(57)【要約】  ＬＥＤアセンブリは、特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、第１の光出力が通過する、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せと、を含み、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、第１の光出力を所定の相関色温度を有する第２の光出力に変換するように構成される。【選択図】図１Ａ
2020507926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、
前記第１の光出力が通過する、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せと、を含み、前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、前記第１の光出力を所定の相関色温度を有する第２の光出力に変換するように構成される、ＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、特定の照明選好指数を有する前記第２の光出力を提供するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項３】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、少なくとも１１０の照明選好指数を有する前記第２の光出力を提供するように構成される、請求項２に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項４】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、少なくとも１２０の照明選好指数を有する前記第２の光出力を提供するように構成される、請求項２に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項５】
前記フッ化ネオジム吸収体は、黄色発光を減衰させて、前記特定の照明選好指数を有する前記第２の光出力を提供するように構成される、請求項２に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項６】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、黒体軌跡より下の色度色座標を有する前記第２の光出力を提供するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項７】
前記ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤまたは紫色ＬＥＤのうちの１つまたは複数を含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項８】
前記黄緑色蛍光体はガーネット蛍光体を含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項９】
前記ガーネット蛍光体はイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含む、請求項８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１０】
前記ガーネット蛍光体は、セリウムで活性化されたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含む、請求項８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１１】
前記赤色蛍光体は、マンガンをドープしたフルオロケイ酸カリウム蛍光体を含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１２】
前記ネオジムフッ素吸収体はＮｄＦ３を含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１３】
前記ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３と別のネオジム化合物との組合せを含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１４】
前記ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３とＮｄＯＦとの組合せを含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１５】
前記ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３とＮｄ２Ｏ３との組合せを含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１６】
