(57)【要約】本発明は、青色光源、緑色光源、広帯域スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成された第１赤色ルミネセント材料を含む赤色第１光源、および１つまたは２つ以上の赤色輝線を含むスペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成された第２赤色ルミネセント材料を含む赤色第２光源を含む、照明ユニットを提供する。特に、第１赤色ルミネセント材料が、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび／または（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕを含み、第２赤色ルミネセント材料が、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む。
2016503579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光源、緑色光源、広帯域スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成された第１赤色ルミネセント材料を含む赤色第１光源、および１つまたは２つ以上の赤色輝線を含むスペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成された第２赤色ルミネセント材料を含む赤色第２光源を含む、照明ユニット。
【請求項２】
赤色光の前記第１光源が、中心発光波長≧５９０ｎｍを有し、≧７０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する、広帯域スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成される、請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
赤色光の前記第１光源が、二価ユーロピウム含有硫化物、二価ユーロピウム含有窒化物および二価ユーロピウム含有酸窒化物からなる群から選択される、該第１赤色ルミネセント材料を含む、請求項１または２に記載の照明ユニット。
【請求項４】
赤色光の前記第１光源が、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘ＝０〜４）からなる群から選択される、該第１赤色ルミネセント材料を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項５】
赤色光の前記第２光源が、中心発光波長≧６１０ｎｍを有する１つまたは２つ以上の赤色輝線を含み、≦５０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する１つまたは２つ以上の赤色輝線を有する、スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項６】
赤色光の前記第２光源が、四価のマンガンでドープされたＭ２ＡＸ６（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４からなる群から選択される一価のカチオンを含み、Ａは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＺｒからなる群から選択される四価のカチオンを含み、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される一価のアニオンを含むが、少なくともＦを含む）からなる群から選択される、該第２赤色ルミネセント材料を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項７】
赤色光の前記第２光源が、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む、該第２赤色ルミネセント材料を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項８】
赤色光の前記第２光源が、光コンバータナノ粒子材料を含む、該第２赤色ルミネセント材料を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項９】
青色光の前記源が、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１０】
緑色光の前記源が、青色光の前記源の前記青色光の少なくとも一部を変換し、該青色光を緑色光に変換するように構成されたルミネセント材料を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１１】
緑色光の前記源が、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（式中、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＬｕからなる群から選択され、Ａは、ＡｌおよびＧａからなる群から選択される）を含むルミネセント材料を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１２】
緑色光の前記源が、５１０〜５４０ｎｍの範囲の中心発光波長を有するＬＥＤを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１３】
青色光の前記源が、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、ここで、緑色光の前記源が、５１０〜５４０ｎｍの範囲の中心発光波長を有するＬＥＤを含み、ここで、赤色光の前記第１光源が、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘ＝０〜４）からなる群から選択される、該第１赤色ルミネセント材料を含み、ここで、赤色光の前記第２光源が、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む、該第２赤色ルミネセント材料を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【請求項１４】
バックライトとして構成された請求項１〜１３のいずれか一項に記載の照明ユニットを含む、ＬＣＤディスプレイデバイス。
【請求項１５】
（１）二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有チオガリウム酸塩、三価セリウム含有窒化物、三価セリウム含有酸窒化物、および三価セリウム含有ガーネットからなる群から選択された緑色ルミネセント材料、（２）（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘ＝０〜４）からなる群から選択された第１赤色ルミネセント材料、ならびに（３）四価のマンガンでドープされたＭ２ＡＸ６（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４からなる群から選択される一価のカチオンを含み、Ａは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＺｒからなる群から選択される四価のカチオンを含み、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される一価のアニオンを含むが、少なくともＦを含む）からなる群から選択された第２赤色ルミネセント材料を含む、蛍光体の組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、広範な色域を有する光を発生させることができる照明ユニットに関する。本発明はさらに、かかる照明ユニットをバックライトユニットとして含む、ＬＣＤディスプレイデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の背景
ＬＥＤ（発光デバイス）用途のための緑色ルミネセント材料が、当該技術分野において知られている。国際公開第２００４／０３６９６２号は、例えば、４８０ｎｍ未満の波長の１次光（primary  light）を放出することができる発光構造、および一般式（Ｓｒ１−ａ−ｂＣａｂＢａｃＭｇｄＺｎｅ）ＳｉｘＮｙＯｚ：Ｅｕａ（式中、０．００２≦ａ≦０．２、０．０≦ｂ≦０．２５、０．０≦ｃ≦０．２５、０．０≦ｄ≦０．２５、０．０≦ｅ≦０．２５、１．５≦ｘ≦２．５、１．５≦ｙ≦２．５および１．５＜ｚ＜２．５である）の蛍光体を含む、ルミネセントスクリーンを含む、発光デバイスなどを記載する。さらに、国際公開第２００４／０３０１０９号は、一般的組成ＭＳｉ２Ｏ２Ｎ２（式中、Ｍは、群Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選択されたアルカリ土類金属の少なくとも１種である）を有する、Ｅｕドープされた酸窒化物ホスト格子からなるＵＶ−青色励起性（excitable）緑色ルミネセント材料を記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０３６９６２号
【特許文献２】国際公開第２００４／０３０１０９号
【発明の概要】
【０００４】
本発明の要約
現在の蛍光体変換（ｐｃ−）ＬＥＤによる解決は、赤色スペクトル領域における強度を欠くことに見舞われ、これにより、温白色デバイス（ＣＣＴ＜５０００Ｋ）の製造が禁止され、演色特性を制限し、またはそれらは、蛍光体を使用する必要があることに見舞われ、前記蛍光体は、波長＞６５０ｎｍで放出されたエネルギーの実質的な一部分を有し、深赤色スペクトル領域における制限された眼の感度による、かかるデバイスの発光効率（ｌｍ／Ｗ）を妨げると思われる。後者の蛍光体は、通常、Ｅｕ（ＩＩ）（すなわち、二価のユーロピウム）による活性化に基づく、バンド発光材料である。この活性化剤により、発光スペクトルの半値全幅（ＦＷＨＭ）として表されるスペクトルバンド幅は、必要な発光波長（ピーク最大値＞６００ｎｍ）において、本質的に約５０ｎｍまで制限される。よって、赤色スペクトル領域において狭帯域発光または線発光（narrow  band  or  line  emission）を有するｐｃ−ＬＥＤルミネセント材料が、照明目的のために改善されたスペクトル効率を提供するであろうことにより、極めて望ましい。ディスプレイにおいて、飽和赤色点（saturated  red  color  point）を有するかかる材料により、例えば、ＬＣＤバックライト用のＬＥＤ中で使用される場合には、より広範な色域がもたらされる。
【０００５】
蛍光体変換発光ダイオード（ｐｃ−ＬＥＤ）について、狭帯域発光または線発光を有するルミネセント材料が、極めて望ましいことが見出された。それらは、ディスプレイバックライトデバイスに適用される場合には、改善されたスペクトル効率ならびに緑色および赤色スペクトル領域において著しく改善された色域を提供すると思われる（改善された色分解および飽和）。しかしながら、希土類がドープされたＹＡＧおよびＥｕドープされたＣａＡｌＳｉＮ３のような、最先端の緑色および赤色蛍光体を使用する場合には、限られた色域のみを達成することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
よって、広範な色域を提供し得る代替的蛍光体の組み合わせを使用するように構成された、代替的照明ユニットを提供することが、本発明の側面である。また、バックライトデバイスとして構成された、かかる照明ユニットを含む（および１つまたは２つ以上の色フィルタを含む）、代替的ＬＥＤディスプレイデバイスを提供することが、本発明の側面である。さらに、照明ユニットの実施形態では適用され得る蛍光体の組み合わせを提供することが、本発明の側面である。
