[发明专利]磷光体转换LED

说明书

技术领域

本发明涉及包含发光层叠层(a stack of luminescent layers)的新型发光器件，特别是包含发绿光的发光陶瓷材料和发橙色光的发光层的组合的pcLED。

技术背景

包含硅酸盐、磷酸盐（例如磷灰石）和铝酸盐作为基质材料(host materials)并加入过渡金属或稀土金属作为所述基质材料的激活材料的磷光体已广为人知。特别地，因为蓝色LED近年来已经变得实用，所以目前正在积极寻求开发采用此类蓝色LED并与此类磷光体材料结合的白色光源。

目前的暖白色磷光体转换LED（pcLED）通过例如将YAG磷光体与红色磷光体粉末层组合而制造。磷光体层厚度的变化通常导致白色LED色点变化偏离普朗克轨迹（Planckian locus），而普朗克轨迹通常是目标。与两种磷光体层的粉末混合物相比，层化的磷光体组合的一个优点是减少的所述磷光体的相互作用，即绿色磷光体发出的光被发红光的磷光体吸收。由于红色磷光体层厚度的变化，所导致的颜色改变离开普朗克轨迹并且获得的发光颜色不再是白色。

发出不同颜色的光的发光材料已经成为关注的焦点，并且已经提议了几种材料，例如在Journal of Materials Science, 2009, V 44, p 4763–4775中。

然而，对于在广泛范围的应用内可用的具有优化的发光效率和显色性(color rendering)的暖白色磷光体转换LED仍存在持续需求。

 

发明内容

本发明的一个目的是提供具有优化的发光效率和显色性的暖白色(warm white)pcLED。

这一目的通过根据本发明权利要求1的发光器件得以实现。因此，提供了发光器件，其包含发蓝色光的LED，在所述LED的发射波长被激发的第一磷光体层，该陶瓷磷光体的发射波长在500nm到560nm范围，和第二磷光体层，该第二磷光体层的色点u’在0.24到0.35范围和该磷光体层的峰值发射的λ_p>600nm。

应该理解，u’由均匀色度空间（uniform color space） CIE 1976的定义规定。根据CIE 1976和CIE Standard S 014-5/E:2009，u’被定义为：

  。

在根据本发明的一个实施方案中，具有0.24到0.35的色点u’和磷光体层的峰值发射的λp > 600nm的所述磷光体包含根据以下通式的材料

M_1-x-y-zSi_1+zAl_1-zN_3-zO_z :Eu²⁺_xCe²⁺_y，其中

M选自由Ca、Sr或它们的混合物组成的组；和其中0.0001 ≤ x ≤ 0.005；0.001 ≤ y ≤ 0.05且0≤ z ≤ 0.25。

应该注意，通过术语“M_1-x-y-zSi_1+zAl_1-zN_3-zO_z:Eu²⁺_xCe²⁺_y”特别和/或另外是指和/或包括基本上具有该组成的任何材料。

所述术语“基本上”特别地是指≥ 95 %，优选地 ≥ 97 %和最优选地≥ 99 % wt-%。

对于本发明内的广泛应用此类材料已经显示具有至少一个以下的优点：

使用所述材料作为发光层，可以构造显示出改善的发光特征的LED，特别是在暖白色磷光体转换LED中的显色性。

已经发现所述材料具有特别适合白色pcLED的宽带发射和适当的红光发射。

已经发现所述材料能够补偿由于pcLED中红色磷光体层的层厚度变化而导致的颜色变化。

根据本发明的一个优选实施方案，x是≥0.0001且≤0.005，优选≥0.0002且≤0.0005。已经发现这对于许多应用是有利的，因为当x过高时，所述材料的色点不在补偿由pcLED中的红色磷光体层厚度变化导致的颜色变化的范围内。如果x过低，所述显色性能变差。