專利名稱：包含輻射源和熒光材料的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及包含輻射源和含有磷光體的熒光材料的照明系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及用于該照明系統(tǒng)的磷光體。
更具體而言，本發(fā)明涉及照明系統(tǒng)和含有磷光體的熒光材料，用于通過熒光降頻轉(zhuǎn)換和基于紫外或藍(lán)色輻射發(fā)射輻射源的加色混合產(chǎn)生特定的有色光，包括白光。尤其考慮作為輻射源的發(fā)光二極管。
近來，已經(jīng)進(jìn)行了各種嘗試來制造通過利用發(fā)光二極管作為輻射源的發(fā)白光照明系統(tǒng)。當(dāng)用發(fā)紅、綠、和藍(lán)光的二極管結(jié)構(gòu)產(chǎn)生白光時(shí)，存在這樣的問題由于色調(diào)、亮度和發(fā)光二極管的其它因素的變化而不能產(chǎn)生所需色調(diào)的白光。
為解決這些問題，之前已開發(fā)了各種照明系統(tǒng)，其通過含磷光體的熒光材料轉(zhuǎn)換由發(fā)光二極管發(fā)射的光的顏色來提供可見白光照明。
以前的白光照明體系尤其是基于三色(RGB)方法即混合三種顏色，即紅、綠和藍(lán)色，在此情況下輸出光的后一分量可由磷光體提供或由LED的初級(jí)發(fā)射提供，或者基于第二種簡(jiǎn)化方案，即二色(BY)方法，將黃和藍(lán)色混合，在此情況下輸出光的黃色第二分量可由黃磷光體提供，藍(lán)色分量可由磷光體提供或由藍(lán)色LED的初級(jí)發(fā)射提供。
尤其是在例如美國(guó)專利5998925中公開的二色方法，其利用結(jié)合了Y3A15O12:Ce(YAG-Ce 3+)磷光體的InGaN半導(dǎo)體的發(fā)藍(lán)光二極管。該YAG-Ce3+磷光體涂覆于InGaN LED上，LED發(fā)射的一部分藍(lán)光由磷光體轉(zhuǎn)換為黃光。LED的另一部分藍(lán)光傳輸通過磷光體。因此，該系統(tǒng)發(fā)射出LED發(fā)射的藍(lán)光和磷光體發(fā)射的黃光。藍(lán)和黃發(fā)射頻帶的混合由觀察者感知為白光，具有中等的70多的典型CRI和約6000K-約8000K的色溫Tc。
對(duì)根據(jù)US5998925的LED的一個(gè)擔(dān)憂是“白色”輸出光對(duì)真實(shí)的顏色再現(xiàn)具有不合需要的色平衡。
對(duì)于真實(shí)的顏色再現(xiàn)，優(yōu)點(diǎn)的表征在于現(xiàn)色指數(shù)(CRI)?，F(xiàn)色指數(shù)(CRI)測(cè)量是照明系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)比較于黑體輻射體的顏色再現(xiàn)的相對(duì)測(cè)量。若由照明系統(tǒng)照射的一組測(cè)試顏色的顏色座標(biāo)與由黑體輻射體輻射的相同測(cè)試顏色的座標(biāo)相同，則CRI等于100。
顏色通常起到給人提供各種視覺環(huán)境信息的作用，顏色對(duì)在馬路上或隧道中駕駛的汽車司機(jī)收到的視覺信息起到了尤其巨大的作用。例如，區(qū)分出隧道中標(biāo)記為白色和黃色的車道對(duì)于知道是否允許改道是非常關(guān)鍵的。然而，在由低CRI燈照明的馬路上或隧道中，難以區(qū)分在馬路表面上的白色和黃色車道。
在顏色識(shí)別中另一重要方面是紅的表面顏色應(yīng)被識(shí)別為紅色。因?yàn)榧t色專門為重要含義如危險(xiǎn)、禁止、停止和消防而編碼。因此從安全角度出發(fā)，改進(jìn)視覺環(huán)境的重要方面是照明，其增強(qiáng)紅色表面。
在之前描述的二色輻射類型的B-Y基光源用于上述情形的情況下，出現(xiàn)了這樣的問題由于缺乏在可見光譜(647-700nm范圍)的紅區(qū)中的光譜，識(shí)別出作為危險(xiǎn)標(biāo)示的重要顏色的紅色的可能性降低。所輸出白光中的紅色缺乏引起被照明的紅色物體看上去沒有它們?cè)诰哂辛己闷胶獾念伾卣鞯陌坠庀履菢訌?qiáng)烈。
用根據(jù)具有兩種發(fā)射頻帶(在590-630的紅色和在420-480nm的藍(lán)色)的(BY)-方法的二色燈光譜，可獲得改進(jìn)的效率和顯著改進(jìn)的現(xiàn)色能力。這些波長(zhǎng)接近于CIE三色刺激函數(shù)(用于定義顏色)中的峰值。
遺憾的是，迄今還未知具有590-630nm的發(fā)射峰波長(zhǎng)并具有足夠的效率和穩(wěn)定性的發(fā)紅光磷光體。
因此，需要提供由近UV至藍(lán)光范圍的輻射源激發(fā)并在可見黃光至紅光范圍發(fā)射的新磷光體。
用于一般目的的照明系統(tǒng)的理想特征也是以經(jīng)濟(jì)性為代價(jià)的高亮度。
因此，本發(fā)明提供了一種照明系統(tǒng)，包括輻射源和熒光材料，該熒光材料包括能夠吸收由輻射源發(fā)射的光的一部分并且發(fā)射波長(zhǎng)與被吸收光波長(zhǎng)不同的光的至少一種磷光體；其中所述至少一種磷光體是鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽(carbido-nitridosilicate)，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇、鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)可提供在顏色方面良好平衡的復(fù)合的輸出白光。尤其是，該復(fù)合的輸出白光在紅色范圍比傳統(tǒng)燈具有更大量的發(fā)射。該特征使得該設(shè)備理想地用于需要真實(shí)顏色再現(xiàn)的應(yīng)用中。
本發(fā)明的這些應(yīng)用尤其包括交通照明、街道照明、安全照明和自動(dòng)化工廠照明、和汽車和交通的信號(hào)照明。
發(fā)光二極管是尤其考慮的輻射源。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，白光照明系統(tǒng)包括作為輻射源的發(fā)藍(lán)光二極管，其在420-480nm范圍具有峰發(fā)射波長(zhǎng)，和熒光材料，其包括至少一種磷光體，其是鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
