[发明专利]包括陶瓷发光转换器的照明系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及一种包括辐射源和陶瓷发光转换器的照明系统。本发明还涉及一种在这种照明系统中使用的陶瓷发光转换器。

更具体地，本发明涉及一种照明系统和陶瓷发光转换器，用于基于发射紫外或者蓝色辐射的辐射源，通过下转换发光(luminescentdown conversion)以及加色混合，来产生特定的有色光，包括白光。特别地期望发光二极管作为辐射源。

背景技术

如今，包括发出可见彩色光的二极管作为辐射源的发光照明系统，单个地或者成簇地用于需要不规则的(rugged)、小型、轻质、高效、长寿命、低电压的白色或者彩色照明的各种应用中。

这种应用尤其包括消费品例如蜂窝电话、数码相机和手持式计算机中的小LCD显示器的照明。相关用途还包括在例如计算机监控器、立体声接收机、CD播放器、VCR等这样的产品上的状态指示器。指示器还可以在例如飞机、火车、轮船、汽车等中的仪器面板这样的系统中发现。

在大面积显示器例如全彩色(full color)视频墙以及高亮度大面积户外电视屏幕中可发现在包括几百或者几千LED组件的在可寻址阵列中的众多发出可见彩色光的LED的多色组合。

发出琥珀色、红色和蓝绿色的LED阵列也日益用于交通灯或者用于建筑物的效果照明。

然而，传统的可见彩色发光二极管典型地倾向于低输出并且认为难以成批地制造具有相同的发光特征。LED可以在一批中呈现出在整个晶片上大的波长变化，以及在工作中可以呈现出由工作条件例如驱动电流和温度引起的强波长和发光变化。

因此，当通过包括可见彩色发光二极管的装置产生白光时，存在因为可见彩色发光二极管的色调、亮度以及其它因素的变化而不能产生所需色调的白光这样的问题。

已知可以通过包含磷光体(phosphor)的发光材料将在电磁波频谱的UV到蓝色的范围中发光的发光二极管的颜色进行变换，来提供可见白光或彩色光照明。

磷光体转换的“白色”LED系统一直基于特别基于二色性(BY)方法，即将黄色和蓝色混合，在这种情况下可以由黄色磷光体提供输出光的黄色二级组分，以及可以通过磷光体或者通过蓝色LED的一级发射提供蓝色组分。

同样地，白色照明系统一直基于三色(RGB)方法，即混合三种颜色，即红色、绿色和蓝色，在这种情况下可以通过磷光体提供红色和绿色组分，而通过发蓝光的LED的一级发射提供蓝色组分。

最近在发光二极管技术方面的进步已经带来非常高效的在近UV到蓝色范围发光的发光二极管，如今已经开始销售发彩色和白色光的磷光体转换的发光二极管，这挑战传统的白炽灯照明和荧光照明。

设计用于在这种器件中使用的发光材料是一个新的挑战，因为在能够有效地将所述近UV/蓝光辐射转换成可见的彩色光或者白光，同时维持长期稳定性的、在可提供的电磁波频谱的近UV/蓝光范围中具有吸收光谱的发光材料很少。

关于发射黄色、琥珀色和红色光发光材料，已知在任何一种主晶格中包括铕(II)或铈(III)作为活化剂的磷光体满足在电磁波频谱的近UV/蓝光范围中高吸收的标准。

WO2003095588A1公开了涂覆有发光材料的发光组件例如发光二极管(LED)和激光二极管，该发光材料包含具有短延迟时间和高热淬火温度的铕(II)激励的钙锶硫化物。根据它们的特定组分，这种硫化物将近UV/蓝光辐射转换成黄色、琥珀色和红色可见光。

然而，在现有技术中评注的是，基于硫化物的磷光体例如碱土硫化物对照明应用不太理想，尤其对于LED应用，因为它们与封装的树脂体系相互作用，并且特别地受到水解侵蚀(hydrolytic attack)，参见US6682663B2。

发明内容

因此，本发明的目的是要提供一种用于产生白光的照明系统，其具有真实的色彩再现并且耐用、寿命长。

根据本发明的另一个目的，提供一种用于产生黄色、琥珀色和红色光的照明系统。

本发明的再一个目的是提供一种发射黄色、琥珀色和红色光的发光材料，其在200到500nm(优选为400到500nm)左右的波长处是可激发的，提供适当的光提取效率和透明度，以及直到至少100℃的高化学和热稳定性。