(57)【要約】  本発明は、光源１０と、ルミネセンス材料２０とを備える照明デバイス１００を提供する。ルミネセンス材料２０は、第１の有機ルミネセンス材料１２０と、第２の有機ルミネセンス材料２２０とを備え、光源１０は、ルミネセンス材料２０と共に、動作中に白色の照明デバイス光１０１を発生するように構成される。第１の有機ルミネセンス材料１２０は、第１の劣化速度で時間と共に劣化し、第２の有機ルミネセンス材料２２０は、第２の劣化速度で時間と共に劣化し、第１の劣化速度は、第２の劣化速度よりも大きい。第１の有機ルミネセンス材料は、第１の層１３０、１０２０内に構成され、第２の有機ルミネセンス材料は、第２の層１４０、１２２０内に構成される。更に、第１の層及び／又は第２の層は、第１の劣化速度と第２の劣化速度との差を少なくとも一部補償するように構成されて、照明デバイス１００の動作時間中、照明デバイス光１０１を実質的に白色に保つ。
2015518630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、ルミネセンス材料とを備える照明デバイスであって、前記ルミネセンス材料が、第１の有機ルミネセンス材料と、第２の有機ルミネセンス材料とを備え、前記光源が、前記ルミネセンス材料と共に、動作中に白色の照明デバイス光を発生し、前記第１の有機ルミネセンス材料が、第１の劣化速度で時間と共に劣化し、前記第２の有機ルミネセンス材料が、第２の劣化速度で時間と共に劣化し、前記第１の劣化速度が前記第２の劣化速度よりも大きく、前記第１の有機ルミネセンス材料が、第１の層内に構成され、前記第２の有機ルミネセンス材料が、第２の層内に構成され、前記第１の層及び／又は前記第２の層が、更に、前記第１の劣化速度と前記第２の劣化速度との差を少なくとも一部補償し、前記照明デバイスの動作時間中に照明デバイス光を実質的に白色に保つ、照明デバイス。
【請求項２】
照明デバイス光は、前記照明デバイスの動作時間中に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から特に１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）内に保たれる、請求項１に記載の照明デバイス。
【請求項３】
前記ルミネセンス材料は、前記照明デバイスの少なくとも５０００時間の動作時間中、照明デバイス光を白色に維持する、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
【請求項４】
前記ルミネセンス材料は、前記照明デバイスの少なくとも２００００時間の動作時間中、照明デバイス光を白色に維持する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項５】
前記第１の層は、前記第１の有機ルミネセンス材料が埋め込まれる第１のホスト材料を備え、前記第２の層は、前記第２の有機ルミネセンス材料が埋め込まれる第２のホスト材料を備える、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項６】
前記第１の層が、酸素バリアによって取り囲まれる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項７】
前記第１の有機ルミネセンス材料は、前記第２の有機ルミネセンス材料よりも低い光源光強度にさらされる、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項８】
前記第１の層は、前記第１の層の上流面と下流面との間で第１の層厚さを有し、前記第２の層は、前記第２の層の上流面と下流面との間で第２の層厚さを有し、前記第１の層厚さは、前記第２の層厚さよりも大きい、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項９】
前記第１の層が、前記第１の層の上流面と下流面との間で第１の層厚さを有し、前記第１の層内の前記第１の有機ルミネセンス材料は、光源光と、前記第２の有機ルミネセンス材料によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、前記照明デバイスの動作中、励起光は、前記上流面から前記下流面に向かう方向に進んでおり、前記第１の層厚さは、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の全ての光が、前記下流面に到達する前に前記第１の有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１０】
前記第２の層が、前記第２の層の上流面と下流面との間で第２の層厚さを有し、前記第２の層内の前記第２の有機ルミネセンス材料は、光源光と、前記第１の有機ルミネセンス材料によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、前記照明デバイスの動作中、励起光は、前記上流面から前記下流面に向かう方向に進んでおり、前記第２の層厚さは、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の光の一部のみが、前記下流面に到達するときに前記第２の有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される、請求項９に記載の照明デバイス。
【請求項１１】
前記ルミネセンス材料は、更に無機ルミネセンス材料を備え、前記第１の有機ルミネセンス材料は、動作中に第１の所定の波長範囲内で発光し、前記無機ルミネセンス材料は、前記第１の有機ルミネセンス材料よりも遅く劣化し、前記無機ルミネセンス材料は、動作中に前記第１の所定の波長範囲と少なくとも一部重なる第２の所定の波長範囲内で発光する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１２】
前記第１の有機ルミネセンス材料は、前記照明デバイスの動作中、前記第２の有機ルミネセンス材料によって生成される光により少なくとも部分的に励起される、請求項６乃至１０の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１３】
前記第１の有機ルミネセンス材料は、第１の濃度で前記第１の層内に構成され、前記第２の有機ルミネセンス材料は、第２の濃度で前記第２の層内に構成され、前記第１の濃度は前記第２の濃度よりも高い、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１４】
少なくとも３つの有機ルミネセンス材料を備える、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の照明デバイス。
【請求項１５】
前記光源は、青色放射発光デバイスを備える、請求項１乃至１４の何れか一項に記載の照明デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも２つの有機ルミネセンス材料を備える照明デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ルミネセンス材料又は蛍光体の使用は、当技術分野で知られている。例えば、国際公開第２００８／１３０５６２号は、生理学的に許容可能な媒体内に少なくとも１つの有機及び／又は無機蛍光体を含む組成物を述べており、蛍光体は、初期周波数の電磁放射を異なる周波数に変換するのに効果的な量で存在する。一実施形態では、蛍光体は、初期放射周波数、例えば赤外又は可視光を、より高い周波数、例えば紫外（ＵＶ）放射に変換する。別の実施形態では、蛍光体は、より高い周波数、例えばＵＶ放射を、初期放射周波数、例えば赤外又は可視光に変換する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、白色光を得る目的で緑色〜赤色発光蛍光体をポンピングするために青色発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されるリモート蛍光体用途のために、有機蛍光体及び量子ドット（ＱＤ：quantum dots）が考えられている。有機蛍光体（本明細書では、有機ルミネセンス材料とも呼ぶ）は、無機蛍光体に比べて多数の利点を有する。ルミネセンススペクトルの位置及び帯域幅は、高い効率を得るために可視範囲内の任意の範囲に容易に設計され得る。しかし、これらの蛍光体は、従来の無機蛍光体ほど安定ではなく、時間と共に劣化する。白色光を得るために、赤色発光蛍光体と緑色／黄色発光蛍光体との組合せを使用する必要があり得る。しかし、これらの有機赤色発光蛍光体と有機緑色／黄色発光蛍光体の１つが安定でないとき、光源からの光の色点は、有機蛍光体の１つ又は複数の劣化の結果、黒体ライン（黒体軌跡又はＢＢＬ）から離れ、オフホワイトになり、これは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
