(57)【要約】  最大５０００Ｋまでの低い色温度を有するＬＥＤ。青色発光ＬＥＤと該青色発光ＬＥＤの前に接続された２つの蛍光体とから成り、第１の蛍光体はクロロシリケートの群に属し、第２の蛍光体は化学式（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕによるニトリドシリケートの群に属する。
2008508734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い色温度を有する光源であって、
青色スペクトル領域で放出する１次放射源と、該１次放射源の前に接続された、２つの蛍光体の層とを有し、
該蛍光体は双方とも、１次放射を部分的に変換する形式のものにおいて、
第１の蛍光体は、緑色を放出するクロロシリケートの群に由来し、該第１の蛍光体には、ユーロピウムと場合によっては付加的にマンガンとがドープされており、ここでは実験式Ｃａ８−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２が成り立ち、ｘ≧０．００５かつ０≦ｙ≦１であり、
第２の蛍光体は、化学式（Ｃａ１−ａＳｒａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの橙赤色のニトリドシリケートであり、０≦ａ≦０．１５であり、
前記成分は、最高６０００Ｋの色温度が達成されるように混合されることを特徴とする、光源。
【請求項２】
前記クロロシリケートでは、Ｅｕの割合は最大ｘ＝１．２（１５ｍｏｌ％）である、請求項１記載の光源。
【請求項３】
前記ニトリドシリケートではＥｕの割合は、（Ｃａ１−ａ−ｂＳｒａＥｕｂ）２Ｓｉ５Ｎ８の表現を使用して、ｂ＝０．００５〜０．２の間であり、たとえば０．０１≦ｂ≦０．０４である、請求項１記載の光源。
【請求項４】
前記クロロシリケートに含まれるＥｕの一部、たとえば５〜３０ｍｏｌ％がＭｎに置き換えられている、請求項２記載の光源。
【請求項５】
少なくとも２０００Ｋの色温度を有し、たとえば２７００〜３５００Ｋの色温度を有する、請求項１記載の光源。
【請求項６】
前記クロロシリケートのピーク放出は、５００〜５２０ｎｍの領域にある、請求項１記載の光源。
【請求項７】
該光源の放出のピーク波長は４４５〜４７５ｎｍの領域にあり、たとえば４５０〜４５５ｎｍの領域にある、請求項１記載の光源。
【請求項８】
前記ニトリドシリケートの放出のピーク波長は５９０〜６２０ｎｍの領域にあり、たとえば６０５〜６１５ｎｍの領域にある、請求項１記載の光源。
【請求項９】
少なくとも８７のＲａが達成され、たとえば９０を上回るＲａが達成される、請求項１記載の光源。
【請求項１０】
実験式Ｃａ８−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２を有するクロロシリケートが使用され、ここでは、ｘはｘ＝０．０５〜ｘ＝１．９の間であり、ｙはｙ＝０〜ｙ＝１．０の間であり、それぞれこれらの限界値も含める、請求項１記載の光源。
【請求項１１】
前記ニトリドシリケートは、前記クロロシリケートの放出のＦＷＨＭの領域で吸収を行い、該吸収によって該クロロシリケートの有効な放出のシフトが生じ、該シフトは、ピーク波長に関して５ｎｍを上回る、請求項１記載の光源。
【請求項１２】
前記ニトリドシリケートの吸収特性は、前記クロロシリケートの放出のＦＷＨＭにおいて勾配を示し、
短波長側の曲線における有効な吸収値は、長波長側の曲線における相応の値より少なくとも２倍高く、有利には少なくとも３倍高い、請求項１１記載の光源。
【請求項１３】
前記短波長側の曲線における吸収は、前記クロロシリケートの有効な放出の次のようなシフト、すなわちピーク波長に関して５〜２０ｎｍのシフトが生じるように高い、請求項１２記載の光源。
【請求項１４】
化学式Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの橙赤色のニトリドシリケートが使用される、請求項１記載の光源。
【請求項１５】
前記ニトリドシリケート中のＥｕの割合は、陽イオン（Ｃａ，Ｓｒ）で０．５〜１５ｍｏｌ％であり、限界値も含める、請求項１記載の光源。
【請求項１６】