前記ネオジムフッ素吸収体は、約５６０〜６１０ｎｍの範囲の黄色光を吸収するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１７】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、前記ＬＥＤ光源に近接する黄緑色蛍光体および赤色蛍光体の部分と、前記ＬＥＤ光源から離間したネオジムフッ素吸収体の部分と、を含む、請求項１に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１８】
特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、
前記第１の光出力を、第１の相関色温度および第１の照明選好指数を有する第２の光出力に変換する黄緑色蛍光体と赤色蛍光体の組合せと、
を含み、
前記黄緑色蛍光体と赤色蛍光体の組合せにネオジムフッ素吸収体を付加することにより、前記第１の相関色温度より低い第２の相関色温度および前記第１の照明選好指数より高い第２の照明選好指数を有する第３の光出力が得られる、ＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項１９】
前記第１の相関色温度は約４０００Ｋであり、前記第１の照明選好指数は約１１１であり、前記第２の相関色温度は約３５００Ｋであり、前記第２の照明選好指数は約１２８である、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２０】
前記第１の相関色温度は約３３５０Ｋであり、前記第１の照明選好指数は約１０７であり、前記第２の相関色温度は約３０００Ｋであり、前記第２の照明選好指数は約１２０である、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２１】
前記第１の相関色温度は約３０５０Ｋであり、前記第１の照明選好指数は約１０９であり、前記第２の相関色温度は約２７５５Ｋであり、前記第２の照明選好指数は約１２０である、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２２】
前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、前記ＣＩＥ１９３１色空間色度図において前記黒体軌跡より下の色度色座標を有する前記第３の光出力を提供する、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２３】
前記黄緑色蛍光体は、セリウムで活性化された０．３〜０．７ｍｇのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含む、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２４】
前記赤色蛍光体は、マンガンをドープした１．０〜２．０ｍｇのフルオロケイ酸カリウム蛍光体を含む、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２５】
前記ネオジムフッ素吸収体の組合せは、０．０５〜０．１５ｍｇのフッ化ネオジムを含む、請求項１８に記載のＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【請求項２６】
特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、
前記第１の光出力が通過する、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せと、を含み、前記黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、前記第１の光出力を、１１０より大きい照明選好指数および４０００Ｋ〜２７００Ｋの相関色温度を有する第２の光出力に変換するように構成される、ＬＥＤアセンブリ（１００、１３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される例示的な実施形態は、一般に照明システムに関し、より具体的には発光ダイオード（ＬＥＤ）照明システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ照明技術は進歩し続け、その結果効率が改善され、コストが低減される。ＬＥＤ光源は、小さなピンポイント光源からスタジアムライトまでの範囲の照明用途で見られる。ＬＥＤは典型的には半導体発光体であり、ＬＥＤチップと呼ばれることがある。ＬＥＤチップによって生成される光の色は、その製造に使用される半導体材料の種類に依存し得る。様々な発光色を有するＬＥＤチップは、窒化ガリウム（ＧａＮ）などのＩＩＩ−Ｖ族合金から製造することができる。ＧａＮベースのＬＥＤチップは、電磁スペクトルのＵＶまたは青色範囲の光を発光するように化学的に調整することができる。ＬＥＤチップから発光された光を白色光に変換するための１つの技術は、ＵＶまたは青色範囲のスペクトルの光の一部を緑色、黄色および赤色を含む他の色の光に変換する発光材料を使用することを含み、それらのすべてがさらに混合されて白色光になる。例示的な発光材料としては、ＵＶまたは青色領域の電磁放射による励起に応答して電磁スペクトルの可視部分の放射を発光する蛍光体が挙げられる。１つまたは複数の発光材料を有するＬＥＤチップは、ＬＥＤアセンブリと呼ばれることがある。
