(57)【要約】      （修正有）【課題】燐光体変換発光ダイオード（ＬＥＤ）、ランプ、及び照明器具を供する。【解決手段】燐光体変換ＬＥＤ１６０は、ＬＥＤ１０２と第１発光材料１６６と第２発光材料１６４と第３発光材料１６２とを含む。ＬＥＤは、青色スペクトル内に第１ピーク波長を有する第１スペクトル分布を発光する。第１発光材料は、第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、緑色スペクトル内に第２ピーク波長を有する第２スペクトル分布の光へ変換する。第２発光材料は、第１スペクトル分布、第２スペクトル分布の光の一部を吸収し、第３スペクトル幅を有し、第３ピーク波長を有する第３スペクトル分布の光へ変換する。第３発光材料は、第１スペクトル分布、第２スペクトル分布、第３スペクトル分布の光の一部を吸収し、第４スペクトル幅を有し、第４ピーク波長を有する第４スペクトル分布の光へ変換する。第３ピーク波長と第４ピーク波長は、オレンジ／赤色スペクトル内である。【選択図】図１ｃ
2020098913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）であって：
青色スペクトル範囲内に第１ピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する発光ダイオード（１０２）と、
前記第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第２スペクトル分布の光へ変換するように構成される第１発光材料であって、前記第２スペクトル分布は、緑色スペクトル範囲内に第２ピーク波長を有する、第１発光材料（１６６）と、
前記第１スペクトル分布の光の一部及び／又は前記第２スペクトル分布の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第３スペクトル分布の光へ変換するように構成される第２発光材料であって、前記第３スペクトル分布は、第３スペクトル幅を有し、かつ、第３ピーク波長を有し、前記第３ピーク波長はオレンジ／赤色スペクトル範囲内である、第２発光材料（１６４）と、及び
量子閉じ込めを示す粒子を含む第３発光材料（１６２）であって、かつ、前記前記粒子は少なくとも１次元においてナノメートル範囲のサイズを有し、
ここで前記第３発光材料は、前記第１スペクトル分布の光の一部、前記第２スペクトル分布の光の一部、及び前記第３スペクトル分布の光の一部を吸収するように構成され、
ここで前記第３発光材料は、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第４スペクトル分布の光へ変換するように構成され、前記第４スペクトル分布は、第４スペクトル幅を有し、かつ、第４ピーク波長を有し、
ここで前記第４ピーク波長は赤色スペクトル範囲内であり、
ここで前記第４ピーク波長は前記第３ピーク波長よりも大きく、かつ、
ここで前記第４スペクトル幅は前記第３スペクトル幅よりも小さい、第３発光材料と、
を含む燐光体変換発光ダイオード。
【請求項２】
前記第２発光材料及び／又は前記第３発光材料が赤色発光Ｅｕ２＋燐光体を含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項３】
前記第２発光材料が材料Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋を含み、ここで、Ｍはアルカリ土類金属である、請求項２に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項４】
前記第２発光材料が材料（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋を含む、請求項２に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項５】
前記第３発光材料が：
Ｍｎ４＋イオンによって活性化されるヘキサフルオロシリケートである狭帯域赤色発光燐光体；及び
赤色発光燐光体ＣａＳ：Ｅｕ；
のうちの少なくとも一をさらに含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項６】
前記第３ピーク波長が５７５ｎｍ乃至６１５ｎｍの範囲内である、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項７】
前記第３スペクトル幅が半値全幅値として表される８０ｎｍよりも広い、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項８】
前記第３ピーク波長と前記第４ピーク波長との間での波長の差異が少なくとも１０ｎｍよりも大きい、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項９】
前記第４ピーク波長が６１０ｎｍよりも大きい、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項１０】
前記第４スペクトル幅が半値全幅値として表される６０ｎｍよりも狭い、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項１１】
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）であって、
前記第４発光材料によって放出される光のパワーが、当該燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）によって放出されるすべての光のパワーの２０％未満である、
燐光体変換発光ダイオード。
【請求項１２】
前記第１発光材料が、ガーネットＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｉＡｌＯＮ燐光体、又は（Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、又はＧｄで置換されたＹ、又はＧａで置換されたＡｌ、又は、ガーネットの混合物のうちの一である緑色発光燐光体を含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項１３】
前記第１ピーク波長が４４０ｎｍ以上であり、かつ、前記第１ピーク波長が４６０ｎｍ以下である、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
【請求項１４】
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）を含むランプ（６００，６３０，６６０）。
【請求項１５】
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）含むか、又は請求項１０に記載のランプ（６００，６３０，６６０）を含む照明器具（７００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に高い演色評価数(Color  Rendering  Index)を有する燐光体変換発光ダイオードに関する。本発明はさらに、ランプ及び照明器具(luminaires)における当該燐光体変換発光ダイオードの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
