(57)【要約】【課題】ある波長範囲内の波長で光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、複数の蛍光体とを備えるエミッタパッケージを提供する。【解決手段】複数の蛍光体はそれぞれ、ＬＥＤからの光の少なくとも幾分かを吸収し、異なる波長の光を再び発する。このパッケージは、ＬＥＤおよび複数の蛍光体からの合成光を発し、蛍光体は、エミッタパッケージが目標色の標準偏差内で光を発するような励起特性を有する。エミッタパッケージを製造する方法は、複数のＬＥＤを製造することを含み、複数のＬＥＤはそれぞれ、ある波長範囲内の波長で発光する。これらのＬＥＤは、それぞれのＬＥＤからの光の少なくとも幾分かが、変換材料によって吸収され、再び発せられるように、複数の変換材料と共にパッケージ内に配置される。複数の変換材料は、ＬＥＤパッケージが目標色からの標準偏差内で光を発するように、ＬＥＤ波長範囲内の異なるＬＥＤ発光波長を補償する励起特性を有する。【選択図】図２ｂ
2009094517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある波長範囲内のある波長で光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
それぞれが前記ＬＥＤからの光の少なくとも幾分かを吸収し、異なる波長の光を再び発する複数の蛍光体とを備えるエミッタパッケージであって、前記パッケージは、前記ＬＥＤおよび前記複数の蛍光体からの合成光を発し、前記蛍光体は、前記エミッタパッケージが、前記波長範囲内の前記波長で発光するＬＥＤに関して、目標色の標準偏差内で光を発するような発光波長および励起特性を有することを特徴とするエミッタパッケージ。
【請求項２】
前記ＬＥＤおよび前記蛍光体からの光の合成白色光を発することを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項３】
前記標準偏差は、マカダム楕円を含むことを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項４】
前記発光波長範囲は、約４３０から４８０ｎｍであり、前記複数の蛍光体は、それぞれ約５６０および約５７０ｎｍのピーク発光を有する第１の蛍光体および第２の蛍光体を備えることを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項５】
ＣＩＥ色座標系の黒体軌跡（ＢＢＬ）上にほぼある白色目標を有することを特徴とする請求項２に記載のエミッタパッケージ。
【請求項６】
前記発光波長範囲は、約４３０から４８０ｎｍであり、前記複数の蛍光体は、それぞれ約５５０および約５８０ｎｍのピーク発光を有する第１の蛍光体および第２の蛍光体を備えることを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項７】
前記発光波長範囲は、約４３０から４８０ｎｍであり、前記複数の蛍光体は、それぞれ約５００から５６０ｎｍおよび約５７０から６３０ｎｍのピーク発光を有する第１の蛍光体および第２の蛍光体を備えることを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項８】
ＣＩＥ色座標系の黒体軌跡（ＢＢＬ）上にほぼある約５，０００Ｋから約１０，０００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を備えた冷白色目標を有することを特徴とする請求項７に記載のエミッタパッケージ。
【請求項９】
ＣＩＥ色座標系の黒体軌跡（ＢＢＬ）上にほぼある約２，０００Ｋから約５，０００Ｋの相関色温度（ＣＣＴ）を備えた暖白色目標を有することを特徴とする請求項７に記載のエミッタパッケージ。
【請求項１０】
前記複数の蛍光体は、一般組成が（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕの、それぞれ約５２０ｎｍおよび５８５ｎｍの発光波長を有する２つの蛍光体を備えることを特徴とする請求項１に記載のエミッタパッケージ。
【請求項１１】
ある波長範囲内のある波長で発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
それぞれが前記ＬＥＤから発せられた光を吸収し、異なる波長の光を再び発するように構成された少なくとも２つの変換材料とを備えるエミッタパッケージであって、前記変換材料のそれぞれは、再発光ピーク波長および励起特性をそれぞれ有し、前記蛍光体は、前記パッケージの前記発光が、標準偏差内に収まるように制御されるように、前記ＬＥＤの異なる波長発光を補償するように構成されることを特徴とするエミッタパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変換材料を有するエミッタに関し、特に、エミッタの波長変動を補償する複数の変換材料を有する固体エミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（１つまたは複数のＬＥＤ）は、電気エネルギーを光に変換する固体素子であり、一般に、逆にドープされた層の間に挟まれた１つまたは複数の半導体材料活性層を備える。ドープ層間にわたってバイアスが印加されると、正孔と電子が活性層内に注入され、そこで正孔と電子は再結合して光を発生する。光は、活性層から発せられ、ＬＥＤの透明表面全体から周囲環境に取り出される。
【０００３】
従来のＬＥＤは、その活性層から白色光を発生することができない。青色発光ＬＥＤからの光が、そのＬＥＤを黄色蛍光体、ポリマー、またはダイ（ｄｙｅ）で取り囲むことによって白色光に変換されており、典型的な蛍光体は、セリウムをドープさせたイットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ：ＹＡＧ）である（日亜化学工業株式会社（Ｎｉｃｈｉａ  Ｃｏｒｐ．）白色ＬＥＤ、品番ＮＳＰＷ３００ＢＳ、ＮＳＰＷ３１２ＢＳなどを参照。また、Lowreyらの特許文献１、「Multiple Encapsulation of Phosphor-LED Devices」も参照。）。周囲の蛍光材料は、ＬＥＤの青色光の波長の幾分かを「ダウンコンバート（ｄｏｗｎｃｏｎｖｅｒｔ）」し、その色を黄色に変える。青色光のかなりの部分が黄色にダウンコンバートされるものの、幾分かは変わらずに蛍光体を通過する。このＬＥＤは、青色光と黄色光の両方を発し、これらが組み合わさって白色光を生じる。別の手法では、紫色または紫外発光ＬＥＤからの光が、そのＬＥＤを複数色の蛍光体またはダイで取り囲むことによって、白色光に変換されている。