したがって、本発明の一態様は、有機ルミネセンス材料に基づく代替の照明デバイスであって、好ましくは、上述の欠点を更に少なくとも一部解消し、且つ好ましくは、かなりの時間にわたってＢＢＬに近い色座標を有する白色光を生成する照明デバイスを提供することである。したがって、色点がシフトすることはあるが、製品の寿命のかなりの期間にわたって色点はＢＢＬに従う。ここで、光がオフホワイトになることなく色温度のシフトのみが観察されるように、有機蛍光体の劣化中に黒体ライン上に色点を保つための様々なストラテジを提案する。
【０００５】
ルミネセンス材料は、有機ルミネセンス材料の１つ又は複数の劣化による色点シフトが、（照明デバイスの）寿命の少なくとも一部にわたってＢＢＬに従うように選択される。本発明の照明デバイスは、少なくとも２つの有機ルミネセンス材料を備え、そのうちの少なくとも１つが、光源に放射的に結合され、他の材料は、光源及び他の有機ルミネセンス材料の１つ又は複数に放射的に結合される。任意選択的に、照明デバイスは、更に、１つ又は複数の更なる有機ルミネセンス材料及び／又は１つ又は複数の更なる無機ルミネセンス材料を備えてもよく、これらは、個別に、光源の１つ又は複数及び他のルミネセンス材料の１つ又は複数に放射的に結合され得る。
【０００６】
用語「放射的に結合される」は、特に、光源によって放出される放射の少なくとも一部がルミネセンス材料によって受け取られる（及び、前記ルミネセンス材料によってルミネセンスに少なくとも一部変換される）ように光源とルミネセンス材料とが互いに関連付けられることを意味する。また、ここで、第１のルミネセンス材料が、第２のルミネセンス材料に放射的に結合されてもよく、これは、第２のルミネセンス材料の発光の少なくとも一部が、第１のルミネセンス材料によって受け取られる（及び第１のルミネセンス材料のルミネセンスに少なくとも一部変換される）ことを示す。
【０００７】
第１の態様では、本発明は、光源と、ルミネセンス材料とを備える照明デバイスであって、ルミネセンス材料が、第１の有機ルミネセンス材料と、第２の有機ルミネセンス材料とを備え、光源が、ルミネセンス材料と共に、動作中に白色の照明デバイス光を発生する（即ち照明デバイスの光が白色光である）ように構成され、第１の有機ルミネセンス材料が、第１の劣化速度で時間と共に劣化し、第２の有機ルミネセンス材料が、第２の劣化速度で時間と共に劣化し、第１の劣化速度が第２の劣化速度よりも大きく、第１の有機ルミネセンス材料が、第１の層内に構成され、第２の有機ルミネセンス材料が、第２の層内に構成され、第１の層及び／又は第２の層が、更に、第１の劣化速度と第２の劣化速度の差を少なくとも一部補償するように構成されて、照明デバイスの動作時間中に照明デバイス光を実質的に白色に保つことを特徴とする照明デバイスを提供する。
【０００８】
そのような照明デバイスでは、照明デバイスの光（「照明デバイス光」）は、（有機）ルミネセンス材料の１つ又は複数の劣化により色点がシフトするときでさえ、かなりの期間にわたって白色に留まることができる。特に、照明デバイス光は、照明デバイスの動作時間中に、ＢＢＬ（黒体軌跡：black body locus）から特に１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差：standard deviation of color matching）内、特に１０ＳＤＣＭ内、特に５ＳＤＣＭ内を保つ。特定の実施形態では、ルミネセンス材料は、照明デバイスの少なくとも５０００時間の動作時間中、特に照明デバイスの少なくとも２００００時間の動作時間中、特に照明デバイスの少なくとも５００００時間の動作時間中に、照明デバイス光を白色（ＢＢＬから特に１５ＳＤＣＭ内、特に１０ＳＤＣＭ内、特に５ＳＤＣＭ内）に維持するように構成される。これらの上記の時間は、特に、（工場での）製造後の最初の使用時から計算された照明デバイスの動作時間に関する。
【０００９】
照明デバイスは、任意のタイプの照明デバイスでよい。ＬＥＤ光源を仮定すると、それらの照明デバイスタイプは、例えば、ＬＥＤダイ上に配置された、ＬＥＤダイ上の（シリコーン）樹脂内に配置された、又はＬＥＤダイ上のドーム上に配置された１つ又は複数のルミネセンス材料を有する構成、及び１つ又は複数のルミネセンス材料がＬＥＤダイから離れている他の構成を含むことがある。
【００１０】
特に、全てのルミネセンス材料が、ＬＥＤダイから離して（即ちＬＥＤダイと物理的に接触せずに）配置される。ＬＥＤダイとルミネセンス材料の１つ又は複数、好ましくは全てのルミネセンス材料との間の最短距離は、０ｍｍよりも大きくてよく、特に０．１ｍｍ以上、例えば０．２ｍｍ以上であり、幾つかの実施形態では、更には１０ｍｍ以上、例えば１０〜１００ｍｍである。
【００１１】
上述のように、照明デバイスは、ルミネセンス材料を備え、ルミネセンス材料は、少なくとも２つの有機ルミネセンス材料を備える。そのような有機ルミネセンス材料又は色素のほぼ無限の組合せがある。関連の例は、多くの取引業者から入手可能なペリレン（BASF社（ドイツ、ルートヴィッヒスハーフェン）から商標名Lumogen（登録商標）で知られている色素：Lumogen F240 Orange、Lumogen F300 Red、Lumogen F305 Red、Lumogen F083 Yellow、Lumogen F170 Yellow、Lumogen F850 Greenなど）、Neelikon Food Dyes & Chemical Ltd.（インド、ムンバイ）からのYellow 172、クマリンなどの色素（例えば、クマリン６、クマリン７、クマリン３０、クマリン１５３、ベーシックイエロー５１）、ナフタルイミド（例えば、ソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６）、フルオロール７ＧＡ、ピリジン（例えば、ピリジン１）、ピロメテン（例えば、ピロメテン５４６、ピロメテン５６７）、ウラニン、ローダミン（例えば、ローダミン１１０、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、スルホローダミン１０１、スルホローダミン６４０、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２）、シアニン（例えば、フタロシアニン、DCM）、スチルベン（例えば、Bis-MSB、DPS）である。意図された用途のために十分に高い蛍光量子収率を示す限り、酸性色素、塩基性色素、直接色素、及び分散色素など幾つかの他の色素が使用されてもよい。適用され得る特に興味深い有機材料は、例えば、緑色ルミネセンスに関してはBASF社のLumogen 850、黄色ルミネセンスに関してはBASF社のLumogen F083又はF170、橙色ルミネセンスに関してはBASF社のLumogen F240、及び赤色ルミネセンスに関してはBASF社のLumogen F300又はF305を含む。したがって、ルミネセンス材料は、例えば、上述の有機ルミネセンス材料の少なくとも２つと、任意選択的に１つ又は複数の更なる有機ルミネセンス材料とを含むことがあり、これらも上述の有機ルミネセンス材料から選択され得る。
【００１２】
光源の光のタイプに応じて（下記参照）、有機ルミネセンス材料は、例えば、緑色と赤色の発光材料の組合せ、又は黄色と赤色の発光ルミネセンス材料の組合せなどを含むことがある。（主として）ＵＶ光を発生する光源が適用される場合には、青色、緑色、及び赤色発光材料の組合せ、又は青色、黄色、及び赤色発光ルミネセンス材料の組合せなどが適用され得る。照明デバイスは、光源光とルミネセンス材料との組合せに基づいて白色光を発生するように構成される。光源光は、実質的に変換されること（ＵＶ光の場合）も、照明デバイス光に寄与すること（青色光の場合）もある。
【００１３】
光源は、任意の光源でよいが、（ここでは）特に、実質的にＵＶ又は青色で発光することが可能な光源である。したがって、一実施形態では、光源は、青色放射発光デバイスを備える。前の実施形態と組み合わされ得る更に別の実施形態では、光源は、ＵＶ放射発光デバイスを備える。したがって、用語「光源」は、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）に関することがある。好ましくは、光源は、動作中に、少なくとも、３００〜４８０ｎｍ、特に３８０〜４６０ｎｍの範囲から選択される波長での光を放出する光源である。この光は、光変換要素によって一部使用され得る（下記参照）。特定の実施形態では、光源は、固体ＬＥＤ光源（ＬＥＤ又はレーザダイオードなど）を備える。用語「光源」はまた、２〜２０個の（固体）ＬＥＤ光源など複数の光源に関することもある。任意選択的に、光源は、白色光（及び任意選択的にＵＶ光）を発生するように構成され（下記も参照のこと）、青色光及び／又は任意選択的なＵＶ光の一部が、励起光としてルミネセンス材料の１つ又は複数によって使用され、ルミネセンスに少なくとも一部変換される。