第１の側面において、本発明は、青色光源、緑色光源、広帯域スペクトル光分布（spectral  light  distribution）を有する赤色光を提供するように構成された第１赤色ルミネセント材料を含む赤色第１光源、および１つまたは２つ以上の赤色輝線を含むスペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成された第２赤色ルミネセント材料を含む赤色第２光源を含む、照明ユニットを提供する。
【０００７】
特定の実施形態では、照明ユニットには、狭い赤色発光複合体フッ化物（例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎなどの（Ｋ，Ｒｂ）２ＳｉＦ６：Ｍｎなど）、およびＬｎドープされた（ランタニド、特にユーロピウムまたはセリウムドープされた）アルカリ土類ニトリドシリケート（nitridosilicate）（例えば、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなど；特に、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）を含む蛍光体材料混合物が含まれ、これらは両方とも青色ＬＥＤにより励起される。緑色ＬＥＤとの組み合わせると、ＮＴＳＣ（全国テレビジョン方式委員会）色域の８０％またはそれより高いものを、赤色線発光Ｍｎ活性化フッ化物を広範発光（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体に、特に、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体に添加することにより達成することができる。
【０００８】
なお別の特定の実施形態では、ｐｃ−ピンク色ＬＥＤを適用する。ｐｃ−ピンク色ＬＥＤデバイスは、青色ＬＥＤならびに広範発光赤色ルミネセント材料（（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどであり、特に、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）および追加の狭い赤色エミッタ（ＭｎドープされたＫ２ＳｉＦ６など）を含む赤色発光蛍光体混合物を含む。赤色蛍光体混合物は、青色ＬＥＤにより励起可能な、約４５０ｎｍの領域で強く広範な吸収を有する。（それぞれ約４５５ｎｍおよび５３０ｎｍを中心とした）青色および緑色ＬＥＤを有する、かかる蛍光体層のシミュレーションにより、ＮＴＳＣ色域の顕著な改善（８０％またはそれより高いこと）が明らかにされる。シミュレーションは、前記シミュレーションとかなり良好に合致する、調製された蛍光体層の測定されたデータにより裏付けられる。
【０００９】
なおさらなる側面において、本発明は、バックライトユニットとして構成された、本願において定義されるとおりの照明ユニットを含むＬＣＤディスプレイデバイスを提供する。大型色域により、広範囲の色を、ＬＣＤディスプレイデバイスにより表示することができる。当業者には明らかであろうように、かかるＬＣＤディスプレイデバイスは、さらに、１つまたは２つ以上の色フィルタを含んでもよく、特にこれは、バックライトユニットの下流に配置されてもよい（が、ＬＣＤディスプレイデバイスのディスプレイの上流に配置されてもよい）。
【００１０】
なおさらなる側面において、本発明は、二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有チオガリウム酸塩、三価セリウム含有窒化物、三価セリウム含有酸窒化物、および三価セリウム含有ガーネットからなる群から選択された緑色ルミネセント材料、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（式中、ｘは、０〜４（例えば、０、または０．５〜４、１〜４など、２または３など；さらに、０〜０．４、例えば、０〜０．２など）の範囲である）からなる群から選択された第１赤色ルミネセント材料、ならびに四価のマンガンでドープされたＭ２ＡＸ６（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４からなる群から選択される一価のカチオンを含み、Ａは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＺｒからなる群から選択される四価のカチオンを含み、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される一価のアニオンを含むが、少なくともＦを含む（例えば、特に、実質的にＦのみである））からなる群から選択された第２赤色ルミネセント材料を含む蛍光体の組み合わせを提供する。しかしながら、照明ユニットまたはＬＣＤディスプレイデバイスにおける本発明の利点を得るために、この蛍光体の組み合わせ以外の他の選択肢をまた、適用することができることに留意しなければならない（以下も参照）。
【００１１】
本発明の照明ユニットは、一般照明に適用される照明ユニットであり得るが、また、例えば、バックライトなどに適用される照明ユニットであってもよい。非限定的な数の用途を、以下に示す。用語「照明ユニット」はまた、複数の照明ユニットを指す。
【００１２】
照明ユニットは、少なくとも４つの光源を含む。当業者には明らかであろうように、照明ユニットは、前記照明ユニットが操作されている際にのみ、光（すなわち、照明ユニット光）を発生させ得る。照明ユニットは、励起源として使用される、少なくとも１つの光源を含むであろう。これは、例えば、青色ＬＥＤまたはＵＶ  ＬＥＤ、または両方のタイプのＬＥＤの組み合わせなどであり得る。用語「青色ＬＥＤ」または「ＵＶ  ＬＥＤ」は、操作中に、青色光またはＵＶ光をそれぞれ発生させるように構成された、ＬＥＤを指す。励起源の選択は、当業者に知られているように、ルミネセント材料のタイプに依存し得る。励起源が、ＵＶ  ＬＥＤを含む場合には、照明ユニットは、ＵＶ  ＬＥＤ光源による励起の際に青色光を発生させるように構成された、青色ルミネセント材料をさらに含んでもよい。１種または２種以上の他のルミネセント材料を、直接ＵＶ光によりおよび／または青色ルミネセント材料の青色光により、励起されるように構成してもよいことに留意しなければならない。
【００１３】
用語「光源」および「ＬＥＤ」はまた、複数の光源およびＬＥＤをそれぞれ指してもよいことに、再度留意しなければならない。例えば、緑色光源（以下も参照）が、ルミネセント材料を含む場合には、緑色ルミネセント材料および第１赤色ルミネセント材料および第２赤色ルミネセント材料を励起するように、青色ＬＥＤを構成してもよい。例えば、緑色ルミネセント材料のみを有するｐｃ−ＬＥＤおよび赤色ルミネセント材料のみを有するｐｃ−ＬＥＤなどを含む、異なる構成を選択してもよいが、また、ルミネセント材料の組み合わせを、（樹脂中のものを含む）ＬＥＤ上にまたは出射窓上のコーティングもしくは透過窓中に埋め込まれたものとしてＬＥＤから離れて（すなわち、ゼロではない距離で）、のいずれかで、適用してもよい。青色ＬＥＤを有する、青色ＬＥＤにより励起可能な赤色ルミネセント材料のみを有するｐｃ−ＬＥＤ（A  pc−LED，with  a  blue  LED，with  only  the  red  luminescent  material（s）that  are  excitable  by  the  blue  LED）はまた、本願において、ピンク色ＬＥＤとしても示される。用語「青色ルミネセント材料」はまた、実施形態では、複数の青色ルミネセント材料を指してもよい。用語「光源」は、原則として、当該技術分野において知られるあらゆる光源を指してもよいが、特に、本願においてＬＥＤとしてさらに示される、ＬＥＤ系光源を指してもよい。以下の説明は、理解の目的のために、ＬＥＤ系光源にのみ言及する。
【００１４】
光源は、ＵＶおよび／または青色光を提供するように構成される（上記参照）。好ましい実施形態では、発光ダイオードは、青色構成成分を有するＬＥＤを発生させるように構成される。言い換えると、光源は、青色ＬＥＤを含む。なお別の実施形態では、前記発光ダイオードは、ＵＶ構成成分を有するＬＥＤ光を発生させるように構成される。言い換えると、光源は、ＵＶ  ＬＥＤを含む。ＵＶ光源が適用され、青色または白色光が所望される場合には、青色構成成分として、例えば、周知の材料である、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋を適用してもよい。しかしながら、ＵＶ光を青色光に変換することができる、他のルミネセント材料をまた、代替的にまたは追加的に適用してもよい。
【００１５】
好ましくは、光源は、操作中に２００〜４９０ｎｍの範囲から選択される波長で少なくとも光を放出する光源であり、特には、操作中に４００〜４９０ｎｍの範囲から選択される波長で少なくとも光を放出する光源であり、さらに、４４０〜４９０ｎｍの範囲である。この光を、ルミネセント材料により部分的に使用してもよい（以下参照）。特定の実施形態では、光源は、（例えば、ＬＥＤまたはレーザーダイオードなどの）固体状態ＬＥＤ光源を含む。用語「光源」はまた、例えば、２〜２０個の（固体状態）ＬＥＤ光源などの複数の光源を指してもよい。よって、用語「ＬＥＤ」はまた、複数のＬＥＤを指してもよい。よって、特定の実施形態では、光源は、青色光を発生させるように構成される。
【００１６】
本願における用語「白色光」は、当業者に知られている。それは特に、約２０００〜２００００Ｋの、特には２７００〜２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光を指し、一般照明については特に約２７００Ｋ〜６５００Ｋの範囲であり、バックライトの目的については特に約７０００Ｋ〜２００００Ｋの範囲であり、特に、ＢＢＬ（黒体軌跡）から約１５ＳＤＣＭ（カラーマッチングの標準偏差）の範囲内であり、特に、ＢＢＬから約１０ＳＤＣＭの範囲内であり、さらに、ＢＢＬから約５ＳＤＣＭの範囲である。
【００１７】
実施形態では、光源はまた、約５０００〜２００００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を有する光源光を提供してもよく、例えば、直接蛍光体変換ＬＥＤ（例えば、１００００Ｋなどを得るための蛍光体の薄層を有する、青色発光ダイオード）などを提供してもよい。よって、特定の実施形態では、光源は、５０００〜２００００Ｋの範囲の、さらに、例えば、８０００〜２００００Ｋなどの６０００〜２００００Ｋの範囲の相関色温度を有する光源光を提供するように構成される。比較的高い相関色温度の利点は、光源光中に比較的高い青色構成成分があり得るということであってもよい。
【００１８】
よって、照明ユニットは特に、１つまたは２つ以上のＵＶ  ＬＥＤおよび青色ＬＥＤであってもよい光源を含む。ＵＶ（ＬＥＤ）光の少なくとも一部を青色光に変換するように構成された、青色ルミネセント材料と組み合わせた前者は、青色光源を提供し得る。特に、上記で示した波長範囲に、特に４４０〜４９０ｎｍに中心（centroid）発光を有する青色ＬＥＤを適用する。よって、実施形態では、青色光源は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。用語「青色光源」はまた、複数の青色光源を指してもよい。
【００１９】
