含发光元件的光源制造技术

本发明专利技术涉及一光源，其包含光辐射元素，该光辐射元素可在第一光谱区发生辐射，光源还含一发光体，该发光体来源于碱土正硅酸盐族，吸收光源发射的一部分光并在另一光谱区发生辐射。按照本发明专利技术，该发光体是由二价铕激活的活性碱土金属正硅酸盐，成分为：（２－ｘ－ｙ）ＳｒＯ.ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ.（１－ａ－ｂ－ｃ－ｄ）ＳｉＯ↓［２］.ａＰ↓［２］Ｏ↓［５］ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］ｃＢ↓［２］Ｏ↓［３］ｄＧｅＯ↓［２］：ｙＥｕ↑［２＋］和／或（２．ｘ．ｙ）ＢａＯ.ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ.（１－ａ－ｂ－ｃ－ｄ）ＳｉＯ↓［２］.ａＰ↓［２］Ｏ↓［５］ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］ｃＢ↓［２］Ｏ↓［３］ｄＧｅＯ↓［２］：ｙＥｕ↑［２＋］。采用该发光体可很好地对所希望的颜色（色温）进行调整。该光源还可含有一其它的选自碱土金属铝酸盐族的由二价铕和／或锰基团激活的发光体，和／或一其它选自于族Ｙ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ↓［４］：Ｅｕ或碱土－镁－二硅酸盐的发射红光的发光体。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光源，其包含光辐射元素，该光辐射元素在第一光谱区，特别是在光谱的兰和/或紫外色区发生辐射，光源还包含发光体，该发光体或者来源于碱土金属正硅酸盐族或者至少来源于该发光物质族所含的部分，其吸收光辐射元素的部分辐射，并在另一光谱区，特别是黄-绿，黄或橙色区发生光辐射。该选出的发光体还可以与其他同族的发光体和/或其他不属于同族的发光物质混合物使用。该光辐射元素主要是无机LED，但也可以是有机LED，激光二极管，无机厚层电致发光膜或无机薄层电致发光元件。
技术介绍
无机LED主要表现为寿命长，占地小，对震动不敏感和光谱窄带辐射。丰富的辐射色——特殊的光谱宽带——无法借助LED中的活性半导体物质的内在辐射而实现或仅能无效地实现。其特别适合于产生白光。根据现有技术，将借助色泽变换生成半导体本身无法实现的辐射色。大多数的色泽转换技术均是基于这一原理，即至少在LED上安排了一种发光体。其吸收了部分发射辐射，并由此被激励为光致发光。该辐射或光源色会产生其传输射线和发光材料辐射射线的混合。作为发光体原则上既可采用有机的，也可采用无机的体系。与有机体系相比无机色素的主要优点是具有高的化学，温度和辐射稳定性。与无机LED的长寿命相关，长寿命的无机发光体保证了得自两种成分的光源的高的色位稳定性。要想将由辐射兰光的LED发出的辐射被转换成白光，就需要发光材料，其可完全吸收兰光(450-490nm)，并高效地将其绝大部分转换为黄色发光射线。然而仅有极少数无机发光体可满足这一要求。目前大多数用作对于兰色LED的色泽转换色素的材料来自YAG-发光材料族(WO 98/05078；WO98/05078；WO98/12757)。这当然就有一个缺点，其仅在小于560nm具有最大辐射时才具有足够高的效率。基于该原因采用YAG-色素结合兰色二极管(450-490nm)仅可实现色温6000至8000K且色归还相对较低(色还原指数Ra的典型值处于70至75之间)的冷-白的光色。因此大大限制了应用的可能性。首先在白光源作为普通照明应用时，通常要求发光剂的色归还质量较高；另外消费者，特别是在欧洲和北美的消费者偏爱色温处于2700至5000K间的较暖光色。对WO 00/33389来说采用Ba2SiO4:Eu2+作为转换兰光LED的发光体。发光材料Ba2SiO4:Eu2+的最大辐射处于约505nm，因此采用这样的组合保证不能产生白光。在S.H.M.Poort等人的论文“Optical properties of Eu2+-activatedorthosilicates and orthophospates”，Journal of Alloys and Compounds260(1997)，S 93-97中对Eu-活性的Ba2SiO4以及磷酸盐如KBaPO4和KSrPO4的特性进行了研究。其中还确认了Ba2SiO4的辐射处于约505nm。