白色発光ルミネセンス変換ＬＥＤとして構成されている、請求項１記載の光源。
【請求項１７】
インジウムベースの放電ランプとして構成されている、請求項１記載の光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低い色温度を有するＬＥＤに関する。低い色温度とは、約２０００〜６０００Ｋ、有利には５０００Ｋまでの領域にある色温度を指す。
【０００２】
従来の技術
従来は、暖白色の色温度の領域、つまり３５００Ｋを下回る領域を実現するのは、市販されているＬＥＤでは困難であった。通常の蛍光体は５０００Ｋを上回る色温度を生じる。それゆえ従来は、とりわけ暖白色である低い色温度を、複数のＬＥＤの組合せにより調節する非常に煩雑な試行が行われてきた。たとえばWO 02/52901およびWO 02/52902を参照されたい。
【０００３】
暖白色の光の色を目的とする簡単なＬＥＤは、従来はＵＶチップをベースとしていた。ＵＶ領域と短波長の可視領域（青色）との大きなエネルギー差に起因して、かつ、エネルギーの上昇によって大きくなりＵＶによる放射に起因するケーシングおよび蛍光体注型材料の迅速化された経時変化によって、このＬＥＤは、今まで青色発光チップをベースとして提供されていたような中性白色のＬＥＤの寿命も効率も達成できない。
【０００４】
これとは別の手段に、スルフィド蛍光体及びチオガレート蛍光体を用いた波長変換型ＬＥＤをベースとするＲＧＢ‐ＬＥＤがある。例えばWO 01/24229を参照されたい。しかしながら、ここで提案された蛍光体は長時間安定性および効率に関して、高い動作温度に達する高出力チップを使用する場合、前記要求を満たすには不十分であることが判明した。スルフィドは水分に対して化学的に不安定であり、ここで提案されているチオガレートは顕著な温度消光を示す。水と接触した場合、公知のスルフィド蛍光体は分解し、さらに有毒ガス、例えば硫化水素を形成する。
【０００５】
長寿命を可能にしかつ非常に良好な演色指数で高効率を有することを証明した他の解決手段は、今までに公知ではなかった。公知のＹＡＧ：Ｃｅと赤色蛍光体、例えばＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕとからなる混合物を使用した場合、８５〜９０の最大Ｒａ値しか得られない。これについてはWO 01/40403を参照されたい。
【０００６】
発明の開示
本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載された６０００Ｋを下回る低い色温度に相応する暖白色または中性白色の光の色を有する、次のような光源とりわけＬＥＤを提供することである。すなわち、Ｒａができる限り高く、少なくともＲａ＝８７を達成し、とりわけＲａ＝９０を上回る光源とりわけを提供することである。別の課題は、可能な限り高い効率と高い安定性とを同時に達成することである。
【０００７】
前記課題は、請求項１の特徴部分に記載の構成により解決される。従属請求項に、殊に有利な実施形態が記載されている。
【０００８】
従来は、とりわけ５０００Ｋを下回る領域に関して、高効率および高安定性によって十分に改善するという課題を解決することが非常に求められていたにもかかわらず、このことを実現する手段は存在しなかった。ここでは、高効率かつ安定的である特別な緑色発光性のクロロシリケートと、それ自体に公知の赤色のニトリドシリケート蛍光体とからなる蛍光体混合物を、青色発光性の１次放射源とともに使用することを提案する。
【０００９】
このような光源において、とりわけ１次放射源として適しているのは、ＩｎＧａＮベースまたはＩｎＧａＡｌＰベースの発光ダイオード、または低圧式または高圧式の放電ランプ、または電気ルミネセンスランプである。これらにはとりわけ、蛍光体ランプまたは小型蛍光体ランプと、色改善された水銀高圧ランプとが含まれる。とりわけ、高圧放電ランプおよび低圧放電ランプにはインジウムベースの充填物が有利であることが判明している。
【００１０】
