CN101164379A - 包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统 - Google Patents

包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101164379A
CN101164379A CNA2006800129707A CN200680012970A CN101164379A CN 101164379 A CN101164379 A CN 101164379A CN A2006800129707 A CNA2006800129707 A CN A2006800129707A CN 200680012970 A CN200680012970 A CN 200680012970A CN 101164379 A CN101164379 A CN 101164379A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
sub
phosphor
luminescence converter
monolithic ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800129707A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100486397C (zh
Inventor
P·施米特
J·迈耶
H·-H·贝克特尔
T·A·科普
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101164379A publication Critical patent/CN101164379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100486397C publication Critical patent/CN100486397C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7787—Oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • C04B35/505—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds based on yttrium oxide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3294—Antimony oxides, antimonates, antimonites or oxide forming salts thereof, indium antimonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3298—Bismuth oxides, bismuthates or oxide forming salts thereof, e.g. zinc bismuthate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • C04B2235/9653—Translucent or transparent ceramics other than alumina
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/13—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of an individual bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Abstract

一种照明系统，包括辐射源和单片陶瓷发光转换器，其中单片陶瓷发光转换器包括至少一种能吸收一部分由辐射源发出的光并发出不同于被吸收光的波长的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为(YY－x－XEX)2－z:(Eu1－a－3Aa)z的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1，该照明系统尤其与作为发光二极管的辐射源组合使用时能提供具有高亮度和高显色指数的光源。本发明还涉及一种能发出琥珀色至红色的单片陶瓷发光转换器，其包括通式为(Y1－x－REx)2－zO3:(Eu1－aAa) z的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及 0≤a＜1。

Description

包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统
技术领域
本发明通常涉及一种照明系统，包括辐射源和陶瓷发光转换器。本发明还涉及一种用于这种照明系统的陶瓷发光转换器。
更具体地，本发明涉及一种照明系统以及一种通过发光下变频和基于附加色混合的紫外线或蓝光辐射发射辐射源以产生特定的包括白光的彩色光陶瓷发光转换器。优选发光二极管作为辐射源。
背景技术
现今，单独或成组使用包括可见彩色发光二极管的发光照明系统作为辐射源用于各种需要坚固的、紧凑的、轻型的、高效的、长寿命的、低电压源的白色或彩色照明应用。
这些应用其中包括在消费品诸如便携电话、数码相机和手提电脑中的小LCD显示器的照明。相关应用还包括这些产品诸如电脑显示器、立体声收音机、CD播放器、VCR等的状态指示器。指示器还存在于诸如飞行器、火车、轮船、汽车等的仪表板的系统上。
在大尺寸显示器中可以见到包含成千上万个LED组件的可寻址阵列中多个可见彩色发光LED的多色组合，大尺寸显示器诸如全色视频壁、以及高亮度大尺寸户外电视屏幕。琥珀色、红色和蓝绿色发光LED阵列还越来越多地用于交通灯或建筑效果灯光中。
然而，传统的可见彩色发光LED通常产量较低并认为难以在各批之间实现均匀的发射特性。LED可在单批晶片上显示较大的波长变化，并且在工作时随着工作条件诸如驱动电流和温度显示出较大波长和发射变化。
因此，当用包括可见彩色发光二极管的排列产生白光时，将出现由于可见彩色发光二极管的色调、亮度和其他因素的变化而不能产生想要色调的白色光的问题。
已知将在UV内发射的发光二极管发射的颜色通过包括磷光体的发光物质转换成蓝色范围的电磁波频谱，以产生可见的白色或彩色的光照明。
磷光体转换的“白光”LED系统尤其是基于二色性(BY)方法混合了黄色和蓝色，在这种情况下输出光的黄色二次分量可由黄磷光体产生，蓝色分量可由磷光体或蓝色LED的一次发射产生。
类似地，白光照明系统基于三色性(RGB)方法，即基于混合三种颜色，红色、绿色和蓝色，在这种情况下，红色和绿色分量由磷光体产生，蓝色分量由蓝色发光LED的一次发射产生。
由于发光二极管技术的近来发展已经产生了在近UV至蓝光范围内发射的非常有效的发光二极管，现在市场上尽是大量彩色和白色发光的磷光体转换发光装置，向传统白炽或荧光照明发出了挑战。
