(57)【要約】  開示の発光デバイスは、メラノピック感度範囲と一致し、従って、メラノピック含有量が少ないシアンギャップを有する白色光を提供し得る。開示の発光デバイスは、４５０ナノメートル（ｎｍ）未満のピーク波長を有する紫色光または青色光を提供する光源を含むことができる。開示の発光デバイスは、光源に結合され、光源の下流に配置され、長波長開始点で、紫色または青色光のスペクトルを変換して、３８０−７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の１０％以下である４４７−５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する白色光を生成するように構成された、少なくとも１つのダウンコンバータとを有し得る。開示の発光デバイスは、発光デバイスへの駆動電流を制御する制御システムをさらに含む光エンジンシステムに組み込むことができる。
2019535129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メラノピック感度範囲と一致するシアンギャップを有する白色光を供給するように構成された発光デバイスであって、
４５０ナノメートル（ｎｍ）未満のピーク波長の紫色光または青色光を供給するように構成された光源と、
前記光源に結合され、前記光源の下流に配置され、長波長開始点で、前記紫色光または青色光のスペクトルを変換して、３８０−７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の１０％以下である４４７−５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する白色光を生成するように構成された、少なくとも１つのダウンコンバータとを有する、
発光デバイス。
【請求項２】
前記白色光に、２７００ケルビン（Ｋ）以上の相関色温度（ＣＣＴ）を提供するように構成される、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記光源は、４１０ｎｍから４２０ｎｍの間のピーク波長を有する紫色光または青色光を供給するように構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記光源は、４２０ｎｍから４３０ｎｍの間のピーク波長を有する紫色光または青色光を供給するように構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記光源は、４３０ｎｍから４４０ｎｍの間のピーク波長を有する紫色光または青色光を供給するように構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記光源は、４４０ｎｍから４５０ｎｍの間のピーク波長を有する紫色光または青色光を供給するように構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記光源は短波長ポンプ蛍光体変換発光ダイオード（ｐｃ−ＬＥＤ）として構成される、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記ｐｃ−ＬＥＤはハイパワーフリップチップダイである、
請求項７に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記ハイパワーフリップチップダイに取り付けられたセラミックプレートである、請求項８に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、アンバー波長範囲にピーク発光を有する窒化物ベース蛍光体系である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記窒化物ベース蛍光体系は材料（Ｂａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（ＢＳＳＮ）または（Ｓｒ，Ｃａ）ＳｉＡＩＮ３：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ）のうち少なくとも１つから作成される