這種照明系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)將提供白光。由LED發(fā)射的藍(lán)光激發(fā)磷光體，引起磷光體發(fā)射黃光。由LED發(fā)射的藍(lán)光傳輸通過磷光體并與磷光體發(fā)射的黃光混合。觀察者將藍(lán)光和黃光的混合體感知為白光。
一個(gè)重要因素是鈰激活碳化-氮化硅酸鹽類的黃至紅磷光體具有如此寬的帶寬，以致于在整個(gè)光譜區(qū)內(nèi)也具有足夠的發(fā)射比例。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明提供一種白光照明系統(tǒng)，其包括作為輻射源的發(fā)藍(lán)光二極管，其在420-480nm范圍具有峰發(fā)射波長(zhǎng)，和熒光材料，其包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和至少一種第二磷光體。
當(dāng)熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽型的磷光體和至少一種第二磷光體的磷光體共混物時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的白光照明系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)可進(jìn)一步改進(jìn)。
尤其是，熒光材料可以是磷光體共混物，包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和紅磷光體。
這種紅磷光體可選自Eu(II)激活的磷光體，選自(Ca1-xSrx)S:Eu，其中0≤x≤1和(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz其中0≤a＜5，0＜x≤1，0≤y≤1和0＜z≤1。
在其它情況下，熒光材料可以是磷光體共混物，包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和綠磷光體。這種綠磷光體可選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu。
這種包括附加磷光體的熒光材料發(fā)射光譜具有合適波長(zhǎng)，由LED的藍(lán)光和根據(jù)本發(fā)明鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽型磷光體的黃至紅光一起獲得了在所需色溫處具有良好現(xiàn)色性的高質(zhì)量白光。
根據(jù)另一個(gè)本發(fā)明實(shí)施方案，提供一種白光照明系統(tǒng)，其中輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在200-420nm的UV范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，和熒光材料，其包括至少一種磷光體，即鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Ea是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和第二磷光體。
尤其是，熒光材料可以包括發(fā)白光磷光體共混物，包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和藍(lán)磷光體。
這種藍(lán)磷光體可選自BaMgAl10O17:Eu、Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu、CaLn2S4:Ce和(Sr，Ba，Ca)3(PO4)3Cl:Eu。
本發(fā)明第二方面提供了一種照明系統(tǒng)，其提供紅光至黃光。本發(fā)明的應(yīng)用包括安全照明以及汽車和交通的信號(hào)照明。
尤其考慮的是黃光至紅光照明系統(tǒng)，其中輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在400-480nm范圍的發(fā)射的發(fā)藍(lán)光二極管，且熒光材料包括至少一種磷光體，即鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Ea是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
還可考慮的是黃光至紅光照明系統(tǒng)，其中輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在200-420nm的UV范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，且熒光材料包括至少一種磷光體，即鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Ea是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
本發(fā)明的另一方面提供了一種磷光體，其能夠吸收由輻射源發(fā)射的光的一部分并且發(fā)射與被吸收光波長(zhǎng)不同的光；其中所述磷光體是鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇、鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
熒光材料可由具有例如200nm-420nm波長(zhǎng)的UV-A發(fā)射譜線激發(fā)，但被具有約400-480nm波長(zhǎng)的發(fā)藍(lán)光二極管發(fā)射的藍(lán)光以更高效率激發(fā)。由此，該熒光材料具有將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光成分的藍(lán)光轉(zhuǎn)換為白光的理想特征。
這些磷光體是寬頻帶發(fā)射體，其中可見光發(fā)射范圍很廣，以致沒有可見光發(fā)射主要占據(jù)的80nm波長(zhǎng)范圍。這些鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體非常高效地發(fā)射可見光譜的紅至黃光譜范圍的寬頻帶?？傓D(zhuǎn)換效率可高達(dá)90％。
