具有宽色域的基于LED的设备制造技术

本发明专利技术提供一种包括蓝光源、绿光源、第一红光源和第二红光源的照明单元，所述第一红光源包括被配置成提供具有宽带光谱光分布的红光的第一红色发光材料，所述第二红光源包括被配置成提供具有包含一个或多个红色发射线的光谱光分布的红光的第二红色发光材料。特别地，第一红色发光材料包括(Mg,Ca,Sr)AlSiN3:Eu和/或(Ba,Sr,Ca)2Si5-xAlxOxN8-x:Eu，并且第二红色发光材料包括K2SiF6:Mn。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以生成具有宽色域的光的照明单元。本专利技术还涉及包括这样的照明单元作为背光照明单元的LCD显示设备。
技术介绍
用于LED（光发射设备）应用的绿色发光材料在现有技术中是已知的。例如，国际专利申请WO/2004/036962描述了一种包括能够发射小于480nm的波长的主要光的光发射结构和包括通式为(Sr1-a-bCabBacMgdZne)SixNyOz:Eua的磷光体的发光屏的光发射设备，其中0.002 ≤ a ≤ 0.2, 0.0 ≤ b ≤ 0.25, 0.0 ≤ c ≤ 0.25, 0.0 ≤ d ≤ 0.25, 0.0 ≤ e ≤ 0.25, 1.5 ≤ x ≤ 2.5, 1.5 ≤ y ≤ 2.5并且1.5 < z < 2.5。另外，WO/2004/030109描述了一种包括具有一般组成MSi2O2N2的Eu掺杂的氮氧化物主晶格的UV-蓝色可激发绿色发光材料，其中M是选自组Ca、Sr、Ba的碱土金属中的至少一个。
技术实现思路
当前磷光体转换的（pc-）LED解决方案看起来因缺乏红色光谱区中的强度而受损，这阻碍暖白色设备（CCT＜5000K）的制造并且限制颜色再现属性，或者它们必须使用磷光体，该磷光体具有在波长＞650nm处发射的能量的大部分并且由于深红色光谱区中有限的眼睛敏感性而妨碍这样的设备的发光效率（lm/W）。后来的磷光体通常是基于通过Eu(II)（即二价铕）的激活的带发射材料。利用该激活剂，发射光谱的表述为半高全宽（FWHM）的光谱带宽固有地限于所需要的发射波长处的大约50nm（峰值最大值＞600nm）。因而，对于具有窄带或红色光谱区中的线发射的pc-LED发光材料而言是非常合期望的，因为它们将提供增加的光谱效率以用于光照目的。在显示器中，具有饱和红色色点的这样的材料造成较宽的色域，如果例如在用于LCD背光的LED中使用的话。发现，对于磷光体转换的发光二极管（pc-LED）而言，具有窄带或线发射的发光材料是非常合期望的。它们看起来提供绿色和红色光谱区域中的增加的光谱效率和显著增加的色域，如果被应用于显示背光照明设备的话（改进的颜色分离和饱和度）。然而，通过使用最先进的绿色和红色磷光体（比如稀土掺杂的YAG和Eu掺杂的CaAlSiN3），仅可以实现有限的色域。因而，本专利技术的一方面是提供一种可替换照明单元，其被配置成使用可以提供宽色域的可替换磷光体组合。本专利技术的另一方面是提供一种可替换LCD显示设备，其包括被配置为背光照明设备的这样的照明单元（并且包括一个或多个颜色滤波器）。本专利技术的又一方面是提供一种可以在照明单元的实施例中应用的磷光体的组合。在第一方面中，本专利技术提供一种包括蓝光源、绿光源、第一红光源和第二红光源的照明单元，所述第一红光源包括被配置成提供具有宽带光谱光分布的红光的第一红色发光材料，所述第二红光源包括被配置成提供具有包括一个或多个红色发射线的光谱光分布的红光的第二红色发光材料。在具体实施例中，照明单元包括磷光体材料混合物，其包含二者都利用蓝色LED激发的窄红色发射复合氟化物（例如，(K,Rb)2SiF6:Mn，诸如K2SiF6:Mn）和Ln掺杂（镧系元素，特别地铕和/或铈掺杂）碱土次氮硅酸盐（例如，(Ba,Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu；特别地(Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu）。在与绿色LED的组合中，80%以及更高的NTSC（国家电视系统委员会）色域可以通过将红色线发射Mn激活的氟化物添加到宽发射(Ba,Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu磷光体，特别是(Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu磷光体来实现。在又一具体实施例中，应用pc-粉色LED。pc-粉色LED设备包括蓝色LED和红色发射磷光体混合物，其包括宽发射红色发光材料（诸如(Ba,Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu，特别地(Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu）和附加的窄红色发射体（比如Mn掺杂的K2SiF6）。红色磷光体混合物具有在由蓝色LED可激发的大约455nm的区中的强且宽的吸收。具有蓝色和绿色LED（分别以大约455nm和530nm为中心）的这样的磷光体层的模拟揭示出NTSC色域的显著改进（≥80%以及更高）。通过与模拟相当好地匹配的所制备的磷光体层的测量数据来支持模拟。在再一方面中，本专利技术提供一种包括被配置为背光照明单元的如本文中所限定的照明单元的LCD显示设备。由于大色域的缘故，LCD显示设备可以显示宽范围的颜色。如本领域技术人员将清楚的，这样的LCD显示设备还可以包括一个或多个颜色滤波器，其特别地布置在背光照明单元的下游（但是在LCD显示设备的显示器的上游）。