CN100571478C - 包括黄绿发光材料的照明系统 - Google Patents

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Abstract

一种照明系统，包括辐射源和发光材料，该发光材料包含能吸收由辐射源发射出的一部分光并发射波长不同于所吸收光的光的荧光体；其中，所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼，镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1，该照明系统提供了具有高效率的白色或彩色照明。本发明还涉及发光材料，包括能吸收由辐射源发射出的一部分光并发射波长不同于所吸收光的光的荧光体，其中，所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。

Description

包括黄绿发光材料的照明系统
技术领域
本发明概括而言涉及包括辐射源和包含荧光体的发光材料的照明系统。本发明还涉及用于这种照明系统中的发光材料。
更具体而言，本发明涉及通过发光下变换和基于UV-A到蓝色发光二极管的附加颜色混合，结合包含绿色发光荧光体的发光材料，用于产生特定颜色的光，包括白光的照明系统。特别关住作为辐射源的发光二极管。
背景技术
如今，对于需要耐用、小型、重量轻、高效率、长寿命、低压白色或彩色
照明源的所有类型的应用而言，单独或成串地使用包含可见彩色发光二极管作为辐射源的发光照明系统。
这种应用尤其包括在诸如蜂窝电话、数字照相机和手持计算机的消费产品中小LCD显示器的照明。相关的用途还包括在诸如计算机监视器、立体声收音机、CD播放器、VCR等的产品上的状态指示器。在诸如飞机、火车、轮船、汽车等中的仪器面板的系统中也存在这种指示器。
在诸如全彩色电视墙以及高亮度大面积室外电视屏幕的大面积显示器中，存在包含成百或上千个LED部件的可寻址阵列中的多个单色LED的多色组合。绿色，琥珀色和红色发光LED被越来越多地用作交通信号灯或者建筑物的特效照明中。
然而，传统的单色发光二极管一般产量低，并且认为在批次与批次之间难以制造成具有一致的发光特性。在单个批次内，单色LED还表现出在晶片上具有较大的波长改变，并且波长和发光随操作条件(诸如驱动电流和温度)发生很强的改变。
因此，当用包含单色LED的设置产生白光时，由于发光二极管在色调、亮度和其他因素方面的变化，存在不能产生所需色调的白光的问题。类似地，难以产生宽带白光。
由于发光二极管通常不能在宽波长范围上发光，已经提出了多种将LED与荧光体进行组合的方法，并且随后证明能够进行宽带发光，最终目的是获得基于高效率半导体的白光光源。
这种荧光体增强型“白色”LED系统具体是基于二色性(BY)方法，将黄色与蓝色混合，在此情形中，由黄绿荧光体提供输出光的黄色次级分量，由荧光体或蓝色LED的原发射提供蓝色分量。
例如，US 6,670,748披露了一种具有至少一个LED作为光源的照明单元，该LED发射处于300到570nm范围内的原辐射，该辐射通过暴露于LED的原辐射的荧光体被部分或完全地转换成更长波辐射，在该单元中，转换的发生至少借助含氮化物的荧光体，其发射的峰值发射波长处于430到670nm，并且其来自Ce或Eu活性氮化物、氧氮化物或硅铝氧氮聚合材料的族。
然而，认为总体功效是包含发光二极管，特别是蓝到紫发光二极管的荧光体转换照明系统的问题所在，这是由于目前所知的荧光体还没有被研究并优化由这种辐射源进行激励。
发明内容
本发明提供一种照明系统，包括辐射源和发光材料，该发光材料包含能吸收由辐射源发射的一部分光并且发射波长不同于该吸收光的光的荧光体；其中，所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4- x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐(oxonitridoalumosilicate)，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且，0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