【０００３】
少なくとも１つのタイプの白色発光ＬＥＤアセンブリは、青色放射のいくらかを補色、例えば黄緑色発光または黄緑色発光と赤色発光の組合せに変換する蛍光体または蛍光体の混合物で被覆された青色発光ＩｎＧａＮチップを含む。青、黄緑、および赤の放射が一緒になって白色光を生成する。白色ＬＥＤアセンブリはまた、ＵＶ放射チップと、ＵＶ放射を可視光に変換するように設計された赤、緑および青発光蛍光体を含む蛍光体混合物と、から構成されてもよい。ＬＥＤアセンブリは、光出力が特定の相関色温度（ＣＣＴ）、演色評価数（ＣＲＩ）、および照明選好指数（ＬＰＩ）などの特定の特性を有するように構成することができる。ＬＰＩは、２０１４年９月９日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０５４８６８に開示され、国際公開第２０１５／０３５４２５号として公開されているように、光源のスペクトルパワー分布を調整することによって色選好の定量的最適化を可能にするカラーメトリックであり、上記はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
Ｍｎ４＋によって活性化される赤色発光フッ化物蛍光体、例えば米国特許第７，３５８，５４２号および米国特許第７，６４８，６４９号に記載されているものなどは、ＹＡＧ：Ｃｅなどの黄色もしくは緑色蛍光体または他のガーネット組成物と組み合わせて利用して、青色ＬＥＤと組み合わせたときに暖かい白色光（黒体軌跡付近でＣＣＴ＜５０００Ｋ）を達成することができる。これらの赤色蛍光体材料は、青色光を吸収し、約６１０〜６３５ｎｍの間の狭い範囲で効率的に発光し、より長い波長（＞６５０ｎｍ）ではほとんど深赤色／近赤外発光を示さない。したがって、視感度が非常に低いより深い赤で有意な発光を有する広い発光スペクトルを有する赤色蛍光体と比較して、発光効率は最大になる。一般に、ＬＥＤチップパッケージの目標ＣＣＴが低いほど、より多くの赤色蛍光体が必要とされる。しかし、他の代替的な赤色蛍光体と比較して吸収性が比較的低いので、２７００Ｋなどの望ましい低ＣＣＴ、および１１０を超える特定のＬＰＩを実現するために必要なＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎなどの赤色フッ化物蛍光体の量が大幅に増加し、ＬＥＤチップパッケージのサイズとコストの両方によって制限される場合がある。このように、現在および将来のパッケージサイズおよびコストの制約内で所望のＣＣＴおよびＬＰＩを提供する発光材料が必要とされている。
【０００５】
したがって、上記で特定された問題の少なくともいくつかに対処するＬＥＤアセンブリ設計を提供することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書に記載されているように、例示的な実施形態は、当技術分野で知られている上記または他の欠点のうちの１つまたは複数を克服する。
【０００７】
開示された実施形態の態様はＬＥＤアセンブリに関する。一実施形態では、ＬＥＤアセンブリは、特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、第１の光出力が通過する、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せと、を含み、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、第１の光出力を所定の相関色温度を有する第２の光出力に変換するように構成される。
【０００８】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、特定の照明選好指数を有する第２の光出力を提供するように構成されてもよい。
【０００９】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、少なくとも１１０の照明選好指数を有する第２の光出力を提供するように構成されてもよい。
【００１０】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、少なくとも１２０の照明選好指数を有する第２の光出力を提供するように構成されてもよい。
【００１１】
フッ化ネオジム吸収体は、黄色発光を減衰させて、特定の照明選好指数を有する第２の光出力を提供するように構成されてもよい。
【００１２】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、黒体軌跡より下の色度色座標を有する第２の光出力を提供するように構成されてもよい。
【００１３】
ＬＥＤ光源は、青色ＬＥＤまたは紫色ＬＥＤのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００１４】
黄緑色蛍光体はガーネット蛍光体を含んでもよい。
【００１５】
ガーネット蛍光体は、イットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含んでもよい。
【００１６】
