JP2001320094A - 改善された光出力を有する白色光照明装置 - Google Patents

改善された光出力を有する白色光照明装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 白色光照明装置を提供する。 【解決手段】 白色光照明装置は、青色ＬＥＤ及び発光
材料を含む。かかる装置の光出力は、ＬＥＤの色座標と
発光材料の色座標とを結ぶ線がＣＩＥ色度図上の黒体軌
跡に接近している場合に向上する。ＬＥＤは、４７０〜
５００ｎｍの範囲内のピーク発光波長を有し得る。発光
材料は、(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3Ａｌ5Ｏ12（ただし、
０．７＞ｘ＞０．４かつ０．１＞ｚ＞０である）であり
得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】本発明は白色光照明装置に関するもので
あって、更に詳しく言えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）
から放出された青色光を白色光に変換するためのセラミ
ックＹＡＧ：Ｃｅ：Ｇｄ蛍光体に関する。
【０００２】白色発光ＬＥＤは、液晶ディスプレイにお
けるバックライトとして使用されると共に、小型の常用
ランプ及び蛍光ランプの代替品として使用されている。
エス・ナカムラ(S. Nakamura) 等の著書「ザ・ブルー・
レーザ・ダイオード(The Blue Laser Diode)」（スプリ
ンガー社、１９９７年）の第１０．４章２１６〜２２１
頁に記載されているごとく、白色発光ＬＥＤは青色発光
半導体ＬＥＤの出力面上にセラミック蛍光体層を形成す
ることによって製造される。なお、上記参考書の記載内
容は引用によって本明細書中に組込まれる。従来、青色
発光ＬＥＤはＩｎＧａＮ単一量子井戸型ＬＥＤであり、
また蛍光体は式Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+のセリウム添加イ
ットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）である。
ＬＥＤから放出された青色光は蛍光体を通して伝達さ
れ、そして蛍光体から放出された黄色光と混合される。
観察者は、青色光と黄色光との混合物を白色光として感
知する。
【０００３】青色発光ＬＥＤ、黄色発光ＹＡＧ蛍光体、
及びＬＥＤと蛍光体との白色合成出力の色度座標は、図
１に示されるごとく、公知のＣＩＥ色度図上にプロット
することができる。色度座標及びＣＩＥ色度図は、幾つ
かの教科書中に詳しく説明されている。かかる教科書の
実例としては、ケイ・エッチ・バトラー(K.H. Butler)
著「フルオレセント・ランプ・ホスファーズ(Fluoresce
nt Lamp Phosphors)」（ペンシルヴェニア州立大学出版
局、１９８０年）の９８〜１０７頁、及びジー・ブラッ
セ(G. Blasse) 等著「ルミネセント・マテリアルズ(Lum
inescent Materials) 」（スプリンガー・フェアラーク
社、１９９４年）の１０９〜１１０頁が挙げられる。な
お、これらの教科書の記載内容は引用によって本明細書
中に組込まれる。図１に示されるごとく、白色発光のた
めに使用される従来の青色発光ＬＥＤの色度座標は図１
中のＣＩＥ色度図上の円１内に位置する。換言すれば、
ＬＥＤの色度座標は円１内のただ１つの点によって表わ
されるのであって、個々の点の位置はＬＥＤのピーク発
光波長に依存する。
【０００４】ＹＡＧ：Ｃｅ3+蛍光体の色度座標は、Ｙ格
子部位におけるＧｄドーパントのレベル及び（又は）Ａ
ｌ格子部位におけるＧａドーパントのレベルに応じ、図