とりわけこのような蛍光体は、ＵＶまたは青色を１次放射として放出するすべての種類の光源によって、とりわけＬＥＤ（たとえばＩｎＧａＮタイプのＬＥＤ）によって効率的に励起することができる。さらに、すべての種類のランプを使用することができ、とりわけＨｇ低圧ランプ、Ｈｇ高圧ランプ、約１４０〜４８０ｎｍの間のＵＶ放射源およびＶＵＶ放射源を使用することができ、たとえばエキシマ放射源を使用することができる。１６０ｎｍで、量子効率はなお約５０％である。とりわけ、基本的な充填物成分がインジウムハロゲン化物であるインジウムベースの放電ランプすなわち低圧放電ランプまたは高圧放電ランプに使用できる。
【００１１】
このＬＥＤは白色発光ルミネセンス変換ＬＥＤとして構成され、青色スペクトル領域で放出するチップである１次放射源から成る。このチップは、とりわけ４３０〜４９０ｎｍのスペクトル領域で放出するチップであり、有利には４４５〜４７０ｎｍのスペクトル領域で放出するチップである。このような構成により、寿命に比較的不利なＵＶ放射は回避される。
【００１２】
この蛍光体は、ＵＶ−青色を１次放出するＬＥＤをベースとするフルカラーに適したルミネセンス変換型ＬＥＤ並びに任意に調節可能な色を有するルミネセンス変換型ＬＥＤにおいて使用するためにも、特に良好に適している。
【００１３】
この放射源の前には、２つの蛍光体の層が接続される。この層はチップの放射を部分的に変換し、第１の蛍光体はクロロシリケートの群から成る。これはとりわけ、緑色〜黄色を放出する蛍光体であるカルシウム‐マグネシウム‐クロロシリケート（Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２）である。ここでは、それ自体に公知のクロロシリケートベースフレームにユーロピウム（Ｅｕ）がドープされ、場合によっては付加的にマンガン（Ｍｎ）もドープされる。この蛍光体は、緑色を、５００〜５２０ｎｍの領域にあるピーク波長で放出するように選定され、とりわけ、５０５〜５１５ｎｍの領域にあるピーク波長で放出するように選定される。基本的にこのような蛍光体は、ＤＥ１００２６４３５およびＤＥ‐ＧＭ２０１０８０１３から公知である。たとえばＣＮ‐Ａ１１８６１０３に、別の適切なクロロシリケートが記載されている。
【００１４】
第２の蛍光体は、基本化学式（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕのニトリドシリケートである。ここでは、最高５０００Ｋの色温度が実現される。これによってさらに、最高６０００Ｋまでのより高い色温度を実現することもできる。このことはとりわけ、クロロシリケート‐ニトリドシリケートの混合比を大きくし、たとえば１．５を格段に上回り、かつ樹脂ないしはシリコン中の全蛍光体濃度を低減することによって実現される。前記混合比は、とりわけ２．５〜４である。さらに、基本形ＭＳｉ７Ｎ１０のニトリドシリケートを使用することもできる。
【００１５】
特に、このような蛍光体の組み合わせは青色発光ＬＥＤによって、特にＩｎＧａＮのタイプのＬＥＤによって効率的に励起させることができる。
【００１６】
このような組み合わせはさしあたり、各成分をそれ自体で考慮するだけでは、前記で提起した課題を満たすことができないように思われる。しかし両蛍光体は、非線形に相互作用するように、相互に精確に適合されている。ここではとりわけ、以下の考察が重要である。
【００１７】
比較的短波長で放出する安定的な緑色蛍光体である、約５１１ｎｍ前後のピーク波長を有するクロロシリケートを使用することにより、たとえば高ストロンチウム含有のニトリドシリケート等である深赤色の蛍光体を使用しなくてもよくなる。本発明で使用される橙赤色の蛍光体でありせいぜい少量のＳｒを含有するＣａニトリドシリケート：Ｅｕは、有利には、使用される蛍光体の緑色放射のうち少なくとも短波長の成分を吸収するように形成され、とりわけ、短波長の成分を比較的長波長の成分より吸収するように形成される。このような吸収は、通常は可能な限り回避されるが、ここでは有利に活用される。このことにより、緑色蛍光体の効率的に作用する放出が、より有利な比較的長波長のスペクトル領域へ（所望の色温度に応じて、最大で約１５〜２０ｎｍだけ）シフトされ、演色指数（Ｒａ値）は驚くべきことに、純粋な蛍光体スペクトルの組み合わせから期待されるより格段に高くなる。たとえば、２８２０Ｋで８７になり、４０９５ＫでＲａ＝９５になる。
