Materiales luminiscentes que emiten luz en el intervalo visible o en el intervalo infrarrojo cercano.

Un material luminiscente que tiene la fórmula:

[AaBbXx] [dopantes],

en la que:

A se selecciona entre potasio, rubidio y cesio;

B es estaño;

X es yodo;

en donde el material incluye dopantes, y

los dopantes se seleccionan entre oxígeno

(O-2), flúor (F-1), cloro (Cl-1), bromo (Br-1), tiocianato (SCN-1), ortofosfato (PO4 -3), metafosfato (PO3 -1) y pirofosfato (P2O7 -4), y los dopantes están incluidos en el material luminiscente en una cantidad menor de un 5 por ciento en términos de composición elemental;

a está en el intervalo de 1 a 9;

b está en el intervalo de 1 a 5; y

x está en el intervalo de 1 a 9.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2007/064534.

Solicitante: Omnipv, Inc.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2711 Centerville Road, Suite 400 City of Wilmington, County of New Castle, DE 19808 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VARADARAJAN,JOHN, RESAN,MIRNA, WU,FANXIN, PFENNINGER,WILLIAM M, VOCKIC,NEMANJA, KENNEY,JOHN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización... > C23C14/06 (caracterizado por el material de revestimiento (C23C 14/04 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/02 (Utilización de materiales particulares como ligantes, recubrimientos de partículas o su medio de suspensión)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización... > C23C14/16 (sobre sustratos metálicos, en boro o en silicio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización... > C23C14/58 (Tratamiento posterior)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización... > C23C14/30 (por bombardeo de electrones)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Revestimiento por evaporación en vacío, pulverización... > C23C14/24 (Evaporación en vacío)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/74 (que contienen arsénico, antimonio o bismuto)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/66 (que contienen germanio, estaño o plomo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/61 (que contienen flúor, cloro, bromo, yodo o halógenos no especificados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/69 (que contienen vanadio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/72 (que contienen también halógenos, p. ej. halofosfatos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/62 (que contienen galio, indio o talio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias luminiscentes, p. ej. electroluminiscentes,... > C09K11/67 (que contienen metales refractarios)

PDF original: ES-2543717_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Materiales luminiscentes que emiten luz en el intervalo visible o en el intervalo infrarrojo cercano

Referencia cruzada a solicitud relacionada La presente solicitud reivindica el beneficio de prioridad del documento de Solicitud Provisional de Estados Unidos con número de Serie 60/784.863, presentado el 21 de marzo de 2006.

Campo de la invención La invención se refiere generalmente a materiales luminiscentes. Más particularmente, la invención se refiere a materiales luminescentes que emiten luz en el intervalo visible o el intervalo infrarrojo cercano y al uso de tales materiales en aplicaciones de antifalsificación, inventario, fotovoltaicas y otras aplicaciones.

Antecedentes de la invención En ocasiones, un objeto que se tiene que autenticar o identificar se proporciona con una marca específica, que puede ser parte del propio objeto o puede estar acoplada al objeto. Por ejemplo, una marca usada habitualmente es un código de barras, que incluye un conjunto lineal de elementos que se imprimen directamente sobre el objeto o sobre etiquetas que se acoplan al objeto. Estos elementos incluyen por lo general barras y espacios, representando las barras de longitudes variables cadenas de unos binarios, y representando los espacios con longitudes variables cadenas de ceros binarios. Aunque los códigos de barras son útiles para rastrear localizaciones o identidades de objetos, estas marcas se pueden reproducir fácilmente y, de ese modo, tienen una eficacia limitada en términos de prevención de falsificación.

A la vista de estos antecedentes surge la necesidad de desarrollar los materiales luminiscentes que se describen en el presente documento.