【００１４】
本明細書における用語「白色光」は、当業者に知られている。約２０００〜２００００Ｋ、特に、約２７００〜２００００Ｋの間（一般的な照明に関しては、特に２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲内、及び背面照明の目的では、約７０００Ｋ〜２００００Ｋの範囲内）で、且つ特にＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（等色標準偏差）内で、特にＢＢＬから約１０ＳＤＣＭ内で、特にＢＢＬから約５ＳＤＣＭ内の相関色温度（ＣＣＴ：correlated color temperature）を有する光に関する。
【００１５】
一実施形態では、光源はまた、約５０００〜２００００Ｋの間の相関色温度（ＣＣＴ）を有する光源光を提供することもあり、例えば１００００Ｋを得るための直接蛍光体変換ＬＥＤ（蛍光体の薄層を有する青色発光ダイオード）である。したがって、特定の実施形態では、光源は、５０００〜２００００Ｋの範囲内、特に６０００〜２００００Ｋの範囲内、例えば８０００〜２００００Ｋの範囲内の相関色温度の光源光を提供するように構成される。相対的な高い色温度の利点は、光源光中に相対的な高い青色成分が存在し得ることであり得る。この青色成分は、ルミネセンス材料によって一部吸収されて、ルミネセンス材料光に変換され得る。任意選択的に、個別の青色光源（固体ＬＥＤなど）が、光源に含まれてもよい。
【００１６】
用語「紫外光」又は「紫外放射」は、特に、約３８０〜４４０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「青色光」又は「青色放射」は、特に、（幾らかの紫及びシアン相を含む）約４４０〜４９０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「緑色光」又は「緑色放射」は、特に、約４９０〜５６０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「黄色光」又は「黄色放射」は、特に、約５６０〜５９０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「橙色光」又は「橙色放射」は、特に、約５９０〜６２０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「赤色光」又は「赤色放射」は、特に、約６２０〜７５０ｎｍ、特に６２０〜６５０ｎｍの範囲内の波長を有する光に関する。用語「可視」、「可視光」、又は「可視放射」は、約３８０〜７５０ｎｍの範囲内の波長を有する光を表す。
【００１７】
少なくとも２つの有機ルミネセンス材料に加えて、ルミネセンス材料は更に、任意選択的に、１つ又は複数の有機ルミネセンス材料を備えることもある。
【００１８】
更なる特定の実施形態では、ルミネセンス材料は、２価のユーロピウムを含有する窒化物ルミネセンス材料、２価のユーロピウムを含有する酸窒化物ルミネセンス材料、２価のユーロピウムを含有する硫化物ルミネセンス材料、及び２価のユーロピウムを含有するセレン化物（及び硫化物）ルミネセンス材料からなる群から選択される１つ又は複数の更なる無機ルミネセンス材料を含む。赤色ルミネセンス材料は、一実施形態では、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、Ｃａ（Ｓ，Ｓｅ）：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕからなる群から選択される１つ又は複数の材料を含むことがある。これらの化合物中で、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に又は全て２価であり、上述の２価のカチオンの１つ又は複数を置換する。一般に、Ｅｕは、それが置換するカチオンの１０％を超える量では存在せず、カチオンに対して特に約０．５〜１０％の範囲内、特に０．５〜５％の範囲内である。用語「：Ｅｕ」又は「：Ｅｕ２＋」は、金属イオンの一部がＥｕによって（これらの例ではＥｕ２＋によって）置換されていることを示す。
【００１９】
例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ中の２％のＥｕを仮定すると、正確な組成式は（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３となり得る。２価のユーロピウムは、一般に、２価のカチオン、例えば上記の２価のアルカリ土類カチオン、特にＣａ、Ｓｒ、又はＢａを置換する。材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕは、ＭＳ：Ｅｕと表記されてもよく、ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ又は複数の元素であり、特に、Ｍは、この化合物中では、カルシウム、ストロンチウム、又はカルシウムとストロンチウム、特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａの１つ又は複数）の少なくとも一部を置換する。更に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕは、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕと表記されてもよく、ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ又は複数の元素であり、特に、Ｍは、この化合物中では、Ｓｒ及び／又はＢａを含む。更なる特定の実施形態では、Ｍは、（Ｅｕの存在を考慮せずに）Ｓｒ及び／又はＢａからなり、特に５０〜１００％、特に５０〜９０％のＢａと、５０〜０％、特に５０〜１０％のＳｒとからなり、例えば、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（即ち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）である。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａの１つ又は複数）の少なくとも一部を置換する。同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕは、ＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕと表記されてもよく、ここで、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される１つ又は複数の元素であり、特に、Ｍは、この化合物中では、カルシウム、ストロンチウム、又はカルシウムとストロンチウム、特にカルシウムを含む。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（即ち、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａの１つ又は複数）の少なくとも一部を置換する。好ましくは、一実施形態では、第１のルミネセンス材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、好ましくは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む。更に、前の実施形態と組み合わされ得る別の実施形態では、第１のルミネセンス材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、好ましくは、（Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕを含む。用語「（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）」は、対応するカチオンが、カルシウム、ストロンチウム、又はバリウムによって占められ得ることを示す。また、そのような材料において、対応するカチオン部位が、カルシウム、ストロンチウム、及びバリウムからなる群から選択されるカチオンで占められ得ることも示す。したがって、材料は、例えば、カルシウム及びストロンチウム、又はストロンチウムのみなどを含むことがある。同様の原理が、用語「（Ｓ，Ｓｅ）」にも当てはまる。
【００２０】