燐光体変換発光ダイオード（Light  Emitting  Diodes,ＬＥＤ）は、発光材料−たとえば特定の発光を得るためにＬＥＤによって放出された光の一部を他の色の光へ変換する無機燐光体−を含む。多くの燐光体変換ＬＥＤは、色空間において黒体線に近い色点を有する発光−従ってヒトの裸眼に対して白く見える光−を得るのに用いられる。燐光材料はしばしば発光ダイオード上に直接適用される。しかし本願で開示される発明はそのような実施形態に直接限定されない。
【０００３】
現在、上述の燐光体変換ＬＥＤは青色ＬＥＤに基づく。前記青色ＬＥＤは、青色光の一部を緑色光及び赤色光へ変換することで、相対的に高い演色評価数−たとえば８０より大−を有する白色光を生成する発光材料と結合される。係る燐光体変換ＬＥＤの一例は、緑色発光燐光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋と赤色発光燐光体ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋とを含む、４４９ｎｍのピーク波長を有する青色光を放出するＬＥＤである。赤色発光燐光体は、６２０ｎｍのピーク波長と９３ｎｍの幅（半値全幅（Full  Width  Half  Maximum,ＦＷＨＭ）値として表される）を有するスペクトル分布に従って赤色光を放出する。特定の量の燐光体を組み合わせることによって、相関色温度ＣＣＴ＝３０００ケルビンで発光する燐光体変換ＬＥＤが製造されて良い。この特定の燐光体変換ＬＥＤの合計発光パワーは、青色発光ＬＥＤからの光約１１％、赤色発光燐光体からの光４３％、及び、緑色発光燐光体からの光約４６％を含む。合計ルーメン当量(total  lumen  equivalent)は３２２．２ルーメン／ワットである。演色評価数（ＲＡ値として表される）は８２．１である。
【０００４】
ルーメン当量は、赤色発光燐光体が紅色(deep  red)領域で放出する光の量に強く依存する。紅色スペクトル範囲は、約６５０ｎｍで始まる。このとき目の感度は最大値の１０％未満にまで落ち込む。紅色領域において放出される光の量が制限され得る場合、ルーメン当量は潜在的により高い。
【０００５】
量子ドット（Quantum  Dots,ＱＤ）が相対的に狭い発光スペクトルを有するため、ルーメン当量を改善するため、量子ドットが用いられて得ることが知られている。たとえば、６１０〜６２０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する光を放出し、かつ、３０ｎｍのＦＷＨＭ幅を有する発光スペクトルを有するＱＤが存在する。たとえば、４４９ｎｍのピーク波長を放出する青色発光ＬＥＤを含み、緑色燐光体Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋を含み、及び、６１２ｎｍのピーク発光と３０ｎｍのＦＷＨＭを有する発光スペクトルを有する赤色発光量子ドットを含み、かつ、３０００ケルビンのＣＣＴで光を放出するように構成される燐光体変換ＬＥＤが製造されるとき、放出された光は、前段落の燐光体変換ＬＥＤと同一の演色評価数（ＣＲＩＲＡ＝８２．１）を有し、かつ、ルーメン当量は３６４．９ルーメン／ワットにまで増大した。よって前述の２つの実施形態による２つの燐光体変換ＬＥＤに同一量の電気エネルギーが与えられる場合、ヒトの裸眼は、最後の燐光体変換ＬＥＤによる放出光をより明るい光として感じる。
【０００６】
しかし量子ドット材料は、燐光体変換ＬＥＤの長寿命を保証するのに十分な信頼性がない。さらに現在入手可能な最も効率の良い量子ドット材料は、既知の環境との親和性の問題を有するカドミウム及び／又はセレン化物を含む。さらに相対的に高い波長で赤色光を放出し、かつ、狭い帯域で光を放出する既知の代替発光材料もまた安定性に関する問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、相対的に高いルーメン当量と相対的に高い演色評価数を維持しながら、既知の燐光体変換ＬＥＤよりも安定である燐光体変換発光ダイオード（ＬＥＤ）を供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１態様は燐光体変換発光ダイオードを供する。本発明の第２態様はランプを供する。本発明の第３態様は照明器具を供する。有利な実施形態は従属請求項に規定される。
【００１０】
本発明の第１態様による燐光体変換発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ＬＥＤと、第１発光材料と、第２発光材料と、及び第３発光材料とを含む。前記ＬＥＤは、４４５ｎｍ〜４９５ｎｍの青色スペクトル範囲内に第１ピーク波長を有する第１スペクトル分布を発光する。前記第１発光材料は、前記第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を第２スペクトル分布の光へ変換する。前記第２スペクトル分布は、緑色スペクトル範囲内に第２ピーク波長を有する。前記第２発光材料は、前記第１スペクトル分布の光の一部及び／又は前記第２スペクトル分布の一部を吸収する。前記第２発光材料は、前記の吸収した光の少なくとも一部を第３スペクトル分布の光へ変換する。前記第３スペクトル分布は、第３スペクトル幅を有し、かつ、第３ピーク波長を有する。前記第３発光材料は、前記第１スペクトル分布、前記第２スペクトル分布、及び前記第３スペクトル分布のうちの少なくとも一の光の一部を吸収する。前記第３発光材料は、前記の吸収した光の少なくとも一部を第４スペクトル分布の光へ変換する。前記第４スペクトル分布は、第４スペクトル幅を有し、かつ、第４ピーク波長を有する。前記第３ピーク波長と前記第４ピーク波長はオレンジ／赤色スペクトル範囲内である。前記第３ピーク波長は前記第４ピーク波長よりも短く、かつ、前記第３スペクトル幅は前記第４スペクトル幅よりも広い。
【００１１】
第１態様による燐光体変換ＬＥＤは、青色光をオレンジ／赤色光及び赤色光へ変換する２つの異なる発光材料を含む。たとえば量子ドットを含む前記第３発光材料は、最高ピーク波長を有し、及び従って、紅色スペクトル範囲に近い光を放出する。前記第３発光材料のスペクトル分布は、特に前記第２発光材料と比較して相対的に狭い発光分布を有する。よって前記第３発光材料は、前記紅色スペクトル範囲において多くの光を放出せず、及び従って、前記ルーメン当量は減少しない。なぜなら前記紅色スペクトル範囲内においてあまりに多くの発光が起こるからである。前記第２発光材料は、（前記第３発光材料と比較して）前記オレンジ／赤色又は赤色スペクトル範囲内において低いピーク波長を有し、かつ、広い発光分布を有する。及び結果として、前記第２発光材料は、低い赤色スペクトル範囲内において及び部分的には前記第３発光材料も発光するスペクトル範囲内において光を放出する。よって前記第２発光材料は、全赤色スペクトル範囲にわたり、かつ場合によっては(possibly)オレンジ色スペクトル範囲内においても十分高い発光に寄与する。それにより当該燐光体変換ＬＥＤによって放出される光の演色評価数は相対的に高いままである。さらに前記第３発光材料のスペクトル分布内のいくらかの(some)光をも放出する第２発光材料を用いることによって、必要とされる前記第３発光材料の量を減少させることができる。このことは、前記第３発光材料が高価であるか、又は、特定の欠点を有する場合には特に有利となる。前記第３発光材料の量が相対的に少ない場合、この材料に関する考えられ得る安定性の問題は、当該燐光体変換ＬＥＤ全体としての寿命には影響を及ぼしにくく、かつ、当該燐光体変換ＬＥＤは全体として、前記オレンジ／赤色スペクトル範囲内において相対的に狭いスペクトル分布内の光を放出するはるかに多くの発光材料を有する燐光体変換ＬＥＤと比較してより安定する。
