(57)【要約】  本発明は、新規発光団混合物、および新規発光団混合物のうち少なくとも１種を含有する発光デバイスに関する。発光団混合物は、紫色の分光範囲で発光する半導体を備えた発光団変換ＬＥＤで使用することができる。本発明はさらに、本発明による発光デバイスを備えていてもよい照明システム、および動的照明システムに関する。さらに、本発明による発光団混合物を製造する方法、および一般的照明および／または特殊照明で使用するための発光デバイスにおける、それらの発光団混合物の使用が、本発明の目的である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｉ．）下記式（１）または式（２）の１種または複数の化合物（ｉ）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2-cＭ1cＭｇ1-dＭ2dＳｉ2Ｏ7-e-f+dＦeＣｌf：Ｅｕ，Ｍｎ    （式（１））
（式中、
Ｍ1＝１種または複数のアルカリ金属元素；
Ｍ2＝Ｚｒおよび／またはＨｆ；
０≦ｃ≦０．３；
０≦ｄ≦０．３；
０≦ｅ≦０．３；および
０≦ｆ≦０．３）；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）a-v-yＡyＭ1b-eＭ2eＭ3vＯc-e-yＮe+vＸx+y：Ｅｕ    （式（２））
（式中、
Ａ＝Ｎａおよび／またはＫ；
Ｍ1＝Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃ；
Ｍ2＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；
Ｍ3＝Ｙ、Ｌｕおよび／またはＬａ；
Ｘ＝Ｆおよび／またはＣｌ；
０．６５≦ａ≦１．０；
０≦ｙ≦０．１・ａ；
１０．６６７≦ｂ≦１１．１３３；
０≦ｅ≦５．０；
０≦ｖ≦０．１・ａ；
１７．００≦ｃ≦１７．３５；
０≦ｘ≦５．０；
０．０５８４≦ａ／ｂ≦０．０９３８；
０．０３７５≦ａ／ｃ≦０．０５８８；および
ｖ＝０の場合、２・ａ＋３・ｂ＝２・ｃ＋ｘ）
ｉｉ．）（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ；ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+；Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+；ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+；Ｌｕ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+；ＬｉＣａＰＯ4：Ｅｕ2+およびこれらの混合物からなる青色またはシアン発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉ）；
ならびに／または
ｉｉｉ．）（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ2+；（１−ｘ）（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3・ｘ（Ｓｉ2Ｎ2Ｏ）：Ｅｕ2+（式中、０＜ｘ＜１）；（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+；（Ｃａ1-xＳｒx）Ｓ：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦１）；ＳｒＬｉＡｌ3Ｎ4：Ｅｕ2+；３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+；Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｆ6：Ｍｎ4+；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；Ｂａ2（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）1-xＴｂx（ＢＯ3）2Ｃｌ：Ｅｕ2+/3+（式中、０≦ｘ≦１）；Ｂａ2Ｍｇ（ＢＯ3）2：Ｅｕ2+；Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5-xＡｌxＮ8-xＯx：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦３．０）；ＥＡdＥｕcＥeＮfＯx（式中、ＥＡ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；Ｅ＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；０．８０≦ｄ≦１．９９５；０．００５≦ｃ≦０．２；４．０≦ｅ≦６．０；５．０≦ｆ≦８．７；０≦ｘ≦３．０；および２・ｄ＋２・ｃ＋４・ｅ＝３・ｆ＋２・ｘ）；Ａ2-0.5y-xＥｕxＳｉ5Ｎ8-yＯy（式中、Ａ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；０．００５≦ｘ≦１．０；および０．１≦ｙ≦３．０）；Ｍａ2-y（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）1-x-yＳｉ5-zＭｅzＮ8：ＥｕxＣｅy（式中、Ｍａ＝Ｌｉ、Ｎａおよび／またはＫ；Ｍｅ＝Ｈｆ4+および／またはＺｒ4+；０．００１５≦ｘ≦０．２０；０≦ｙ≦０．１５；およびｚ＜４．０）およびこれらの混合物からなる橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉｉ）；
を含む蛍光体混合物において、下記条件（Ａ）または（Ｂ）が満たされ、
（Ａ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦９５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝≧０〜≦５．０質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧５．０〜≦５０質量％；
（Ｂ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦８５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝＞５．０〜≦６５質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧０〜≦４５質量％；
（式中、それぞれの場合において蛍光体混合物の総質量を基準として、ｗ（ｉ）は化合物（ｉ）の質量割合（質量％）を表し、ｗ（ｉｉ）は化合物（ｉｉ）の質量割合（質量％）を表し、ｗ（ｉｉｉ）は化合物（ｉｉｉ）の質量割合（質量％）を表す）
ただし、
３１．７質量％のＳｒ2.5Ｅｕ0.12Ｃａ0.38ＭｇＳｉ2Ｏ8；
６３．５質量％のＢａ1.9Ｅｕ0.1Ｍｇ0.95Ｚｒ0.05Ｓｉ2Ｏ7.05；および
４．８質量％のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ
を含む蛍光体混合物は除外されることを条件とする
ことを特徴とする、蛍光体混合物。
【請求項２】
式（１）の化合物（ｉ）が、式（３）によって表されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体混合物。
Ｂａ2-a-b-c-xＳｒaＣａbＭ1cＭｇ1-d-yＭ2dＳｉ2Ｏ7-e-f+dＦeＣｌf：Ｅｕx，Ｍｎy  （式（３））
（式中、
Ｍ1＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋおよび／またはＲｂ；
Ｍ2＝Ｚｒおよび／またはＨｆ；
０≦ａ≦１．９９９；
０≦ｂ≦１．９９９；
０≦ｃ≦０．３；
０≦ｄ≦０．３；
０≦ｅ≦０．３；
０≦ｆ≦０．３；
０．００１≦ｘ≦０．３；および
０≦ｙ≦０．３）
【請求項３】
式（３）において、ｃ＝０、ｅ＝０およびｆ＝０であることを特徴とする、請求項２に記載の蛍光体混合物。
【請求項４】
式（３）において、ｄ＝０であることを特徴とする、請求項２または３に記載の蛍光体混合物。
【請求項５】
式（３）において、ｙ＝０であることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物。
【請求項６】
式（３）において、ｂ＝０であることを特徴とする、請求項２から５までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物。
【請求項７】
式（２）の化合物（ｉ）が、式（４）によって表されることを特徴とする、請求項１に記載の蛍光体混合物。
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）a-d-v-yＥｕdＡyＭ1b-eＭ2eＭ3vＯc-e-yＮe+vＸx+y    （式（４））
（式中、
Ａ＝Ｎａおよび／またはＫ；
Ｍ1＝Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃ；
Ｍ2＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；
Ｍ3＝Ｙ、Ｌｕおよび／またはＬａ；
Ｘ＝Ｆおよび／またはＣｌ；
０．６５≦ａ≦１．０；
０＜ｄ≦１．０；
０≦ｙ≦０．１・ａ；
１０．６６７≦ｂ≦１１．１３３；
０≦ｅ≦５．０；
０≦ｖ≦０．１・ａ；
１７．００≦ｃ≦１７．３５；
０≦ｘ≦５．０；
０．０５８４≦ａ／ｂ≦０．０９３８；
０．０３７５≦ａ／ｃ≦０．０５８８；および
ｖ＝０の場合、２・ａ＋３・ｂ＝２・ｃ＋ｘ）
【請求項８】
式（４）に、
０．０００５≦ｘ＋ｙ≦１．０、好ましくは０．００１≦ｘ＋ｙ≦０．１、より好ましくは０．００１≦ｘ＋ｙ≦０．０５；
０．７０≦ａ≦０．８０；
０≦ｅ≦０．５；
０．０３≦ｄ≦０．２５；
１０．９３≦ｂ≦１１．０６７；および
１７．２０≦ｃ≦１７．３０
が適用されることを特徴とする、請求項７に記載の蛍光体混合物。
【請求項９】
１種または複数の化合物（ｉｉ）と１種または複数の化合物（ｉｉｉ）とを含むことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物。
【請求項１０】
条件（Ａ）および（Ｂ）が、以下のとおり定義されることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物。
（Ａ）
ｗ（ｉ）＝≧４０〜≦９５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝≧０〜≦５．０質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧５．０〜≦５０質量％；
（Ｂ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦８５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝＞５．０〜≦６５質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧３．５〜≦４５質量％
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物を調製するための方法であって、
ａ）蛍光体（ｉ）の質量ｍ（ｉ）、蛍光体（ｉｉ）の質量ｍ（ｉｉ）および／または蛍光体（ｉｉｉ）の質量ｍ（ｉｉｉ）を秤量する工程；および
ｂ）工程ａ）で秤量した質量の蛍光体（ｉ）、（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）を混合する工程
