(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色の光を放射し、第１ピーク波長を有する第１発光ダイオードと；
前記第１色の光を放射し、前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する第２発光ダイオードと；
前記第１色とは異なる第２色の紫外光を放射する第３発光ダイオードと；
前記第１発光ダイオード、前記第２発光ダイオード及び前記第３発光ダイオードに整合して配置された波長変換素子であり、該波長変換素子の一部が前記第３発光ダイオードに整合して配置され紫外光を吸収して赤色光を放出する、波長変換素子と；
を含む照明システムであり、
前記波長変換素子が第１蛍光体を含み、該第１蛍光体が、前記第１ピーク波長における第１吸収と、前記第２ピーク波長における第２吸収とを含み、前記第１吸収は前記第２吸収とは異なる、
照明システム。
【請求項２】
前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長とが少なくとも10nmだけ異なる、請求項１に記載の照明システム。
【請求項３】
前記波長変換素子がさらに、第２蛍光体を含み；
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体は異なる色の光を放射する；
請求項１に記載の照明システム。
【請求項４】
前記第２蛍光体は紫外光を吸収し、赤色光を放射する、
請求項３に記載の照明システム。
【請求項５】
前記第１蛍光体は、前記第３発光ダイオードによって放射される光に応答して光を放射することはしない、請求項４に記載の照明システム。
【請求項６】
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体が単一の層で混合される、請求項３に記載の照明システム。
【請求項７】
前記第１蛍光体が第１層に配置され、前記第２蛍光体が前記第１層とは別個の第２層に配置される、請求項３に記載の照明システム。
【請求項８】
前記第１ピーク波長は、431〜441nmの間にあり；
前記第２ピーク波長は、452nm〜462nmの間にあり；
前記波長変換素子はYAG：Ceを含む、
請求項１に記載の照明システム。
【請求項９】
前記第２発光ダイオードを起動させずに前記第１発光ダイオード及び前記第３発光ダイオードを同時に起動させ、前記第１発光ダイオードを起動させずに前記第２発光ダイオード及び前記第３発光ダイオードを同時に起動させる制御回路を更に含む、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１０】
前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードが青色光を放射する、請求項１に記載の照明システム。
【請求項１１】
前記第３発光ダイオードによって放射される光の一部を反射又は吸収するフィルタをさらに備え、
前記波長変換素子は、前記フィルタと前記第３発光ダイオードとの間に配置される、
請求項1に記載の照明システム。
【請求項１２】
第１色の光を放射し、第１ピーク波長を有する第１発光ダイオードと；
前記第１色の光を放射し、前記第１ピーク波長とは異なる第２ピーク波長を有する第２発光ダイオードと；
前記第１色とは異なる第２色の紫外光を放射する第３発光ダイオードと；
前記第１発光ダイオード、前記第２発光ダイオード及び前記第３発光ダイオードに整合し、前記第１発光ダイオード、前記第２発光ダイオード及び前記第３発光ダイオードから離れて配置された波長変換素子であり、該波長変換素子の一部が前記第３発光ダイオードに整合して配置され紫外光を吸収して赤色光を放出する、波長変換素子と；
を含む照明システムであり、
前記波長変換素子が第１蛍光体を含み、該第１蛍光体が、前記第１ピーク波長における第１吸収と、前記第２ピーク波長における第２吸収とを含み、前記第１吸収は前記第２吸収とは異なる、
照明システム。
【請求項１３】
前記第１ピーク波長及び前記第２ピーク波長が少なくとも10nmだけ異なる、請求項１２に記載の照明システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の照明システムであり、
前記波長変換素子がさらに、第２蛍光体を有し；
前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体は異なる色の光を放射する；