【０００４】
現行の白色ＬＥＤは、発光特性のみに基づいて蛍光体またはダウンコンバージョン材料を選択することによってパッケージとして製造されている。好ましくは、蛍光体または変換材料は、ＬＥＤ波長が変動する場合でも、蛍光体発光の輝度が一定となるように、幅広くかつ平坦な励起スペクトルを実現する。その結果、白色ＬＥＤのルーメン（Lumen）出力は、青色ＬＥＤの発光波長とは無関係に、比較的一定となる。
【０００５】
これらのパッケージは、制御された方法および基準に従って製造されるものの、ＬＥＤと、蛍光体または変換材料とからの合成光に色変動または色相変動が生じることがある。この変動は、例えば、ＬＥＤを被覆する蛍光体または変換材料の量の変動によって生じ得る。他のパッケージでは、この変動は、ＬＥＤ素子製造の間に生じる材料組成の変動など、他の要因によって生じることもある。例えば、窒化ガリウムベースの素子の製造では、同じまたは異なるウェハから製造された異なる素子の活性領域では、組成が僅かに異なることがあり、例えば、窒化インジウムガリウム活性領域を有する素子のインジウム濃度が変動することなどがある。このように組成が異なると、活性領域が、異なる波長の光を発することになり得る。単一の蛍光体と、かかる青色エミッタとを用いて製造される白色ＬＥＤパッケージおよびＬＥＤシステムでは、ＬＥＤ発光波長に応じて色ポイントが変動する恐れがある。こうした発光変動は、防止するのが困難であり、したがって、かかるＬＥＤを蛍光体または変換材料と共に用いた素子またはパッケージは、多数の異なる色もしくは色相の白色光または混色光を発することになり得る。
【０００６】
人間の目は、発光波長および白色色相の変動に比較的敏感であり、発光波長または色の比較的小さな差でも感知することができる。単一色の光を発するように設計されたパッケージが発する色に知覚できる変動があると、顧客満足度が低下し、ＬＥＤパッケージの商業用途への受入れが全体的に低減しかねない。最終顧客に提供されるＬＥＤが、許容可能な色範囲内で光を発することを確実にするには、ＬＥＤを試験し、色または輝度によって異なるビン（bin）に分類することができ、これは当技術分野では一般にビニング（binning）と呼ばれている。各ビンは、典型的には１つの色および輝度群からのＬＥＤを含み、典型的にはビンコード（bin code）によって識別される。白色発光ＬＥＤは、色度（色）および光束（輝度）によって分類することができる。カラーＬＥＤは、主波長（色）および光束（輝度）によって分類でき、あるいはロイヤルブルーなどの特定の色の場合は、放射束（輝度）によって分類することができる。ＬＥＤは、リール状にするなどして出荷することができ、このリールは１つのビンからのＬＥＤを含み、適当なビンコードでラベルが付けられる。
【０００７】
図１は、本件特許出願人が供給する市販の白色発光Ｃｒｅｅ（登録商標）ＸＬａｍｐ（登録商標）ＸＲ−Ｅ  ＬＥＤおよびＸＲ−Ｃ  ＬＥＤのビニング色度領域を１９３１ＣＩＥ座標系上にプロットした一例を示す。これらの領域はそれぞれ、白色ＬＥＤの特定の色度範囲に対応し、これらの領域は、黒体曲線または黒体軌跡（ＢＢＬ）を取り囲むように示されている。これらの領域はそれぞれ、人間の目に許容可能な範囲内の色度変動を示すように設計されている。例えば、領域ＷＦは、実質的に知覚不能な色度変動を有する特定の領域を示し、したがって、この領域の範囲内で発光するＬＥＤは、一緒にビニングされることになる。
【０００８】
このビニング工程によって、典型的には製品歩留が低下し、異なる発光特性を有する素子の試験および分離に伴うオーバーヘッド、ならびにこの工程に付随するデータおよび記録の公式化（formulation）によって、ＬＥＤの製造費用が増大する。特定のＬＥＤを製造するのにビンの数が多いほど、ビニング工程に伴う追加の費用が増大する。その結果、ＬＥＤおよび関連するパッケージの費用が増大することとなり得る。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５９５９３１６号明細書
【特許文献２】米国再発行特許第３４８６１号明細書
【特許文献３】米国特許第４９４６５４７号明細書
【特許文献４】米国特許第５２０００２２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、異なる波長範囲で発光するＬＥＤを用いたパッケージによって発せられる発光色ポイントの変動を低減または排除することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるエミッタパッケージの一実施形態は、ある波長範囲内のある波長で光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、複数の蛍光体とを備える。これらの蛍光体はそれぞれ、ＬＥＤからの光の少なくとも幾分かを吸収し、異なる波長の光を再び発する。このパッケージは、ＬＥＤおよび複数の蛍光体からの合成光を発し、これらの蛍光体は、エミッタパッケージが、ＬＥＤがその波長範囲内のどの波長で発光しても目標色の標準偏差内で光を発するような発光波長および特性を有する。
【００１２】
本発明によるエミッタパッケージの別の実施形態は、ある波長範囲内のある波長で発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、２つの蛍光体とを備える。これらの蛍光体はそれぞれ、ＬＥＤから発せられた光を吸収し、異なる波長の光を再び発するように構成される。これらの変換材料はそれぞれ、再発光ピーク波長および励起特性を有し、これらの蛍光体は、パッケージの発光が、ＣＩＥ色座標系上のマカダム（MacAdam）楕円内に収まるように制御されるように、ＬＥＤの異なる波長発光を補償するように構成される。
【００１３】
本発明によるエミッタパッケージを製造する方法の一実施形態は、複数のＬＥＤを製造することを含み、これらのＬＥＤはそれぞれ、ある波長範囲内のある波長で発光する。これらのＬＥＤはそれぞれ、それぞれのＬＥＤからの光の少なくとも幾分かが、その対応する変換材料によって吸収され、再び発せられるように、複数の変換材料と共にそれぞれのパッケージ内に配置される。複数の変換材料は、ＬＥＤパッケージがそれぞれ、目標色からの標準偏差内で光を発するように、ＬＥＤ波長範囲内の異なるＬＥＤ発光波長を補償する発光特性および励起特性を有する。
