一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用的制作方法

优先权主张本申请案主张2011年7月12日提出申请且标题为“一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用(GREEN-EMITTING,GARNET-BASEDPHOSPHORSINGENERALANDBACKLIGHTINGAPPLICATIONS)”的美国专利申请案第13/181,226号(吴玉松(YusongWu)等人)的优先权权益，美国专利申请案第13/181,226号主张对2010年7月14日提出申请且标题为“一般以石榴石为主的发绿光磷光体和背光应用(GREEN-EMITTING,GARNET-BASEDPHOSPHORSINGENERALANDBACKLIGHTINGAPPLICATIONS)”的美国临时申请案第61/364,321号(吴玉松(YusongWu)等人)的权益。
技术领域：
本发明的实施例一般来说涉及以石榴石为主的发绿光磷光体，其可适于多个不同
技术领域：
，特别是背光应用。特定地，本发明涉及以镥为主的石榴石。
背景技术：
：本发明的实施例涉及掺杂铈的以石榴石为主的磷光体。YAG:Ce是此磷光体的实例，且此化合物已在从所谓的“白光LED”产生白光的商业市场中使用了一些时间。术语“白光LED”是误称，这是因为发光二极管发射特定单色光而不是被人眼视为白色的波长的组合，但所述术语在照明工业的词典中仍然根深蒂固。与其它磷光体主体、特别是那些以硅酸盐、硫酸盐、次氮基硅酸盐和氧代-次氮基硅酸盐为主的磷光体主体相比，YAG:Ce在被蓝光激发时具有相对较高吸收效率，在高温度和湿度环境中稳定，且具有高量子效率(QE>95％)，所有白色均展示宽发射光谱。如果说在使用YAG:Ce磷光体时具有缺点，且在某些应用中具有缺点，那么所述缺点是此磷光体的峰值发射对于在(例如)背光应用中用作发光源来说太长(也就是说，红色太深)。YAG:Ce的替代方案是掺杂铈的Lu3Al5O12化合物(LAG:Ce)，其具有与YAG:Ce相同的结晶结构，具有与以钇为主的化合物类似的温度和湿度稳定性，且量子效率也如此。尽管具有这些相似性，但LAG:Ce呈现与其YAG对应物不同的峰值发射波长；在镥情形下，此峰波长是在约540nm下。然而，此发射波长对于用于背光应用中来说仍不够短。因此，业内、特别是在涉及背光技术的领域中需要具有石榴石结构且峰值发射波长比YAG:Ce或LAG:Ce的峰值发射波长短的磷光体。技术实现要素：本发明的实施例涉及以石榴石为主的发绿光磷光体，其具有通式(Lu1-a-b-cYaTbbAc)3(Al1-dBd)5(O1-eCe)12:Ce,Eu，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；0≤a≤1；0≤b≤1；0<c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。单独或组合使用的“A”元素可为碱土元素Mg、Sr、Ca和Ba中的任一者，其极有效地使波长移位到较短值。这些化合物在本发明中将称为“以卤化LAG为主”的石榴石。在替代实施例中，本发明的绿色石榴石可由式(Y,Lu,A)x(Al)5(O,F,Cl)12+(3/2)x表示；限制条件为x不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。如在此部分中所述的第一式中，A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组，且相对于钇和镥的总量，化学计量含量在大于等于0到约0.5的范围内。钇和镥可彼此互换。这些化合物在本发明中可统称为以YAG和LAG为主的“非整数化学计量化合物”。在替代实施例中，本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y,A)3(Al,B)5(O,C)12:Ce3+阐述，其中A是Tb、Gd、Sm、La、Lu、Sr、Ca和Mg中的至少一者，包括这些元素的组合，其中这些元素对Y的取代量以化学计量方式在约0.1％到约100％的范围内。B是Si、Ge、B、P和Ga中的至少一者，包括其组合，且这些元素以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代Al。C是F、Cl、N和S中的至少一者，包括其组合，且以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代氧。