[发明专利]包含辐射源和发光材料的照明系统

说明书

相关申请

本申请是于2006年2月10日提交的申请号为200680005571.8、发明名称为“包含辐射源和发光材料的照明系统”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明通常涉及一种包含辐射源（radiation source）和含有磷光体（phosphor）的发光材料的照明系统。本发明还涉及一种用于这种照明系统的磷光体。

更特别地，本发明涉及一种照明系统和发光材料，该发光材料包含用于根据发出紫外或蓝色辐射的辐射源通过发光下转换以及加色混合来产生特定的、有色光（包含白光）的磷光体。尤其考虑了作为辐射源的发光二极管。

背景技术

近来，人们已经进行了各种尝试，通过采用发出可见的有色光的发光二极管作为辐射源制成发白光的照明系统。当采用可见的有色的红、绿、蓝色发光二极管的布置来产生白光时，一直存在这种问题：因可见的有色光发光二极管的色调、亮度和其他因素的变化而引起不能产生所需色调的白光。

为了解决这些问题，以前已经研发了各种白光照明系统，这些系统利用包含磷光体的发光材料将紫外的辐射转换到蓝色发光二极管，从而提供可见的白光照明。

特别地，磷光体转换白光照明系统要么基于三原色（RGB）方法，即基于混合三种颜色（即，红、绿、蓝），在这种情况下，输出光的后者的组分可以通过磷光体或通过发光二极管的初级发射（primary emission）提供；要么基于第二种简化方案，即基于二色（BY）方法，通过混合黄色和蓝色，在这种情况下，通过黄色磷光体可以提供输出光的黄色二级组分，通过磷光体或者蓝色发光二极管的初级发射可以提供蓝色组分。

特别地，例如，在US5，998，925中公开的二色方法采用了基于结合了Y₃Al₅O₁₂:Ce(YAG-Ce                                                )磷光体的半导体材料的氮化铟镓（InGaN）的蓝色发光二极管。YAG-Ce磷光体提供在InGaN LED上的涂层中，并且从LED发射出的部分蓝光被磷光体转变成黄光。来自LED的另一部分蓝光通过磷光体进行传输。因此，这个系统既从LED发出蓝光又从磷光体发出黄光。在70ties中间的典型CRI和大约6000K到大约8000K范围的色温Tc下，蓝光和黄光发射谱带的混合使观察者感觉为白光。

制造氮基LED方面的最新发展已经产生了高效光源，并且预计它们的效率优于基于灯丝和荧光的光源。然而，整体效率是磷光体转换照明系统中的公认难题，对于包含发光二极管作为其辐射源的系统而言更是如此。

发明内容

因此，需要提供一种包含新的磷光体的照明系统，该新的磷光体被电磁波谱中接近紫外到蓝色（UV-to-blue）的波长范围中的辐射源发出的初级辐射高效激发，并且将那些辐射转换成可见的黄色到红色的范围。

因此本发明提供一种照明系统，包含辐射源和发光材料，发光材料包含至少一种能够吸收由辐射源所发出的一部分光并发射出波长与吸收光的波长不同的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为Ca_1-x-yA_xAl_1+a-bB_bSi_1-aN_3-aO_a:Ce_y的铈（III）激活碱土三氧化铝硅酸盐（alkaline earth oxonitridoaluminosilicate），其中A从铍、镁、锶、钡、锌、锰、锂、钠、钾、铷、镨、钐和铕中选出，而B从硼、镓和钪中选出，并且0≤x≤1；0<y≤0.2；0.001≤a≤1并且0.001≤b≤1。

这种照明系统具有用于普通照明目的想要的特点，其以经济的成本提供了高亮度。

采用初级辐射源和磷光体的照明系统将初级辐射转换成二级辐射，这种照明系统的效率特别依赖于这个发光转换过程的效率。