US20040233664A1公开了一种利用多波长光循环的照明系统。这种照明系统具有光源和位于光循环封套内的波长转换层。光源是发光二极管或半导体激光器。波长转换层由粉末磷光体物质、量子点物质(quantum dot material)、发光掺杂物质或大量这些物质组成。粉末磷光体物质通常是掺有镧系元素离子或可替换地诸如铬、钛、钒、钴或钕的离子的光学无机材料。
通常，已有的磷光体转换发光装置利用这样一种设置，其中，其上具有LED的半导体芯片被环氧树脂波长转换层覆盖，转换层中具有一个或多个转换磷光体的嵌入色素颗粒。这些磷光体颗粒将LED发出的UV/蓝色辐射如上所述转换成白光或彩色光。
然而，现有技术中包括微晶磷光体粉末的照明系统具有的问题是，由于本身存在的多种问题它们不能用于许多用途中。
首先，难以沉积获得均匀厚度的波长转换层。由于颜色均匀度需要均匀的厚度，因此也难以保证能获得均匀的颜色。在层比较厚的区域，光显示出与较薄层部分的另一种色调的白光。
其次，包括色素颗粒的波长转换层的光学特性强烈地依赖于层使用的材料。
只有含有比可见光波长小得多的以及分散在透明基质材料中的颗粒的波长转换层是高度透明的或有少量光散射的半透明的层。包含几乎等于或大于可见光波长的颗粒的波长转换层通常将强烈地散射光。这些材料可能局部反射，导致较低的光提取效率。
第三，如果波长转换层局部反射，该层优选制得足够薄，使其透射至少部分入射到层上的光。但是在薄的层内部，颗粒是倾向于凝结的，并因而，很难以产生具有均匀分布颗粒的均匀层。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于产生白光的照明系统，其具有适当的光提取效率和透明度以及真实的色彩再现。
依据本发明的另一个目的，提供了一种用于产生琥珀色光到红光的照明系统。
因而依据本发明的一个方面，本发明提供了一种照明系统，包括辐射源和单片陶瓷发光转换器，该转换器包括至少一种能吸收一部分辐射源发出的光并发出具有不同于被吸收光的波长的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
之前已知包含具有激活剂铕的氧化钇的磷光体色素达到了磷光体转换LED的色彩和稳定性标准，但是由于难以控制用这种材料制得的颗粒的尺寸，在这种磷光体与任意基底的粘着强度方面存在巨大的困难。依据本发明的单片陶瓷发光转换器具有与多晶氧化磷光体色素相同的性能但不存在粘着问题。
并且，由于单片陶瓷发光转换器是半透明的，它不阻止光的透射，从而最小化了瞬态光的散射。
单片陶瓷发光转换器容易制成均匀的厚度，因此在整个表面上具有相同的颜色转换效应，较现有技术的装置能产生更为均匀的复合光。
所述辐射源优选发光二极管。
在本发明的一个实施例中，当将发出琥珀色至红色光的磷光体和发光二极管一起提供作为单片陶瓷发光转换器时，获得的磷光体转换光发射装置可高亮度地发出琥珀色至红色的光，其中磷光体具有通式(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1磷光体。
为了减少单片陶瓷发光转换器和发光二极管基底之间的界面上的总反射的损失，照明系统可包括粘附在所述发光二极管和所述单片陶瓷发光转换器上的界面层。
在优选的实施例中，界面层包含选自氧化铝Al2O3、TiO2和氧化钇Y2O3的陶瓷材料。
在另一个实施例中，界面层包含玻璃。
依据本发明的一个实施例，所述单片陶瓷发光转换器是第一发光转换器元件，还包括一个或多个第二发光转换器元件。
第二发光转换器元件可能是一个涂层，包含第二树脂粘合多晶磷光体色素作为发光材料。另外，第二发光转换器元件可能是第二单片陶瓷发光转换器，包括第二种磷光体。
当同时具有本发明的发红光的单片陶瓷发光转换器以及另一个发光转换器诸如发绿光的磷光体以及发蓝光的磷光体时，获得的发光装置发射高亮度的白光或中间彩色光，其中发绿光的磷光体例如BaMgAl10O17:Eu、Mn、Zn2GeO4:Mn等，发蓝光的磷光体例如BaMgAl10O17:Eu、(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu等。
在任意这些发光装置中，可能加入作为另一个发光转换器的第二发红光磷光体，诸如(Sr1-x-yCaxBay)2Si5N8:Eu，其中0≤x≤1以及0≤y≤1；(Sr1-x-yCaxBay)2Si5-x-AlxN8-xOx:Eu，其中0≤x≤1以及0≤y≤1；以及(Sr1-xCax)S:Eu，其中0≤x≤1等。
依据本发明的另一个方面，单片陶瓷发光转换器包括至少一种能吸收一部分辐射源发出的光并且发出不同于被吸收光的波长的光的磷光体，其中所述至少一种磷光体是通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活的稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.02；以及0≤a＜1。
半透明度和/或透明度、高密度、低比表面积——所有这些特性使得单片陶瓷发光转换器优于多晶磷光体色素。
这种转换器不仅作为一种好的高能辐射转换器，诸如将UV中的辐射转换成蓝光范围的电磁波频谱，是有效的。它还可作为一种由转换高能辐射输入获得的好的光能发射器，也是有效的。否则，光可被材料吸收并且将损失整个的转换效率。
附图说明
图1示出二色性的白色LED灯的示意性侧视图，该灯包括位于发光二极管引线框架结构发出的光的路径上的本发明的陶瓷发光转换器。
图2示出三色性的白色LED灯的示意性侧视图，其中该灯包括位于发光二极管引线框架结构发出的光的路径上的本发明的陶瓷发光转换器。
图3示出三色性的白色LED灯的示意性侧视图，其中该灯包括位于发光二极管倒装晶片结构发出的光的路径上的本发明的陶瓷发光转换器。
图4示出二色性的绿色灯的示意性侧视图，其中该灯包括位于发光二极管倒装晶片结构发出的光的路径上的本发明的陶瓷发光转换器。
图5示出RGB显示器的示意性侧视图，其中该显示器包括位于发光二极管倒装晶片结构发出的光的路径上的本发明的陶瓷发光转换器。
图6是与包括Y2O3:Eu的多晶磷光体色素相对比的依据本发明的陶瓷发光转换器的激发模型。
图7是与包括Y2O3:Eu的多晶磷光体色素相对比的依据本发明的陶瓷发光转换器的发射模型。
具体实施方式
单片陶瓷发光转换器
本发明聚焦在任意构型的照明系统中的单片陶瓷发光转换器(CLC)上，其包括通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1，所述照明系统包括一次辐射的源，包括但不限于放电灯、荧光灯、LED、激光二极管、OLED和X射线管。这里使用的词语“辐射”包括位于电磁波频谱的UV、IR和可见光区域内的辐射。
通常来说，单片陶瓷发光转换器是陶瓷主体的，当受到高能电磁光子激励时发出位于可见或近可见频谱的电磁辐射。
单片陶瓷发光转换器的特征在于其典型的微结构。单片陶瓷发光转换器的微结构是多晶的，也就是不规则的聚结的隐晶的、微晶的或毫微晶的晶粒。晶粒生长以达到紧密接触并共享晶界。宏观上来说，单片陶瓷似乎是同向性的，虽然多晶的微结构很容易被SEM(扫描电子显微术)检测出。