請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは蛍光体コーティングである、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは量子ドットコンバータである、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記紫色光または青色光の少なくとも一部を吸収する発光材料を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記紫色光または青色光の少なくとも一部を透過する発光材料を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記発光デバイスが赤色光に延びるより広い組み合わされた発光スペクトルを提供するように、黄色光を提供するように構成される、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記光源の発光面に接触している、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのダウンコンバータは、前記光源の発光面からゼロでない距離に配置される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
前記発光デバイスへの駆動電流を制御する制御システムをさらに含む光エンジンに実装される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項２０】
メラノピック感度範囲と一致する範囲で調整可能なスペクトル含有量を有する白色光を提供するように構成された光エンジンであって、
複数の発光デバイスであって、前記複数の発光デバイスのそれぞれは、
４５０ナノメートル（ｎｍ）未満のピーク波長の紫色光または青色光を供給するように構成された光源と、
前記光源に結合され、前記光源の下流に配置され、長波長開始点で、前記紫色光または青色光のスペクトルを変換して、３８０−７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の１０％以下である４４７−５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する白色光を生成するように構成された、少なくとも１つのダウンコンバータと、
前記複数の発光デバイスへの駆動電流を制御するように構成された制御システムとを有する、
光エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願への相互参照］
本出願は、２０１６年９月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／３９３，３０６号の利益を主張する。当該出願はその全文を記載したごとく参照援用する。
【０００２】
本明細書における開示は、概して、改善された非視覚的応答を有する発光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ディスプレイ照明、警告照明、インジケータ照明、または白色または着色光が所望される他の用途のような様々な用途において光源として使用される半導体発光体である。ＬＥＤによって生成される光の色は、少なくとも部分的には、その製造に使用される半導体材料の種類によって決まる。一般的な照明用途（例えば、一般照明または周囲照明）で使用されるＬＥＤについては、発光スペクトル（すなわち、光の波長に対するその強度）は、実際的なエミッタおよびコンバータ材料の限界により、一方では好ましい色点と色表現（物体の色的外観および色的品質の側面に対する光源の効果）との間の妥協と、他方では（発光）効果との結果であり得る。
【０００４】
一例として、屋外用および産業用の既存のＬＥＤ設計は、そのような用途は一般的に動作時間が長く大幅な省エネを生かす可能性を提供するので、色的品質よりも有効性（ｅｆｆｉｃａｃｙ）を優先することが多く、高い色的忠実度を必要としないことが多い。これらの特性は、屋外および産業用途に関連して、適度な演色指数（ＣＲＩ）を有するクールホワイトおよびニュートラルホワイト相関色温度（ＣＣＴ）（例えば、ＣＣＴ値４０００ケルビン（Ｋ）以上）を有するＬＥＤの普及をもたらした（ＣＲＩは、「基準」光源と比較した場合、所与の光源がどの程度正確に演色するかを示す０ないし１００％のスケールである）。中等度のＣＲＩを有するクールホワイトＬＥＤの例は、ＣＣＴが４０００ＫでありＣＲＩ値が７０である、４０００Ｋ／７０  ＬＥＤである。４０００Ｋ／７０  ＬＥＤのような既存のＬＥＤに関連する発光スペクトルは、それらが置き換える既存技術（例えば、高圧ナトリウム照明）よりも青色スペクトル含有量が大きく、これにより、人体の生理、特に概日リズムへの影響について最近の懸念が生じている。
【発明の概要】
【０００５】