青色光源として、青色ルミネセント材料を組み合わせて、１つまたは２つ以上の（ａ）ＵＶ  ＬＥＤ、および（ｂ）青色ＬＥＤを含んでもよく、緑色光源は、１つまたは２つ以上の、（ＵＶ（ＬＥＤ）光の少なくとも一部を緑色光に変換するように構成された）緑色ルミネセント材料を組み合わせたＵＶ  ＬＥＤ、（青色（ＬＥＤ）光の少なくとも一部を緑色光に変換するように構成された）緑色ルミネセント材料を組み合わせた青色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤを含んでもよい。上記から明らかであろうように、２種または３種以上の緑色光のこれらの光源の組み合わせをまた、適用してもよい。さらに、（青色ルミネセント材料が適用される場合には）緑色ルミネセント材料を適用して、かかる青色ルミネセント材料の青色光の少なくとも一部を変換してもよい。
【００２０】
用語「緑色光源」はまた、複数の緑色光源を指してもよい。用語「緑色ルミネセント材料」はまた、実施形態では、複数の緑色ルミネセント材料を指してもよい。特定の実施形態では、緑色光源は、青色光源の青色光の少なくとも一部を変換するように、および該青色光を緑色光に変換するように構成された、ルミネセント材料を含む。
【００２１】
上に示したとおり、緑色光源は、（操作中に）例えば、青色ＬＥＤなどの光源光の少なくとも一部を、緑色光に変換する緑色ルミネセント材料を含んでもよい。特に、（緑色）ルミネセント材料は、三価セリウム含有ガーネットおよび三価セリウム含有酸窒化物からなる群から選択された、１種または２種以上の蛍光体を含んでもよい。よって、実施形態では、緑色光源は、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（式中、Ｍは、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＬｕからなる群から選択され、Ａは、ＡｌおよびＧａからなる群から選択される）を含むルミネセント材料を含む。特に、Ｍは、ＹおよびＬｕの１種または２種以上を少なくとも含み、式中、Ａは、Ａｌを少なくとも含む。
【００２２】
これらのタイプの材料は、最大効率を与える。特定の実施形態では、第２赤色ルミネセント材料は、Ｍ３Ａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋（式中、Ｍは、Ｙおよび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、Ｙ：Ｌｕの比は、少なくとも２種のルミネセント材料について異なる）のタイプの少なくとも２種のルミネセント材料を含む。例えば、それらの１種は、例えば、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などの、純粋なＹ系であり得、それらの１種は、例えば、（Ｙ０．５Ｌｕ０．５）Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋などの、Ｙ、Ｌｕ系の系であり得る。ガーネットの態様には、特に、Ｍ３Ａ５Ｏ１２（式中、Ｍは、イットリウムまたはルテチウムを少なくとも含み、Ａは、アルミニウムを少なくとも含む）ガーネットが含まれる。かかるガーネットを、セリウム（Ｃｅ）により、プラセオジミウム（Ｐｒ）により、またはセリウムおよびプラセオジミウムの組み合わせによりドープしてもよく、しかしながら、特にＣｅによりドープしてもよい。
【００２３】
しかしながら、特に、Ａは、アルミニウム（Ａｌ）を含み、Ａはまた、特にＡｌの約２０％までの、より特には、Ａｌの約１０％までの、ガリウム（Ｇａ）および／またはスカンジウム（Ｓｃ）および／またはインジウム（Ｉｎ）を部分的に含んでもよく（すなわち、前記Ａイオンは、本質的に、９０またはそれより高いモル％のＡｌおよび１０またはそれより低いモル％の、Ｇａ、ＳｃおよびＩｎの１種または２種以上からなる）；Ａは、特に、約１０％までのガリウムを含んでもよい。別の変形において、ＡおよびＯは、ＳｉおよびＮにより、少なくとも部分的に置き換えられてもよい。元素Ｍは、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）およびルテチウム（Ｌｕ）からなる群から、特に選択されてもよい。
【００２４】
さらに、Ｇｄおよび／またはＴｂは、特に、約２０％のＭの量までのみ存在する。特定の実施形態では、ガーネットルミネセント材料は、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ｂ５Ｏ１２：Ｃｅ（式中、ｘは、０に等しいかまたはそれより大きく、１に等しいかまたはそれより小さい）を含む。用語「：Ｃｅ」または「：Ｃｅ３＋」は、ルミネセント材料中の金属イオンの一部（すなわち、ガーネットにおいては：前記「Ｍ」イオンの一部）が、Ｃｅにより置き換えられたことを示す。例えば、（Ｙ１−ｘＬｕｘ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅを想定すると、Ｙおよび／またはＬｕの一部がＣｅにより置き換えられている。この表記法は、当業者に知られている。Ｃｅは、一般には、１０％以下がＭと置き換わり；一般には、Ｃｅ濃度は（Ｍに対して）０．１〜４％、特には、０．１〜２％の範囲であろう。１％のＣｅおよび１０％のＹを想定すると、完全に正確な式は、（Ｙ０．１Ｌｕ０．８９Ｃｅ０．０１）３Ａｌ５Ｏ１２であり得る。ガーネット中のＣｅは、当業者に知られるように、実質的に三価状態であるかまたは三価状態のみである。
【００２５】
特定の実施形態では、緑色光源は、５１０〜５４０ｎｍの範囲の中心発光波長を有するＬＥＤを含む。
一般には、赤色光源には、２種（または３種以上）の異なるルミネセント材料が常に含まれる。第１赤色ルミネセント材料は、光による励起の際に、広帯域ルミネセンスを提供し、これは、スペクトルの赤色領域の少なくとも一部である。第２赤色ルミネセント材料は、光による励起の際に、１つまたは２つ以上の線を有するスペクトルを提供する。線発光を発生させる特徴的なルミネセント種は、ランタニド（ｆ−ｆ遷移、Ｐｒ３＋、Ｓｍ３＋、Ｅｕ３＋など）、クロム（２Ｅ線発光）および四価のマンガン（これもまた、２Ｅ発光）である。特に、第２赤色ルミネセント材料は、四価のマンガン（ＭｎＩＶ）系である。
【００２６】
よって、赤色光源は、これが第１赤色ルミネセント材料または第２赤色ルミネセント材料を含むか否かにかかわらず、（ＵＶ（ＬＥＤ）光の少なくとも一部を赤色光に変換するように構成された）赤色ルミネセント材料と組み合わされたＵＶ  ＬＥＤ、および（青色（ＬＥＤ）光の少なくとも一部を赤色光に変換するように構成された）赤色ルミネセント材料と組み合わされた青色ＬＥＤの、１種または２種以上を含んでもよい。上記から明らかなように、２種または３種以上の赤色光のそれらの光源の組み合わせをまた、適用してもよい。さらに、（青色ルミネセント材料が適用される場合には）赤色ルミネセント材料を適用して、かかる青色ルミネセント材料の青色光の少なくとも一部を変換してもよい。単一光源を使用して、全てのルミネセント材料を励起させてもよいことに留意しなければならない。しかしながら、また、１種または２種以上の光源のサブセットを、第１赤色ルミネセント材料および／または第２赤色ルミネセント材料と共に赤色光を提供するように構成する態様、ならびに１種または２種以上の光源の別のサブセットを、青色および／または（任意に、緑色ルミネセント材料と共に）緑色光を提供するように構成する態様が含まれる（上記も参照）。
【００２７】
広帯域エミッタ、狭帯域エミッタ、および線エミッタの例は、例えば、G．Blasse  and  B．C．Grabmaier，Luminescent  Materials，Springer−Verlag  Berlin  Heidelberg  1994により、特に第１〜６および１０章に記載される（ISBN  3−540−58019−0／ISBN  0−387−58019−0）。
【００２８】
用語「赤色光の（第１または第２）光源」および類似の用語はまた、複数の赤色光の（第１または第２）光源をそれぞれ指す。用語「第１赤色ルミネセント材料」はまた、実施形態では、複数の第１赤色ルミネセント材料を指す。同様に、用語「第２赤色ルミネセント材料」はまた、実施形態では、複数の第２赤色ルミネセント材料を指す。
【００２９】
特に、約５９０ｎｍより長い中心波長（a  centroid  wavelength  above  about  590  nm）を有し、比較的広範なバンド幅を有する広帯域赤色発光材料が、良好な結果を提供すると思われる。よって、実施形態では、赤色第１光源を、中心発光波長≧５９０ｎｍを有し、≧７０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する（が、特に≦１３０ｎｍである）、広帯域スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成する。広帯域エミッタは、しばしば、当該技術分野において知られるように、ストークスシフトを有する系である。本願において、用語「中心波長」および「半値全幅」は、特に、波長スケールでおよび（例えば、Ｗ／ｎｍなどの）エネルギーの発光スペクトルから誘導し得る値を指す。用語「中心波長」は、当該技術分野において知られ、光エネルギーの半分がより短波長にあり、半分の光エネルギーがより長波長にある場合の波長の値を指し；前記値は、ナノメートル（ｎｍ）で表記される。波長に対する強度のスペクトルの平均である（Σλ*Ｉλ／（ΣＩ）；すなわち、積分強度に正規化された、発光帯に対する強度の積分）。中心波長および半値全幅は、普通、それぞれのルミネセント材料の室温（特に、２０℃）で決定される。
【００３０】
広帯域発光を有する、赤色光発光ルミネセント材料は、特に、二価のユーロピウム含有材料である。よって、特定の実施形態では、赤色第１光源は、二価ユーロピウム含有硫化物、二価ユーロピウム含有窒化物および二価ユーロピウム含有酸窒化物からなる群から選択される、該第１赤色ルミネセント材料を含む。よって、実施形態では、第１赤色ルミネセント材料は、二価ユーロピウム含有硫化物、二価ユーロピウム含有窒化物および二価ユーロピウム含有酸窒化物からなる群から選択される。特に、第１赤色ルミネセント材料は、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（特に、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）および（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘは、上で示したとおりである）からなる群から選択される。これらの化合物中では、ユーロピウム（Ｅｕ）は、実質的に二価であるかまたは二価であるのみであり、１つまたは２つ以上の示した二価カチオンと置き換わる。
【００３１】
一般に、Ｅｕは、それが置き換わるカチオンに対して、カチオンの１０％より多い量で、特には約０．５〜１０％の範囲で、より特には約０．５〜５％の範囲では存在しない。用語「：Ｅｕ」または「：Ｅｕ２＋」は、金属イオンの一部が、Ｅｕにより（これらの例では、Ｅｕ２＋により）置き換えられたことを示す。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ中の２％のＥｕを想定すると、正確な式は、（Ｃａ０．９８Ｅｕ０．０２）ＡｌＳｉＮ３であり得る。二価のユーロピウムは、一般に、例えば、上記の二価のアルカリ土類金属カチオンなどの、特に、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａなどの、さらに、Ｃａ、ＳｒまたはＢａなどの、二価のカチオンと置き換わるであろう。
【００３２】