最后，单片陶瓷发光转换器包含位于其晶粒的晶界上的第二相，改变了陶瓷的光散射特性。第二相材料可以是晶体的或玻璃质的。
由于它们的单片多晶微结构，陶瓷发光转换器是透明的或至少具有高的光学半透明度以及低的光吸收性。
包括铕(III)激活的倍半氧化物磷光体的CLC
依据本发明的单片陶瓷发光转换器包括作为发光材料的通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥或其组合，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒或其组合。x的值范围在0至小于1，z在0.001至0.2之间。
这种单片陶瓷发光转换器具有高度的物理完整性，其性能使得材料可易于加工、结构化和抛光以改善光提取和增强光导效果。
新的琥珀色至红色光发射单片陶瓷发光转换器与用于照明系统中的各种单独的理想需求完全匹配，也就是
强的琥珀色至红色光发射
高量子效率
对短波和长波UV激励很敏感
在高工作温度时仍有效
在非常长的工作寿命期间都很稳定
通式(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的磷光体，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1，是一种发出琥珀色至红色光的非常有效的磷光体。
这一类磷光体材料是基于铕(III)激活的钇或钇与稀土金属的倍半氧化物的发光，其中稀土金属选自钆、钪和镥或其组合。
磷光体包括主晶格(host lattice)和掺杂离子。主晶格具有本领域技术人员已知的晶体结构，诸如从基本的CaF2晶体结构类型导出的C结构，其中所有阳离子由氧八面体形状地(octahedrically)包围。
这里使用的掺杂剂铕可以单独使用或与选自铋、锑、镝、钐、铥和铒或其组合的共激活剂一起使用。
单独的或与共激活剂组合的铕(III)的比例z优选在0.001＜z＜0.2的范围内。当比例z较低时，亮度降低，因为由于铕(III)阳离子导致了光致发光的激发发射中心的数量减少。当分数z大于0.2时，出现浓缩猝灭(concentration quenching)。浓缩猝灭指的是当为了提高发光物质的亮度而加入激活剂的浓度超出适宜水平时，将减小发射强度。
这些铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物磷光体对电磁波频谱中比可见光部分更高能的部分更为敏感。
更具体的，依据本发明的单片陶瓷发光转换器尤其可被250-290nm这种波长的UV辐射激发，但是与相同成分的粉末色素磷光体相反，还可被从UVA至蓝光分量所发出的波长为380-420nm的辐射高效地激发，参见图6。这种锐激发带(sharp excitation band)，正如图6可见的，证明了这些都是由于Eu(III)的f-f跃迁造成的吸收峰。
由于发红光的单片陶瓷发光转换器的激发波长位于长波长紫外和短波长可见光(380-420nm)的范围之间，在这个范围内的波长的光可被转换成琥珀色至红色光。
因而，单片陶瓷发光转换器的发光材料具有理想的特性，可与作为一次辐射源的发UVA/蓝光的氮化物半导体发光二极管一起使用。
包含Y2O3:Eu的单片陶瓷发光转换器的技术参数是：
  化学符号   Y2O3:Eu
  色度坐标亮度％真密度(g/cm3)发射光谱的主峰nm   x＝0.654±0.0003y＝0.345±0.0003≥995.1±0.1611
包含Y2O3:Eu基的磷光体成分的单片陶瓷发光转换器的发射峰中心在611nm附近，即可见光的琥珀色光范围内。
由于人眼的光谱灵敏度，611nm的Eu(III)发射的流明当量相对较高，同时色点仍然在1931CIE色品图的红色区域内。由于这种作用的组合，以及新的单片陶瓷发光转换器对其他波长具有小得多的吸收的事实，包括单片陶瓷发光转换器的磷光体转换发光装置的发光效能与包括粉末磷光体色素的装置相比较是提高了。
单片陶瓷发光转换器的制造
依据本发明的单片陶瓷发光转换器可通过以下步骤制得，第一个步骤是预备发光微晶磷光体粉末材料，第二个步骤是均衡地将微晶材料按压成小球并升高温度烧结小球足够长的一段时间以压紧成光学半透明的主体。
制造本发明的微晶磷光体粉末的方法并没有特别的限制，可通过任意方法制得，只要制得依据本法的磷光体即可。
制造依据本发明的磷光体的优选方法是液体沉淀法。在这种方法中，对包括可溶的磷光体的前驱体的溶液进行化学处理，沉淀出磷光体颗粒或磷光体前驱体颗粒。通常，升高温度煅烧这些颗粒以制得磷光体化合物。
例如，US6677262中已知一种有用的方法，其公开了以下方法：通过在温度至少为80℃的情况下维持水溶性稀土金属盐和尿素的水溶液来制备稀土元素的氧化物，其中尿素的初始浓度高达50克/升，与此同时监测尿素浓度，并将尿素加入水溶液中以使尿素的浓度与其初始浓度基本相同，因而形成了稀土金属碱式碳酸盐，烘烤稀土金属碱式碳酸盐制得稀土金属氧化物。
通式为(Y1-xREx)2-zO3):(Eu1-aAa)z的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物的一系列成分可通过这种方法制得，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
在一个特定的实施例中，发琥珀色至红色光的铕(III)激活的钇倍半氧化物颗粒可通过以下方法制成单分散(monidisperse)磷光体粉末：在40升玻璃衬里的容器中具有1.351的0.5MYCl3脱离子水溶液，在剧烈搅拌中将33.46gEu(NO3)3*6H2O和1.4625kg尿素溶解至水中。加入另外的水至最终体积30升。加热溶液至沸，并在出现第一次混浊后另外加热2小时。用漏斗收集沉淀物，洗涤除去氯化物。随后进行干燥，并在800℃时煅烧2小时。获得的前驱体粉末由平均尺寸为250nm的球形颗粒组成。用粉末X射线衍射(Cu、Kα-线)来测定磷光体色素的特性，这将显示已经形成具有理想晶体结构的理想氧化物。
这种磷光体粉末材料还可通过固态方法制得。在这种方法中，单独预备磷光体前驱体材料并在固态时混合并加热，使前驱体发生反应并形成磷光体材料的粉末。
在另一种方法中，磷光体粉末颗粒前驱体或磷光体颗粒分散在浆料中，然后喷雾干燥以蒸发液体。随后喷雾干燥得到的粉末通过升高温度烧结来转化成磷光体，以使粉末结晶并形成微晶磷光体粉末。轻轻压碎并碾磨烧成的粉末，以回收理想颗粒尺寸的磷光体颗粒。
用通过这些方法获得的细颗粒的微晶磷光体粉末来制备依据本发明的单片陶瓷发光转换器。为了实现这个目标，将合适的磷光体粉末置于高压中并一起进行升温处理或者进行单独的热处理。优选均衡压型。
特别优选在进行热均衡压力处理或冷均衡压力处理之后进行烧结。还可在冷均衡压型和烧结的组合处理之后进行热均衡压型。
必须仔细监督浓缩过程，以控制晶粒生长以及除去残余的细孔。
磷光体材料的压制和热处理将制得单片陶瓷主体，其可被当前的金相处理很容易地锯断、机械加工和抛光。单片聚晶陶瓷材料可被锯成1毫米或更小宽度的晶片。优选地，抛光陶瓷来获得平滑的表面并阻止表面粗糙度引起的漫散射。