照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射スペクトルが調整可能である光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(LEDs)、共振空洞発光ダイオード(RCLEDs)、垂直空洞レーザーダイオード(VCSELs)及び端面発光レーザー(edge  emitting  lasers)を含む半導体発光デバイスは、現在利用可能な最も高率がよい発光源の範疇に入る。可視スペクトルに亘って動作可能な高輝度発光デバイスの製造において現在興味のある材料システムは、III−V族半導体であり、特に、III族窒化物材料とも呼ばれる、ガリウム、アルミニウム、インジウム及び窒素の二元、三元及び四元合金を含む。典型的には、III族窒化物発光デバイスは、異なる組成及びドーパント濃度の半導体層のスタックを、サファイア、シリコンカーバイド、III族窒化物又は他の好適な基板上に、金属有機化学蒸着法(MOCVD)、分子ビームエピタキシー成長法(MBE)その他のエピタキシャル技術を用いて、エピタキシャル成長させることにより製造される。当該スタックは、しばしば、基板上に形成され、例えばシリコンでドープされた１層以上のｎ型層、ｎ型の単層又は複数層の上に形成された活性領域中の１層以上の発光層、及び上記活性領域の上に形成され、例えばマグネシウムでドープされた１層以上のｐ型層を含む。ｎ型及びｐ型領域上に電気的接触が形成される。
【０００３】
青色光を放射する効率的なIII族窒化物LEDsの開発後、LEDsに基づいて白色光源を開発することが実用的になった。白色LEDsは、LEDによって放出された放射の一部を吸収し、異なる色（波長）の放射を再放出する、蛍光体などの1つ以上のフォトルミネセンス材料を含む。典型的には、LEDチップ又はダイは、青色光を発生し、蛍光体は青色光のうちのある割合（百分率）を吸収し、黄色光を再放出し、あるいは緑色及び赤色光、緑色及び黄色光、若しくは緑色及び橙色の組合せ、又は黄色及び赤色光を再放出する。LEDによって生成された青色光のうち蛍光体によって吸収されない部分は、蛍光体によって放射された光と組み合わされて、人間の目に白色に見える光をもたらす。
【０００４】
LEDによって直接放射される一次光と蛍光体によって放射される二次光とを組み合わせるこのプロセスは、複数のLEDsが同じ蛍光体素子を共有する構成にしばしば適用される。この適用は、複数の青色LEDsが蛍光体に直接接触するコンポーネントレベル、又は複数のLEDsが単一の遠隔蛍光体素子を照明するモジュールレベルでも行うことができる。
【０００５】
高い演色性を維持するために、様々な蛍光体材料がLED上又は遠隔プレート内で混合されるか、あるいは赤色の主発光色を有するLEDが導入されて、いわゆる「ハイブリッド」システムを形成する。
【０００６】
図1はハイブリッド照明システムの一例を示しており、米国特許出願公開第2012/0155076号明細書により詳細に記載されている。図1の白色発光システム40は、青色発光LEDs26及び赤色発光LEDs28を含む発光デバイス20を含む。発光システム40は、少なくとも1つの青色光励起性の蛍光材料42を含む。蛍光材料42は、動作時に発光デバイス20が蛍光体42を照射するように構成される。蛍光体材料42は、青色光30の一部を吸収し、それに応答して、典型的には黄緑色である異なる色の光44を放射する。システム40の発光生成物46は、LED26,28によって放射された青色光30及び赤色光32と、蛍光体材料42によって生成された光44との混合（組み合わせ）を含む。
【０００７】
青色LEDチップ及び赤色LEDチップに電力を供給するために、はんだパッド34,36が設けられている。青色LED及び赤色LEDの順方向駆動電流IFB、IFRを制御するように動作可能なドライバー48が、はんだパッド34,36に電気的に接続される。ドライバー48は、青色LEDチップ及び赤色LEDチップを独立して制御することを可能にする。ドライバー48は、発光生成物46内の青色及び赤色光の寄与の測定強度IB及びIRに応答して動作可能である。フィードバック構成の手段により、ドライバー48は、測定強度IB及びIRを使用して、青色及び／又は赤色LEDの順方向駆動電流IFB、IFRを調節することができ、LED及び／又は蛍光体材料の発光特性の色に生じる変化を補償する。ドライバーは、変形的に、かつ／あるいは、追加的に、LEDの動作温度Tに応答して、一方又は両方のLED駆動電流を制御するように動作可能であってもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第2012/0155076号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一目的は、改善された効率、改善された柔軟性又は改善された性能を具備し得る複数のLEDsを伴う照明システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の数実施形態に従った照明システムは、第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードを含む。第1発光ダイオード及び第２発光ダイオードは、異なるピーク波長を有し、同じ色の光を放射する。本照明システムはさらに、第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードとは異なる色の光を放射する第３発光ダイオードを含む。波長変換素子が、第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードによって放射される光の経路中に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来技術のハイブリッド照明システムを示す図である。
