本发明专利技术提供了一种照明单元(100)，包括被配置成产生光源光(11)的光源(10)和被配置成将该光源光(11)的至少一部分转换成发光材料光(51)的发光材料(20)，其中该发光材料(20)包括磷光体(40)，其中该磷光体包括具有带有T5超四面体的立方晶体结构的碱土金属铝氮化物基材料，其中该T5超四面体包含至少Al和N，以及其中该碱土金属铝氮化物基材料进一步包含加入其中的发光镧系元素。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一类新磷光体(phosphors)，以及其独立构件，并且涉及包括一种或多种这样的磷光体和可选地一种或多种其它磷光体以用于产生发光的照明单元(lighting unit)。
技术介绍
氮化物和/或氧氮化物(oxynitride)发光材料(luminescent materials)是本领域中已知的，包括发射红光的那些。例如US2003094893公开了具有至少一个LED作为光源的照明单元，该LED发射300-570nm范围的初级辐射，该辐射通过暴露于LED的该初级辐射的磷光体被部分或完全转化为更长波长的辐射，在该单元中至少在含氮化物的磷光体的帮助下发生该转化，该磷光体发射的峰值发射波长在430-670nm并且该磷光体来源于Ce-或Eu-激活的氮化物、氧氮化物或硅铝氧氮化物(sialons)类别。WO2013175336公开了，尤其是对于用于照明单元中，具有式M1-x-y-zZzAaBbCcDdEeN4-nOn:ESx,REy (I)的磷光体，其中M = 选自Ca, Sr和Ba; Z =选自一价的Na, K和Rb; A = 选自二价的Mg, Mn, Zn和Cd; B = 选自三价的B, A1和Ga; C = 选自四价的Si, Ge, Ti和Hf; D =选自一价的Li和Cu; E =选自P, V, Nb和Ta; ES = 选自二价的Eu, Sm和Yb; RE =选自三价的Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er和Tm; 0 ≤ x ≤ 0.2; 0 ≤ y ≤ 0.2; 0 < x+y ≤ 0.4; 0 ≤ z < l; 0 ≤ n ≤ 0.5; 0 ≤ a ≤ 4 (例如2 ≤ a ≤ 3); 0 ≤ b ≤ 4;0 ≤ c ≤ 4;0 ≤ d ≤ 4; 0 ≤ e ≤ 4; a + b + c +d + e = 4; 和2a + 3b + 4c +d + 5e = 10 - y - n + z。
技术实现思路
当前的磷光体转化(pc)LED解决方案或者受制于缺乏红色光谱区域中的强度，这使得不能制造暖白光设备(CCT < 5000K)并限制了彩色再现性质(colour rendition properties)，或者它们必须使用在> 650 nm的波长处具有显著部分的发射能量的磷光体并由于在深红光谱区域中有限的眼睛敏感性而阻碍这些设备的发光效率(lm/W)。这些现有技术的磷光体通常是基于Eu(II)(二价铕或Eu2+)激活的带发射材料。对于该活化剂(activator)，表达为发射光谱的半峰全宽(full width half maximum，FWHM)的光谱带宽通常远超2000 cm-1，例如至少2760 cm-1并且在需要的发射波长更高。因此非常需要在红色光谱区域中具有窄带发射的pcLED发光材料，因为它们对于照明目的将提供增加的光谱效率。在显示器中，如果用在例如LED中用于LCD背光，具有饱和红色点的这些材料导致更宽的色域。通常，现有技术的发红光磷光体，例如基于Eu(II)激活的(Sr,Ca)AlSiN3:Eu，导致FWHM为约2140cm-1以及更高的宽发射。结果，这些磷光体由于在深红光谱区域中有限的眼睛敏感性而阻碍pcLED的发光效率(lm/W)。仍旧存在对于获得可以取代或补充现有发光材料的良好无机发光材料的需要，例如用于固态照明，例如由于更好的效率或其它有利的发光性质，比如激发和/或发射带位置和/或发射带宽。因而，本专利技术的一方面是提供一种替代性磷光体，特别地为替代性绿色-黄色磷光体，其优选地还至少部分地消除一个或多个上述缺陷，其优选地在蓝色和/或UV中(特别地在蓝色中)良好地吸收，和/或其高效地将所吸收的光转换成可见光，特别地为红光。然而，其它颜色(在可见区中)也可以是所感兴趣的，比如青色或橙色。另外一方面是提供一种替代性照明单元，其配置成使用这样的替代性磷光体(例如作为发光材料，可选地与其它磷光体组合)。出人意料地，基于T5超四面体(supertetrahedra)发现了一种全新类别的磷光体，其中特别是二价铕(掺杂)可导致有效的发光材料。本专利技术的发光材料尤其进一步的特征在于形成由特征性的T5超四面体(E35X56，其中E特别选自Al, Mg, Zn, Si, Mn和B，X特别选自N和O，作为主晶格构建单元)组成的立方晶体结构(cubic crystal structure)。