【００１２】
換言すると、単一の赤色発光燐光体を用いるのではなく、ハイブリッドな解決法が、本発明の第１態様の燐光体変換ＬＥＤにおいては適用される。ここで、前記２つの発光材料のうちの一方の材料は、相対的に高い波長で十分な光を放出するが、前記紅色スペクトル範囲でのより多くの光の放出を防止する。及びここで、前記２つの発光材料のうちの他方の材料は、前記演色評価数が減少せず、かつ、必要とされる量子ドットの量が減少するように、前記全赤色スペクトル範囲（及び場合によっては前記オレンジ色スペクトル範囲）内において十分な光を放出するのに用いられる。前記第２発光材料と前記第３発光材料は、開示されているような具体的な組み合わせにおいて用いられなければならないことに留意して欲しい。前記発光材料のうちの一方の材料が用いられず、かつ、前記発光材料のうちの他方の量を増やさなければならない場合、及び従って、減少した演色評価数、減少したルーメン当量、又は、前記第３発光材料の過剰な使用の望ましくない効果の１つが生じることになる。
【００１３】
スペクトル分布という用語は、特定の光の波長での光の量の分布を表すことに留意して欲しい。光の量は、前記特定の波長で放出されたエネルギーの量として表されて良い。係るスペクトル分布は正規化された分布であっても良い。可視光スペクトルは、前記ヒトの裸眼によって見える色に関していくつかののスペクトルサブ範囲に細分化されて良い。前記青色スペクトル範囲は４００ｎｍ〜５００ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。前記緑色スペクトル範囲は５００ｎｍ〜５７０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。前記オレンジ色スペクトル範囲は５７０ｎｍ〜６２０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。前記赤色スペクトル範囲は６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。前記オレンジ／赤色スペクトル範囲は５７０ｎｍ〜７５０ｎｍスペクトル範囲内の光を含む。
【００１４】
任意で前記第２発光材料及び／又は前記第３発光材料は赤色発光Ｅｕ２＋燐光体を含む。
【００１５】
任意で前記第２発光材料は材料Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝アルカリ土類金属）を含む。この任意の実施形態の材料の燐光体が請求項に記載の発明において特に有用であることを、本願発明者等は発見した。前記材料の特定の発光特性は、アルカリ土類金属原子の組み合わせと前記Ｅｕ活性剤の濃度によって設定される。前記材料は、青色光を吸収するように構成され、安定であり、かつ、前記オレンジ及び赤色スペクトル範囲内での有利となる広い発光分布を供する。その結果、狭い赤色発光材料と緑色発光材料と組み合わせられるとき、相対的に高い演色評価数と相対的に高いルーメン当量を有する燐光体変換ＬＥＤが製造され得る。
【００１６】
任意で前記第２発光材料は材料（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋を含む。
【００１７】
任意で前記第３発光材料は、量子閉じ込め(quantum  confinement)を示し、かつ、少なくとも１次元においてナノメートル範囲のサイズを有する粒子を含む。
【００１８】
量子閉じ込めとは、前記粒子が該粒子のサイズに依存する光学特性を有することを意味する。係る材料の例は、量子ドット、量子ロッド、及び量子テトラポッドである。前記第３発光材料は、少なくとも１次元において前記ナノメートル範囲内のサイズを有する粒子を少なくとも含む。このことは、たとえば前記粒子が実質的に球形状である場合には、前記粒子の直径が前記ナノメートル範囲内であることを意味する。あるいはこのことは、たとえばそれらがワイヤ形状である場合には、前記ワイヤの断面のサイズが一方向において前記ナノメートル範囲内であることを意味する。前記ナノメートル範囲内でのサイズとは、それらのサイズが少なくとも１μｍ未満であり、従って５００ｎｍ未満であり、及び０．５ｎｍ以上であることを意味する。ある実施形態では、１次元におけるサイズは５０ｎｍ未満である。他の実施形態では、１次元におけるサイズは２〜３０ｎｍの範囲内である。
【００１９】
本発明の実施形態では、前記第３発光材料は量子ドットを含んで良い。量子ドットは、一般的にわずか数ｎｍの幅又は直径を有する半導体材料の小さな結晶である。入射光によって励起されるとき、量子ドットは、前記結晶のサイズと材料によって決定される色の光を放出する。従って特定の色の光が、前記ドットのサイズを適応させることによって生成され得る。可視範囲で発光する最も知られた量子ドットは、たとえば硫化カドミウム（ＣｄＳ）や硫化亜鉛（ＺｎＳ）のシェルを有するセレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）に基づく。カドミウムを含まない量子ドット−たとえば燐化インジウム（ＩｎＰ）及び二硫化インジウム銅（ＣｕＩｎＳ２）及び／又は二硫化インジウム銀（ＡｇＩｎＳ２）−が用いられても良い。量子ドットは狭い発光帯域を有し、及び従ってそれらは、飽和色を発光する。さらに発光した色は、前記量子ドットのサイズを適応させることによって容易に調節することができる。適切な波長変換特性を有していれば、当技術分野において知られているいずれの種類の量子ドットが本発明において用いられて良い。
【００２０】
任意の代替実施例では、前記第３発光材料は、Ｍｎ４＋イオンによって活性化されるヘキサフルオロシリケートである狭帯域赤色発光燐光体又は赤色発光燐光体ＣａＳ：Ｅｕのうちの少なくとも一を含む。
【００２１】
任意で前記第３ピーク波長は５７５ｎｍ〜６１５ｎｍの範囲内である。他の任意の実施例では、前記第３ピーク波長は５９０ｎｍ〜６１０ｎｍの範囲内である。前記第３スペクトル分布のピーク波長がこれらの任意の範囲のうちの一の範囲内である場合、前記第３発光材料が、前記赤色スペクトル範囲内の様々な波長で十分な光を放出するように発光するように利用可能な波長が依然として十分存在する。その結果、相対的に高い演色評価数が得られ、かつ、前記第２発光材料と前記第３発光材料を含む燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量が十分高くなる。
【００２２】
任意で前記第３スペクトル幅は、半値全幅（Full  Width  Half  Maximum,ＦＷＨＭ）値として表される８０ｎｍよりも広い。前記第３スペクトル幅が十分広い場合、前記第２発光材料は、前記オレンジ色及び赤色スペクトル範囲内において十分な光を放出する。その結果、高い演色評価数が得られ、かつ、前記第３発光材料の量が相対的に少ないまま維持され得る。前述したように、前記第３発光材料の量が相対的に少ない結果、燐光体変換ＬＥＤは、より安定し、かつ、長寿命となる。