を含む、方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの一次光源、および請求項１から１０までのいずれか１項に記載の少なくとも１種の蛍光体混合物を含む、発光デバイス。
【請求項１３】
一次光源が、発光半導体ダイオード（ＳＬＥＤ）、半導体レーザーダイオード（ＬＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、またはプラズマもしくは放電源であることを特徴とする、請求項１２に記載の発光デバイス。
【請求項１４】
少なくとも２つの夜間発光デバイスを含み、前記少なくとも２つの発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有する光を放射し、前記少なくとも２つの発光デバイスからの光は分光組成に関して互いに異なる、照明システムにおいて、前記少なくとも２つの発光デバイスのそれぞれは、少なくとも２つの異なる蛍光体を含み、蛍光体のうち少なくとも１つは、紫色光によって励起され得、紫外光によって励起されてもよく、４５０ｎｍにおいて≦６５％の相対励起率を有し、励起スペクトルにおける最大励起率は１００％に対応することを特徴とする、照明システム。
【請求項１５】
前記少なくとも２つの発光デバイスが、請求項１２または１３に記載の発光デバイスである、請求項１４に記載の照明システム。
【請求項１６】
動的照明システムであることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の照明システム。
【請求項１７】
請求項１２または１３に記載の少なくとも２つの発光デバイスを含み、前記少なくとも２つの発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有する光を放射する、動的照明システムにおいて、前記少なくとも２つの発光デバイスからの光が分光組成に関して互いに異なることを特徴とする、動的照明システム。
【請求項１８】
青色、紫色および／または紫外放射線をより長い波長を有する光に変換するための発光デバイスにおける、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の蛍光体混合物の使用。
【請求項１９】
発光デバイスが、汎用照明および／または特殊照明に使用するための発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１８に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規蛍光体混合物、および発光デバイス、特に、少なくとも１種の新規蛍光体混合物を含む、蛍光体変換を伴う発光デバイス、例えば、ｐｃ−ＬＥＤ（蛍光体変換発光デバイス）に関する。蛍光体混合物は、紫色のスペクトル範囲で発光する半導体を備えた蛍光体変換ＬＥＤで使用することができる。本発明はさらに、本発明による発光デバイスを備えていてもよい照明システム、および動的照明システムに関する。本発明はさらに、本発明による蛍光体混合物の調製、ならびに、青色、紫色および／または紫外放射線をより長い波長の光に変換するための、発光デバイス、特に汎用的照明および／または特殊照明に使用するための発光ダイオード（ＬＥＤ）における蛍光体混合物の使用に関する。本発明による蛍光体混合物は特に、白色光スペクトルの場合における、人体内でのメラトニン合成の活性化の様々なレベル、または植物栽培用特殊照明システムにおける、クロロフィル吸収に対する動的適合の様々な程度などの、特定の性質を有する、白色または有色光スペクトルを生成するための動的照明システムでの使用に適している。
【背景技術】
【０００２】
汎用照明だけでなく、特殊照明用途におけるＬＥＤの役割のいっそうの拡大は、これまでのところ、基本的に、従来的照明技術と比較して、より高いエネルギー効率に基づくものとなってきた。特に白色光生成のための、蛍光体変換の原理による分光組成の変動に加えて、さらなる側面、例えば、従来の光源を用いるとすると、極めて限られた程度でしか達成することができない色品質、特に色位置（ｃｏｌｏｕｒ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）、色温度および演色が、ますます重要になっている。加えて、ＬＥＤベースの照明技術の大きな利点は、基本的に、光システムをもたらすランプにおける放射光の異なる分光分布を有する異なる光源を組み合わせることができる点にあり、例えば、色温度または時間の関数として光スペクトルと対になる他のパラメーターを変更できる動的照明システムが実現可能になる。このような動的照明システムの例は、米国特許出願公開第２００４／０１０５２６４号、ＥＰ１８８６７０８、ＷＯ２０１２／０３３７５０およびＤＥ１０２０１３２０８９０５出願公開明細書に記載されている。
【０００３】
米国特許出願公開第２００４／０１０５２６４号は、特定の用途における照明の要求に由来する、多重光源照光デバイスを含む方法および装置、設計、構造に関する。得られる照光デバイスは、最も効率的で費用効果の高い態様で視覚的タスクの最適な性能を得るための、正しい照明法の原理に従って照光を行う。センサと論理制御の組み合わせは、使用者の変化する必要性に応じて、照光強度およびスペクトルを変更することを可能にする。
ＥＰ１８８６７０８は、異なる分光組成で光を生成することができ、制御時に、現時点のスキームに応じて、生成される光の分光組成が選択される、照明器具の制御方法に基づく、「メラトニン防御」作用を有する照明器具を提供する。
【０００４】
ＷＯ２０１２／０３３７５０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源に関し、より具体的には、装飾照光機能を有するＬＥＤベースの光源に関する。本明細書は、少なくとも１つのＬＥＤ源が、複数の光のそれぞれのうち関連する１つにおいて、関連する光出力を放射するように構成された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）源を含む光源システム、ならびに前記関連する光出力の変化するパターンを確立するために前記ＬＥＤ源に選択的に電圧をかける構成されたコントローラー、および観測者が目視できる前記複数の色における対応する放射光の変化パターンを特許請求の範囲に記載している。
ＤＥ１０２０１３２０８９０５は、生物学的に最適化された光を実現するための概念およびこの概念に基づく科学的知識を記載している。少なくとも１つの具体的特徴によって区別される、生物学的に最適化された発光状況が局所的に確立され得る、対応する発光システムおよび発光方法が記載されている。
【０００５】
発光システムの光源としてＬＥＤを使用する場合、原理的に、時間の関数として動的に適合される光スペクトルを得るために、多種多様なスペクトルをランプ内で無制限に組み合わせることができる。加法混色の法則により、色温度または他の分光特性の広いダイナミックレンジを得るために、例えば、純色に発色し、光生成（赤−緑−青−紫）のために蛍光体を必要としない半導体ＬＥＤを、互いに連結することが可能である。そのような構成の欠点は、別々に制御可能なチャンネルの数により、この目的のための制御システムが複雑になることである。本明細書に記載されている実施例では、別々に制御可能なチャンネルの数は、４つの別々の光源の適切な組み合わせを容易にするはずである。必要な制御電子機器に加えて、例えば、個々のチャンネルのために光システム内に対応する供給ラインを用意することも必要であり、これは必要とされる最小の設置空間に悪影響を及ぼし得る。
したがって、特定の動的発光用途のための必須の光チャンネルの数を、できる限り小さいままに維持することが目的である。
【０００６】
蛍光体変換による光生成のための現在使用されている主な概念は、青色発光半導体ダイオードに基づいており、そのエネルギー豊富な青色光は、蛍光発光体（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｐｈｏｓｐｈｏｒ）を含む蛍光体層に部分的に吸収され、より小さなエネルギーまたはより長い波長の光に変換される。ここでは、緑色、黄色、橙色および／または赤色光を発する蛍光体が一般的である。吸収されなかった残りの青色光との相互作用を伴う、これらの蛍光体の正しい混合比での組み合わせは、放射光の色位置に関してカスタマイズされた光スペクトルを生成する可能性をもたらす。この基礎は、半導体ダイオードおよび蛍光体によって放射された種々の光周波数の加法混色である。蛍光体層に存在する個々の蛍光体の混合組成を変えることにより、全体としてシステムから放射される光の色位置を、特定の限界内で調節することができる。
【０００７】
緑色、黄色または橙色光を放射する一般的な蛍光体系、例えば、オルソシリケート（（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+、ＥＰ１９７０９７０参照）は、青色光だけでなく紫色光によっても発光するために十分に励起され得る。一般的な赤色発光蛍光体、例えば、窒化物系（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+、ＷＯ２０１０／０７４９６３参照）は、対照的に、青色光に加えて、紫色光によっても、さらには緑色光によっても、励起され得る。
青色発光半導体ダイオード、青色光によって励起される緑色発光蛍光体、および緑色発光蛍光体からの緑色光によって追加的に励起され得る赤色発光蛍光体からなる一般的に従来的な構成では、赤色蛍光体が、光スペクトルの緑色領域における前記励起率により、緑色蛍光体から放射された光の一部を吸収するという問題が生じる。紫色発光半導体ダイオードが、紫色光によって励起される青色発光蛍光体、および青色発光蛍光体からの青色光により追加的に励起される緑色発光蛍光体と組み合わされた場合、同様の問題が生じる。この場合も、緑色蛍光体は、青色蛍光体からの青色光の一部を吸収する。
【０００８】
この再吸収作用により、最終的に白色光を生じる三原色を、ＬＥＤにおいて互いから完全に独立して調節することができない。青色半導体ＬＥＤを含む構成の場合、蛍光体混合物において相応してより高くなる赤色発光蛍光体の質量比による、スペクトルにおける赤色分画の増加は、同時に、赤色蛍光体による緑色光の再吸収により、得られるスペクトルにおける緑色光区画に、比率が大きすぎる低減をもたらす。したがって、結果的に予め定められた色位置を維持できるように、これを補うために、緑色蛍光体の質量割合を増加させなければならない。紫色発光半導体ＬＥＤを含む構成の場合、緑色蛍光体のより高い質量濃度による、スペクトルにおける緑色分画の増加は、スペクトルの青色光分画における、比率が大きすぎる低減をもたらし、この低減は青色蛍光体の質量割合の対応する増加によって補われなければならない。しかし、蛍光体層における蛍光体質量濃度の結果的な増加により、蛍光体層の変換効率は、両方の場合で低下し、このことは放射計放射出力の低減につながり、したがって、より低い輝度および蛍光体変換ＬＥＤの結果的に低減する全体的効率につながる。
【０００９】
２種の蛍光体、通常、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体と組み合わせた青色発光半導体の、現時点で優勢な使用は、蛍光体組成にのみ依存する蛍光体変換ＬＥＤによって放射された光の、明確な色位置を生じる。この場合、青色発光半導体によって放射された光は、蛍光体変換ＬＥＤによって放射された光の積分成分であり、その積分成分がなければ種々の色位置はそれ自体を確立することになる。