したがって、一実施形態では、ルミネセンス材料は、更に、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋を含んでいてよく、ここで、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群から選択され、特に、Ｍは、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される。前の実施形態と組み合わされ得る更に別の実施形態では、ルミネセンス材料は、更に、ＭＡｌＮ３：Ｅｕ２＋を含んでいてよく、ここで、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、及びＢａからなる群から選択され、特に、Ｍは、Ｓｒ及びＢａからなる群から選択される。
【００２１】
更なる特定の実施形態では、ルミネセンス材料は、３価のセリウムを含有するガーネット、３価のセリウムを含有する酸窒化物、及び３価のセリウムを含有する窒化物からなる群から選択されるものなど、１つ又は複数の更なる無機ルミネセンス材料を含む。特に、ルミネセンス材料は、更に、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋ルミネセンス材料を含んでいてよく、ここで、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、Ｇｄ、及びＬｕからなる群から選択され、Ａは、Ａｌ及びＧａからなる群から選択される。好ましくは、Ｍは、少なくともＹ及びＬｕの１つ又は複数を含み、Ａは、少なくともＡｌを含む。これらのタイプの材料は、最高の効率を提供し得る。特定の実施形態では、第２のルミネセンス材料は、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋のタイプの少なくとも２つのルミネセンス材料を含み、ここで、Ｍは、Ｙ及びＬｕからなる群から選択され、Ａは、Ａｌからなる群から選択され、比Ｙ：Ｌｕは、少なくとも２つのルミネセンス材料に関して異なる。例えば、それらの１つは、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋など純粋にＹをベースとするものでよく、また、それらの１つは、（Ｙ０．５Ｌｕ０．５）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などＹ，Ｌｕベースの系でよい。ガーネットの実施形態は、特に、Ｍ３Ａ５Ｏ１２ガーネットを含み、Ｍは、少なくともイットリウム又はルテチウムを含み、Ａは、少なくともアルミニウムを含む。そのようなガーネットは、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、又はセリウムとプラセオジムの組合せで（しかし特にＣｅで）ドープされ得る。特に、Ａは、アルミニウム（Ａｌ）を含むが、Ａはまた、特にＡｌの約２０％まで、特にＡｌの約１０％まで、ガリウム（Ｇａ）及び／又はスカンジウム（Ｓｃ）及び／又はインジウム（Ｉｎ）を一部含むこともある（即ち、Ａイオンは、本質的に、９０モル％以上のＡｌと、１０モル％以下のＧａ、Ｓｃ、及びＩｎの１つ又は複数とからなる）。Ａは、特に、約１０％までのガリウムを含むこともある。別の変形形態では、Ａ及びＯは、Ｓｉ及びＮによって少なくとも一部置換されてもよい。元素Ｍは、特に、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選択され得る。更に、Ｇｄ及び／又はＴｂは、特に、Ｍの約２０％の量までしか存在しない。特定の実施形態では、ガーネットルミネセンス材料は、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅを含み、ここで、０≦ｘ≦１である。用語「：Ｃｅ」又は「：Ｃｅ３＋」は、ルミネセンス材料中の金属イオンの一部（即ち、ガーネット中では「Ｍ」イオンの一部）がＣｅによって置換されることを示す。例えば、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを仮定すると、Ｙ及び／又はＬｕの一部がＣｅによって置換される。この表記は、当業者に知られている。Ｃｅは、一般に、１０％以下にわたってＭを置換する。一般に、Ｃｅ濃度は、（Ｍに対して）０．１〜４％、特に０．１〜２％の範囲内である。１％のＣｅ及び１０％のＹを仮定すると、全体の正確な組成式は、（Ｙ０．１Ｌｕ０．８９Ｃｅ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２となり得る。ガーネット中のＣｅは、当業者に知られているように、実質的に又は全て３価の状態である。
【００２２】
上述のように、有機ルミネセンス材料は、時間と共に劣化し得る。一般に、これらの有機ルミネセンス材料は、無機ルミネセンス材料よりもはるかに速く劣化する。上述の実質的に全ての有機ルミネセンス材料が、（保護されていない状態で）上述の実質的に全ての無機ルミネセンス材料よりも速く劣化する。有機ルミネセンス材料のこの劣化は、酸素及び／又は水など他の物質との反応によるもの、及び／又は放射（特に光源からの放射。しかし、日光が寿命に影響を及ぼすこともある）によるものであり得る（若しくは放射によって強められ得る）。したがって、劣化はまた、（光源及び／又は他のルミネセンス材料からの光の）放射に起因し得る。劣化により、色点がシフトすることがある。多くの有機ルミネセンス材料の利点は、「ブリーチング」と呼ばれるプロセスにより劣化が生じ、即ち、有機ルミネセンス材料の劣化が、劣化物による光の吸収を引き起こさず、有機ルミネセンス材料が「ブリーチング除去（bleached away）」されることである。
【００２３】
追加の任意選択的な有機ルミネセンス材料及び任意選択的な無機ルミネセンス材料を含む第１及び／又は第２の有機ルミネセンス材料は、酸素及び／又は水の影響から保護するため、即ち有機蛍光体の劣化速度を減少させるために、透過性材料、例えば透過性被膜又はプレート中に埋め込まれてもよい。特に、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（プレキシガラス（Plexiglas）又はパースペックス（Perspex））、酢酸酪酸セルロース（ＣＡＢ）、シリコーン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、及びＣＯＣ（シクロオレフィンコポリマー）からなる群から選択されるものなど透過性有機材料が適用されることがある。
【００２４】
劣化の結果としての合成の色シフトが、ＢＢＬに沿った照明デバイス光の色点のシフトをもたらし得るように、２つ以上の有機ルミネセンス材料が選択され得る。青色ＬＥＤ及び黄色有機ルミネセンス材料を用いるだけでは、これは実質的に可能でなく、一方、１つ又は複数の追加の有機ルミネセンス材料を使用すると、シフトするときでさえ照明デバイス光の色点がＢＢＬの近くに（少なくとも一時的に）留まるように、１つ又は複数の有機ルミネセンス材料の色点のシフトが１つ又は複数の他の有機ルミネセンス材料のシフトを補償し得る。ルミネセンス材料の適切な選択は、ＢＢＬに沿った色点変化をもたらす。したがって、一実施形態では、２つ以上の有機ルミネセンス材料が、（有機ルミネセンス材料の１つ又は複数の劣化の結果として）照明デバイスによって発生される光の結果的に生じる色点シフトが（照明デバイスの寿命のかなりの期間にわたって）ＢＢＬに従うことができるように選択され得る。
【００２５】
問題は、異なる有機ルミネセンス材料が適用されるとき、一般には劣化時間又は速度も異なることである。しかし、この挙動はまた、合わせて、色点シフトがＢＢＬから離れるのを少なくとも一時的に防止、減少、又は制限することができる系を定義するためにも使用され得る。
【００２６】
特定の実施形態では、第１の層は、第１の有機ルミネセンス材料が埋め込まれる第１のホスト材料を含み、第２の層は、第２の有機ルミネセンス材料が埋め込まれる第２のホスト材料を含む。このようにすると、ホスト材料の劣化特性を、第１の有機ルミネセンス材料と第２の有機ルミネセンス材料の劣化速度の差を補償するために使用され得る。有機ルミネセンス材料及びホスト材料のタイプを選択することにより、第１の有機ルミネセンス材料の劣化速度は、ＢＢＬに沿った（又はＢＢＬに従った）、時間経過に伴う（照明デバイス光の）色点シフトを実現するように影響を及ぼされ得る。
【００２７】
代替又は追加として、第１の有機ルミネセンス材料は、第１のホスト材料内に埋め込まれ、第２の有機ルミネセンス材料は、第２のホスト材料内に埋め込まれ、第１のホスト材料は、酸素バリアによって取り囲まれる。代替として、第１の層は、酸素バリアによって取り囲まれる。そのような酸素バリアは、第１の有機ルミネセンス材料の劣化速度を減少させることができる。当然、両方のホスト材料が酸素バリアによって取り囲まれてもよいが、特に、より速く劣化する有機ルミネセンス材料を含有する材料は、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料を含有するホスト材料よりも良い酸素バリアを有する。しかし、代替として、色点及び色点シフトによっては酸素バリアが望ましい特性をもたらすこともあるので、より遅く劣化するルミネセンス有機材料を含有するホスト材料が酸素バリアによって取り囲まれてもよい。用語「酸素バリア」は、例えば、コーティングを表すことがある。ホスト材料は、例えば互いに並べて又は積層として配置された様々なタイプの酸素バリアを設けられることがある。