在替代实施例中，本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y1-xBax)3Al5(O1-yCy)12:Ce3+阐述，其中x和y各自在约0.001到约0.2的范围内。在此实施例的变化形式中，以石榴石为主的磷光体可由式(Y1-xBax)zAl5(O1-yCy)12+(3/2)z:Ce3+表示，其中在此实施例中z不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。在这些实施例中，当构成元素为钇、钡、铝、氧和氟时。本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体可由激光或LED(或任何其它此种构件)发射的蓝光激发，且与发黄光-绿光硅酸盐磷光体和/或以氮化物为主的发红光磷光体中的一者(或二者)组合使用。红色氮化物可具有通式(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+，其进一步包含任选卤素，且其中红色氮化物磷光体的氧杂质含量可小于等于约2重量％。附图说明图1显示具有不同MgF2添加剂浓度的Lu2.91Ce0.09Al5O12的SEM形貌，其图解说明随着MgF2添加剂的量增大，粒径变得更大且更均匀；图2是具有不同MgF2添加剂浓度的示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图3是具有不同MgF2添加剂浓度的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图4是具有5wt％MgF2添加剂和5wt％SrF2添加剂的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的一系列x射线衍射(XRD)图案；图5是具有不同MgF2添加剂含量的一系列示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱，所述发射光谱是通过用蓝色LED激发磷光体获得；图6是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱；图7是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱；图8是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱；结果显示利用一定量的MgF2添加剂使Lu2.91Ce0.09Al5O12的发射峰移位到短波长，且MgF2添加剂的量越大，发射峰波长越短；图9是具有5wt％MgF2和5wt％SrF2添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱，其中所述磷光体已利用蓝色LED激发；将结果与不含卤化盐作为添加剂的对照试样相比较；结果说明利用MgF2合成化合物使发射峰移位到比利用SrF2合成化合物所获得为短的波长；图10显示一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射波长如何随SrF2添加剂浓度增大而减小；图11是具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化激发光谱，其显示当MgF2添加剂浓度增大时，激发光谱变的更窄；图12显示具有5wt％MgF2添加剂的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的温度依赖性；图13显示包括示范性的以石榴石为主的发绿光磷光体的白色LED的光谱，所述发绿光磷光体具有式Lu2.91Ce0.09Al5O12和5wt％SrF2添加剂；所述白色LED还包括具有式(Ca0.2Sr0.8)AlSiN3:Eu2+的红色磷光体，且当用发射蓝光的InGaNLED激发绿色和红色磷光体二者时，所得白光具有色彩性质CIEx＝0.24和CIEy＝0.20；图14是具有以下组份的白色LED的光谱：蓝色InGaNLED、具有3wt％或5wt％添加剂且具有式Lu2.91Ce0.09Al5O12的绿色石榴石、具有式(Ca0.2Sr0.8)AlSiN3:Eu2+的红色氮化物或具有式(Sr0.5Ba0.5)2SiO4:Eu2+的硅酸盐，其中白光具有色彩坐标CIE(x＝0.3,y＝0.3)；且图15是图14的白色LED系统的光谱，在此情况下是在3,000K下测量。具体实施方式经稀土金属铈激活的钇铝石榴石化合物(YAG:Ce)是磷光体材料的一种最佳选择，如果所要应用是高功率LED照明或非特定的一般性的冷白色照明，那么可制作YAG:Ce。