該磷光體的額外重要特征包括1)能抵抗在典型設(shè)備操作溫度(例如80℃)下熒光的熱猝滅；2)不存在與設(shè)備制造中采用的封裝樹脂的干擾反應(yīng)性；3)具有適合的吸收曲線以致可見光譜內(nèi)的死吸收(deadabsorption)最小；4)在設(shè)備操作壽命期間的暫時(shí)性穩(wěn)定發(fā)光輸出；和5)綜合控制調(diào)諧磷光體激發(fā)和發(fā)射性能。
這些鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽型磷光體也可包括鐠和其它陽離子，包括作為共激活劑的陽離子的混合物。尤其，那些具有選自鐠和釤且以低濃度存在的共激活劑陽離子的碳化-氮化硅酸鹽組合物是尤其理想的，因?yàn)檫@種組合物也在可見光譜的紅區(qū)中顯示了極其尖銳的線發(fā)射。
尤其地，本發(fā)明涉及特定磷光體組合物Y2Si4N6C:5％Ce，其表現(xiàn)出80-90％的量子效率，在370nm至470nm的60-80％的高吸收率，具有約590nm的峰值波長(zhǎng)的發(fā)射譜，和從室溫至100℃由于熱猝滅產(chǎn)生的10％以下的發(fā)光流明輸出的低損失。
特定的磷光體組合物Y2Si4N6C:5％Ce是尤其有用的，因?yàn)樵?50nm附近的藍(lán)光譜和在580nm附近的黃光譜的混合物被視為顯示了最高效率(關(guān)于二色輻射類型在真實(shí)顏色再現(xiàn)方面的最優(yōu)化)的白光源。
這些磷光體可具有選自以下的涂層元素鋁、鈧、釔、鑭、釓和镥的氟化物和正磷酸鹽，鋁、釔和鑭的氧化物和鋁的氮化物。


圖1顯示了包括位于由LED結(jié)構(gòu)發(fā)射的光通路中的本發(fā)明磷光體的二色白LED燈示意圖。
圖2顯示了在國(guó)際照明委員會(huì)(“CIE”)的色品圖中，Tc＝2960K(CRI＝76)的白LED(包括460nm的藍(lán)LED和Y2Si4N6C:5％Ce作為顏色轉(zhuǎn)換器)的輻射座標(biāo)。
圖3顯示了由Cu Kα輻射測(cè)量的Y2Si4N6C:5％Ce的XRD圖案。
圖4顯示了Y2Si4N6C:5％Ce的激發(fā)和發(fā)射光譜。
圖5公開了Tc＝2960K(CRI＝76)的白LED的發(fā)射光譜，該LED包括460nm的藍(lán)LED和Y2Si4N6C:5％Ce作為顏色轉(zhuǎn)換器。
圖6公開了Tc＝3720K(CRI＝84)的白LED的發(fā)射光譜，該LED包括460nm的藍(lán)LED和Y2Si4N6C:5％Ce作為顏色轉(zhuǎn)換器。
圖7公開了Tc＝5490K(CRI＝80)的白LED的發(fā)射光譜，該LED包括460nm的藍(lán)LED和Y2Si4N6C:5％Ce作為顏色轉(zhuǎn)換器。
圖8公開了商業(yè)上的白LED的發(fā)射光譜，該LED包括462nm的InGaN模和(Yl-xGdx)3(All-yGay)5O12:Ce作為黃磷光體。
本發(fā)明致力于鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，其在包含輻射源的照明系統(tǒng)的任何配置中作為磷光體，輻射源包括但不限于放電管、熒光燈、LED、LD和X-射線管。本文所用術(shù)語“輻射”涵蓋了電磁譜的UV、IR和可見光區(qū)域中的輻射。
盡管本磷光體的用途是考慮用于照明的寬陣列，但本發(fā)明通過具體參考發(fā)光二極管進(jìn)行描述，并且尤其適用于發(fā)光二極管，尤其是UV和發(fā)藍(lán)光二極管。
根據(jù)本發(fā)明的熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽。該磷光體符合通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Ea是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。此類磷光體材料基于碳化物取代的氮化硅酸鹽(nitridosilicate)的激活發(fā)光。
通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2的磷光體包括具有硅和氮為主要成分的主體晶格。其也包括碳(-IV)。據(jù)推測(cè)主體晶格具有(N-Si-N-)和(C-Si-N)單元組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中硅由氮和碳四面圍繞。
將碳引入主體晶格中增加了共價(jià)鍵比例和配位場(chǎng)裂解。由此使得相比于基礎(chǔ)氮化硅酸鹽晶格而言，激發(fā)和發(fā)射頻帶遷移至更長(zhǎng)的波長(zhǎng)。
金屬離子例如稀土金屬和堿土金屬以及cer(III)和最后鐠(III)被引入在三維網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。優(yōu)選地，引入的稀土金屬選自釔、釓和镥，堿土金屬選自鈣、鋇和鍶。
這些材料的主體晶格可以是四種元素(兩種陽離子)碳化-氮化硅酸鹽，例如碳化-氮化硅酸釔Y2Si4N6C，或可包括四種元素以上例如碳化-氮化硅酸釔-鈣Y1.8Cao0.2Si4N6.2C0.8或(Y，Gd，Lu)2Si4N6C。
尤其是，可以在基礎(chǔ)主體晶格內(nèi)由二價(jià)稀土金屬離子取代二價(jià)堿土金屬。
當(dāng)由稀土金屬Re取代堿土金屬Ea時(shí)，比例優(yōu)選為0.2∶0.8-0.8∶0.2。
同樣，稀土金屬可彼此取代。
在碳化-氮化硅酸鹽主體內(nèi)取代稀土金屬離子將使鈰發(fā)射的光譜位置發(fā)生偏移以產(chǎn)生一定范圍的顏色。發(fā)現(xiàn)最早的方法是用其它稀土金屬代替主體晶格內(nèi)的一些釔離子。具有更大離子半徑的那些，例如釓，產(chǎn)生了紅移，具有更小離子半徑的那些，例如镥，產(chǎn)生了藍(lán)移。
這意味著當(dāng)需要發(fā)射更紅的光時(shí)，可通過增強(qiáng)用Gd的取代度來實(shí)現(xiàn)。但是當(dāng)增加Gd含量時(shí)，在藍(lán)光下的光致發(fā)光產(chǎn)生的發(fā)光往往降低，從而優(yōu)選釔作為稀土金屬。
Ce的比例z優(yōu)選為0.003＜z＜0.2。