開示の発光デバイスは、メラノピック感度範囲と一致し、従って、メラノピック含有量が少ないシアンギャップを有する白色光を提供し得る。開示の発光デバイスは、４５０ナノメートル（ｎｍ）未満のピーク波長（例えば、４１０−４２０ｎｍ、４２０−４３０ｎｍ、４３０−４４０ｎｍまたは４４０−４５０ｎｍ）の紫色光または青色光を提供する光源を含むことができる。開示の発光デバイスは、前記光源に結合され、前記光源の下流に配置され、長波長開始点で、前記紫色または青色光のスペクトルを変換して、３８０−７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の１０％以下である４４７−５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する白色光を生成するように構成された、少なくとも１つのダウンコンバータとを有し得る。開示の発光デバイスは、少なくとも２７００ケルビン（Ｋ）の相関色温度（ＣＣＴ）を有する白色光を提供することができる。少なくとも１つのダウンコンバータは、アンバー波長範囲にピーク発光を有する窒化物ベース蛍光体系であってもよい。窒化物系蛍光体系（ｎｉｔｒｉｄｅ−ｂａｓｅｄ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ）の材料の例としては、（Ｂａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（ＢＳＳＮ）および／または（Ｓｒ、Ｃａ）ＳｉＡＩＮ３：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ）が挙げられる。開示の発光デバイスは、発光デバイスへの駆動電流を制御する制御システムをさらに含む光エンジンシステムに組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本明細書の開示による発光デバイスの一例を示す概略図である。
【０００７】
【図２】メラノピック応答関数と比較して示した、メラノピック感度範囲において低減されたスペクトル含有量を有する白色光を放射するように構成された幾つかの発光デバイスのスペクトルまたはスペクトル密度を示す図である。
【０００８】
【図３】図２に示すスペクトルを有する発光デバイスのスペクトル測定値を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ヒトの概日リズムは、ヒトの生理的プロセスにおける２４時間周期であり、内生的かつ同調性の変動を示す任意の生物学的プロセスを含む。同調とは、概日リズムと環境との間の相互作用であり、例えば、概日リズムが地球の回転によって決まる日常の明暗周期に同調するようなものである。
【００１０】
光誘起概日同調（ｌｉｇｈｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ｅｎｔｒａｉｎｍｅｎｔ）および光に対するその他の非視覚的応答は、従来の桿体および錐体に加えて、眼内の異なる光受容体、固有光感受性網膜神経節細胞（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ  ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｒｅｔｉｎａｌ  ｇａｎｇｌｉｏｎ  ｃｅｌｌｓ）（ｉｐＲＧＣ）によって影響される。まとめると、これらの反応は１日の様な生理学的状態を生み出すことができる。たとえば、光は瞳孔を収縮させ、松果体のメラトニン産生を抑制し、心拍数と中核体温を増加させ、コルチゾール産生を刺激し、神経生理学的刺激薬として作用する。
【００１１】
経験的証拠は、これらの非視覚的応答は一般に、可視スペクトルの短波長端においてピークスペクトル感度を有することを示した。これは、メラノプシンの作用スペクトルと相関する。メラノプシンは、ｉｐＲＧＣによって発現される眼における光色素（すなわち、その化学状態がその照射の程度に依存する色素）であり、４９０ｎｍの波長でピークに達する。メラノピック感度範囲の半値全幅（ＦＷＨＭ）（すなわち、スペクトル密度が最大値の半値に達する曲線上の点間のスペクトル密度曲線の幅）で４４７〜５３１ｎｍである。しかし、ｉｐＲＧＣの発火パターンは、メラノプシン光変換だけでなく、神経生理学的結合による桿体および錐体からの入力にも基づいている。従って、非視覚的応答のスペクトル感度は、全スペクトルおよび照度（すなわち、単位面積当たりの光束量）によって影響を受けるので、一般に複雑であり、特定の生理学的応答の間で異なることがある。所定のスペクトルに対して、十分に確立された５つのヒト光色素のスペクトル加重放射輝度（単位面積当たりの放射エネルギー束）を計算するためのツールが利用可能である。これらのツールは、次に、非視覚的応答を誘発するスペクトルの能力を研究し定量化するための出発点として使用することができる。
【００１２】
汎用、屋外および産業用途を含む多くの照明用途において、高エネルギー効率で適切な視覚照度を提供する一方で、非視覚的応答を最小にすることが望ましく、これはメラノピック感度範囲のスペクトル含有量を最小にすることによって達成され得る。既存のニュートラルホワイト蛍光体変換ＬＥＤ（ｐｃ−ＬＥＤ）は、メラノピック感度範囲（４４７−５３１ｎｍ  ＦＷＨＭ）において顕著なスペクトル含有量を有し、これは非視覚的応答の主要なファクターである得る。例えば、一般的な４０００Ｋ／７０  ＬＥＤのメラノピック感度範囲のスペクトルパワー含有量は２６％である。