正如人们所预计，在供应蓝光和激发辐射的LED芯片的情形下，且在与芯片结合使用、由芯片激发、与芯片结合使用并供应所得产物光的典型黄色/绿色成分的磷光体的情形下，在一般照明中需要高度有效组份。如本揭示内容的前述部分中所论述，YAG:Ce已证实具有此所需高效率，具有大于约95％的量子效率，且因此改进此数字看起来将是一个艰巨的任务。但此项技术已知LED芯片的效率随着发射波长的减小而增大，且因此无论如何，在理论上看来，如果与在较短波长下发射的LED芯片配对的磷光体可由较短波长激发，那么将增强一般照明系统的效率。不幸地的是，伴随此策略的问题在于当YAG:Ce磷光体的蓝色激发辐射的波长降到低于约460nm的程度时，其发射效率会减小。当然，此反应是YAG:Ce实际上应仅与发射波长不小于约450nm到460nm的LED芯片配对的情形。但此项技术中也已知，磷光体的激发辐射的光子能强烈地取决于围绕激活剂阳离子(铈)的阴离子多面体的结构(在此情形下包含氧原子)。因此断定，如果以石榴石为主的磷光体的激发范围可相对于YAG:Ce磷光体朝向较短波长延伸，那么可增强系统的效率。由此，本发明的目的包括改变此阴离子多面体的结构和性质以使磷光体“希望”看到的激发范围移位到比传统YAG:Ce短的波长，与此同时维持(或甚至改进)石榴石所展示的优良性质。本发明将分成以下部分：首先，将给出本发明的绿色石榴石的化学描述(化学计量式)，之后简单描述可能的合成方法。然后，将论述本发明的绿色石榴石的结构以及其与实验数据的关系，所述实验数据包含在纳入某些卤素掺杂剂时的波长和光致发光变化。最后，将利用示范性数据呈现这些绿色石榴石可在白光照明和背光应用中所起的作用。本发明的绿色石榴石的化学描述本发明的发绿光石榴石含有碱土金属和卤素两种成分。这些掺杂剂用于实现所要光电发射强度和光谱性质，而事实是碱土金属和卤素的同时取代提供一种自给式电荷平衡的事实也是偶然发生的。另外，可存在与晶胞大小的总体变化有关的其它有利补偿：用Lu取代Y可能趋向于扩大晶胞的大小，而用碱土金属取代Y(在一些情形下，以任何比率)可出现相反效应，且用卤素取代氧也是如此。存在若干方式来阐述本发明磷光体的式。在一个实施例中，掺杂铈的以石榴石为主的发黄光到绿光磷光体可由式(Lu1-a-b-cYaTbbAc)3(Al1-dBd)5(O1-eCe)12:Ce,Eu表示，其中A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组；B选自由Ga和In组成的群组；C选自由F、Cl和Br组成的群组；0≤a≤1；0≤b≤1；0<c≤0.5；0≤d≤1；且0<e≤0.2。单独或组合使用的“A”元素可为碱土元素Mg、Sr、Ca和Ba中的任一者，其极有效地使波长移位到较短值。这些化合物在本发明中将称为“以卤化的LAG为主”的石榴石。在替代实施例中，本发明的绿色石榴石可由式(Y,Lu,A)x(Al)5(O,F,Cl)12+(3/2)x表示；限制条件为x不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。如在此部分中所述的第一式中，A选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组，且相对于钇和镥的总量，化学计量含量在大于等于0到约0.5的范围内。钇和镥可彼此互换。这些化合物在本发明中可统称为以YAG和LAG为主的“非整数化学计量化合物”。在替代实施例中，本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y,A)3(Al,B)5(O,C)12:Ce3+阐述，其中A是Tb、Gd、Sm、La、Lu、Sr、Ca和Mg中的至少一者，包括这些元素的组合，其中这些元素对Y的取代量以化学计量方式在约0.1％到约100％范围内。B是Si、Ge、B、P和Ga中的至少一者，包括其组合，且这些元素以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代Al。C是F、Cl、N和S中的至少一者，包括其组合，且以在约0.1％到约100％化学计量范围内的量取代氧。在替代实施例中，本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体可由式(Y1-xBax)3Al5(O1-yCy)12:Ce3+阐述，其中x和y各自在约0.001到约0.2的范围内。在此实施例的变化形式中，以石榴石为主的磷光体可由式(Y1-xBax)zAl5(O1-yCy)12+(3/2)z:Ce3+表示，其中在此实施例中z不等于3，且在约2.5到约3.5的范围内。