當(dāng)Ce的比例z為0.003或以下時(shí)，發(fā)光降低，因?yàn)楣庵掳l(fā)光的激發(fā)發(fā)射中心數(shù)目由于Ce而降低，且當(dāng)z大于0.2時(shí)，出現(xiàn)密度猝滅。密度猝滅指發(fā)射強(qiáng)度的降低，其在為增強(qiáng)熒光材料發(fā)光而增加的激活劑濃度超出最優(yōu)水平時(shí)出現(xiàn)。
用作為共激活劑的鐠在鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽中取代一些鈰具有這樣的效果鐠產(chǎn)生集中于可見光譜紅區(qū)中的二次發(fā)射，而不是來自于鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體的典型的寬頻帶二次發(fā)射，其通常集中于可見光譜黃區(qū)。作為共激活劑的鐠的量可以變化，取決于用于具體應(yīng)用的白色輸出光中可能所需的紅色量。
這些鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體在電磁光譜的更高能量部分比在該光譜可見光部分更易響應(yīng)。
具體而言，根據(jù)本發(fā)明的磷光體尤其可由具有例如200-420nm波長(zhǎng)的UV發(fā)射譜線激發(fā)，但被具有400-480nm波長(zhǎng)的發(fā)藍(lán)光成分發(fā)射的LED光以更高效率激發(fā)。由此，該熒光材料具有將氮化物半導(dǎo)體發(fā)光成分的藍(lán)光轉(zhuǎn)換為白光的理想特征。
制備本發(fā)明的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體的方法并不特別受限，并且其可通過燃燒提供鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽熒光材料的金屬化合物的混合物而產(chǎn)生。
例如，由Y2Si4N6C:5％Ce代表的一種優(yōu)選化合物通過這樣的方法制備稱重作為起始材料的釔金屬、碳、硅二酰亞胺和鈰(III)溴化物，并混合得到摩爾比為2∶4∶6∶1∶0.05的Y∶Si∶N∶C∶Ce，隨后燃燒。
優(yōu)選使用具有99.9％或以上純度并且具有1μm或以下平均粒度的精細(xì)顆粒形式的起始材料。
首先，起始材料(即堿土金屬鹵化物，鈰化合物如鹵化鈰，堿金屬鹵化物，和稀土金屬)通過干和/或濕工藝，利用任意各種已知的混合方法例如球磨、V-形混合器、攪拌器等進(jìn)行充分混合。
所得混合物置于耐熱容器如氧化鋁坩鍋和鎢皿中，隨后在電爐上燃燒。優(yōu)選的燃燒溫度為1600-1800℃。
燃燒氣氛并不特別受限，例如，優(yōu)選在還原氣氛中進(jìn)行燃燒，例如包括惰性氣體如氮和氬氣等，和0.1-10體積％的氫的氣氛。燃燒周期基于各種條件如在容器中裝入的混合物量、燃燒溫度和從爐中取出產(chǎn)物的溫度而定，但通常為10-14小時(shí)。
由上述方法獲得的熒光材料可通過采用例如球磨、噴射研磨等進(jìn)行研磨。而且，可進(jìn)行沖洗和分類。為改進(jìn)所得粒狀磷光體的結(jié)晶度，建議再燃燒。
燃燒之后，該粉末通過粉末X-射線衍射(Cu，Kα-譜線)表征，其顯示所有化合物已形成。圖3顯示了Y2Si4N6C:5％Ce的X-射線衍射數(shù)據(jù)。
當(dāng)由UVA或電磁光譜的藍(lán)色范圍的輻射激發(fā)時(shí)，鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽型的每種磷光體發(fā)射黃色至紅色熒光。
在本說明書圖4中，給出了Y2Si4N6C:5％Ce的激發(fā)和發(fā)射光譜。
當(dāng)由波長(zhǎng)355nm的輻射激發(fā)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這些碳化-氮化硅酸鹽磷光體給出寬頻帶的發(fā)射，其峰值波長(zhǎng)在590nm，尾發(fā)射高達(dá)700nm。
根據(jù)激發(fā)光譜，還明顯的是這些鈰激活的镥鋁-深紅磷光體可由約254nm和約460nm波長(zhǎng)的輻射有效激發(fā)。
為制備鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽Y2Si4N6C:5％Ce作為前體材料，將43.9g(0.494mol)Y金屬，99.8(1.0mol)Si(NH2)2，25.8g(2.15mol)C，和5.1g(0.026mol)CeF3在惰性氣氛(氮)中徹底混合。
混合之后，粉末在H2/N2＝5/95氣氛中于1700℃燃燒12小時(shí)。隨后研磨所得發(fā)光材料，用水和乙醇洗滌，干燥并過篩。獲得黃色粉末，其在UV和藍(lán)光激發(fā)下于590nm處有效發(fā)光。色點(diǎn)位于x＝0.496和y＝0.483。流明當(dāng)量為330lm/W。
由于碳化-氮化硅酸鹽結(jié)構(gòu)，磷光體Y2Si4N6C:5％Ce耐熱、光和濕氣，并且能夠吸收在430nm波長(zhǎng)附近具有峰值的激發(fā)光，如圖4所示。其也可發(fā)射在590nm附近具有峰值并拖至700nm的寬譜光，如圖4所示。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽型磷光體可涂覆一種或多種化合物的薄的、均一保護(hù)層，化合物選自元素鋁、鈧、釔、鑭、釓和镥的氟化物和正磷酸鹽，鋁、釔、和鑭的氧化物和鋁的氮化物。
保護(hù)層厚度通常0.001-0.2gm，因此，其如此薄致使能被輻射源在基本上沒有能量損失的情況下穿透。在磷光體顆粒上這些材料的涂層可例如通過從汽相沉積而適用濕涂過程。
本發(fā)明也關(guān)注于一種照明系統(tǒng)，其包括輻射源和熒光材料，該熒光材料包括至少一種鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，其具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，Ea是選自鈣、鋇、鍶的至少一種堿土金屬，Re是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
輻射源包括半導(dǎo)體光學(xué)輻射發(fā)射體和響應(yīng)于電激發(fā)而發(fā)射光學(xué)輻射的其它設(shè)備。半導(dǎo)體光學(xué)輻射發(fā)射體包括發(fā)光二極管LED芯片、發(fā)光聚合物(LEP)、有機(jī)發(fā)光設(shè)備(OLED)、聚合物發(fā)光設(shè)備(PLED)等。