さらに、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘは、上で示したとおりである）をまた、Ｍ２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（式中、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびカルシウム（Ｃａ）からなる群から選択される、１種または２種以上の元素であり；特に、実施形態では、Ｍは、この化合物中でＳｒおよび／またはＢａを含む）として示すことができる。よって、用語「（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）」および類似の用語は、１つまたは２つ以上のＢａ、ＳｒおよびＣａが、化合物中（のＭの位置）に存在することを示し得る。さらなる特定の実施形態では、Ｍは、（Ｅｕの存在を考慮せずに）Ｓｒおよび／またはＢａからなり、例えば、Ｂａ１．５Ｓｒ０．５Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（すなわち、７５％のＢａ；２５％のＳｒ）などの、特に、５０〜１００％の、特に５０〜９０％のＢａおよび５０〜０％の、特に５０〜１０％のＳｒである。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（すなわち、１つまたは２つ以上のＢａ、ＳｒおよびＣａ）の少なくとも一部と置き換わる。
【００３３】
同様に、材料（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３Ｅｕをまた、ＭＡｌＳｉＮ３Ｅｕ５（式中、Ｍは、バリウム（Ｂａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）およびマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択される、１種または２種以上の元素であり；特に、Ｍは、この化合物中で、カルシウムまたはストロンチウム、またはカルシウムおよびストロンチウム、より特には、カルシウムを含む）として示すことができる。ここで、Ｅｕが導入され、Ｍ（すなわち、１種または２種以上のＭｇ、Ｂａ、Ｓｒ、およびＣａ）の少なくとも一部と置き換わる。好ましくは、実施形態では、第１赤色ルミネセント材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを、好ましくは、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む。さらに、別の実施形態では、これは、前者と組み合わせてもよく、第１赤色ルミネセント材料は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕを、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、１つまたは２つ以上のカルシウム、ストロンチウムまたはバリウムにより占有されてもよいことを示す。それはまた、かかる材料中で、対応するカチオンサイトが、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムからなる群から選択されるカチオンで占有されてもよいことを示す。よって、例えば、材料は、カルシウムおよびストロンチウムを、またはストロンチウムのみなどを含んでもよい。同様の意味で、これを、（かかるカチオンを有する）他の用語に適用する。
【００３４】
よって、実施形態では、第１赤色ルミネセント材料は、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋（式中、Ｍは、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群から選択され、さらに、Ｍは、ＳｒおよびＢａからなる群から選択される）をさらに含んでもよい。なお別の実施形態では、これは、前者と組み合わせてもよく、第１赤色ルミネセント材料は、ＭＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋（式中、Ｍは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａからなる群から選択され、さらに、Ｍは、ＳｒおよびＣａからなる群から選択される）をさらに含んでもよい。
【００３５】
さらに特に、約６１０ｎｍより長い中心波長を有し、比較的狭いバンド幅を有する（第２）赤色線発光材料が、特に、例えば、上記で示した四価マンガン含有系などが、良好な結果を提供し得ると思われる。特に、赤色第２光源を、中心発光波長≧６１０ｎｍを有する１つまたは２つ以上の赤色輝線を含み、≦５０ｎｍの半値全幅（ＦＷＨＭ）を有する１つまたは２つ以上の赤色輝線を有する、スペクトル光分布を有する赤色光を提供するように構成する。
【００３６】
かかる第２赤色ルミネセント材料の特定の例は、Ｍｎ４＋でドープされたＭ２ＡＸ６タイプのもの（すなわち、Ａの位置でのもの）である。特に、赤色第２光源は、四価のマンガンでドープされたＭ２ＡＸ６（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４からなる群から選択される一価のカチオンを含み、特に、少なくともカリウム（Ｋ）を含み、Ａは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＺｒからなる群から選択される四価のカチオンを含み、特に、少なくともケイ素（Ｓｉ）を含み、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される一価のアニオンを含むが、少なくともＦを含む（および特に、実質的にＦのみを含む））からなる群から選択される、該第１赤色ルミネセント材料を含む。この意味において、語句「少なくとも・・・含む」は、特に、特定の種が、示した種の１種または２種以上を含んでもよいが、少なくとも「少なくとも・・・含む」で示された前記種を含む態様を指す。例を挙げると、Ｍが、少なくともＫを含む場合には、これは、種または一価のカチオンＭ（またはＭのホスト格子の位置）が、１００％までの、＞０％のＫを含む態様を示唆し得る。よって、例えば、以下などの態様が含まれる：（Ｋ０．０１Ｒｂ０．９９）２ＳｉＦ６：Ｍｎ、ＲｂＫＳｉＦ６：Ｍｎ、およびＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎなどである。実施形態では、Ｍは、Ｋおよび／またはＲｂ（すなわち、（Ｒｂ，Ｋ）２ＳｉＦ６：Ｍｎ）を含む。
【００３７】
当該技術分野において知られているように、語句「Ｍｎ４＋でドープされたＭ２ＡＸ６」をまた、Ｍ２ＡＸ６：Ｍｎ４＋として示すことができる。ここで、用語「：Ｍｎ」または「：Ｍｎ４＋」は、四価のＡイオンの一部が、四価のＭｎにより置き換えられていることを示す。用語「四価のマンガン」は、Ｍｎ４＋を指す。これは、周知のルミネセントイオンである。上で示したとおりの式において、四価のカチオンＡ（例えば、Ｓｉなど）の一部が、マンガンにより置き換えられている。よって、四価のマンガンでドープされたＭ’ｘＭ２−２ｘＡＸ６をまた、Ｍ’ｘＭ２−２ｘＡ１−ｍＭｎｍＸ６として示してもよい。マンガンのモルパーセンテージは、すなわち、四価のカチオンＡと置き換わるパーセンテージは、一般に、０．１〜１５％の、特に１〜１２％の範囲であり、すなわち、ｍは、０．００１〜０．１５の範囲であり、特に０．０１〜０.１２の範囲であろう。
【００３８】
Ａは、四価のカチオンを含み、特に少なくともケイ素を含む。Ａは、任意に、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、および亜鉛（Ｚｒ）の１種または２種以上をさらに含んでもよい。好ましくは、Ｍの少なくとも８０％、なおより好ましくは、少なくとも９０％、例えば、９５％などが、ケイ素からなる。よって、特定の実施形態では、Ｍ２ＡＸ６はまた、Ｍ２Ａ１−ｍ−ｔ−ｇ−ｓ−ｚｒＭｎｍＴｉｔＧｅｇＳｎｓＺｒｚｒＸ６（式中、ｍは、上記に示したとおりであり、ｔ、ｇ、ｓ、ｚｒは、それぞれ独立して、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲であり、ｔ＋ｇ＋ｓ＋ｚｒは、１より小さく、特に０．２に等しいかまたは０．２より小さく、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲であり、Ａは、特にＳｉである）として記載されてもよい。
【００３９】
上に示したとおり、Ｍは、一価のカチオンを指すが、特に、少なくともカリウムおよびルビジウムの１種または２種以上を含む。Ｍによりさらに含まれてもよい他の一価のカチオンを、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、セシウム（Ｃｓ）およびアンモニウム（ＮＨ４＋）からなる群から選択することができる。好ましくは、Ｍの少なくとも８０％、なおより好ましくは、少なくとも９０％、例えば、９５％などが、カリウムおよびルビジウムの１種または２種以上からなる。特定の実施形態では、Ｍ２ＡＸ６はまた、（Ｋ１−ｒ−ｌ−ｎ−ｃ−ｎｈＲｂｒＬｉｌＮａｎＣｓｃ（ＮＨ４）ｎｈ）２ＡＸ６（式中、ｒは、０〜１の範囲であり（カリウム−ルビジウムの比は、好ましくは、上に示したとおりであり）、ｌ、ｎ、ｃ、ｎｈは、それぞれ独立して、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲であり、ｌ＋ｎ＋ｃ＋ｎｈは、１より小さく、特に０．２に等しいかまたは０．２より小さく、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲である）と記載されてもよい。よって、本発明はまた、（Ｋ１−ｒ−ｌ−ｎ−ｃ−ｎｈＲｂｒＬｉｌＮａｎＣｓｃ（ＮＨ４）ｎｈ）２ＡＸ６：Ｍｎおよび類似の狭帯域ルミネセント材料を提供する。Ａは、本願において、特にＳｉである。
【００４０】
上で示したとおり、Ｘは、一価のアニオンを指すが、少なくともフッ素を含む。任意に存在してもよい他の一価のアニオンを、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、およびヨウ素（Ｉ）からなる群から選択してもよい。好ましくは、Ｘの少なくとも８０％、なおより好ましくは、少なくとも９０％、例えば、９５％などが、フッ素からなる。よって、特定の実施形態では、Ｍ２ＡＸ６はまた、Ｍ２Ａ（Ｆ１−ｃｌ−ｂ−ｉＣｌｃｌＢｒｂＩｉ）６（式中、ｃｌ、ｂ、ｉは、それぞれ独立して、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲であり、ｃｌ＋ｂ＋ｉは、１より小さく、特に０．２に等しいかまたは０．２より小さく、好ましくは、０〜０．２の、特に０〜０．１の、さらに０〜０．０５の範囲である）と記載されてもよい。
【００４１】
よって、Ｍ２ＡＸ６はまた、（Ｋ１−ｒ−ｌ−ｎ−ｃ−ｎｈＲｂｒＬｉｌＮａｎＣｓｃ（ＮＨ４）ｎｈ）２Ｓｉ１−ｍ−ｔ−ｇ−ｓ−ｚｒＭｎｍＴｉｔＧｅｇＳｎｓＺｒｚｒ（Ｆ１−ｃｌ−ｂ−ｉＣｌｃｌＢｒｂＩｉ）６と記載されてもよく、ｒ、ｌ、ｎ、ｃ、ｎｈ、ｍ、ｔ、ｇ、ｓ、ｚｒ、ｃｌ、ｂ、ｉについての値は、上に示すとおりのものである。よって、本発明はまた、（Ｋ１−ｒ−ｌ−ｎ−ｃ−ｎｈＲｂｒＬｉｌＮａｎＣｓｃ（ＮＨ４）ｎｈ）２Ｓｉ１−ｍ−ｔ−ｇ−ｓ−ｚｒＭｎｍＴｉｔＧｅｇＳｎｓＺｒｚｒ（Ｆ１−ｃｌ−ｂ−ｉＣｌｃｌＢｒｂＩｉ）６：Ｍｎおよび類似の狭帯域ルミネセント材料を提供する。しかしながら、特に、赤色第２光源は、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む、該第２赤色ルミネセント材料を含む。