【図２】少なくとも3個のLEDsとLEDsから間隔を置いた波長変換素子とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図３】少なくとも3個のLEDsとLEDs上方に配置された波長変換素子とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図４】波長変換素子の吸収スペクトル及び図2、３に示した２個のLEDsの放射スペクトルのピークを示すグラフである。
【図５】少なくとも3個のLEDsとLEDs上方に配置された波長変換材料の混合体とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図６】少なくとも3個のLEDsとLEDs上方に異なる層で配置された複数の波長変換材料とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図７】少なくとも3個のLEDsとLEDsから間隔を置いた単一層内に配置された波長変換材料の混合体とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図８】少なくとも3個のLEDsとLEDsから間隔を置いた異なる層内に配置された複数の波長変換材料とを伴う照明システムの一部の断面図である。
【図９】YAG:Ce  及びEu2+  赤色窒化物蛍光体の吸収スペクトルを示すグラフである。
【図１０】照明システム内の複数のLEDsの配列を示す図である。
【図１１】Eu2+  緑色窒化物蛍光体及びKSiF:Mn4+  赤色蛍光体の吸収スペクトル、並びに2個のLEDsのピーク放射スペクトルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態は、色温度を変化させることができる、ハイブリッド照明システムを含む照明システムに関する。本発明の数実施形態は、異なる発光波長を具備するLEDsを伴うシステムにおける波長の関数として、蛍光体材料の吸収強度の変化を使用して、調整可能な発光スペクトルを具備する光源を生成する。
【００１３】
以下に説明する数実施形態において、波長変換材料は、説明の経済上、蛍光体と呼ぶ。波長変換材料は、任意の適切な材料であって良く、例えば、従来の蛍光体、有機蛍光体、量子ドット、有機半導体、II-VI族若しくはIII-V族半導体、II-VI族若しくはIII-V族半導体量子ドット又はナノクリスタル、染料、ポリマー、その他の発光する材料が挙げられることが理解されるべきである。
【００１４】
図2、図3、図5、図6、図7及び図8は、放射される光の色温度を変更し得る照明システムの一部の断面図である。
【００１５】
図２及び図３において、図示された照明システムの部分は、2個の青色LEDs及び1個の赤色LEDを含む。
【００１６】
図2及び図3の各図において、少なくとも3個のLEDs  52,  54及び56が基板50上に配置されている。LEDs  52及び54の両方が青色光を発することができる。LEDs  52及び54は、異なるピーク波長を有する。LEDs  52及び54のピーク波長は、いくつかの実施形態において、少なくとも5nm、いくつかの実施形態では少なくとも10nm、いくつかの実施形態では少なくとも15nm、いくつかの実施形態では40nm以下、いくつかの実施形態では30nm以下だけ異なる。LEDs  52及び54は、所望の波長の光を直接放射してもよく、あるいは蛍光体変換LEDであっても良い。LED56は、直接又は波長変換を介して赤色光を放射することができる。LEDs  52,  54及び56は、任意の適切なLEDであって良い。LEDs  52,  54及び56は、例えば、金属コアプリント回路基板などの任意の適切な基板50に取り付けることができる。照明システムは、独立して、LEDs  52,  54及び56をアドレス指定し、LEDs  52,  54及び56のそれぞれによって生成される光の量を変化させるための制御回路51を含むことができる。
【００１７】
図2及び図3の各図において、3個のLEDs  52,  54及び56によって放射される光の経路内に1個の蛍光体層が配置される。蛍光体層は、TiO2粒子などの光散乱材料を含むことができる。
【００１８】