【００１４】
エミッタパッケージを製造する方法の別の実施形態は、複数のＬＥＤを製造することを含み、これらのＬＥＤはそれぞれ、ある波長範囲内で光を発する。複数の蛍光体が設けられ、これらの蛍光体はそれぞれ、ＬＥＤ波長範囲内で光を吸収し、それぞれのピーク波長で光を再び発することが可能である。複数の蛍光体の一部分は、それぞれの部分が、そのＬＥＤからの光の少なくとも幾分かを吸収し、再び光を発するように、ＬＥＤのパッケージ内に配置される。各パッケージは、ＬＥＤと、蛍光体のその対応部分との合成光を発し、これらの蛍光体は、ＬＥＤパッケージがそれぞれ、目標色の標準偏差内で光を発するように、異なる波長で発光するＬＥＤを補償する。
【００１５】
本発明の上記その他の態様および利点は、以下の詳細な説明および本発明の特徴を例によって示す添付の図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、光をダウンコンバートする（すなわち、波長を増大させる）変換材料を有するＬＥＤパッケージまたはＬＥＤアセンブリ（「ＬＥＤパッケージ」）の発光色ポイントの変動を低減または排除することを目的とする。本発明は、特に、白色ＬＥＤパッケージの白色発光色ポイントを維持するのに適用可能である。これらのパッケージは、通常は許容可能な範囲内の様々な発光波長を有する青色ＬＥＤを利用することができ、このパッケージからの発光色ポイントを制御するために、変換材料がＬＥＤの発光変動を補償するように設計される。変換材料には、目標となる白色ポイントに関して特別に調整された異なる励起特性および発光スペクトルを備えた２つ以上の蛍光体が使用される。一実施形態では、２つの蛍光体が使用され、これらの蛍光体は、目標となる白色ポイントに関して適切にオフセットされた発光ポイントを有し、かつ、ＬＥＤの波長シフトを補償する所望の励起特性および発光特性を有する。
【００１７】
本発明で設定される（ｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄ）、青色ＬＥＤ発光波長の変動範囲と整合した励起特性および発光特性を備えていれば、市販の蛍光体を使用することができる。あるいは、所望の特性を備えた蛍光体を、既知の方法を用いて製作または設計してもよい。その結果、製造の間、より狭い（ｔｉｇｈｔｅｒ）発光分散を有する白色ＬＥＤパッケージが得られ、したがって、必要となるビニングの量が減少することになる。また、発光分散がより狭いため、より安定したエミッタが得られ、このことにより、市場でＬＥＤが多くの用途に採用されることを促進することができる。
【００１８】
本発明によるＬＥＤパッケージの目標発光を測定する一方法は、目標色からの標準偏差によるものであり、一例として、ＣＩＥ色（色度）座標系上のマカダム楕円による偏差がある。これらの楕円は、当技術分野では一般に知られており、本明細書では簡単に論じるだけに留めておく。これらの楕円は、光の色が、目標光との差が知覚されない範囲でその目標からどの程度外れることができるかの境界を確立するように画定される。マカダム楕円は、「ステップ」または「標準偏差」を有するとして説明される。例えば、目標の周辺で引かれた「１ステップ」楕円の境界線上のいかなる点も、目標からの１標準偏差を表す。本発明は、好ましくは、特定の色目標周辺の４ステップマカダム楕円の範囲内の色ポイント偏差を有するＬＥＤパッケージを提供するが、この偏差は低ければ低いほど良い。他の実施形態は、４ステップマカダム楕円よりも大きい偏差を有してもよい。
【００１９】
次に、ある実施形態を参照しながら本発明について論じる。層、領域、または基板などの要素が別の要素の「上に」あると称される場合、その要素は、他方の要素のすぐ上にあっても、または、介在要素が存在してもよいことを理解されたい。さらに、本明細書では、「内側の」、「外側の」、「上側の」、「上の」、「下側の」、「下の（ｂｅｎｅａｔｈ）」、および「下に（ｂｅｌｏｗ）」などの相対語ならびに類似語を用いて、ある層または別の領域の関係を説明することがある。これらの用語は、図で示す向きに加えて、素子の異なる向きをも含むものであることを理解されたい。
【００２０】
本明細書では、第１の、第２の、などの用語を用いて、様々な要素、構成部品、領域、層、および／または区画を説明することがあるが、これらの要素、構成部品、領域、層、および／または区画は、これらの用語によって限定されるべきものではない。これらの用語は、ある要素、構成部品、領域、層、または区画を、別の領域、層、または区画から区別するために使用するにすぎない。したがって、以下で論じる第１の要素、構成部品、領域、層、または区画は、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成部品、領域、層、または区画と呼ぶことができる。
【００２１】
本発明の理想化された実施形態の概略図である断面図を参照しながら、本発明の実施形態を本明細書で説明する。したがって、例えば、製造技術および／または製造公差の結果による、例示の図の形状からの変形形態が予想される。本発明の実施形態は、本明細書に記載の特定の領域形状に限られるものと解釈すべきではなく、例えば製造から生じる形状の偏差も含むものである。正方形または長方形として例示され、または説明される領域は、通常の製造公差のために典型的には丸い、または湾曲した様相を有することになる。したがって、図に例示する領域は概略的な性質のものであり、それらの形状は、素子の領域の正確な形状を示すものでも、本発明の範囲を限定するものでもない。
【００２２】
本発明は、多数の異なる固体エミッタと共に使用することができ、本発明の実施形態を、ＬＥＤ、特に白色発光ＬＥＤパッケージに関して以下で説明する。本発明はまた、実施形態で示す以外にも、当技術分野で既知の簡単な「金属カップ」パッケージから、より複雑なパッケージまで、他の固体エミッタパッケージにも使用できることを理解されたい。本発明はまた、２つ以上のＬＥＤを有するＬＥＤパッケージなど、複数のエミッタパッケージで使用することもできる。本発明は、変換材料を用いてエミッタからの光の波長をダウンコンバートするどのような応用例にも使用することができ、以下の実施形態を参照しながら行う本発明の考察は、その特定の実施形態または類似の実施形態のみに限定されるものと解釈すべきではない。
【００２３】
