CN107112397B - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高能量LED，特别是基于n‑极技术的LED，包括基于钨/钼氧化物并且采用Eu3+活化的转换器材料。令人惊讶地，这些材料不显示任何饱和。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置领域，特别是LED。
背景技术
关于LED，由于日益增长的需求，近年来注意到存在从经典的蓝色LED到所谓的“氮化镓基氮化镓”或“n-极”、“非极性”或“半极性”技术的改变，它们能够以更高的电流密度操作并且从其中产生显著更高的发光效率/输出。此外，为了产生可见光辐射，特别是(暖)白光，需要相应的转换器材料，该转换器材料转换由半导体芯片产生的UV-A或蓝色初级辐射，使得可以产生相应颜色的光。
作为上述LED技术的替代，还考虑了其它LED技术，其能够通过实现每平方毫米发光表面的更高电流来产生特别高的辐射功率，例如被称为“3D”-LED或纳米LED或纳米线LED技术的LED技术。
可选地，还考虑了基于激光技术的解决方案，即其中通过激光器产生UV-A或蓝色初级辐射。
当蓝色LED和黄色荧光材料组合使用时，可以产生显色指数相对较低的(冷)白光。为了实现高显色指数，使用RGB系统是必需的，其中在蓝色发光半导体元件的情况下，绿色和红色发光是必需的，并且在UV-A发光半导体元件的情况下，蓝色、绿色或黄色和红色发光荧光材料是必需的。
这些新技术，特别是n-极技术，通常与现有的转换器材料一起使用，然而，这具有的缺点是，由于与这些转换器材料相关联的大部分的高饱和度，特别是关于红色发光转换器材料，n-极技术的优点不能最佳地利用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够至少部分克服这些缺点的改进的发光装置。因此，提出了一种发光装置，包括发射具有≥4Wopt/mm2的辐射功率的UV-A或蓝色初级辐射的半导体部件，以及主要包括选自以下列表的材料的转换器材料：
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或其混合物，其中，对于每个结构独立地，A是碱土金属，即选自锂、钠、钾、铷、铯或其混合物，AE是碱土金属，即选自镁，钙，锶，钡或其混合物，Ln是选自钪，钇，镧，钆和镥或它们的混合物的稀土金属，M是钼、钨或其混合物，以及RE是选自铽，镝，镨，钕或其混合物的稀土金属，其中0<x≤1并且0≤y≤0.05。
在本发明的上下文中，“主要”表示≥90％(mol/mol)，优选95％(mol/mol)，更优选97％(mol/mol)和最优选99％(mol/mol)。
在本发明的上下文中，“Wopt”表示光功率(“功率辐射率”)。
这里，RE是CO掺杂，其中优选地y≥0.001且≤0.05，更优选地y≥0.01且≤0.03。然而，可选地，还优选地不包含RE的结构，其中这些也是本发明的优选实施例，即y＝0。
特别优选的材料是A3AE2(Ln1-x-yEux)3(MO4)8:REy。已经发现这在许多应用中特别稳定。
令人惊讶地，已经发现，通过使用这些Eu3+活化的转换器材料以及发射UV-A或蓝色高能量光的相应的半导体部件，没有发生或者仅发生轻微的饱和，使得发光装置的效率急剧增加。这里，没有或仅轻微的饱和特别地表示在1kW/mm2的激发密度下转换器材料饱和至小于10％。
Eu3+是相对较慢的活化剂。衰减时间t1/10大约是3ms，即激发脉冲之后3ms，Eu3+离子的90％再次处于基态并且可以经历新的发光过程。因此，如预期的，Eu3+发光材料应该会遭遇它们相对于转换率的容量限制，并且随着激发密度的增加表现出饱和行为，使得随着激发密度的增加应该观察不到发射强度的进一步增加。在通常用于照明技术的Eu3+活化的红色发光体的情况中，例如(Y,Gd)2O3:Eu3+或(Y,Gd)BO3:Eu3+，这的确是这种情况。
然而，令人惊讶的是，在根据本发明的装置中，这种饱和不发生或仅非常轻微的发生，使得通过新颖的半导体部件概念可获得的激发密度可以完全地转换成所需波长的光子，并且因此可以实现总光输出的急剧增加。
此外，在大部分实施例和具体实施方式中，根据本发明的装置提供以下优点中的一个或多个：
转换器材料的激发最大值在大约400nm的范围中以及在大约460nm的范围中，并且因此最佳地适应于n-极UV-A或蓝色发光半导体部件的发射。
受保护的含钼和/或钨的化合物的特征在于在UV-A和蓝色光谱范围内的特别高的吸收截面，这对于铕是不典型的。
红色发光的转换器材料通常表现出大部分在610nm和630nm之间的尖锐发射带，其中半峰全宽小于10nm。
转换器材料通常在非反转对称晶体位置处具有Eu3+，使得5D0-7F2跃迁(其负责610nm和630nm之间的发射)优于通常将导致590nm和600nm之间的发射的5D0-7F1跃迁，这与实现高显色指数不一致。
转换器材料通常具有低于1100℃的低熔点，这极大的便于它们以陶瓷形式的使用。