ガーネット蛍光体は、セリウムにより活性化されたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含んでもよい。
【００１７】
赤色蛍光体は、マンガンをドープしたフルオロケイ酸カリウム蛍光体を含んでもよい。
【００１８】
ネオジムフッ素吸収体はＮｄＦ３を含んでもよい。
【００１９】
ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３と別のネオジム化合物との組合せを含んでもよい。
【００２０】
ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３とＮｄＯＦとの組合せを含んでもよい。
【００２１】
ネオジムフッ素吸収体は、ＮｄＦ３とＮｄ２Ｏ３の組合せを含んでもよい。
【００２２】
ネオジムフッ素吸収体は、約５６０〜６１０ｎｍの範囲の黄色光を吸収するように構成されてもよい。
【００２３】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、ＬＥＤ光源に近接する黄緑色蛍光体および赤色蛍光体の部分と、ＬＥＤ光源から離間したネオジムフッ素吸収体の部分と、を含んでもよい。
【００２４】
開示された実施形態のさらなる態様はＬＥＤアセンブリに関し、ＬＥＤアセンブリは、特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、第１の光出力を、第１の相関色温度および第１の照明選好指数を有する第２の光出力に変換する黄緑色蛍光体と赤色蛍光体の組合せと、を含み、黄緑色蛍光体と赤色蛍光体の組合せにネオジムフッ素吸収体を付加することにより、第１の相関色温度より低い第２の相関色温度および第１の照明選好指数より高い第２の照明選好指数を有する第３の光出力が得られる。
【００２５】
第１の相関色温度は約４０００Ｋであってもよく、第１の照明選好指数は約１１１であってもよく、第２の相関色温度は約３５００Ｋであってもよく、第２の照明選好指数は約１２８であってもよい。
【００２６】
第１の相関色温度は約３３５０Ｋであってもよく、第１の照明選好指数は約１０７であってもよく、第２の相関色温度は約３０００Ｋであってもよく、第２の照明選好指数は約１２０であってもよい。
【００２７】
第１の相関色温度は約３０５０Ｋであり、第１の照明選好指数は約１０９であり、第２の相関色温度は約２７５５Ｋであり、第２の照明選好指数は約１２０である。
【００２８】
黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、ＣＩＥ１９３１色空間色度図において黒体軌跡より下の色度色座標を有する第３の光出力を提供してもよい。
【００２９】
黄緑色蛍光体は、セリウムで活性化された０．３〜０．７ｍｇのイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体を含んでもよい。
【００３０】
赤色蛍光体は、マンガンをドープした１．０〜２．０ｍｇのフルオロケイ酸カリウム蛍光体を含んでもよい。
【００３１】
ネオジムフッ素吸収体の組合せは、０．０５〜０．１５ｍｇのフッ化ネオジムを含んでもよい。
【００３２】
開示される実施形態のさらなる態様はＬＥＤアセンブリに関し、ＬＥＤアセンブリは、特性スペクトルを有する第１の光出力を有するＬＥＤ光源と、第１の光出力が通過する、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せと、を含み、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、第１の光出力を、１１０より大きい照明選好指数および４０００Ｋ〜２７００Ｋの相関色温度を有する第２の光出力に変換するように構成される。
【００３３】
例示的な実施形態のこれらおよび他の態様ならびに利点は、添付の図面と併せて考慮される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかし、図面は単に例示の目的でデザインされており、本発明の範囲を定義するものとしてデザインされているわけではなく、本発明の範囲については添付の特許請求の範囲を参照すべきであることを理解されたい。本発明のさらなる態様および利点は、以下の説明に記載されており、その説明から部分的に明らかになり、または本発明の実施によって習得することができる。さらに、本発明の態様および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘されている手段および組合せによって実現し取得することができる。
【００３４】
添付の図面は、本開示の現時点で好ましい実施形態を例示しており、上記の一般的な説明および以下に示す詳細な説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。図面全体を通して示されるように、類似の符号は類似または対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】開示された実施形態によるＬＥＤアセンブリを示す図である。
【００３６】
【図１Ｂ】開示された実施形態による別のＬＥＤアセンブリを示す図である。
【００３７】