在制造透明单片铕(III)激活的钇陶瓷发光转换器的一个特定实施例中，细颗粒的磷光体粉末首先通过已知的陶瓷技术处理成未烧(未燃烧的)试样：粉末在玛瑙研钵中与10％粘合剂(5％聚乙烯醇水溶液)研磨。通过500μm的网筛，并使用粉末压缩工具按压未烧试样，随后在3200bar进行冷均衡压型。在1700℃时真空烧结陶瓷未烧(未燃烧的)试样成透明单片陶瓷。可通过一个在稍微较低温度的流动的氩中的额外的退火步骤来改善发光输出。冷却到室温后，将获得的氧化物陶瓷锯成晶片。研磨并抛光这些晶片，获得最终的半透明陶瓷。
CLC微结构的特点是形成晶界网络的晶粒的统计颗粒结构。
包括发琥珀色至红色光CLC的磷光体转换照明系统
依据本发明的一方面，照明系统包括辐射源和单片陶瓷发光转换器，该转换器包括至少一种能吸收辐射源发出的一部分光并发出不同于被吸收的光波长的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
在计划在大批照明系统中使用本发明的单片陶瓷发光转换器的同时，详细描述了本发明的在包括辐射源的照明系统中的特殊用途，所述辐射源优选为半导体光学辐射体以及响应于电激励发出光辐射的其他装置。半导体光学辐射体包括发光二极管LED芯片、发光聚合物(LEP)、有机发光装置(OLED)、聚合物发光装置(PLED)等。
在本发明中尝试了任意结构的照明系统，该照明系统包括发光二极管或发光二极管阵列以及陶瓷发光转换器，该转换器包括通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活的稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1，优选加入了其他已知的磷光体，当由如上所述的LED发出的一次UV或蓝色光照射时，其可被组合来获得特定的颜色或白光。
联合了单片陶瓷发光转换器和发光二极管或发光二极管阵列的磷光体转换发光装置的可能结构包括引线框架安装的LED以及表面安装的LED。
现在将描述包括图1示出的包括发光二极管和单片陶瓷发光转换器的这种磷光体转换发光装置的一个实施例的详细结构。
图1示出了引线框架安装类型的发光二极管以及单片陶瓷发光转换器的示意图。
位于反射杯3内的发光二极管元件1是位于管形状中的立方体形状的小型芯片，其具有分别位于顶面和背面上的电极5。背部电极与负电极通过传导胶连接。顶部电极通过接合线4电连接正电极。
配置成平板状的单片陶瓷发光转换器2位于反射杯中，这样，发光二极管发出的大部分光以几乎与该板表面垂直的角度进入平板。为了实现这点，反射器位于发光二极管周围以反射从发光二极管发出的未朝向平板方向的光。
在工作中，电源供应给LED管芯以激活该管芯。当激活时，该管芯发出一次光(primary light)，例如UV或可见的蓝光。一部分发出的一次光完全或部分地被陶瓷发光转换器吸收。响应于一次光的吸收，陶瓷发光转换器随后发出二次光，也就是具有较长峰值波长的转换后的光，主要是在足够宽波段中的琥珀色至红色的光。发出的一次光的剩下的未吸收部分与二次光一起透射通过陶瓷发光转换器。
反射器在通常方向上引导未吸收的一次光和所述二次光作为输出光。因而，输出光是一种混合光，其由管芯发出的一次光和发光层发出的二次光组成。
与一次光相比较，依据本发明的照明系统的输出光的色温或色点将根据二次光的光谱分布和亮度而改变。
首先，一次光的色温或色点可根据适当选择的发光二极管而改变。
其次，二次光的色温或色点可根据适当选择的陶瓷发光转换器中特定磷光体成分而改变。
应当注意，还可利用多个发光转换元件。例如如果使用UV发射的LED，可使用两种磷光体来作为光源，那么观察者将看到的是白光。在这种情况中，还可加入第二单片陶瓷发光转换器。另外，可加入树脂黏合发光转换器作为涂层或发射体外壳。
图2示出了具有两个发光转换器的引线框架安装类发光二极管的示意图。位于反射杯3内的发光二极管元件1封装入由诸如硅或环氧树脂的透明聚合物材料制成的树脂外壳6中。树脂外壳中可能具有到处都分布的多晶发光转换材料。发光转换材料可以是一种或多种发光材料，诸如磷光体或发光染料。依据本发明的发出琥珀色至红色光的单片陶瓷发光转换器位于树脂外壳的顶部。
通常，发光二极管设置在诸如蓝宝石的绝缘基底上，并且在该装置的同一侧上有两个触点。这种装置可以通过已知为外延向上(epitaxy-up)装置的触点，或通过已知为倒装晶片装置的与触点相反的装置表面来提取光的方式进行安装。图3示意性示出了固态照明系统的特定结构，该照明系统包括单片陶瓷发光转换器，其中芯片按照倒装晶片的结构安装在基底7上，其具有两个不使用接线便和各个引线接触的电极。上下翻转LED管芯并连接在导热基底7上。将依据本发明的发出琥珀色至红色光的单片陶瓷发光转换器附着在LED管芯的顶部。
在发光二极管和单片陶瓷发光转换器的外表面上形成树脂涂层，其中转换器中分散有第二多晶发光转换材料。
在工作中，发光二极管发出的光被单片陶瓷发光转换器转换波长并与第二发光转换器的波长转换的光相混合以产生白光或彩色的可见光。
图4示出了红色灯的示意性横截面视图，该灯包括本发明的单片陶瓷发光转换器，其按照倒装晶片的排列方式位于发光二极管发出的光的通路上。
图5图解了安装在电路板上与单片陶瓷发光转换器一起用作RGB显示器或光源的多个LED的示意性横截面视图。
包括与界面层相匹配的折射率以连接单片陶瓷发光转换器和LED基底 的磷光体转换发光装置
为了减少层边界上总反射的损失，至关重要的是具有与发光二极管基底和单片陶瓷颜色转换器之间的连接相匹配的折射率。由于热膨胀系数(氧化钇为8.1*10-6K-1以及蓝宝石基底为5-6.7*10-6K-1)的巨大差别，常规方法的烧结连接是不可能的。可替换的是使用快速热处理器(RTP，也就是卤素灯烤炉)来在石墨箱中迅速加热材料。当由于极端的加热速率(＞10Ks-1)导致的无法达到热平衡时，将最小化机械应力，这将随后导致无裂缝的烧结连接。
还可能通过利用常规溶胶凝胶方法制得的中间Al2O3、TiO2或Y2O3层来实现连接。为了实现这个目的，使用铝、钛或钇的醇化物诸如铝、钛或钇的异丙醇盐在诸如乙烯乙二醇单甲基醚、甲苯、醇或醚的溶剂的溶液来形成间隙的Al2O3、TiO2或Y2O3层。用该溶液来涂敷单片陶瓷发光转换器或发光二极管基底或两者。随后连接这两种材料并使间隙层结晶。
此外还可在基底和单片陶瓷发光转换器之间应用高折射率玻璃的玻璃粉(例如Schott LaSF 1.8/35)并通过加热形成空隙玻璃层作为连接。
发出白光的磷光体转换发光装置
依据本发明的一方面，包括辐射源尤其是发光二极管和依据本发明发出琥珀色至红色光的单片陶瓷发光转换器的照明系统的输出光可具有看上去是“白光”的光谱分布。
最普通的现有的白色磷光体转换LED由发蓝光的LED芯片组成，该LED芯片涂敷了将一些蓝光辐射转换成互补色，例如黄色至琥珀色发射的磷光体。蓝色和黄色发射组合在一起将产生白光。
已知利用UV发光芯片和设计的磷光体来将UV辐射转换成可见光的白色LED。通常，需要三种或更多磷光体发射谱带来产生白光。
蓝色/CLC白色LED
(利用发出蓝光的发光二极管的二色性白光磷光体转换发光装置)
在依据本发明的发白光的照明系统的一个实施例中，可通过选择单片陶瓷发光转换器的发光材料使发蓝光的发光二极管发出的蓝色辐射转换成在琥珀色范围的电磁波频谱内的互补色波长范围，以形成二色性白光来有利地制得本发明的装置。