使用される半導体および蛍光体の分光放射プロファイルにより、個々の色位置と並んで、蛍光体変換ＬＥＤによって放射された光の分光プロファイル全体が具体的に決定される。分光プロファイル全体は次に、例えば、演色評価数などの、放射光の他の特性を決定する。色位置および関連する分光プロファイルの特異性により、分光プロファイルと対になる特性も特異的になる。
したがって、本明細書に記載されている通常の構成では、同一の蛍光体、同一の色位置、同一の演色特性および／または色温度を有するが、分光放射プロファイルと対になる異なる特性を有する、２つの異なる蛍光体変換ＬＥＤを製造することは不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、発光デバイスにおいて使用される蛍光体混合物、好ましくは、紫色および／または紫外分光領域で発光する半導体により実現され、デバイスのエネルギー変換の柔軟性および全体的効率（変換効率）を改善する、蛍光体変換ＬＥＤの提供である。これにより、発光デバイスのより高い放射計放射出力およびより高い輝度が生じる。
本発明のさらなる目的は、他の蛍光体の個々の吸収および放射挙動による相互的影響により、他の蛍光体の放射原色を変更することなく、したがって、１つの蛍光体の質量割合が変更されときに、放射光の特性のさらなる変化が生じることなく、個々の質量比を変更することにより、個々の蛍光体の原色を互いに独立して変更することができる蛍光体混合物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、異なる発光デバイスの製造、例えば、好ましくは同一の色位置、同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有するが、分光プロファイルおよび分光プロファイルと対になる特定の特性は異なるＬＥＤを可能にする、蛍光体混合物を提供することにある。
【００１１】
本出願の文脈において「同一」とは以下のことを意味する。
（１）色位置の場合、ＣＩＥ−１９３１標準価数系（２°測色標準観測者）において比較される各種発光デバイスの色位置の色座標ｘ間の差の値は≦０．００７である。これは、比較される色位置の色座標ｙ間の差の値（同じ表色系内で有効）にも当てはまる。
（２）一般的演色評価数Ｒａ（ＣＩＥ  １３．３−１９９５に従って決定される）の場合、発光デバイスの比較における一般的演色評価数間の相対差は、≦７％である。
（３）相関色温度（単位：Ｋ）の場合、発光デバイスの比較における相関色温度の相対差は、≦１０％である。
（４）メラトニン抑制レベルＫmel,v（ＤＩＮ  ＳＰＥＣ  ５０３１−１００に従って決定される）の場合、発光デバイスの比較におけるメラトニン抑制レベル間の相対差は、≦５％である。
（５）本明細書で明示されていない、さらなるパラメーターの場合、発光デバイスの比較におけるパラメーター間の相対差は、≦１０％、好ましくは≦７％、より好ましくは≦５％である。
【００１２】
分光プロファイルと対になる特定の特性は、例えば、スペクトルにおける個々の色および色領域の比率および強度である。したがって、例えば、異なる青色量を有する光が、人間に対する光の生物学的効果が光概念の中心にある「ヒューマンセントリックライティング（ｈｕｍａｎ  ｃｅｎｔｒｉｃ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ）」用途のための動的照明システムにおいて使用される。例えば、異なるクロロフィル吸収の様々な程度を考慮し、植物栽培用に調整された、特殊照明システムでは、異なる赤色量を有する光が使用され得る。
【００１３】
本発明の目的は、例えば、「ヒューマンセントリックライティング」または植物栽培の用途に適するタイプの動的照明システムを提供することである。
本発明のさらなる目的は、構造の複雑さが少ない先行技術から公知となっているシステムとは区別される、動的照明システムの製造を容易にする、蛍光体混合物提供することである。
最後に、本発明の目的は、本発明による蛍光体混合物を含有する発光デバイス、対応する照明システム、本発明による蛍光体混合物を調製する方法、および光変換用発光デバイスにおける、蛍光体混合物の使用を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
驚くべきことに、上記の目的は、可視光の緑色分光領域で発光し、紫色および／または紫外分光領域で励起され得る、少なくとも１種の蛍光体を含み、可視光の青色分光領域で発光し、紫色および／または紫外分光領域で励起され得るか、可視光のシアン分光領域で発光し、青色、紫色および／または紫外分光領域で励起され得るか、可視光の橙色分光領域で発光し、青色、紫色および／または紫外分光領域で励起され得るか、または可視光の赤色分光領域で発光し、青色、紫色および／または紫外分光領域で励起され得る、少なくとも１種のさらなる蛍光体を含む、蛍光体混合物によって達成されることが見出された。
加えて、本発明の発明者らは、驚くべきことに、１つまたは複数の特定の相関色温度の白色光または各種周波数からなる有色光が、使用される蛍光体混合物から出る個々の光スペクトルの組み合わせによって生成される、汎用および特殊照明用途において、本発明による蛍光体混合物が、発光デバイス、特にＬＥＤにおける変換材料としての使用に好適であることを見出した。
生成された光スペクトルはさらに、用途に応じて、本明細書における特定の特性を有し得、例えば、白色光スペクトルの場合、人体内でのメラトニン合成の活性化の様々なレベル、例えば、植物栽培用特殊照明システムの場合、様々な程度のクロロフィル吸収に対する動的適合を有し得る。
【００１５】
上記の目的は、特に、
ｉ．）下記式（１）または式（２）の１種または複数の化合物（ｉ）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）2-cＭ1cＭｇ1-dＭ2dＳｉ2Ｏ7-e-f+dＦeＣｌf：Ｅｕ，Ｍｎ    （式（１））
（式中、
Ｍ1＝１種または複数のアルカリ金属元素；
Ｍ2＝Ｚｒおよび／またはＨｆ；
０≦ｃ≦０．３；
０≦ｄ≦０．３；
０≦ｅ≦０．３；および
０≦ｆ≦０．３）；
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）a-v-yＡyＭ1b-eＭ2eＭ3vＯc-e-yＮe+vＸx+y：Ｅｕ    （式（２））
（式中、
Ａ＝Ｎａおよび／またはＫ；
Ｍ1＝Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃ；
Ｍ2＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；
Ｍ3＝Ｙ、Ｌｕおよび／またはＬａ；
Ｘ＝Ｆおよび／またはＣｌ；
０．６５≦ａ≦１．０；
０≦ｙ≦０．１・ａ；
１０．６６７≦ｂ≦１１．１３３；
０≦ｅ≦５．０；
０≦ｖ≦０．１・ａ；
１７．００≦ｃ≦１７．３５；
０≦ｘ≦５．０；
０．０５８４≦ａ／ｂ≦０．０９３８；
０．０３７５≦ａ／ｃ≦０．０５８８；および
ｖ＝０の場合、２・ａ＋３・ｂ＝２・ｃ＋ｘ）
ｉｉ．）（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ；ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+；Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+；ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+；Ｌｕ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+；ＬｉＣａＰＯ4：Ｅｕ2+およびこれらの混合物からなる青色またはシアン発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉ）；
ならびに／または
ｉｉｉ．）（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ2+；（１−ｘ）（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3・ｘ（Ｓｉ2Ｎ2Ｏ）：Ｅｕ2+（式中、０＜ｘ＜１）；（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+；（Ｃａ1-xＳｒx）Ｓ：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦１）；ＳｒＬｉＡｌ3Ｎ4：Ｅｕ2+；３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+；Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｆ6：Ｍｎ4+；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；Ｂａ2（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）1-xＴｂx（ＢＯ3）2Ｃｌ：Ｅｕ2+/3+（式中、０≦ｘ≦１）；Ｂａ2Ｍｇ（ＢＯ3）2：Ｅｕ2+；Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5-xＡｌxＮ8-xＯx：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦３．０）；ＥＡdＥｕcＥeＮfＯx（式中、ＥＡ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；Ｅ＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；０．８０≦ｄ≦１．９９５；０．００５≦ｃ≦０．２；４．０≦ｅ≦６．０；５．０≦ｆ≦８．７；０≦ｘ≦３．０；および２・ｄ＋２・ｃ＋４・ｅ＝３・ｆ＋２・ｘ）；Ａ2-0.5y-xＥｕxＳｉ5Ｎ8-yＯy（式中、Ａ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；０．００５≦ｘ≦１．０；および０．１≦ｙ≦３．０）、特に（Ｓｒ，Ｂａ）1.77Ｅｕ0.08Ｓｉ5Ｎ7.7Ｏ0.3；Ｍａ2-y（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）1-x-yＳｉ5-zＭｅzＮ8：ＥｕxＣｅy（式中、Ｍａ＝Ｌｉ、Ｎａおよび／またはＫ；Ｍｅ＝Ｈｆ4+および／またはＺｒ4+；０．００１５≦ｘ≦０．２０；０≦ｙ≦０．１５；およびｚ＜４．０）およびこれらの混合物からなる橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉｉ）；
を含む蛍光体混合物において、下記条件（Ａ）または（Ｂ）が満たされ、
（Ａ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦９５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝≧０〜≦５．０質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧５．０〜≦５０質量％；
（Ｂ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦８５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝＞５．０〜≦６５質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧０〜≦４５質量％；
（式中、それぞれの場合において蛍光体混合物の総質量を基準として、ｗ（ｉ）は化合物（ｉ）の質量割合（質量％）を表し、ｗ（ｉｉ）は化合物（ｉｉ）の質量割合（質量％）を表し、ｗ（ｉｉｉ）は化合物（ｉｉｉ）の質量割合（質量％）を表す）