【００１８】
前記の第２の蛍光体成分は、適切な組成の冒頭に述べた（Ｓｒａ，Ｃａ１−ａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕタイプのニトリドシリケートである。ここで有利なのは、ａ＝０〜０．１５である。特に有利なのは、０≦ａ≦０．１である。
【００１９】
典型的な量子効率が格段に８０％を上回り、かつ、短波長の青色放射の領域で、特に最高性能のチップが提供する４５０〜４５５ｎｍでも極めて良好に吸収する前記の両方の蛍光体を用いて、９５までの演色指数Ｒａを有する高効率のＬＥＤが提供され、とりわけ暖白色のＬＥＤも提供される。典型的なＲａ値は、所望の最適化に応じて８８〜９５である。もちろん、演色を改善するためにさらに別の蛍光体を追加することもでき、たとえばＹＡＧ：Ｃｅ，（Ｌｕ，Ｙ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ，（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）Ｓｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕまたは（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕも追加することができる。このような蛍光体は、黄緑色の領域で５３０〜５７０ｎｍのピーク放出で放出する。
【００２０】
別の格別な利点は、所期の自己吸収によって、ＬＥＤで特に高い安定性を示す２種類の蛍光体を使用できることである。このような蛍光体は、一見すると相互に調和せず、前記の目的を達成できないように思われる。両蛍光体を所期のように注意深く適合して初めて、９０を上回る演色指数を実現可能にするために望ましい作用が得られる。ここではとりわけ、ニトリドシリケートに導入するＳｒを、可能な限り少量〜全く無しにすることが重要である。というのも、突出して最も安定的であるのは、純粋なＣａＳｉ５Ｎ８：Ｅｕであるからだ。また、ＣａＳｉ５Ｎ８：Ｅｕ相で結晶化する別の化合物も適している。
【００２１】
適用可能な混合比は通常、所望の結果に応じて、すなわち、とりわけ色温度および色位置に応じて、大抵は１：９〜９：１の間である。
【００２２】
詳細には、低い色温度を有する次のようなＬＥＤを提供する。すなわち、白色発光ルミネセンス変換ＬＥＤとして構成され、青色スペクトル領域で放出するチップである１次放射源と、該１次放射源の前に接続された、２つの蛍光体から成る層とを有し、該２つの蛍光体は双方とも該チップの放射を部分的に変換し、第１の蛍光体は緑色発光性のクロロシリケートの群に属し、該第１の蛍光体には、ユーロピウムと場合によっては付加的にマンガンとがドープされており、実験式Ｃａ８−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２が成り立ち、ここではｘ≧０．００５かつ０≦ｙ≦１であり、第２の蛍光体は化学式（Ｃａ１−ａＳｒａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの橙赤色のニトリドシリケートであり、ここでは０≦ａ≦０．１５であり、上述の成分は、最高６０００Ｋの色温度、とりわけ最高５０００Ｋの色温度が実現されるように混合されている、ＬＥＤを提供することである。s とりわけ、ｘは０．０２≦ｘ≦１．２の間で選択され、たとえばｘ＝０．０５〜０．５である。
【００２３】
Ｍｎの添加により、平均放出波長が決定される。有利には、Ｅｕの一部のみ、とりわけ最大５〜３０ｍｏｌ％のみをＭｎに置換すべきである。
【００２４】
有利には、チップはＩｎＧａＮチップである。というのも、このようなチップは高効率を示すからである。
【００２５】
第一に、このようなＬＥＤ構成によって、高い安定性で最高２０００Ｋまでの色温度が実現され、とりわけ２７００〜３３００Ｋの色温度が実現される。色温度が低いにもかかわらず、８７〜９５の領域にある高い演色指数を実現でき、しかも安定的な持続動作で実現することができる。このことによって第一に、白色ＬＥＤを一般照明で使用するために重要な要求が満たされる。
【００２６】
