荧光材料和具有这种荧光材料的照明系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于已知的ＢＡＭ：Ｅｕ的新型荧光材料。通过至少５２％的高Ｅｕ含量作为活化剂来代替Ｂａ，从而实现很多特性的改善。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术基于根据权利要求1的前序部分的荧光材料，优选用于光源的荧光材料。 本专利技术涉及由优选发射蓝光和/或蓝绿光的BAM种类制成的高效率的荧光材料。本专利技术还 涉及利用其制造的光源或具有这种荧光材料的照明系统。
技术介绍
US-B 7077978描述了一种基于掺杂了 Eu和Mn的BAM的荧光材料。所述荧光材料 设计用于UV-LED。从WO 2006/072919已知一种类似的荧光材料。另外，从WO 2006/027786 已知一种只掺杂Eu的BAM基荧光材料。这种荧光材料的常见掺杂是相对于Ba的最高50摩尔％的最大Eu2+含量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种用于通过在短波范围内激发的应用的最佳荧光材 料。在此过程中激发的峰值波长应为最高420nm。所述目的通过权利要求1表征的技术特征来实现。特别有利的实施方案在从属权利要求中示出。至今为止已知的BAM荧光材料的典型化学计量为BaMgAl1(1017:Eu。Eu在此是二价 活化剂，其通常以摩尔百分比计算，以相对于Ba最大为50%的最高浓度来添加。有时还使 用Mn作为共活化剂(Ko-Aktivator)，以便发射较长波长。所述发射因此位于蓝色或蓝绿色 光谱范围内。特别是为了实现有效的基于UV-LED的白色LED，需要有效的、热稳定的蓝色荧光 材料。对于近UV-LED来说，这要求荧光材料的良好吸收主要在340至420nm的范围内，特 别是380至410nm的范围内，和高量子效率。对于LED起决定性作用的是吸收和量子效率 的乘积。荧光材料在高激发强度时可以是不饱和的，特别是如在高功率LED中出现的那样。 此外，由于在高功率LED中出现的最高200°C的高温，它们应该表现出尽可能低的发光的热 淬灭。目前主要使用SCAPEu (Sr，Ca-氯磷灰石)以及BAM:Eu (BaMg-铝酸盐)作为发射 蓝光的荧光材料。在Eu在5和15%之间的常用的Eu浓度时，SCAP在380至4IOnm光谱范 围中已经具有非常高的吸收。然而，在这种Eu浓度情况下，量子效率和热淬灭性能不再是 最佳的，且比BAM:Eu要差。此外，在要制造具有高显色性的有效白色LED时，SCAP的短波、 窄带发射不总是有优势的。BAM:Eu使用<50% (更典型地<30%)的Eu浓度，但是相对 于SCAP来说具有在380至410nm范围内的较差吸收的缺点。通过在BAM主晶格BaMgAlltlO17中用Eu2+主要代替Ba2+离子，令人惊奇地得到非常 有效的荧光材料。在这种情况下，重要的是调节Ba含量使得抑制在Eu2+离子之间的过量能 量迁移。根据式BaxEUhMgAlltlO17 (其中χ = 0. 35至0. 45)，在Ba浓度在35和45%之间时 得到非常适合的荧光材料。典型的实例是Eua6Baa4MgAliciO17tj 40%的Ba2+比例在此有效地防止了过量能量迁 移和热发光混合(Lumineszenzmischung)。新的荧光材料例如适用于“按需色”LED或白色 LED。它可以适应不同的色温以及具有高效率和良好显色性的应用。根据本专利技术的Eu铝酸盐荧光材料具有特别低的温度淬灭 (Temperaturloschung )。在175 °C时，效率还高于25 °C时效率的80 %。化合物 Eua6Baa4MgAlltlO17的粉末片(Pulvertabletten)吸收在400nm激发时已经大于80 %，且在 荧光材料的颗粒尺寸小于12 μ m时，在380nm时实际大于90%。适合的颗粒尺寸是0. 5至 10 μ m。颗粒尺寸的概念在此应理解为d5(l值，更确切地是利用激光散射例如CILAS测量的 以体积计的颗粒尺寸分布的平均值。