粉砕した(イットリア安定化ジルコニア、YSZ媒体による)。ブレンド後、次いで混合物を濾過し、乾燥させて過剰の水を除去した。乾燥したら、粉末を粉砕し、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成するためにアルミナるつぼに入れた。焼成後、黄色体着色粉末を得た。
(実施例7)
Ba(PO(UOの作製
γ-BaUO(PO、(UO(PO-4HOおよびDAPをNalgeneボトルでブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。蛍光体材料は、図14に示すように、450nmでの励起後に、同じ発光スペクトルを生成した。
(実施例8)
Ba(PO(UOの作製
γ-BaUO(PO、UOおよびDAPをNalgeneボトルでブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。蛍光体材料は、図14に示すように、450nmでの励起後に、同じ発光スペクトルを生成した。
(実施例9)
BaSr(PO(UOの作製
化学量論量のBaCO、SrCOおよびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドし、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図19に示す。
(実施例10)
BaSr(PO(UOの作製
化学量論量のBaCO、SrCOおよびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図20に示す。
(実施例11)
Sr(PO(UOの作製
化学量論量のSrCOおよびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図21に示す。
(実施例12)
Ca(PO(UOの作製
化学量論量のCaCOおよびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後に、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図22に示す。
(実施例13)
BaMg(PO(UOの作製
化学量論量のBaCO、MgO、およびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図23に示す。
(実施例14)
BaMg(PO(UOの作製
化学量論量のBaCO、MgOおよびUOを、Nalgeneボトルで(NHHPO(DAP)(5%過剰)とブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1000℃~1100℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図24に示す。
(実施例15)
BaUO(VOの作製
化学量論量のBaCO、NHVOおよびUOをNalgeneボトルにブレンドし、(YSZ培地を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドし、空気中1000℃~1100℃で、5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。450nm励起後の発光スペクトルを図25に示す。
(実施例16)
γ-BaUO(PO:Eu3+の作製
化学量論量のBaCO、UO、Euおよび(NHHPO(DAP)(5%過剰)をNalgeneボトルにブレンドし、(YSZ媒体を用いて)2時間ボールミル粉砕した。混合物を完全にブレンドした後、粉末をアルミナるつぼに移し、500℃で5時間焼成した。焼成後、粉末を再び2時間ブレンドして、空気中1100℃~1200℃で5時間焼成した。焼成後、黄色体着色粉末を得た。室温で450nm励起後の発光スペクトルを図26に示す。
(実施例17)
蛍光体ブレンドの色域被覆率
(u,v)または(x,y)の色空間を使用するブレンドシミュレーションは、標準的なLCDカラーフィルタを通過する450nmの青色LEDおよびPFS(KSiF:Mn4+)のスペクトルを使用して計算された。カラーフィルタ(CF)セットおよびCFセットの光学濃度は一定に保たれたため、モデリングの結果は緑色蛍光体を変化させる効果しか示さなかった。光学スタックおよびカラーフィルタセットを通過した後の発光の出力が同じD65色点になるように、LEDと緑色蛍光体および赤色蛍光体のブレンド比を変化させ、次いで色域面積被覆率を計算した。結果を表2に示す。

Figure 2023522185000003
記載されている本明細書は、最良の形態を含む、本発明を開示する例を使用し、また、任意のデバイスまたはシステムを作製および使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含む本発明を、当業者が実施できるようにする。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が想到する他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言と実質的に異ならない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲にあることが意図される。

Claims (28)