特别地，用最大发射在390-480nm之间的发蓝光的LED可获得最好的结果。考虑到依据本发明的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物的激发光谱(图6)，最适宜的是395nm，还有就是467nm。
包含通式为(Y1-xREx)2-zO3:(Eu1-aAa)z的铕(III)激活的稀土金属倍半氧化物的单片陶瓷发光转换器的磷光体材料可产生琥珀色光，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
在工作中，LED装置发出的一次蓝光的一部分没有碰撞激活剂离子而通过单片陶瓷发光转换器。
LED装置发出的一次蓝色辐射的另一部分与发光转换器的激活剂离子相碰撞，因而使它们发出琥珀色至红色光。因而Al、In、Ga、N发光二极管发出的蓝色辐射的一部分被移位到琥珀色光谱区，因此移位到相对于蓝色是互补色的波长范围。观察者可看到的是蓝色一次光和二次琥珀色至红色光组合为白光。
(利用发蓝光的发光二极管的三色性白色光磷光体转换发光装置)
在第二实施例中，产生具有更高显色性的白光发射可由发蓝光的LED和发琥珀色至红色的单片陶瓷发光转换器产生，其中发光转换器包括铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物和额外的混合在树脂粘合的封装层中的红、黄或绿色宽波段发射的磷光体色素，并因而覆盖了可见白光的整个光谱范围。
在下表2中简介了有用的第二种磷光体和它们的光学特性。
表2：
    成分     λmax[nm]     色点x、y
    (Ba1-xSrx)2SiO4:Eu     523     0.272、0.640
    SrGa2S4:Eu     535     0.270、0.686
    SrSi2N2O2:Eu     541     0.356、0.606
    SrS:Eu     610     0.627、0.372
    (Sr1-x-yCaxBay)2Si5N8:Eu     615     0.615、0.384
    (Sr1-x-yCaxBay)2Si5-aAlaN8-aOa:Eu     615-650     *
    CaS:Eu     655     0.700、0.303
    (Sr1-xCax)S:Eu     610-655     *
*色点取决于x值
发光材料可包含两种磷光体，例如依据本发明的发琥珀色至红色的单片陶瓷发光转换器和在树脂粘合封装层中的选自包括(Ba1-xSrx)SiO4:Eu其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的组的绿色磷光体。
另外，发光材料可包含三种磷光体，例如发琥珀色至红色的单片陶瓷发光转换器；选自包括(Ca1-xSrx)S:Eu其中0≤x≤1，(Sr1-x-yBaxCay)2Si5-aAlaN8-aOa:Eu其中0≤a＜5，0＜x≤1和0≤y≤1的组的红色磷光体，以及在树脂粘合封装层中的选自包括(Ba1-xSrx)2SiO4:Eu其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的组的发黄色至绿色的磷光体。
在工作中，LED芯片发出的一次蓝色辐射碰撞在发光转换器的激活剂离子上，因而使激活剂离子发出琥珀色至红色光。这部分由发光二极管发出的蓝色辐射被移位进入琥珀色光谱区。
LED装置发出的一次蓝色辐射的另一部分穿过单片陶瓷发光转换器并被树脂涂层中的发光材料移位到绿色光谱区。
发光二极管发出的蓝色辐射的另外一部分不被改变地穿过单片陶瓷发光转换器和发光涂层。
观察者看得到的是蓝色一次光、单片陶瓷发光转换器发出的二次琥珀色光和发黄至绿色磷光体的二次光的三色组合的白光。
因而产生的白光的色调(在CIE色品图中的色点)可根据磷光体的混合比和浓度的适宜选择而发生变化。
UV/CLC白色LED
(利用发UV光的二色性白色磷光体转换发光装置)。在另一个实施例中，可通过选择发光材料使UV辐射发射二极管发出的UV辐射转换成互补色波长范围以形成二色性白光来有利地形成依据本发明的发白光的照明系统。
特别地，利用最大发射在390-480nm的UV发射LED可获得最好的结果。考虑到依据本发明的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物的激发光谱，最适宜的是395nm，还有就是467nm。
在这个实施例中，发光材料产生琥珀色和蓝色光。琥珀色光由包含铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化磷光体的单片陶瓷发光转换器产生。蓝色光由包含选自包括BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4:Ce其中Ln代表镧系金属，和在树脂粘合层中的(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的组的蓝色磷光体的发光材料产生。
LED装置发出的一次辐射的一部分与单片陶瓷发光转换器中的激活剂离子碰撞，因而使激活剂离子发出琥珀色光。
另一部分穿过单片陶瓷发光转换器并被树脂涂层中的发光材料移位到蓝色光谱区。观察者看得到的是二次蓝色和琥珀色光的组合的白光。
(利用发UV的LED的三色性白色磷光体转换发光装置)。通过利用覆盖了整个光谱区的蓝色和绿色宽波段的发射磷光体连同UV发射LED和发琥珀色至红色单片陶瓷发光转换器可以产生较高显色性的白光发射。
发光材料可以是三种磷光体的混合物，作为单片CLC的发琥珀色至红色的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物，选自包括BaMgAl10O17:Eu，Ba5SiO4(Cl，Br)6:Eu，CaLn2S4:Ce和(Sr，Ba，Ca)5(PO4)3Cl:Eu的组的蓝色磷光体和选自包括(Ba1-xSrx)SiO4:Eu其中0≤x≤1，SrGa2S4:Eu和SrSi2N2O2:Eu的组的黄色至绿色磷光体。
因而产生的白光的色调(在CIE色品图中的色点)可根据磷光体的混合比和浓度的适宜选择而发生变化。
发琥珀色至红色的发光磷光体转换发光装置
依据本发明的另一方面，包括辐射源和发红色单片陶瓷发光转换器的照明系统的输出光具有看上去是琥珀色至红色光的光谱分布。
单片陶瓷发光转换器包括通式为(Y1-xREx)2-yO3:(Eu1-aAa)的铕(III)激活的稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。因为磷光体尤其适合作为由一次UVA或蓝色辐射源例如UVA发射LED或蓝色光发射LED激发的的发琥珀色至红色的部件。
因而可以使用发出琥珀色至红色区域的电磁波频谱的磷光体转换发光装置。
特别地，利用最大发射在390-480nm的发射UV的LED可获得最好的结果。考虑到依据本发明的铕(III)激活的钇稀土金属倍半氧化物的激发光谱，最适宜的是395nm，还有就是467nm。