ただし、
３１．７質量％のＳｒ2.5Ｅｕ0.12Ｃａ0.38ＭｇＳｉ2Ｏ8；
６３．５質量％のＢａ1.9Ｅｕ0.1Ｍｇ0.95Ｚｒ0.05Ｓｉ2Ｏ7.05；および
４．８質量％のＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ
を含む蛍光体混合物は除外されることを条件とする
ことを特徴とする、蛍光体混合物により達成される。
【００１６】
加えて、本発明による蛍光体混合物を調製するための方法であって、
ａ）蛍光体（ｉ）の質量ｍ（ｉ）、蛍光体（ｉｉ）の質量ｍ（ｉｉ）および／または蛍光体（ｉｉｉ）の質量ｍ（ｉｉｉ）を秤量する工程；および
ｂ）工程ａ）で秤量した質量の蛍光体（ｉ）、（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）を混合する工程
を含む、方法が提供される。
【００１７】
本発明による蛍光体混合物は、青色、紫色および／または紫外放射線をより長い波長の光に変換するための発光デバイスにおいて使用することができる。
加えて、本発明は、少なくとも１つの一次光源、および本発明による少なくとも１種の蛍光体混合物を有する、発光デバイスを提供する。
さらに、少なくとも２つの発光デバイス、好ましくはＬＥＤを含み、少なくとも２つの発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有する光を放射し、少なくとも２つの発光デバイスからの光は分光組成に関して互いに異なる、照明システムにおいて、少なくとも２つの発光デバイスのそれぞれは、少なくとも２つの異なる蛍光体を含み、蛍光体のうち少なくとも１つは、紫色光によって励起され得、紫外光によって励起されてもよく、４５０ｎｍにおいて≦６５％、好ましくは≦６０％、さらに好ましくは≦５５％、より好ましくは≦４０％、最も好ましくは≦３０％の相対励起率を有し、励起スペクトルにおける最大励起率は１００％に対応することを特徴とする、照明システムが特許請求の範囲に記載される。
【００１８】
加えて、本発明による発光デバイスのうち２つを含み、発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有する光を放射する、動的照明システムにおいて、発光デバイスからの光が分光組成に関して互いに異なることを特徴とする、動的照明システムが特許請求の範囲に記載される。
蛍光体混合物、発光デバイスおよび照明システムにおいて使用される蛍光体のうち少なくとも１種は、再吸収可能ではない。このことは、この蛍光体が、紫色分光領域（４００〜４３０ｎｍ）の光放射に対して励起され得、紫外分光領域（１００〜３９９ｎｍ）の光放射に対して励起されてもよく、場合によっては、青色分光領域（４３１〜約４４９ｎｍ）の光放射に対して励起され得るが、≧４５０ｎｍの分光領域の光を有意に吸収することはないことを意味し、そのことは４５０ｎｍでの相対励起率が、≦６５％、好ましくは≦６０％、さらに好ましくは≦５５％、より好ましくは≦４０％、最も好ましくは≦３０％であり、ここで、励起スペクトルにおける最大励起率は１００％に対応することを意味する。この分光領域（≧４５０ｎｍ）は、部分的に、青色、シアン、緑色、黄色、橙色および赤色光を包含する。この理由のため、蛍光体混合物の少なくとも１種の構成成分の質量割合は、他の蛍光体の個々の吸収および放射挙動による相互的影響により、他の蛍光体の放射原色を変更することなく、放射光の特性をさらに変更することなく、他の構成成分の質量割合から独立して変更することができる。これによりシステムの柔軟性および全体的効率が改善される。
【００１９】
図２および図３は、本発明による蛍光体混合物において再吸収可能ではない蛍光体として使用される化合物（ｉ）の励起スペクトルを示している。
蛍光体の相対励起率は、以下のように励起スペクトルから決定することができる。励起スペクトルの最大値を、ここでは、基準値として１００％に設定し、次に、一般に最大値以下である他のすべての値を、最大値の百分率として計算し、励起光の周波数に対応してプロットする。それぞれの場合に検討する周波数での蛍光体の相対励起率を、このようにして得た図からから決定することができる。
【００２０】
本出願の文脈においては、紫外光は発光極大が１００〜３９９ｎｍである光を意味し、紫色光は発光極大が４００〜４３０ｎｍである光を意味し、青色光は発光極大が４３１〜４８０ｎｍである光を意味し、シアン光は発光極大が４８１〜５１０ｎｍである光を意味し、緑色光は発光極大が５１１〜５６５ｎｍである光を意味し、黄色光は発光極大が５６６〜５７５ｎｍである光を意味し、橙色光は発光極大が５７６〜６００ｎｍである光を意味し、赤色光は発光極大が６０１〜７５０ｎｍである光を意味する。
本発明による蛍光体混合物中でさらなる構成成分として使用される蛍光体は、紫色分光領域における光放射に対して容易に励起され得る。加法混色の法則によれば、色位置の明確な指定のために、三原色が常に必要となる。２種の蛍光体と組み合わせて青色発光半導体を使用する場合、青色半導体（ＬＥＤ）からの光は、これらの原色の１つである。蛍光体が青色スペクトル領域で発光する、紫色発光半導体と組み合わせて蛍光体混合物中で紫色励起可能な蛍光体を使用する場合、蛍光体変換ＬＥＤから得られる光において、青色発光蛍光体の青色分画と半導体の紫色分画との間に、交換可能性が生じる。
これは、色位置の特異性、したがって分光プロファイルの特異性を克服するものである。加法混色における短波長原色は、青色発光蛍光体または紫色発光半導体のいずれかからもたらされるか、２つの構成成分を混合したものとなり得るからである。これにより、同一の色位置を有するが、異なる分光プロファイルを有する、同じ蛍光体を異なる比率で含む様々なＬＥＤを製造することが可能になる。これらのＬＥＤは、結果的に、個々の分光プロファイルと対になる異なる特徴を有する。
【００２１】
総括的用語としての「ヒューマンセントリックライティング」は、人間が汎用照明の光概念の中心にいることを意図する、人体に対する光の生物学的効果を意味する。その部分的態様は、例えば、光による活性化（覚醒度）である。これは人体におけるホルモンメラトニンの含量と密接に関連している。メラトニンは、ヒトの体内時計のための同期プロモーターとして作用し、この体内時計を昼光の光／闇リズムに適合させる。光に関する情報は、眼内の特定の光レセプターを通過して、内部の内因性ペースメーカー（ｐａｃｅｍａｋｅｒ）に至り、体内でのメラトニン合成の抑制をもたらす。逆に、相対に低い周辺光強度または暗闇では、メラトニン合成は、抑制されず、その結果、血流を通じてメラトニンがすべての体内細胞に送られ、したがって、同期のための情報が与えられる。
【００２２】
メラトニン抑制は分光作用曲線を有し、分光作用曲線を利用して所与の光スペクトルのメラトニン抑制のレベルを原理的に計算することができる。
分光作用曲線および対応する式は、２０１５年８月以降のＤＩＮ  ＳＰＥＣ  ５０３１−１００に詳細に記載されている。
自然昼光のスペクトルおよび色温度は一般に、１日を通じて変化する。高い照明強度がある真昼には、昼光は、比較的高い色温度を有し、結果的に、スペクトル青色領域の含量が比較的高い。これに対して、薄明時、または日の出もしくは日の入りの際には、自然光は、低い色温度を有し、したがって、青色の含量が比較的低い。
【００２３】
研究によれば、光の青色含量は一般に、同じ強度の光の赤色含量に比べて、有意に高い程度にメラトニンの分泌を抑制することができる。図１は、この依存性をより詳細に示す。曲線「Ｃ」は、メラトニン分泌の抑制、すなわち、「メラトニン抑制」に関する実験的に決定された作用スペクトルを示す。四角形の記号は、Ｔｈａｐａｎ，２００１による、対応するデータを示し、三角形の記号は、Ｂｒａｉｎａｒｄ，２００１による、対応するデータを示している。比較のために、図は、暗所視（曲線「Ｖ’」）および明所視（曲線「Ｖ」）での人間の目の感度も示している。約４８０ｎｍ、Ｂｒａｉｎａｒｄによれば、より正確には４６４ｎｍ、Ｔｈａｐａｎによれば４６８ｎｍ、すなわち、スペクトルの青色領域における、メラトニン抑制の波長極大および約５２０ｎｍ〜５６０ｎｍの有意な低下を確認することができる。したがって、約５６０ｎｍを超える波長を有する放射線は、メラトニン分泌の抑制に関して非常に低い潜在力を有する。
【００２４】
ある個人が夜間において人工光に曝露されると、その個人のメラトニン分泌の可能性が悪影響を受け、特に人工光によって阻害され、この個人における血液へのメラトニンの放出が結果的に低下する。結果的に、望ましくない効果、例えば、睡眠の質の低下または免疫システムの脆弱化が避けられなくなる場合がある。輝度の上昇に伴いメラトニン抑制が増加するため、好ましくない効果は、光が強くなるほど顕著になると予想される。さらに、個人が夜間に光に曝露される時間が長くなるほど、好ましくない効果は大きくなると考えられる。
上記に示した本発明の概念は、別の場合には同一の相関色温度を有し、したがって、発光デバイスにおける蛍光体混合物の組成の変動により同一の色位置を有する、異なるメラトニン抑制レベルを有する光スペクトルを可能にする。この組成の変動は、例えば、蛍光体混合物の少なくとも１種の構成成分（蛍光体）の質量割合を変えることによって実現される。対応するＬＥＤスペクトルは図４〜６に示される。
青色発光半導体ＬＥＤおよび対応する変換蛍光体により白色スペクトルが生成されるとき、青色半導体ＬＥＤからの光は、この場合、常に、蛍光体変換ＬＥＤによって放射された光全体の一体的構成成分であるため、メラトニン抑制レベルに有意差を有する、そのように広域で変動するスペクトルでは、一般に、同一の色位置を得ることはできない。
【００２５】
動的照明システム、例えば、「ヒューマンセントリックライティング」は、例えば相関色温度を自然昼光と一致させるために、例えば１日のうちの時間に応じて、ランプから放射された光の分光プロファイルを変更することができる。例えば、相関色温度に加えて、Ｖｏｓｓｌｏｈ−Ｓｃｈｗａｂｅにより公知となっている、より複雑な構造を有する動的照明システムも、放射スペクトルのメラトニン抑制のレベルを変化させることができ、同時に、分光プロファイル、例えば全体的演色評価数と対になった、さらなる特徴パラメーターをやむを得ず同様に変化させることをせずに済む。
これは、適切な態様で互いを組み合わせる必要がある、４つのベーススペクトルによる複雑な構造（Ｖｏｓｓｌｏｈ−Ｓｃｈｗａｂｅ，Ｌｉｇｈｔ＋Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  ２０１６，ｐｒｅｓｓ  ｋｉｔ，ｐ．２０）により達成される。ここでのベーススペクトルは、単色純粋半導体ＬＥＤと蛍光体変換ＬＥＤの両方からなり得る。
【００２６】
同様の概念と比較したときの、本発明による照明システムの顕著な利点は、例えば、色位置を変更しない単純な加法的組み合わせ時に、それぞれ白色光スペクトルから構成され、両方とも実質的に同一の色位置を有する、わずか２つの光チャンネルにより、メラトニン抑制レベルの連続的シフトが達成され得るという事実に基づいている。これにより、同時に生じる動的照明システムの複雑性が有意に低減する。この利点の他に、信頼性が追加的に挙げられる。光放射チャンネルのいずれかが破損した場合であっても、残りのチェンネルからの放射光は、依然として通常の白色位置を有しており、汎用照明に利用することができるためである。
とりわけ、単色発光ＬＥＤを利用する複雑な多重システムは、この利点を有していない。
添付した特許請求の範囲には、好ましい実施形態が記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】網膜に達する光の波長の関数としてのメラトニン分泌抑制のグラフである。