根据本发明的第一方面，提供包括优选具有从400到480nm的紫到蓝波长范围的峰值发射波长的发光二极管作为辐射源的白光照明系统。
一个主要因素在于，铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐型黄绿荧光体的激发光谱，在从400到480nm范围内是如此宽波段的，使得它们可被市场上所有的蓝到紫发光二极管充分地激发。
这种照明系统具有用于一般照明目的的所需特性，以适度的成本提供高亮度，这是因为其具有改善的效率。
使用原辐射源和荧光体(将原辐射转换成次级辐射)的照明系统的效率，特别依赖于该发光转换过程的效率。
可用多个参数，包括消光系数、激发和发射光谱、量子产额以及因斯托克斯频移所引起的损耗，来表征发光转换过程的效率。斯托克斯频移是原辐射源的最大发射光谱与荧光体的最大激发光谱之间的波长差。
在根据本发明的照明系统中，因斯托克斯频移所引起的效率损失特别小，这是因为根据本发明的荧光体在电磁光谱的蓝色、紫色和近紫外范围内具有非常宽的连续的自由的激发带。与发射的次级辐射的频率相对被吸收的原辐射的减小有关的能量损耗，可以被保持在最小值。总转换效率高达90％。
荧光体的宽带激发带与LED的窄发射最大值的更好的兼容性允许发光二极管在其发光最大值处被激发，而不是在具有较低消光系数的较长波长处。
根据本发明一个实施例，发光材料包括第二荧光体，优选是选自(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≤0.09组成的组中的红色荧光体。
这种包含附加红色荧光体的发光材料的发射光谱具有适当的波长，与LED的蓝到紫光以及根据本发明的铕活性氧氮化铝硅酸盐型荧光体的绿到黄绿宽带光一起，获得对于颜色来说很好平衡的合成白色输出光，特别是当合成白色输出光在红色中具有窄带发射时。该特性使得该设备对于需要高流明当量的应用来说是很理想的。
对白色发射体的模拟表明，利用由蓝色和红色区域中光谱窄的发射以及在绿色区域中稍宽的发射组成的输出光谱，可得到高功效和显色性。
本发明的另一方面提供发光材料，该发光材料包括能吸收由辐射源发射出的一部分光并发射出波长不同于所吸收光的光的荧光体；其中，所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
发光材料可以被波长从325nm到480nm的UV辐射激发，不过也能被波长为大约400到480nm的蓝色发光二极管发射出的蓝到紫光以更高的效率激发。因此，发光材料具有将氮化物半导体发光部件的蓝光转换成白光的理想特性。
这些荧光体是宽带发射体，其中，可见发射是如此之宽，以至于可见发射主要所处的波长范围没有80nm。
荧光体的附加重要特征包括：1)在典型设备工作温度(例如80℃)下的发光耐热淬灭；2)与设备制造中使用的封装树脂没有干扰反应；3)适当的吸收轮廓使得可见光谱内的完全吸收(dead absorption)最小；4)在设备的工作寿命期间具有在时间上稳定的发光输出；5)对荧光体激发和发射性质进行组分控制调整。
荧光体可以包括能够增强红色发射的镨(III)和钐(III)，作为共活化剂。
荧光体优选还包括摩尔比例为0.001到2mol％的共活化剂。
特别优选的是，从通式为Sr1-y-zLnySi2AlO2-yN3+y:Euz的荧光体的组中选择荧光体，其中0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体
通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的荧光体，其中AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1，该荧光体包括从基本的LaSi3N5结构衍生出的、主要成分为硅、铝、氮和氧的主晶格。
在基本的LaSi3N5结构类型中，三个氮原子连接两个硅原子，两个氮原子连接三个硅原子，以形成阴离子骨架[Si[4] 3N[2] 3N[3] 2]2-。本发明的本质特征在于，桥联N[2]原子被O原子取代，以便保持电荷中性，或者用三价原子(比如Al，B或Ga)取代克分子数相等量的Si原子，或者用诸如Sr，Ba，Mg和Zn，Ca，Zn和Mg的二价碱土金属原子取代克分子数相等量的Ln原子。根据本发明的化合物的例子是SrSi2AlO2N3，LaSrSi6N9O或CaSrSi3Al3O5N5。