在另一个实施例中，可通过选择作为辐射源的发蓝光的发光二极管和通过依据本发明的单片陶瓷发光转换器将蓝色辐射整个转换成单色性的琥珀色至红色光来有利地制得依据本发明的发琥珀色至红色的发光装置。
LED-CLC系统的色彩输出对单片陶瓷发光转换器的厚度非常敏感。如果转换器厚度很大，那么较少量的一次蓝色LED光能穿过转换器。那么，组合的LED-CLC系统将显示出琥珀色至红色，因为单片陶瓷发光转换器的琥珀色至红色的二次光占优势地位。因此，单片陶瓷发光转换器的厚度是影响系统的色彩输出的很重要的变量。
数字列表
1发光二极管
2单片陶瓷发光转换器
3反射器
4引线接合
5电极
6磷光体涂层
7引线框架

Claims (9)

1.一种照明系统，包括辐射源和单片陶瓷发光转换器，其中单片陶瓷发光转换器包括至少一种能吸收一部分由辐射源发出的光并发出不同于被吸收光的波长的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为(Y1-xREx)2-yO3:(Eu1-aAa)的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
2.依据权利要求1的照明系统，其中所述辐射源是发光二极管。
3.依据权利要求2的照明系统，包括粘附在所述发光二极管和所述单片陶瓷发光转换器上的界面层。
4.依据权利要求3的照明系统，其中该界面层包含选自氧化铝Al2O3、二氧化钛TiO2和氧化钇Y2O3的陶瓷材料。
5.依据权利要求3的照明系统，其中该界面层包含玻璃。
6.依据权利要求1的照明系统，其中所述单片陶瓷发光转换器是第一发光转换器元件，还包括一个或多个第二发光转换器元件。
7.依据权利要求3的照明系统，其中第二发光转换器元件是一种包含树脂粘合的磷光体色素的涂层。
8.依据权利要求3的照明系统，其中第二发光转换器是包括第二种磷光体的第二单片陶瓷发光转换器。
9.一种单片陶瓷发光转换器，包括至少一种能吸收一部分由辐射源发出的光并发出不同于被吸收光的波长的光的磷光体；其中所述至少一种磷光体是通式为(Y1-xREx)2-yO3:(Eu1-aAa)的铕(III)激活稀土金属倍半氧化物，其中RE选自钆、钪和镥，A选自铋、锑、镝、钐、铥和铒，0≤x＜1，0.001≤z≤0.2；以及0≤a＜1。
CNB2006800129707A 2005-04-19 2006-04-13 包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统 Expired - Fee Related CN100486397C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05103125 2005-04-19
EP05103125.0 2005-04-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101164379A true CN101164379A (zh) 2008-04-16
CN100486397C CN100486397C (zh) 2009-05-06

Family

ID=37115532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006800129707A Expired - Fee Related CN100486397C (zh) 2005-04-19 2006-04-13 包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080191609A1 (zh)
EP (1) EP1875780A2 (zh)
JP (1) JP2008537002A (zh)
CN (1) CN100486397C (zh)
TW (1) TW200705716A (zh)
WO (1) WO2006111906A2 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102449378A (zh) * 2009-11-06 2012-05-09 松下电器产业株式会社 点光源及灯泡形光源
CN104205373A (zh) * 2012-03-22 2014-12-10 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 陶瓷波长转换板和包括陶瓷波长转换板的光源
CN104425701A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 日亚化学工业株式会社 发光装置
WO2015161595A1 (zh) * 2014-04-24 2015-10-29 京东方科技集团股份有限公司 Oled面板及其制备方法、显示装置
CN105576105A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN113280274A (zh) * 2016-03-16 2021-08-20 通用电气照明解决方案有限责任公司 采用具有不同含量的氟和氧的钕基材料的led设备

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101351258A (zh) * 2005-12-23 2009-01-21 Utc电力公司 用于氢分离的具有长期稳定性能的复合钯膜
CN101605866B (zh) * 2007-02-07 2013-01-02 皇家飞利浦电子股份有限公司 包含复合物单片陶瓷发光转换器的照明系统
JP2008231218A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Nippon Electric Glass Co Ltd 蛍光体材料及び白色ｌｅｄ
KR100900866B1 (ko) * 2007-05-09 2009-06-04 삼성전자주식회사 나노결정-금속산화물 복합체를 이용하는 발광 다이오드소자 및 그의 제조방법
EP2172702A4 (en) * 2007-06-25 2013-01-09 Neobulb Technologies Inc LIGHT EMITTING LIGHTING DEVICE
US7863635B2 (en) 2007-08-07 2011-01-04 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices with applied wavelength conversion materials
KR101483657B1 (ko) * 2007-10-15 2015-01-16 코닌클리케 필립스 엔.브이. 다상 ｓｉａｌｏｎ 기반 세라믹 재료를 포함하는 발광 장치
US20100273639A1 (en) * 2007-12-03 2010-10-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ceramic material for leds with reduced scattering and method of making the same
