[发明专利]包括发射源和荧光材料的照明系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及包括发射源和荧光材料的照明系统，荧光材料包括从琥珀色到红色的磷光体。本发明还涉及用于照明系统中的琥珀色到红色的磷光体。更特别地，本发明涉及包括场致发光半导体器件作为发射源和荧光材料的照明系统，荧光材料包括用于发出特定白光或者彩色光的磷光体，包括黄色、琥珀色和红色光。在该照明系统中，根据紫外或者蓝基色发射光，通过照明降频转换和附加的颜色混合产生白色或者彩色光。尤其考虑固态发光二极管作为初级发射源。

背景技术

用于车辆和信号用途的多种照明系统是已知的。交通车辆包括多个不同的部件和组件，它们具有与其相关的照明装置或者信号灯。在使用作为照明装置或者信号指示器的场致发光半导体器件，例如固态发光二极管(LED)中，已经表现出了很大的兴趣，因为和其它常规低压光源相比它们提供了很多潜在的优点。其它光源具有很多不足，包括相对的低效率，常规的钨白炽灯总是如此；高工作电压，荧光灯和气体放电灯总是如此；或者容易损坏，白炽灯总是如此。

因此，这些可替换的光源对于车辆应用来说不是最佳的，其中只有有限的电源或者低电压是可利用的，或者其中为了安全的原因不能接受高电压，或者在存在明显振荡或者振动的应用中。另一方面LED是非常耐振荡的，因此对相白炽灯和荧光灯泡提供了显著的优点，当经受机械或者热振荡时这白炽或荧光灯泡可能粉碎。和通常对于白炽灯1000到2000小时或者对于荧光灯5000到10000小时相比，LED还拥有200000小时到1000000小时的操作寿命。

包括场致发光半导体器件的通用黄色、琥珀色或红色交通和车辆灯依赖于铝镓铟磷(AlGaInP)LED芯片的直接激发，用于产生彩色的黄、琥珀或者红光。

AlGaInP LED的缺陷是随着温度升高发光退化。如果温度从室温升高到100℃它们的光输出则下降大于40％。同时光谱例如从617nm转换成623nm，其进一步降低了发光效率。因此，黄到红色LED的光输出和发射光谱对温度的依赖性更小是汽车工艺强烈需要的。

目前所讨论的一种产生黄、琥珀或者红光的解决方案是应用白色LED和适当的彩色滤波器，因为在白色LED中使用的AlGaInP LED芯片显示出更少的热退化(thermal quenching)。另外，由于使用了YAG:Ge磷光体，所以白色LED随温度的光谱转换不太严重。然而，这种构思的主要缺陷是低效率，因为目前白色LED仅仅发射百分之几的橙色到红色光并且去除了大部分的白色LED光谱。

另一种方法是已知的，例如，从US6649946，其中公开了借助于黄色到红色的发光磷光体产生黄到红光的光源。所述磷光体具有硅酸氮化物型(nitridosilicate)M_xSi_yN_z:Eu的主晶格，其中M是选自由Ca、Sr、Ba、Zn的碱土金属构成的组中的至少一种，以及其中z＝2/3x+4/3y。可以使用磷光体产生非常稳定的红色或者橙色或者红色发光二极管，其可以以380到480nm峰值发射范围的基础光源(优选InGaN芯片)为基础，这种光源的光被掺杂有Eu的本发明稀土激发的硅氮化物的氮化物磷光体完全转化。和具有黄到红颜色的直接激发的公知商业LED相比，这些LED显示出更高的效率并改善了稳定性。

仍然，近来对于交通信号所需色度的评价已经显示出车辆和交通信号的红色范围应当去除更长的波长，以保证被颜色视觉不足的驾驶者发现该信号。

因此，有必要提供包括磷光体的照明系统，这些磷光体可通过UV到蓝色范围附近的发射源激发并在可见的琥珀色到深红色范围中发光。

发明内容

因此，本发明提供了一种照明系统，包括发射源和荧光材料，该荧光材料包括能够吸收发射源发射的一部分光并发射不同于所吸收光的波长的光的至少一种磷光体，其中所述至少一种磷光体是通式(Ca_1-x-y-zSr_xBa_yMg_z)_1-n(Al_1-a+bB_a)Si_1-bN_3-bO_b:RE_n的稀土金属激发的硅酸氧代氮化物(oxonitridoalumosilicate)，其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤a≤1，0＜b≤1以及0.002≤n≤0.2，以及RE选自于铕(II)和铈(III)。