优选的碱土金属为锶，不过锶也可以被数量高达50mol％的钙和/或钡部分地取代，并且可以被镁完全取代。包含钙会导致发光产生轻微的红移，包含钡会导致发光的蓝移。还可以用锌取代部分的锶阳离子。可以用硼、镓和钪取代部分或全部的铝。
可用镨(III)和钐(III)进行附加的掺杂，以增强红光发射。
共活化剂的量可依赖对于特定应用在白色输出光中所需的红色的量而改变。
特别优选的是，荧光体选自通式为Sr1-y-zLnySi2AlO2-yN3+y:Euz的荧光体的组，其中0≤y≤1，并且0.001＜z≤0.1。铕(II)的比例z优选地处于0.001＜z＜0.1的范围内。当铕(II)的比例z为0.001或更低时，由于因铕(II)阳离子导致光致发光的激发发射中心的数量减小，致使亮度下降，并且当z大于0.1时，发生密度淬灭。密度淬灭指的是发射强度的减小，其发生在为增加发光材料的亮度所添加的活化剂的浓度被增加到超过最佳值水平时。
通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的荧光体表现出以下的光谱趋势：(a)通过增大与0配合基相比的N配合基的电子云重排效应，导致N成分增加，致使激发和发射带的绝对位置和宽度朝向较低能量偏移，因而Eu(II)5d状态的能量下降，(b)通过因缩短的活性剂-配合基接触导致增加的Eu(II)5d状态的配位场分裂，包含较少的主晶格阳离子，致使激发和发射带的绝对位置和宽度朝向较低能量偏移，以及(c)通过增大因激发和发射带的光谱重叠导致对发射光再吸收的增加，增加Eu(II)浓度，致使发射带的绝对位置和宽度朝向较低能量偏移。
图3表示SrSi2AlO2N3:Eu(2％)的激发(EXC)和发射(EM)光谱。与已知材料SrSiAl2O3N2:Eu相比，激发和发射带均朝向更长波长偏移，从而可由更长波长范围的蓝色LED光来激发这种新颖的荧光体。
不特别限制本发明的铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体的制造方法，可通过任何将产生根据本发明的荧光体的方法来进行制造。可制造一系列通式为AE1-y-zLnySi3-x(Al，B，Ga)xO1+x-yN4-x+y:Euz的合成物，形成全固溶体。
根据本发明的制造荧光体的优选过程被称之为固态方法。在该过程中，在固态下混合荧光体前体材料，并且进行加热，从而前体发生反应，并形成荧光体材料的粉末。
在一个具体实施例中，通过以下技术将这些绿到黄发光荧光体制备成荧光体粉末：将碱土碳酸盐与氮化硅Si3N4混合，以氮化铝和铕(III)氟化物作为掺杂剂，并且按照预定比率的流量。将混合物放置在高纯度的氧化铝坩埚中。将坩埚加载到坩埚中然后加载到管式熔炉中，并用流动的氮/氢净化几个小时。熔炉参数为10℃/分钟到1500℃，随后在1450℃下驻留4个小时，之后将熔炉缓慢地冷却到室温。
在1600℃下进行二次退火步骤之前，对样品进行精细研磨。
通过在流动的氩中、在稍低的温度下进行附加的第三次退火，可提高发光输出。
在另一种方法中，将荧光体粉末颗粒前体或荧光体颗粒分散到液浆中，然后进行喷雾干燥以使液体蒸发。因此，在升高的温度下颗粒被烧结成固态，以使粉末结晶并形成荧光体。然后，通过在升高的温度下进行烧结，将经过喷雾干燥的粉末转换成氧氮化铝硅酸盐荧光体，以使粉末结晶并形成荧光体。然后，轻微碾碎和碾磨烧结后的粉末，以便重新获得所需颗粒尺寸的荧光体颗粒。然后，再次研磨所得到的发光材料，用水和乙醇进行冲洗，干燥并筛分。
在培烧之后，通过粉末X-射线衍射(Cu，Kα-线)表征粉末的特征，表明已经形成了所需的晶体结构。图2表示SrSi2AlO2N3:Eu(2％)的XRD图案。表1表示与未掺杂的SrSiAl2O3N2相比，结晶的斜方晶格单位晶格常数稍微地改变。
表1：SrSi2AlO2N3:Eu(2％)和SrSiAl2O3N2的晶格常数
铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐型荧光体耐热、耐光和耐湿，这是因为它们的碱土金属氧氮化铝硅酸盐主晶格。耐热性增强的光降解很重要，因为发光二极管在工作中会变得非常热，并且LED周围的任何材料也将受热。热量会使LED周围的常规荧光体损坏，降低了其下变换LED光的能力。根据本发明的荧光体是耐热的，并且适合高达500℃的应用。