US7868340B2 (en) * 2008-05-30 2011-01-11 Bridgelux, Inc. Method and apparatus for generating white light from solid state light emitting devices
US20100033091A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Glory Science Co., Ltd. Light emitting unit and method of manufacturing the light emitting unit
DE102008045331A1 (de) 2008-09-01 2010-03-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
KR20120024976A (ko) * 2009-06-23 2012-03-14 가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼 발광 모듈
US8829777B2 (en) 2010-09-27 2014-09-09 Osram Sylvania Inc. Ceramic wavelength converter and LED light source containing same
US8729014B2 (en) 2010-11-01 2014-05-20 Rfs Pharma, Llc Specific HCV NS3 protease inhibitors
EP2723337A1 (en) 2011-06-23 2014-04-30 Panmed Ltd. Treatment of hepatitis c virus
WO2013090747A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Marvell World Trade Ltd. Current balancing circuits for light-emitting-diode-based illumination systems
US9335531B2 (en) 2011-12-30 2016-05-10 Cree, Inc. LED lighting using spectral notching
US9765257B2 (en) 2012-03-12 2017-09-19 Nitto Denko Corporation Emissive compacts and method of making the same
US8597545B1 (en) * 2012-07-18 2013-12-03 Intematix Corporation Red-emitting nitride-based calcium-stabilized phosphors
CN111628062A (zh) * 2013-04-11 2020-09-04 亮锐控股有限公司 顶发射式半导体发光器件
DE102013106573B4 (de) * 2013-06-24 2021-12-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, Gassensor mit strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements
JP6179857B2 (ja) * 2013-09-24 2017-08-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置
US9960322B2 (en) * 2014-04-23 2018-05-01 Cree, Inc. Solid state lighting devices incorporating notch filtering materials
DE102014117448A1 (de) 2014-11-27 2016-06-02 Osram Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips, Konversionselement und Leuchtstoff für ein Konversionselement
DE102015110189A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Seaborough Ip I B.V. Phosphorkeramik
WO2016207380A1 (en) 2015-06-24 2016-12-29 Seaborough Ip I B.V. Phosphor ceramic
JP6912728B2 (ja) * 2018-03-06 2021-08-04 日亜化学工業株式会社 発光装置及び光源装置
TWI765569B (zh) * 2021-02-08 2022-05-21 健策精密工業股份有限公司 導線架結構及其製造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6294800B1 (en) * 1998-02-06 2001-09-25 General Electric Company Phosphors for white light generation from UV emitting diodes
JP2001228809A (ja) * 1999-12-09 2001-08-24 Fuji Photo Film Co Ltd ディスプレイ装置
US6677262B2 (en) * 2000-07-05 2004-01-13 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Rare earth oxide, basic rare earth carbonate, making method, phosphor, and ceramic
US6497624B2 (en) * 2001-01-09 2002-12-24 Harmsway, Llc Golf practice device
DE10129464A1 (de) * 2001-06-19 2003-01-02 Philips Corp Intellectual Pty Niederdruckgasentladungslampe mit quecksilberfreier Gasfüllung
US7554258B2 (en) * 2002-10-22 2009-06-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light source having an LED and a luminescence conversion body and method for producing the luminescence conversion body