【図２Ａ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【図２Ｂ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【図３Ａ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【図３Ｂ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【図４Ａ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【図４Ｂ】ＬＥＤアセンブリの望ましいスペクトルパワー分布（ＳＰＤ）、ＣＣＴ、およびＬＰＩを生成するために、ネオジムフッ素吸収体をガーネットと赤色蛍光体との組合せに付加することの影響を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本明細書に記載されているように、例示的な実施形態は、当技術分野で知られている上記または他の欠点のうちの１つまたは複数を克服する。
【００３９】
開示された実施形態の態様は、黄色、緑色、または黄色と緑色との組合せの蛍光体、赤色蛍光体、ならびにＬＥＤ光源によって生成された光をフィルタリングすることによって所望の光スペクトルを提供するように構成されたネオジムおよびフッ素を含む化合物の新規な組成物を使用することによって、所望のＣＣＴおよび照明選好指数（ＬＰＩ）を有利に提供するＬＥＤ照明アセンブリを提供する。
【００４０】
図１Ａは、開示された実施形態による例示的なＬＥＤアセンブリ１００を示す。ＬＥＤアセンブリは、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ１０５などの半導体ＵＶまたは青色放射源と、ＬＥＤチップに電気的に取り付けられたリード線１１０と、を含むことができる。リード線１１０は、ＬＥＤチップ１０５を発光させることができる電力をＬＥＤチップ１０５に供給することができる。
【００４１】
ＬＥＤアセンブリ１００は、その放射された光が発光材料１１５を通過するときに白色光を生成することができる任意の半導体青色またはＵＶ光源を含むことができる。少なくとも一実施形態では、半導体光源は、様々な不純物がドープされた青色発光ＬＥＤチップを含んでもよい。例えば、ＬＥＤチップ１０５は、ＧａＮ、ＺｎＳｅ、またはＳｉＣを含む少なくとも１つの半導体層を有してもよい。いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップは、約４００〜約４７０ｎｍのピーク発光波長を有するＵＶまたは青色発光ＬＥＤであってもよい。
【００４２】
ＬＥＤチップ１０５は、ＬＥＤチップを囲むシェル１２０内に封入されてもよい。シェル１２０は、例えばガラスまたはプラスチック材料で作られてもよく、ＬＥＤチップ１０５および発光材料１１５によって生成された光の波長に関して透明または実質的に光透過性であってもよい。ＬＥＤチップ１０５およびシェル１２０は、基板１２５上に取り付けられてもよい。
【００４３】
開示された実施形態のいくつかに従って、発光材料１１５は、黄色、緑色、または黄色と緑色の組合せの蛍光体を含んでもよい。開示された実施形態の目的のために、黄色、緑色、または黄色と緑色の組合せの蛍光体は、黄緑色蛍光体と呼ばれることがある。開示された実施形態の目的のために、ガーネット蛍光体も黄緑色蛍光体と見なすことができる。発光材料はまた、赤色蛍光体、およびフッ化ネオジム（ＮｄＦ３）を含んでもよい。ネオジムとフッ素を含む化合物、例えばＮｄＦ３またはＮｄＦ３とＮｄＯＦやＮｄ２Ｏ３などのネオジム化合物の組合せを、黄緑色と赤色の蛍光体の様々な組合せに付加すると、光出力がより低いＣＣＴ、より高い色度ｘ座標（ＣＣｘ）、およびより高いＬＰＩにシフトすることが、意外にも発見された。一般に、ＮｄＦ３、ＮｄＯＦ、またはＮｄ２Ｏ３などのネオジム化合物はＬＰＩの増加を引き起こす可能性があるが、ＮｄＦ３は具体的には低ＣＣＴへのシフトを引き起こす可能性がある。一態様では、ネオジムおよびフッ素を含む化合物は、ネオジムフッ素化合物とも呼ばれ、吸収体として作用して、色スペクトルの黄色部分を減衰させて、改善されたＬＰＩをもたらす。吸収体として機能するネオジムフッ素化合物は、ネオジムフッ素吸収体と呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、ネオジムフッ素吸収体の付加は、より低いＣＣＴおよびより高いＬＰＩ値を達成するために必要とされる赤色蛍光体の量の減少を可能にすることができる。
【００４４】
図１Ｂは、開示された実施形態による別の例示的なＬＥＤアセンブリ１３０を示す。発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ１３５などの半導体ＵＶまたは青色放射源が含まれてもよく、電力が電気的に取り付けられたリード線１４０を介してＬＥＤチップに供給されてもよく、それによってＬＥＤチップ１３５が発光する。
【００４５】