优选地，根据本发明的铕(II)活性型荧光体可以涂覆有一种或多种化合物的薄而均匀的保护层，该化合物选自由元素铝、钪、钇、镧、钆和镥的氟化物和正磷酸盐，铝、钇和镧的氧化物，以及铝的氮化物所组成的组。
保护层厚度通常为0.001到0.2微米，并且因此是如此之薄，以至于可被辐射源的辐射穿透，而基本上不损失能量。例如，可通过在湿涂覆过程中从气相沉积而在荧光体颗粒上涂覆这些材料的涂层。
为了改善它们的吸收特性，这些荧光体优选使用在平均粒度范围dm1＞500nm的粒度分布。
照明系统
本发明还涉及一种照明系统，包括辐射源和发光材料，该发光材料包含通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐，其中AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
辐射源包括半导体光辐射发射器，和响应于电激励发射光辐射的其他装置。半导体光辐射发射器包括发光二极管LED芯片、发光聚合物(LEP)、有机发光装置(OLED)、聚合物发光装置(PLED)等。
此外，诸如存在于放电灯和荧光灯中的发光部件，如水银低压和高压放电灯、硫放电灯、和基于分子辐射体的放电灯，也可以与本发明的荧光体组分一起用作辐射源。
在本发明的一个优选实施例中，辐射源为发光二极管(LED)。本发明的一个优点在于，通过使用各种比率和种类的荧光体混合物，结合一个或多个发光二极管，提供了不同颜色和色调的光源。
在本发明中考虑了包括发光二极管和铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体组分的照明系统的任何结构，优选地添加其他众所周知的荧光体，可以将它们组合以便在通过LED发射如上所述的原UVA、紫或蓝光照射时获得特定的颜色或白光。现在，将描述图1中所示的这种包括辐射源和发光材料的照明系统的一个实施例的具体结构。
图1表示具有包含发光材料的涂层的芯片型发光二极管的示意图。该装置包括芯片型发光二极管1作为辐射源。发光二极管芯片被设置在反射杯体引线框2中。管芯1通过键合线7与第一端子6连接，并且直接与第二电端子6连接。反射杯体的凹槽被填充有包含根据本发明的发光材料的涂层材料，以便形成嵌入反射杯体中的涂层。将荧光体单独地或者以混合物的形式施加。涂层材料通常包括用于封装荧光体3或荧光体混合物3，4的聚合物5。在该实施例中，荧光体或荧光体混合物应当表现出对密封剂的高度稳定性。优选地，聚合物是光学透明的，以防止显著的光散射。在LED行业中已知有多种聚合物可用于制造LED照明系统。
在一个实施例中，聚合物选自包括环氧树脂和硅树脂的组。将荧光体混合物添加到为聚合物前体的液体中可以提供封装。例如，荧光体混合物可以为粒状粉末。将荧光体颗粒引入聚合物前体液体中导致形成液浆(即，颗粒的悬浮液)。在聚合时，通过封装将荧光体混合物牢固固定在适当位置处。在一个实施例中，发光材料和LED管芯都被封装在聚合物中。
透明涂层材料可以包括光漫射颗粒，有利的是所谓的漫射体。这些漫射体的例子有矿石填充物，特别是ZrO2，CaF2，TiO2，SiO2，CaCO3或BaSO4，或者任何其他有机颜料。可以以简单的方法将这些材料添加到上述树脂中。
在操作中，输送电能以激活管芯。当激活时，管芯发射出原初光，例如蓝光。所发射出的原初光的一部分被涂层中的发光材料完全或部分地吸收。然后，响应于对原初光的吸收，发光材料发射出次级光，即被转换的具有更长峰值波长的光，主要是足够宽带范围内的黄绿光。通过发光层传输所发射的原初光的剩余未被吸收部分以及次级光。封装引导在常规方向中的未被吸收的原初光和次级光作为输出光。因此，输出光是由从管芯发射出的原初光和从发光层发射出的次级光所组成的合成光。
根据本发明的照明系统的输出光的色温或色点将依赖于与次级光相比原初光的光谱分布和强度而改变。
首先，可通过适当选择发光二极管来改变原初光的色温或色点。其次，可通过适当选择发光材料中的荧光体、其颗粒尺寸及其浓度来改变次级光的色温或色点。此外，这些设置也有利于提供在发光材料中使用荧光体混合物的可能性，作为结果，有利的是甚至能更加精确地设定所需的色调。
白光荧光体转换发光装置
根据本发明一个方面，照明系统的输出光可以具有光谱分布，从而使其看似“白”光。