【００２８】
代替又は追加として、第１の有機ルミネセンス材料は、第２の有機ルミネセンス材料よりも低い光源光強度にさらされるように構成される。例えば、これは、第１の有機ルミネセンス材料を第２の有機ルミネセンス材料よりも光源から離して配置することによって容易に得られることがある（及び／又は第１の有機ルミネセンス材料を第２の有機ルミネセンス材料の下流に配置することによって得られることがある）。代替として、第１の有機ルミネセンス材料は、照明デバイスの動作中に、第２の有機ルミネセンス材料によって発生される光によって一部のみ励起される。
【００２９】
上述の実施形態など他の実施形態と組み合わされてもよい更なる他の実施形態では、有機材料の劣化がブリーチングを含むこと、及び、量子効率は一般に非常に高い（＞０．９０、特に＞０．９５、特に＞０．９８）ことが利用される。特定の実施形態では、第１の層は、第１の層の上流面と下流面との間で第１の層厚さを有し、第２の層は、第２の層の上流面と下流面との間で第２の層厚さを有し、第１の層厚さは、第２の層厚さよりも大きい。したがって、層の端部に達する前に層（内の有機ルミネセンス材料）によって特定の波長範囲の全ての光が吸収される厚さを有する（有機ルミネセンス材料を備える層の）層が形成され得る。劣化時、吸収区域が材料中をシフトし、このようにして、（有機ルミネセンス材料の１つ又は複数の劣化の結果として）照明デバイスによって発生される光の結果的な色点シフトが（照明デバイスの寿命のかなりの期間にわたって）ＢＢＬに従うことができる。
【００３０】
したがって、一実施形態では、第１の層が、第１の層の上流面と下流面との間で第１の層厚さを有し、前記第１の層内の第１の有機ルミネセンス材料は、光源光と、第２の有機ルミネセンス材料によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、照明デバイスの動作中、励起光は、（前記第１の層の）上流面から下流面に向かう方向に進んでおり、第１の層厚さは、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の全ての光が、下流面に到達する前に第１の有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される。任意選択的に、これは、励起光の全波長範囲に当てはまることがあり、即ち（励起光の全スペクトル範囲にわたる）全ての励起光が吸収される。
【００３１】
代替又は追加として、第２の層が、第２の層の上流面と下流面との間で第２の層厚さを有し、前記第２の層内の第２の有機ルミネセンス材料は、光源光と、第１の有機ルミネセンス材料によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、照明デバイスの動作中、励起光は、（前記第２の層の）上流面から下流面に向かう方向に進んでおり、第２の層厚さは、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の光の一部のみが、下流面に到達するときに第２の有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される。この後者の実施形態では、励起光の一部が、（吸収されずに）下流面から逃げることがある。ここで、「一部」は、光の一部のみが吸収される励起波長範囲及び／又は特定の波長のスペクトル部分を表すことがある。
【００３２】
上では、層厚さは、励起光の波長範囲の少なくとも一部に関して、前記波長範囲部分の光の一部のみ／全てが、（それぞれ）下流面に到達する前に１つ又は複数のより遅く／より速く劣化する（有機）ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択され得ることが示される。（有機）ルミネセンス材料がホスト材料内に埋め込まれる場合には、必要とされる層厚さは、（有機）ルミネセンス材料の濃度に依存することがある。したがって、一実施形態では、第１の有機ルミネセンス材料は、第１の層の上流面と下流面との間で第１の層厚さを有する第１の層内に構成され、前記第１の層内の第１の有機ルミネセンス材料は、光源光と、他のルミネセンス材料の１つ又は複数によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、照明デバイスの動作中、励起光は、（前記第１の層の）上流面から下流面に向かう方向に進んでおり、（前記層内の）第１の有機ルミネセンス材料の濃度は、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の全ての光が、下流面に到達する前に第１の有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される。別の実施形態では、第１の有機ルミネセンス材料は、第１の濃度で第１の層内に構成され、第２の有機ルミネセンス材料は、第２の濃度で第２の層内に構成され、第１の濃度は、第２の濃度よりも高い。
【００３３】
代替又は追加として、好ましくは、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料は、第２の層の上流面と下流面との間で第２の層厚さを有する第２の層内に構成され、前記第２の層内のそれら１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料は、光源光と、他のルミネセンス材料の１つ又は複数によって発生される光とからなる群から選択される励起光によって励起可能であり、照明デバイスの動作中、励起光は、（前記第２の層の）上流面から下流面に向かう方向に進んでおり、（前記層内の）より遅く劣化する有機ルミネセンス材料の濃度は、励起光の波長範囲の少なくとも一部にわたって、前記波長範囲部分の光の一部のみが、下流面に到達する前に１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料によって吸収されることを課すように選択される。
【００３４】
用語「上流」及び「下流」は、発光手段（ここでは特に光源）からの光の伝播に対する要素又は機能の配置に関し、発光手段からの光のビーム内の第１の位置に対して、発光手段により近い光のビーム内の第２の位置が、「上流」にあり、発光手段からより離れた光のビーム内の第３の位置が、「下流」にある。これらの実施形態では、任意選択的に、追加として又は代替として、有機ルミネセンス材料の１つ又は複数が、１つ又は複数の他の（有機又は任意選択的に無機）ルミネセンス材料の光によって励起されることも含まれることに留意されたい。
【００３５】
ルミネセンス材料が別のルミネセンス材料によって励起されるという選択肢は、望ましい色点シフトを得るためにも（更に）使用され得る。なぜなら、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料がより速く劣化する有機ルミネセンス材料の放出光によって励起され得るとき、より速く劣化する有機ルミネセンス材料の劣化速度が、より遅く劣化する（有機）ルミネセンス材料に対してこの速度を「課す」ために使用され得るからである。したがって、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料が、それらを励起することができる１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料に放射的に結合されるとき、ＢＢＬに沿った望ましい色点シフトが得られることがある。したがって、本発明はまた、照明デバイスの動作中、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料が、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料によって発生される光によって少なくとも一部励起されるように構成される一実施形態を提供する。一実施形態では、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料は、より速く劣化する有機ルミネセンス材料の下流に配置される。
【００３６】
上記のことから結論付けられ得るように、場合によっては、色点シフトを制御するために３つ以上の有機ルミネセンス材料を使用することが有益であり得る。したがって、一実施形態では、照明デバイスは、少なくとも３つの有機ルミネセンス材料を備える。
【００３７】