図2において、蛍光体層58は、LEDs  52,  54及び56から離間した近傍の蛍光体である。近傍の蛍光体層58は、例えば、発光セラミックであって良く、また、ディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で透明支持基板上又はその他の適切な構造体上に形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。
【００１９】
図3において、蛍光体層60がLEDs  52,  54及び56の上に配置されている。蛍光体層60は、LEDs  52,  54及び56の1個以上に直接接触しても良いが、これは必須ではない。蛍光体層60は、LEDs  52,  54及び56上に、例えば、ディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。
【００２０】
図２及び図３に示す照明システムによって放出された光は、LEDs  52及び／又は54からの青色光、LED56からの赤色光、並びに波長変換素子58,  60からの光の組み合わせである。
【００２１】
本発明の数実施形態において、LEDs  52及び54が同じ波長変換要素58,  60を共有するので、LEDs  52,  54のピーク波長を選択し、適切な吸収スペクトルを具備する蛍光体を選択することにより、合成光の色を調整することができる。いくつかの実施形態において、蛍光体層58及び60の蛍光体は、しばしばYAG：Ceと略記される、セリウム（Ce）でドープされたイットリウムアルミニウムガーネットなどの黄色／緑色蛍光体である。
【００２２】
図4は、波長の関数としての、YAG：Ceの吸収スペクトルの一部62を示す。図4はまた、本発明の一実施形態におけるLEDs  52及び54の発光スペクトルを示す。LED52の発光は、LED54の発光よりも波長変換器による吸収が小さい（すなわち、吸収スペクトル上の点66のy軸値は点64のy軸値より小さい）。したがって、LEDs  52及び56が起動され、LED54が起動されていない場合は、LEDs  54及び56が起動され、LED52が起動されていない場合と比較して、組み合わされた光の中に青色光がより多く、緑色／黄色光がより少ない。ゆえに、LEDs  52及び54の一方、LEDs  52及び54の他方、又はLEDs  52及び54の両方を起動させることによって、組み合わされた光の色温度を変更することができる。
【００２３】
図４に示す実施形態において、LED52は436nmのピーク波長を有し、LED54は457nmのピーク波長を有する。LED52のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも426nm、いくつかの実施形態では446nm以下、いくつかの実施形態では少なくとも431nm、いくつかの実施形態では441nm以下であって良い。LED54のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも447nm、いくつかの実施形態では467nm以下、いくつかの実施形態では少なくとも452nm、いくつかの実施形態では462nm以下であって良い。
【００２４】
図4に示すように、LED52からの一次光は、LED54からの光ほどは、波長変換層によって吸収されず、二次光に変換されない。その結果、LED52からの一次光と波長変換層からの二次光との組合せは、LED54からの一次光と同じ波長変換層からの二次光との組合せは異なる色度（chromaticity）になる。
【００２５】
2つの異なる色度を赤色光と組み合わせて、異なる相関色温度（correlated  color  temperatures）及び高い演色性を有する光を生成することができる。LEDs  52及び54並びに赤色LED56からの光出力の比を変化させることにより、組み合わされた光の相関色温度（CCT）の連続的な変更（調整）が可能になる。
【００２６】
図２及び図３に示す構造において、LED56によって放射された光は、波長変換素子58,  60によって吸収されない。したがって、図2及び図3は、LED56から放射された光が波長変換素子に入射するようにLED56を波長変換素子の下に配置した様子を示しているが、いくつかの実施形態では、LED56から放射された光が波長変換素子に入射しないようにLED56を波長変換素子の外側に配置することができる。
【００２７】
図5、図6、図7及び図8において、2個の青色LEDs及びUV  LEDを含む照明システムの一部が示されている。
【００２８】