１中の線３に沿った点によって表わされる。たとえば、
高レベルのＧｄドーパント及び（又は）低レベルのＧａ
ドーパントを含有するＹＡＧ蛍光体の色度座標は点５に
位置することがある一方、低レベルのＧｄドーパント及
び（又は）高レベルのＧａドーパントを含有するＹＡＧ
蛍光体の色度座標は点７に位置することがある。また、
中間レベルのＧｄ及び（又は）Ｇａドーパントを含有す
るＹＡＧ蛍光体の色度座標は線３に沿って点５及び７の
間の点（たとえば、点９、１１、１３又は１５）に位置
することがある。
【０００５】青色ＬＥＤ及びＹＡＧ蛍光体の合成出力の
色度座標は、図１のＣＩＥ色度図上の（線１７及び１９
を境界する）扇形領域内において変化し得る。換言すれ
ば、ナカムラ等の教科書の２２０頁に記載されているご
とく、ＬＥＤ及び蛍光体の合成色度座標は図１中の円
１、線３、線１７及び線１９を境界とする領域内のいず
れかの点であり得る。とは言え、ナカムラ等によって記
載されたＬＥＤ−蛍光体系は幾つかの欠点を有してい
る。
【０００６】図１に示されるごとく、ＣＩＥ色度図は線
２１によって表わされる公知の黒体軌跡（ＢＢＬ）を含
んでいる。ＢＢＬに沿って位置する色度座標（すなわ
ち、色点）は、プランクの方程式Ｅ(λ)＝Ａλ-5/(ｅ
(B/T)−１)に従う。式中、Ｅは発光強度、λは発光波
長、Ｔは黒体の色温度、そしてＡ及びＢは定数である。
図１中のＢＢＬ上には、色温度Ｔ（単位Ｋ）の様々な値
が示されている。更にまた、ＢＢＬ上又はその近傍に位
置する色点又は色度座標は、観察者にとって快い白色光
を生み出す。典型的な白色照明光源は、２５００〜７０
００Ｋの範囲内の色温度を持ったＢＢＬ上の色度点を有
するように選ばれる。たとえば、３９００Ｋの色温度を
持ったＢＢＬ上の点を有するランプは「自然白色」と表
示され、また３０００Ｋの色温度を持ったものは「標準
温白色」と表示される。なお、ＢＢＬから遠く離れて位
置する色点又は色度座標は観察者にとって白色光と認め
られ難くなる。従って、図１中に示されたＬＥＤ−蛍光
体系は線１７及び１９の間に多くの色点又は色度座標を
含むが、それらは照明用途のために適格な白色光を生み
出すことはない。
【０００７】白色光源として有用であるためには、ＬＥ
Ｄ−蛍光体系の色度座標はＢＢＬ上又はその近傍に位置
することが必要である。ＬＥＤ−蛍光体系の光出力は、
蛍光体の製造に際して頻繁かつ日常的に起こる所望のパ
ラメータからの避け難い偏差（すなわち、製造上の系統
誤差）のために大きく変動する。
【０００８】たとえば、ＬＥＤ−蛍光体系の光出力は蛍
光体の厚さに対して非常に敏感である。蛍光体が薄過ぎ
ると、ＬＥＤから放出された青色光が所望以上の量で蛍
光体を透過してしまう。ＬＥＤの出力が優勢となるた
め、ＬＥＤ−蛍光体系の合成光出力は青味がかって見え
る。このような場合、系の出力波長の色度座標はＬＥＤ
の色度座標に近接して位置していて、ＣＩＥ色度図上の
ＢＢＬからは遠去かっている。それに対し、蛍光体が厚
過ぎると、厚い蛍光体層を透過するＬＥＤからの青色光
が所望量より少なくなる。その場合、蛍光体の黄色の出
力が優勢となるため、ＬＥＤ−蛍光体系の合成光出力は
黄色味がかって見える。
【０００９】それ故、蛍光体の厚さは系の色出力に影響
を及ぼす重要な変数である。残念ながら、蛍光体の厚さ
はＬＥＤ−蛍光体系の大規模生産に際して制御するのが
困難であって、蛍光体厚さの変動は白色光照明用途に適
さない系出力又は白色以外の色（すなわち、青味がかっ
た色や黄色味がかった色）に見える系出力をもたらすこ
とが多い。その結果、ＬＥＤ−蛍光体系の製造歩留りは
許容し得ないほどに低くなることがある。
【００１０】図２は、点２３に色度座標を有する青色発
光ＬＥＤ上に、点１１に色度座標を有する従来のＹＡ