【００２３】
任意で前記第３ピーク波長と前記第４ピーク波長との間での波長の差異は少なくとも１０ｎｍよりも大きい。前記ピーク波長の差異が十分大きい場合には、前記第２発光材料と前記第３発光材料によって放出される光は、十分に高い演色評価数を得るため、十分広いスペクトル範囲にわたって広がる。経験的には、前記第４ピーク波長が大きくなれば、前記波長の差異は大きくしなければならない。
【００２４】
任意で前記第４ピーク波長は６１０ｎｍよりも大きい。前記第４ピーク波長が十分高い場合、十分な光が前記赤色スペクトル範囲内で放出される。その結果、演色評価数は十分高いままとなる。前記第４ピーク波長が十分大きな値を有する場合、前記第２発光材料がその第３ピーク波長を有する可能性がある利用可能な前記オレンジ／赤色スペクトル範囲の相対的に大きな部分が依然として存在する。
【００２５】
任意で前記第４スペクトル幅は、半値全幅（Full  Width  Half  Maximum）値として表される６０ｎｍよりも小さい。前記第４スペクトル幅が６０ｎｍよりも小さい場合、当該燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量の減少を防止するために前記紅色スペクトル範囲内であまりに多くの光が放出されることが防止される。
【００２６】
任意で第４発光材料によって放出される光のパワーは、当該燐光体変換発光ダイオードによって放出されるすべての光のパワーの２０％未満である。当該燐光体変換ＬＥＤによって放出される合計パワーの一部として表される前記第４発光材料によって放出される光のパワーが十分に低い場合、使用されるべき前記第４発光材料の量は相対的に低く、かつ、前記紅色スペクトル範囲内で放出される光の量は相対的に低い。よって当該燐光体変換ＬＥＤは、より安定であり、かつ、相対的に高いルーメン当量を有する。
【００２７】
任意で前記第１発光材料は、ガーネットＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、又はＧｄで置換されたＹ、又はＧａで置換されたＡｌ、又はＳｉＡｌＯＮ燐光体のうちの一である緑色発光燐光体を含む。これらの材料は、相対的に高い演色評価数、相対的に高いルーメン当量、及び相対的に安定な燐光体変換ＬＥＤを得るために本発明での使用に適していることが証明された。
【００２８】
任意で前記第１ピーク波長は４４０〜４６０ｎｍの範囲内である。特定の波長で発光する青色発光ダイオードは相対的に安価で、かつ、相対的に効率的である。それに加えてこの光は、本発明の各発光材料によって十分に吸収される。
【００２９】
本発明の第２態様によると、本発明の第１態様による燐光体変換ＬＥＤを含むランプが供される。本発明の第２態様によるランプはレトロフィット(retro-fit)電球又は装置を改造したライトチューブであって良い。他の実施形態では、当該ランプは他の形状−たとえば箱又はトロッファー(troffer)の形状−を有する。
【００３０】
本発明の第３態様によると、本発明の第１態様による燐光体変換ＬＥＤを含む、又は本発明の第２態様によるランプを含む、照明器具が供される。
【００３１】
本発明の第２態様によるランプと本発明の第３態様による照明器具は、本発明の第１態様による燐光体変換ＬＥＤと同一の利点を供し、かつ、当該燐光体変換ＬＥＤの対応する実施形態と同様の効果を有する同様の実施形態を有する。
【００３２】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載された実施形態を参照することにより明らかであり、かつ、説明される。
【００３３】
本発明の上述した選択肢、実施形態、及び／又は態様の２つ以上は、任意の有用と考えられる方法で組み合わせられて良いことを当業者は理解する。
【００３４】
当該燐光体変換発光ダイオード、当該ランプ、及び/又は当該照明器具の修正型並びに変化型−当該燐光体変換発光ダイオードの記載された修正型及び変化型に対応する−は、本開示に基づいて当業者により実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】１ａ−１ｃは、本発明の第１態様による燐光体変換発光ダイオードの様々な構造の断面図を概略的に示している。
【図２ａ】燐光体変換ＬＥＤの第１実施形態の第１発光スペクトルを概略的に示している。
【図２ｂ】燐光体変換ＬＥＤの第２実施形態の第２発光スペクトルを概略的に示している。
【図３ａ】燐光体変換ＬＥＤの第３実施形態の第３発光スペクトルを概略的に示している。
【図３ｂ】燐光体変換ＬＥＤの第４実施形態の第５発光スペクトルを概略的に示している。
【図４ａ】燐光体変換ＬＥＤの第５実施形態の第６発光スペクトルを概略的に示している。
【図４ｂ】燐光体変換ＬＥＤの第６実施形態の第７発光スペクトルを概略的に示している。
【図５】燐光体変換ＬＥＤの第７実施形態の第７発光スペクトルを概略的に示している。
【図６】６ａ−６ｃは、ランプの様々な実施形態を概略的に示している。
【図７】照明器具の実施形態を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
異なる図中で同一の参照番号によって表される事項は、同一の構造上の特性と同一の機能を有するか、あるいは、同一の信号であることに留意して欲しい。かかる事項の機能及び/又は構造が説明された場合、詳細な説明での繰り返しの説明は不要である。
【００３７】
図は純粋に概略的であって縮尺通りではない。特に簡明を期すため、一部の寸法は強調されている。
【００３８】
第１実施形態が図１ａに示されている。図１ａは燐光体変更発光ダイオード（ＬＥＤ）１００を表している。燐光体変換発光ダイオード１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１０２及び発光素子１０４を含む。発光素子１０４が、ＬＥＤの上部(top)−より具体的には光を放出するＬＥＤの表面上部−に直接供される。
【００３９】
ＬＥＤ１０２は、青色スペクトル範囲内に第１ピーク波長を有する第１スペクトル分布内の光を放出する。青色スペクトル範囲は、４４５ｎｍ〜４９５ｎｍの範囲内の波長を有する光を含む。発光素子１０４は、第１発光材料、第２発光材料、及び第３発光材料を含む。異なる発光材料は、発光素子１０４中での混合体(mix)として供される。発光素子１０４は、ＬＥＤによって放出される光を受光する。第１発光材料は、第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、吸収した光の一部を、緑色スペクトル範囲内に第２ピーク波長を有する第２スペクトル分布の光へ変換するように構成される。緑色スペクトル範囲は、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。第２発光材料は、第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、吸収した光の一部を、第３ピーク幅と第３ピーク波長を有する第３スペクトル分布の光へ変換するように構成される。