図5、図6、図7及び図8の各図において、少なくとも３個のLEDs  52,  54及び70が基板50上に配置されている。LEDs  52及び54の両方が青色光を放射することができる。LEDs  52及び54は異なるピーク波長を有する。LEDs  52及び54のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも5nm、いくつかの実施形態では少なくとも10nm、いくつかの実施形態では少なくとも15nm、いくつかの実施形態では40nm以下、いくつかの実施形態では30nm以下だけ異なって良い。LEDs  52及び54は、所望の波長の光を直接放射しても良く、あるいは蛍光体変換LEDsであってもよい。LED70は、紫外光（UV光）を放射することができる。
【００２９】
LEDs  52,  54及び70は、任意の適切なLEDsであって良い。LEDs  52,  54及び70は、例えば、金属コアプリント回路基板などの任意の適切な基板50に取り付けることができる。照明システムは、独立して、LEDs  52,  54及び70をアドレス指定し、LEDs  52,  54及び70の各々の光出力を変化させるための制御回路（図示せず）を含むことができる。
【００３０】
図5、図6、図7及び図8の各図において、３個のLEDs  52,  54及び70によって放射される光の経路内に波長変換素子が配置されている。波長変換素子は2つの蛍光体を含み、1つはYAG：Ceなどの青色LEDs  52及び54によりポンピングされて黄色及び／又は緑色の光を放射する蛍光体であり、もう１つはUV  LED70によりポンピングされて赤色の光を放射する蛍光体である。蛍光体の一方又は両方は、TiO2粒子などの光散乱材料と混合することができる。
【００３１】
図5において、2つの蛍光体が単一の層72内で混合され、LEDs
52, 54及び70の上に配置されている。蛍光体層72は、LEDs 52, 54及び70の1個以上に直接接触しても良いが、これは必須ではない。蛍光体層72は、LEDs 52, 54及び70上に、例えば、ディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。
【００３２】
図6において、2つの蛍光体は、LEDs  52,  54及び70の上に2つの別個の層で配置されている。例えば、黄色／緑色発光蛍光体であっても良い第1蛍光体層74が、LEDsの上に配置される。例えば赤色発光蛍光体であっても良い第2蛍光体層76が、第1蛍光体層74の上に配置される。赤色発光蛍光体がLEDsに最も近くなるように、蛍光体層の順序を逆にすることができる。第1蛍光体層74は、LEDs  52,  54及び70の1個又は複数個に直接接触しても良いが、これは必須ではない。第1及び第2蛍光体層74及び76は、例えば、LEDs  52,  54及び70上に、例えば、ディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。
【００３３】
図7において、2つの蛍光体は、LEDs  52,  54及び70から間隔を置いて（離間して）配置された単一層78内で混合される。蛍光体層78は、例えば、発光セラミックであって良く、また、透明指示基板その他の適切な構造体上にディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。
【００３４】
図8において、2つの蛍光体は、LEDs  52,  54及び70から離間した別個の層に形成されている。例えば黄色／緑色発光蛍光体であっても良い第1蛍光体層80が、LEDsに最も近くに配置される。例えば赤色発光蛍光体などの第２蛍光体層82が、第1蛍光体層82の上に配置される。赤色発光蛍光体がLEDsに最も近くなるように、蛍光体層の順序を逆にしても良い。蛍光体層80及び82のうちの1つは、例えば、発光セラミックであって良く、また、透明指示基板その他の適切な構造体上にディスペンスされ（dispensed）、スクリーン印刷され、ステンシルされ（stenciled）、スピンキャストされ（spin-casted）、積層され、成形されあるいはその他の方法で形成される透明バインダと混合された蛍光体であって良い。他の蛍光体層は、第1蛍光体層に取り付けられても良く、本明細書に記載されたいずれかの技術によって形成された任意のタイプの蛍光体層であっても良い。一例としては、赤色粉末蛍光体を透明バインダ材料と混合し、黄色／緑色発光YAGセラミックスラブ（YAG  ceramic  slab）上に分配する。
【００３５】
図５，６，７及び８に示す照明システムによって放射された光は、LEDs  52及び／又は54からの青色光、赤色発光蛍光体からの赤色光、及び黄色／緑色発光蛍光体からの黄色／緑色光の組み合わせである。フィルタ（図示せず）を構造体に含めることができる。例えば、紫外光及び／又は青色光を反射又は吸収して、紫外光及び／又は青色光が構造体を漏出するのを防止するためのフィルタを、赤色発光蛍光体の上に形成することができる。変換されない紫外光又は青色光を反射して赤色発光蛍光体を通過するように戻し、それにより赤色発光蛍光体により変換するようにするフィルタを、赤色発光蛍光体上に形成することができる。フィルタは、紫外光及び／又は青色光の全部又は一部のみを反射又は吸収することができる。変形的には、UVフィルタ又は青色フィルタであっても良いフィルタが、組み合わせた蛍光体を覆うことができる。