在这些实施例中，当构成元素为钇、钡、铝、氧和氟时，磷光体由波长在约440nm到约470nm范围内的辐射激发，且展现在约540nm到约560nm范围内的峰值发射波长。合成可使用许多方法来合成本发明的以石榴石为主的发绿光磷光体，其包括固态反应机制以及液体混合技术二者。液体混合包括例如共沉淀和溶胶-凝胶技术等方法。一个制备实施例包括固态反应机制，其包含以下步骤：(a)组合所要量的起始材料CeO2、Y2O3、镥盐(包括镥的硝酸盐、碳酸盐、卤化物和/或氧化物)和M2+X2(其中M是选自由Mg、Sr、Ca和Ba组成的群组的二价碱土金属，且X是选自由F和Cl组成的群组的卤素)，以形成起始粉末的混合物；(b)使用任一常规方法(例如球磨)干式混合来自步骤(a)的起始粉末的混合物，且使用球磨的典型混合时间大于约2小时(在一个实施例中约8小时)；(c)将来自步骤(b)的混合起始粉末在约1400℃到约1600℃的温度下在还原气氛(此气氛的目的是还原以氨为主的化合物)中烧结约6小时到约12小时；(d)粉碎来自步骤(c)的烧结产物，并用水将其洗涤；和(e)干燥来自步骤(d)的洗涤产物，其中干燥条件可为在约150℃的温度下约12小时的时间。本发明的石榴石也可通过液体混合技术合成。使用共沉淀合成具有式Lu2.985Ce0.015Al5O12的非卤化LAG化合物的实例已由利H.-L.(H.-L.Li)等人阐述于标题为“通过共沉淀途径制造掺杂铈的透明镥铝石榴石陶瓷(FabricationofTransparentCerium-DopedLutetiumAluminumGarnetCeramicsbyCo-PrecipitationRoutes)”的论文，美国陶瓷学会会志(J.Am.Ceram.Soc.)89[7]2356-2358(2006)中。这些非卤化LAG化合物不含碱土金属成分。论文的全文并入本文中，因为预计类似共沉淀方法可用于产生本发明具有碱土金属成分的卤化LAG。使用溶胶-凝胶技术合成卤化YAG化合物的实例已阐述于E.麦克法兰(E.McFarland)等人(美国赛美科技(SymyxTechnologies))标题为“磷光体材料(Phosphormaterials)”的美国专利第6,013,199号中。这些(可能地)卤化YAG化合物不含碱土金属成分。此专利的全文并入本文中，因为预计类似溶胶-凝胶方法可用于产生本发明具有碱土金属成分的卤化YAG化合物。图1显示具有不同MgF2添加剂浓度且经由上述固态机制合成的示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的SEM形貌。扫描电子显微镜(SEM)所揭示的形貌显示随着MgF2添加剂的量增大，粒径变得更大且更均匀。本发明的绿色石榴石的晶体结构本发明的绿色石榴石的晶体结构与钇铝石榴石Y3Al5O12的晶体结构相同，且与此充分研究的YAG化合物一样，本发明的石榴石属于Ia3d空间群(编号230)。关于YAG的此空间群已由Y.库鲁(Y.Kuru)等人阐述于标题为“作为Ca和Si的清除剂的钇铝石榴石(YttriumAluminumGarnetasaScavengerforCaandSi)”的论文，美国陶瓷学会会志(J.Am.Ceram.Soc.)91[11]3663-3667(2008)中。如Y.库鲁(Y.Kuru)等人所阐述，YAG具有由160个原子(8个式单位)/单位晶胞组成的复晶体，其中Y3+占据多重度24、威科夫(Wyckoff)字母“c”和位点对称性2.22的位置，且O2-原子占据多重度96、威科夫字母“h”和位点对称性1的位置。Al3+离子中的两者位于八面体16(a)位置上，而剩余三个Al3+离子位于四面体24(d)位点上。YAG晶胞的晶格参数为a＝b＝c＝1.2008nm，且α＝β＝γ＝90°。然而用镥取代钇预计扩展晶胞的大小，预计不改变晶胞轴之间的角度，且材料将保留其立方特征。图2显示具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的x射线衍射(XRD)图案，其显示碱土金属和卤素(MgF2)组份的添加如何使高角度衍射峰移位到较高2θ值。此意味着晶格常数相对于没有碱土金属/卤素的YAG组份变小，且进一步指示Mg2+被纳入到晶格中，占据Y3+位置。图3以类似于图2的方式显示一系列示范性磷光体的x射线衍射(XRD)图案，只不过此时化合物系列是具有不同MgF2添加剂浓度的Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体，其中研究以镥为主的化合物而不是以钇为主的化合物。图4显示具有5wt％MgF2和5wt％SrF2添加剂的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的x射线衍射(XRD)图案：此实验显示Mg成分与Sr成分的比较。