【００４２】
マンガンが、ホスト格子イオンの一部と置き換わり、特定の機能を有するので、「ドーパント」または「活性化剤」としても示される。よって、六フッ化ケイ素は、マンガン（Ｍｎ４＋）によりドープされているかまたは活性化されている。
マンガン含有系に加えてまたはマンガン含有系の代替として、赤色第２光源は、光コンバータナノ粒子材料を含む、該第２赤色ルミネセント材料を含んでもよい。
【００４３】
例えば、量子ドット（ＱＤ）などのナノ粒子は、照明用途における関心が高いことが示されてきた。それらは、例えば、無機蛍光体として青色光を他の色に変換するのに役立ち得、比較的狭い発光帯という利点およびＱＤのサイズにより色調整が可能という利点を有し、これにより高品質の純粋な白色光を得られる。
【００４４】
本願において光コンバータナノ粒子として示される、量子ドットまたはルミネセントナノ粒子は、例えば、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅおよびＨｇＺｎＳＴｅからなる群から選択される、ＩＩ−ＶＩ族の化合物の半導体量子ドットを含んでもよい。別の実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、例えば、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、およびＩｎＡｌＰＡｓからなる群から選択される、ＩＩＩ−Ｖ族の化合物の半導体量子ドットであってもよい。
【００４５】
なおさらなる実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、例えば、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳ２、ＣｕＧａＳｅ２、ＡｇＩｎＳ２、ＡｇＩｎＳｅ２、ＡｇＧａＳ２、およびＡｇＧａＳｅ２からなる群から選択される、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ２のカルコパイライトタイプの半導体量子ドットであってもよい。なおさらなる実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、例えば、ＬｉＡｓＳｅ２、ＮａＡｓＳｅ２およびＫＡｓＳｅ２などからなる群から選択される、例えば、Ｉ−Ｖ−ＶＩ２の半導体量子ドットなどであってもよい。なおさらなる実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、例えば、ＳｂＴｅなどの、ＩＶ−ＶＩ族の化合物の半導体ナノ結晶であってもよい。
【００４６】
特定の実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、ＩｎＰ、ＣｕＩｎＳ２、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＴｅ、ＡｇＩｎＳ２およびＡｇＩｎＳｅ２からなる群から選択される。なおさらなる実施形態では、ルミネセントナノ粒子は、例えば、ＺｎＳｅ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｍｎなどの内部ドーパントを有する、上記の材料から選択される、ＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖ、Ｉ−ＩＩＩ−ＶおよびＩＶ−ＶＩ族の化合物の半導体ナノ結晶の１種であってもよい。ドーパント元素は、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｓ、Ｐ、Ｃｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｔｂ、Ｓｂ、ＳｎおよびＴｌから選択され得る。本願において、ルミネセントナノ粒子系ルミネセント材料はまた、例えば、ＣｄＳｅおよびＺｎＳｅ：Ｍｎなどの、異なるタイプのＱＤを含んでもよい。
【００４７】
ＩＩ−ＶＩ量子ドットを使用することが、特に有利であると考えられる。よって、ある実施形態では、半導体系ルミネセント量子ドットは、特に、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅおよびＨｇＺｎＳＴｅからなる群から選択される、さらに、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅ／ＣｄＳおよびＣｄＳｅ／ＣｄＳ／ＺｎＳからなる群から選択される、ＩＩ−ＶＩ量子ドットを含む。
【００４８】
ある実施形態では、Ｃｄを含まない（Cd−free）ＱＤが適用される。特定の実施形態では、光コンバータナノ粒子は、ＩＩＩ−ＶのＱＤを、より具体的には、例えば、コア−シェル  ＩｎＰ−ＺｎのＱＤなどのＩｎＰ系量子ドットを含む。用語「ＩｎＰ量子ドット」または「ＩｎＰ系量子ドット」および類似の用語が、「ベア（bare）」のＩｎＰのＱＤを指すが、また、例えば、ＩｎＰ−ＺｎＳのＱＤのドットインロッド（dot−in−rod）のような、コア−シェル  ＩｎＰ−ＺｎＳのＱＤなどのＩｎＰコア上のシェルを有するコア−シェル  ＩｎＰのＱＤを指すものであってもよいことに留意しなければならない。
【００４９】
（コーティングなしの）ルミネセントナノ粒子は、約２〜５０ｎｍの、特には、２〜２０ｎｍの、例えば、５〜１５ｎｍなどの範囲の寸法を有してもよく；特に、ナノ粒子の少なくとも９０％は、それぞれ示した範囲の寸法を有する（すなわち、例えば、ナノ粒子の少なくとも９０％は、２〜５０ｎｍの範囲の寸法を有し、または特には、ナノ粒子の少なくとも９０％は、５〜１５ｎｍの範囲の寸法を有する）。用語「寸法」は、特に、ナノ粒子の形状に応じて、長さ、幅、および直径の１つまたは２つ以上を指す。
【００５０】
ある実施形態では、光コンバータナノ粒子は、約１〜約１０００ナノメートル（ｎｍ）の範囲の、好ましくは、約１〜約１００ｎｍの範囲の平均粒径を有する。ある実施形態では、ナノ粒子は、約１〜５０ｎｍの範囲の、特には１〜約２０ｎｍの、一般的には、例えば、少なくとも２ｎｍなどの、少なくとも１．５ｎｍの平均粒径を有する。ある実施形態では、ナノ粒子は、約１〜約２０ｎｍの範囲の平均粒径を有する。
【００５１】
典型的なドットは、例えば、カドミウムセレニド、カドミウムスルフィド、インジウムアルセニド、およびインジウムホスフィドなどの、二成分合金製である。しかしながら、ドットはまた、例えば、カドミウムセレニドスルフィドなどの、三成分合金から作製されてもよい。これらの量子ドットは、量子ドット体積内でわずか１００〜１００，０００原子を含むことができ、直径は１０〜５０原子である。これは、約２〜１０ナノメートルに相当する。例えば、約３ｎｍの直径を有する、例えば、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、またはＣｕＩｎＳｅ２などの球状粒子が提供され得る。（コーティングなしの）ルミネセントナノ粒子は、１次元のサイズが１０ｎｍより小さい、球、キューブ、ロッド、ワイヤ、ディスク、マルチポッド（multi−pod）などの形状を有してもよい。例えば、長さが２０ｎｍおよび直径が４ｎｍであるＣｄＳｅのナノロッドを、提供してもよい。
【００５２】
よって、ある実施形態では、半導体系ルミネセント量子ドットは、コア−シェル量子ドットを含む。なお別の実施形態では、半導体系ルミネセント量子ドットは、ドットインロッドナノ粒子を含む。異なるタイプの粒子の組み合わせをまた、適用してもよい。例えば、コア−シェル粒子およびドットインロッドを適用してもよく、および／または例えば、ＣｄＳおよびＣｄＳｅなどの、上述のナノ粒子の２種または３種以上の組み合わせを適用してもよい。ここで、用語「異なるタイプ」は、異なるジオメトリ（geometry）におよび異なるタイプの半導体ルミネセント材料に、関するものであってもよい。よって、（上記で示した）量子ドットまたはルミネセントナノ粒子の２種または３種以上の組み合わせをまた、適用してもよい。
【００５３】
ある実施形態では、ナノ粒子は、第１半導体材料を含むコアおよび第２半導体材料を含むシェルを含む、半導体ナノ結晶を含むことができ、ここで、シェルは、コアの表面の少なくとも一部にわたって配置されている。コアおよびシェルを含む半導体ナノ結晶はまた、「コア／シェル」半導体ナノ結晶として言及される。
【００５４】
例えば、半導体ナノ結晶は、式ＭＸを有するコアを含むことができ、式中、Ｍは、カドミウム、亜鉛、マグネシウム、水銀、アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、またはそれらの混合物であり得、Ｘは、酸素、硫黄、セレン、テルル、窒素、リン、ヒ素、アンチモン、またはそれらの混合物であり得る。半導体ナノ結晶コアとしての使用に好適な材料の例には、これに限定されないが、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡＩＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴＩＮ、ＴＩＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、前記のあらゆるものを含む合金、および／または前記のあらゆるものを含む混合物が含まれ、三成分および四成分混合物または合金が含まれる。
【００５５】
シェルは、コアの組成と同一または異なる組成を有する、半導体材料であり得る。シェルは、コア半導体の表面上に半導体材料のオーバーコートを含み、ナノ結晶には、ＩＶ族の元素、ＩＩ−ＶＩ族の化合物、ＩＩ−Ｖ族の化合物、ＩＩＩ−ＶＩ族の化合物、ＩＩＩ−Ｖ族の化合物、ＩＶ−ＶＩ族の化合物、Ｉ−ＩＩＩ−ＶＩ族の化合物、ＩＩ−ＩＶ−ＶＩ族の化合物、ＩＩ−ＩＶ−Ｖ族の化合物、前記のあらゆるものを含む合金、および／または前記のあらゆるものを含む混合物が含まれ、三成分および四成分混合物または合金が含まれ得る。例には、これに限定されないが、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＯ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＭｇＳ、ＭｇＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＳｅ、ＧａＳｂ、ＨｇＯ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＩｎＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡＩＮ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＴＩＮ、ＴＩＰ、ＴｌＡｓ、ＴｌＳｂ、ＰｂＯ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、Ｇｅ、Ｓｉ、前記のあらゆるものを含む合金、および／または前記のあらゆるものを含む混合物が含まれる。
【００５６】