【００１３】
従来の白色光ｐｃ−ＬＥＤでは、黒体軌跡上の色点（すなわち、黒体温度が変化するにつれて白熱する黒体の色がある色度空間でとる経路上の色）を維持しながら、メラノピック感度範囲のスペクトル含有量を低減することは、深く温かい白色に移動することを含み得る。深く温かい白色のＬＥＤの一例は、２２００Ｋ／８０  ＬＥＤであり、これはメラノピック範囲において１１％のスペクトルパワー含有量を有する。しかし、２２００Ｋ／８０  ＬＥＤは、色点が望ましくなく（ほとんどの用途は２７０００Ｋないし４０００Ｋの間の光を規定している）、有効性が非常に低いので、一般的に望ましくない。暖白色光源は、良好な演色を維持するために、真っ赤ないし深赤色のスペクトルコンテンツを必要とする。関連する波長（例えば、６２０−７５０ｎｍ）において、ヒトの眼の感度は比較的低く、従って、発光効率（ワット当たりのルーメンの単位、ｌｍ／Ｗ）は低く、発光波長の大部分がヒトの眼の感度を超えるスペクトルを発光することによって、非効率性が増大する。
【００１４】
従って、上記で提起された懸念に対処するため、高い（発光）効果を可能にする２７００Ｋ以上のＣＣＴを有する白色点を達成しつつ、メラノピック感度範囲のスペクトル含有量を最小化する発光スペクトルを有するｐｃ−ＬＥＤを開示する。開示されるｐｃ−ＬＥＤは、短波長ポンプＬＥＤ（例えば、青色または紫色のＬＥＤ）と、短波長ポンプＬＥＤに結合され、短波長ポンプＬＥＤの上に配置され、発光スペクトルの長波長オンセットを有し、それによって、メラノピック範囲と一致する発光スペクトルのシアンギャップを生成するコンバータを使用して実現することができる。コンバータの例は、ＬＥＤによって生成された光（光子）が蛍光体層を通過するように、短波長ポンプＬＥＤ上またはその上を被覆する蛍光体層または被覆である。開示されたｐｃ−ＬＥＤは、約５％のメラノピック範囲のスペクトルパワー含有量を達成する一方で、最先端の４０００Ｋ／７０  ＬＥＤよりも約１５％改善された放射線発光効率（ＬＥＲ）を達成する。開示のＬＥＤについては、以下により詳細に説明する。
【００１５】
本明細書では、ＬＥＤ光源および蛍光体ベースのコンバータに関して本実施形態を説明したが、その他の任意の光源（例えば、レーザダイオード）および／またはコンバータ（量子ドットコンバータ）を同様に使用してもよい。
【００１６】
一実施形態では、開示の発光デバイスは、紫色または青色のｐｃ−ＬＥＤ（またはレーザ・ダイオード）であり、ポンプ波長は４５０ｎｍ以下（例えば、４１０〜４２０ｎｍ、４２０〜４３０ｎｍ、４３０〜４４０ｎｍまたは４４０〜４５０ｎｍ）であり、全発光スペクトルは、変換すると、ＣＣＴが２７００Ｋ以上の実質的に白色点と、３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの全電力の１０％以下の４４７〜５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する。
【００１７】
一実施形態では、開示された発光デバイスは、アンバー波長範囲、すなわち約５７０〜６００ｎｍのピーク発光を有する窒化物系蛍光体系を有するＬＥＤであってもよい。蛍光体系の材料の例としては、（Ｂａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（「ＢＳＳＮ」）、（Ｓｒ、Ｃａ）ＳｉＡＩＮ３：Ｅｕ（「ＳＣＡＳＮ」）、ＢＳＳＮとＳＣＡＳＮの両方の混合物、および／または所望のアンバー波長範囲で発光する任意の蛍光体が挙げられるが、これらに限定されない。一例において、開示されたＬＥＤは、ハイパワーフリップチップダイであってもよく、蛍光体は、ダイに取り付けられたセラミックプレートとして集積されてもよい。しかし、他のｐｃ−ＬＥＤデバイスアーキテクチャも同様に使用することができる。
【００１８】
別の例示的な実施形態では、開示の発光デバイスは、各々がシアン増強スペクトルを有する１つ以上の発光体と、シアン空乏エミッタおよびシアン増強エミッタの駆動電流を制御する制御システムとを含む光エンジンに組み込むことができる。次いで、制御システムは、アプリケーションの必要性に応じて、非視覚的応答を抑制または誘発するように構成されてもよい。
【００１９】
図１は、本明細書の開示による発光デバイス１００の一例を示す概略図である。発光デバイス１００は、白色光１０１を提供するように構成されてもよい。発光デバイス１００は、光源光１０３を供給するように構成された光源１０２を含んでもよい。例えば、光源１０２は、４００〜４６０ｎｍ（例えば、４１０−４５０ｎｍ）の範囲の波長を有する紫色ないし青色の光源光１０３を提供することができる。一実施形態では、光源１０２は、紫色ポンプＬＥＤまたは青色ポンプＬＥＤのようなポンプＬＥＤとして実装されてもよい。例えば、光源１０２は、ハイパワーフリップチップダイであってもよい。