新型荧光材料的量子效率(QE)在400nm激发时典型地为84% +/_5%。在更短的 波长下激发时可以达到超过90%的QE值。本专利技术的另一实施方案是BAM荧光材料，它除了掺杂Eu之外还额外掺杂 了 Mn。Mn占据了 Mg的晶格位。根据本专利技术的荧光材料在这种情况下的化学计量为 BaxEUhMgzMrvzAliciO17t5 在此 χ 在 χ = 0. 35 至 0. 48 的范围内。对于 ζ 的选择是，ζ = 0. 65 至0.995。然而，Mn对饱和效应明显更敏感。因此，Mn的使用被限制于相对低强度的应用 中。高的铕掺杂还可以应用于具有其它化学计量和组成的BAM荧光材料。在另一实施 方案中，通过化学计量BaxEUhMg1^dMnnAl 1(1+2f017+d+3f来描述BAM荧光材料在此符合下列条件0. 2 < χ < 0. 48 ；优选 0. 35 < χ < 0. 45 ；0 < η < 0. 3，优选 0 < η < 0. 2 ；0 < d < 0. 1 ；-0. 1 < f < 1. 0。这些是在化学计量上或多或少地可简单描述的化合物，这些变化对BAM来说是已 知的。例如从WO 2006/072919基本上已知这种主晶格。因此，在其通式中，主晶格BAM还 包含例如BaAl12O19或BAL类型的化学计量。很多BAM的化学计量可以甚至更简洁地如下 表示其是两种铝酸盐的混合物，其中第一种铝酸盐是低Ba的，对应化学计量0. 82Ba0 ★ 6A1203，第二种铝酸盐是含Mg的且表示BAM BaMgAlltlO17本身。因为低Ba的铝酸盐和实际 的BAM BaMgAlltlO17具有与β-Al2O3相同的晶体结构，所以这两种化合物形成具有β-Al2O3 结构的固溶体(festelJisungen)。根据本专利技术的一般铝酸盐化学计量因此可以描述为 {(Ι-a) * (0. 82 ^ 6 )! ^a(BaxEUhMgAl10O17)o在此，a原则上给定为0≤a≤1给出，特别是a≥0.2。优选a至少是0.65，特 别优选a至少是0. 8。χ值为至少0. 52至最高0. 8。优选χ = 0. 55至0. 65。对于较小负荷的应用，还可以共掺杂Mn作为对Mg的替代，根据下面的铝酸盐化学 计量{(Ι-a) * (0. 82 *6 )! ^a(BaxEu1-XMg1-ZMnzAl10O17)o在此ζ特别是应该小于0. 3并且优选最高为0. 15，特别优选最高为0. 04。在这种表示中，Ba还可以部分或完全通过Sr来代替，或者还可以部分通过Ca来代替。在另一实施方案中，可以对荧光材料应用高的铕浓度，其中Ba部分或全部通过Sr 和/或Ca代替，且由BAM本身得到。这种荧光材料通过下面的化学计量来描述:MxEUl_xMgl_ y+dMnyAl10+2f017+d+3f, M = (Ba，Sr, Ca)，其中 M 优选通过 Baz (Ca，Sr) ^z 表示，ζ 彡 0. 7。在此符合下列条件0. 2 < χ < 0. 48 ；优选 0. 35 < χ < 0. 45 ；0 < y < 0. 3，优选 0 < y < 0. 2 ；0 < d < 0. 1 ；-0. 1 < f < 1. 0。这种LS特别适合PDP (等离子体显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由作为主晶格的ＢＡＭ体系构成的荧光材料，具有化学计量为Ｍ↓［ｘ］Ｅｕ↓［１－ｘ］Ｍｇ↓［１－ｙ＋ｄ］Ｍｎ↓［ｙ］Ａｌ↓［１０＋２ｆ］Ｏ↓［１７＋ｄ＋３ｆ］，其特征在于：０．２≤ｘ≤０．４８；优选０．３５≤ｘ≤０．４５；０≤ｙ≤０．３，优选０≤ｙ≤０．２；０≤ｄ≤０．１；－０．１≤ｆ≤１．０。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷娜特希勒，京特胡贝尔，弗兰克耶尔曼，马丁察豪，
申请(专利权)人：奥斯兰姆有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]