Möller等(Z. Anorg. Allg. Chem. 2004, vol. 630, 890-894)公开了一种类似的具有式Na26Mn39O55的T5超面体结构，该结构由在Na2O和Na2SO4存在下锰金属和CdO之间的氧化还原反应得到。该公开在此通过引用并入本文。符号\T5\表示该超四面体包含具有五个四面体的边(edge)。相邻的四面体(在这样的超四面体中)共用角。因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种照明单元，包括被配置成产生光源光的光源和被配置成将该光源光的至少一部分转换成发光材料光的发光材料，其中该光源包括发光二极管(LED)，或可选地(或额外地)其他光源，以及其中该发光材料包括磷光体，其中该磷光体包括具有带有T5超四面体的立方晶体结构的碱土金属铝氮化物基材料，其中该T5超四面体包含至少Al和N，以及其中该碱土金属铝氮化物基材料进一步包含加入其中的发光镧系元素。该磷光体(因此)尤其被配置成将该光源光的至少一部分转换成发光材料光，特别是当应用二价铕时为具有窄带宽的红光。另外，在第二方面中，本专利技术提供了这样的磷光体本身，特别是包括具有带有T5超四面体的立方晶体结构的碱土金属铝氮化物基材料的磷光体，其中该T5超四面体包含至少Al和N，以及其中该碱土金属铝氮化物基材料进一步包含加入其中的发光镧系元素(离子)。与很多现有技术解决方案不同并且与可商购发光材料相比，本专利技术的用二价铕掺杂的新材料出人意料地显示出显著更窄的带发射，例如在650nm的发射最大值FWHM为约1140 cm-1。因此，本专利技术的磷光体取决于Eu(II)掺杂水平以约650nm以及更低为中心发射窄发射带。最低的lying宽吸收带位于400-500nm区域。发射带的FWHM为约1140 cm-1以及更高(也取决于Eu(II)掺杂水平)。化合物的结构是基于T5超四面体。在UV和蓝光中的吸收是有效的，给予了这些材料用于基于UV和/或蓝光发射LED的固态应用中的有利条件。因此，在此提供了基于二价铕的磷光体，其具有红色中的发射，并且特别地(在红色中的)发射带的FWHM小于2000 cm-1，特别是小于1500 cm-1，例如小于1250 cm-1。特别地，所述碱土金属铝氮化物基材料以国际晶体学联合会(International Union of Crystallography)限定的空间群Fd-3m (空间群编号227)结晶。这是立方晶体体系。如以上所述，所述碱土金属铝氮化物基材料包含T5超四面体。这特别表明四面体相互连接来形成更大的四面体，在这种情况下基于具有面的四面体，五个四面体的边成一排。所述超四面体特别包括{GgQqDdN55-n-cRnCc本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种照明单元(100)，其包括被配置成产生光源光(11)的光源(10)和被配置成将该光源光(11)的至少一部分转换成发光材料光(51)的发光材料(20)，其中该发光材料(20)包括磷光体(40)，其中该磷光体包括具有带有T5超四面体的立方晶体结构的碱土金属铝氮化物基材料，其中该T5超四面体包含至少Al和N，以及其中该碱土金属铝氮化物基材料进一步包含加入其中的发光镧系元素，其中该碱土金属铝氮化物基材料包括[Mm‑x‑yAa]{GgQqDdN55‑n‑cRnCc}:ESx,REy其中M包括选自由Ca、Sr、Mg、Ba组成的组的一种或多种；A包括选自由Li、Na组成的组的一种或多种；G包括选自由Al、Ga、B组成的组的一种或多种，其中G至少包括Al；Q包括选自由Mg、Mn、Zn组成的组的一种或多种；D包括选自由Si、Ge组成的组的一种或多种；R包括选自由O、S组成的组的一种或多种；ES包括选自由Eu、Yb、Sm组成的组的一种或多种；RE包括选自由Ce、Pr、Nd、Sm、Eu (III)、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm组成的组的一种或多种；0<m≤30 ; 0 ≤ x ≤ 2 ; 0 ≤ y ≤ 1 ; 0 < x+y ≤ 3 ; 0<g≤39 ; 0≤q≤5 ; 0≤d≤12 ; 0≤n≤5 ; 0≤c≤12；26 ≤ m+a ≤ 30 ; g + q + d = 39 ; 2(m+q) + 3(y+g) + a + 4d = 165 – n + c。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.13 EP 14159384.81.一种照明单元(100)，其包括被配置成产生光源光(11)的光源(10)和被配置成将该光源光(11)的至少一部分转换成发光材料光(51)的发光材料(20)，其中该发光材料(20)包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：V魏勒，PJ施密特，PAH普斯特，W施尼克，
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
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