しかし、上述のような無機ルミネセンス材料も、結果的な色点シフトを調整するために適用され得る。一実施形態では、ルミネセンス材料は、更に無機ルミネセンス材料を備え、第１の有機ルミネセンス材料は、動作中に第１の所定の波長範囲内で発光し、無機ルミネセンス材料は、第１の有機ルミネセンス材料よりも遅く劣化するように構成され、無機ルミネセンス材料は、動作中に第１の所定の波長範囲と少なくとも一部重なる第２の所定の波長範囲内で発光する。実際、特定の色の劣化速度は、同じ波長範囲内で発光する無機ルミネセンス材料が有機ルミネセンス材料の影響（寄与）を弱めることにより減少される。例えば、赤色有機ルミネセンス材料は、無機赤色ルミネセンス材料と組み合わされ得る。上述のように、上述の無機ルミネセンス材料の劣化速度は、上述の有機ルミネセンス材料の劣化速度に比べて無視され得る。
【００３８】
量子ドット又は量子ドット材料（ＱＤ）に関して、同様の劣化の問題が当てはまることがある。したがって、本発明は、更に、一態様において、光源と、ルミネセンス材料とを備える照明デバイスであって、ルミネセンス材料が、（ｉ）第１の有機ルミネセンス材料及び第１のＱＤの１つ又は複数（「第１のルミネセンス材料」）と、（ｉｉ）第２の有機ルミネセンス材料及び第２のＱＤの１つ又は複数（「第２のルミネセンス材料」）と、任意選択的に、（ｉｉｉ）１つ又は複数の更なる有機ルミネセンス材料及び１つ又は複数の更なるＱＤの１つ又は複数（「１つ又は複数の第３のルミネセンス材料」）と、任意選択的に、（ｉｖ）１つ又は複数の更なる無機ルミネセンス材料（「１つ又は複数の第４のルミネセンス材料」）とを含み、光源が、ルミネセンス材料と共に、動作中に白色照明デバイス光を発生するように構成され、第１のルミネセンス材料（したがって任意選択的にＱＤを含む）が時間と共に劣化し、第２のルミネセンス材料（したがって任意選択的にＱＤを含む）が時間と共に劣化し、任意選択的な１つ又は複数の第３のルミネセンス材料が時間と共に劣化し、ルミネセンス材料が、照明デバイスの動作時間中に照明デバイス光を白色に保つように構成される照明デバイスを提供する。
【００３９】
本発明は、有機ルミネセンス材料に関して上述されており、また後述する。しかし、更なる実施形態では、用語「有機ルミネセンス材料」は、「量子ドット」又は「量子ドット材料」で置き換えられることもあり、又は代替として、用語「有機ルミネセンス材料」は、「量子ドット及び／又は有機ルミネセンス材料」又は「量子ドット材料及び／又は有機ルミネセンス材料」で置き換えられることもある。ここで、量子ドットは、ルミネセンス量子ドット、即ち、ＵＶ及び／又は青色光によって励起され得て、可視波長スペクトル範囲内の少なくともどこかで発光する量子ドットを表す。
【００４０】
「実質的に全ての発光」又は「実質的に〜からなる」などでの本明細書における用語「実質的に」は、当業者には理解されよう。用語「実質的に」はまた、「全体的に」、「完全に」、「全て」などを有する実施形態を含むこともある。したがって、幾つかの実施形態では、副詞「実質的に」が省かれてもよい。適用可能な場合には、用語「実質的に」は、９０％以上、例えば９５％以上、特に９９％以上、特に９９．５％以上（１００％を含む）に関することもある。用語「備える」は、用語「備える」が「からなる」を意味する実施形態も含む。
【００４１】
更に、本明細書及び特許請求の範囲における用語「第１の」、「第２の」、「第３の」などは、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも順序又は時系列を表すためには使用されない。適切な状況下では、そのように使用される用語が交換可能であり、本明細書で述べられる本発明の実施形態は、本明細書で説明又は例示されるもの以外の順序での動作も可能であることを理解されたい。
【００４２】
本明細書におけるデバイスは、とりわけ、動作中に述べられる。当業者には明らかなように、本発明は、動作方法又は動作中のデバイスに限定されない。
【００４３】
上述の実施形態が本発明を限定せず例示すること、及び添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく多くの代替実施形態を当業者が設計することが可能であることが留意されるべきである。特許請求の範囲において、小括弧で括られた任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとは解釈されないものとする。動詞「備える」及びその活用形の使用は、特許請求の範囲で指定されるもの以外の要素又はステップの存在を除外しない。要素は複数を除外しない。幾つかの手段を列挙する装置クレームにおいて、これらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一の要素によって実施され得る。特定の手段が互いに異なる従属クレームに記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。
【００４４】
本発明は、更に、本明細書に記載される、及び／又は添付図面に示される特徴的な特徴の１つ又は複数を備えるデバイスに当てはまる。本発明は、更に、本明細書に記載される、及び／又は添付図面に示される特徴的な特徴の１つ又は複数を備える方法又はプロセスに関する。
【００４５】
本特許に論じられる様々な態様は、追加の利点を提供するために組み合わされ得る。更に、特徴の幾つかは、１つ又は複数の分割出願の基礎となり得る。
【００４６】
次に、本発明の実施形態が、単に例として、添付概略図面を参照して述べられる。図面中、対応する参照符号は、対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の照明デバイスの一実施形態の概略図である。
【図２ａ−２ｄ】本発明に関する幾つかの態様の概略図である。
【図３ａ−３ｇ】本発明の幾つかの実施形態、及び本発明に関係する幾つかの更なる態様を概略的に示す。これらの図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。
【図４ａ−４ｂ】実験的証拠を示す。
【図５ａ−５ｂ】更なる実験的証拠を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
図１は、光源１０と、ルミネセンス材料２０とを備える照明デバイス１００を概略的に示す。光源１０は、例えば青色発光ＬＥＤでよく、照明デバイス１００の動作中に光１１を発生するように構成される。ルミネセンス材料２０の１つ又は複数が光源１０に放射的に結合されているので、この光１１は、ルミネセンス材料２０の１つ又は複数によって励起光として使用される。ルミネセンス材料２０は、層１３０内に構成された第１の有機ルミネセンス材料１２０と、層１４０内に構成された第２の有機ルミネセンス材料２２０とを備える。代替実施形態では、第１の有機ルミネセンス材料と第２の有機ルミネセンス材料が、単一の層内に混合される。更に、これらの層１３０、１４０は透明層として概略的に示されるが、代替又は追加として、これらの層は不透過性でもよく、（照明デバイスから照明デバイスの光が脱出するのを可能にするために）別の出射窓が適用される。ここで、層１３０、１４０は、変換器３０内に構成されてもよく、変換器３０は、この実施形態では出射窓の機能も有する。したがって、ルミネセンス材料２０は、例えば、混合されても、埋め込まれても、層状にされても、層状にされて埋め込まれても、照明デバイス内の様々な位置に配置されてもよく、光源１０から離れていても離れていなくてもよい。図１は、幾つかの関連の（及び任意選択的な）要素を示すための非常に概略的な図にすぎない。任意選択的に、照明デバイス１００は、１つ又は複数の更なる有機ルミネセンス材料３２０、及び／又は任意選択的に１つ又は複数の更なる無機ルミネセンス材料４２０を備えてもよい。また、これらは層として概略的に示されるが、これらの照明材料は、混合されてもよく、又は照明デバイス１００内の他の場所に配置されてもよい。光源１０は、ルミネセンス材料２０と共に、（照明デバイスの）動作中に白色の照明デバイス光１０１を発生するように構成される。上述のように、第１の有機ルミネセンス材料及び第２の有機ルミネセンス材料は、時間と共に劣化する。同様に、任意選択的な１つ又は複数の更なる有機ルミネセンス材料３２０も、時間と共に劣化する。光源１０とルミネセンス材料２０との距離は、参照符号ｄで示され、この距離ｄは、ここでは、最も近いルミネセンス材料４２０までの最短距離である。ルミネセンス材料１２０、２２０、３２０、４２０が配置される位置が光源１０から遠ければ遠いほど、ｄはより大きくなる。ここでは、ｄは、第１の有機ルミネセンス材料１２０に関して最大である。
【００４９】
図２ａは、時間の関数として、（ＰＭＭＡ中に埋め込まれた）有機ルミネセンス材料Ｆ３０５（赤色）とＹＡＧ：Ｃｅ（黄色）との組合せの色点の変化を示す。このグラフから、赤色（有機）ルミネセンス材料のみが劣化し、一方、この時間枠内で、黄色ルミネセンス材料は（測定可能な量では）劣化しないことが分かる。図２ｂは、時間経過に伴う吸収強度の減少を示す。かなりの減少が見られる。これらのグラフから、有機ルミネセンス材料の適用は簡単ではなく、本願で特許請求される技術が適用されない限り、有用な照明製品を作り出せないことは明らかである。