在第一实施例中，可通过选择发光材料来有利地制造根据本发明的白光发光照明系统，从而将由蓝色发光二极管发射出的蓝色辐射转换成互补的波长范围，以形成二色性的(BY)白光。在此情形中，利用包括铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体的发光材料产生黄绿光。此外，可使用第二发光材料，以便改善该照明系统的颜色再现性。
利用其发射最大值处于400到480nm的蓝色LED可获得特别好的结果。特别考虑铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐的激发光谱，发现最优值处于445到468nm处，更特别的是450nm。
LED荧光体系统的颜色输出分别对于荧光体层的厚度或荧光体在荧光体层中的量非常敏感。如果荧光体层是厚的并且包括过量的黄绿铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体，则较少量的蓝色LED光将穿透厚的荧光体层。组合的LED荧光体系统在工作时将显示出微黄的白色，这是因为荧光体的黄绿次级光占优势。因此，荧光体层的厚度是影响系统颜色输出的一个变量。更大的灵活性对于提供所需色度以及控制各个装置的颜色输出都是可获得的。
在一个具体实施例中，特别优选的是，通过将无机发光材料SrSi2AlO2N3:Eu(2％)按照各种浓度与用于制造450nm InGaN发光二极管的发光转换封装或层的硅树脂混合，来实现根据本发明的白光发光照明系统。
由450nm InGaN发光二极管发射出的蓝色辐射的一部分被无机发光材料SrSi2AlO2N3:Eu(2％)转换成黄、琥珀或红色光谱范围，并且从而被转换成与蓝色颜色互补的波长范围。人类观察者觉得蓝色原初光与黄绿发光荧光体的次级光的组合为白光。
在另一实施例中，可通过选择发光材料来制造根据本发明的白光发光照明系统，从而使得由蓝色发光二极管发射出的蓝色辐射被转换成互补波长范围以形成多色性，特别是三原色(RGB)白光。在此情形中，利用包括包含铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体和第二荧光体的荧光体混合物的发光材料来产生绿光。
与蓝光发光LED一起，可利用黄绿宽带发射荧光体与红色窄带发射荧光体覆盖整个光谱范围，使得能够产生具有高颜色再现性的白光发射。
红光发射荧光体可特别地选自(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的组。
在下面的表2中归纳了可用的第二荧光体的光学性质。
表2：
  成分   λ<sub>max</sub>[nm]   色点x，y
  (Sr<sub>1-x-y</sub>Ca<sub>x</sub>Ba<sub>y</sub>)<sub>2</sub>Si<sub>5-a</sub>Al<sub>a</sub>N<sub>8-a</sub>O<sub>a</sub>:Eu   615-650   *
  CaS:Eu   655   0.700，0.303
  (Sr<sub>1-x</sub>Ca<sub>x</sub>)S:Eu   610-655   *
在此情形中，可以通过适当选择荧光体的混合物和浓度来改变由此产生的白光的色调(CIE色品图中的色点)。
在另一实施例中，通过选择发光材料来制造根据本发明的白光发光照明系统，从而使得由UVA发光二极管发射出的UVA辐射被转换成互补的波长范围以形成二色性白光。在此情形中，利用发光材料产生黄和蓝光。利用包括铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体的发光材料产生黄绿光。利用包括选自包含BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4:Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的组的蓝色荧光体的发光材料，来产生蓝光。
结合发光最大值处于300到400nm的UVA发光二极管，可获得特别好的结果。特别考虑铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐的激发光谱，最佳值处于365nm处。