第３発光材料は、第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、吸収した光の一部を、第４ピーク幅と第４ピーク波長を有する第４スペクトル分布の光へ変換するように構成される。第３ピーク波長と第４ピーク波長はオレンジ／赤色スペクトル範囲内に存在する。このことは、第３ピーク波長と第４ピーク波長の各々がオレンジ色スペクトル範囲内又は赤色スペクトル範囲内に存在することを意味する。オレンジ色スペクトル範囲は、５９０ｎｍ〜６２０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。赤色スペクトル範囲は、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。よってオレンジ／赤色スペクトル範囲は、５９０ｎｍ〜７５０ｎｍ範囲内の波長を有する光を含む。さらに第３ピーク波長は第４ピーク波長よりも小さい。それに加えて第３スペクトル幅は第４スペクトル幅よりも大きい。発光素子１０４は、マトリックスポリマー−たとえばポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリカーボネート（ＰＣ）−に基づいて良いことに留意して欲しい。第１発光材料、第２発光材料、及び第３発光材料の粒子及び／又は分子は、マトリックスポリマー内で分散及び／又は溶解されて良い。他の実施形態では、発光素子１０４は、無機発光材料が用いられるときにはセラミック素子１０４であって良い。
【００４０】
図１ｂは、燐光体変換ＬＥＤ１３０の代替構造を概略的に示している。燐光体変換ＬＥＤ１３０は図１ａの燐光体変換ＬＥＤ１００と似ている。しかし、発光素子１０４がＬＥＤ１０２上に直接配置されておらず、ギャップ１３２がＬＥＤ１０２と発光素子１０４との間に存在することが異なる。ギャップは、たとえば５００μｍの深さを有して良いが、数ｍｍの深さを有しても良い。
【００４１】
図１ｃは、燐光体変換ＬＥＤ１６０の別の代替構造を概略的に示している。燐光体変換ＬＥＤ１６０は図１ａの燐光体変換ＬＥＤ１００と似ている。しかし、燐光体変換ＬＥＤ１６０は、図１ａの発光素子１０４を有していないが、ＬＥＤ１０２の発光面上部に配置される複数の発光層からなる積層体を有する点で異なる。複数の発光層からなる積層体は、第１発光材料、第２発光材料、又は第３発光材料のうちの一を有する第１層１６６を含む。第１層１６６は、ＬＥＤ１０２の発光面上に直接供される。積層体はさらに、第１層１６６と第３層１６２との間に存在する第２層１６４を含む。第２層１６４は、第１発光材料、第２発光材料、又は第３発光材料のうちの他の一を含む。第３層１６２は、第１発光材料、第２発光材料、及び第３発光材料からなる群のうちのさらに他の発光材料を含む。換言すると、第１層、第２層、及び第３層の各々では、第１発光材料、第２発光材料、及び第３発光材料からなる群のうちの発光材料の一つが配置される。複数の層のうちの各層は、各発光材料が分散又は溶解されているマトリックスポリマーに基づいて良い。複数の層のうちの各層は、各発光材料が無機化合物である場合にはセラミック層であっても良い。図１ｃでは、複数の発光層からなる積層体がＬＥＤ１０２上部に供されるが、代替実施形態では、ＬＥＤ１０２と複数の発光層からなる積層体との間にギャップが存在することにさらに留意して欲しい。
【００４２】
以降では、燐光体変換ＬＥＤの様々な実施形態が論じられる。以降の実施形態は主として、燐光体変換ＬＥＤ内で用いられる具体的発光材料に関することに留意して欲しい。以降の実施形態の燐光体変換ＬＥＤは、その燐光体変換ＬＥＤの構造についての上述した実施形態のうちの一の構造を有して良い。
【実施例１】
【００４３】
実施例１の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、ＢＳＳＮＥ２−５−８系からなる赤色発光燐光体である。第２発光材料は、５９７ｎｍのピーク波長を有し、及び半値全幅（ＦＷＨＭ）値として表される９１ｎｍのスペクトル幅を有する発光分布内の光を放出する。ＢＳＳＮＥ２−５−８系からなる燐光体は、１％のＥｕが添加されたＭ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝６０％Ｂａ、３６％Ｓｒ、３％Ｃａ）の一般式を有する。第３発光材料は、６１２ｎｍのピーク波長を有し、かつ、３０ｎｍのスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有するスペクトル分布に従って発光する量子ドットを含む。
【００４４】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が３０００ケルビンの相関色温度（correlated  color  temperature,ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図２ａに示された発光分布を有する。グラフのＸ軸は光の波長を表し、Ｙ軸はそれぞれの波長の（正規化された）強度を表す。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）８２．２の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３５５．３ｌｍ／Ｗであり、かつ、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、１２．９％が直接ＬＥＤからで、６１．０％が第１発光材料（緑）からで、８．６％が第２発光材料（オレンジ／赤色発光ＢＳＳＮＥ燐光体）からで、かつ、１７．５％が量子ドットからである。
【００４５】
この実施例が、「背景技術」で述べた第２実施形態（量子ドットを有する燐光体変換ＬＥＤ）と比較されるとき、特に量子ドットの量が顕著に減少する。赤色発光量子ドットは十分に安定しておらず、それらの必要量を減らすことにより、燐光体変換ＬＥＤの全体的な安定性が増大する。また（量子ドットがたとえばカドミウム又はセレンを含むときの）量子ドットの考えられ得る環境問題は緩和される。
【実施例２】
【００４６】
実施例２の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、ＢＳＳＮＥ２−５−８系からなる赤色発光燐光体である。第２発光材料は、６０５ｎｍのピーク波長を有し及び９６ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する発光分布内の光を放出する。第３発光材料は、６１２ｎｍのピーク波長とを有し、及び３０ｎｍのスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有するスペクトル分布に従って発光する量子ドットを含む。
【００４７】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が３０００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図２ｂに示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）８１．８の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３４０ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、１１．９％が直接ＬＥＤからで、４６．７％が第１発光材料（緑）からで、３３．３％が第２発光材料（オレンジ／赤色発光ＢＳＳＮＥ燐光体）からで、かつ、８．２％が量子ドットからである。