与较高激发密度下的操作相关联的转换器材料的较高热负荷可以用陶瓷发光转换元件特别好地控制，因为与基于聚合物的发光转换元件相比，陶瓷发光转换元件的特征在于较高的热导率和因此改善的热能的耗散。
根据本发明的优选实施例，该装置包括以≥2A/mm2的电流(或通电量或电流密度)操作的UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件其。这已经在实践中证明了自己。特别优选地是以≥3A/mm2的电流(或电流密度或通电量)的操作。
根据本发明的优选实施例，该装置包括发射具有≥6Wopt/mm2，更优选地≥8Wopt/mm2，并且特别优选地≥10Wopt/mm2的辐射功率的UV-A或蓝色初级辐射的半导体部件。
根据本发明的优选实施例，UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件是激光器和/或基于激光器的。
根据本发明的优选实施例，UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件是关于n-极技术来设计或基于n-极技术。
在本发明的上下文中，术语“n-极技术”或同义可用的术语“氮化镓基氮化镓技术”、非极性或“半极性”技术特别地表示和/或包含发光半导体部件，由于与基于蓝宝石基氮化硅技术(或“碳化硅基氮化硅”或“硅基氮化硅”)的传统发光二极管相比的显著降低的缺陷密度(蓝宝石基氮化硅：5×108cm-2；氮化镓基氮化镓：1×104至1×106cm-2)，该发光半导体部件能够实现显著较高的电流密度，而没有从传统LED已知的下降效应。特别地，这些包括根据Schmidt等人Japanese Journal of Applied Physics,2007,vol.46,No.7,L126-128和/或Hashimoto等人Nature Materials,2007,568-571和/或相应的类似技术生产的半导体部件。
虽然具有蓝宝石基氮化硅技术的传统发光半导体部件的外量子产率在高电流密度下迅速减少，但氮化镓基氮化镓半导体部件的外量子产率保持几乎恒定在约90％左右的值处，这意味着电流密度的增加导致光输出的几乎成比例的增加，并且因此允许具有相同部件尺寸的显著较高的亮度。
此外，n-极技术与Wopt值无关，具有独立的创造性意义。
因此，为了实现上述目的，提供了一种发光装置，其包括根据n-极技术的UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件，以及主要包括选自以下列表的材料的转换器材料：
A3AE2(Ln1-x-yEux)3(MO4)8:REy
ALn1-x-yEuxM2O8:REy
(Ln1-x-yEux)2M2O9:RE2y
(Ln1-x-yEux)2M3O12:RE2y
(Ln1-x-yEux)2M4O15:RE2y
(Ln1-x-yEux)6MO12:RE6y
(AE1-2x-yEuxAx+y)3MO6:RE3y
或其混合物。以上描述的和下面描述的所有实施方式也可以被必要的修改应用于该装置。
根据本发明的优选实施例，转换器材料以粉末形式提供。
根据本发明的优选实施例，转换器材料被设置为陶瓷材料。
在本发明的上下文中，术语“陶瓷材料”特别地表示和/或包含致密结晶或多晶材料，其包括受控量的孔或者是无孔的。
在本发明的上下文中，术语“多晶材料”特别地表示和/或包含具有体积密度大于主要组分的90％的材料，该主要组分由大于80％的单个晶体域组成，其中每个晶体域的直径为0.1至1.0μm并且结晶取向偏离。经由无定型或玻璃质材料或经由另外的结晶组分可以连接或稀释各个晶体域。
根据本发明的优选实施例，结晶材料的密度为理论密度的≥90％至≤100％。这已经证明对于本发明的许多应用是有利的。
根据本发明的优选实施例，发光装置还包括绿色发光材料。
在本发明的上下文中，术语“绿色发光”表示在合适的激发下具有在500nm和550nm之间的发射带的材料。
以下结构特别优选地用于绿色发光材料：BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+,(Sr1-xBax)Si2N2O2:Eu2+,(Sr1-xBax)2SiO4:Eu2+,(Sr1-xBax)3SiO5:Eu2+,(Sr1-xBax)Ga2S4:Eu2+,(Lu1-xYx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+,(Lu1-xYx)3(Al1-yScy)5O12:Ce3+或这些材料的混合物。
特别优选地是选自BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+,(Sr1-xBax)Si2N2O2:Eu,(Sr1-xBax)2SiO4:Eu,(Lu1-xYx)3(Al1-yGay)5O12:Ce,(Lu1-xYx)3(Al1-yScy)5O12:Ce或这些材料的混合物的绿色发光材料。
根据本发明的优选实施例，发光装置还包括黄色发光材料。
在本发明的上下文中，术语“黄色发光”表示在合适的激发下具有在550nm和590nm之间的发射带的材料。