  1. 緑色発光蛍光体であって、
    [Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3
    式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25;および
    [Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2
    式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5であり、前記式がBaUO(POである場合、前記蛍光体はγ-BaUO(PO
    から選択される緑色発光蛍光体。
  2. [Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3、式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、0.75≦z≦1.25である式の、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  3. [Ba[Mg,Zn](UO[PO2(x+y+z)/3、式中、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、0.75≦z≦1.25である式の、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  4. 式Ba[Mg,Zn]UO(POの、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  5. 式BaMgUO(POの、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  6. 式BaZnUO(POの、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  7. [Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、3.5≦r≦4.5である式の、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  8. Bap(UO)qPrO(2p+2q+5r)/2、式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、3.5≦r≦4.5である式の、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  9. Ba(PO(UOである式の、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  10. 式γ-BaUO(POの、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  11. γ-BaUO(POがEu3+と共ドープされている、請求項10に記載の緑色発光蛍光体。
  12. 緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を含む蛍光体組成物であって、前記緑色発光蛍光体は、
    [Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3
    式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25であり;
    [Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2
    式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5であり、前記式がBaUO(POであり、前記蛍光体は、γ-BaUO(POである、から選択され、
    前記赤色発光蛍光体は、
    [Ba,Sr,Ca]Si:Eu2+
    [Ca,Sr]AlSiN:Eu2+
    [Ba,Sr,Ca]LiAl:Eu2+
    [Sr,Ca,Mg]S:Eu2+;および
    式Iの蛍光体
    MF:Mn4+
    Iは、
    式中
    Aが、Li、Na、K、Rb、Cs、またはそれらの組み合わせであり;
    Mは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd、またはそれらの組み合わせであり;
    xはMFイオンの電荷の絶対値であり;および
    yは、5、6または7である、
    から選択される、蛍光体組成物。
  13. 式Iの前記蛍光体が、KSiF:Mn4+またはNaSiF:Mn4+である、請求項10に記載の蛍光体組成物。
  14. デバイスであって、
    [Ba1-a-bSrCa[Mg,Zn](UO([P,V]O2(x+y+z)/3
    式中、0≦a≦1、0≦b≦1、0.75≦x≦1.25、0.75≦y≦1.25、および0.75≦z≦1.25;および
    [Ba,Sr,Ca,Mg,Zn](UO[P,V](2p+2q+5r)/2
    式中、2.5≦p≦3.5、1.75≦q≦2.25、および3.5≦r≦4.5であり、前記式がBaUO(POである場合、前記蛍光体はγ-BaUO(PO
    から選択される緑色発光蛍光体に放射結合および/または光学的に結合されたLED光源を含むデバイス。
  15. (Ba,Sr,Ca)Si:Eu2+
    (Ca,Sr)AlSiN:Eu2+
    (Ba,Sr,Ca)LiAl:Eu2+
    (Sr,Ca,Mg)S:Eu2+および
    式Iの蛍光体
    MF:Mn4+

    式中
    Aは、Li、Na、K、Rb、Cs、またはそれらの組み合わせであり;
    Mは、Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Al、Ga、In、Sc、Hf、Y、La、Nb、Ta、Bi、Gd、またはそれらの組み合わせであり;
    xはMFイオンの電荷の絶対値であり;および
    yは、5、6または7である
    から選択される赤色発光蛍光体をさらに含む、請求項14に記載のデバイス。
  16. 式Iの前記蛍光体が、KSiF:Mn4+またはNaSiF:Mn4+である、請求項15に記載のデバイス。
  17. 量子ドット材料をさらに含む、請求項14または15に記載のデバイス。
  18. 請求項14から16の一項に記載のデバイスを備える照明装置。
  19. 請求項14から16の一項に記載のデバイスを備えるディスプレイ装置。
  20. 前記LED光源がミニLEDまたはマイクロLEDである、請求項14から16の一項に記載のデバイス。
  21. 請求項14から16の一項に記載の前記デバイスを備えるテレビ。
  22. 請求項14から16の一項に記載の前記デバイスを備える携帯電話。
  23. 請求項14から16の一項に記載の前記デバイスを備えるコンピュータモニタ。
  24. 前記蛍光体が、BaSr(PO(UO、BaSr(PO(UO、Sr(PO(UO、Ca(PO(UO、BaMg(PO(UO、BaMg(PO(UO、およびBaUO(VOからなる群から選択される式を有する、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  25. 請求項14から16の一項に記載の前記デバイスを備えるタブレットコンピュータ。
  26. 前記LED光源が、UVまたは青色発光LEDである、請求項14から16の一項に記載のデバイス。
  27. 前記蛍光体がEu3+と共ドープされている、請求項1に記載の緑色発光蛍光体。
  28. 前記量子ドット材料がハロゲン化物ペロブスカイト量子ドットを含む、請求項17に記載のデバイス。

JP2022562412A 2020-04-14 2021-04-13 緑色発光蛍光体およびそのデバイス Pending JP2023522185A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063009800P 2020-04-14 2020-04-14
US63/009,800 2020-04-14
US202063073391P 2020-09-01 2020-09-01
US63/073,391 2020-09-01
PCT/US2021/027105 WO2021211600A1 (en) 2020-04-14 2021-04-13 Green-emitting phosphors and devices thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023522185A true JP2023522185A (ja) 2023-05-29