Ｇ：Ｃｅ3+蛍光体層を配置して成る系のＣＩＥ色度図で
ある。従って、この系の色度座標は図２中の点１１及び
２３を結ぶ線２５に沿って位置している。蛍光体層が白
色光を生み出すために必要な厚さよりも薄ければ、蛍光
体層を透過するＬＥＤからの青色光が多くなり過ぎ、そ
して系の光出力の色度座標は（たとえば、点２７のよう
に）ＢＢＬより低くなってＬＥＤの座標に近付く。この
系の出力は青味がかって見える。蛍光体層が白色光を生
み出すために必要な厚さよりも厚ければ、蛍光体層によ
って吸収されるＬＥＤからの青色光が多くなり過ぎ、そ
して系の色度座標は（たとえば、点２９のように）ＢＢ
Ｌより高くなって蛍光体の座標に近付く。この系の出力
は黄色味がかって見える。系の色度座標がＢＢＬ上（点
３１）又はその近傍に位置するのは、蛍光体層の厚さが
適格な白色光を生み出すために必要な厚さにほぼ正確に
等しくなった場合だけである。このように、図２は系の
色出力が蛍光体層の厚さの変動に敏感であることを示し
ている。
【００１１】更にまた、従来のＬＥＤ−蛍光体系はその
他の欠点をも有している。ＢＢＬ上又はその近傍に色度
座標を有する様々な色温度の白色光照明装置（すなわ
ち、照明目的のために適格な白色光を生み出す装置）を
得るためには、蛍光体の組成を変えなければならない。
たとえば、従来の系が図２中の点１１に色度座標を有す
る組成の蛍光体を含む場合、かかる特定の蛍光体を含む
ＬＥＤ−蛍光体系がＢＢＬの近傍（すなわち、線２７上
の点３１の近傍）に色度座標を有するのは、約５８００
〜６８００Ｋの狭い色温度範囲内に限られる。この範囲
外の色温度に関しては、上記のごとき特定の蛍光体組成
を有する系は照明用途のために適格な白色光を生み出さ
ない。それ故、５８００〜６８００Ｋの範囲外の所望の
色温度に関して照明用途のために適格な白色光を生み出
す系を得るためには、蛍光体の組成を変えなければなら
ない。蛍光体組成の所要の変化は、製造プロセスの経費
及び複雑度を増大させる。本発明は、上記のごとき問題
を解消又は少なくとも軽減しようとするものである。
【００１２】
【発明の概要】本発明の一側面に従えば、放射源と発光
材料とを含む白色光照明装置において、放射源の発光ス
ペクトルがＣＩＥ色度図上の第１の点を表わし、発光材
料の発光スペクトルがＣＩＥ色度図上の第２の点を表わ
し、そして第１の点と第２の点とを結ぶ第１の線がＣＩ
Ｅ色度図上の黒体軌跡に接近していることを特徴とする
装置が提供される。
【００１３】本発明の別の側面に従えば、(Ａ1-xＧｄx)
3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅ（式中、ＡはＹ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＬａの
うちの少なくとも１者を含み、ＤはＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ及
びＩｎのうちの少なくとも１者を含み、Ｅは酸素を含
み、かつｘ＞０．４である）を含む発光材料と、４７０
ｎｍより大きいピーク発光波長を有する発光ダイオード
とを含む白色光照明装置が提供される。
【００１４】本発明の更に別の側面に従えば、放射源と
発光材料とを含む白色光照明装置の製造方法において、
ＣＩＥ色度図上の黒体軌跡に接近している第１の線を選
択する工程と、第１の線上の第１の点によって表わされ
る発光スペクトルを有するように放射源を形成する工程
と、第１の線上の第２の点によって表わされる発光スペ
クトルを有するように発光材料を形成する工程とを含む
ことを特徴とする方法が提供される。
【００１５】
【好適な実施の態様の詳細な説明】先行技術における問
題点を考慮すれば、装置の製造プロセス中における誤差