数据显示在Lu2.91Ce0.09Al5O12晶格中具有MgF2添加剂的情况下，高角度衍射峰移动到较大2θ值，此意味着晶格常数变小。或者，在具有SrF2添加剂的情况下，高角度衍射峰移动到较小2θ值，此意味着晶格常数增大。所属领域的技术人员应了解，Mg2+和Sr2+二者都纳入到Lu2.91Ce0.09Al5O12晶格中并占据Lu3+位置。这些峰发生位置移位是因为离子半径为的Mg2+小于而大于Lu3+。碱土金属和卤素对光学性质的影响的机制在本发明的一个实施例中，Ce3+是以石榴石为主的磷光体中的发光激活剂。Ce3+离子的4f与5d能级之间的跃迁对应于用蓝光激发磷光体；来自磷光体的绿光发射是相同的电子跃迁的结果。在石榴石结构中，Ce3+位于由具有六个氧离子的多阴离子结构形成的八面体位点的中心。所属领域的技术人员应了解，根据晶体场理论，周围的阴离子(其也阐述为配体)诱发中心阳离子的5d电子上的静电势。5d能级分裂是10Dq，其中已知Dq取决于特定配体物质。从光谱化学系列可观察到卤化物的Dq小于氧的Dq，且因此断定，当氧离子由卤离子替代时，Dq将相应地减小。此暗示带隙能量(也就是说，4f与5d电子能级之间的能量差)将因在围绕激活剂离子的多阴离子笼中氧离子被卤离子取代而增大。这就是为何发射峰因卤素取代而移位到较短波长的原因。同时，在形成八面体位点的氧多阴离子结构中引入卤离子的情况下，相应阳离子也可替代一部分Lu/Y含量。如果替代Lu/Y的阳离子是较小阳离子，那么结果将是发射峰朝向光谱的蓝色端移位。所发射的光将具有比原本将出现的波长短的波长。相比之下，如果替代Lu/Y的阳离子是较大阳离子(例如Sr或Ba)，那么结果将是发射峰朝向光谱的红色端移位。在此情形下，所发射的光将具有较长波长。与卤化物的效应相结合，如果需要蓝移，那么Mg作为碱土金属取代物将是比Sr好的选择，且此将以实验方式显示于本发明的以下部分中。还已知LAG发射峰由于自旋轨道耦合而为双重峰。由于发生蓝移，具有较短波长的发射偏移且其强度相应地增大。此趋势不仅有助于发射的蓝移，而且还增强光致发光。图5是具有不同MgF2添加剂含量的一系列示范性Y2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱，所述发射光谱是通过用蓝色LED激发磷光体获得。此数据显示随着MgF2的量增大，光致发光强度增大且峰值发射波长移位到较短值。尽管在图5上未显示，但本发明者具有关于将5wt％BaF2添加到起始粉末中的数据：此磷光体显示光致发光强度相对于三种含镁磷光体显著增大，且峰值发射波长与1wt％试样的峰值发射波长大致相同。图5的数据的规范化形式显示于图6中。图6是在蓝色LED激发下具有不同MgF2添加剂浓度的同一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化发射光谱，但其中将光致发光强度规范化成单一值以突出Y2.91Ce0.09Al5O12的发射峰随着MgF2添加剂的量增大而移位到短波长。MgF2添加剂的量越大，那么发射峰波长越短。此趋势与由Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体所证实的相同，如下文将证实。图7是具有不同MgF2添加剂含量的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射光谱，所述发射光谱是通过用蓝色LED激发磷光体获得。此数据类似于图5的数据，只不过研究以镥为主而不是以钇为主的化合物。与钇数据一样，镥的此数据显示发射波长的位移的类似趋势，但光致发光强度的彼等趋势可能并不类似。图7的Lu2.91Ce0.09Al5O12发射光谱已经规范化以着重于添加卤素盐对峰值发射波长的影响；数据的规范化形式展示于图8中。如在钇情形下，随着MgF2添加剂的量增大，峰值发射移位到较短波长；也就是说，MgF2添加剂的量越大，发射峰波长越短。当MgF2添加剂的量从0(无添加剂)增大到约5wt％添加剂时，观察到波长移位的量为约40nm；从约550nm移位到约510nm。图5到8中的每一图将其各自光谱绘制成具有增大添加剂浓度的一系列磷光体组合物，以无添加剂开始且以5wt％的所述系列的最高浓度结束。为着重于SrF2添加剂与MgF2添加剂的比较；也就是说，具有Sr碱土金属和氟含量的磷光体与具有Mg碱土金属和氟含量的磷光体，所述磷光体已一起绘制于图9中：无添加剂的磷光体、具有5wt％SrF2的磷光体和具有5wt％MgF2的磷光体。磷光体是以试样Lu2.91Ce0.09Al5O12为主。图9中的发射光谱数据已经规范化以更好地突出由于纳入卤素和碱土金属而对光学性质所产生的效应。