【図２】５１７ｎｍでの発光についてのＢａ1.90Ｅｕ0.10Ｍｇ0.95Ｚｒ0.05Ｓｉ2Ｏ7.05の励起スペクトルを示す図である。
【図３】５２１ｎｍでの発光についてのＢａ0.63075Ｅｕ0.12Ａｌ11Ｏ17.25Ｆ0.0015（連続線）、Ｂａ0.63075Ｅｕ0.12Ａｌ10.8Ｓｃ0.2Ｏ17.25Ｆ0.0015（破線）およびＢａ0.85575Ｅｕ0.12Ａｌ10.85Ｓｉ0.15Ｏ17.25Ｎ0.15Ｆ0.0015（点線）の励起スペクトルを示す図である。
【図４】ＬＥＤ例１および２の発光スペクトルを示す図である。
【図５】ＬＥＤ例３および４の発光スペクトルを示す図である。
【図６】ＬＥＤ例５および６の発光スペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
定義
本出願で使用するとき、用語「蛍光体」または「変換蛍光体」は、本明細書において同義語として使用され、１つまたは複数の放射中心を有する粒子形態での蛍光無機材料を意味する。放射中心は、活性剤、通常、希土類金属元素の原子もしくはイオン、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕ、ならびに／または遷移金属元素の原子もしくはイオン、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＡｕおよびＺｎ、ならびに／または主族金属元素の原子もしくはイオン、例えば、Ｎａ、Ｔｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＳｂおよびＢｉにより形成される。蛍光体または変換蛍光体の例としては、ガーネット系蛍光体、シリケート系蛍光体、オルソシリケート系蛍光体、チオガレート系蛍光体、硫化物系蛍光体および窒化物系蛍光体が挙げられる。本発明の意味における蛍光体材料は、量子閉じ込め効果を有さない。この種の非量子閉じ込め蛍光体材料は、二酸化ケイ素コーティングを有する蛍光体粒子であっても、二酸化ケイ素コーティングを有さない蛍光体粒子であってもよい。本出願の意味における蛍光体または変換蛍光体は、電磁スペクトルにおける特定の波長領域、好ましくは青色、紫色または紫外分光領域の放射線を吸収し、電磁スペクトルにおける別の波長領域、好ましくは赤色、橙色、黄色、緑色、シアンまたは青色分光領域の可視光を放射する材料を意味するものと解釈される。用語「放射線誘導発光効果」は、上記の意味で理解されるべきであり、すなわち、変換蛍光体が、特定の波長領域の放射線を吸収し、特定の効率で別の波長領域の放射線を放射するものと理解されるべきである。用語「放射波長のシフト」は、変換蛍光体が、異なる波長の光を放射すること、すなわち、別のまたは類似の変換蛍光体と比較して、より短い、またはより長い波長にシフトすることを意味すると解釈される。
【００２９】
本発明による蛍光体混合物は、流動材料（ｌｏｏｓｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、粉末材料、厚層または薄層材料またはフィルム形態の自己支持（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）材料の形態をとり得る。さらに、本発明による蛍光体混合物は、封入材料内に包含されていてもよい。蛍光体混合物内の個々の蛍光体は、例えば、１種または複数のコーティング材料などの補充材料を含んでいてもよい。
【００３０】
用語「封入材料」は、本発明による蛍光体混合物を封入する透光性マトリックス材料に関する。透光性マトリックス材料は、シリコーン、（モノマーなどの液体または半個体前駆体材料から形成される）ポリマー、エポキシド、ガラス、またはシリコーンとエポキシドの混成物であり得る。ポリマーの非限定的な具体例としては、フッ素化ポリマー、ポリアクリルアミドポリマー、ポリアクリル酸ポリマー、ポリアクリロニトリルポリマー、ポリアニリンポリマー、ポリベンゾフェノンポリマー、ポリ（メチルメタクリレート）ポリマー、シリコーンポリマー、アルミニウムポリマー、ポリビスフェノール（ｐｏｌｙｂｉｓｐｈｅｎｏ）ポリマー、ポリブタジエンポリマー、ポリジメチルシロキサンポリマー、ポリエチレンポリマー、ポリイソブチレンポリマー、ポリプロピレンポリマー、ポリスチレンポリマー、ポリビニルポリマー、ポリビニルブチラールポリマーまたはペルフルオロシクロブチルポリマーが挙げられる。シリコーンとしては、例えばＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６４５０などのゲル、例えばＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６５２０、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６５５０、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６６３０などのエラストマー、ならびにＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６６３５、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＯＥ−６６６５、Ｎｕｓｉｌ  ＬＳ−６１４３およびＮｕｓｉｌの他の製品、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  ＲＴＶ６１５、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  ＲＴＶ６５６、ならびに他の製造者による他の多くの製品などの樹脂が挙げられる。さらに、封入材料は、例えば、変性有機ポリシラザン（ＭＯＰＳ）またはペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）などの（ポリ）シラザンであり得る。封入材料を基準とする蛍光体混合物の含量は、好ましくは３〜８０質量％の範囲にある。
【００３１】
用語「コーティング材料」は、蛍光体粒子の表面にコーティングを形成する材料を意味する。用語「コーティング」は、ここでは、他の材料の外側表面または溶媒に接触可能な表面を部分的または完全に覆う別の材料上に提供される材料の１つまたは複数の層を記述するために使用される。コーティングの材料（コーティング材料）は、バリヤとしてのコーティングが依然として、外部の物理的影響または考えられる有害物質、例えば、酸素、水分および／またはラジカルの経路に対する適切な保護を与える限り、コーティングされる蛍光体の内部構造に少なくとも部分的に浸透する。
これにより蛍光体の安定性が高まり、改善された耐久性および耐用寿命につながる。加えて、いくつかの実施形態におけるコーティング材料は、例えば、ポリマーまたは封入材料中の蛍光体材料の、熱に対する感度の低減、光反射率の低減、または粘着力の改善などの追加機能を有する蛍光体をもたらす。さらに、蛍光体の粒子表面の不均一性は、１種または複数のコーティング材料の適用により円滑化され得る。そのような表面円滑化は、蛍光体の良好な加工性を可能にし、材料の表面における放射光の好ましくない光散乱作用を低減し、効果の増大をもたらす。
【００３２】
コーティングのための適切な材料は、特に、金属酸化物および金属窒化物、特にアルカリ土類金属酸化物、例えばＡｌ2Ｏ3、およびアルカリ土類金属窒化物、例えばＡｌＮ、ならびにＳｉＯ2である。コーティングは、本明細書において、例えば、流動層法または湿式化学法によって実施することができる。好適なコーティング法は、例えば、特公平０４−３０４２９０、ＷＯ９１／１０７１５、ＷＯ９９／２７０３３、米国特許出願公開第２００７／０２９８２５０号、ＷＯ２００９／０６５４８０およびＷＯ２０１０／０７５９０８により公知となっている。コーティングの目的は、一方では、例えば、空気または水分に対する蛍光体の安定性を高めることである。ただし、この目的はまた、コーティングの表面およびコーティング材料の屈折率の適切な選択を通じた光の入射連結および出射連結（ｃｏｕｐｌｉｎｇ−ｉｎ  ａｎｄ  ｏｕｔ）であってもよい。
【００３３】
発明の好ましい実施形態
蛍光体混合物
本発明は、請求項１に記載されている、式（１）または式（２）の１種または複数の化合物（ｉ）、青色もしくはシアン発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉ）、および／または橙色もしくは赤色発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉｉ）を含む蛍光体混合物に関する。したがって、本発明による蛍光体混合物は、１種または複数の化合物（ｉ）ならびに化合物（ｉｉ）および化合物（ｉｉｉ）から選択される少なくとも１種または複数のさらなる化合物を含む。したがって、考えられる蛍光体混合物は、１種または複数の化合物（ｉ）と１種または複数の化合物（ｉｉ）とを含む蛍光体混合物；１種または複数の化合物（ｉ）と１種または複数の化合物（ｉｉｉ）とを含む蛍光体混合物；および１種または複数の化合物（ｉ）と１種または複数の化合物（ｉｉ）と１種または複数の化合物（ｉｉｉ）とを含む蛍光体混合物である。
式（１）の化合物は、ＷＯ２０１６／１７３６９２により公知となっているピロシリケートである。式（２）の化合物は、ＷＯ２０１６／１５０５４７により公知となっているアルカリ土類金属アルミン酸蛍光体である。ＷＯ２０１６／１７３６９２の開示内容およびＷＯ２０１６／１５０５４７の開示内容は、参照によって本特許出願に組み込まれる。
【００３４】
式（１）または式（２）の化合物（ｉ）、および対応する好ましい実施形態では、電荷が中性である、すなわち、格子のカチオン性元素の正電荷と格子のアニオン性元素の負電荷が互いに打ち消し合っていることは言うまでもない。
好ましい実施形態において、本発明による蛍光体混合物における式（１）の化合物（ｉ）は、下記式（３）によって表される。
Ｂａ2-a-b-c-xＳｒaＣａbＭ1cＭｇ1-d-yＭ2dＳｉ2Ｏ7-e-f+dＦeＣｌf：Ｅｕx，Ｍｎy（式（３））
（式中、
Ｍ1＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｋおよび／またはＲｂ；
Ｍ2＝Ｚｒおよび／またはＨｆ；
０≦ａ≦１．９９９、より好ましくは０≦ａ≦１．０、最も好ましくは０≦ａ≦０．４；
０≦ｂ≦１．９９９、より好ましくは０≦ｂ≦１．０、最も好ましくは０≦ｂ≦０．４；
０≦ｃ≦０．３、より好ましくは０≦ｃ≦０．２；
０≦ｄ≦０．３、より好ましくは０≦ｄ≦０．２；
０≦ｅ≦０．３、より好ましくは０≦ｅ≦０．２；
０≦ｆ≦０．３、より好ましくは０≦ｆ≦０．２；
０．００１≦ｘ≦０．３、より好ましくは０．００５≦ｘ≦０．２；および
０≦ｙ≦０．３）
【００３５】
Ｍ1を含有する、式（３）（式中、ｃ≠０）の化合物については、屈折率ｃに、好ましくは０．００１≦ｃ≦０．３、より好ましくは０．０１≦ｃ≦０．２が適用される。
Ｍ2を含有する式（３）（式中、ｄ≠０）の化合物については、屈折率ｄに、好ましくは、０．００１≦ｄ≦０．２、より好ましくは０．０１≦ｄ≦０．１が適用される。
式（１）または（３）の化合物（ｉ）が、元素Ｂａ、ＳｒおよびＣａのうち１種または複数を含有する場合、Ｂａ、ＳｒおよびＣａの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（１）または（３）の化合物は、好ましくは、元素Ｂａ、ＳｒおよびＣａ、好ましくはＢａおよびＳｒのうち１種以下を含有する。
【００３６】