【００３６】
組合せ光の色は、LEDs  52及び54のピーク波長を選択することによって、かつ適切な吸収スペクトルを有する緑色／黄色蛍光体を選択することによって、調整することができる。いくつかの実施形態において、緑色／黄色蛍光体はYAG：Ceである。以下で説明する実施例では、緑色／黄色蛍光体はYAGであるが、ガーネット蛍光体を含む他の任意の適切な緑色／黄色蛍光体を使用することができる。UV  LED70からの光が緑色／黄色蛍光体によって吸収されないか殆ど吸収されないように、UV  LED70の波長を選択することができる。
【００３７】
図9は、波長の関数としての、YAG：Ce及び赤色蛍光体の吸収スペクトルを示す。YAG：Ceの吸収スペクトルは、2つのピーク62,  102を含む。ピーク62は図４に示されている。ピーク102は、UV範囲にある。図5、図6、図7及び図8に示す装置において、LEDs  52及び54のピーク波長は、図４を参照して上述したように、ピーク62の波長範囲内にあっても良い。図４を参照して上述したように、LEDs  52及び70が起動され、LED54が起動されていない場合は、LEDs  54及び70が起動され、LED52が起動されていない場合と比較して、組み合わされた光の中に青色光がより多く、緑色／黄色光がより少ない。ゆえに、LEDs  52及び54の一方、LEDs  52及び54の他方、又はLEDs  52及び54の両方を起動させることによって、組み合わされた光の色温度を変更することができる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、UV  LED70のピーク放射波長は、YAG：Ce吸収スペクトルのピーク102と62との間の範囲106にあるように選択される。波長範囲106内の紫外光は、黄色／緑色YAG：Ce蛍光体によって、著しい量では吸収されないであろう。波長範囲106の紫外光は、赤色蛍光体の吸収スペクトル104によって示されるように、赤色蛍光体によって吸収される。任意の適切な赤色発光蛍光体を使用することができる。適切な材料の例は、以下を含む。すなわち、MがCa,  Sr,  Ba,  Znの群から選択されるアルカリ土類金属の少なくとも1つであり、z  =  2/3x  +  4/3yである、MxSiyNz：EuなどのEu2+  活性化窒化物系赤色発光材料;  0＜x≦1,  0＜y＜1,  0＜z＜1,  0＜a＜1,  0＜b＜1であり、0.002＜n＜0.2であり、REがユーロピウム（II）及びセリウム（III）から選択された、(Ca1-z-y-zSrxBayMgz)1-n(Al1-a+bBa)Si1-bN3-bOb:REn;  及びCaSeS：Eu及び（Ca,Sr）S：EuなどのEu2+活性化硫化物系赤色発光物質が含まれる。
【００３９】
図9において、LED52は436nmのピーク波長を有し、LED54は457nmのピーク波長を有する。LED52のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも426nm、いくつかの実施形態では446nm以下、いくつかの実施形態では少なくとも431nm、いくつかの実施形態では441nm以下であって良い。LED54のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも447nm、いくつかの実施形態では467nm以下、いくつかの実施形態では少なくとも452nm、いくつかの実施形態では462nm以下であって良い。LED70のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも355nmであり、いくつかの実施形態では410nm以下であり、いくつかの実施形態では少なくとも370nmであり、いくつかの実施形態では400nm以下であって良い。図４を参照して上述したように、青色LEDs、黄色／緑色発光蛍光体、及び赤色発光蛍光体からの合成光のCCTは、LEDs  52,  54及び70のそれぞれからの出力を変化させることによって、調整することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、別個の赤色光源（図2及び図3の赤色LED56並びに図5,6,7及び8のUV  LED70など）は省略され、赤色光は、青色LEDs  52,  54の一方又は両方の蛍光体変換により生成される。図11は、このような実施形態において使用され得る赤色及び緑色蛍光体の吸収スペクトルを示す。スペクトル112は、SSON,  βサイアロン（Sialon）又はオルトシリケート（orthosilicate）などの緑色発光のEu  2+活性化窒化物蛍光体の吸収スペクトルである。