【００５０】
図２ｃ〜図２ｄは、１つのルミネセンス材料が別のものよりも速く劣化する状況を概略的に示す。ルミネセンス材料２０は、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０と、１つ又は複数のより遅く劣化するルミネセンス材料８２０とを備える。１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０は、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０よりも速く劣化する。例として、図２ｃは、埋め込まれたルミネセンス材料を示し、図２ｄは、層状にされた構成を示す。これらの図面では、より速く劣化するルミネセンス材料が斜線で示されている。単に理解しやすくするために、第１の有機ルミネセンス材料１２０は、より速く劣化するルミネセンス材料７２０として示され、第２の有機ルミネセンス材料２２０は、より遅く劣化するルミネセンス材料８２０として示されている。しかし、これは逆でもよい。更に、３つ以上の有機ルミネセンス材料が存在してもよい。したがって、図２ｃ〜図２ｄは、後述の幾つかの実施形態を理解するための手引きにすぎない。
【００５１】
図３ａ〜図３ｇに、本発明の幾つかの実施形態、及び本発明に関係する幾つかの更なる態様を概略的に示す。図２ｃ〜図２ｄ及び図３ａ〜図３ｇは、照明デバイス１００の幾つかの実施形態を概略的に示し、ここで、ルミネセンス材料２０は、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０（例えば第１の有機ルミネセンス材料１２０）と、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０（例えば第２の有機ルミネセンス材料２２０）とを備え、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０が、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０よりも速く劣化する。
【００５２】
図３ａは、照明デバイス１００の一実施形態を概略的に示し、ここでは、ルミネセンス材料２０が、層１３０内に構成された第１の有機ルミネセンス材料１２０と、層１４０内に構成された第２の有機ルミネセンス材料２２０とを備える。第１の有機ルミネセンス材料１２０は、第１のホスト材料５１内に埋め込まれる。第２の有機ルミネセンス材料２２０は、第２のホスト材料５２内に埋め込まれる。第１の有機ルミネセンス材料１２０は、保護されていない状態では、第２の有機ルミネセンス材料２２に比べて高い劣化速度を有し、この劣化速度の差を少なくとも一部補償するために、第１の有機ルミネセンス材料１２０及び第２の有機ルミネセンス材料２２０は、それぞれ第１のホスト材料５１及び第２のホスト材料５２内に埋め込まれる。このようにして、より速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０は、第１のホスト材料５１内に埋め込まれ、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０は、第２のホスト材料５２内に埋め込まれる。第１のホスト材料５１は、第１の有機ルミネセンス材料１２０がさらされる酸素及び／又は水の量を減少させることによって、第１の有機材料１２０の劣化速度を減少させる。一実施形態では、ホスト材料５１とホスト材料５２は、第１の有機ルミネセンス材料１２０と第２の有機ルミネセンス材料２２０の劣化速度の差を補償するように化学的に異なる。
【００５３】
図３ｂは、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０、例えば第１の有機ルミネセンス材料１２０が、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０、例えば第２の有機ルミネセンス材料２２０よりも低い光源光強度にさらされるように構成される一実施形態を概略的に示す。これは、より速く劣化するルミネセンス材料７２０を、光源から距離ｄ２で層１３０内に配置し、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０を、光源から距離ｄ１で層１４０内に配置すること（ｄ１＜ｄ２）によって行われ、及び／又は、より速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０をより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０よりも下流に配置することによって行われる。ここで、この概略図面では、両方の選択肢が同時に適用される。任意選択的に、ルミネセンス材料の位置は相互交換されてもよい。
【００５４】
図３ｃは、ルミネセンス材料２０の１つ又は複数が、層１３０内に構成されたそのような第１のホスト材料５１内に埋め込まれ、ルミネセンス材料２０の１つ又は複数が、層１４０内に構成されたそのような第２のホスト材料５２内に埋め込まれ、第１のホスト材料５１又は層１３０が、酸素バリア１５１によって取り囲まれる一実施形態を概略的に示す。これは、第１のホスト材料内の比較的速く劣化する第１の有機ルミネセンス材料１２０の全体的な劣化速度を減少させることがある。しかし、色点のシフトに応じて、配置が異なることもある。したがって、更なる実施形態（図示せず）では、ルミネセンス材料２０の１つ又は複数がそのような第２のホスト材料５２内に埋め込まれ、ルミネセンス材料２０の１つ又は複数がそのような第１のホスト材料５１内に埋め込まれ、第２のホスト材料５２が酸素バリアによって取り囲まれる。
【００５５】
図３ｄは、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０が、第１の層１０２０の上流面１１２１と下流面１１２２との間で第１の層厚さＬ１を有する第１の層１０２０内に構成され、前記第１の層１０２０内のそれらの１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料が、光源光と、他のルミネセンス材料２０の１つ又は複数によって発生される光とからなる群から選択される励起光１１１によって励起可能である一実施形態を概略的に示す。照明デバイス１００の動作中、励起光１１１は、上流面１１２１から下流面１１２２に向かう方向に進んでいる。第１の層厚さＬ１（及び適用可能な場合には濃度）は、励起光の波長範囲の少なくとも一部に関して、前記波長範囲部分の全ての光が、下流面１１２２に到達する前に１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０によって吸収されることを課すように選択される。
【００５６】
更に、この概略図面はまた、第２の層１２２０の上流面１２２１と下流面１２２２との間で第２の層厚さＬ２を有する第２の層１２２０内に構成された１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０を示し、前記第２の層１２２０内のそれらの１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料は、光源光と、他のルミネセンス材料２０の１つ又は複数によって発生される光とからなる群から選択される励起光１１１によって励起可能である。照明デバイス１００の動作中、励起光１１１は、上流面１２２１から下流面１２２２に向かう方向に進んでいる。第２の層厚さＬ２（及び適用可能な場合には濃度）は、励起光の波長範囲の少なくとも一部に関して、前記波長範囲部分の光の一部のみが、下流面１２２２に到達するまでに１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０によって吸収されることを課すように選択される。
【００５７】
したがって、第１の層内で、より速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０による励起光の完全な変換が行われる。しかし、第２の層内では、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料８２０による励起光の一部の変換のみが行われる。時間と共に、ブリーチングが生じることがあり、それにより、励起光は、第１の層内により深く浸透され得る。これは、図３ｅに示されており、図３ｅにおいて、長方形が層を概略的に示すが、ｙ軸上に、層内への深さｘ（ｘ軸）の関数としての励起光の強度が示されている。下流面１１２２に到達する前に、全ての励起光が吸収されている。時間と共に、励起光が見つからなくなる前線が、下流面に向けてシフトする。このようにして、より遅い劣化の影響、したがってより遅い色点シフトが実現され得る。