以下结构是特别优选地：Ba2Si5N8:Eu2+,(Ca1-xSrx)Si2N2O2:Eu2+,(Y1-xGdx)3(Al1- yGay)5O12:Ce3+,(Y1-xTbx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+,SrLi2SiO4:Eu2+,(Ca1-xSrx)2SiO4:Eu2+,(Ca1- xSrx)3SiO5:Eu2+或这些材料的混合物。
特别优选地是选自Ba2Si5N8:Eu2+,(Ca1-xSrx)Si2N2O2:Eu2+,(Y1-xGdx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+,(Y1-xTbx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+或这些材料的混合物的黄色发光材料。
根据本发明的优选实施例，发光装置还包括蓝色发光材料。
在本发明的上下文中，术语“蓝色发光”表示在合适的激发下具有在420nm和500nm之间的发射带的材料。
以下结构是特别优选地：(Ba1-xSrx)MgAl10O17:Eu2+,(Ba1-xSrx)Mg3Al14O25:Eu2+,(Sr,Ca,Mg)2Si2O6:Eu2+,CaAl2O4:Eu2+,(Ba1-xSrx)Al2Si2O8:Eu2+,(Ba1-xSrx)6BP5O20:Eu2+,(Ca1-x- ySrxBay)5(PO4)3(F1-aCly):Eu2+,(Y,Gd)(Nb1-xTax)O4或这些材料的混合物。
特别优选地是选自(Ba1-xSrx)MgAl10O17:Eu2+,(Ba1-xSrx)Mg3Al14O25:Eu2+,(Ca1-x- ySrxBay)5(PO4)3(F1-aCly):Eu2+或这些材料的混合物的蓝色发光材料。
根据本发明的装置可以用于各种混凝土拓扑构造或应用中，包括但不限于以下：
1、“芯片涂层”：LED骰子涂覆有荧光粉末，然后骰子和荧光材料涂覆有透明介质(聚合物或最近甚至是玻璃)。
2、“聚合物或玻璃基质中的荧光粉末”：将荧光粉末与玻璃或透明聚合物尽可能均匀地混合并且施加到骰子上。
3、“芯片涂层”和“聚合物或玻璃基质中的荧光粉末”的组合。
4、“直接应用的荧光陶瓷”：荧光陶瓷作为薄片直接施加到LED骰子上，即基本上类似于“芯片涂层”，但是以陶瓷形式。
5、“透射应用中的远程磷光体”：将荧光陶瓷放置在LED或激光器所在的反射室上。光仅可以穿过陶瓷(透射)逸出。
6、“再发射应用中的远程磷光体”：将荧光陶瓷施加到反射载体上(或在其后侧涂覆有反射材料)。LED光源或激光器位于辐射方向或稍微横向于辐射方向，并且辐射到远程磷光体陶瓷上。转换的光在光源的方向上或辐射的方向上被再发射，并且穿过陶瓷的光(透射)通过后侧反射层被引导回到辐射方向。因此，光仅可以在再发射的方向上逸出。
当然，对于本领域技术人员显而易见的是，也可以使用上述结构的修改和组合。
根据本发明上述要使用的、要求保护的和在示例性实施例中描述的部件关于其尺寸、形状、材料选择和技术概念不受任何特定的例外，使得可以应用在应用领域中已知的选择标准而没有任何限制。
附图说明
本发明的主题的进一步细节、特征和优点由从属权利要求以及由相关联的附图的以下描述得出，其中以实例的方式示出了根据本发明的装置的几个示例性实施例。在附图中：
图1是通过根据本发明的装置的第一个实施例的非常示意性的横截面；
图2是用于测量材料的饱和度的非常示意性的实验图；
图3是表示相应材料的积分发射对激发密度图；以及
图4是图3的材料的发射光谱。
具体实施方式
图1示出了在“远程磷光体”应用的意义上根据本发明的装置的第一个实施例。然而，这不是限制性的，并且对于本领域技术人员不言而喻的是其它实施例也是可以想到的。根据图1，装置1包括例如基于n-极技术(氮化镓基氮化镓技术)的UV-A或蓝色发光半导体部件10。可选地，半导体部件可以是激光器或者根据其它LED技术来实现，该LED技术通过实现发光表面的更高通电量来实现每平方毫米的更高的辐射功率。
半导体部件10布置在反射壳体30中，发光转换元件位于该反射壳体30上，该发光转换元件包括红色发光转换器20并且构造为陶瓷。
参考以下示例进一步说明本发明，其单纯是说明性的而不是限制性的。
示例1：
图2至4涉及Li3Ba2La1.8Eu1.2(MoO)4，其制备如下：
Li3Ba2La1.8Eu1.2(MoO4)8的合成
将0.7894g(4.000mmol)BaCO3，2.3030g(16.000mmol)MoO3，0.2217g(3.000mmol)Li2CO3，0.4223g(1.200mmol)Eu2O3和0.5865g(1.800mmol)La2O3在研钵中用丙酮作为研磨助剂研磨。将所得的粉末干燥，转移到瓷坩埚并且在空气中在800℃下煅烧12小时。将由此获得的滤饼研磨并通过36μm筛过筛。
图2示出了用于测量用于创建图3的图的材料的饱和度的非常示意性的实验图。
在实验图中，用激光二极管102(OBIS Laser 375nm LX 50mW)照射样品101，其光被透镜103聚焦。在这种情况下，样品101被冷却器105被动地(银基质)或主动地(氦低温恒温器)冷却。