スペクトル110は、KSiF：Mn4+などの赤色発光のMn4+活性化ヘキサフルオロシリケート（hexaflouorosilicate）蛍光体の吸収スペクトルである。線52及び54は、青色LED52及び54のピーク放射波長を示す。図１１に示されるように、緑色発光蛍光体112は、LEDs  52及び54両方からの光を吸収する。赤色発光蛍光体110は、LED54からの光を強く吸収するが、LED52からの光をほとんど吸収しないか、あるいは吸収しない。例えば、LED54のピーク波長での赤色蛍光体の吸収は、いくつかの実施形態では、LED52のピーク波長での赤色蛍光体の吸収の少なくとも2倍、いくつかの実施形態ではLED52のピーク波長での赤色蛍光体の吸収の少なくとも3倍、いくつかの実施形態では、LED52のピーク波長での赤色蛍光体の吸収の少なくとも4倍である。LED52のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも370nmであり、いくつかの実施形態では405nm未満であって良い。  LED54のピーク波長は、いくつかの実施形態では少なくとも430nmであり、いくつかの実施形態では450nm未満であって良い。組み合わされた光中の緑色光及び青色光の量は、LED52の出力を変化させることによって変化させることができる。図4を参照して上述したように、青色LEDs、黄色／緑色発光蛍光体及び赤色発光蛍光体からの組み合わされた光のCCTは、LEDs  52及び54からの出力を変化させることによって調整することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の照明システムの演色評価数（color  rendering  index）は80を越えた値に維持される。演色指数は、LEDs及び蛍光体の発光スペクトルを適切に選択することによって調整することができる。
【００４２】
YAG：Ceの吸収スペクトルは、当技術分野で知られているように、ガドリニウム（gadolinium）、ルテチウム（lutetium）、ガリウム（gallium）、テルル（tellurium）の1つ以上を蛍光体のガーネットマトリックス（garnet  matrix）に添加することによって操作することができる。
【００４３】
図10は、図2,  3,  5,  6,  7及び8に示す部分構造の1つまたは複数を組み込んだデバイスの一例におけるLEDの配置を示す。波長変換素子の輪郭が円92で示されている。複数のLEDs  90が波長変換素子92の下に配置されている。LEDs  90は、図10に示すよりも多くても少なくても良い。LEDs  90は、例えば、配線基板、回路基板その他の適切な構造とすることができる支持体50に取り付けることができる。図10には示されていない制御回路を、支持体50を介してLEDs  90に電気的に接続することができる。
【００４４】
LEDs  90は、青色LEDs  52及び54と、上述したように赤色光を生成するための赤色LEDs  56及び／またはUV  LEDs  70とを含む。いくつかの実施形態では、LEDs  90は、青色LED52、青色LED54、及び赤色LEDまたはUV  LED56,70に均等に分配されてもよい。いくつかの実施形態では、赤色光源56,70よりも多くの青色LEDs  52,54がある。例えば、青色LEDs  52,54と赤色光源56,70との比は、いくつかの実施形態では少なくとも3：1であっても良く、いくつかの実施形態では少なくとも4：1であり、いくつかの実施形態では8：1を超えなくても良い。いくつかの実施形態では、青色LEDsをLEDs  52とLEDs54とに均等に分配しても良い。いくつかの実施形態では、LEDs54より多くのLEDs52が存在しても良い。いくつかの実施形態では、LEDs52より多くのLEDs54が存在してもよい。
【００４５】
上記の例では、半導体発光デバイスは青色光又は紫外光を放射するIII族窒化物LEDであるが、他のIII-V族材料、III族-リン化物、III族-砒化物、II-VI族材料、ZnO又はSi系材料などの他の材料系から作られる半導体発光素子やレーザーダイオードなどのLED以外の半導体発光素子を使用することができる。
【００４６】
本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、本開示から判断すると、ここで述べた本発明概念の範囲から外れることなく、実施形態への変更がなされうることを当業者は理解する。ゆえに、本発明の範囲は、ここで図示し説明した特定実施形態に限定されるものであると意図していない。
【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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