式（１）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ1のうち１種または複数を含有する場合、アルカリ金属元素の比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（３）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ1のうち１種または複数を含有する場合、Ｌｉ、Ｎａ、ＫおよびＲｂの比は、予め定められたパラメーターの範囲内で、自由に調整することができる。式（１）および（３）におけるＭ1は、好ましくはＮａおよび／またはＫである。
式（１）または（３）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ2のうち１種または複数を含有する場合、ＺｒとＨｆの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（１）および（３）におけるＭ2は、好ましくはＺｒである。
式（１）または（３）の化合物（ｉ）が、元素ＦおよびＣｌのうち１種または複数を含有する場合、ＦおよびＣｌの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。
【００３７】
好ましい実施形態において、式（１）または（３）における上記の元素の選択は、同時に適用される。
式（３）には、好ましくは、ｃ＝０、ｅ＝０およびｆ＝０が適用される。式（３）において、好ましくはｄ＝０である。式（３）において、好ましくはｙ＝０である。式（３）において、好ましくはｂ＝０である。式（３）において、好ましくはＭ＝Ｎａおよび／またはＫである。これらの好ましい実施形態は、所望の態様で互いに組み合わせることができる。
式（１）または（３）の化合物（ｉ）は、好ましくは、元素Ｍ、Ｚｒ、Ｆおよび／またはＣｌのうち少なくとも１種を含有する。
【００３８】
２価Ｅｕ2+の形態のユーロピウムは、Ｂａの格子部位にドーパントとして組み込まれ、その部位を置き換える。
式（１）または（３）の元素およびパラメーターの好ましい実施形態は、所望の態様で互いに組み合わせることができる。
【００３９】
式（１）または（３）の化合物は、正確な組成に応じて、好ましくは約３７０〜約４３０ｎｍの紫外および／または紫色光によって励起され得、好ましくは約５１０〜約５２０ｎｍの緑色分光領域において発光極大を有し得る。特に好ましい式（３）の化合物（ｉ）は、下記式（３ａ）および（３ｂ）の化合物である。
Ｂａ2-a-b-xＳｒaＣａbＭｇ1-d-yＭ2dＳｉ2Ｏ7：Ｅｕx，Ｍｎy      （式（３ａ））
Ｂａ2-a-b-c-xＳｒaＣａbＭ1cＭｇ1-yＳｉ2Ｏ7-e-f+dＦeＣｌf：Ｅｕx，Ｍｎy    （式（３ｂ））
（式中、
Ｍ1＝Ｎａおよび／またはＫ；
Ｍ2＝Ｚｒおよび／またはＨｆ；
０≦ａ≦１．９９９、より好ましくは０≦ａ≦１．０；
０≦ｂ≦１．９９９、より好ましくは０≦ｂ≦１．０；
０＜ｃ≦０．３、より好ましくは０＜ｃ≦０．２；
０＜ｄ≦０．３；より好ましくは０＜ｄ≦０．２；
（０＜ｅ≦０．３および０≦ｆ≦０．３）または（０≦ｅ≦０．３および０＜ｆ≦０．３）；
０．００１≦ｘ≦０．３；および
０≦ｙ≦０．３）
式（３ａ）および／または（３ｂ）には、特に好ましくは、０≦ａ≦０．６が適用される。式（３ａ）および／または（３ｂ）には、最も好ましくは、ａ＝０が適用される。式（３ａ）および／または（３ｂ）には、特に好ましくは、０≦ｂ≦０．６が適用される。式（３ａ）および／または（３ｂ）には、最も好ましくは、ｂ＝０が適用される。
【００４０】
特に好ましい式（３）の化合物を以下の表１に示す。
【表１】
2020511569.tif 000002
【００４１】
好ましい実施形態において、本発明による蛍光体混合物における式（２）の化合物（ｉ）は、下記式（４）によって表される。
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）a-d-v-yＥｕdＡyＭ1b-eＭ2eＭ3vＯc-e-yＮe+vＸx+y    （式（４））
（式中、
Ａ＝Ｎａおよび／またはＫ；
Ｍ1＝Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃ；
Ｍ2＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；
Ｍ3＝Ｙ、Ｌｕおよび／またはＬａ；
Ｘ＝Ｆおよび／またはＣｌ；
０．６５≦ａ≦１．０、より好ましくは０．７０≦ａ≦０．８０；
０＜ｄ≦１．０、より好ましくは０．０３≦ｄ≦０．２５、最も好ましくは０．０５≦ｄ≦０．２０；
０≦ｙ≦０．１・ａ、より好ましくは０≦ｙ≦０．０５・ａ、最も好ましくは０≦ｙ≦０．０３・ａ；
１０．６６７≦ｂ≦１１．１３３；
０≦ｅ≦５．０、より好ましくは０≦ｅ≦１．０、最も好ましくは０≦ｅ≦０．２；
０≦ｖ≦０．１・ａ、より好ましくはｖ＝０；
１７．００≦ｃ≦１７．３５；
０≦ｘ≦５．０；
０．０５８４≦ａ／ｂ≦０．０９３８；
０．０３７５≦ａ／ｃ≦０．０５８８；および
ｖ＝０の場合、２・ａ＋３・ｂ＝２・ｃ＋ｘ）
式（４）に、好ましくは、
０．０００５≦ｘ＋ｙ≦１．０、より好ましくは０．００１≦ｘ＋ｙ≦０．１、最も好ましくは０．００１≦ｘ＋ｙ≦０．０５；
０．７０≦ａ≦０．８０；
０≦ｅ≦０．５０；
０．０３≦ｄ≦０．２５；
１０．９３≦ｂ≦１１．０６７；および
１７．２０≦ｃ≦１７．３０
が適用される。
【００４２】
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ｂａ、ＳｒおよびＣａのうち１種または複数を含有する場合、Ｂａ、ＳｒおよびＣａの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。好ましい実施形態において、式（２）または（４）の化合物（ｉ）は、Ｂａ、ＳｒおよびＣａの総量を基準として、Ｓｒおよび／またはＣａの≦１０原子％、より好ましくはＳｒおよび／またはＣａの≦５原子％、最も好ましくはＳｒおよび／またはＣａの≦３原子％を含有する。式（２）または（４）の化合物（ｉ）は、好ましくは、元素Ｂａ、ＳｒおよびＣａのうち１種または複数、特に好ましくはＢａおよびＳｒのうち１種または複数を含有しない。
【００４３】
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ａのうち１種または複数を含有する場合、ＮａおよびＫの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（２）および（４）におけるＡは、好ましくはＫである。
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ1のうち１種または複数を含有する場合、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＴｌおよびＳｃの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。好ましい実施形態において、式（２）または（４）の化合物（ｉ）は、すべての元素Ｍ1の総量を基準として、元素Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃの≦１０原子％、より好ましくは元素Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃの≦５原子％、最も好ましくは元素Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌおよび／またはＳｃの≦３原子％を含有する。式（２）および（４）におけるＭ1は、好ましくはＡｌ、Ｇａおよび／またはＳｃ、より好ましくはＡｌである。
【００４４】
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ2のうち１種または複数を含有する場合、ＳｉおよびＧｅの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（２）および（４）におけるＭ2は、好ましくはＳｉである。３価元素Ｍ1および２価酸化物アニオンＯ2-は、４価元素Ｍ2および３価窒化物アニオンＮ3-によって置き換えられる。
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ｍ3のうち１種または複数を含有する場合、Ｙ、ＬｕおよびＬａの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（２）および（４）におけるＭ3は、好ましくはＬａである。３価元素Ｍ3は、アルカリ土類金属元素Ｂａ、Ｓｒおよび／またはＣａを置き換える。電荷は、３価窒化物アニオンＮ3-によって補償される。
【００４５】
式（２）または（４）の化合物（ｉ）が、元素Ｘのうち１種または複数を含有する場合、ＦおよびＣｌの比は、予め定められた実験式の範囲内で、自由に調整することができる。式（２）および（４）におけるＸは、好ましくはＦである。１価アルカリ金属Ａおよび１価アニオンＸが、アルカリ土類金属Ｂａ、Ｓｒおよび／またはＣａならびにニ価酸化物アニオンＯ2-を置き換えること、ならびに／または１価アニオンＸの電荷が、より少ない含量のアルカリ土類金属Ｂａ、Ｓｒおよび／またはＣａによって補償されること、ならびに／または２価酸化物アニオンＯ2-のいくつかが、１価アニオンＸによって置き換えられることのいずれかが可能である。
好ましい実施形態において、式（２）または（４）における上記の元素の選択は、同時に適用される。
式（２）または（４）には、好ましくは、ＣａおよびＳｒが存在せず、Ｍ1＝Ａｌである場合、ｘ≠０、またはｙ≠０、またはｖ≠０、またはｅ≠０が適用される。
式（２）または（４）の元素およびパラメーターの好ましい実施形態は、所望の態様で互いに組み合わせることができる。
【００４６】
ａ／ｂおよびａ／ｃの比に関する上記の条件は、Ｘ線粉末回折法によって証明されるとおり、β−アルミニウム酸化物相において化合物が形成され、組成物のβ−アルミニウム酸化物構造から、Ｂａ0.75Ａｌ11Ｏ17.25が生じることを確保する。式（２）または（４）の化合物は、それらがアルカリ金属Ａまたは３価金属Ｍ3またはハロゲン化物アニオンＸを含有している場合にも、またはそれらが、例えば、Ａｌ3+の代わりに、Ｓｃ3+もしくは他の３価カチオンで修飾されているか、Ａｌ3+およびＯ2-の代わりに、Ｓｉ4+およびＮ3-で修飾されている場合にも、β−アルミニウム酸化物の純粋なＢａ0.75Ａｌ11Ｏ17.25構造を示す。２価Ｅｕ2+の形態のユーロピウムは、Ｂａの格子部位にドーパントとして組み込まれ、その部位を置き換える。
式（２）または（４）の化合物は、正確な組成に応じて、好ましくは約３７０〜約４３０ｎｍの紫外および／または紫色光によって励起され得、好ましくは約５１０〜約５２０ｎｍの緑色分光領域において発光極大を有し得る。
【００４７】
特に好ましい式（４）の化合物を以下の表２に示す。
【表２】
2020511569.tif 000003
【００４８】
特に好ましい実施形態において、本発明による蛍光体混合物における式（４）の化合物（ｉ）は、下記式（４ａ）によって表される。
（Ｂａ1-zＳｒz）a-d-yＥｕdＫy（Ａｌ1-wＳｃw）bＯc-yＦx+y    （式（４ａ））、
（式中、
０≦ｚ≦０．１、より好ましくは０≦ｚ≦０．０５、さらにより好ましくは０≦ｚ≦０．０３、最も好ましくはｚ＝０；
０≦ｗ≦０．１、より好ましくは０≦ｗ≦０．０５、さらにより好ましくは０≦ｗ≦０．０３、最も好ましくはｗ＝０；
式中、パラメーターａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｘおよびｙは、式（４）について記載された定義を有する）
【００４９】
特に好ましい代替的実施形態において、本発明による蛍光体混合物における式（４）の化合物（ｉ）は、下記式（４ｂ）によって表される。