図２ａから２ｃは、本発明によるＬＥＤパッケージ１０の一実施形態を示す。ＬＥＤパッケージ１０は、一般に、基板／サブマウント（「サブマウント（ｓｕｂｍｏｕｎｔ）」）１２と、基板１２上に取り付けられたＬＥＤ１４と、やはりサブマウント１２上に取り付けられた反射カップアセンブリ（「反射カップ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｃｕｐ）」）１６とを備える。レンズ１８などの一次光学系（ｐｒｉｍａｒｙ  ｏｐｔｉｃｓ）を、反射カップ１６上など、ＬＥＤ１４を覆って配置し、ＬＥＤ１４からの光がレンズ１８を通過するように、様々な取付け方法を用いてパッケージに結合することができる。例えば、レンズ１８の底部と、パッケージ１０の残りの部分との間の空間は、シリコーンポリマー（図示せず）などの封入材料で、レンズ１８の底部がそのゲルと接触するように充填することができる。次いで、パッケージ１０は、熱硬化することができ、これによって封入材料が凝固し、レンズ１８に接着することになり、その結果レンズ１８がＬＥＤ１４および反射カップ１６を覆って定位置に結合される。本発明によるパッケージには、様々な出力特性をもたらすように多数の様々なレンズおよび封入材料を使用することができる。さらに、様々な材料製のレンズを、反射器なしに基板に直接取り付けることもできる。あるいは、他のパッケージの実施形態では、レンズは完全に省略されてもよい。
【００２４】
ＬＥＤ１４は、様々な方式で配置された多数の様々な半導体層を有することができる。ＬＥＤの製造および動作は、当技術分野では一般に知られており、本明細書では簡単に論じるだけに留めておく。ＬＥＤ１４の諸層は、既知の工程を用いて製造することができ、適当な工程は、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）を用いた製造法である。ＬＥＤ１４の層は、一般に、逆にドープされた第１および第２のエピタキシャル層間に挟まれた活性層／領域を備え、これらの層は全て、成長基板上に順次形成される。ＬＥＤは、ウェハ上に形成され、次いで、パッケージに実装できるように個片化される。成長基板は最終的な個片化ＬＥＤの一部として残っても、あるいは、完全に、または部分的に除去されてもよいことを理解されたい。
【００２５】
また、ＬＥＤ１４には、追加の層および要素を含めることもでき、それだけに限られるものではないが、バッファ層、核形成層、コンタクト層、および電流拡散層、ならびに光取出し層および要素が含まれることを理解されたい。活性領域は、単一量子井戸（ＳＱＷ）、多重量子井戸（ＭＱＷ）、二重ヘテロ構造、または超格子構造を備えることができる。活性領域およびドープ層は、様々な材料系から製造することができ、好ましい材料系は、ＩＩＩ族窒化物ベースの材料系である。ＩＩＩ族窒化物とは、窒素と、周期表のＩＩＩ族の元素、通常はアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、およびインジウム（Ｉｎ）との間で形成される半導体化合物を指す。この用語はまた、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）および窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）などの三元化合物および四元化合物も指す。好ましい実施形態では、ドープ層は窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、活性領域はＩｎＧａＮである。代替実施形態では、ドープ層は、ＡｌＧａＮ、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）、またはアルミニウムガリウムインジウム砒素リン（ＡｌＧａＩｎＡｓＰ）でもよい。
【００２６】
成長基板は、サファイヤ、炭化ケイ素、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ＧａＮなどの多数の材料で作成でき、適当な基板は、４Ｈポリタイプの炭化ケイ素であるが、３Ｃ、６Ｈ、および１５Ｒポリタイプを含めた他の炭化ケイ素ポリタイプも使用できる。炭化ケイ素は、ＩＩＩ族窒化物に対してサファイヤよりも近い結晶格子整合を有し、より高品質のＩＩＩ族窒化物膜が得られるといった利点を有する。炭化ケイ素はまた、非常に高い熱伝導率を有し、したがって、炭化ケイ素上のＩＩＩ族窒化物素子の総出力パワーは、（サファイヤ上に形成されたいくつかの素子のケースのように）基板の熱消散によって制限されることがない。ＳｉＣ基板は、本件特許出願人から販売されている。ＳｉＣ基板の製造方法は、科学文献などに記載されている（例えば、特許文献２、３、４参照。）。
【００２７】
サブマウント１２は、多数の様々な形状および寸法で、かつ多数の様々な材料で形成することができ、好ましい材料は、電気的に絶縁のものである。適当な材料には、それだけに限られるものではないが、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムなどのセラミック材料が含まれる。代替の基板構成では、熱硬化性または熱可塑性樹脂材料で結合された導電性金属リードフレームアセンブリを使用することもできる。反射カップ１６は、後続のパッケージング製造ステップ、および動作中にパッケージから生じる熱に耐えることができる、耐久性の高融点材料で形成しなければならない。Ｎｏｖｅｌｌａ樹脂などのプラスチック、または液晶ポリマーを含む高融点材料など、多数の様々な材料を使用することができる。サブマウントは、電気トレース２０および取付けパッド（図示せず）を備えた頂部表面を有し、ＬＥＤ１４がこの取付けパッドに取り付けられ、電気トレース２０は既知の接触方法を用いて、ＬＥＤ１４への電気接続導通路となる。
【００２８】
本発明によれば、ＬＥＤ１４の異なる発光波長にわたって色ポイントを維持する助けとなるように、異なる発光スペクトルを有する様々な変換材料をパッケージ１０に使用することができる。図示の実施形態では、変換材料２３がＬＥＤ１４を被覆して示され、この変換材料２３は、ＬＥＤ１４を覆って一様に分散した第１の蛍光材料２４および第２の蛍光材料２６を含む。第２の蛍光体２６は、第１の蛍光体２４から区別する例示の目的で暗く示してある。第１の蛍光体２４および第２の蛍光体２６はまた、それだけに限られるものではないが、封入材料またはレンズ１８を含むパッケージ１０の他の領域にも含めることができる。蛍光体２４、２６は、ＬＥＤ１４を覆って一様に分散して示されているが、他の実施形態では、蛍光体２４、２６は、特定の領域に分離し、ＬＥＤ１４上で異なる濃度を有してもよい。蛍光体２４、２６は、典型的には、シリコーンまたはエポキシなどのバインダによって、ＬＥＤ上に保持される。