技术实现思路
本专利技术的任务是对现有技术的光源加以改变，使其可以在较高的光收益和较高的色归还质量前提下产生较暖色温的白光色，特别处于普通照明所确定的耐受椭圆(Toleranzellipsen)CIE之内的色位。按照本专利技术该任务将通过一现有技术的光源来解决，该发光体由二价铕激活的碱土金属正硅酸盐，成分为(2-x-y)SrO·x(Bau，Cav)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+其中0≤x＜1.60.005＜y＜0.5x+y≤1.60≤a，b，c，d＜0.5u+v＝1和/或碱土金属正硅酸盐成分(2-x-y)BaO·x(Sru，Cav)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5bAl2O3cB2O3dGeO2:yEu2+。其中0.01＜x＜1.60.005＜y＜0.50≤a，b，c，d＜0.5u+v＝1x·u≥0.4其中优选地至少a、b、c和d中的一个值大于0.01。这里这两个分子式中的一部分硅可被镓替代。惊奇地发现，具有良好色归还和较高光收益的白光可通过将一兰色LED和一发光体化合来实现，该发光体选自于按照本专利技术上述组份的铕激活的碱土金属正硅酸盐族。与基于纯钯正硅酸盐和可辐射出兰-绿色光的发光体不同，通过钯-锶-正硅酸盐混合结晶可产生出黄-绿，黄至黄-橙色，以及通过将钙置入正硅酸盐晶格甚至可以产生稳定的橙色发光，因此通过将兰色LED的传输光与所选发光体的辐射光混合可产生较高色归还和较高效率的白光。已知的通过在正硅酸盐上用Sr取代Ba产生的辐射色位移至今为止仅是用于上述Poort等人文章的强UV-辐射(254nm-激励)激励；该现象在用于440-475nm范围的兰光辐射时会令人惊异地加强，然而尚未对此有记载。至今为止采用长波UV-辐射或兰光激励的Ba-Sr-Ca-正硅酸盐混合结晶及其强烈的辐射能力还是未知的。所选择的发光体也可与同族的其他发光体和/或与另外的不属于同族的发光材料混合使用。上述的发光材料属于例如兰光辐射的由二价铕和/或锰激活的碱土金属铝酸盐，以及红辐射的来自族Y(V，P，Si)O4:Eu，Bi，Y2O2S:Eu，Bi的发光体或具有分子式Me(3-x-y)MgSi2O8:xEu，YMn的铕-和锰激活的碱土-镁-二硅酸盐Eu2+，Mn2+，其中0.005＜x＜0.50.005＜y＜0.5和Me＝Ba和/或Sr和/或Ca。如在下述的实施例中说明的，在按照本专利技术的混合-结晶-发光体中的Sr-部分不允许太低，以使其可产生白光。令人惊奇的是进一步发现，在正硅酸盐晶格中P2O5，Al2O3和/或B2O3的附加置入以及一部分硅被锗的取代同样对每一发光体的发射光谱具有显著影响，因此它可以对于实际应用而进一步作出有益的改动。此外小离子如Si(IV)通常引起长波区域中最大辐射的位移，而大离子会将辐射的中心向短波长方向移动。另外还表明，当在发光晶格中另外混合少量的一价离子如卤化物和/或碱金属离子，对本专利技术发光体的结晶性、辐射能和稳定性是有益的。按照本专利技术进一步有益的安排，该光源至少含有两种不同的发光体，其中至少有一个是碱土金属正硅酸盐发光材料。以这种方式，该按照各用途所需的白色可被精细地加以调节，特别是其Ra-值可达到大于80。本专利技术的另一有益的变体是一在紫外光谱区的化合物，例如在370至390nm间的区域，辐射的LED具有至少三种发光材料，其中至少有一种是按照本专利技术的碱土金属正硅酸盐发光材料。作为在相应的发光材料混合物中添加的发光材料可使用辐射兰光的碱土金属铝酸盐，其由含铕和/或锰和/或得自Y(V，P，Si)O4:Eu，Bi，Y2O2S:Eu，Bi族或铕-和锰的碱土金属-锰-二硅酸盐族的辐射红光的发光体激活。按照本专利技术的光源的机械实施存在多种方法。按照其中一种实施方法是将一或多个LED-片排列在一反射器内的护板上，并把发光体分散放入反射器上的光片中。也可以将一个或LED-片排列在一反射器内的护板上，并把发光体涂在反射器上。优选地，将LED-片和一透明圆弧形的铸件浇注在一起。该铸件一方面起着机械保护作用，另一方面还可改善光学的特性(使LED-块有较好的光线透出)。