（特に、発光材料の厚さの誤差や変動）に対してより敏
感でない色出力を与えるような放射源−発光材料白色光
照明装置を得ることが望ましい。更にまた、発光材料の
組成を変化させることなしに広範囲の色温度に関して照
明目的のために適格な白色光を与え得るような放射源−
発光材料白色光照明装置を得ることも望ましい。なお、
放射源はＬＥＤから成ることが好ましい。
【００１６】本発明者等は、ＬＥＤの色度座標を表わす
点と発光材料の色度座標を表わす点とを結ぶ線がＣＩＥ
色度図上の黒体軌跡に接近している時、ＬＥＤ−発光材
料系の光出力が製造時の誤差に対してより敏感でなくな
ることを発見した。更にまた、かかる系は発光材料の組
成を変化させることなしに広範囲の色温度に関して照明
目的のために適格な白色光を与えることができる。
【００１７】「発光材料」という用語は、粉末状の発光
材料（蛍光体）及び固体状の発光材料（シンチレータ）
を包括するものである。「ＬＥＤの色度座標」という用
語は、ＣＩＥ色度図上におけるＬＥＤの発光スペクトル
の色度座標を指す。「発光材料の色度座標」という用語
は、ＣＩＥ色度図上における発光材料の発光スペクトル
の色度座標を指す。
【００１８】ＬＥＤの色度座標と発光材料の色度座標と
を結ぶ線がＢＢＬ曲線に接近するのには、様々なやり方
がある。本発明の好適な実施の一態様に従えば、図３及
び４に示されるごとく、ＢＢＬ曲線と２回交わる線はＢ
ＢＬ曲線に接近しているものである。図４は、図３の中
央部分を拡大したものである。たとえば、線３３は点３
５及び３７においてＢＢＬ曲線２１と２回交わってい
る。線３３は、ＬＥＤの色度座標３９と発光材料の色度
座標４１とを結ぶものである。勿論、線３３はもっぱら
例示を目的として示されている。様々なＬＥＤの色度座
標と様々な発光材料の色度座標とを結びかつＢＢＬ曲線
と２回交わる線は、それ以外にも数多く存在し得る。た
とえば、線４３に沿ってＬＥＤのピーク発光波長（従っ
て色度座標）を変化させるか、あるいは線３に沿って発
光材料のピーク発光波長を変化させることにより、かか
る線の勾配を変化させることができる。
【００１９】照明用途のために適格と見なされる白色光
源は、ＢＢＬに対して通例±０．０１ｙ軸単位の範囲内
にあり、また好ましくは±０．００５ｙ軸単位の範囲内
にある。「ｙ軸単位」とは、ＣＩＥ色度図のｙ軸に沿っ
た単位である。ＢＢＬ曲線と２回交わる線（たとえば、
線３３）がＢＢＬ曲線に接近している理由は、この線上
の多くの点がＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸単位以下好ま
しくは０．００５ｙ軸単位以下しか離れていないからで
ある。
【００２０】たとえば、約７０００〜３５００Ｋの間に
位置する線３３上の任意の点は観察者にとって白色に見
え、従って適格な白色光源に対応している。なぜなら、
これらの点はＢＢＬ曲線２１から０．０１ｙ軸単位以下
しか離れていない色度座標を含むＣＩＥ色度図の空間を
規定する線４５及び４７の間に位置しているからであ
る。
【００２１】線３３がＢＢＬ曲線と交わる際には、図４
に示されるごとく、それが少なくとも２０００Ｋだけ離
れた色温度に対応しかつＢＢＬ曲線２１から０．０１ｙ
軸単位以下しか離れていない２つの点を含むようにする
ことが好ましい。たとえば、約６０００Ｋ及び４０００
Ｋの温度にそれぞれ対応する点４９及び５１は、ＢＢＬ
曲線２１から０．０１ｙ軸単位以下しか離れることなく
線３３上に位置している。点４９及び５１の間において
線３３上に存在する点もまた、図４に示されるごとく、
ＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸単位の範囲内において線４