Family

ID=78084122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022562412A Pending JP2023522185A (ja) 2020-04-14 2021-04-13 緑色発光蛍光体およびそのデバイス

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230159824A1 (ja)
EP (1) EP4136187A4 (ja)
JP (1) JP2023522185A (ja)
KR (1) KR20220164603A (ja)
CN (1) CN115667457A (ja)
TW (1) TW202146627A (ja)
WO (1) WO2021211600A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4324034A1 (en) * 2021-04-13 2024-02-21 General Electric Company Uranium-based phosphors and compositions for displays and lighting applications
WO2023215670A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 General Electric Company Phosphor compositions and devices thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3509064A (en) * 1966-12-01 1970-04-28 Gen Telephone & Elect Alkaline earth tellurate phosphors
DE2523933A1 (de) * 1975-05-30 1976-12-09 Helmut Dipl Ing Cronjaeger Verfahren zur selektiven extraktion von uran und vanadium aus rohphosphaten und basischem uranerz
FR2732326B1 (fr) * 1995-03-29 1997-05-30 Centre Nat Rech Scient Nouveaux phosphates de thorium, leur procede de preparation et leur utilisation pour le stockage de produits radioactifs
US6953536B2 (en) * 2003-02-25 2005-10-11 University Of Georgia Research Foundation, Inc. Long persistent phosphors and persistent energy transfer technique
US9196486B2 (en) * 2012-10-26 2015-11-24 Innovalight, Inc. Inorganic phosphate containing doping compositions
WO2017073815A1 (ko) * 2015-10-30 2017-05-04 주식회사 포스포 형광체 및 이를 포함하는 발광 장치
US20190280165A1 (en) * 2018-03-08 2019-09-12 General Electric Company Devices including green-emitting phosphors
US20200028033A1 (en) * 2018-03-08 2020-01-23 General Electric Company Devices including green-emitting phosphors

Also Published As

Publication number Publication date
US20230159824A1 (en) 2023-05-25
EP4136187A4 (en) 2024-06-19
KR20220164603A (ko) 2022-12-13
EP4136187A1 (en) 2023-02-22
WO2021211600A1 (en) 2021-10-21
CN115667457A (zh) 2023-01-31
TW202146627A (zh) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7311858B2 (en) Silicate-based yellow-green phosphors
CN100571478C (zh) 包括黄绿发光材料的照明系统
US7857994B2 (en) Green emitting phosphors and blends thereof
US20060027785A1 (en) Novel silicate-based yellow-green phosphors
CN102686700A (zh) 卤磷酸盐荧光体及白色发光装置
CN101124293A (zh) 包含辐射源和发光材料的照明系统
CN102782887A (zh) 卤磷酸盐荧光体及白色发光装置
JP7257391B2 (ja) 緑色発光蛍光体およびそのデバイス
CN101724401A (zh) 一种红色发光的硅氧氮化物荧光材料、制备方法及使用其的发光装置
CN103045267B (zh) 一种氮化物荧光粉、其制备方法及含该荧光粉的发光装置
KR20140089375A (ko) 질화물 적색 발광재료, 그것을 포함한 발광체 및 발광소자
JP2023522185A (ja) 緑色発光蛍光体およびそのデバイス
CN100403563C (zh) 白光发光二极管元件及相关荧光粉与制备方法
CN104962286A (zh) 石榴石结构的复相荧光材料及其制备方法
JP2011256340A (ja) 蛍光体と、この蛍光体を用いた蛍光体含有組成物及び発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
CN102399554B (zh) 氮化物红色发光材料、包括其的发光件以及发光器件
JP2013144794A (ja) 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置
CN112852415B (zh) 一种高色纯度、高稳定性的发光绿色荧光粉及其制备方法
JP2013214718A (ja) 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置
US20230287265A1 (en) Uranium-Based Phosphors and Compositions for Displays and Lighting Applications
JP2013213191A (ja) 酸窒化物系蛍光体およびこれを用いた発光装置
CN105567225B (zh) 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN104293352A (zh) 一种白光led用磷酸盐蓝色荧光粉及其制备方法
CN109370592A (zh) 一种二价铕、锰离子共激活的led用单基质白光材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240408