[发明专利]用于LED应用的红光荧光体

说明书

本申请是申请日为2008年2月13日，申请号为200880010725.1，发明名称为“用于LED应用的红光荧光体”的发明专利申请的分案申请。

本申请是于2006年2月28日提交的美国专利申请第11/364,611号的部分继续申请并要求其优先权，其又是分别于2005年2月2日和2005年11月11日提交的美国专利申请第11/049,598号和第11/285,442号的部分继续申请。

技术领域

本示例性实施例涉及荧光体组合物，尤其涉及用于发光应用的荧光体。更具体地，本实施例涉及发红光荧光体和采用这些荧光体的发光装置。

背景技术

发光二极管（LED）是通常用作诸如白炽灯的其他光源的替代品的半导体发光体。它们尤其被用作显示灯、报警灯和指示灯或者用在期望得到有色光的其他应用中。由LED产生的光的颜色取决于在LED的制造过程中所使用的半导体材料的类型。

包括发光二极管和激光器（两者在本文中被统称为LED）的有色半导体发光器件已由诸如氮化镓的第III-V族合金制成。对于基于GaN的LED，所发射的光通常在电磁光谱的UV至绿色范围内。直到最近，由于由LED所产生的光的固有颜色，LED已不适合需要明亮白光的发光用应。

近来，已开发了用于将从LED发射的光转换为用于照明的有用光的技术。在一种技术中，LED涂覆或覆盖有荧光体层。荧光体是吸收电磁光谱的一部分中的辐射能量并发射电磁光谱的另一部分中的能量的发光材料。一种重要的荧光体是具有非常高化学纯度和可控组成的结晶无机化合物，其中，该化合物中添加有少量其他成分（被称为“活化剂”）以将其转换为有效的荧光材料。利用活化剂和无机化合物的适当组合，能够控制发光的颜色。最有用和公知荧光体响应于在可见范围外的电磁辐射的激发而发出在电磁光谱的可见部分内的辐射。

通过掺入由LED产生的辐射所激发的荧光体，可以产生例如在光谱的可见范围内的具有不同波长的光。有色LED通常被用在玩具、指示灯和其他装置中。持续的性能改善使其已能够用于在交通灯、出口标志、商店标识等的饱和色的LED的新应用。

除了有色LED之外，LED产生的光和荧光体产生的光的合成可以用于产生白光。最常见的白色LED由发蓝色光的GaInN芯片组成。该发蓝光的芯片涂覆有将一些蓝色辐射转换为互补色（例如，发黄色光）的荧光体。蓝色和黄色辐射一起产生白光。还存在白色LED，其利用近UV发射芯片和包括被设计用于将UV辐射转换为可见光的红色荧光体（红色荧光粉）、绿色荧光体和蓝色荧光体的荧光体混合物。

已知的白光发光器件包括与黄色发光荧光体（诸如，铈（III）掺杂的钇铝石榴石（“YAG:Ce”）、铈（III）掺杂的铽铝石榴石(“TAG:Ce”)或者铕（II）掺杂的原硅酸钡（“BOS”））结合的蓝色发光LED，该蓝色发光LED在近蓝色范围内具有最大发光波长（从约440nm至约480nm）。荧光体吸收从LED发出的辐射的一部分，并将所吸收的辐射转换为黄光。由LED发射的蓝光的其余部分透过荧光体，并与由荧光体发射的黄光混合。观看者将蓝光和黄光混合感知为白光。来自荧光材料和LED芯片的光的总和提供了具有相应的色彩坐标系（x和y）和相关色温（CCT）的色点，并且其光谱分布提供了由显色指数（CRI）衡量的显色能力。

这样的系统可以用于制造具有＞4500K的CCT且CRI范围为约72至82的白色光源，其中辐射的发光效能（“LER”，也称为发光度）为约330lm/W_opt。当此范围适合于许多应用时，一般的照明光源通常需要更低的CCT和更高的CRI，优选地，具有类似的或更好的LER。

由蓝色发射芯片和黄色发射荧光体制成的白色LED器件的一种特别优选的应用是用于例如蜂窝式电话、个人数字助理等中的背光源。这些应用需要高CCT值（大于5000K），这容易由上述具有280lm/W_opt或更大的LER值的LED提供。然而，由于黄色荧光体（例如，具有在550nm与610nm之间的最大发射）的使用，所以这些LED的光谱包含在光谱的黄色区域内的过度发射，这大大地降低了背光的色域（color gamut）。