例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅまたはＣｄＳのオーバーコートを、ＣｄＳｅまたはＣｄＴｅ半導体ナノ結晶上で成長させることができる。オーバーコーティングプロセスは、例えば、米国特許第６，３２２，９０１号明細書などに記載されている。オーバーコーティングの間の反応混合物の温度を調節することおよびコアの吸収スペクトルをモニタリングすることにより、高放射量子効率および狭いサイズ分布を有する、オーバーコートされた材料を得ることができる。オーバーコーティングは、１つまたは２つ以上の層を含んでもよい。オーバーコーティングは、コアの組成と同一または異なる、少なくとも１種の半導体材料を含んでもよい。好ましくは、オーバーコーティングは、約１〜約１０個の単分子層の厚さを有する。オーバーコーティングはまた、１０個より多い単分子層の厚さを有することができる。ある実施形態では、１つより多いオーバーコーティングが、コア上に含まれ得る。
【００５７】
特に、オーバーコーティングは、コアの組成とは異なる、少なくとも１種の半導体材料を含み；すなわち、コアの組成以外の異なる組成を有する。
ある実施形態では、周囲「シェル」材料は、コア材料のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有し得る。特定の他の実施形態では、周囲シェル材料は、前記コア材料のバンドギャップよりも小さなバンドギャップを有し得る。
【００５８】
ある実施形態では、シェルは、「コア」基体の原子間隔（atomic  spacing）に近いものを有するように選択され得る。特定の他の実施形態では、シェルおよびコア材料は、同一の結晶構造を有し得る。
半導体ナノ結晶（コア）シェル材料の例には、限定することなく：赤色（例えば、（ＣｄＳｅ）ＺｎＳ（コア）シェルなど）、緑色（例えば、（ＣｄＺｎＳｅ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェルなど）、および青色（例えば、（ＣｄＳ）ＣｄＺｎＳ（コア）シェルなど）（半導体系の、特定の光コンバータナノ粒子の例については、上記もさらに参照）が含まれる。
【００５９】
よって、上記の外部表面は、ベア量子ドット（すなわち、さらなるシェルまたはコーティングを含まないＱＤ）の表面であってもよく、または例えば、コア−シェル量子ドットなどの、コーティングされた量子ドットの表面、すなわち、シェルの（外部）表面であってもよい。
【００６０】
したがって、特定の実施形態では、光コンバータナノ粒子は、コア−シェルナノ粒子からなる群から選択され、コアおよびシェルは、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、およびＩｎＡｌＰＡｓの１種または２種以上を含む。
【００６１】
一般的には、コアおよびシェルは、同一のクラスの材料を含むが、ＣｄＳｅコアの周囲のＺｎＳシェルなどのように、本質的に、異なる材料からなる。
比較的広範な色域を提供し得る特定の実施形態では、青色光源は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、緑色光源は、５１０〜５４０ｎｍの範囲の中心発光波長を有するＬＥＤを含み、赤色第１光源は、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ（特に、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）および（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（ｘは、上記で示したとおりである）からなる群から選択された、該第１ルミネセント材料を含み、赤色第２光源は、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む、該第２赤色ルミネセント材料を含む。
【００６２】
上に示したとおり、本発明は、さらなる側面において、バックライトユニットとして構成された、上記請求項のいずれか一項に記載の照明ユニットを含む、ＬＣＤディスプレイデバイスを提供する。なおさらなる側面において、本発明はまた、二価ユーロピウム含有酸窒化物、二価ユーロピウム含有チオガリウム酸塩、三価セリウム含有窒化物、三価セリウム含有酸窒化物、および三価セリウム含有ガーネットからなる群から選択された緑色ルミネセント材料、（Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕおよび（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）２Ｓｉ５−ｘＡｌｘＯｘＮ８−ｘ：Ｅｕ（式中、ｘは、上記で示したとおりである）からなる群から選択された赤色ルミネセント材料、ならびに四価のマンガンでドープされたＭ２ＡＸ６（式中、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＨ４からなる群から選択される一価のカチオンを含み、Ａは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、およびＺｒからなる群から選択される四価のカチオンを含み、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群から選択される一価のアニオンを含むが、少なくともＦを含む）からなる群から選択された第２赤色ルミネセント材料を含む蛍光体の組み合わせを提供する。しかしながら、上で示したとおり、他の組み合わせもまた、想到可能である。
【００６３】
また上で示したとおり、用語「ルミネセント材料」はまた、複数の異なるルミネセント材料を指してもよい。本願における用語「ルミネセント材料」は、特に、無機ルミネセント材料を指す。同様に、これは、用語「蛍光体」に適用される。これらの用語は、当業者に知られている。よって、当業者には明らかであろうとおり、蛍光体の組み合わせをまた、適用してもよい。さらに、当業者には明らかであろうとおり、構成元素、活性化剤濃度、粒子サイズなどの１つまたは２つ以上に関するルミネセント材料（または蛍光体）の最適化、あるいはルミネセント材料の組み合わせに関する最適化を適用して、照明デバイスを最適化してもよい。
【００６４】
光源を、反射壁（例えば、ＴｉＯ２などの反射性材料でコーティングされたものなど）および透明窓を有する、（光）チャンバ中に構成してもよい。実施形態では、窓は、光変換層である。なおさらなる実施形態では、窓は、光変換層を含む。この層は、窓の上流にまたは窓の下流に配置してもよい。なおさらなる実施形態では、光変換層を、窓の両側に適用してもよい。
【００６５】
用語「上流」および「下流」は、光発生手段（ここでは、光源）からの品目の配置または光の伝播に関連する特徴を指し、ここで、光発生手段からの光の光線内の第１の位置に対して、光発生手段により近い光の光線における第２の位置が、「上流」であり、光発生手段からより離れた光の光線内の第３の位置が、「下流」である。
【００６６】
ルミネセント材料を、光源光の少なくとも一部を変換するように構成する。言い換えると、光源が、ルミネセント材料に、放射的に（radiationally）結合されていると言ってもよい。光源が、実質的に、ＵＶ光発光源を含む場合には、ルミネセント材料を、前記ルミネセント材料に入射する全ての光源光を実質的に変換するように構成してもよい。光源が青色光を発生させるように構成されている場合には、ルミネセント材料は、光源光を部分的に変換してもよい。構成に応じて、残留する光源光の一部が、ルミネセント材料を含む層を通して伝達されてもよい。
【００６７】
以下に、本発明の多数の用途を示す：
−  オフィス照明システム
−  家庭用アプリケーションシステム
−  店舗照明システム、
−  家庭照明システム、
−  アクセント照明システム、
−  スポット照明システム、
−  シアター照明システム、
−  光ファイバー応用システム、
−  投影システム、
【００６８】
−  自己点灯（self−lit）ディスプレイシステム、
−  ピクセル化ディスプレイシステム、
−  セグメント化ディスプレイシステム、
−  警告サインシステム、
−  医療照明アプリケーションシステム、
−  インジケータ標示システム、および
−  装飾照明システム
−  ポータブルシステム
−  車載アプリケーション
−  グリーンハウス照明システム、
である。
【００６９】
上で示したとおり、照明ユニットを、ＬＣＤディスプレイデバイスにおけるバックライトユニットとして使用してもよい。よって、さらなる側面において、本発明はまた、バックライトユニットとして構成された、本願において定義するとおりの照明ユニットを含むＬＣＤディスプレイデバイスを提供する。
用語「紫色光」または「紫色発光」は、特には、約３８０〜４４０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。用語「青色光」または「青色発光」は、特には、（場合により、紫およびシアン色相（hue）を含む）約４４０〜４９０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。用語「緑色光」または「緑色発光」は、特には、約４９０〜５６０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。用語「黄色光」または「黄色発光」は、特には、約５４０〜５７０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。用語「オレンジ色光」または「オレンジ色発光」は、特には、約５７０〜６００の範囲の波長を有する光を指す。用語「赤色光」または「赤色発光」は、特には、約６００〜７５０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。用語「ピンク色光」または「ピンク色発光」は、青色および赤色の構成成分を有する光を指す。用語「可視」、「可視光」または「可視発光」は、約３８０〜７５０ｎｍの範囲の波長を有する光を指す。
【００７０】
例えば、「実質的に全ての発光」におけるもの、または「実質的に〜からなる」におけるものなどの、本願における用語「実質的に」は、当業者により理解されるであろう。用語「実質的に」はまた、「全体として」、「完全に」、「全ての」などを有する態様が含まれてもよい。よって、ある実施形態では、前記副詞「実質的に」をまた、除去してもよい。適切である場合には、用語「実質的に」はまた、例えば、９５％またはそれより高いものなどの、特には、９９％またはそれより高いもの、さらに、９９．５％またはそれより高いものなどの、９０％またはそれより高いものに関してもよく、１００％を含んでもよい。用語「含む」はまた、用語「含む」が「からなる」を意味する態様を含む。
【００７１】
さらに、説明および特許請求の範囲における用語「第１」、「第２」、「第３」などは、類似の要素を区別するために使用され、連続的な順序または時系列を説明するのには必ずしも使用されない。このように使用される前記用語は、適切な状況下で交換可能であること、および本願において説明される本発明の態様が、本願において記載されるかまたは例示される順序以外の操作が可能であることが理解されるべきである。
本願におけるデバイスは、とりわけ、操作中のものが記載される。当業者には明らかであろうように、本発明は、操作の方法または操作におけるデバイスに限定されない。
【００７２】
上記の態様は、本発明を限定するというよりむしろ例示するものであること、および当業者は、添付の特許請求の範囲の範囲内から逸脱せずに多くの代替的態様を設計することができるであろうことに留意すべきである。特許請求の範囲において、括弧内に置かれたあらゆる参照符号は、特許請求の範囲を限定するものと解釈されてはならない。動詞「含むこと（to  comprise）」の使用およびその活用形（conjugation）は、特許請求の範囲に記載されたもの以外の要素またはステップの存在を排除しない。要素の前の冠詞「ａ」または「ａｎ」は、複数のかかる要素の存在を排除しない。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用し得ないことを示唆しない。