【実施例３】
【００４８】
実施例３の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、ＢＳＳＮＥ２−５−８系からなる赤色発光燐光体である。第２発光材料は、５８０ｎｍのピーク波長を有し、及び９０．３ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する発光分布内の光を放出する。第３発光材料は、６３０ｎｍのピーク波長を有し、２５ｎｍのスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有するスペクトル分布に従って発光する量子ドットを含む。
【００４９】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が３０００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図３ａに示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）８１．６の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。
【実施例４】
【００５０】
本発明の実施例４の文脈における第１比較例では、第３発光材料を有しない第１比較用燐光体変換ＬＥＤが論じられる。この第１比較用燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有するスペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  （Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は発光材料として用いられる。６３５ｎｍでのピーク発光及び１０１ｎｍ  ＦＷＨＭのスペクトル幅を有する赤色発光（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３Ｅｕ２＋活性化燐光体が、第１比較用燐光体変換ＬＥＤ内において用いられる。発光材料の混合物は、第１比較用燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。さらにこの実施例による第１比較用燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）９０．２の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は２７８ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、７．８％が直接ＬＥＤからで、４０．０％が緑色発光燐光体からで、かつ、５２．３％が赤色発光燐光体からである。
【００５１】
本発明の実施例４の文脈における第２比較例では、第２発光材料を有しない第２比較用燐光体変換ＬＥＤが論じられる。この第２比較用燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有するスペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  （Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は発光材料として用いられる。６２０ｎｍでのピーク発光及び２５ｎｍ  ＦＷＨＭのスペクトル幅を有する赤色発光量子ドットが、第２比較用燐光体変換ＬＥＤ内において用いられる。発光材料の混合物は、第２比較用燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。さらにこの実施例による第２比較用燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）９０．２の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３５０ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、９．４％が直接ＬＥＤからで、５６．１％が緑色発光燐光体からで、かつ、３４．４％が赤色発光燐光体からである。
【００５２】
本発明の第１態様の実施例４の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  （Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、５８０ｎｍのピーク波長及び９０．３ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する発光分布を有する赤色発光燐光体である。第２発光材料は、０．４％のＥｕが添加されたＭ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝９０％Ｂａ、１０％Ｓｒ）を含む。第３発光材料は、６３０ｎｍのピーク波長を有し、２５ｎｍのスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有するスペクトル分布に従って発光する量子ドットを含む。
【００５３】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図３ｂに示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）９０．５の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３３６ｌｍ／Ｗであり、かつ、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、９．３％が直接ＬＥＤからで、４１．１％が第１発光材料（緑）からで、２３．４％が第２発光材料（オレンジ／赤色発光燐光体）からで、かつ、２６．２％が量子ドットからである。
【００５４】
燐光体変換ＬＥＤが第１比較用燐光体変換ＬＥＤと比較されるとき、ルーメン当量が実質的により高いことがわかる。燐光体変換ＬＥＤが第２比較用燐光体変換ＬＥＤと比較されるとき、演色評価数は略同一値を有し、ルーメン当量は略同一のレベルであり、量子ドットの発光への寄与は相対的に低く、及び従って、実施例４の燐光体変換ＬＥＤ内での量子ドットの量は、第２比較例での量子ドットの量よりもはるかに低いことがわかった。
【実施例５】
【００５５】
燐光体変換ＬＥＤの第５実施例は、米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書に開示されている特定の狭帯域発光赤色燐光体の使用に関する知見を得るため、ソフトウエアプログラム内においてシミュレートされている。米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書では、Ｍｎ４＋イオンによって活性化されたヘキサフルオロシリケートが、約６３０ｎｍのピークで狭い赤色発光を示すことが開示されている。
【００５６】