５及び４７の間に位置している。従って、これら全ての
点が照明用途のために適格な白色光源に対応している。
更にまた、約１０８００Ｋ及び３８００Ｋ（点５３）の
色温度に対応する線３３上に任意の点に色度座標を有す
る系を選択することにより、発光材料の組成を変化させ
ることなしに広範囲の色温度を有する白色光照明装置を
得ることが可能となる。
【００２２】線３３がＢＢＬ曲線と交わる際には、図５
に示されるごとく、それが少なくとも２０００Ｋだけ離
れた色温度に対応しかつＢＢＬ曲線２１から０．００５
ｙ軸単位以下しか離れていない２つの点を含むようにす
ることが最も好ましい。たとえば、約６０００Ｋ及び４
０００Ｋの温度にそれぞれ対応する点４９及び５１は、
ＢＢＬ曲線２１から０．００５ｙ軸単位以下しか離れる
ことなく線３３上に位置している。点４９及び５１の間
において線３３上に存在する点もまた、図５に示される
ごとく、ＢＢＬ曲線から０．００５ｙ軸単位の範囲内に
おいて線５５及び５７の間に位置している。従って、こ
れら全ての点が照明用途のために適格な白色光源に対応
している。
【００２３】それに対し、従来の線２５に沿って４００
０Ｋと６０００Ｋとの間に位置する色度座標の大部分は
ＢＢＬから０．０１ｙ軸単位の範囲内に存在していな
い。たとえば、従来の線２５上において約５２００Ｋ
（図４中の点５９）と６４００Ｋ（図４中の点６１）と
の間に位置する色度座標のみがＢＢＬから０．０１ｙ軸
単位の範囲内に存在している。更にまた、従来の線２５
上において約５７７０Ｋ（図５中の点６３）と６７８０
Ｋ（図５中の点６４）との間に位置する色度座標のみが
ＢＢＬから０．００５ｙ軸単位の範囲内に存在してい
る。５２００Ｋより低い相関色温度を有する到達可能な
色度座標（点５９より上方の色度座標）は、ＢＢＬから
０．０１ｙ軸単位より遠く離れて位置している（すなわ
ち、ＢＢＬから０．０１ｙ軸単位の距離を規定する線４
５よりも上方に位置している）。それ故、点５９より上
方に位置する線２５上の点は照明用途のために適格な白
色光源に対応しない。従って、本発明の第１の好適な実
施の態様に比べ、従来の系は製造上の誤差に対してより
敏感である。更にまた、５２００〜６４００Ｋの範囲外
の色温度に対応する色度座標を有すると共に照明用途の
ために適格な装置を得るためには、従来の系における蛍
光体の組成を変化させなければならない。
【００２４】本発明の第２の好適な実施の態様に従え
ば、図６に示されるごとく、ＢＢＬ曲線に接近する線が
ＢＢＬ曲線に対して接している。たとえば、線６５はＢ
ＢＬ曲線に対して接している。勿論、線６５はもっぱら
例示を目的として示されている。様々なＬＥＤの色度座
標と様々な発光材料の色度座標とを結びかつＢＢＬ曲線
に対して接している線は、それ以外にも数多く存在し得
る。たとえば、線４３に沿ってＬＥＤのピーク発光波長
を変化させるか、あるいは線３に沿って発光材料のピー
ク発光波長を変化させることにより、かかる線の勾配を
変化させることができる。
【００２５】ＢＢＬ曲線に対して接する線（たとえば、
線６５）がＢＢＬ曲線に接近している理由は、この線上
の多くの点がＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸単位以下好ま
しくは０．００５ｙ軸単位以下しか離れていないからで
ある。たとえば、約６５００〜３５００Ｋの間に位置す
る線６５上の任意の点は線４５及び４７の間に位置して
いるから、適格な白色光に対応している。線６５がＢＢ
Ｌ曲線に接する際には、それが少なくとも２０００Ｋだ
け離れた色温度に対応しかつＢＢＬ曲線２１から０．０
１ｙ軸単位以下好ましくは０．００５ｙ軸単位以下しか
離れていない２つの点を含むようにすることが好まし
い。たとえば、４０００Ｋ及び４０００Ｋの色温度に対