Scaife, D. E. et. al.: "Cr y stal preparation and properties of cesium tin (II) trihalides", Journal of Solid State Chemistr y , vol. 9, nº 3, 1 de marzo de 1974, páginas 308-314, ISSN: 0022-4596 describen métodos de síntesis para haluros de cesio y estaño (II) a través de una solución acuosa y a partir de los fundidos de los alumnos anhidros. Se describe que todos los compuestos de haluro CsSnCl3, CsSnBr2Cl, CsSnBr3, CsSnBr2I y CsSnI3 tienen una estructura cúbica de perovskita a temperatura elevada, y que todos menos los dos primeros son buenos conductores eléctricos en esta forma.

Yamada, K. et. al.: "127I-NQR, 119SN Mossbauer effect, and electrical conductivity of MSnI3 (M = K, HN4, Rb, Cs y CH3NH3) ", Zeitschrift fur Naturforschung. Teil A, Physik, Physikalischechemie, Kosmophysik, Verlag der Zeitschrift fur Naturforschung, Tubingen, DE, vol. 45a, 1 de enero de 1990, páginas 307-312, ISSN: 0340-4811 describen que en una serie de compuestos de MSnI3 (M = K, HN4, Rb, Cs y CH3NH3) se descubrieron dos tipos de coordinación alrededor del Sn (II) central mediante técnicas de 127I-NQR y difracción de rayos X de polvo.

Mauersberger, P et. al.: "Structure of caesium triiodostannate (II) ", Acta Cr y stallographia. Sección B, Structural Science, Munksgaard, Copenhagen, DK, vol. 36, nº 3, 1 de marzo de 1980, páginas 683-684, ISSN: 0108-7681

describen experimentos que incluyen la obtención e investigación de la estructura de Cs[SnI3].

Sumario de la invención De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un material luminiscente como se expone en la reivindicación 1.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para formar un material luminiscente como se expone en la reivindicación 8.

Los materiales luminiscentes de acuerdo con diversas realizaciones de la invención pueden exhibir diversas características deseables. En algunas realizaciones, los materiales luminiscentes pueden exhibir fotoluminescencia con una elevada eficacia cuántica, con una estrecha anchura espectral, y con una longitud de onda de emisión de pico localizada en un intervalo deseable de longitudes de onda, tal como el intervalo visible o el intervalo infrarrojo cercano. Además, estas características fotoluminescentes pueden ser en ocasiones relativamente insensibles en un amplio intervalo de longitudes de onda de excitación. Los materiales luminiscentes pueden tener otras características deseables, tales como en lo que se refiere a sus energías de banda prohibida y conductividades eléctricas. De forma ventajosa, los materiales luminiscentes se pueden procesar fácilmente para su uso en aplicaciones de antifalsificación, inventario, fotovoltaicas y otras aplicaciones. Por ejemplo, los materiales luminiscentes se pueden usar para formar marcas de seguridad que son difíciles de reproducir y, de ese modo, se 65 pueden usar ventajosamente en aplicaciones de antifalsificación. Con otro ejemplo, los materiales luminiscentes se pueden usar para formar marcas de identificación y, de ese modo, se pueden usar ventajosamente en aplicaciones

de inventario.

También se contemplan otros aspectos y realizaciones de la invención. El sumario anterior y la descripción detallada posterior no pretenden restringir la invención a ninguna realización particular sino que simplemente pretenden 5 describir diversas realizaciones de la invención.

Breve descripción de las figuras Para una mejor comprensión de la naturaleza y los objetivos de algunas realizaciones de la invención, se debería hacer referencia a la siguiente descripción detallada tomada junto con las figuras anexas.

La Figura 1 proporciona imágenes de replicación de figuras de líneas que se pueden obtener por irradiación de conjuntos aleatorios de nanopartículas. La Figura 2 ilustra la codificación espectral que se puede obtener ajustando proporciones relativas de nanopartículas que tienen diferentes espectros de emisión. La Figura 3 ilustra un sistema de seguridad. En la Figura 4 ilustra los espectros de emisión de un material luminiscente para un intervalo de longitudes de onda de excitación, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 5 ilustra un espectro de excitación de un material luminiscente, de acuerdo con una realización de invención. La Figura 6 ilustra espectros de emisión de un conjunto de materiales luminiscentes, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 7 ilustra espectros de emisión de otro conjunto de materiales luminiscentes, de acuerdo con una realización de la invención.