而且，例如在放電燈和熒光燈，例如汞低和高壓放電燈、硫放電燈和基于分子輻射體的放電燈中的那些發(fā)光成分也被考慮與本發(fā)明磷光體組合物用作輻射源。
在本發(fā)明一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，輻射源是發(fā)光二極管。
包括LED和鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體組合物的照明系統(tǒng)的任何配置都考慮在本發(fā)明內(nèi)，優(yōu)選添加其它公知的磷光體，其可被合并從而當(dāng)用發(fā)射初級(jí)UV的LED或如上所述的藍(lán)光輻射時(shí)實(shí)現(xiàn)特定顏色或白光。
現(xiàn)在描述這種包括輻射源和圖1所示熒光材料的照明系統(tǒng)的一個(gè)圖1顯示了具有包括熒光材料的涂層的芯片型發(fā)光二極管的示意圖。該設(shè)備包括作為輻射源的芯片型發(fā)光二極管(LED)1。發(fā)光二極管小塊位于反射體杯引導(dǎo)框2中。該小塊1經(jīng)由結(jié)合金屬線7連接到第一終端6，且直接連接到第二電子終端6。反射體杯的凹處裝填涂層材料，其包含根據(jù)本發(fā)明的熒光材料，以形成嵌入反射體杯內(nèi)的涂層。磷光體單獨(dú)施用或以混合物施用。
涂層材料經(jīng)常包括封裝磷光體或磷光體共混物的聚合物。在這些實(shí)施方案中，磷光體或磷光體共混物應(yīng)表現(xiàn)出對(duì)封裝劑的高穩(wěn)定性能。優(yōu)選地，該聚合物在光學(xué)上是透明的，從而防止顯著的光散射。在LED工業(yè)中已知很多制備LED燈的聚合物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，該聚合物選自環(huán)氧和硅氧烷樹脂。將磷光體混合物加入聚合物前體的液體中能夠進(jìn)行封裝。例如，磷光體混合物可以是粒狀粉末。將磷光體顆粒引入聚合物前體液體導(dǎo)致漿料(即顆粒懸浮液)的形成。通過聚合，磷光體混合物通過封裝而嚴(yán)格固定就位。在一個(gè)實(shí)施方案中，熒光材料和LED小塊都封裝在聚合物中。
透明涂覆材料可包括光漫射顆粒，有利地謂之漫射體。這種漫射體的例子是礦物填料，尤其是CaF2，TiO2，SiO2，CaCO3或BaSO4或其它有機(jī)顏料。這些材料可以以簡(jiǎn)單方式加入到上述樹脂中。
在操作中，給小塊供應(yīng)電力以激活該小塊。當(dāng)被激活時(shí)，小塊發(fā)射初級(jí)光，例如藍(lán)光。發(fā)出的初級(jí)光的一部分完全或部分地由涂層中的熒光材料吸收。該熒光材料隨后發(fā)出次級(jí)光，即被轉(zhuǎn)換的光，具有更長(zhǎng)的峰值波長(zhǎng)，主要為響應(yīng)于初級(jí)光吸收的足夠?qū)掝l段(具體而言，具有顯著比例的紅色)中的黃色。發(fā)射的初級(jí)光的余下未吸收部分與次級(jí)光一起傳輸通過熒光層。該封裝將未吸收的初級(jí)光和次級(jí)光導(dǎo)向作為輸出光的總方向。由此，輸出光是復(fù)合光，包括模發(fā)射的初級(jí)光和由熒光層發(fā)射的次級(jí)光。
在多個(gè)溫度下對(duì)應(yīng)于黑體的色點(diǎn)由黑體點(diǎn)(BBL)給出。因?yàn)橛珊隗w發(fā)射的顏色視為白色，而白色通常為燈所需，通常理想的是發(fā)光燈的發(fā)光材料發(fā)射的光的色點(diǎn)處于BBL或在其附近。BBL的一部分示于圖2中，三個(gè)色溫點(diǎn)突出了對(duì)應(yīng)于發(fā)白光LED(其發(fā)射光譜在圖5、6和7中給出)的BBL。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的輸出光的色點(diǎn)或色溫依據(jù)次級(jí)光相對(duì)于初級(jí)光的光譜分布和強(qiáng)度而變化。
首先，初級(jí)光的色點(diǎn)或色溫可通過適當(dāng)選擇發(fā)光二極管而變。
其次，次級(jí)光的色點(diǎn)或色溫可通過適當(dāng)選擇熒光材料中的磷光體、其粒度和其濃度而變。而且，這些布置也有利地提供了在熒光材料中采用磷光體共混物的可能性，由此，有利的是，所需色調(diào)可更加準(zhǔn)確地設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，輸出光可具有使其看上去是“白”光的光譜分布。
在第一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得發(fā)藍(lán)光二極管發(fā)射的藍(lán)色輻射轉(zhuǎn)換為補(bǔ)色波長(zhǎng)范圍，以形成二色白光。在此情況下，黃光是通過包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體的發(fā)光材料而產(chǎn)生。此外也可采用第二紅熒光材料以改進(jìn)本照明系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)。
用最大發(fā)射位于400-480nm的藍(lán)LED獲得尤其良好的結(jié)果。尤其考慮到鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽的激發(fā)光譜，已發(fā)現(xiàn)在445-465nm存在最佳結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可尤其優(yōu)選通過混合無機(jī)發(fā)光材料來實(shí)現(xiàn)。
具有硅樹脂的Y2Si4N6C:5％Ce用于產(chǎn)生發(fā)光轉(zhuǎn)換封裝或?qū)印?br> 由462nm InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的藍(lán)色輻射的一部分被無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce遷移到黃光譜區(qū)域，從而進(jìn)入對(duì)藍(lán)色補(bǔ)色的波長(zhǎng)范圍。人類觀察者將藍(lán)色初級(jí)光和發(fā)黃光磷光體的次級(jí)光的組合感知為白光。