実施例５の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、５９０ｎｍのピーク波長を有し、及び８７ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する赤色発光燐光体である。第２発光材料は、０．４％のＥｕが添加されたＭ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝６０％Ｂａ、４０％Ｓｒ）を含む。第３発光材料は、米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書に記載されているようにＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（赤色スペクトル範囲内において狭帯域発光を有する）を含む。
【００５７】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図４ａに示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）９０．７の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３４４ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、９．５％が直接ＬＥＤからで、４５．５％が第１発光材料（緑）からで、１９．９％が第２の赤色発光材料からで、かつ、２５．１％がＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ燐光体からである。
【実施例６】
【００５８】
燐光体変換ＬＥＤの第６実施例は、米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書に開示されている特定の狭帯域発光赤色燐光体の使用に関する知見を得るため、シミュレートされている。米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書では、Ｍｎ４＋イオンによって活性化されたヘキサフルオロシリケートが、約６３０ｎｍのピークで狭い赤色発光を示すことが開示されている。
【００５９】
実施例６の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、６００ｎｍのピーク波長を有し、及び８７ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する赤色発光燐光体である。第２発光材料は、１％のＥｕが添加されたＭ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝５０％Ｂａ、５０％Ｓｒ）を含む。第３発光材料は、米国特許出願公開第２００６／０１６９９９８号明細書に記載されているようにＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（赤色スペクトル範囲内において狭帯域発光を有する）を含む。実施例６と比較すると、第３発光材料の量は顕著に減少する。
【００６０】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図４ｂに示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）８１．５の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３４６ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、９．６％が直接ＬＥＤからで、４１．６％が第１発光材料（緑）からで、３６．３％が第２の赤色発光材料からで、かつ、１２．５％がＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ燐光体からである。
【実施例７】
【００６１】
実施例７の燐光体変換ＬＥＤは、４４９ｎｍのピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する青色発光ＬＥＤを含む。式  （Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋で表される緑色発光燐光体は第１発光材料として用いられる。第２発光材料は、６１２ｎｍのピーク波長を有し、及び８７ｎｍのＦＷＨＭ値のスペクトル幅を有する赤色発光燐光体である。第２発光材料は、３％のＥｕが添加されたＭ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（Ｍ＝５０％Ｂａ、５０％Ｓｒ）を含む。第３発光材料は、６５０ｎｍのピーク波長と６６ｎｍのスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有する発光分布を有するＣａＳ：Ｅｕを含む。
【００６２】
発光材料の混合物は、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光が２７００ケルビンの相関色温度（ＣＣＴ）を有するように選ばれる。係る燐光体変換ＬＥＤは、図５に示された発光分布を有する。さらにこの実施例による燐光体変換ＬＥＤは、（Ｒａ値として表される）８４．６の演色評価数（ＣＲＩ）を有することが知られている。この燐光体変換ＬＥＤのルーメン当量は３１３ｌｍ／Ｗであり、燐光体変換ＬＥＤによって放出される光パワーは、１０．７％が直接ＬＥＤからで、４５．８％が第１発光材料（緑）からで、３０．０％が第２の赤色発光材料からで、かつ、１３．５％がＣａＳ：Ｅｕ燐光体からである。
【００６３】
これまで論じてきた燐光体変換ＬＥＤの実施形態に基づいて、青色発光ＬＥＤと緑色燐光体を有する燐光体変換ＬＥＤ中で広帯域赤色発光燐光体と狭帯域赤色発光材料とを組み合わせることによって、狭帯域赤色発光材料の相対的に低い使用量のため、相対的に高い演色評価数を有し、相対的に高いルーメン当量を有し、及び相対的に長い寿命を有する燐光体変換ＬＥＤを得ることができると結論づけることができる。
【００６４】
図６ａは、本発明の第２態様によるランプの第１実施形態を概略的に示している。ランプはレトロフィットライトチューブ６００である。ライトチューブ６００は、横方向において、複数の燐光体変換ＬＥＤ６０２を含む。ライトチューブ６００のガラスは光射出窓であり、燐光体変換ＬＥＤ６０２は、光射出窓へ向けて光を放出する。
【００６５】
図６ｂは、レトロフィット電球６３０であるランプの第２実施形態を概略的に示している。レトロフィット電球６３０は、本発明の第１態様による燐光体変換ＬＥＤ６３２が少なくとも１つ供される底部(base)を含む。
【００６６】
図６ｃは、ＬＥＤユニット６６０であるランプの第３実施形態を概略的に示している。ＬＥＤユニット６６０は、円筒形状を有する筐体６６４を含む。筐体６６４は、内部に本発明の第１態様による複数の燐光体変換ＬＥＤ６６６が供される空洞を取り囲む。光射出窓は、空洞を閉じる層６６２によって形成される。層６６２は拡散層であって良い。あるいは層６６２は透明層であって良い。
【００６７】
図７は、本発明の第３態様による照明器具７００を概略的に示している。当該照明器具は、本発明の第１態様による１以上の発光組立体を含むか、又は本発明の第２態様によるランプを含む。