【００７３】
本発明は、さらに、説明において記載されたおよび／または添付の図面において示された、特徴づける特徴（characterizing  feature）の１つまたは２つ以上を含むデバイスに適用される。本発明は、さらに、説明において記載されたおよび／または添付の図面において示された、特徴づける特徴の１つまたは２つ以上を含む、方法またはプロセスに関連する。
本特許において検討された種々の側面を、付加的な利点を提供するために組み合わせることができる。さらに、特徴のいくつかは、１つまたは２つ以上の分割出願の根拠を形成することができる。
【００７４】
図面の簡単な説明
本発明の態様を、ここで、例の意味のみにより、添付の図面を参照して説明し、前記図面において、対応する参照記号は、対応する部分を示し、ここで：
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１ａ】図１ａは、本発明のいくつかの側面を図示し；この図面は、必ずしも寸法どおりではなく；
【図１ｂ】図１ｂは、本発明のいくつかの側面を図示し；この図面は、必ずしも寸法どおりではなく；
【図１ｃ】図１ｃは、本発明のいくつかの側面を図示し；この図面は、必ずしも寸法どおりではなく；
【図１ｄ】図１ｄは、本発明のいくつかの側面を図示し；この図面は、必ずしも寸法どおりではなく；
【図１ｅ】図１ｅは、本発明のいくつかの側面を図示し；この図面は、必ずしも寸法どおりではなく；
【図２ａ】図２ａは、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ粉末（Ｒ１，Ｅ１）、ＥＣＡＳ粉末（Ｒ２，Ｅ２）ならびに１８ｖｏｌ．％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎおよび２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳ（Ｒ３）を含む、シリコーン系層の反射および発光スペクトルである。
【図２ｂ】図２ｂは、青色ＬＥＤ（Ｂ）ならびに１８ｖｏｌ．％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎおよび２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳを含む、シリコーン系層の発光スペクトル（Ｅ４）を示す。狭帯域ルミネセント材料は、６１０ｎｍを超える、少なくとも１つの輝線を含み、これは、示される中心波長ＣＷおよび半値全幅ＦＷＨＭを有する。
【図３】図３は、ＬＣＤディスプレイのＲＧＢピクセルについて選択された透過関数であり；
【図４】図４ａおよび４ｂは、５１０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示し；
【図５】図５ａおよび５ｂは、５２０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示し；
【図６】図６ａおよび６ｂは、５３０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示し；
【図７】図７ａおよび７ｂは、５４０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
態様の詳細な説明
図１ａは、本願において記載されるとおりの照明ユニット１００の態様を図示する。照明ユニット１００は、ここでは青色光の光源１１０である（すなわち、青色光源１１０；参照記号１１０は、源を指し；さらなる表示である「青色光の」は、前記源の性質を示す）光源１０７、（緑色光の）源１２０、第１赤色ルミネセント材料１３１１を含み、広帯域スペクトル光分布を有する赤色光３１を提供するように構成された（赤色光の）第１光源１３１０、および第２赤色ルミネセント材料１３２１を含み、１つまたは２つ以上の赤色の輝線を含むスペクトル光分布を有する赤色光３２を提供するように構成された（赤色光の）第２の光源１３２０を含む。
【００７７】
ここで、この実施形態では、青色光源１１０は、青色ＬＥＤを含む。参照記号１１１で示す、この青色光源１１０の上に、例えば、ＬＥＤダイ（die）の最上部の樹脂中などに、光コンバータ１３００を配置してもよい。この光コンバータ１３００は、１種または２種以上のルミネセント材料を含んでもよい。ここで、光コンバータ１３００は、第１赤色ルミネセント材料１３１１および第２赤色ルミネセント材料１３２１の両方を含む。これらの２種のルミネセント材料は、青色光源１１０の光源光を吸収して、広帯域赤色光３１および狭帯域赤色光３２に変換することができるので、赤色光源である。青色光を、参照記号１１で示し；その光源を、参照記号１１０で示す。
【００７８】
例により、この実施形態では、緑色光源１２０を、参照記号２１で示される緑色光を発生させるように構成されたＬＥＤとして示す。よって、これは、ルミネセント材料を有しない、ＬＥＤのみであってもよい。
【００７９】
ここで、照明ユニットは、透明窓１０２を有する、光チャンバ１０５を含む。光源からの光は、すなわち、広帯域赤色光３１、狭帯域赤色光３２、緑色光２１および青色光１１は、この窓１０２からエスケープする（escape）。光出射窓または透過窓１０２からエスケープする全ての光は、照明ユニット光１０１として示される。上で示したとおり、この光は、ＲＧＢフィルタのセットと組み合わせて、フロントオブスクリーン（front  of  screen）（ＦＯＳ）の広範な色域を発生させる構成成分から構成される。色域は、全ての色フィルタについて、光源からの光を選択的に透過させることをもたらす色点により、別々に定義される。
【００８０】
２種の赤色ルミネセント材料１３１１、１３１２と組み合わせた、青色光源１１０はまた、本願において、「ｐｃ−ピンク色ＬＥＤ」（この実施形態では、青色光１１、広帯域赤色光３１、および狭帯域赤色光３２の組み合わせであり、これにより、ピンク色光を提供し得るもの）として示される。
【００８１】
図１ｂは、青色光源１１０が、ＬＥＤである態様を図示する（光源１０７が、青色光を提供するように構成された源１１０を含む）。このＬＥＤを使用して、光透過窓１０２の上流層またはコーティングとして提供されたルミネセント材料に、青色光を提供する。よって、この実施形態では、コンバータ１３００は、ＬＥＤダイ１１１からゼロではない距離に配置される。この距離を、参照記号ｄ１で示す（さらに、以下を参照）。コンバータ１３００を、特に、光源１１０（または例えば、発光ダイオードなどであってもよい、他の光源）からゼロではない距離ｄ１に配置してもよいが、例えば、光コンバータ１３００が、ＬＥＤダイ上に塗布されるかまたはＬＥＤダイ上の（シリコーン）コーン（cone）中に埋め込まれる場合などには、距離ｄはまたゼロであってもよい（図１ｃも参照）。
【００８２】
コンバータ１３００は、任意に、光源光１１の少なくとも一部が、コンバータを通って貫通することを可能にしてもよい。このように、コンバータの下流で、光コンバータ１３００により含まれるルミネセント材料のルミネセンスに基づくコンバータ光および光源光１１の組み合わせが見出され得る。光コンバータの下流での光を、照明デバイス光１０１として示す。距離ｄ１は、特に、０．１〜１００ｍｍの、特には０．５〜１００ｍｍの、例えば、１〜２０ｍｍなどの、特には１〜５０ｍｍなどの、光源に近い用途については１〜３の、およびより離れた用途については５〜５０ｍｍのような範囲にあってもよい。しかしながら、本発明は、ｄ１＞０である用途に限定されるものではないことに留意しなければならない。本発明および本願において記載される特定の態様をまた、ｄ１＝０である他の実施形態では適用してもよい。かかる例において、光コンバータを、特に、ＬＥＤダイと物理的に接触させて構成してもよい。
【００８３】
光源１０７は、代替的に、ＵＶ光を提供するように構成された光源であってもよい。かかる例において、光出射窓の下流で／変換の下流で、光源光が（実質的に）妨げられるように、照明ユニット１００を構成してもよい。例えば、光コンバータを、実質的に全てのＵＶ光源光を、光コンバータに含まれる、１種または２種以上のルミネセント材料のルミネセンス光に変換するように構成してもよい。この実施形態では、（緑色光の）源１２０は、参照記号１２００により示される、緑色ルミネセント材料を含む。この緑色ルミネセント材料１２００は、励起される場合に、緑色光２１を提供する。光コンバータ１３００は、さらに、光源光１１による励起の際に、青色光を発生させるように構成された、青色ルミネセント材料を含んでもよい。
【００８４】
代替的にまたは追加的に、青色光源１１０は、ＵＶ光源光を青色光に少なくとも部分的に変換する、青色ルミネセント材料を有するＵＶ  ＬＥＤを含む。
【００８５】
図１ｃは、光コンバータ１３００が、光源１０７のＬＥＤダイ１１１上に配置された態様を図示する。この光源１０７は、ＵＶ  ＬＥＤ、または描かれるとおり、青色光源１１０、すなわち、青色ＬＥＤであってもよい。コンバータ１３００は、かかる実施形態では、広帯域赤色ルミネセント材料１３１１を含み；それにより、赤色第１光源１３１０（この参照記号が、赤色光源である、源を指すことに留意しなければならない）が提供される。さらに、コンバータ１３００は、狭帯域赤色ルミネセント材料１３２１を含む。このようにして、赤色第２光源１３２０が提供され；（赤色光の）この第２光源１３２０（すなわち、赤色第２光源１３２０）は、励起される場合に、狭帯域赤色光３２を提供する、狭帯域ルミネセント材料１３２１を含む。ここで、コンバータ１３００はまた、任意に、励起される場合に緑色光２１を提供する（およびまた、それにより、緑色光源１２０である）、緑色ルミネセント材料１２００を含む。
【００８６】
上記態様を組み合わせてもよいことに、留意しなければならない。さらに、本発明はまた、当業者には明らかであろうように、代替的配置に関する。
図１ｄは、ここでは、液晶ディスプレイデバイス２における照明ユニット１００の用途の１つを図示し、前記デバイス２は、１つまたは２つ以上の照明ユニット１００（ここでは、１つの照明ユニットを図示する）を含むバックライトユニット２００およびＬＣＤパネル３００を含み、前記パネルは、バックライトユニット２００の照明ユニット１００の照明デバイス光１０１によるバックライトを受ける（backlighted）ことができる。再度、例により、光源１０７は、青色光源１１０である。この実施形態では、複数のかかる源１１０が描かれ、これらを使用して、コンバータ１３００により含まれるルミネセント材料を励起させる。かかるＬＣＤディスプレイデバイスは、特に、バックライトユニットの下流に（しかし、ＬＣＤディスプレイデバイスのディスプレイの上流に）配置された１つまたは２つ以上の色フィルタを含んでもよい。これらのフィルタは、照明（バックライト）デバイス光１０１をフィルタしてもよい。明確性のために、これらのフィルタは描かれない。
【００８７】
図１ｅは、広帯域ルミネセント材料の発光スペクトルを図示する。ＦＷＨＭ線は、バンドの最上部およびバックグラウンドシグナル間の中間値を示し；参照記号ＣＷは、この波長での破線の左側および右側の波長で等しい強度が見出される波長を示す。これは、中心波長として知られる。
【００８８】
例
例１
