本发明专利技术公开了一种使用非化学计量四方晶系碱土硅酸盐磷光体的发光装置。该发光装置包括发射紫外光或可见光的发光二极管和设置在发光二极管周围的非化学计量发光材料。发光材料吸收发光二极管发射的光的至少一部分并发射具有与所吸收的光的波长不同的波长的光。非化学计量发光材料具有四方晶系晶体结构，并且在晶格中具有比在化学计量晶体结构的硅酸盐磷光体的晶格中更多的硅。发光材料的式为（ＢａｕＳｒｖＣａｗＣｕｘ）３－ｙ（Ｚｎ，Ｍｇ，Ｍｎ）ｚＳｉ１＋ｂＯ５＋２ｂ：Ｅｕａ。通过使用非化学计量四方晶系碱土硅酸盐磷光体可提供具有改进的温度稳定性和湿度稳定性的发光装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光装置，更具体地说，涉及一种使用非化学计量四方晶系碱土硅酸盐磷光体的发光装置，该发光装置可被用作紫外光或可见光激发的温度稳定发光材 料。
技术介绍
因为发光装置可实现色彩，所以发光装置(LED)已被广泛地用于指示器、显示板和显示装置。也可实现白光，从而发光装置已被用于普通照明。因为这样的发光装置具有高效率和长寿命并且环保，所以所述发光装置的应用领域得以连续扩展。 在LED领域，已提出实现色彩(如白光)的多种方法，通常，使用在发光二极管的周围设置磷光体并将从发光二极管发射的光和从磷光体发射的光结合的技术来显示白光。 同时，众所周知，诸如正硅酸盐、二硅酸盐和氯硅酸盐的化学计量硅酸盐作为如紫外辐射和日光辐射的短波或长波激发的转换材料。(《改进的白色LED的高级硅酸盐磷光体》，G. Roth(磷光体全球峰会首尔/韩国，2007年3月5日-2007年3月7日))。 特别地，在发光装置中使用由来自LED的蓝光激发的硅酸盐磷光体和发射转换光来实现在一些应用中的对白光或色彩的需求。在过去的几年中，用于LED应用的硅酸盐的使用逐渐增加。 LED、特别是高功率LED在运行期间产生大量的热。此外，LED不得不经受80°C以 上的高的环境温度。磷光体自身具有取决于温度行为的系统。大多数磷光体的亮度随温度 的升高而降低。 所谓的温度淬灭(temperature quenching)取决于激发剂(activator)和基质晶格之间的相互作用并受基体组成、结构、晶格效应、激发剂的浓度以及类型影响。特别地，晶 体基体内的键的强度影响晶格参数的扩展和源于此的激发剂离子的发射性能。 此外，通过升高温度，晶格内的离子的振动变得更剧烈。因此，与激发剂相互作用 的可能性升高，导致以热的形式损失的激发能量增加。所谓的光子-光子耦合很大程度上 取决于激发剂离子的结构和周围环境。晶格越具刚性，离子和激发剂之间的相互作用越小。 因为晶格刚性不是很强并且键的强度不是很高，所以，随着达到15(TC的较高的温 度，由二价铕激活的正硅酸盐、二硅酸盐和氯硅酸盐的亮度急剧降低。 这样的效果导致，例如在操作期间LED的色彩改变。这是迄今为止所知道的在LED 应用方面使用的普通硅酸盐的严重缺点。此外，由在硅酸盐离子和碱土离子之间的弱晶格 和高度异极性(heteropolar)的键导致对水的敏感度比较高。 硅酸盐磷光体已在近些年被开发为用于白色LED的发光材料。(W002/054503， W0 02/054502，W0 2004/085570) 作为具有从短紫外辐射至可见光的可激发性的正硅酸盐作为发光材料可用作 荧光灯的磷光体。(在二元碱土正硅酸盐体系中的Eu激发相的发光，Barry， T丄.， J. Electrochem. Soc. ，115,1181(1968)) 共掺杂的硅酸三锶被公开为黄_橙发光材料(固态现象，H. G. Kang， J. K. Park, J. M-Kom， S. C. Choi ;Vol 124-126 (2007) 511-514)，作为硅酸盐的激发剂的 二价铕(Eu2+激发Sr3Si05磷光体的发光性质，S. D. Jee， J. K. Park, S. H. Lee ; J. Mater Sci. 41 (2006) 3139-3141及Barry， T. L.;由Ba3MgSi208、 Sr3MgSi208和Ca3MgSi208划界的在 固相的平衡及Eu2+的发光，J. Electrochem. Soc. ， 115， 733， 1968)和在如正硅酸盐和二硅酸 盐的一些硅酸盐体系中由UV和蓝光辐射激发的发光被公开了。 (Eu激发的硅酸盐的发光， G. Blasse， W. L. Wa丽ker， J. W. terVrugt and a. Bril ;Philips Res. R印ts 23,189-200， 1968) 所有这些磷光体的缺点在于它们有很强的温度淬灭和随温度变化的很强的发射 带移动。在15(TC发射强度会降低到50%。
技术实现思路