有利にはチップの放出は、ピーク波長が４４５〜４６５ｎｍの領域になるような位置にあり、とりわけ４５０〜４５５ｎｍの領域になるような位置にある。このことにより、１次放射の最大効率が実現される。
【００２７】
特に適しているのはクロロシリケートである。この５００〜５２０ｎｍの領域の放出が、ピーク波長である。このような本来の特性はＬＥＤにおいて、典型的には５〜２０ｎｍ高い波長にシフトされた有効な放出として作用する。さらに、放出の幅も変化する。典型的な本来のＦＷＨＭ（full width half maximum）は６０ｎｍであり、これは典型的には、ＬＥＤにおいて７０〜８０ｎｍまで拡大される。
【００２８】
特に適しているのは、放出のピーク波長が６００〜６２０ｎｍの領域にありとりわけ６０５〜６１５ｎｍの領域にあるニトリドシリケートである。
【００２９】
特に適したクロロシリケートは、実験式Ｃａ８−ｘ−ｙＥｕｘＭｎｙＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２を有する。ここでは、ｘはｘ＝０．１〜ｘ＝１の間であり、ｙはｙ＝０〜ｙ＝０．３の間であり、これらの限界値も含める。
【００３０】
演色性の最良値は、以下の基準に留意した場合に実現される。すなわち、ニトリドシリケートの吸収特性が、クロロシリケートの放出の本来のＦＷＨＭ以内で勾配を示し、短波長側の曲線における値が長波長側の曲線における相応の値より高く、たとえば少なくとも２〜３倍高いという基準に留意した場合に実現される。
【００３１】
この係数が高いほど、かつ併用されるクロロシリケートのＦＷＨＭが広いほど、ピーク波長に関する該クロロシリケートの放出のシフトは有効になり、このシフトは最大３０ｎｍになる。
【００３２】
ルミネセンスの温度依存性は、今まで提案されていた幾つかの系の蛍光体の場合よりも有意に低く、両種類の蛍光体はたとえば、従来公知のスルフィド系の代替物（ＳｒＳ：Ｅｕ及びチオガレート）よりも化学的に格段に安定的になる。前記窒化物ベースの蛍光体及び該蛍光体の可能な分解生成物はほぼ無毒であり、このことは環境保護の観点で重要である。
【００３３】
ＬＥＤ中で使用するために、標準的な手法を使用することができる。とりわけ、以下のような実施形態がある。
【００３４】
第１の手法は、蛍光体をＬＥＤ注型材料中に分散させた後、たとえば注型成形、加圧成形または射出成形等によって施与する手法である。前記ＬＥＤ注型材料は、たとえばシリコーンまたはエポキシ樹脂である。第２の手法は、蛍光体をいわゆる成形材料に導入した後、射出成形法を行う手法である。第３の手法は、チップ付近で変換を行う手法、すなわち、チップを分離しＬＥＤケーシング内に取り付けた後に、蛍光体ないしは蛍光体混合物をウェハ加工面に施与する手法である。これについては、特にDE 101 53 615及びWO 01/50540に示唆されている。
【００３５】
本発明はさらに、前記のようなＬＥＤを備えた照明系に関し、その際、前記の照明系はさらに電子的な構成要素を有する。この構成要素は例えば、調光を行うことができるものである。前記電子回路の他の機能は、個々のＬＥＤ又はＬＥＤのグループの制御である。この機能は、本願出願前に公知の電子的な要素によって実現することができる。
【００３６】
図面
次に、複数の実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。
【００３７】
図面の簡単な説明：
図１  本発明の基礎となるメカニズムを示す。
【００３８】
図２  本発明による種々のＬＥＤの放出スペクトルを示す。
【００３９】
図３  ＬＥＤの構成を示す。
【００４０】
図４  ＬＥＤの放出スペクトルを、動作時間の関数として示す。
【００４１】
図５  ＬＥＤの輝度低減を、動作時間の関数として示す。
【００４２】
図６  ＬＥＤのｙ座標のシフトを、動作時間の関数として示す。
【００４３】
図７  従来技術によるＬＥＤの放出スペクトルを、動作時間の関数として示す。
【００４４】
図８  従来技術によるＬＥＤのｙ座標のシフトを、動作時間の関数として示す。
【００４５】
図９  種々の白色ＬＥＤの色位置の場所を示す。
【００４６】
図１０  暖白色ＬＥＤベースの照明系を示す。
【００４７】