図１Ａに示す実施形態と同様に、ＬＥＤアセンブリ１３０は、その放射光が発光材料１４５を通過するときに白色光を生成することができる任意の半導体青色またはＵＶ光源を含んでもよい。開示された実施形態の少なくともいくつかによれば、発光材料１４５は、ＬＥＤチップ１３５に近接する第１の部分１５０と、ＬＥＤチップ１３５から離間している、例えばＬＥＤチップ１３５を囲むシェル１６０上に配置または堆積された第２の部分１５５と、を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、第１の部分１５０は黄緑色蛍光体および赤色蛍光体を含むことができ、第２の部分１５５はネオジムフッ素吸収体を含むことができる。いくつかの実施形態では、ＬＥＤチップ１３５からの光が第１の部分１５０を通過し、次に第２の部分１５５を通過する限り、第１および第２の部分を任意の適切な位置に配置してもよいことを理解されたい。開示される実施形態の目的のために、黄緑色蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、図１Ａで実施されるような発光材料１１５、ならびに図１Ｂで実施されるような発光材料１４５を指す。
【００４６】
シェル１６０は、例えばガラスまたはプラスチック材料で作られてもよく、ＬＥＤチップ１３５および発光材料の第１の部分１５０によって生成された光の波長に関して透明または実質的に光透過性であってもよい。基板１６５は、ＬＥＤチップ１３５およびシェル１６０を支持することができる。
【００４７】
図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および図４Ｂに示す以下の例は、ネオジムフッ素吸収体を黄緑色および赤色蛍光体の組合せに付加して発光材料１１５を製造することの影響を示す。以下で説明する例では、セリウム（ＹＡＧ：Ｃｅ）で活性化されたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体と、マンガンをドープしたフルオロケイ酸カリウム（Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋または「ＰＦＳ」）蛍光体と、を使用するが、しかし、開示された実施形態は、別の適切なガーネット蛍光体または任意の適切な黄色、緑色、または黄緑色蛍光体を利用してもよく、任意の適切な赤色蛍光体を利用してもよいことを理解されたい。
【００４８】
図２Ａは、それぞれネオジムフッ素吸収体を付加しない場合と付加した場合の２つのスペクトル２１５、２２０の比較を示すスペクトルプロット２１０を示す。スペクトル２１５は、ＹＡＧおよびＰＦＳの組合せを有するＬＥＤアセンブリの出力を表しており、４０００ＫのＣＣＴ、（黒体軌跡上の）０．０００Ｄｕｖ、９０の演色評価数（ＣＲＩ）、および１１１のＬＰＩが得られる。スペクトル２２０は、同じＹＡＧとＰＦＳの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加したＬＥＤアセンブリの出力を表す。ＹＡＧとＰＦＳとの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加すると、５６０〜６００ｎｍの範囲で減衰が生じる。
【００４９】
図２Ｂは、ネオジムフッ素吸収体の付加による変化を示す色度図２３０を示す。色点２３５、２４０は、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せへのネオジムフッ素吸収体の付加によって、４０００Ｋから３５００ＫへＣＣＴがシフトし、０．０００Ｄｕｖから−０．００４Ｄｕｖとなることを示す。ＰＦＳ、ＹＡＧ、およびネオジムフッ素吸収体の組合せによって、ＣＩＥ１９３１色空間色度図において黒体軌跡の下方に色度色点２４０が得られる。スペクトルプロット２１０および色度図２３０からのデータを用いることにより、ネオジムフッ素吸収体の付加によって、ＣＲＩが８１になり、ＬＰＩが１１１から１２８に増加し、さらに２４％のルーメン損失のトレードオフが生じると判断することができる。
【００５０】
図３Ａは、それぞれネオジムフッ素吸収体を付加しない場合と付加した場合の２つのスペクトル３１５、３２０の比較を示すスペクトルプロット３１０を示す。スペクトル３１５は、ＹＡＧおよびＰＦＳの組合せを有するＬＥＤアセンブリの出力を表しており、３３５０ＫのＣＣＴ、（黒体軌跡の上方の）＋０．００４Ｄｕｖ、９０の演色評価数（ＣＲＩ）、および１０７のＬＰＩが得られる。スペクトル３２０は、ＹＡＧとＰＦＳの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加したＬＥＤアセンブリの出力を表す。上述のように、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加すると、５６０〜６００ｎｍの範囲で減衰が生じる。
【００５１】
図３Ｂは、ネオジムフッ素吸収体の付加による変化を示す色度図３３０を示す。色点３３５、３４０は、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せへのネオジムフッ素吸収体の付加によって、３３５０Ｋから３０００ＫへＣＣＴがシフトし、＋０．００４Ｄｕｖから０．０００Ｄｕｖとなることを示す。ＰＦＳ、ＹＡＧ、およびネオジムフッ素吸収体の組合せは、色度色点３４０が黒体軌跡上またはその真下に位置するように色度色点３４０のｙ値を減少させる。スペクトルプロット３１０および色度図３３０からのデータを用いることにより、許容できる２０％ルーメン損失内で、ネオジムフッ素吸収体の付加によって８０のＣＲＩおよび１２０のＬＰＩの増加が得られると判断することができる。
