[发明专利]具有高显色性的转换LED

说明书

本发明申请是申请日为2014年10月8日、申请号为201080036665.8、发明名称为“具有高显色性的转换LED”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的转换LED。这种转换LED尤其适用于普通照明。

背景技术

从EP 1 696 016中已知一种转换LED，所述转换LED使用煅烧产物(Calsin)作为红色发光材料。因此，通过使用蓝色的LED和选自α赛隆(Sialon)、Y2Al5O12:Ce或者(Y，Gd)2(Al，Ga)5O12:Ce的黄色或绿色的发光材料实现白色LED。

从EP-A 1 669 429中已知一种转换LED，其为了实现白色的LED而将蓝色的芯片连同(Sr,Ba)2Si5N8:Eu类型的特殊发光材料一起使用，其中还使用LuAG:Ce以及掺杂有Ce和Pr的类似发光材料来改进显色性。

发明内容

本发明的目的是，提供一种转换LED，其配有高的显色性，其中转换LED尤其达到高的可用的使用寿命。

该目的通过权利要求1的特征来实现。

尤其有利的扩展方案在从属权利要求中给出。

根据本发明，现在提供高效率的转换LED。不是全部的发光材料在此尤其至少250mA、优选至少300mA、尤其优选至少350mA的高电流下驱动的LED(所谓高功率LED)中是稳定的。该问题尤其适用于如含氮硅酸盐(Nitridosilikat)M2Si5N8:Eu的氮化的或者氮氧化的发光材料。许多这种发光材料、尤其是具有D作为活化剂的M2Si5N8:D类型的氮化物在工作时在LED中时经受显著的转换损耗。在短时间内(典型为1000小时)，这种LED损失直至50％的转换效率。这导致色度坐标的显著的不稳定性。

白色LED在普通照明中变得愈发的重要。特别地，对于具有优选在2900K至3500K、尤其在2900至3100K的范围中的低色温和尤其Ra为至少93、优选至少96的良好的显色性并且同时高效率的暖白色LED的需求是上升的。在低能量效率的通用白炽灯将要被禁止的背景下，具有尽可能良好的显色性(CRI)的替选光源具有越来越重要的意义。许多用户看中具有与白炽灯类似的光谱的发光装置。

常见的市面上可得到的暖白色的LED通常由蓝色LED与黄色和红色发光材料的组合构成。显色指数典型地通常为80。明显更好的显色指数通常通过添加其他的发光材料来达到，然而这对于加工、色度坐标稳定性和效率起到负面影响。此外，为了补偿在光谱中的蓝绿间隙，大多使用极其长波的蓝色LED(大约460nm)。然而从芯片工艺方面考虑，其出于效率原因有利的是使用较短的芯片波长的LED，所述LED显然是更有效率的。期望的是430nm至455nm、尤其是435至445nm的波长(峰值)。

发光材料必须满足一系列的要求：相对于例如氧气、湿气、与浇注材料的相互作用的化学影响以及相对于辐射极其高的稳定性。为了在系统温度上升时确保色度坐标稳定，此外需要具有极其低的温度淬灭特性的发光材料。

具有极其高的CRI的至今的暖白色LED通常通过相对长波的LED与蓝绿的、绿黄的和红的发光材料的组合来达到。长波的LED和三种发光材料的使用出于应用角度并且在效率观点上来看是不利的。

新的解决方案由新型的绿色石榴石发光材料和窄带的红色的含氮铝硅酸盐(Nitridoalumosilikat)发光材料的组合构成。相对于传统的黄色(YAG)或者绿黄色(YAGaG)的石榴石，新的绿色石榴石发光材料表现出强烈绿色偏移的发射，同时激励最优处强烈短波地偏移。

上面描述的发光材料组合的光谱特性可以结合峰值波长为440nm至445nm的蓝色的LED芯片实现如下暖白色LED，该暖白色LED直至对于2900K到3100K的解决方案都在极其良好的红色显色性(R9＝90至99)的同时具有96到98的极其高的CRI(显色指数)。甚至在使用极其短波的芯片(峰值波长为435nm)时仍达到极其良好的95CRI点。限制到仅使用两种转换的发光材料强烈地简化了在LED中的加工并且对于色度坐标稳定性起到积极作用。新型解决方案的两种发光材料示出在LED老化测试中的极其高的稳定性。此外，两种发光材料以极其低的温度淬灭性为特征。

现在，关键的进展存在于，实现了同时改进从应用观点来看的多个中心特性，即关于老化稳定性、效率、可用的芯片波长范围和发光材料的温度稳定性有所改进。这种新的解决方案相对于之前已知的暖白色解决方案的不同之处在于：