【００５８】
同じ効果は、代替又は追加としてルミネセンス材料の濃度を増加又は減少させることによって得られることがあり、濃度が大きくなるにつれて、吸収性がより高くなり、層内の励起光の経路長が減少することがあり、濃度が小さくなるにつれて、吸収性がより低くなり、層内の励起光の経路長が増加することがある。
【００５９】
図３ｆは、更に１つ又は複数の無機ルミネセンス材料４２０が適用される一実施形態を概略的に示す。無機ルミネセンス材料４２０の１つ又は複数は、第１又は第２のルミネセンス材料１２０、２００の発光波長範囲の少なくとも一部で、特に、最も速く劣化する有機ルミネセンス材料の発光波長範囲の少なくとも一部で発光するように構成される。したがって、図３ｆでは、より速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０の１つ又は複数が、動作中に第１の所定の波長範囲内で発光する。ルミネセンス材料２０は、更に、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０よりも遅く劣化するように構成された１つ又は複数の無機ルミネセンス材料４２０を備える。前記１つ又は複数の無機ルミネセンス材料４２０は、動作中に、第２の所定の波長範囲内で発光し、この範囲は、第１の所定の波長範囲と少なくとも一部重なる。このようにすると、より速く劣化する有機ルミネセンス材料に近い色点を有する発光を有する無機ルミネセンス材料によって、より速く劣化する有機ルミネセンス材料の色点シフトが全体の色点（シフト）に及ぼす影響が減少される。
【００６０】
図３ｇは、１つのグラフに、２つの有機ルミネセンス材料の吸収（励起）及び発光を概略的に示す。照明デバイスの動作中、１つ又は複数のより速く劣化する有機ルミネセンス材料は、１つ又は複数のより遅く劣化する有機ルミネセンス材料によって発生される光によって少なくとも一部励起されるように構成される。より速く劣化する有機ルミネセンス材料の吸収が参照符号Ａ１で示され、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料の吸収が参照符号Ａ２で示され、より速く劣化する有機ルミネセンス材料の発光が参照符号ＥＭ１で示され、これはＡ２と重なり、より遅く劣化する有機ルミネセンス材料の発光が参照符号ＥＭ２で示される。ここで、より遅く劣化するルミネセンス材料（特にその吸収Ａ２）は、（それが、より速く劣化する有機ルミネセンス材料からの発光ＥＭ１を吸収するので）より速く劣化する有機ルミネセンス材料に放射的に結合される。
【００６１】
図４ａ〜図４ｂは、実験的証拠を示す。図４ａは、図３ａ〜図３ｆに示される実施形態の１つによる、青色ＬＥＤと、F305 red、F240 orange、及びF083 yellowの組合せとの色点を示す。参照符号ａは、そのような混合物の８つの層（即ち、それら８層の各層が、これら３つのルミネセンス材料の同一の混合物を備える）を表し；参照符号ｂは、そのような混合物の７つの層を表し、参照符号ｃは、この混合物の６つの層を表し、参照符号ｄは、そのような混合物の５つの層を表し、参照符号ｅは、この混合物の４つの層を表す。これは、１層ずつ除去されているので、ブリーチングのシミュレーションである（全ての有機ルミネセンス材料が同じ速度で劣化する）。色点は、完全にＢＢＬの上をシフトし、したがって白色に留まる。図４ｂは、青色ＬＥＤと、ＹＡＧ：Ｃｅ、並びに有機赤色（曲線Ａ）、有機黄色（少量）と有機赤色（曲線Ｂ）、及び有機黄色（多量）と有機赤色（曲線Ｃ）の組合せとの色点シフトの結果を示す。黄色有機ルミネセンス材料の劣化速度は、有機赤色ルミネセンス材料の劣化の１０倍速いと仮定された。F305（曲線Ａ）、即ち赤色成分のみを使用すると、色点がＢＢＬから離れすぎた位置に達するまでに、わずか約１５％の劣化しか許されなかった。しかし、後の２つの場合（本発明によれば、曲線Ｂ及びＣ）には、色点がオフホワイトになりすぎるまでに、４５％の劣化が生じてよい。これは、寿命を約３倍延長させることができる。これらは、まだ最適ではないシステムの例である。したがって、本願で特許請求する技術を用いて、寿命をより延ばすことが十分に可能になり得る。
【００６２】
図５ａ〜図５ｂは、更なる実験的証拠を示す図である。図５ａは、図３ａ〜図３ｆの実施形態の１つによる、青色ＬＥＤと、有機赤色（Lumogen F305）及び有機緑色／黄色蛍光体（Lumogen 850）の組合せとの色点の変化を示す。保護されていない状態での有機緑色／黄色蛍光体は、保護されていない状態の有機赤色蛍光体に比べて高い劣化速度を有する。有機緑色／黄色蛍光体が配置される層１３０の構成がＬＥＤデバイスの寿命に及ぼす効果が、シミュレーションによって示される。これらのシミュレーションでは、有機赤色ルミネセンス材料（ＤＲ２）の劣化速度に対する緑色／黄色有機ルミネセンス材料（ＤＲ１）の劣化速度が変えられた。即ち、ＤＲ１＝４＊ＤＲ２（曲線Ａ）、ＤＲ１＝２＊ＤＲ２（曲線Ｂ）、ＤＲ１＝ＤＲ２（曲線Ｃ）、及びＤＲ１＝（１／２）＊ＤＲ２（曲線Ｄ）である。緑色／黄色ルミネセンス材料の劣化速度は、論じられる一実施形態又は実施形態の組合せ、例えば緑色／黄色有機ルミネセンス材料に関する酸素バリア及び／又は異なるマトリックス材料の使用によって、赤色有機ルミネセンス材料に対して減少され得る。代替として、図３ｄに示されるような構成に関して、第１の層厚さＬ１が増加されてもよく、及び／又は第１の層１０２０内のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０の濃度が増加されてもよい。緑色／黄色有機ルミネセンス材料の比較的高い劣化速度（曲線Ａ）では、色点は、時間にわたって、よりピンク色に向かって比較的速く変化する。劣化速度が減少すると（曲線Ａから曲線Ｂへ、更に曲線Ｃへ移動すると）、ＢＢＬから離れる色点のシフトは比較的遅くなり、色点がＢＢＬから離れすぎた位置に達するまでの時間が延び、即ちＬＥＤデバイスの寿命が延びる。曲線Ｄは、緑色／黄色有機ルミネセンス材料によって青色ＬＥＤの励起光の少なくとも一部の完全な変換が行われる状況を表し（図３ｅ及び対応する説明も参照のこと）、これは、ＢＢＬに沿ってシフトして比較的長い期間にわたって白色に留まる色点を生じる。図５ｂは、更に、有機赤色ルミネセンス材料（ＤＲ２）の劣化速度に対する緑色／黄色有機ルミネセンス材料（ＤＲ１）の劣化速度の減少、即ちＤＲ２／ＤＲ１の値の増加が、照明デバイスの寿命に及ぼす効果を示す（破線）。ｙ軸上で、符号ＬＦは、ＬＥＤデバイスの寿命、即ち色点がＢＢＬから離れすぎた位置に達するまでの期間の相対値を表す。ｘ軸上で、符号ＯＤは、光学密度（ＯＤ＝−ＬＯＧ（Ｔ）、ここで、Ｔは透過率を表す）を表し、ＯＤは、緑色／黄色有機ルミネセンス材料の濃度に関する測定量であり、例えば図３ｄによる実施形態では、第１の層１０２０内のより速く劣化する有機ルミネセンス材料７２０の濃度を増加させることによって測定される。ＯＤの値０．１に関して、ＬＦの相対値は、１に設定される。ＯＤ値が増加すると、ＬＥＤデバイスの寿命が延び、ＬＥＤデバイスの寿命は、ＯＤの値１．２で、１０倍に増加される（ＬＦ＝１０）。ＯＤの値を増加させると、緑色／黄色ルミネセンス材料の劣化が更に補償され、特定のＯＤ値で、緑色／黄色有機ルミネセンス材料によって励起光の少なくとも一部の完全な変換が行われる状況に達し（図３ｅ及び対応する説明も参照のこと）、これが、ＢＢＬに沿ってシ���トして比較的長い期間にわたって白色に留まる色点を生じることによって、寿命の延長が説明され得る。記号（●及び□）によって示される実験値は、シミュレーション（破線）に一致する。
【図１】
2015518630.tif 000003
【図２Ａ】
2015518630.tif 000004
【図２Ｂ】
2015518630.tif 000005
【図２Ｃ】
2015518630.tif 000006
【図２Ｄ】
2015518630.tif 000007
【図３Ａ】
2015518630.tif 000008
【図３Ｂ】
2015518630.tif 000009
【図３Ｃ】
2015518630.tif 000010
【図３Ｄ】
2015518630.tif 000011
【図３Ｅ】
2015518630.tif 000012
【図３Ｆ】
2015518630.tif 000013
【図３Ｇ】
2015518630.tif 000014
【図４Ａ】
2015518630.tif 000015
【図４Ｂ】
2015518630.tif 000016
【図５Ａ】
2015518630.tif 000017
【図５Ｂ】
2015518630.tif 000018
【国際調査報告】
2015518630.tif 000019
2015518630.tif 000020
2015518630.tif 000021
2015518630.tif 000022
2015518630.tif 000023