図１１  適切な蛍光体を使用した、インジウム充填物を含有する低圧ランプを示す。
【００４８】
図面の説明
本発明の原理の具体例を図１に示した。蛍光体Ｃａ８−ｘＥｕｘＭｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２の放出が示されており、ここではｘ＝０．２であり、Ｅｕ割合は、Ｃａによって占有される格子位置のうち２．５ｍｏｌ％である。純粋な蛍光体の最大放出は、５１１ｎｍに位置する。励起は４６０ｎｍで行った。ＦＷＨＭは７６ｎｍである。それと同時にこのＬＥＤにおいて、（Ｃａ１−ｂＥｕｂ）２Ｓｉ５Ｎ８のタイプのニトリドシリケートを使用し、ここではｂ＝０．０２である。このようなニトリドシリケートの放出は、６００ｎｍの領域に位置する。しかし、このことは図１では重要でない。むしろ、クロロシリケートのＦＷＨＭの領域で急峻な勾配を有するニトリドシリケートの吸収特性プロフィールが重要である。ここで重要なのは、ＦＷＨＭの短波長側の曲線（λ１）と該ＦＷＨＭの長波長側の曲線（λ２）との間の、それぞれクロロシリケートに基づく特性プロフィールである。ここでは吸収は、より長い波長に向かって急峻に増大する。この自己吸収によって、ＬＥＤ中のクロロシリケートの作用はより長い波長にシフトし、破線を参照すると、このクロロシリケートの作用の最大は約１５ｎｍシフトされている。図のように、短波長側の曲線でニトリドシリケートの吸収値が、長波長側の曲線における相応の値より係数２〜３だけ大きい場合、有利にはそれ以上に大きい場合、効率的なシフトが得られている。図１では、放出も吸収も任意単位で表されている。
【００４９】
図２は、異なる色温度に対してプロットされた種々のＬＥＤの放出スペクトルを示す。色温度の領域は、約２８００Ｋ〜４０００Ｋ以上にまで達する。詳細には、５つの色温度に対して以下の組み合わせを使用した。
【００５０】
【表１】
2008508734.tif 000003
【００５１】
図３に、白色光のための光源の構造が明示されている。この光源は、４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの、例えば４５５ｎｍのピーク放出波長を有するＩｎＧａＮ型のチップ１を備えた半導体素子であり、前記チップは非透光性の基体ハウジング８の凹入部９の領域内に埋め込まれている。前記チップ１はボンディングワイヤ１４を介して第１の端子３に接続されており、かつ第２の電気的端子２に直接接続されている。この凹入部９には注型材料５が充填されていて、この注型材料は主成分として樹脂（ないしはシリコーン）（８０〜９０質量％）と２つの蛍光体の混合物からなる蛍光体顔料６（２０質量％未満）とを含有する。第１の蛍光体は、第１の実施例として挙げられたＥｕ２．５％を有するクロロシリケートであり、第２の蛍光体は、橙赤色発光蛍光体、ここでは特にＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（２％）である。前記凹入部９は、チップ１からの一次放射および顔料６からの二次放射に対するリフレクタとして使用される壁１７を有する。青色の１次放射と、緑色ないしは赤色の２次放射との組合せが混合され、上記の表に示されているように、８７〜９５の高いＲａかつ高い色温度を有する暖白色が得られる。
【００５２】
一般的に、ニトリドシリケートＭａＳｉｙＮｚ：Ｅｕは常在成分としてＣａを有し、かつ混合成分としてＳｒを０〜１５ｍｏｌ％の割合で有する。別の表現をすると、有利なニトリドシリケートは化学式（ＳｒｘＣａ１−ｘ）ａＳｉｙＮｚで表され、ここではｘ＝０〜０．１５であり、有利にはｙ＝５かつｚ＝８が選択される。一般的に、効率および演色指数ＲａはＥｕのドーピングのレベルによって最適化され、有利にはＥｕの値は、Ｍの１〜４ｍｏｌ％である。高い演色指数を達成するためには、Ｓｒの少量の添加（＜１０％）及びＥｕ割合の制限（＜１０％）が推奨に値することが判明した。したがって、Ｒａ＞９０のためにはｘを最大０．２まで（有利にｘは０．１まで）選択することができ、同時にＥｕは有利には、Ｍの０．５〜１５ｍｏｌ％（有利には１〜４ｍｏｌ％）の範囲内で使用される。
【００５３】