【００２９】
蛍光体２４、２６の特性を異ならせることによって、最終的なＬＥＤパッケージで蛍光体２４、２６によって吸収されることになるＬＥＤの光量を決めることができ、この特性には、それだけに限られるものではないが、蛍光体粒子の寸法、蛍光体添加の百分率／濃度、バインダ材料の種類、ＬＥＤが発する光の波長における蛍光体の励起効率、内部蛍光体効率、その発光波長、および蛍光体材料を有するレンズの厚さが含まれる。これらの異なる要因または特性は、ＬＥＤパッケージの発光色を制御するために変動させることができ、励起効率およびそれぞれの発光波長が最も重要となる。
【００３０】
本発明では、励起効率とは、蛍光体の、ＬＥＤの一次波長からの光をより低いエネルギーのより高い波長にダウンコンバートする効率として定義される。したがって、励起効率は、ＬＥＤ一次光の蛍光体吸収効率と、蛍光体ダウンコンバージョンの内部量子効率と、蛍光体粒子からの光取出し効率との積となる。蛍光体励起効率と、ＬＥＤ一次発光の強度との積が、ダウンコンバートされた蛍光体発光の強度となる。蛍光体表面からの反射、またはパッケージの幾何形状などの他の要因も同様に、励起効率を生じ得る（ｅｆｆｅｃｔ）ことが当業者には理解されよう。
【００３１】
本発明によれば、多数の様々な蛍光体をＬＥＤパッケージに組み合わせて、ＬＥＤパッケージ間で発光変動が狭くなるように実現することができる。上述のように、本発明は、特に白色光を発するＬＥＤパッケージに適合される。本発明によるＬＥＤパッケージの一実施形態は、青色波長スペクトルの光を発するＬＥＤと、青色光の幾分かを吸収し、黄色光を再び発する蛍光体とを利用する。このＬＥＤチップは、青色光と黄色光とが組み合わさった白色光を発する。一実施形態では、蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅ材料を含むことができるが、（Ｇｄ、Ｙ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ系をベースとした、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ）などの蛍光体でできた変換粒子を使用すると、広範囲にわたる黄色スペクトルの全範囲発光が可能となる。白色発光ＬＥＤチップに使用できる他の黄色蛍光体には、Ｔｂ３−ｘＲＥｘＯ１２：Ｃｅ（ＴＡＧ）；ＲＥ＝Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕ、または
Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕが含まれる。
【００３２】
ＣＲＩがより高い、異なる白色色相の白色（暖白色）には、追加の蛍光体を含めることもでき、上記の黄色蛍光体に赤色蛍光体を組み合わせてもよい。以下のものを含め、様々な赤色蛍光体を使用することができる。
ＳｒｘＣａ１−ｘＳ：Ｅｕ、Ｙ；Ｙ＝ハロゲン化合物、
ＣａＳｉＡｌＮ３：Ｅｕ、または
Ｓｒ２−ｙＣａｙＳｉＯ４：Ｅｕ
【００３３】
他の蛍光体を用い、実質的に全ての光を特定の光に変換することによって、純色発光を生成することができる。例えば、以下の蛍光体を使用すると、緑色の純色光を生成することができる。
ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、
Ｓｒ２−ｙＢａｙＳｉＯ４：Ｅｕ、または
ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ
【００３４】
以下に、本発明によるＬＥＤパッケージの変換粒子として使用するのに適した追加の蛍光体をいくつか挙げる。なお、このリストは網羅的なものではない。それぞれ、青色および／またはＵＶ発光スペクトルで励起を示し、所望のピーク発光をもたらし、効率の良い光変換を有し、許容可能なストークスシフトを有する。
（黄色／緑色）
（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）（Ａｌ、Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ２＋
Ｂａ２（Ｍｇ、Ｚｎ）Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋
Ｇｄ０．４６Ｓｒ０．３１Ａｌ１．２３ＯｘＦ１．３８：Ｅｕ２＋０．０６
（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ
Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
（赤色）
Ｌｕ２Ｏ３：Ｅｕ３＋
（Ｓｒ２−ｘＬａｘ）（Ｃｅ１−ｘＥｕｘ）Ｏ４
Ｓｒ２Ｃｅ１−ｘＥｕｘＯ４
Ｓｒ２−ｘＥｕｘＣｅＯ４
ＳｒＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、Ｇａ３＋
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋
【００３５】
蛍光体材料の特定の組合せは、ＬＥＤパッケージが目標とする色と、以下でさらに論じるように、ＬＥＤパッケージの所望の色ポイント公差を維持するのに必要となる励起特性とに依存する。
【００３６】
様々な寸法の蛍光体粒子を使用することができ、それだけに限られるものではないが、粒径１０〜１００ナノメートル（ｎｍ）から粒径２０〜３０μｍ、またはそれよりも大きい粒径が含まれる。典型的には、粒径が小さい方が、粒径が大きいものよりもよく分散し、色がよく混ざるので、より均質な光が得られる。光変換においては、典型的には、小さい粒子に比べて、大きい粒子の方がより効率が良いが、発せられる光はそれほど均質ではない。一実施形態では、粒径は２〜５μｍの範囲である。他の実施形態では、単色光源または多色光源用に、コーティング３２は、異なる種類の蛍光体を含んでも、または、複数の蛍光コーティングを含んでもよい。
【００３７】
前述のように、本発明の好ましい実施形態は、ＬＥＤパッケージ１０が白色光を発するように、青色発光ＬＥＤと、発せられた青色光を吸収し、ダウンコンバートした光を発する異なる２つの蛍光体とを利用する。これらの蛍光体は、青色発光ＬＥＤからの発光波長の変動を補償するように選択され、したがって、こうしたＬＥＤを利用したパッケージは、目標色ポイントで、または狭い標準偏差内などの目標色ポイント付近で発光することになる。ある範囲のＬＥＤ発光波長からこの目標白色発光を実現するように、蛍光体発光がＬＥＤ発光変動を補償する。