【００２０】
発光デバイス１００は、発光材料デバイス１０４を含むことができる。例えば、発光材料要素１０４は、１つ以上の狭帯域コンバータ（例えば、量子ドットコンバータ）などの１つ以上のコンバータを含むことができる。例えば、発光材料要素（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｅｌｅｍｅｎｔ）１０４は、光源１０２によって提供される高エネルギー光子を低エネルギー光子に変換して残りのスペクトルを構成するダウンコンバータまたはダウンコンバータ材料を含むことができる。一実施形態では、発光材料デバイス１０４は、窒化物ベースの蛍光体系であってもよく、本明細書に記載の任意の実施例のような蛍光体材料からなってもよい。一例において、発光材料要素１０４は、光源１０２に取り付けられたセラミックプレートであってもよい。発光材料デバイス１０４は、光源１０２の下流（発光方向）に、特に光源１０２の発光面１０６に対して配置されてもよい。発光材料要素１０４に使用される材料は、光源光１０３の少なくとも一部（例えば、紫色光または青色光）を吸収するように構成されてもよく、光源光１０３を発光材料光１０５に変換してもよい。発光材料要素１０４は、光源光１０３の少なくとも一部に対して透過性（すなわち、光の通過を可能にする）であってもよい。発光材料要素１０４は、導波特性を有してもよい。従って、発光デバイス１００から発光される白色光１０１は、光源光１０３の少なくとも一部と、発光材料光１０５の少なくとも一部とを含んでもよい。
【００２１】
一例において、発光材料要素１０４は、材料光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ  ｌｉｇｈｔ）１０５を提供する発光材料１１０を含むことができる。この例では、発光材料１１０は、発光材料要素１０４内の粒子または領域として示される。しかし、発光材料１１０は、発光材料要素１０４上に均一に分布されてもよい。一例において、発光材料１１０は、蛍光体から成り、黄色光を提供し、および／または赤色光まで延びるより広い組み合わされた発光スペクトルを提供することができる。
【００２２】
発光材料要素１０４と光源１０２の発光面１０６との間の距離をｄ１で示す。例えば、距離ｄ１は、実際には０ｍｍ（例えば、発光材料要素１０４は、光源１０２の発光面１０６と物理的に接触していてもよく、または厚さがわずか数μｍの透明基板または接着結合によって分離されていてもよい）であってもよく、または０ｍｍより大きく（例えば、１０ｍｍ）てもよい。一例において、発光材料要素１０４の厚さｄ２は、５μｍないし１０ｍｍの範囲であり得る。厚さｄ２は、用途のタイプに依存し得る（例えば、非遠隔または近接用途の場合は層の厚さはより小さく、遠隔用途の場合は層の厚さｄ２はより大きくし得る）。
【００２３】
図２は、（破線で示した）メラノピック応答関数と比較して示した、メラノピック感度範囲において低減されたスペクトル含有量を有する白色光を放射するように構成された幾つかの発光デバイスのスペクトルまたはスペクトル密度（任意単位（ａ．ｕ．）で規格化して示した）を示す図である。図２に示されるスペクトルの測定基準（ｍｅｔｒｉｃｓ）を図３に示す。ワット当たりのルーメン（ｌｍ／Ｗ）で測定される放射線の発光効率（ｌｕｍｉｎｏｕｓ  ｅｆｆｉｃａｃｙ  ｏｆ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（ＬＥＲ）は、光束の電力に対する比であり、光源がどの程度可視光を生成するかを測定する尺度を提供する。ＣＲＩは、基準光源（ＣＲＩ  Ｒａは、ＣＲＩで定義される最初の８つの指標の平均）と比較して、与えられた光源がどの程度正確に色をレンダリングするかを０−１００のスケールで示す。
【００２４】
図２に示される発光デバイスは、次の通りである：最先端の４０００Ｋ／７０  ＬＥＤであり得るＬＥＤ  ２０１（長いダッシュ／短いダッシュ線によって示される）；本明細書の開示により実施される３０００Ｋ  ｐｃ−ＬＥＤの例であり得るＬＥＤ  ２０２（長いダッシュ／短いダッシュ線によって示される）；本明細書の開示により実施されるＬＥＲがさらに改善された別の３０００Ｋ  ＬＥＤであり得るＬＥＤ  ２０３（点線によって示される）；本明細書の開示により実施されるＣＲＩが改善された別の３０００Ｋ  ＬＥＤであり得るＬＥＤ  ２０４（実線によって示される）。
【００２５】
