[发明专利]转换LED

说明书

技术领域

本发明基于根据权利要求1的前序部分的转换LED，通常也称为LUKOLED。本发明还涉及利用这种转换LED制造的光源或具有这种转换LED的照明系统。

背景技术

US-B 7077978描述了一种基于掺杂了Eu和Mn的BAM的荧光材料。所述荧光材料设计用于UV-LED。从WO 2006/072919已知一种类似的荧光材料。另外，从WO 2006/027786已知一种只掺杂Eu的BAM基荧光材料。这种荧光材料的常见掺杂是相对于Ba的最高50摩尔％的Eu²⁺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有短波范围的初级光源的转换LED，它不表现出过早的老化。激发的峰值波长在此应为最高420nm。

所述目的通过权利要求1表征的技术特征来实现。

特别有利的实施方案在从属权利要求中示出。

转换LED包含发射UV辐射的初级光源。根据本发明，所述光源包含至少一个芯片，其表面上具有新型BAM荧光材料，其中层厚度为最高50μm，优选最高30μm，特别是层厚度为5至20μm。所述新型荧光材料的吸收很有效，使得没有有害的UV辐射离开所述层。

至今为止已知的BAM荧光材料的典型化学计量为BaMgAl₁₀O₁₇:Eu。Eu在此是二价活化剂，其通常以摩尔百分比计算，以相对于Ba最大为50％的最高浓度来添加。有时还使用Mn作为共活化剂(Ko-Aktivator)，以便发射较长波长。所述发射因此位于蓝色或蓝绿色光谱范围内。

特别是为了实现有效的基于UV-LED的白色LED，需要有效的、热稳定的蓝色荧光材料。对于近UV-LED来说，这要求荧光材料的良好吸收主要在340至420nm的范围内，特别是380至410nm的范围内和高量子效率。荧光材料在高激发强度时可以是不饱和的，特别是如在高功率LED中出现的那样。此外，由于在高功率LED中出现的最高200℃的高温，它们应表现出尽可能低的发光热淬灭。

目前主要使用SCAP:Eu(Sr，Ca-氯磷灰石)以及BAM:Eu(BaMg-铝酸盐)作为发射蓝光的荧光材料。在Eu在5和15％之间的常用的Eu浓度时，SCAP在380至410nm光谱范围中已经具有非常高的吸收。然而，在这种Eu浓度下，量子效率和热淬灭性能不再是最佳的，且比BAM:Eu要差。此外，在要制造具有高显色性的有效白色LED时，SCAP的短波、窄带发射不总是有优势的。BAM:Eu使用＜50％(更典型地＜30％)的Eu浓度，但是相对于SCAP来说具有在380至410nm范围内的较差吸收的缺点。

通过在BAM主晶格BaMgAl₁₀O₁₇中用Eu²⁺代替Ba²⁺离子，令人惊奇地得到非常有效的荧光材料。在此重要的是，调节Ba含量使得抑制在Eu²⁺离子之间的过量能量迁移。根据式Ba_xEu_1-xMgAl₁₀O₁₇，x＝0.35至0.45，在Ba浓度在35和45％之间时得到非常适合的荧光材料。

典型的实例是Eu_0.6Ba_0.4MgAl₁₀O₁₇。40％的Ba²⁺比例在此有效地防止了过量能量迁移和热发光混合(Lumineszenzmischung)。新的荧光材料例如适用于“按需色”LED或白色LED。它可以适应不同的色温以及具有高效率和良好显色性的应用。

根据本发明的Eu铝酸盐荧光材料具有特别低的热淬灭在175℃时，效率仍高于25℃时效率的80％。化合物Eu_0.6Ba_0.4MgAl₁₀O₁₇的粉末片(Pulvertabletten)吸收在400nm激发时已经大于80％，且在荧光材料的颗粒尺寸小于12μm时，在380nm时实际大于90％。适合的颗粒尺寸是0.5至10μm。颗粒尺寸的概念在此应理解为d₅₀值，更确切地是利用激光散射例如CILAS测量的以体积计的颗粒尺寸分布的平均值。

新型荧光材料的量子效率(QE)在400nm激发时典型地为84％+/-5％。在更短的波长下激发时可以达到超过90％的QE值。