【００３８】
ＬＥＤ発光波長の変動は、１９３１ＣＩＥ色相図上の異なる色座標（ｃｃｘ、ｃｃｙ）によって表される、その色ポイントの変化によって示される。青色ＬＥＤ発光を一次光として利用する実施形態では、青色波長がより長いと、色ポイントは、ｃｃｙがより高く、ｃｃｘが僅かに低い座標となる。ＬＥＤパッケージからの、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた発光の色変化の最も顕著で主要な要因は、ｃｃｙ値がより高くシフトすることである。逆に、波長がより短い青色ＬＥＤ発光では、色ポイントはｃｃｙがより低く、ｃｃｘが僅かに高い座標となり、ＬＥＤパッケージからの、ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた発光の色変化の最も主要な要因は、ｃｃｙ値がより低くシフトすることとなる。
【００３９】
青色波長変動の影響およびＬＥＤパッケージに対するその作用を示すのに、代替の色座標系も同様に使用することができる。本発明のＬＥＤ発光特性、および蛍光体励起特性は、当業者であれば、これらの座標系に容易に変換することができる。
【００４０】
一実施形態では、青色発光の波長が発光範囲内でより長い（主にｃｃｙがより高い）場合、一次発光色ポイントのｃｃｙが１９３１ＣＩＥ座標系上の白色目標発光に比べて主に低い第１の蛍光体が、より強く発光する。青色発光の波長がより短い場合、一次発光色ポイントのｃｃｙが白色目標発光に比べて主に高い第２の蛍光体が、より強く発光する。こうした発光反応を実現するために、適正に「調整された（ｔｕｎｅｄ）」励起特性および発光特性を備えた２つ以上の成分蛍光体混合（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｂｌｅｎｄ）を選択することによって、青色励起波長の如何にかかわらず、白色ＬＥＤ発光を狭い公差の範囲内で維持することできる。したがって、第１の蛍光体の励起効率は、より短い波長に比べて、より長い波長で増大する。一方、第２の蛍光体の励起効率は、より短い波長に比べて、より長い波長で低減する。
【００４１】
図３ａから３ｇは、異なる２つの波長で発光する異なる２つの蛍光体を有する本発明の一実施形態を示し、約４４０から４６０ｎｍ（半値全幅（ＦＷＨＭ）約２５ｎｍ）の範囲の発光波長を有し得る青色ＬＥＤと共に使用した場合、これらの２つの蛍光体はそれぞれ異なる励起特性を有する。これらの異なる波長のＬＥＤを用いたＬＥＤパッケージの目標ＣＣＴは、黒体軌跡（ＢＢＬ）上の５８５０Ｋである。すなわち、異なる蛍光体によって、ＬＥＤ発光波長の差を補償する発光が実現され、この目標ＣＣＴに厳密に近似するように設計されたパッケージの発光は、ＬＥＤ１４からの青色と、第１の蛍光体および第２の蛍光体が発する光との組合せを用いる。目標ＣＣＴ３０を、図３ｂに示す１９３１ＣＩＥ座標系のＢＢＬ上に示す。ＬＥＤからの光の波長が異なることに伴うそれぞれの蛍光体の発光強度の変化は、以下で示し論じる蛍光体の相対励起効率を反映した図３ｃの適当な励起スペクトル３６、３８の結果として実現することができる。ＬＥＤ発光波長の変化にわたって目標ＣＣＴを達成する、または標準偏差内に収めるパッケージの能力は、一般に、青色発光波長の範囲にわたって、両方の蛍光体の励起スペクトルが、相対励起効率３６、３８の変化に整合する能力に依存する。図３ａ〜３ｇに示す設定は、図３ｃに示す発光波長、量子効率、およびスペクトル幅（ＦＷＨＭ）を有するＬＥＤおよび蛍光体に一般にあてはまることが理解されよう。しかし、この設定は、以下でさらに説明するように、異なるＬＥＤ発光、異なる波長の蛍光体発光、スペクトル幅、および異なる量子効率をとるように、当業者であれば改変できる。
【００４２】
本実施形態で使用する蛍光体の組合せは、それぞれ５６０および５７０ｎｍのピーク発光波長を有する第１の蛍光体および第２の蛍光体を含むが、適当な特性を備えた他のピーク強度を使用することもできる。図３ａは、第１の蛍光体および第２の蛍光体の相対励起スペクトルおよび発光スペクトルを示すグラフである。第１の蛍光体の発光スペクトル３２は、５６０ｎｍのピーク発光を有する発光特性を備えることが示されている。第２の蛍光体の発光スペクトル３４は、そのピーク発光が５７０ｎｍであることが示されている。図３ａはまた、第１の蛍光体の相対励起スペクトル３６も含み、これは、４４０ｎｍから４６０ｎｍの発光範囲で発光するエミッタに応答する第１の蛍光体の励起強度を示す。第１の蛍光体の励起は、この発光範囲にわたって比較的急勾配で低減している。一方、第２の蛍光体の相対励起スペクトル３８は、この同じ発光範囲にわたる第２の蛍光体の励起強度を示し、その発光強度は増大している。これらの特性を有する蛍光体からの励起のこの組合せによって、ＬＥＤからの発光に伴い、この範囲にわたって異なる波長で発光するエミッタから目標ＣＣＴでの発光が生成される。
【００４３】
図３ｃから３ｇは、これらの蛍光体の動作特性を、４４０、４５０、および４６０ｎｍで発光する青色ＬＥＤに関して示す。図３ｃは、異なる３つのＬＥＤ発光波長に関するＬＥＤパッケージの蛍光体の発光強度を示す表である。４４０ｎｍ発光では、５６０ｎｍ蛍光体は、相対強度０．２８７で発光し、一方、５７０ｎｍ蛍光体は、相対強度０．３０１で発光する。この結果、ｃｃｘおよびｃｃｙ座標が０．３２４９および０．３３４３の白色ＬＥＤが得られ、ＣＣＴが約５８５３Ｋとなる。４５０ｎｍ発光波長では、５６０ｎｍ蛍光体は、励起強度が０．１９０まで低減し、５７０ｎｍ蛍光体は、その励起強度が０．４２２まで増大する。結果として得られるｃｃｘおよびｃｃｙから、ＣＣＴは５８５０Ｋとなり、この値は、４４０ｎｍＬＥＤ発光のＬＥＤパッケージに非常に近くなる。４６０ｎｍ発光波長では、５６０ｎｍの相対励起強度はゼロまで低減し、５７０ｎｍの相対励起強度は、０．５６０まで増大する。結果として得られるｃｃｘおよびｃｃｙ座標から、ＣＣＴは５８５３Ｋとなり、やはり４４０ｎｍおよび４５０ｎｍＬＥＤ発光のＬＥＤパッケージと本質的に同一となる。これらの範囲全体にわたり、演色評価数（ＣＲＩ）およびスペクトル効率は、ＬＥＤ発光波長のこの範囲にわたって維持される。
【００４４】
図３ｃの第１の蛍光体強度および第２の蛍光体強度の相対変化は、対応する蛍光体励起効率の相対変化によって実現され、したがって、狭い色ポイント公差が可能となることに留意されたい。実際の励起スペクトルの形状は、それぞれの発光に伴う２つの蛍光体間の励起効率の相対比が、図３ａ、３ｃの設定に類似している限り、変動してもよい。