図２に示されるスペクトル密度は、所与の明所視照度（ｐｈｏｔｏｐｉｃ  ｉｌｌｕｍｉｎａｎｃｅ）で低減されたメラノピック照度（約４４７−５３１ｎｍのＦＷＨＭの範囲）を示す。図２に示されるスペクトルおよび図３の対応するデータによって示されるように、本明細書の開示に従って実装される例示的なＬＥＤ  ２０２、２０３および２０４は、最先端の４０００Ｋ／７０  ＬＥＤ  ２０１（３４２ｌｍ／Ｗ）のＬＥＲよりもかなり高いＬＥＲ（それぞれ３９７ｌｍ／Ｗ、４３４ｌｍ／Ｗおよび３８２ｌｍ／Ｗ）を有する。さらに、発光デバイスのコンバータとして使用され得るセラミックプレート技術（例えば、蛍光体ベースのもの）は、蛍光体粉末を用いた蛍光体集積技術と比較して、散乱を低減することができ、これにより、全体的な発光効率（ｌｕｍｉｎｏｕｓ  ｅｆｆｉｃａｃｙ）をさらに高めることができる。
【００２６】
一実施形態では、ＬＥＤ  ２０３および／またはＬＥＤ  ２０４は、１つ以上の狭帯域コンバータ、例えば量子ドットコンバータを含み、図２に示されるそれぞれの所望のスペクトルを実現してもよい。設計により、図２のスペクトルに示されるように、シアンギャップを生成することは、シアンギャップに隣接する紫−青色および緑−黄色を過飽和させながら、シアン色を不飽和化し得る。発光スペクトルの残りの部分を調整することにより、演色（ｃｏｌｏｒ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）におけるこのような飽和および不飽和への影響を最小限に抑えることができ、ＣＲＩを６０以上にすると同時に、シアン含有量を最小限に抑えることができる。長波長での優れた演色は、許容可能な全体的なＣＲＩを達成するための短波長のより不良な演色を補償する。
【００２７】
図３は、図２に示すスペクトルを有するＬＥＤ発光器設計の各々についての色度、ＬＥＲ、演色（ＣＲＩ）、およびメラノピックスペクトル含有量の鍵となるスペクトルメトリックスを示す。例示的なＬＥＤ  ２０１〜２０４は、小さな「Ｄｕｖ」値を有し、これは、ＣＩＥ１９７６色空間における黒体軌跡への距離であり、従って、例示的なＬＥＤ  ２０１〜２０４の白色を示す。上述のように、本明細書の開示によって実施される例示的なＬＥＤ  ２０２、２０３および２０４は、最先端の４０００Ｋ／７０  ＬＥＤ  ２０１のＬＥＲよりも高いＬＥＲを有し、従って、改善された発光効率を有する。ＴＭ−３０は、忠実度（ＴＭ−３０  Ｒｆ）、色域（ＴＭ−３０  Ｒｇ）、および個々の色の飽和を示すＴＭ−３０カラーベクトルグラフィックから成るカラーレンダリングメトリックである。メラノピックスペクトル含有量は、４４７〜５３１ｎｍのメラノピックＦＷＨＭ内の放射パワーの比率、またはメラノピックルクス（ｍｅｌａｎｏｐｉｃ  ｌｕｘ）と明所視ルクス（ｐｈｏｔｏｐｉｃ  ｌｕｘ）の比（ｍ／ｐ比）によって表すことができる。後者はメラノピック感受性曲線による重み付けをより正確に反映する。
【００２８】
本明細書に記載される開示は、当業者が記載の要素を修正、変更、省略または交換することができるように、例示的な実施形態を含む。
【図１】
2019535129.tif 000003
【図２】
2019535129.tif 000004
【図３】
2019535129.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月9日(2019.5.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メラノピック感度範囲と一致するシアンギャップを有する白色光を供給するように構成された発光デバイスであって、
４５０ｎｍ未満のピーク波長を有する発光スペクトルを有する紫色光または青色光を供給するように構成された光源と、
前記光源に結合され、前記光源の下流に配置され、前記光源によって発光される紫色光または青色光の少なくとも一部を吸収し、それに応じて前記光源の発光スペクトルにおける波長よりも長い波長の発光スペクトルを有する光を放射するように構成された少なくとも１つの波長コンバータと、
前記光源によって発光され、前記波長コンバータからの発光と組み合わされた前記波長コンバータを通して透過される紫色光または青色光の吸収されない部分は、前記発光デバイスからの白色発光スペクトルを提供し、前記白色発光スペクトルは、２７００Ｋ以上の相関色温度を有し、前記光源の発光スペクトルの長波長側と前記波長コンバータの発光スペクトルの短波長側とによって規定される４４７〜５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルギャップを含み、前記４４７〜５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の１０％以下である、
発光デバイス。
【請求項２】
前記白色発光スペクトルが、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の全スペクトルパワー含有量の５％以下である４４７〜５３１ｎｍの波長範囲のスペクトルパワー含有量を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項３】