在用蓝色LED激发时，结果说明在添加MgF2和SrF2的情况下，发射峰移位到较短波长。无添加剂的Lu2.91Ce0.09Al5O12试样显示峰值发射波长为约550nm；具有5wt％SrF2添加剂的峰值发射波长移位到约535nm，且具有5wt％MgF2添加剂的波长甚至进一步移位到约510nm。图10显示一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的发射波长如何随着SrF2添加剂的浓度增大而减小。已绘制峰值发射波长随SrF2添加剂的量变化；测试具有1wt％、2wt％、3wt％和5wt％的SrF2添加剂含量的试样。结果显示对于1wt％和2wt％试样，峰值发射波长大约相同，波长为约535nm；随着SrF2添加剂增大到3wt％，峰值发射波长减小到约533nm。随着SrF2添加剂进一步增大到5wt％，峰波长急剧下降到约524nm。激发光谱和温度依赖性图11是具有不同MgF2添加剂浓度的一系列示范性Lu2.91Ce0.09Al5O12磷光体的规范化激发光谱，其显示当MgF2添加剂浓度增大时，激发光谱变得更窄。数据显示本发明的绿色石榴石展现超过磷光体可被激发的宽波长带，在约380nm到约480nm范围内。本发明的石榴石磷光体的热稳定性由具有5wt％MgF2添加剂的含镥化合物Lu2.91Ce0.09Al5O12示范；在图12中将其热稳定性与市售磷光体Ce3+:Y3Al5O12相比较。可观察到Lu2.91Ce0.09Al5O12化合物的热稳定性甚至比YAG好。背光和白光照明系统应用根据本发明的其它实施例，本发明的绿色石榴石可用于白光照明系统(通常称为“白色LED”)中和用于显示器应用的背光配置中。此白光照明系统包含经配置以发射波长大于约280nm的辐射的辐射源；和掺杂卤阴离子的绿色石榴石磷光体，所述磷光体经配置以吸收至少一部分来自所述辐射源的辐射并发射峰波长在480nm到约650nm范围内的光。图13显示白色LED的光谱，所述白色LED包括具有式Lu2.91Ce0.09Al5O12且具有5wt.％SrF2添加剂的示范性以石榴石为主的发绿光磷光体。此白色LED进一步包括具有式(Ca0.2Sr0.8)AlSiN3:Eu2+的红色磷光体。当用发射蓝光的InGaNLED激发绿色石榴石和红色氮化物磷光体二者时，所得白光展示色彩坐标CIEx＝0.24和CIEy＝0.20。图13中的试样含有黄色-绿色硅酸盐。图14是具有以下组份的白色LED的光谱：蓝色InGaNLED，具有3wt％或5wt％添加剂且具有式Lu2.91Ce0.09Al5O12的绿色石榴石，具有式(Ca0.2Sr0.8)AlSiN3:Eu2+的红色氮化物或具有式(Sr0.5Ba0.5)2SiO4:Eu2+的硅酸盐，其中白光具有色彩坐标CIE(x＝0.3,y＝0.3)。显示最明显双重峰的试样是标记“EG3261+R640”者，其中EG3261标识代表与在约640nm下发射的红色R640(Ca0.2Sr0.8)AlSiN3:Eu2+磷光体组合的(Sr0.5Ba0.5)2SiO4:Eu2+磷光体。标记LAG(3wt％MgF2)+R640和LAG(5wt％SrF2)+R640的两个峰证实更均匀发射在500nm到650nm波长范围内的感知白光，这是此项技术所要的特性。图15是图14的白色LED系统的光谱，在此情况下是在3,000K下测量。在本发明的实施例中，可与绿色石榴石结合使用的红色氮化物可具有通式(Ca,Sr)AlSiN3:Eu2+，其中红色氮化物可进一步包含任选卤素，且其中红色氮化物磷光体中的氧杂质含量可小于等于约2重量％。呈表形式的光学和物理数据示范性数据的概述列示于以下两个表中。表1是具有三种不同MgF2添加剂含量的以Lu2.91Ce0.09Al5O12为主的磷光体的测试结果。表2列示具有四种不同SrF2添加剂的以Lu2.91Ce0.09Al5O12为主的化合物的测试结果。这些结果概述并确认Lu2.91Ce0.09Al5O12中的MgF2和SrF2添加剂使发射峰波长移位到较短波长，其中发射强度随MgF2和SrF2浓度的增大而增大。粒径也随着MgF2和SrF2添加剂浓度的增大而增大。表1.具有不同MgF2添加剂含量的Lu2.91Ce0.09Al5O12的测试结果表2具有不同SrF2添加剂含量的Lu2.91Ce0.09Al5O12的测试结果SrF2(wt％)CIExCIEy发射峰波长(nm)相对强度(％)粒径D50(um)10.36770.5732534.6471.653.8420.36770.5732534.6485.825.2430.355505718532.43112.409.9050.34050.5748523.44107.6711.38当前第1页1 2 3