在另一实施例中，通过选择发光材料可以制造根据本发明的白光发光照明系统，从而使得由UVA发光二极管发射出的UVA辐射被转换成互补波长范围，以例如通过附加的三个一组的色组(例如蓝、绿和红)形成多色白光。
在此情形中，利用发光材料产生黄到红、绿和蓝光。
发光材料可以是绿色铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐荧光体，选自包括BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4:Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的组的蓝色荧光体，和选自包括(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的组的红色荧光体的混合物。
此外，还可以另外使用第二红色发光材料，以便改善该照明系统的颜色再现性。
在此情形中，可以通过适当选择荧光体的混合物和浓度来改变由此产生的白光的色调(CIE色品图中的色点)。
黄到绿荧光体转换发光装置
根据本发明的另一方面，提供一种照明系统，其发射出具有显示为“黄到绿”光的光谱分布的输出光。
包含铕(II)活性碱土金属氧氮化铝硅酸盐作为荧光体的发光材料，特别适于由原UVA或蓝色辐射源(例如UVA发光LED或蓝光发光LED)激励的黄到绿部件。因此，可实现在电磁光谱的黄到绿区域中发光的照明系统。
附图说明
图1表示包括设置在由LED结构发射的光路中的本发明荧光体的二色性白光LED灯的示意图。
图2表示SrSi2AlO2N3:Eu(2％)的XRD图案。
图3表示SrSi2AlO2N3:Eu(2％)的激发(EXC)和发射(EM)光谱。

Claims (9)

1.照明系统，包括辐射源和发光材料，该发光材料包含能吸收由辐射源发射出的一部分光并发射波长不同于所吸收光的光的荧光体，其中该辐射源是发光二极管，并且其中所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
2.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述辐射源选自发射的峰值发射波长处于400到480nm范围内的发光二极管。
3.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述发光材料包括第二荧光体。
4.根据权利要求3所述的照明系统，其中，所述第二荧光体为选自(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≤0.09组成的组的红色荧光体。
5.一种发光材料，包括能吸收由辐射源发射出的一部分光并发射波长不同于所吸收光的光的荧光体，其中该辐射源是发光二极管，并且其中所述荧光体是通式为AE1-y-zLnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的铕活性氧氮化铝硅酸盐，其中，AE为选自Sr，Ca，Ba，Mg和Zn组成的组的碱土金属；Ln为选自La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu和Y组成的组的镧系金属；B是选自硼、镓和钪组成的组的三价金属，并且0≤a＜2，0≤x＜2，0≤y≤1，0.001＜z≤0.1。
6.根据权利要求5所述的发光材料，其中，通式为AE1-y-2LnySi3-xAlx-aBaO1+x-yN4-x+y:Euz的荧光体包括镨(III)和钐(III)作为共活化剂。
7.根据权利要求6所述的发光材料，其中，所述荧光体包括摩尔比例为0.001到10mol％的共活化剂。
8.根据权利要求6所述的发光材料，其中，所述荧光体是通式为Sr1-y-zLnySi2AlO2-yN3+y:Euz的铕(II)活性碱土氧氮化铝硅酸盐，其中，0≤y≤1并且0.001＜z≤0.1。
9.根据权利要求8所述的发光材料，其中所述荧光体包括选自SrSi2AlO2N3、LaSrSi6N9O和CaSrSi3Al3O5N5的主晶格。
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