【００５２】
図４Ａは、ネオジムフッ素吸収体を付加しない場合と付加した場合の、２つのスペクトル４１５、４２０のさらに別の比較をそれぞれ示すさらに別のスペクトルプロット４１０を示す。スペクトル４１５は、ＹＡＧとＰＦＳの組合せを有するＬＥＤアセンブリの出力を表しており、３０５０ＫのＣＣＴ、（黒体軌跡上の）０．０００Ｄｕｖ、９０の演色評価数（ＣＲＩ）、および１０９のＬＰＩが得られる。スペクトル４２０は、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加したＬＥＤアセンブリの出力を表し、他の例では、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せにネオジムフッ素吸収体を付加すると、５６０〜６００ｎｍの範囲で減衰が生じる。
【００５３】
図４Ｂは、ネオジムフッ素吸収体の付加による例示的なＬＥＤアセンブリの出力に対する変化を示す色度図４３０を示す。色点４３５、４４０は、ＹＡＧとＰＦＳとの組合せへのネオジムフッ素吸収体の付加によって、３０５０Ｋから２７５５ＫへＣＣＴがシフトし、０．０００Ｄｕｖから−０．００３Ｄｕｖとなることを示す。この実施形態におけるＰＦＳ、ＹＡＧ、およびネオジムフッ素吸収体の組合せによって、黒体軌跡の下方に色度色点４４０が得られる。スペクトルプロット４１０および色度図４３０からのデータを用いることにより、許容可能な２０％ルーメン損失内で、ネオジムフッ素吸収体の付加によって８４のＣＲＩおよび１０９から１２０へのＬＰＩの増加が得られると判断することができる。
【００５４】
使用される蛍光体およびネオジムフッ素吸収体の各々の量は、ＬＥＤチップのスペクトル特性、各蛍光体の正確な化学組成および特性、特に励起波長における量子効率および吸収性の特性、ならびに光出力の所望の特性に応じて変化してもよい。様々な実施形態における蛍光体とネオジムフッ素吸収体との相対比率は、ＬＥＤアセンブリで使用されるときに、ＣＩＥ色度図上で所定のｘ値およびｙ値を有する可視光が少なくとも約１２０のＬＰＩで生成されるように調整することができる。いくつかの実施形態では、特定のＣＣＴおよびＬＰＩを達成するために、各蛍光体の量および組成、ならびにネオジムフッ素吸収体の量を変えることができる。例えば、ガーネット蛍光体、赤色蛍光体、およびネオジムフッ素吸収体の組合せによって、１１０より大きい、好ましくは１２０よりも大きい照明選好指数、４０００Ｋ〜２７００ＫのＣＣＴ、およびＣＩＥ１９３１色空間色度図の黒体軌跡の下方の色度色座標を得ることができる。
【００５５】
表１は、特定のＣＣＴ値を達成するための蛍光体およびネオジムフッ素吸収体の量の様々な例示的な範囲を示し、赤色蛍光体はＰＦＳであり、ガーネット蛍光体はＹＡＧ：Ｃｅであり、ネオジムフッ素吸収体はＮｄＦ３である。
【表１】
2020507926.tif 000003
【００５６】
蛍光体およびＮｄＦ３は、任意の適切な形態、例えば粉末形態で利用してもよいし、組み合わせてＬＥＤチップ１３５上に堆積させてもよいし、あるいは任意の適切な方法を用いてＬＥＤチップ１３５およびシェル１６０上に選択的に堆積させてもよい。
【００５７】
添付の図面と併せて読めば、前述の説明に鑑みて当業者には様々な修正例および適合例が明らかになるであろう。しかしながら、開示された実施形態の教示のすべてのそのようなおよび類似の修正例は、依然として開示された実施形態の範囲内に入る。
【００５８】
本明細書に記載の異なる実施形態の様々な特徴は、一方が他方と交換可能である。記載された様々な特徴、ならびに任意の既知の均等物は、本開示の原理に従ってさらなる実施形態および技術を構築するために混合されかつ適合されてもよい。
【００５９】
さらに、例示的な実施形態のいくつかの特徴は、他の特徴を対応して使用することなく有利に使用することができる。したがって、前述の説明は、開示された実施形態の原理を単に例示するものであって、それを限定するものではないと考えるべきである。
【符号の説明】
【００６０】
１００  ＬＥＤアセンブリ
１０５  ＬＥＤチップ
１１０  リード線
１１５  発光材料
１２０  シェル
１２５  基板
１３０  ＬＥＤアセンブリ
１３５  ＬＥＤチップ
１４０  リード線
１４５  発光材料
１５０  第１の部分
１５５  第２の部分
１６０  シェル
１６５  基板
２１０  スペクトルプロット
２１５  スペクトル
２２０  スペクトル
２３０  色度図
２３５  色点
２４０  色度色点
３１０  スペクトルプロット
３１５  スペクトル
３２０  スペクトル
３３０  色度図
３３５  色点
３４０  色度色点
４１０  スペクトルプロット
４１５  スペクトル
４２０  スペクトル
４３０  色度図
４３５  色点
４４０  色度色点
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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