[发明专利]包括黄绿发光材料的照明系统

说明书

技术领域

本发明概括而言涉及包括辐射源和包含荧光体的发光材料的照明系统。本发明还涉及用于这种照明系统中的发光材料。

更具体而言，本发明涉及通过发光下变换和基于UV-A到蓝色发光二极管的附加颜色混合，结合包含绿色发光荧光体的发光材料，用于产生特定颜色的光，包括白光的照明系统。特别关住作为辐射源的发光二极管。

背景技术

如今，对于需要耐用、小型、重量轻、高效率、长寿命、低压白色或彩色

照明源的所有类型的应用而言，单独或成串地使用包含可见彩色发光二极管作为辐射源的发光照明系统。

这种应用尤其包括在诸如蜂窝电话、数字照相机和手持计算机的消费产品中小LCD显示器的照明。相关的用途还包括在诸如计算机监视器、立体声收音机、CD播放器、VCR等的产品上的状态指示器。在诸如飞机、火车、轮船、汽车等中的仪器面板的系统中也存在这种指示器。

在诸如全彩色电视墙以及高亮度大面积室外电视屏幕的大面积显示器中，存在包含成百或上千个LED部件的可寻址阵列中的多个单色LED的多色组合。绿色，琥珀色和红色发光LED被越来越多地用作交通信号灯或者建筑物的特效照明中。

然而，传统的单色发光二极管一般产量低，并且认为在批次与批次之间难以制造成具有一致的发光特性。在单个批次内，单色LED还表现出在晶片上具有较大的波长改变，并且波长和发光随操作条件(诸如驱动电流和温度)发生很强的改变。

因此，当用包含单色LED的设置产生白光时，由于发光二极管在色调、亮度和其他因素方面的变化，存在不能产生所需色调的白光的问题。类似地，难以产生宽带白光。

由于发光二极管通常不能在宽波长范围上发光，已经提出了多种将LED与荧光体进行组合的方法，并且随后证明能够进行宽带发光，最终目的是获得基于高效率半导体的白光光源。

这种荧光体增强型“白色”LED系统具体是基于二色性(BY)方法，将黄色与蓝色混合，在此情形中，由黄绿荧光体提供输出光的黄色次级分量，由荧光体或蓝色LED的原发射提供蓝色分量。

例如，US 6,670,748披露了一种具有至少一个LED作为光源的照明单元，该LED发射处于300到570nm范围内的原辐射，该辐射通过暴露于LED的原辐射的荧光体被部分或完全地转换成更长波辐射，在该单元中，转换的发生至少借助含氮化物的荧光体，其发射的峰值发射波长处于430到670nm，并且其来自Ce或Eu活性氮化物、氧氮化物或硅铝氧氮聚合材料的族。

然而，认为总体功效是包含发光二极管，特别是蓝到紫发光二极管的荧光体转换照明系统的问题所在，这是由于目前所知的荧光体还没有被研究并优化由这种辐射源进行激励。

发明内容

本发明提供一种照明系统，包括辐射源和发光材料，该发光材料包含能吸收由辐射源发射的一部分光并且发射波长不同于该吸收光的光的荧光体；其中，所述荧光体是通式为AE_1-y-zLn_ySi_3-xAl_x-aB_aO_1+x-yN_4-x+y:Eu_z的铕活性氧氮化铝硅酸盐(oxonitridoalumosilicate)，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且，0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。

根据本发明的第一方面，提供包括优选具有从400到480nm的紫到蓝波长范围的峰值发射波长的发光二极管作为辐射源的白光照明系统。

一个主要因素在于，铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐型黄绿荧光体的激发光谱，在从400到480nm范围内是如此宽波段的，使得它们可被市场上所有的蓝到紫发光二极管充分地激发。

这种照明系统具有用于一般照明目的的所需特性，以适度的成本提供高亮度，这是因为其具有改善的效率。

使用原辐射源和荧光体(将原辐射转换成次级辐射)的照明系统的效率，特别依赖于该发光转换过程的效率。

可用多个参数，包括消光系数、激发和发射光谱、量子产额以及因斯托克斯频移所引起的损耗，来表征发光转换过程的效率。斯托克斯频移是原辐射源的最大发射光谱与荧光体的最大激发光谱之间的波长差。