该发光体也可被分散于一铸件内，该铸件与置于护板上的LED-片和聚合物透镜间应尽可能无间隙地结合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光源，其包含光辐射元素，该光辐射元素在第一光谱区，特别是在光谱的蓝和／或紫外色区发生辐射，该光源还包括发光体，该发光体来源于碱土金属正硅酸盐族或至少含有部分该发光材料族，且该发光体吸收部分光辐射元素的辐射，在另一光谱区，特别是黄绿，黄或橙色区发生辐射，其特征在于发光体是由二价铕激活的碱土金属正硅酸盐组分：（２－ｘ－ｙ）ＳｒＯ.ｘ（Ｂａ↓［ｕ］，Ｃａ↓［ｖ］）Ｏ.（１－ａ－ｂ－ｃ－ｄ）ＳｉＯ↓［２］.ａＰ↓［２］Ｏ↓［５］.ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］.ｃＢ↓［２］Ｏ↓［３］.ｄＧｅＯ↓［２］：ｙＥｕ↑［２＋］其中０≤ｘ＜１．６０．００５＜ｙ＜０．５ｘ＋ｙ≤１．６　０≤ａ，ｂ，ｃ，ｄ＜０．５ｕ＋ｖ＝１和／或碱土金属正硅酸盐组分：（２－ｘ－ｙ）ＢａＯ.ｘ（Ｓｒ↓［ｕ］，Ｃａ↓［ｖ］）Ｏ.（１－ａ－ｂ－ｃ－ｄ）ＳｉＯ↓［２］.ａＰ↓［２］Ｏ↓［５］.ｂＡｌ↓［２］Ｏ↓［３］.ｃＢ↓［２］Ｏ↓［３］.ｄＧｅＯ↓［２］：ｙＥｕ↑［２＋］。其中０．０１＜ｘ＜１．６０．００５＜ｙ＜０．５０≤ａ，ｂ，ｃ，ｄ＜０．５ｕ＋ｖ＝１ｘ.ｕ≥０．４其中ａ，ｂ，ｃ和ｄ中至少一个值大于０．０１。

【技术特征摘要】
AT 2000-12-28 A2154/20001.一种光源，其包含光辐射元素，该光辐射元素在第一光谱区，特别是在光谱的蓝和/或紫外色区发生辐射，该光源还包括发光体，该发光体来源于碱土金属正硅酸盐族或至少含有部分该发光材料族，且该发光体吸收部分光辐射元素的辐射，在另一光谱区，特别是黄绿，黄或橙色区发生辐射，其特征在于发光体是由二价铕激活的碱土金属正硅酸盐组分(2-x-y)SrO·x(Bau，Cav)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5·bAl2O3·cB2O3·dGeO2:yEu2+其中0≤x＜1.60.005＜y＜0.5x+y≤1.60≤a，b，c，d＜0.5u+v＝1和/或碱土金属正硅酸盐组分(2-x-y)BaO·x(Sru，Cav)O·(1-a-b-c-d)SiO2·aP2O5·bAl2O3·cB2O3·dGeO2:yEu2+。其中0.01＜x＜1.60.005＜y＜0.50≤a，b，c，d＜0.5u+v＝1x·u≥0.4其中a，b，c和d中至少一个值大于0.01。2.如权利要求1的光源，其特征是在发光体中部分硅可被镓取代。3.如权利要求1或2的光源，其特征是含有另外的来自碱土金属铝酸盐族，由二价铕和/或锰激活的发光体，和/或另外的来自族Y(V，P，Si)O4:Eu，Bi，Y2O2S:Eu，Bi或具有分子式Me(3-x-y)MgSi2O8:xEu，yMn的碱土镁二硅酸盐Eu2+，Mn2+的红光辐射发光体，其中0.005＜x＜0.50.005＜y＜0.5和Me＝Ba和/或Sr和/或Ca。4.如权利要求1～3任一项的光源，其特征是在发光体晶格中包括一价离子，特别是卤化物和/或碱金属。5.如权利要求1～4任一项的光源，其特征是它的第一光谱区位于300nm～500nm。6.如权利要求1～5任一项的光源，其特征是它的第二光谱区位于430nm～650nm。7.如权利要求1～6任一项的光源，其特征是其发出Ra值＞70，特别是＞72的白光。8.如权利要求1～7任一项的光源，其特征是其至少含有两种不同的发光体，其中至少一种是碱土金属正硅酸盐发光材料。9.如权利要求1～8任一项的光源，其特征是将一个或多个LED片(1)布置在反射器(4)内的护板(2)上，并把发光体(6)分散到安装在反射器(4)上的光片(5)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡塔什，彼得帕克勒，贡杜拉罗特，瓦尔特特夫斯，沃尔夫冈肯普弗特，德特勒夫斯塔里克，
申请(专利权)人：特里多尼克光电子有限公司，利特克GBR，荧光材料开发有限公司，丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]