由此產(chǎn)生的白光的色調(diào)(CIE色品圖中的色點(diǎn))在這種情況下可通過適當(dāng)選擇混合物中的磷光體和濃度而變化，參見表2，
表1包括發(fā)藍(lán)光的模(462nm)和黃磷光體(Y2Si4N6C:5％Ce)的白LED的色點(diǎn)x、y和現(xiàn)色性(Ra8)與色溫T的函數(shù)關(guān)系
所述白光照明設(shè)備具有基本上處于圖2的CIE色品圖的黑體點(diǎn)的顏色座標(biāo)。
圖5、6和7顯示了這種照明系統(tǒng)的發(fā)射譜，照明系統(tǒng)包括在462nm具有初級(jí)發(fā)射的發(fā)藍(lán)光InGaN模和作為熒光材料的Y2Si4N6C:5％Ce，其一起形成傳輸高質(zhì)量的白色感覺的總光譜。對(duì)于不同涂層厚度的相關(guān)色點(diǎn)是色溫Tc＝2960K的x＝0.454、y＝0.433，CRI 76；在色溫Tc＝3720K的x＝0.382和y＝0.349，CRI＝84，和在色溫5490的x＝0.332，y＝0.290，CRI＝80。
當(dāng)與Shimizu等(圖8)的現(xiàn)有技術(shù)LED產(chǎn)生的白色輸出光的光譜分布相比，光譜分布中明顯不同的是在位于可見光譜的紅區(qū)中的峰值波長(zhǎng)的遷移。由此，與Shimizu等的現(xiàn)有技術(shù)LED產(chǎn)生的輸出光相比，本照明系統(tǒng)產(chǎn)生的白色輸出光具有顯著增量的紅色。
在第二個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得發(fā)藍(lán)光二極管發(fā)射的藍(lán)色輻射轉(zhuǎn)換為補(bǔ)色波長(zhǎng)范圍，以形成多色白光。在此情況下，黃光通過包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體和第二磷光體的磷光體共混物的發(fā)光材料而產(chǎn)生。
通過采用覆蓋整個(gè)光譜范圍的紅和綠寬頻帶發(fā)射體磷光體與發(fā)藍(lán)光LED和發(fā)黃至紅光的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體，可產(chǎn)生具有更高現(xiàn)色性的白光發(fā)射。
有用的第二磷光體和其光學(xué)性質(zhì)概括于下表2。
表2
發(fā)光材料可以是兩種磷光體的共混物，即黃至紅鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體和選自(Ca1-xSrx)S:Eu，其中0≤x≤1和(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz其中0≤a＜5，0＜x≤1，0≤y≤1和0＜z≤0.2的紅磷光體。
發(fā)光材料可以是兩種磷光體共混物，即黃至紅鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體和選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1、SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的綠磷光體。
發(fā)光材料可以是三種磷光體共混物，即黃至紅鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體，選自(Ca1-xSrx)S:Eu，其中0≤x≤1和(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz其中0≤a＜5，0＜x≤1，0≤y≤1和0＜z≤0.2的紅磷光體，和選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1、SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的綠磷光體。
尤其優(yōu)選地是，通過將含三種磷光體混合物的無機(jī)發(fā)光材料與用于產(chǎn)生發(fā)光轉(zhuǎn)換封裝或?qū)拥墓铇渲旌峡蓪?shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)，即給出的實(shí)施例。第一磷光體(1)是發(fā)黃光碳化-氮化硅酸鹽Y2Si4N6C:5％Ce，第二磷光體(2)是發(fā)紅光CaS:Eu，和第三(3)是SrSi2N2O2:Eu型的發(fā)綠光磷光體。
由462nm的InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的部分藍(lán)色輻射被無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce遷移進(jìn)入黃光譜區(qū)，且因此進(jìn)入與藍(lán)色補(bǔ)色的波長(zhǎng)范圍。由462nm的InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的另一部分藍(lán)色輻射被無機(jī)發(fā)光材料CaS:Eu遷移進(jìn)入紅光譜區(qū)。而由462nm的InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的又一部分藍(lán)色輻射被無機(jī)發(fā)光材料SrSi2N2O2:Eu遷移進(jìn)入綠光譜區(qū)。人類觀察者將藍(lán)色初級(jí)光和磷光體共混物的多色次級(jí)光的組合感知為白光。
由此產(chǎn)生的白光的色調(diào)(CIE色品圖中的色點(diǎn))在這種情況下可通過適當(dāng)選擇磷光體混合物和濃度而變化。
在第三實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得UV發(fā)光二極管發(fā)射的UV輻射轉(zhuǎn)換為補(bǔ)色波長(zhǎng)范圍，以形成二色白光。在此情況下，黃光和藍(lán)光通過發(fā)光材料產(chǎn)生。黃光通過包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體的發(fā)光材料產(chǎn)生。藍(lán)光通過包括選自BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的藍(lán)磷光體的發(fā)光材料產(chǎn)生。