La Figura 8 ilustra espectros de un material luminiscente, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 9 ilustra espectros de otro material luminiscente, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 10 ilustra espectros de emisión de un material luminiscente para un intervalo de temperaturas, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 11 ilustra un espectro de emisión de un material luminiscente que incluye cesio, plomo (II) y yodo. La Figura 12 ilustra un espectro de emisión de un material luminiscente que incluye cesio, germanio (II) , y yodo. La Figura 13 ilustra un espectro de emisión de un material luminiscente que incluye cesio, indio (I) , y yodo. La Figura 14 de ilustra un patrón de difracción de rayos X ("XRD") de un material luminiscente, de acuerdo con una realización de la invención. La Figura 15A a la Figura 15C ilustran patrones de XRPD de diversos materiales convencionales.

Descripción detallada Definiciones Las siguientes definiciones se aplican a algunos de los elementos que se describen con respecto a algunas realizaciones de la invención. Estas definiciones se pueden extender del mismo modo al presente documento.

Como se usa el presente documento, los términos en singular "un", "uno", "una", "el", y "la" incluyen las referencias en plural a menos que el contexto indique claramente otra cosa. Por lo tanto, por ejemplo, la referencia a un material 45 luminiscente puede incluir múltiples materiales luminiscentes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un material luminiscente que tiene la fórmula:

[AaBbXx] [dopantes],

en la que:

A se selecciona entre potasio, rubidio y cesio; 10 B es estaño; X es yodo;

en donde el material incluye dopantes, y los dopantes se seleccionan entre oxígeno (O-2) , flúor (F-1) , cloro (Cl-1) , bromo (Br-1) , tiocianato (SCN-1) , ortofosfato (PO4-3) , metafosfato (PO3-1) y pirofosfato (P2O7-4) , y los dopantes están incluidos en el material luminiscente en una cantidad menor de un 5 por ciento en términos de composición elemental; a está en el intervalo de 1 a 9; b está en el intervalo de 1 a 5; y x está en el intervalo de 1 a 9.

2. El material luminiscente de la reivindicación 1, en el que a es 1, y b es 1.

3. El material luminiscente de la reivindicación 1, en el que a es 1, y b es 2.

4. El material luminiscente de la reivindicación 1, en el que A es cesio, y b es 1º 2.

5. El material luminiscente de la reivindicación 1, en el que a está en el intervalo de 1 a 5, b está en el intervalo de 1 a 3, y x está en el intervalo de 1 a 5.

6. El material luminiscente de la reivindicación 1, en el que a es 1, y x es 1 +2b.

7. El material luminiscente de la reivindicación 1, en donde el material luminiscente tiene una microestructura basada en perovskita y los dopantes están dispersos en la microestructura basada en perovskita.

8. Un método para formar un material luminiscente de la reivindicación 1, que comprende:

proporcionar una fuente de A y X; proporcionar una fuente de B, en donde al menos uno de la fuente de A y X y la fuente de B sirve como fuente de dopantes;

someter la fuente de A y X y la fuente de B a deposición al vacío para formar un conjunto de películas adyacentes a un sustrato; y calentar el conjunto de películas a una temperatura en el intervalo de 120 ºC a 350 ºC para formar un material luminiscente adyacente al sustrato.

9. El método de la reivindicación 8, en el que la fuente de A y X es un compuesto que tiene la fórmula: AX.

10. El método de la reivindicación 8, en el que A es cesio.

11. El método de la reivindicación 8, en el que la fuente de B es un compuesto que tiene la fórmula: BY2 y en el que 50 Y se selecciona entre flúor, cloro, bromo y yodo.

12. El método de la reivindicación 8, en el que someter la fuente de A y X y la fuente de B a deposición al vacío incluye:

depositar conjuntamente la fuente de A y X y la fuente de B.

13. El método de la reivindicación 8, en el que someter la fuente de A y X y la fuente de B a deposición al vacío incluye:

depositar secuencialmente la fuente de A y X y la fuente de B.