技术问题 本专利技术的一个目的是提供一种发光装置，该发光装置可防止或降低因温度增加引 起的发光装置的亮度的降低。 本专利技术的其它目的是提供一种对水、湿度和极性溶剂敏感性较低的发光装置。 本专利技术的另一个目的是提供一种发光装置，该发光装置显示出80 95显色指数 (CRI)，特别是90 95的CRI，并且具有范围从约2000K至8000K或10000K的高的色温。 技术方案 根据本专利技术的实施例，提供了一种采用使用非化学计量四方晶系碱土硅酸盐磷光体的发光装置。该发光装置包括发射紫外光或可见光的光的发光二极管和设置在发光二极管周围的非化学计量发光材料。发光材料吸收发光二极管发射的光的至少一部分并发射具有与所吸收的光的波长不同的波长的光。非化学计量发光材料具有四方晶系晶体结构，并且在晶格中具有比在化学计量晶体结构的硅酸盐磷光体的晶格中更多的硅。 此外，发光材料在其基体中含有二价铜并可含有作为激发剂的铕。 可通过紫外光也可以是蓝光辐射来激发二价铕的基态能级(energeticgroundlevel)4f7。 二价铕发射光，该光取决于从在低的晶体场分裂(如，四硼酸盐磷光体)处的紫外光区域的365nm左右上升到在高晶体场分裂(如，氮化物)处发射红光的650nm的晶体场分裂。 发射自身取决于共价，即所谓的电子云延伸效应(n印helauxetic effect)，和晶 体场的强度。晶体场的强度取决于在基质晶格内的激发剂离子和氧的距离。两种效应导致 二价铕的激发的4f65d级的降低和分裂并引起发射移动到更长的波长和更小的发射能。 激发辐射和发射辐射之间的差异是斯托克斯位移(Stokes shift)。在正硅酸盐、 二硅酸盐和氯硅酸盐中，斯托克斯位移在160nm和360nm之间，且取决于激发辐射和基质晶 格内的二价铕的可激发性。 在正硅酸盐中，例如激发剂离子Eu被由斜方结构引起的距离不同的氧离子围 绕。观察了富含钡体系的最佳温度稳定性，其中铕离子縮短了基质晶格并稳定了晶体结构。 引入到正硅酸盐中的除钡之外的更多的锶或钙或其它阳离子可干扰激发剂离子 附近的对称性(symmetry near of the activator ions)并导至文會糧陷阱(energetictraps)及在铕和晶格陷阱之间的更强烈的相互作用。这些陷阱在温度淬灭过程内起到重要 作用，并且干扰在晶体内的能量传输过程。此外，对湿度的敏感性随诸如陷阱的晶格缺陷的 数量的增加而增加。 重要的一点是在稀土金属铕及其稳定的周围环境之间的相互作用的弱化。这通过 开发由二价铕激活的四方晶系铜碱土硅酸盐(CSE)来实现。在四方晶系硅酸盐结构内的二 价铜离子导致晶格参数(如，a = 6. 91人c = 9. 715 A的(Cu， Sr)3Si05))小于没有铜的四 方晶系晶格的晶格参数(a = 6. 93 A c = 9. 73 A的Sr3Si05))。 这些晶格参数与公知的正硅酸盐的a = 5. 682 A、b = 7. 09 A和c = 9. 773 A的晶格参数有相当大的差异。这里，斜方结构影响了二价铕的周围环境。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发光装置，包括：发光二极管；非化学计量发光材料，当将所述非化学计量发光材料设置在发光二极管周围时，所述非化学计量发光材料吸收从发光二极管发射的光的至少一部分并发射具有与所吸收的光的波长不同的波长的光，其中，非化学计量发光材料为具有四方晶系晶体结构并且在晶格中具有比在化学计量晶体结构的硅酸盐磷光体的晶格中更多的硅。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-8-28 10-2007-0086483;KR 2008-7-31 10-2008-一种发光装置，包括发光二极管；非化学计量发光材料，当将所述非化学计量发光材料设置在发光二极管周围时，所述非化学计量发光材料吸收从发光二极管发射的光的至少一部分并发射具有与所吸收的光的波长不同的波长的光，其中，非化学计量发光材料为具有四方晶系晶体结构并且在晶格中具有比在化学计量晶体结构的硅酸盐磷光体的晶格中更多的硅。2. 如权利要求1所述的发光装置，其中，发光材料包含在基体内的二价铜和作为激发剂的铕。3. 如权利要求1所述的发光装置，其中，发光材料包括式(Ba^rvCawCUx) 3—y (Zn， Mg， Mn) zSi1+b05+2b: Eua表示的硅酸盐，其中，u+v+w+x = 1， y = z+a， z《2，0<x《l，0<a《0.5，P0<b<0.5。4. 如权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其中，发光材料由250nm到500nm之间的辐射激发。5. 如权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其中，发光材料在激发辐射的长波侧发射光。6. 如权利要求5所述的发光装置，其中，发光材料发射波长在500nm和630nm之间的光。7. 如权利要求1至3中任一项所述的发光装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李贞勋，瓦特涂斯，冈朵拉罗夫，斯蒂芬涂斯，
申请(专利权)人：首尔半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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