結(jié)合最大發(fā)射位于300-420nm的UVA發(fā)光二極管獲得尤其良好的結(jié)果。尤其考慮到碳化-氮化硅酸鹽的激發(fā)光譜，已發(fā)現(xiàn)在365nm存在最佳結(jié)果。
在第四實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得UV發(fā)光二極管發(fā)射的UV輻射轉(zhuǎn)換為補(bǔ)色波長(zhǎng)范圍，以形成多色白光，例如通過增加的三色組如藍(lán)、綠和紅。
在此情況下，黃至紅和綠和藍(lán)光通過發(fā)光材料產(chǎn)生。
此外也可采用第二紅熒光材料，從而改進(jìn)本照明系統(tǒng)的顏色再現(xiàn)。
通過采用覆蓋了整個(gè)光譜范圍的藍(lán)和綠寬頻帶發(fā)射體磷光體，以及UV發(fā)射LED和發(fā)射黃至紅光的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽的磷光體，可產(chǎn)生具有更高現(xiàn)色性的白光發(fā)射。
發(fā)光材料可以是三種磷光體的共混物，即黃至紅鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體，選自BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的藍(lán)磷光體，和選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1、SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的綠磷光體。
由此產(chǎn)生的白光的色調(diào)(CIE色品圖中的色點(diǎn))在這種情況下可通過適當(dāng)選擇磷光體混合物和濃度而變化。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，設(shè)計(jì)了一種照明系統(tǒng)，其發(fā)射具有使其看上去為“黃至紅”光的光譜分布的輸出光。
包括了作為磷光體的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽的熒光材料尤其適合作為由初級(jí)UVA或藍(lán)光輻射源如UVA發(fā)射LED或發(fā)藍(lán)光LED刺激的黃色成分。
因此可實(shí)現(xiàn)在電磁譜的黃至紅區(qū)域中發(fā)射的照明系統(tǒng)。
在第五實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)黃光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得發(fā)藍(lán)光二極管發(fā)射的藍(lán)光輻射轉(zhuǎn)換為補(bǔ)色波長(zhǎng)范圍，以形成二色黃光。
在此情況下，黃光通過包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體的發(fā)光材料產(chǎn)生。
用最大發(fā)射位于400-480nm的發(fā)藍(lán)光LED獲得尤其良好的結(jié)果。尤其考慮到碳化-氮化硅酸鹽的激發(fā)光譜，已發(fā)現(xiàn)在445-465nm存在最佳結(jié)果。
尤其優(yōu)選地是，通過將過量無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce與用于產(chǎn)生發(fā)光轉(zhuǎn)換封裝或?qū)拥墓铇渲旌峡蓪?shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)黃光照明系統(tǒng)。由462nm的InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的部分藍(lán)色輻射被無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce遷移進(jìn)入黃光譜區(qū)，且因此進(jìn)入與藍(lán)色補(bǔ)色的波長(zhǎng)范圍。人類觀察者將藍(lán)色初級(jí)光和發(fā)黃光磷光體的過量次級(jí)光的組合感知為黃光。
LED-磷光體系統(tǒng)的顏色輸出對(duì)磷光體層的厚度非常敏感，若磷光體層厚并且包括過量黃鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽磷光體，則LED藍(lán)光穿透通過厚磷光體層的量更少。合并的LED-磷光體系統(tǒng)則顯示為黃至紅色，因?yàn)槠溆闪坠怏w的黃至紅次級(jí)光占主導(dǎo)。因此，磷光體層的厚度是影響系統(tǒng)顏色輸出的關(guān)鍵變量。
由此產(chǎn)生的黃光的色調(diào)(CIE色品圖中的色點(diǎn))在這種情況下可通過適當(dāng)選擇磷光體混合物和濃度而變化。
在第六實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)白光照明系統(tǒng)可有利地如下產(chǎn)生通過選擇發(fā)光材料，使得UV發(fā)光二極管發(fā)射的UV輻射完全轉(zhuǎn)換為單色黃至紅光。在此情況下，黃至紅光通過發(fā)光材料產(chǎn)生。
尤其優(yōu)選地是，通過將無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce與用于產(chǎn)生發(fā)光轉(zhuǎn)換封裝或?qū)拥墓铇渲旌峡蓪?shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)黃光照明系統(tǒng)。由462nm的InGaN發(fā)光二極管發(fā)射的部分藍(lán)色輻射被無機(jī)發(fā)光材料Y2Si4N6C:5％Ce遷移進(jìn)入黃光譜區(qū)。人類觀察者將UVA初級(jí)輻射和發(fā)黃光磷光體的次級(jí)光的組合感知為黃光。
由此產(chǎn)生的白光的色調(diào)(CIE色品圖中的色點(diǎn))在這種情況下可通過適當(dāng)選擇磷光體混合物和濃度而變化。
權(quán)利要求