前記白色発光スペクトルは、３８０ｎｍから４４７ｎｍの間のスペクトルパワー含有量が、３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の白色発光の前記全スペクトルパワー含有量の１０％以上である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項４】
前記白色発光スペクトルは、５３１ｎｍから６３０ｎｍの間のスペクトルパワー含有量が、５３１ｎｍから７８０ｎｍの間の白色発光の前記スペクトルパワー含有量の８０％以上である、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項５】
前記白色発光スペクトルは、ワット当たり３８０ルーメンより大きい放射線の発光効果を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項６】
前記光源は、４４０ｎｍ以下のピーク波長を有する発光スペクトルを有する光を放射するように構成される、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項７】
前記白色発光スペクトルは、５３１ｎｍから６３０ｎｍの間の全スペクトルパワー含有量が、３８０ｎｍから７８０ｎｍの間の白色発光の前記全スペクトルパワー含有量の８０％以上であり、
前記白色発光は、５３１ｎｍから６３０ｎｍの間の全スペクトルパワー含有量が、５３１ｎｍから７８０ｎｍの間の白色発光の前記全スペクトルパワー含有量の８０％以上である、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項８】
前記白色発光スペクトルは、ワット当たり３８０ルーメンより大きい放射線の発光効果を有する、請求項７に記載の発光デバイス。
【請求項９】
前記光源は、４４０ｎｍ以下のピーク波長を有する発光スペクトルを有する紫色光または青色光を放射するように構成される、請求項８に記載の発光デバイス。
【請求項１０】
前記波長コンバータは、前記光源によって放射される紫色光または青色光の少なくとも一部分を吸収し、それに応じて、アンバー波長範囲にピークを有し、赤色波長範囲に延びる発光スペクトルを有する光を放射するように構成される、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１１】
前記波長コンバータは、１つ以上の窒化物系蛍光体を含む、
請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１２】
前記１つ以上の窒化物系蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ）ＳｉＡＩＮ３：Ｅｕ、または（Ｂａ、Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕおよび（Ｓｒ、Ｃａ）ＳｉＡＩＮ３：Ｅｕを含む、請求項１１に記載の発光デバイス。
【請求項１３】
前記アンバー波長範囲内の前記ピークの短波長側は、前記スペクトルギャップの長波長側を形成する、請求項１０に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
前記波長コンバータは、前記光源によって放射される紫色光または青色光の少なくとも一部を吸収し、それに応じて、前記光源の発光スペクトルにおける波長よりも長い波長の発光スペクトルを有する光を放射するように構成された量子ドットを含む、
請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項１５】
前記光源は発光ダイオードまたはレーザダイオードである、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１６】
前記波長コンバータは、前記光源の発光面に接触している、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１７】
前記波長コンバータは、前記光源の前記発光面に取り付けられたセラミック板を有する、
請求項１６に記載の発光デバイス。
【請求項１８】
前記波長コンバータは、前記光源の発光面からゼロでない距離に配置される、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載の発光デバイス。
【請求項１９】
メラノピック感度範囲と一致する範囲で調整可能なスペクトル含有量を有する白色光を提供するように構成された光エンジンであって、
請求項１ないし１４いずれか一項に記載の複数の発光素子と、
前記複数の発光デバイスへの駆動電流を制御するように構成された制御システムとを有する、
光エンジン。
【国際調査報告】
2019535129.tif 000006
2019535129.tif 000007