本願において記載される、とりわけｐｃ−ピンク色ＬＥＤに必要な、赤色発光蛍光体層を、室温で、シリコーン系ポリマー中で、商業的に入手可能なＥＣＡＳ（Ｓｒ０．８Ｃａ０．２ＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ（０．８％）．）およびＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ（Adachi  et  al．，Journal  of  Applied  Physics  104，023512，2008，Direct  synthesis  and  properties  of  K2SiF6:Mn4+  phosphor  by  wet  chemical  etching  of  Si  waferにより報告されたとおりに調製したもの）を懸濁させることにより得られ得る。良好に混合されたスラリーを、ガラス基板にテープキャストして（tape−casted）、空気中で４時間、１５０℃で硬化させる。硬化した層は、約１２０μｍの厚さであり、蛍光体の充填度（filling  grade）は、全体の２０ｖｏｌ．％である（１８ｖｏｌ．％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ、２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳ）。Ｋ２ＳｉＦ６：ＭｎおよびＥＣＡＳ粉末、ならびに１８ｖｏｌ％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎおよび２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳを含むシリコーン系層の、測定された反射スペクトルが、図２ａに可視化される。Ｋ２ＳｉＦ６：ＭｎおよびＥＣＡＳを含む層の発光スペクトルが、図２ｂに可視化される。
【００８９】
図２ａは、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ粉末（Ｒ１（すなわち、反射）；Ｅ１（すなわち、発光））、ＥＣＡＳ粉末（Ｒ２；Ｅ２）、ならびに１８ｖｏｌ．％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎおよび２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳを含むシリコーン系層（Ｒ３）の反射および発光スペクトルを示す。図２ｂは、青色ＬＥＤ（Ｂ）ならびに１８ｖｏｌ．％のＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎおよび２ｖｏｌ．％のＥＣＡＳを含むシリコーン系層の発光スペクトル（Ｅ４）を示す。狭帯域ルミネセント材料は、６１０ｎｍを超える、少なくとも１つの輝線を含み、これは、示される中心波長ＣＷおよび狭い半値全幅ＦＷＨＭを有し、これは、５０ｎｍより十分に低い（わずか数ナノメートルである）。
【００９０】
５３０ｎｍに中心がある（centered  at  530  nm）追加の緑色ＬＥＤにより、ＮＴＳＣ内に位置する広範な色域を得ることができる。
よって、本発明は、実施形態では、ＦＷＨＭ≦５０ｎｍを有する狭い緑色発光構成成分を組み合わされた、ＭｎＩＶドープされたＫ２ＳｉＦ６として、１つの狭い深赤色発光構成成分を有する蛍光体変換ＬＥＤを提供し、別の蛍光体が、前記ＭｎＩｖ構成成分に添加され、これは、ＮＴＳＣおよびｓＲＧＢ定義についての色域空間範囲（gamut  color  space  coverage）を最大化する。したがって、光源は、以下からなる：
【００９１】
Ａ：ピーク発光波長＞５１０ｎｍおよび＜５４０ｎｍを有する、直接発光緑色ＬＥＤ、ならびに２種の蛍光体を有するｐｃ−ＬＥＤであって、一方がＭｎＩＶドープされ、第２の蛍光体が、５９０および６３０ｎｍの間のピーク発光およびＦＷＨＭ≧７０ｎｍを有するｐｃ−ＬＥＤ。
Ｂ：β−ＳｉＡｌＯＮまたはＥｕ（０．０１＜ｘ＜０．１）でドープされた（Ｓｒ，Ｃａ）（１−ｘ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕｘである緑色蛍光体、ＭｎＩＶドープされた蛍光体、５９０および６３０ｎｍの間のピーク発光およびＦＷＨＭ≧７０ｎｍを有する第３の蛍光体を有する、３種の蛍光体ｐｃＬＥＤ。
【００９２】
ＬＤＣバックライトにおける蛍光体変換赤色蛍光体の応用のためのさらなる例
以下の例は、ＬＥＤバックライトユニットのスペクトル組成に関して図３に示されたＲＧＢ色フィルタの１つのセットを有するＬＣＤディスプレイについてのフロントオブスクリーン（ＦＯＳ）性能を示し、Ｒは、赤色フィルタを示し、Ｇは、緑色フィルタを示し、Ｂは、青色フィルタを示す。
まず、いくつかの基準サンプル（reference  sample）を得る：典型的ｐｃＬＥＤバックライトユニットは、青色発光ＬＥＤを、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体と組み合わせる。
【００９３】
基準サンプル１
緑色蛍光体：ＬｕＡＧ（Ｌｕ２．９４Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ０．０６）
赤色蛍光体：Ｅｕドープされた（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３
４４０、４５０、４６０および４７０ｎｍのそれぞれでピーク発光を有する青色ＬＥＤについて、バックライトユニットの色点ならびにバックライトユニットの白色ＦＯＳ色点および発光スペクトルと共に、ｓＲＧＢおよびＮＴＳＣ定義による色域と比較したＦＯＳ色域を決定した：（The  FOS  color  gamut  in  comparison  to  the  sRGB  and  NTSC  definition  gamuts  together  with  the  color  points  of  the  backlight  unit  and  the  white  FOS  color  point  and  the  emission  spectrum  of  the  backlight  unit，for  blue  LEDs  with  peak  emission  at  440，450，460  and  470  nm，respectively，were  determined：）
【００９４】
【表１】
2016503579.tif 000003
【００９５】
本願において、ｐｒ＿赤色ブロード、ｐｒ＿緑色、ｐｒ＿青色、ｐｒ＿赤色ＫＳｉＦ（以下参照）およびｐｒ＿赤色ＱＤ（以下参照）は、異なるエミッタについての、パワーフラクション（power  fraction）である。これらの値を加えると１００％となる。
【００９６】
基準サンプル２
ＮＴＳＣ色域範囲を増加させるために、ピンク色発光ＬＥＤ（青色ＬＥＤおよび赤色蛍光体）を、５２０〜５３０ｎｍのピーク発光の範囲の緑色発光ＬＥＤと組み合わせる。
緑色：直接発光ＬＥＤ
赤色蛍光体：Ｅｕドープされた（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３
青色ＬＥＤ：４５０ｎｍピーク発光
以下のデータが得られた：
【００９７】
【表２】
2016503579.tif 000004
【００９８】
ｐｃＬＥＤ緑色バックライトユニットと比較して、色域もＬＥも顕著に増加しない。
【表３】
2016503579.tif 000005
【００９９】
基準サンプル３
赤色フィルタの限られた遮断（cut−off）により、狭い赤色発光蛍光体が使用される場合に、ＮＴＳＣ色域範囲を、顕著に増加させることができるのみである。
所望の特性を有する既知の材料は、ＭｎＩＶドープされたフッ化物蛍光体である：
緑色：直接発光ＬＥＤ
赤色蛍光体：ＭｎＩＶドープされたＫ２ＳｉＦ６
青色ＬＥＤ：４５０ｎｍピーク発光
【０１００】
【表４】
2016503579.tif 000006
【０１０１】
ここで、色域は、ＮＴＳＣ定義の面積に近づくが、同一の色空間をカバーしない。欠点は、過度の赤色の色点であり、イメージ色再現の問題を発生させる。
さらに、５１０、５２０、５３０および５４０ｎｍピークのそれぞれの、異なる直接緑色発光ＬＥＤを使用するバックライトユニットを有する、ＦＯＳ色域を決定した。
【０１０２】
例２
この発明の目標は、とりわけ、ＮＴＳＣ定義との重複が最大であるＦＯＳ色域を有する、ＬＣＤバックライトユニットを構築することである。
これは、直接緑色発光ＬＥＤに、青色ＬＥＤおよび２種の蛍光体からなるｐｃＬＥＤを組み合わせることによりなされ、蛍光体の一方は、Ｍｎ（ＩＶ）ドープされた蛍光体であり、他方は、Ｅｕドープされた（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３である。
図４ａ〜７ｂは、バックライト発光と共に、ｓＲＧＢおよびＮＴＳＣ定義による色域と比較したＦＯＳ色域を示す。
【０１０３】
図４ａおよび４ｂは、５１０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示す。
図５ａおよび５ｂは、５２０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示す。
図６ａおよび６ｂは、５３０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示す。
【０１０４】
図７ａおよび７ｂは、５４０ｎｍの緑色ＬＥＤにより、左側（ａ）に色度チャート（ＣＩＥ色度図）および右側９ｂ）にバックライトユニットの発光スペクトルを示す。
本発明の照明ユニットは、高いＮＴＳＣ値を与えるが、また、全ての基準サンプルより、５％より高く良好である、ＮＴＳＣ色空間との極めて良好な重複を有すると思われる。
まとめると、以下の結果が得られた：
【０１０５】
【表５】
2016503579.tif 000007
【０１０６】
基準サンプル４
以下の組み合わせを評価した：
緑色：直接発光ＬＥＤ
赤色蛍光体：６３０ｎｍにピーク発光を有する量子ドット蛍光体
青色ＬＥＤ：４６０ｎｍピーク発光
５１０、５２０、５３０および５４０ｎｍピークのそれぞれの、異なる直接緑色発光ＬＥＤを使用するバックライトユニットを有する、ＦＯＳ色域を評価した。以下の表において、ｓＲＧＢおよびＮＴＳＣ定義に対するＦＯＳ色域面積および４５０ｎｍ青色ＬＥＤおよび異なる緑色ＬＥＤについてのＦＯＳルーメン当量が、表示される。
【０１０７】
【表６】
2016503579.tif 000008
【０１０８】
例３
さらに、本発明の組み合わせを評価した：
緑色：直接発光ＬＥＤ
赤色蛍光体：６３０ｎｍにピーク発光を有するＱドット＋赤色ＣＡＳＮ蛍光体、ピーク発光６２０ｎｍ
青色ＬＥＤ：４６０ｎｍピーク発光
５１０、５２０、５３０および５４０ｎｍピークのそれぞれの、異なる直接緑色発光ＬＥＤを使用するバックライトユニットを有する、ＦＯＳ色域を評価した。以下の表において、ｓＲＧＢおよびＮＴＳＣ定義に対するＦＯＳ色域面積および４５０ｎｍ青色ＬＥＤおよび異なる緑色ＬＥＤについてのＦＯＳルーメン当量が、表示される。
【０１０９】
【表７】
2016503579.tif 000009
【０１１０】
またここで、本発明の照明ユニットは、高いＮＴＳＣ値を与えるが、また、全ての基準サンプルより、５％より高く良好である、ＮＴＳＣ色空間との極めて良好な重複を有すると思われる。
【図１ａ】
2016503579.tif 000010
【図１ｂ】
2016503579.tif 000011
【図１ｃ】
2016503579.tif 000012
【図１ｄ】
2016503579.tif 000013
【図１ｅ】
2016503579.tif 000014
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【国際調査報告】
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