随后，已经穿过单色器105之后的光被引导到检测器106上。
图3示出了在照射根据实施例1的材料时相对于激发密度绘制相对发射积分的图。这里，测量了粉末(虚线)和陶瓷(点线)。
在图3中可以清楚的看出，曲线线性地延伸，即饱和没有发生或不显著。
图4示出了图1的材料的发射光谱，其中清楚地看到该材料是红色发光的。
已经提到的实施例的特征和部件的各个组合是示例性的；这些教导与本文件中包括的引用文献中的其它教导的交换和替换也是明确的。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文所描述的变化，修改和其它实施例也可以发生。因此，上述描述是示例性的，而不应被解释为限制。权利要求中使用的词语“包括”或“包含”不排除其他部件或步骤。不定冠词“一”或“一个”不排除复数的含义。在相互不同的权利要求中记载的某些措施的单纯事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。本发明的范围在以下权利要求中和由相应的等效物限定。
Claims (10)
1.发光装置，包括发射具有≥4Wopt/mm2的辐射功率的UV-A或蓝色初级辐射的半导体部件，以及主要包括转换器材料：
A3AE2(Ln1-x-yEux)3(MO4)8:REy
其特征在于，A是选自锂、钠、钾、铷、铯或其混合物的碱土金属，AE是选自镁、钙、锶、钡或其混合物的碱土金属，Ln是选自钪、钇、镧、钆和镥或其混合物的稀土金属，M是钼、钨或其混合物，以及RE是选自铽、镝、镨、钕或其混合物的稀土金属，其中0<x≤1并且0≤y≤0.05。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件的通电量是2A/mm2。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，所述UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件的辐射功率≥6W/mm2。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述UV-A或蓝色初级辐射的发光半导体部件是基于非极性或半极性技术或关于非极性或半极性技术来设计。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述转换器材料被设置为陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括绿色发光材料。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括选自BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+；(Sr1-xBax)Si2N2O2:Eu2+；(Sr1-xBax)2SiO4:Eu2+；(Sr1-xBax)3SiO5:Eu2+；(Sr1-xBax)Ga2S4:Eu2+；(Lu1-xYx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+；(Lu1-xYx)3(Al1-yScy)5O12:Ce3+或这些材料的混合物。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括黄色发光材料。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，还包括选自Ba2Si5N8:Eu2+,(Ca1-xSrx)Si2N2O2:Eu2+,(Y1-xGdx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+,(Y1-xTbx)3(Al1-yGay)5O12:Ce3+,SrLi2SiO4:Eu2+,(Ca1-xSrx)2SiO4:Eu2+,(Ca1-xSrx)3SiO5:Eu2+或这些材料的混合物的材料。
10.根据权利要求1所述的发光装置，还包括蓝色发光材料。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007039260A1 (de) * | 2007-08-20 | 2009-02-26 | Merck Patent Gmbh | LCD-Hintergrundbeleuchtung mit LED-Leuchtstoffen |
| CN102144294A (zh) * | 2008-08-04 | 2011-08-03 | Soraa有限公司 | 使用非极性或半极性的含镓材料和磷光体的白光器件 |
| CN102433119A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-05-02 | 常熟理工学院 | 一种白光led用钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