KR100639647B1 (ko) * 2003-01-20 2006-11-01 우베 고산 가부시키가이샤 광 변환용 세라믹스 복합 재료 및 그 용도
US20070132360A1 (en) * 2003-11-11 2007-06-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Low-pressure vapor discharge lamp with a mercury-free gas filling
TWI250664B (en) * 2004-01-30 2006-03-01 South Epitaxy Corp White light LED
US8417215B2 (en) * 2004-07-28 2013-04-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for positioning of wireless medical devices with short-range radio frequency technology

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102449378A (zh) * 2009-11-06 2012-05-09 松下电器产业株式会社 点光源及灯泡形光源
CN104205373A (zh) * 2012-03-22 2014-12-10 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 陶瓷波长转换板和包括陶瓷波长转换板的光源
CN104205373B (zh) * 2012-03-22 2017-10-27 奥斯兰姆施尔凡尼亚公司 陶瓷波长转换板和包括陶瓷波长转换板的光源
CN104425701A (zh) * 2013-08-29 2015-03-18 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN104425701B (zh) * 2013-08-29 2019-06-18 日亚化学工业株式会社 发光装置
WO2015161595A1 (zh) * 2014-04-24 2015-10-29 京东方科技集团股份有限公司 Oled面板及其制备方法、显示装置
US9680131B2 (en) 2014-04-24 2017-06-13 Boe Technology Group Co., Ltd. Organic light-emitting diode (OLED) panel, manufacturing method thereof and display device
CN105576105A (zh) * 2014-10-31 2016-05-11 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN105576105B (zh) * 2014-10-31 2018-09-11 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN113280274A (zh) * 2016-03-16 2021-08-20 通用电气照明解决方案有限责任公司 采用具有不同含量的氟和氧的钕基材料的led设备
CN113280274B (zh) * 2016-03-16 2023-06-09 赛万特科技有限责任公司 采用具有不同含量的氟和氧的钕基材料的led设备

Also Published As

Publication number Publication date
EP1875780A2 (en) 2008-01-09
JP2008537002A (ja) 2008-09-11
US20080191609A1 (en) 2008-08-14
WO2006111906A3 (en) 2007-02-15
WO2006111906A2 (en) 2006-10-26
TW200705716A (en) 2007-02-01
CN100486397C (zh) 2009-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100486397C (zh) 包括红色发射陶瓷发光转换器的照明系统
CN101129095B (zh) 包括发绿光的陶瓷发光转换器的照明系统
CN101288342B (zh) 包括陶瓷发光转换器的照明系统
CN102660269B (zh) 包含辐射源和发光材料的照明系统
US7768189B2 (en) White LEDs with tunable CRI
TWI407474B (zh) 陶瓷冷光轉換器及包含該轉換器之照明系統
KR101382915B1 (ko) 형광체 및 그 제조 방법, 및 그것을 이용한 발광 장치
US9995458B2 (en) Ceramic phosphor plate and lighting device including the same
CN101138278A (zh) 包括辐射源和荧光材料的照明系统
CN101213878A (zh) 包括黄绿发光材料的照明系统
CN101072844A (zh) 包括辐射源和发光材料的照明系统
US9657222B2 (en) Silicate phosphors
JP2008007644A (ja) 赤色発光蛍光体及び発光装置
KR101717241B1 (ko) 질화물 적색 발광재료, 그것을 포함한 발광체 및 발광소자
KR20190013977A (ko) 형광분말, 이의 제조방법 및 이를 구비하는 발광소자
CN101443433A (zh) 包括辐射源和发光材料的照明系统
Zhang et al. Layered array Al2O3-LuAG: Ce composite ceramic phosphors for high-brightness display
JP2009081288A (ja) 照明用白色発光ランプの製造方法
JP2003041252A (ja) 赤色発光蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP2023522185A (ja) 緑色発光蛍光体およびそのデバイス
KR101128672B1 (ko) 발광장치 및 적색 발광 형광체 입자
CN101072843A (zh) 包括辐射源和荧光材料的照明系统
CN112054107B (zh) 一种光学装置及其应用
JP2015224299A (ja) 波長変換部材、発光装置、および波長変換部材の製造方法
CN105001860A (zh) 一种红色荧光体及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090506

Termination date: 20100413