（Ｂａ1-zＣａz）a-d-yＥｕdＫy（Ａｌ1-wＳｃw）bＯc-yＦx+y    （式（４ｂ））、
（式中、
０≦ｚ≦０．１、より好ましくは０≦ｚ≦０．０５、さらにより好ましくは０≦ｚ≦０．０３、最も好ましくはｚ＝０；
０≦ｗ≦０．１、より好ましくは０≦ｗ≦０．０５、さらにより好ましくは０≦ｗ≦０．０３、最も好ましくはｗ＝０；
式中、パラメーターａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｘおよびｙは、式（４）について記載された定義を有する）
【００５０】
特に好ましい実施形態において、本発明による蛍光体混合物における式（４）の化合物（ｉ）は、下記式（５）によって表される。
Ｂａa-d-yＥｕdＫyＡｌbＯc-yＦx+y    （式（５））、
（式中、パラメーターａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｘおよびｙは、式（４）について記載された定義を有する）
【００５１】
本発明の好ましい実施形態において、蛍光体混合物は、式（１）または式（２）の１種または複数の化合物（ｉ）の他に、青色もしくはシアン発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉ）、および橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉｉ）を含む。
蛍光体混合物は、好ましくは、それぞれの場合に、化合物（ｉ）と（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）とを含む。
本発明の特に好ましい実施形態において、蛍光体混合物は、式（１）または式（２）の１種または複数の化合物（ｉ）、青色もしくはシアン発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉ）、および橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される１種または複数の化合物（ｉｉｉ）からなる。
本発明の特に好ましい実施形態において、式（１）もしくは（２）の１種の化合物（ｉ）、青色もしくはシアン発光蛍光体の群から選択される１種の化合物（ｉｉ）、および／または橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される１種の化合物（ｉｉｉ）からなる。
【００５２】
化合物（ｉｉ）は、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ；ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+；Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ2+；ＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ2+；Ｌｕ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ3+；ＬｉＣａＰＯ4：Ｅｕ2+  およびこれらの混合物からなる青色もしくはシアン発光蛍光体の群から選択される。
【００５３】
化合物（ｉｉｉ）は、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ2+；（１−ｘ）（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3・ｘ（Ｓｉ2Ｎ2Ｏ）：Ｅｕ2+（式中、０＜ｘ＜１）、特に（Ｓｒ，Ｃａ）0.89Ａｌ0.89Ｓｉ1.11Ｎ2.89Ｏ0.11：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+；（Ｃａ1-xＳｒx）Ｓ：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦１）；ＳｒＬｉＡｌ3Ｎ4：Ｅｕ2+；３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ4+；Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｆ6：Ｍｎ4+；（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+；Ｂａ2（Ｌｕ，Ｙ，Ｇｄ）1-xＴｂx（ＢＯ3）2Ｃｌ：Ｅｕ2+/3+（式中、０≦ｘ≦１）；Ｂａ2Ｍｇ（ＢＯ3）2：Ｅｕ2+；Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ3+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ2+；（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2Ｓｉ5-xＡｌxＮ8-xＯx：Ｅｕ2+（式中、０≦ｘ≦３．０）；ＥＡdＥｕcＥeＮfＯx（式中、ＥＡ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；Ｅ＝Ｓｉおよび／またはＧｅ；０．８０≦ｄ≦１．９９５；０．００５≦ｃ≦０．２；４．０≦ｅ≦６．０；５．０≦ｆ≦８．７；０≦ｘ≦３．０；および２・ｄ＋２・ｃ＋４・ｅ＝３・ｆ＋２・ｘ）；Ａ2-0.5y-xＥｕxＳｉ5Ｎ8-yＯy（式中、Ａ＝Ｃａ、Ｓｒおよび／またはＢａ；０．００５≦ｘ≦１．０；および０．１≦ｙ≦３．０）、特に（Ｓｒ，Ｂａ）1.77Ｅｕ0.08Ｓｉ5Ｎ7.7Ｏ0.3；Ｍａ2-y（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）1-x-yＳｉ5-zＭｅzＮ8：ＥｕxＣｅy（式中、Ｍａ＝Ｌｉ、Ｎａおよび／またはＫ；Ｍｅ＝Ｈｆ4+および／またはＺｒ4+；０．００１５≦ｘ≦０．２０；０≦ｙ≦０．１５；およびｚ＜４．０）およびこれらの混合物からなる橙色または赤色発光蛍光体の群から選択される。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態において、蛍光体混合物の条件（Ａ）および（Ｂ）は、以下のとおり定義される。
（Ａ）
ｗ（ｉ）＝≧４０〜≦９５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝≧０〜≦５．０質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧５．０〜≦５０質量％；
（Ｂ）
ｗ（ｉ）＝≧３５〜≦８５質量％、
ｗ（ｉｉ）＝＞５．０〜≦６５質量％、および
ｗ（ｉｉｉ）＝≧３．５〜≦４５質量％
【００５５】
種々のメラトニン抑制レベルを有する光スペクトルの生成のための好ましい蛍光体混合物を表３に示す。表３は、励起光源としての紫色発光ＬＥＤ半導体の使用に関して、それぞれの場合に示された色温度領域における、種々のメラトニン抑制レベルを有する光スペクトルを生成する、好ましい蛍光体混合物組成物を示している。
【００５６】
【表３】
2020511569.tif 000004
【００５７】
下記表４は、表３に示した蛍光体混合物のそれぞれの個別の構成成分（蛍光体構成成分Ｐ）を示す。
【表４】
2020511569.tif 000005
【００５８】
発光デバイス、特にＬＥＤにおける使用に関して、本発明による蛍光体混合物は、所望の外側形状、例えば、球状粒子、フレーク、ならびに構造化材料およびセラミックスに変換され得る。これらの形状は、本発明により、用語「成形体」の下にまとめられる。成形体は好ましくは「蛍光体本体」である。したがって、本発明は、本発明による蛍光体を含む成形体にさらに関する。対応する成形体の製造および使用は、多数の刊行物により当業者に周知となっている。
本発明による蛍光体混合物の他に、セラミックスは、マトリックス材料、例えばシラザン化合物、特にポリシラザンまたはポリシロキサザンを含む。特に好ましいマトリックス材料は、ペルヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ）、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12、ＳｉＯ2、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12、Ａｌ2Ｗ3Ｏ12、Ｙ2Ｗ3Ｏ12、ＹＡｌＷ3Ｏ12、ＺｒＷ2Ｏ8、Ａｌ2Ｍｏ3Ｏ12、Ｙ2Ｍｏ3Ｏ12、ＹＡｌＭｏ3Ｏ12、ＺｒＭｏ2Ｏ8、Ａｌ2ＷＭｏ2Ｏ12、Ｙ2ＷＭｏ2Ｏ12、ＹＡｌＷＭｏ2Ｏ12、ＺｒＷＭｏＯ8、Ａｌ2ＭｏＷ2Ｏ12、Ｙ2ＭｏＷ2Ｏ12、ＹＡｌＭｏＷ2Ｏ12またはこれらの混合物である。
【００５９】
同様に、好適なマトリックス材料は、マグネシウムアルミニウムスピネル、酸化イットリウム、アルミニウムオキシナイトライド、亜鉛硫化物、ジルコニウム酸化物、イットリウム酸化ランタン、ストロンチウムクロメート、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化イットリウム／二酸化ジルコニウム、ヒ化ガリウム、セレン化亜鉛、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、酸化スカンジウム、酸化ルテチウム、および酸化ガドリニウムである。
加えて、本発明による蛍光体混合物はまた、ＷＯ２０１３／１４４７７７に記載されているように、いわゆる「ガラス中蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ｉｎ  ｇｌａｓｓ）」用途（ＰＩＧ）としても提供される。
【００６０】
蛍光体混合物の調製方法
本発明による、上記に記載された、蛍光体混合物を調製するための方法は、
ａ）蛍光体（ｉ）の質量ｍ（ｉ）、蛍光体（ｉｉ）の質量ｍ（ｉｉ）および／または蛍光体（ｉｉｉ）の質量ｍ（ｉｉｉ）を秤量する工程；および
ｂ）工程ａ）で秤量した質量の蛍光体（ｉ）、（ｉｉ）および／または（ｉｉｉ）を混合する工程
を含む。
工程ａ）における質量ｍ（ｉ）、ｍ（ｉｉ）および／またはｍ（ｉｉｉ）の秤量は、好ましくは順次実施される。特定の実施形態において、秤量は同時に実施される。
工程ｂ）における混合は、好ましくは、自転公転ミキサー、ローラーベンチ、オーバーヘッドミキサー、混転ミキサー、星形車ミキサー、ボールミル、モルターミルまたは流動層ミキサーを使用して実施される。混合操作は、ここでは、湿潤状態（すなわち、混合される材料が、混合前に、例えば水またはエタノールなどの好適な液体に導入される）または乾燥状態の両方で実施することができる。
工程ａ）およびｂ）は、好ましくは室温で、より好ましくは２０〜２５℃で、実施される。
【００６１】
発光デバイス
本発明による発光デバイスは、上記に記載された、少なくとも１つの一次光源および少なくとも１種の蛍光体混合物を含む。
一次光源は、好ましくは、半導体発光ダイオード（ＳＬＥＤ）、半導体レーザーダイオード（ＬＤ）または有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）である。好ましい代替的実施形態において、発光デバイスの一次光源は、プラズマまたは放電源であり得る。約３８５〜約４８０ｎｍ、より好ましくは約３９０〜約４５０ｎｍおよび最も好ましくは約３９５〜４４０ｎｍの分光領域の光を放射する一次光源が好ましい。
【００６２】
好適な一次光源の第１の群を形成する半導体発光ダイオード（ＳＬＥＤ）は、２端子半導体光源である。このダイオードは、活性化時に発光するｐ-ｎ接合ダイオードである。供給ラインに適切な電圧が適用されると、電子はデバイス内の電子空孔と再び結合することができるようになり、エネルギーが光子の形態で放射されるようになる。