【００６８】
上述の実施例は、本発明を限定するのではなく例示していること、及び、当業者は、添付された特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計し得ることに留意して欲しい。
【００６９】
特許請求の範囲において、括弧内に置かれた参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。「comprise」という動詞およびその活用形の使用は、請求項に記載された要素またはステップ以外の要素またはステップの存在を排除するものではない。要素に先行する冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、複数の別個の構成要素を含むハードウエア手段によって実施されて良い。複数の手段を列挙する装置クレームでは、これらの手段の複数がハードウエアの一の同一の事項によって実施されて良い。ある手段が互いに異なる複数の従属請求項中に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせが利点となるように利用できないことを意味するものではない。
【符号の説明】
【００７０】
１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６  燐光体変換発光ダイオード
１０２  発光ダイオード
１６６  第１発光材料
１６４  第２発光材料
１６２  第３発光材料
６００，６３０，６６０  ランプ
７００  照明器具
【００７１】
（請求項１）
燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）であって：
青色スペクトル範囲内に第１ピーク波長を有する第１スペクトル分布を放出する発光ダイオード（１０２）；
前記第１スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第２スペクトル分布の光へ変換するように構成される第１発光材料（１６６）であって、前記だい２スペクトル分布は緑色スペクトル範囲内に第２ピーク波長を有する、第１発光材料；
前記第１スペクトル分布の光の一部及び／又は前記第２スペクトル分布の光の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第３スペクトル分布の光へ変換するように構成される第２発光材料（１６４）であって、前記第３スペクトル分布は第３スペクトル幅を有し、かつ、第３ピーク波長を有する、第２発光材料；及び
前記第１スペクトル分布、前記第２スペクトル分布、及び前記第３スペクトル分布のうちの少なくとも一つの光の一部を吸収し、かつ、前記の吸収した光の少なくとも一部を、第４スペクトル分布の光へ変換するように構成される第３発光材（１６２）であって、前記第４スペクトル分布は第４スペクトル幅を有し、かつ、第４ピーク波長を有する、第３発光材料；
を含み、
前記第３ピーク波長と前記第４ピーク波長はオレンジ／赤色スペクトル範囲内であり、
前記第３ピーク波長は前記第４ピーク波長よりも短く、かつ、
前記第３スペクトル幅は前記第４スペクトル幅よりも広い、
燐光体変換発光ダイオード。
（請求項２）
前記第２発光材料及び／又は前記第３発光材料が赤色発光Ｅｕ２＋燐光体を含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項３）
前記第２発光材料が材料Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋を含み、ここで、Ｍはアルカリ土類金属である、請求項２に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項４）
前記第２発光材料が材料（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋を含む、請求項２に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項５）
前記第３発光材料が：
量子閉じ込めを示し、かつ、少なくとも１次元においてナノメートル範囲のサイズを有する粒子；
Ｍｎ４＋イオンによって活性化されるヘキサフルオロシリケートである狭帯域赤色発光燐光体；及び
赤色発光燐光体ＣａＳ：Ｅｕ；
のうちの少なくとも一を含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項６）
前記第３ピーク波長が５７５ｎｍ乃至６１５ｎｍの範囲内である、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項７）
前記第３スペクトル幅が半値全幅値として表される８０ｎｍよりも広い、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項８）
前記第３ピーク波長と前記第４ピーク波長との間での波長の差異が少なくとも１０ｎｍよりも大きい、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項９）
前記第４ピーク波長が６１０ｎｍよりも長い、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項１０）
前記第４スペクトル幅が半値全幅値として表される６０ｎｍよりも狭い、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項１１）
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）であって、
第４発光材料によって放出される光のパワーが、当該燐光体変換ＬＥＤによって放出されるすべての光のパワーの２０％未満である、
燐光体変換発光ダイオード。
（請求項１２）
前記第１発光材料が、ガーネットＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＳｉＡｌＯＮ燐光体、又は（Ｌｕ０．５，Ｙ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、又はＧｄで置換されたＹ、又はＧａで置換されたＡｌ、又は、ガーネットの混合物のうちの一である緑色発光燐光体を含む、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項１３）
前記第１ピーク波長が４４０ｎｍ以上であり、かつ、前記第１ピーク波長が４６０ｎｍ以下である、請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）。
（請求項１４）
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）を含むランプ（６００，６３０，６６０）。
（請求項１５）
請求項１に記載の燐光体変換発光ダイオード（１００，１３０，１６０，６０２，６３２，６６６）を含むか、又は請求項１４に記載のランプ（６００，６３０，６６０）を含む照明器具（７００）。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【外国語明細書】
2020098913000001.pdf