在又一方面中，本专利技术提供一种包括绿色发光材料、第一红色发光材料和第二红色发光材料的磷光体的组合，所述绿色发光材料选自包括含二价铕的氮氧化物、含二价铕的硫代镓酸盐、含三价铈的氮化物、含三价铈的氮氧化物和含三价铈的石榴石的组，所述第一红色发光材料选自包括(Ba,Sr,Ca,Mg)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5-xAlxOxN8-x:Eu的组，其中x在0-4的范围中（诸如0，或0.5-4，比如1-4，比如2或3；甚至更特别地0-0.4，诸如0-0.2），所述第二红色发光材料选自包括掺杂有四价锰的M2AX6的组，其中M包括选自包含Li、Na、K、Rb、Cs、NH4的组的单价阳离子，其中A包括选自包含Si、Ti、Ge、Sn和Zr的组的四价阳离子，并且其中X包括选自包含F、Cl、Br和I的组的单价阴离子，但是至少包含F（诸如特别地基本上仅包含F）。然而，要指出的是，为了获得本专利技术在照明单元或LCD显示设备中的优点，也可以应用除该磷光体组合之外的其它选项（同样参见下文）。本专利技术的照明单元可以是应用于一般照明的照明单元，但是也可以是应用于例如背光照明的照明单元。非限制数目的应用在下文指示。要指出，术语“照明单元”也可以涉及多个照明单元。照明单元包括至少四个光源。如本领域技术人员将清楚的，照明单元可以仅在照明单元处于操作中时生成光（即照明单元光）。照明单元将包括用作激发源的至少一个光源。这可以是例如蓝色LED或UV LED或两种类型的LED的组合。术语“蓝色LED”或“UV LED”是指分别被配置成在操作期间生成蓝光或UV光的LED。（多个）激发源的选择可以取决于发光材料的类型，如本领域技术人员所已知的。当激发源包括UV LED时，照明单元还可以包括蓝色发光材料，其被配置成在由UV LED光源激发时生成蓝光。要指出的是，一个或多个其它发光材料可以被配置成由UV光直接激发和/或由蓝色发光材料的蓝光激发。再次要指出的是，术语“光源”和“LED”还可以分别涉及多个光源和LED。例如，当绿光源（同样参见下文）包括发光材料时，蓝色LED可以被配置成激发绿色发光材料和第一红色发光材料以及第二发光材料。可以选择不同配置，包括例如仅具有绿色发光材料的pc-LED以及仅具有（多个）红色发光材料的pc-LED，但是还可以应用发光材料的组合，在LED上（包括在树脂中）或者远离（多个）LED（即处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括蓝光源（110）、绿光源（120）、第一红光源（1310）和第二红光源（1320）的照明单元（100），所述第一红光源（1310）包括被配置成提供具有宽带光谱光分布的红光（31）的第一红色发光材料，所述第二红光源（1320）包括被配置成提供具有包含一个或多个红色发射线的光谱光分布的红光（32）的第二红色发光材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.01 US 61/7212841.一种包括蓝光源（110）、绿光源（120）、第一红光源（1310）和第二红光源（1320）的照明单元（100），所述第一红光源（1310）包括被配置成提供具有宽带光谱光分布的红光（31）的第一红色发光材料，所述第二红光源（1320）包括被配置成提供具有包含一个或多个红色发射线的光谱光分布的红光（32）的第二红色发光材料。
2.根据权利要求1的照明单元（100），其中第一红光源（1310）被配置成提供具有有着形心发射波长≥590nm的宽带光谱光分布并且具有≥70nm的半高全宽（FWHM）的红光（31）。
3.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第一红光源（1310）包括选自包含含二价铕的硫化物、含二价铕的氮化物和含二价铕的氮氧化物的组的所述第一红色发光材料。
4.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第一红光源（1310）包括选自包含(Mg,Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu和(Ba,Sr,Ca)2Si5-xAlxOxN8-x:Eu的组的所述第一红色发光材料，其中x=0-4。
5.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第二红光源（1320）被配置成提供具有包括有着形心发射波长≥610nm的一个或多个红色发射线的光谱光分布并且具有有着≤50nm的半高全宽（FWHM）的一个或多个红色发射线的红光（32）。
6.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第二红光源（1320）包括选自包含掺杂有四价锰的M2AX6的组的所述第二红色发光材料，其中M包括选自包含Li、Na、K、Rb、Cs、NH4的组的单价阳离子，其中A包括选自包含Si、Ti、Ge、Sn和Zr的组的四价阳离子，并且其中X包括选自包含F、Cl、Br和I的组的单价阴离子，但是至少包括F。
7.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第二红光源（1320）包括包含K2SiF6:Mn的所述第二红色发光材料。
8.根据前述权利要求中任一项的照明单元（100），其中第二红光源（1320）包括包含光转换体纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：V维勒，PJ施米德，HH贝奇特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL