[发明专利]发光材料和包括这种发光材料的发光器件

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料，特别是涉及用于发射UV辐射的发光器件的发光材料的领域。

背景技术

UV辐射源已经发现了许多应用领域，诸如光谱学、美容皮肤护理、医学皮肤护理、消毒或净化水和空气、聚合物硬化、光化学、表面固化以及晶片加工。

许多上述应用领域需要深UV辐射，即UV-C(200-280nm)或者甚至VUV辐射(100-200nm)，其中快速切换循环以及针对温度变化的不变性是期望的特征。

低压Hg放电灯当前被广泛地用作UV辐射源，并且它们具有由两条线(即，在185和254nm)主导的发射光谱。然而，增加Hg蒸气压会导致从深UV延伸到深红色光谱范围的几乎连续的光谱。此外，Hg的应用暗示着对温度的强烈依赖以及对快速切换循环的敏感。

十多年来，电介质阻挡(DB)稀有气体准分子放电的应用被认为是发射UV的辐射源发展的可替换放电构思。Xe准分子放电例如主要发射172nm辐射，并且包括Xe作为填充气体的DB驱动石英灯表现出高于30%的插座效率。由于所发射的172nm(VUV)光子具有足够高能量使任何类型的有机键裂开，基于Xe准分子放电的石英灯被广泛用于清洗晶片表面。使用一种或若干种VUV到UV-C降频转换磷光体的荧光Xe准分子放电灯对于消毒或净化目的是特别令人感兴趣的。

目前应用的用于这些Xe、Ne或Xe/Ne准分子灯的UV发光材料仍具有一些缺点，例如包括：

低的转换效率，

低的光化学稳定性，

低的化学稳定性，

低的与杀菌作用曲线的光谱交叠。

因此存在这样的需要，即，发展一种用于将来自比如荧光Xe准分子放电灯的UV辐射转换为可以比如在消毒或净化领域中更恰当使用的辐射光谱的可替换发光材料。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于发射UV辐射的发光器件的可替换发光材料。

本发明的另一目的是提供一种包括发光材料的发光器件，该器件表现出具有非常适合杀菌作用光谱的光谱功率分布的强且高效的UVC发射。

本发明的又一目的是提供一种包括发光器件的系统，该系统可以使用由发光器件发射的光来消毒或净化空气或水等。

根据本发明的实施例，提供一种发光材料，其包括选自包括下述的群组的成份：(Y_1-xLu_x)₉LiSi₆O₂₆:Ln或/和AE₅(PO₄)₃F:Ln,A，其中Ln为三价稀土金属，AE为二价碱土金属，并且A为一价碱金属，0.0≤x≤1.0。

根据优选实施例，Ln选自包括下述的群组：三价Pr、Nd或其混合物。AE选自包括下述的群组：二价Ca、Sr、Ba或其混合物。A选自包括下述的群组：一价Li、Na、K、Rb、Cs或其混合物。

当由具有在UV光谱范围中，优选地在VUV或UVC范围中的激发光谱的光激发时，该发光材料具有在UVC(即200-280nm)范围中的发射峰。具有这种激发光谱的光可以使用Hg或稀有气体放电灯实现，比如，发射峰在大约185nm的汞齐灯，发射峰在大约254nm的低压Hg放电灯，发射峰在大约265nm的中压Hg放电灯以及发射峰在大约172nm的Xe、Ne或Xe/Ne准分子灯。可替换地，比如(Al,Ga)N LED灯的新发展的LED灯，或者其它类型的现有灯，以及甚至尚待发展的某些新类型的灯可以用作光源以提供激发光谱，只要这种灯可以发射使发光材料发射UV-C所需的适当激发光谱。

令人惊奇地发现，上文提出的发光材料表现出具有非常适合杀菌作用光谱的光谱功率分布的强且高效的UVC发射。

根据本发明的另一实施例，提供一种发光器件，其能够发射第一UV光谱范围中的第一光，并且包括上文提出的发光材料至少其一以吸收至少部分的第一UV光并且发射第二UV光谱范围中的第二光，该第二UV光谱范围不同于第一UV光谱范围。

已经发现对于宽的应用范围，特别是对于杀菌剂应用，这种发光器件具有下述优点中至少其一：

效率提高，这是由于相对于该应用的作用曲线的发射光谱被优化以及由于发光材料的再吸收更少；

UVC输出的稳定性提高并且发光器件的运行寿命因而提高；

效率对温度的依赖更小。