【００４５】
図３ｄから３ｇは、上記のＬＥＤ発光波長に関する５６０および５７０ｎｍ蛍光体を備えたＬＥＤパッケージの動作特性をさらに示す。図３ｄは、４４０ｎｍで発光するＬＥＤからの発光強度と、５６０および５７０ｎｍ蛍光体からの発光とを、４００ｎｍから７００ｎｍのスペクトルにわたって示すグラフである。ＬＥＤ発光スペクトル４２は、４４０ｎｍでピーク発光を示し、比較的狭い発光幅を有する。第１の５６０ｎｍ蛍光体の発光スペクトル４４は、４４０ｎｍで青色光を吸収し、光を再び発する蛍光体から得られ、図示のように、そのピーク強度は、図３ｃの表を参照すると５６０ｎｍで０．２８７である。やはり図３ｃの表を参照すると、第２の５７０ｎｍ蛍光体発光スペクトル４６は、そのピーク強度が５７０ｎｍで０．３０１であることが示されている。第１の発光スペクトルおよび第２の発光スペクトルは、ＬＥＤ発光スペクトルに比べて広く、総発光スペクトル４８では、ＬＥＤからのピーク発光４４０ｎｍと、より広い第１の蛍光体発光および第２の蛍光体発光からの合成ピークとが示されている。
【００４６】
図３ｅは、４５０ｎｍで発光するＬＥＤからの発光強度を、このＬＥＤからの光を吸収し、再び発する５６０および５７０ｎｍ蛍光体からの発光と共に示すグラフである。このグラフは、４００ｎｍから７００ｎｍの発光スペクトルを含む。ＬＥＤ発光スペクトル５２は、４５０ｎｍでピーク発光を示し、比較的狭い発光幅を有する。光を吸収し、再び発する蛍光体からの５６０および５７０ｎｍ蛍光体発光スペクトル５４、５６は、より広い発光特性を示し、それらのピークは、５６０ｎｍおよび５７０ｎｍであり、図３ｃの表のピークに対応する。５７０ｎｍ蛍光体からの発光強度は、図３ｄに示す４４０ｎｍＬＥＤの発光特性に比べて増大し、５６０ｎｍ蛍光体の発光強度は低減している。総発光スペクトル５８は、ＬＥＤからの４５０ｎｍピークと、合成蛍光体発光からの幅広いピークとを示す。ここでは、ＣＣＴが５８５０Ｋの総発光となる。
【００４７】
図３ｆは、４６０ｎｍで発光するＬＥＤからの発光強度と、５６０および５７０ｎｍ蛍光体からの発光とを、４００ｎｍから７００ｎｍのスペクトルにわたって示すグラフである。ＬＥＤ発光スペクトル６２は、４６０ｎｍでピーク発光を示し、比較的狭い発光幅を有する。５６０ｎｍ蛍光体発光スペクトル６４は平坦であり、これは、図３ｃの表で示された４６０ｎｍ発光の、５６０ｎｍ発光強度に関する発光強度ゼロを反映している。第２の蛍光体発光６６は、図３ｅの発光よりも増大しており、総発光スペクトル６８は、４６０ｎｍエミッタからのピークと、第２の蛍光体発光スペクトルからのピークに基本的に完全に対応する蛍光体ピークとを示している。
【００４８】
図３ｇは、４４０ｎｍ発光ＬＥＤパッケージ７２、４５０ｎｍ発光パッケージ７４、および４６０ｎｍ発光パッケージ７６を含む３つのＬＥＤパッケージからの３つの総発光スペクトルを示す。それぞれ、そのＬＥＤ波長に対応した異なるピークを有し、また、その蛍光体からのピークもそれぞれ有する。各蛍光体のピークは、そのＬＥＤ発光と組み合わされると、ＣＣＴが約５８５０Ｋの発光を実現するように僅かに変動している。
【００４９】
本発明によれば、異なる再発光ピーク波長および異なる発光特性を有する異なる蛍光体を使用することができ、４４０から４６０ｎｍで発光するエミッタでは、パッケージは、所望の色ポイントで光を発する。図４ａから４ｆは、５５０ｎｍおよび５８０ｎｍでピーク発光を有する蛍光体の特性を示し、これらの蛍光体を利用したＬＥＤパッケージの目標色ポイントは、やはり５８５０Ｋである。これらの蛍光体のピーク発光は、上記で説明し、図３ａから３ｅに示した５６０および５７０ｎｍ蛍光体よりもさらに離れている。５５０および５８０ｎｍ蛍光体の励起および発光は、上述の５６０および５７０ｎｍ蛍光体に比べて、ＬＥＤ発光範囲にわたりそれほど変動する必要はない。この様子を、５５０および５８０ｎｍ蛍光体の発光スペクトル８２、８４、ならびに４４０から４６０ｎｍの対応する相対励起スペクトル８６、８８を示す図４ａに示す。相対励起プロットから分かるように、より低い波長である５５０ｎｍ蛍光体の励起は、図３ａに示し、上記で論じたより低い波長である５６０ｎｍ蛍光体の励起ほどまでは下がらなかった。より高い波長である５８０ｎｍ蛍光体は、やはり図３ａに示される５７０ｎｍ蛍光体の範囲の大部分にわたり、それほど急速には上昇していない。
【００５０】
図４ｂは、４４０、４５０、および４６０ｎｍで発光する青色ＬＥＤの相対発光強度と、５５０および５８０ｎｍ蛍光体の対応する発光強度とを示す表である。４４０、４５０、および４６０ｎｍの３つのＬＥＤ発光では、ｃｃｘ値およびｃｃｙ値は、５８４３Ｋから５８５０ＫのＣＣＴに対応する。この変動は、図３ｂに示す４ステップマカダム楕円３１よりも大幅に少ない標準偏差に対応するので、許容可能である。
【００５１】
図４ｃから４ｆは、５５０および５８０ｎｍ蛍光体の異なる発光スペクトルを示す。図４ｃは、４４０ｎｍでピーク発光を有し、発光スペクトルが比較的狭いＬＥＤ発光スペクトル９２を示す。５５０ｎｍ発光スペクトル９４および５６０ｎｍ発光スペクトル９６は、比較的広く、５５０ｎｍおよび５８０ｎｍのピークに対応するピークを有する。これらのＬＥＤおよび蛍光体の発光スペクトルを組み合わせると、ＣＣＴが５８５０Ｋとなる総発光スペクトル９８が得られる。図４ｄは、４５０ｎｍＬＥＤ発光スペクトル１０２と、５５０ｎｍおよび５６０ｎｍ発光スペクトル１０４、１０６とを示す。ここでもやはり、総発光スペクトル１０８は、対応する５８５０ＫのＣＣＴを有する。同様に、図４ｅは、４６０ｎｍＬＥＤ発光スペクトル１１２、５５０ｎｍ蛍光体発光スペクトル１１４、および５８０ｎｍ蛍光体発光スペクトル１１６を示し、これら全てを組み合わせると、ＣＣＴが５８４３Ｋとなる総発光スペクトル１１８が得られる。図４ｆは、図４ｄ、４ｅ、および４ｆからの４４０、４５０、および４６０ｎｍ発光スペクトルに関する３つの総発光スペクトル１２０、１２２、１２４を示し、異なるＬＥＤ波長では異なるピークを示し、また、蛍光体発光も僅かに変動し、したがって、ＣＣＴが４ステップマカダム楕円未満の範囲で維持されることになる。
【００５２】
図５ａおよび５ｂは、５６０および６３０ｎｍのピーク発光を有し、４４０から４６０ｎｍの範囲で発光するＬＥＤで２８００Ｋの目標ＣＣＴを実現する蛍光体の発光特性を示す。このＣＣＴは、「より暖色の（ｗａｒｍｅｒ）」発光特性をもたらし、本実施形態では、蛍光体の波長は、先の実施形態よりもさらに離れている。発光波長および白色目標が異なるため、本実施形態の励起変動は、先の実施形態に比べてさらに小さい程度に変動し得る。