この効果は電場発光と呼ばれ、（光子のエネルギーに対応する）光の色は、半導体のエネルギーバンドギャップによって決定される。ＳＬＥＤの構造および機能の様式は、当業者に知られている。
好ましい実施形態において、一次光源は、好ましくはＩｎiＧａjＡｌkＮ（式中、０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋおよびｉ＋ｊ＋ｋ＝１）の式による、発光窒化インジウムアルミニウムガリウムを含むＳＬＥＤ、またはＺｎＯ、透過伝導性酸化物（ＴＣＯ）、ＺｎＳｅまたはＳｉＣをベースとする発光配置（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）である。
【００６３】
注入レーザーダイオードまたはＩＬＤとして知られる半導体レーザーダイオード（ＬＤ）は、活性レーザー媒体がＳＬＥＤの場合と同様に半導体ダイオードのｐ-ｎ接合によって形成される、電気的にポンピングされる半導体レーザーである。ＬＤの構造および機能の様式は、当業者に知られている。ＬＤは、最も一般的なタイプのレーザーであり、マニホールド用途、例えば、ガラスファイバー通信、バーコードリーダー、レーザーポインター、ＣＤ、ＤＶＤおよびブルーレイディスク再生録画機等、レーザープリンタ、レーザースキャナおよび大きな関心が向けられている光源のために製造される。
好適な一次光源の第３の群は、発光エレクトロルミネセンス層が電流に反応して光を放射する有機化合物の膜である、いわゆる有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を含む。この有機半導体の層は、２つの電極の間に位置している。典型的に、これらの電極のうち少なくとも１つは透過的である。ＯＬＥＤの構造および機能の様式は、当業者に知られている。
発光デバイスは、好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００６４】
照明システム
本発明による照明システムは、少なくとも２つの発光デバイス、好ましくはＬＥＤを含み、少なくとも２つの発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数、および／または同一の相関色温度を有する光を放射し、少なくとも２つの発光デバイスからの光は分光組成に関して互いに異なり、この照明システムにおいて、少なくとも２つの発光デバイスのそれぞれは、少なくとも２つの異なる蛍光体を含み、蛍光体のうち少なくとも１つは、紫色光によって励起され得、紫外光によって励起され得、４５０ｎｍにおいて、≦６５％、好ましくは≦６０％、さらに好ましくは≦５５％、より好ましくは≦４０％、最も好ましくは≦３０％の相対励起率を有し、励起スペクトルにおける最大励起率は１００％に対応することを特徴とする。
第１の発光デバイスの分光発光プロファイルと対になる少なくとも１つのパラメーター、例えば、色位置、演色、相関色温度またはメラトニン抑制が、第２の発光デバイスの対応するパラメーターと異なる場合、少なくとも２つの発光デバイスからの光は、分光組成に関して異なる。
【００６５】
この文脈での「異なる」は、以下のことを意味する。
（１）色位置の場合、ＣＩＥ−１９３１標準価数系（２°測色標準観測者）において比較される各種発光デバイスの色位置の色座標ｘ間の差の値は＞０．００７である。これは、比較される色位置の色座標ｙ間の差の値（同じ表色系内で有効）にも当てはまる。
（２）一般的演色評価数Ｒａ（ＣＩＥ  １３．３−１９９５に従って決定される）の場合、発光デバイスの比較における一般的演色評価数間の相対差は、＞７％である。
（３）相関色温度（単位：Ｋ）の場合、発光デバイスの比較における相関色温度間の相対差は、＞１０％である。
（４）メラトニン抑制レベルＫmel,v（ＤＩＮ  ＳＰＥＣ  ５０３１−１００に従って決定される）の場合、発光デバイスの比較におけるメラトニン抑制レベル間の相対差は、＞５％である。
（５）本明細書で明示されていない、さらなるパラメーターの場合、発光デバイスの比較におけるパラメーター間の相対差は、＞１０％、好ましくは＞７％、より好ましくは＞５％である。
【００６６】
本発明の好ましい実施形態において、照明システムにおける少なくとも２つの発光デバイスは、上記に記載された、本発明による発光デバイスである。
本発明の照明システムは、好ましくは動的照明システムである。
本発明はさらに、本発明による少なくとも２つの発光デバイスを含み、本発明による少なくとも２つの発光デバイスは同一の色位置および／または同一の演色評価数および／または同一の相関色温度を有する光を放射する、動的照明システムにおいて、本発明による少なくとも２つの発光デバイスからの光が分光組成に関して互いに異なることを特徴とする、動的照明システムに関する。
本発明による第１の発光デバイスの分光発光プロファイルと対になる少なくとも１つのパラメーター、例えば、色位置、演色、相関色温度またはメラトニン抑制が、上記のように、本発明による第２の発光デバイスの対応するパラメーターと異なる場合、動的照明システムにおける、本発明による少なくとも２つの発光デバイスからの光は、分光組成に関して異なる。
【００６７】
使用
本発明による蛍光体混合物は、青色、紫色および／または紫外放射線をより長い波長を有する光に変換するための発光デバイスにおいて使用することができる。
発光デバイスは、好ましくは、汎用照明および／または特殊照明に使用するための発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
本発明による蛍光体混合物は、少量で用いられる場合にも良好なＬＥＤ品質をもたらす。ＬＥＤ品質は、従来的パラメーター、例えば、演色評価数、相関色温度、ルーメン等価量または絶対ルーメンまたはＣＩＥのｘおよびｙ座標による色位置によって記述される。
演色評価数（ＣＲＩ）は、当業者にとって周知である無次元照明量であり、これは人工光源の色再現忠実性を予め定められた基準光源の色再現忠実性と比較したものである（基準光源のＣＲＩは１００である。ＣＲＩの正確な定義は、ＣＩＥ刊行物１３．３−１９９５に記載されている）。
【００６８】
相関色温度（ＣＣＴ）は、当業者にとって周知である照明量であり、ケルビンを単位とする。数値が大きくなるほど、光の青色含量が大きくなり、温度が低くなるほど、人工放射線源からの白色光が観測者に見えるようになる。ＣＣＴは、ＣＩＥ図において色温度がいわゆるプランク曲線を示す黒体放射体の概念に従う。
ルーメン等価量は、当業者にとって周知である照明量であり、ワットを単位とする特定の放射計放射電力における、光源のルーメン中の測光光束の規模を示す、ｌｍ／Ｗを単位とする。ルーメン等価量が大きくなるほど、光源は高効率になる。
ルーメンは、当業者にとって周知である測光照明量であり、放射線源により放射された可視光線放射総量の尺度である、光源の光束を記述するものである。光束が強くなるほど、光源は観測者から明るく見える。
【００６９】
ＣＩＥ  ｘおよびＣＩＥ  ｙは、光源の色を記述する手段となる、当業者にとって周知である標準ＣＩＥ色チャート（ここでは、標準観測者１９３１）における座標を意味する。
上記のすべてのパラメーターは、当業者にとって公知である方法を使用して、光源の発光スペクトルから計算することができる。
本明細書に記載された本発明のすべての変形形態は、個々の実施形態が相互に排他的でない限り、互いに組み合わせることができる。特に、本明細書の教示に基づいて、特に好ましい変形形態を得るために、本明細書に記載された各種変形形態を正確に組み合わせることは、慣例的な最適化の一部として、明白な作業である。以下の例は、本発明を例示し、特に、そのような記載された本発明の変形形態の例示的組み合わせの結果を示すことを意図している。ただし、それらの例は、いかなる意味でも、制限として解釈されるべきではなく、一般化を促すことを意図している。調製において使用するすべての化合物または構成成分は、公知であるか、商業的に入手できるか、または公知の方法によって合成することができる。例において示す温度は、常に℃で表示する。さらに、記載およびまた例の両方において、組成物において使用される成分の量は、常に合計１００％になることは、言うまでもない。百分率データは、常に所与の文脈において考えられるべきである。
【実施例】
【００７０】
本発明による蛍光体混合物の例
蛍光体変換ＬＥＤの構築および測定の基本手順
それぞれのＬＥＤ例に示した蛍光体構成成分１の質量ｍP1（単位：ｇ）を、それぞれのＬＥＤ例に示した蛍光体構成成分２の質量ｍP2（単位：ｇ）、それぞれのＬＥＤ例に示した蛍光体構成成分３の質量ｍP3（単位：ｇ）、およびそれぞれのＬＥＤ例に示した蛍光体構成成分４の質量ｍP4（単位：ｇ）と一緒に秤量し、自転公転ミキサー内で均一に混合する。
次いで、光透過性結合剤（例えば、シリコーン）を混合物に添加して混ぜ合わせ、光透過性結合剤中の蛍光体濃度をＣｐ（単位：質量％）で表すようにする。このようにして得た結合剤／蛍光体混合物を、自動ディスペンサーを使用して紫色発光半導体ＬＥＤの小片に適用し、熱供給により硬化させる。
ＬＥＤの特徴決定のために本例において使用する紫色発光半導体ＬＥＤは、４０５ｎｍ〜４１５ｎｍの範囲において発光波長を有し、３５０ｍＡの電流強度で動作する。
【００７１】
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＣＡＳ  １４０分光計およびそれに接続したＩＳＰ  ２５０積分球を使用して、ＬＥＤの測光特性決定を実施する。ＬＥＤは、波長に依存する分光出力密度の決定によって特徴決定される。ＬＥＤによって放射された光について得たスペクトルを使用して、ＤＩＮ  ＳＰＥＣ  ５０３１−１００に従い、ＣＩＥ  ｘおよびｙ色位置座標、相関色温度（ＣＣＴ）、および必要である場合、可視光Ｋmel,vの輝度またはメラノプシン収量（ｍｅｌａｎｏｐｉｃ  ｙｉｅｌｄ）を計算する。
【００７２】
表５は、再吸収可能ではない青色および緑色蛍光体または再吸収可能な緑色蛍光体を含む、冷白色光を放射するＬＥＤのＬＥＤ例１および２を示す。
【表５】
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ＬＥＤ例１および２は、再吸収可能ではない系と再吸収可能な系との比較を示し、これにより全体的効率の改善を実証することができる。図４は、ＬＥＤ例１および２の発光スペクトルを示す。
【００７３】
表６は、それぞれ低メラトニン抑制レベルおよび高メラトニン抑制レベルを有する昼白色光を放射するＬＥＤのＬＥＤ例３および４を示す。
【表６】
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ＬＥＤ例３および４は、実質的に同一の色位置を有し、異なるメラトニン抑制レベルを有し、したがって、２チャンネル照明システムにおいて本明細書に記載の態様で互いに組み合わせることができる、２つのＬＥＤスペクトルを示す。図５は、ＬＥＤ例３および４の発光スペクトルを示す。
【００７４】
表７は、それぞれ低メラトニン抑制レベルおよび高メラトニン抑制レベルを有する昼白色光を放射するＬＥＤのＬＥＤ例５および６を示す。
【表７】
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【００７５】
ＬＥＤ例５および６は、実質的に同一の色位置を有し、異なるメラトニン抑制レベルを有し、したがって、２チャンネル照明システムにおいて本明細書に記載の態様で互いに組み合わせることができる、２つのＬＥＤスペクトルを示す。図６は、ＬＥＤ例５および６の発光スペクトルを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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