| CN102533266A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 常熟理工学院 | 白光led用铕激活的钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6982523B2 (en) * | 2003-01-28 | 2006-01-03 | Kabushiki Kaisha Fine Rubber Kenkyuusho | Red light emitting phosphor, its production and light emitting device |
| JP4173057B2 (ja) * | 2003-06-16 | 2008-10-29 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 蛍光体および蛍光表示装置 |
| JP2005054159A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-03-03 | Kasei Optonix Co Ltd | 赤色発光蛍光体及びこれを用いた発光素子 |
| TWI280265B (en) * | 2004-02-18 | 2007-05-01 | Showa Denko Kk | Phosphor, production method thereof and light-emitting device using the phosphor |
| WO2005112123A2 (en) * | 2004-05-10 | 2005-11-24 | The Regents Of The University Of California | Fabrication of nonpolar indium gallium nitride thin films, heterostructures and devices by metalorganic chemical vapor deposition |
| US7358542B2 (en) | 2005-02-02 | 2008-04-15 | Lumination Llc | Red emitting phosphor materials for use in LED and LCD applications |
| JP2008285527A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Noritake Itron Corp | 低速電子線用蛍光体、その製造方法および蛍光表示管 |
| US8299473B1 (en) * | 2009-04-07 | 2012-10-30 | Soraa, Inc. | Polarized white light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and transparent phosphors |
| US20110182056A1 (en) | 2010-06-23 | 2011-07-28 | Soraa, Inc. | Quantum Dot Wavelength Conversion for Optical Devices Using Nonpolar or Semipolar Gallium Containing Materials |
| JP2012188630A (ja) * | 2011-03-14 | 2012-10-04 | Osaka Univ | 蛍光体、該蛍光体と発光素子とを組み合わせた発光装置、及び、該蛍光体を含有する真贋識別標識 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007039260A1 (de) * | 2007-08-20 | 2009-02-26 | Merck Patent Gmbh | LCD-Hintergrundbeleuchtung mit LED-Leuchtstoffen |
| CN102144294A (zh) * | 2008-08-04 | 2011-08-03 | Soraa有限公司 | 使用非极性或半极性的含镓材料和磷光体的白光器件 |
| CN102433119A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-05-02 | 常熟理工学院 | 一种白光led用钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
| CN102533266A (zh) * | 2011-12-15 | 2012-07-04 | 常熟理工学院 | 白光led用铕激活的钨钼酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
Also Published As
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