【００５３】
図５ａは、５６０および６３０ｎｍ蛍光体の発光スペクトル１３２、１３４、ならびに４４０から４６０ｎｍでのこれらの蛍光体の対応する相対励起スペクトル１３６、１３８を示す。相対励起スペクトルから分かるように、より低い波長である５６０ｎｍ蛍光体の励起は、先の実施形態での励起ほど急峻には下がっていない。５６０ｎｍ励起スペクトル１３６の形状は、４４０〜４６０ｎｍの範囲の発光にわたって励起が下がる必要はないが、この場合では、４４０〜４５０ｎｍで励起は増大し、次いで４５０〜４６０ｎｍで下がることを示している。同じことが、６３０ｎｍ励起スペクトル１３８についても言える。しかし、６３０ｎｍ発光では、励起の降下は、５６０ｎｍ発光の降下よりも少ない。図５ｂは、４４０、４５０、および４６０ｎｍ波長で発光するＬＥＤに関する、５６０および６３０ｎｍ蛍光体の発光強度を示す表である。結果として得られるｃｃｘ値およびｃｃｙ値から、それぞれ２８００ＫのＣＣＴが得られる。
【００５４】
これらの蛍光体発光を、規定された形状の励起スペクトルと共に用いることによって、ある範囲にわたって変動する励起波長を有するエミッタを用いて、ほぼ一定の色ポイントを有するＬＥＤパッケージ発光、特に白色発光を実現することができる。励起波長とは無関係に色ポイントを維持することができる。上記で示したように、発光ピークがさらに離れた２つの蛍光体を用いると、励起勾配に必要となる差は、さらに小さくなる。
【００５５】
こうした励起スペクトルの形状に整合する様々な蛍光体が、市販されているか、または既知の技術を用いて、蛍光体製造業者によって設計することができる。本発明によるパッケージに使用できる２つの蛍光体の一例には、市販されている（Ｂａ１−ｘ−ｙＳｒｘＣａｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体が含まれ、これは、第１の蛍光体および第２の蛍光体がそれぞれ約５２０ｎｍおよび５８５ｎｍの発光波長を有する。これらの蛍光体の相対励起スペクトルは、図４ａおよび４ｂの例で上述したものに近似している。
【００５６】
上述のように、特定の発光特性および励起特性を備えた蛍光体を用いて狭い色分布を実現する本原理は、それだけに限られるものではないが、冷白色および暖白色ＬＥＤパッケージを含む、異なるＬＥＤ発光および目標色を有する多種多様なＬＥＤパッケージにあてはまる。励起特性を「設計する（ｄｅｓｉｇｎｅｄ）」同様の原理は、ダウンコンバート材料を用いたカラーＬＥＤパッケージにも応用することができる。例えば、色発光が厳密に制御された緑色または赤色発光ＬＥＤパッケージは、それぞれのＬＥＤパッケージの色目標付近の特定の発光波長、およびそれに対応して調整された励起特性を備えた２つ以上の成分蛍光体混合を利用することによって製造することができる。同様に、特定の波長変動を有するＬＥＤ一次発光は、ＵＶ、青色、または他のスペクトル範囲でもよい。
【００５７】
本発明を、その特定の好ましい構成を参照しながら詳細に説明してきたが、他の様式も可能である。したがって、本発明の趣旨および範囲は、上述の様式のみに限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】１９３１ＣＩＥ座標系上にプロットされた色度領域を示すグラフである。
【図２ａ】本発明によるＬＥＤパッケージの一実施形態の斜視図である。
【図２ｂ】図２ａのＬＥＤパッケージの分解斜視図である。
【図２ｃ】図２ａのＬＥＤパッケージの断面線２ｃ−２ｃに沿った断面図である。
【図３ａ】本発明による２つの蛍光体混合の一実施形態の相対励起スペクトルおよび発光スペクトルを示すグラフである。
【図３ｂ】図３ａの蛍光体を用いたパッケージの目標相関色温度（ＣＣＴ）を示す１９３１ＣＩＥ座標系である。
【図３ｃ】図３ａの蛍光体混合を用いたパッケージの、３つの異なるＬＥＤ発光波長のエミッタにおける蛍光体発光特性を示す表である。
【図３ｄ】あるエミッタ波長における、図３ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３ｅ】より高いエミッタ波長における、図３ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３ｆ】より高いエミッタ波長における、図３ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図３ｇ】図３ｄ、３ｅ、および３ｆに示すパッケージの発光スペクトルを組み合わせて示したグラフである。
【図４ａ】本発明による２つの蛍光体混合の別の実施形態の相対励起スペクトルおよび発光スペクトルを示すグラフである。
【図４ｂ】図４ａの蛍光体混合を用いた、３つの異なる発光波長のエミッタを有するパッケージの蛍光体発光特性を示す表である。
【図４ｃ】あるエミッタ波長における、図４ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４ｄ】より高いエミッタ波長における、図４ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４ｅ】より高いエミッタ波長における、図４ａの蛍光体混合を用いたパッケージの発光スペクトルを示すグラフである。
【図４ｆ】図４ｃ、４ｄ、および４ｅに示すパッケージの発光スペクトルを組み合わせて示したグラフである。
【図５ａ】本発明による２つの蛍光体混合の別の実施形態の相対励起スペクトルおよび発光スペクトルを示すグラフである。
【図５ｂ】図５ａの蛍光体混合を用いた、３つの異なる発光波長のエミッタを有するパッケージの蛍光体発光特性を示す表である。
【図１】
2009094517.tif 000003
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
2009094517.tif 000011
【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
2009094517.tif 000015
【図４ｃ】
2009094517.tif 000016
【図４ｄ】
2009094517.tif 000017
【図４ｅ】
2009094517.tif 000018
【図４ｆ】
2009094517.tif 000019
【図５ａ】
2009094517.tif 000020
【図５ｂ】
2009094517.tif 000021
【外国語明細書】
2009094517000001.pdf