図４に、典型的な実施例の放出スペクトルが寿命の関数として示されている。これは、強度を任意単位で、波長（ｎｍ）の関数として示す。１次放射のピークが明らかになるのは４６０ｎｍであり、クロロシリケートのピークは約５３０ｎｍで現れ、ニトリドシリケートのピークは約６１０ｎｍで現れる。１０００時間後、高い不変性が示された。このことは、Ｒａ（一定で９３）でも色温度（３５５０±１０Ｋ）でも当てはまる。
【００５４】
図５は、表１に示された本発明による種々のＬＥＤが１０００時間の動作時間にわたって８５℃かつ８５％の空気中の相対的湿度で示した輝度低減を示している。この輝度低減は数％のオーダであり、同等に高い演色性を有する従来公知の白色ＬＥＤより格段に良好である。
【００５５】
図６に、１０００時間の動作時間で８５℃かつ８５％の空気中の相対的湿度で示された表１の本発明による種々のＬＥＤのｙ色座標が示されている。実際には、ドリフトは確認されない。
【００５６】
それに対して、図７に示された高い演色性の従来公知の暖白色ＬＥＤは、青色の１次放射源およびＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体と深赤色のスルフィド蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕとの組み合わせから成り、１０００時間後に顕著な色ドリフトを示す。これによって、色温度が３２７５Ｋから３５７５Ｋに変化する。これに相応して、１０００時間の動作時間で８５℃かつ８５％の空気中の相対的湿度でのｙ色座標のドリフトも顕著である。ここで図８を参照されたい。
【００５７】
図９は、表１に示されたような本発明によるＬＥＤによって実現可能な、色温度の幅広いバリエーションである。
【００５８】
図１０は照明系５を示しており、ここでは、本発明によるＬＥＤ６の他に制御電子回路７もケーシング８に収容されている。９はカバーを示している。
【００５９】
図１１は、水銀不含の充填ガス２１を有する低圧放電ランプ２０を（概略的に）示している。この充填ガス２１は、インジウム化合物とＷＯ０２／１０３７４に類似するバッファガスとを含有し、蛍光体混合物から成る層２２がエンベロープ２３の内側に設けられている。第１の蛍光体は、第１の実施例として挙げられたＥｕ２．５％を有するクロロシリケートであり、第２の蛍光体は、橙赤色発光蛍光体、ここでは特にＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（２％）である。このような構成の非常に特別な利点は、このような蛍光体混合物はインジウム放射に理想的に適合されていることである。というのも、この放射の主な成分は、ＵＶスペクトル領域にも青色スペクトル領域にもあり、該混合物によって双方とも同等に良好に吸収されるからである。したがって、これを使用すると従来公知の蛍光体より有利である。ここで特記すべきなのは、このような公知の蛍光体は、ＵＶ放射またはインジウムの青色放射のいずれかのみを吸収するだけであることだ。それゆえ、本発明によるインジウムランプは格段に高い効率を示す。この説明は、ＵＳ‐Ａ４８１０９３８からそれ自体に公知のような高圧式のインジウムランプにも当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の基礎となるメカニズムを示す。
【図２】本発明による種々のＬＥＤの放出スペクトルを示す。
【図３】ＬＥＤの構成を示す。
【図４】ＬＥＤの放出スペクトルを、動作時間の関数として示す。
【図５】ＬＥＤの輝度低減を、動作時間の関数として示す。
【図６】ＬＥＤのｙ座標のシフトを、動作時間の関数として示す。
【図７】従来技術によるＬＥＤの放出スペクトルを、動作時間の関数として示す。
【図８】従来技術によるＬＥＤのｙ座標のシフトを、動作時間の関数として示す。
【図９】種々の白色ＬＥＤの色位置の場所を示す。
【図１０】暖白色ＬＥＤベースの照明系を示す。
【図１１】適切な蛍光体を使用した、インジウム充填物を含有する低圧ランプを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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