[发明专利]硼磷酸盐磷光体和光源

说明书

技术领域

本发明涉及有效的无机硼磷酸盐磷光体，其可用于多种技术应用中，例如荧光灯、发射彩色光或白光的二极管、以及其中磷光体被用于特别是将近紫外辐射转化成可见光的其它器件。此外，本发明涉及包含所述有效硼磷酸盐磷光体的光源。

背景技术

在固态照明产业中，波长转化磷光体材料起到了至关重要的作用，正如它们曾经在荧光灯中所起的作用。磷光体转化的LED（pc-LED）体系内的白色LED照明可通过数种方法来实现：第一种方法是将基于InGaN的蓝色LED芯片（发射在455nm和465nm之间的蓝光）与黄色磷光体即基于YAG:Ce³⁺或EA₂SiO₄:Eu²⁺的材料组合。然而，由这种公知且已确定的方法提供的白色LED具有如下缺点，即，当用于普通照明时显色性差，而当用于背光照明时色域小。第二种方法是将蓝色LED芯片与发射绿光的磷光体（λ_max≈530nm）和发射红光的磷光体（λ_max>600nm）组合，而不是与发射单一黄光的磷光体组合。这两种磷光体吸收来自于InGaN芯片的蓝光并将它转化成绿光和红光，然后通过颜色混合产生具有更高显色性和更大色域的白光。但是，在这两种方法中，pc-LED的最终颜色温度（CCT）和颜色坐标强烈地依赖于蓝色LED芯片的发光特性。因此，为了得到相似的CCT，只可使用一部分可用的蓝色LED芯片。第三种方法是使用近紫外LED芯片加上发射蓝光、绿光和红光的磷光体。与前两种方法相比，第三种方法提供了改善的显色性和宽范围的颜色温度以及独立的颜色坐标。该技术方案的缺点是在寿命周期的过程中由三种不同磷光体的不同老化速率产生的颜色偏移。

还尝试了提供可被近紫外的辐射源激发并发射可见光的磷光体，特别是能够在不需要与一些其它磷光体组合的情况下发射白光的单一磷光体。它的发射光谱由三种原色（蓝色、绿色和红色）构成，并涵盖从400nm至700nm的整个可见光范围。下文引用了这些尝试中的一些：

在Park等人的论文Appl.Phys.Lett.（应用物理快报）82(2004)第2931-2933页；Solid state comm.（固体物理）136(2005)504中，提供了通式为EA₃MgSi₂O₈:Eu²⁺,Mn²⁺（EA=Sr、Ba）的磷光体。该磷光体显示出峰值为422nm、505nm和620nm的三个发光带。442nm和505nm的发光来源于Eu²⁺，而620nm的发光来源于Mn²⁺离子。与商业的蓝色泵激的YAG:Ce³⁺相比，所制得的整合了400nm发光芯片和EA₃MgSi₂O₈:Eu²⁺,Mn²⁺（EA=Sr、Ba）磷光体的白光发光二极管显示出暖白光以及针对输入功率更高的显色指数和更高的颜色稳定性。然而，该白色LED的发光效率低且并长期稳定性差。

在J.Electrochem.Soc.（电化学学会志）155(2008)第J193-J197页；Electrochem.Solid state lett.（电化学固体快报）11[2](2008)El中，发射白光的磷光体已被证明是EA₃MgSi₂O₈:Eu²⁺,Mn²⁺（EA=Sr、Ba）和EA₂SiO₄:Eu²⁺（EA=Sr、Ba）的混合物。事实上，峰值为505nm的发光带来源于EA₂SiO₄:Eu²⁺（EA=Sr、Ba）而不是EA₃MgSi₂O₈:Eu²⁺,Mn²⁺（EA=Sr、Ba）。

在Lakshminarasimhan等人的论文J.electrochem.Soc.（电化学学会志）152[9](2005)H152中，提出了式Sr₂SiO₄:Eu,Ce的体系。该体系表现出低效率和弱稳定性。