1.照明系統(tǒng)，包括輻射源和熒光材料，該熒光材料包括能夠吸收由輻射源發(fā)射的光的一部分并且發(fā)射與被吸收光波長(zhǎng)不同的光的至少一種磷光體；其中所述至少一種磷光體是鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇、鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中該輻射源是發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中該輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在400-480nm范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，且其中熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中該輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在400-480nm范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，且熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和一種第二磷光體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的照明系統(tǒng)，其中該第二磷光體是選自(Ca1-xSrx)S:Eu，其中0≤x≤1和(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz其中0≤a＜5，0＜x≤l，0≤y≤1和0＜z≤0.2的紅磷光體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的照明系統(tǒng)，其中該第二磷光體是選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的綠磷光體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中該輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在200-420nm的UV范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，而其中熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中該輻射源選自具有峰發(fā)射波長(zhǎng)在200-420nm的UV范圍的發(fā)射的發(fā)光二極管，而其中熒光材料包括鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇和鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬，和第二磷光體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的照明系統(tǒng)，其中第二磷光體是選自BaMgAl10O17:Eu、Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu、CaLn2S4:Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的藍(lán)磷光體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的照明系統(tǒng)，其中第二磷光體是選自(Ca1-xSrx)S:Eu，其中0≤x≤1和(Sr1-x-yBaxCay)2-zSi5-aAlaN8-aOa:Euz其中0≤a＜5，0＜x≤1，0≤y≤1和0＜z≤0.2的紅磷光體。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的照明系統(tǒng)，其中第二磷光體是選自(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu，其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的綠磷光體。
12.磷光體，其能夠吸收由輻射源發(fā)射的光的一部分并且發(fā)射與被吸收光波長(zhǎng)不同的光；其中所述磷光體是鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽，具有通式(RE1-z)2-aEAaSi4N6+aC1-a:Cez，其中0≤a＜1，0＜z≤0.2，EA是選自鈣、鋇、鍶的至少一種堿土金屬，RE是選自釔、釓和镥的至少一種稀土金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的磷光體，其中所述磷光體額外地包括選自鐠和釤的共激活劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的磷光體，其中所述磷光體是通式Y(jié)2Si4N6C:5％ Ce的鈰激活的碳化-氮化硅酸鹽。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的磷光體，其中所述磷光體具有選自以下的涂層元素鋁、鈧、釔、鑭、釓和镥的氟化物和正磷酸鹽，鋁、釔和鑭的氧化物和鋁的氮化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，包括輻射源和熒光材料，該熒光材料包括能夠吸收由輻射源發(fā)射的光的一部分并且發(fā)射與被吸收光波長(zhǎng)不同的光的至少一種磷光體；其中所述至少一種磷光體是發(fā)黃紅光的鈰激活的碳化－氮化硅酸鹽，具有通式(RE
文檔編號(hào)H01L33/00GK1922285SQ200580005407
公開日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2005年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者P·J·施密德特, T·于斯特爾, H·赫佩, W·施尼克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 拉米爾德斯照明設(shè)備美國(guó)有限公司