応する点間においてＣＩＥ色度図中の線６５上に位置す
る点は、図６中の線４５及び４７の間に位置している。
換言すれば、点６６及び６７の間において線６５上に存
在する全ての点は、図６に示されるごとく、ＢＢＬ曲線
から０．０１ｙ軸単位の範囲内に（すなわち、線４５及
び４７の間に）位置している。従って、点６６及び６７
の間において線６５上に存在する全ての点が照明用途の
ために適格な白色光に対応している。
【００２６】本発明の第３の好適な実施の態様に従え
ば、ＢＢＬ曲線に接近している線が、少なくとも２００
０Ｋだけ離れかつＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸単位以下
しか離れていない２つの点を含む。たとえば、図６に示
されるごとく、線６８は６０００Ｋ及び４０００Ｋの色
温度にそれぞれ対応しかつＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸
単位以下しか離れていない（すなわち、線４５及び４７
の間に位置している）２つの点６９及び７０を含んでい
る。勿論、線６８はもっぱら例示を目的として示されて
いる。様々なＬＥＤの色度座標と様々な発光材料の色度
座標とを結ぶと共に、少なくとも２０００Ｋだけ離れか
つＢＢＬ曲線から０．０１ｙ軸単位以下しか離れていな
い２つの点を含むような線は、それ以外にも数多く存在
し得る。たとえば、線４３に沿ってＬＥＤのピーク発光
波長を変化させるか、あるいは線３に沿って発光材料の
ピーク発光波長を変化させることにより、かかる線の勾
配を変化させることができる。更にまた、ＢＢＬ曲線に
接近している線はＢＢＬ曲線２１と線４７との間にも位
置し得る。
【００２７】線がＢＢＬ曲線に接近するやり方は、第
１、第２及び第３の好適な実施の態様に関連して記載さ
れたもの以外にも存在し得ることを理解すべきである。
ＬＥＤ−発光材料系から放出される光のＣＩＥ色度座標
はｘ＝０．３１かつｙ＝０．３３（Ｔ＝６７００Ｋ又は
「昼光色」）からｘ＝０．４４かつｙ＝０．４（Ｔ＝３
０００Ｋ又は「標準温白色」）までの範囲内にあること
が好ましい。とは言え、所望ならば、かかる系から放出
される光は白色に対応すると考えられるその他の色度座
標を有していてもよい。
【００２８】本発明の第１の好適な特徴に従えば、発光
材料は(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅを含む。式中、Ａは
Ｙ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＬａのうちの少なくとも１者を含
み、ＤはＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの少なくとも
１者を含み、Ｅは酸素を含み、かつｘ＞０．４である。
本発明の第２の好適な特徴に従えば、発光ダイオードは
４７０ｎｍより大きいピーク発光波長を有する発光ダイ
オードから成ることが好ましい。なお、かかるピーク発
光波長は４７０〜５００ｎｍの範囲内にあることが好ま
しく、また４７５〜４８０ｎｍの範囲内にあること（た
とえば、４７８ｎｍであること）が最も好ましい。本発
明の第３の好適な特徴に従えば、白色光照明装置は第１
の好適な特徴に基づく発光材料と第２の好適な特徴に基
づく発光ダイオードとを含んでいる。
【００２９】第１の好適な特徴に基づく発光材料におい
ては、Ｃｅイオンは賦活剤イオンとして作用し、そして
発光材料から黄色の光を放出させるために役立つ。Ｇｄ
イオンは、照明装置からの出力の色（すなわち、色度座
標）に影響を及ぼす。本発明者等は、Ｇｄイオンの原子
比（すなわち、ｘ）が０．４より大きい場合、発光材料
から放出される光の色度座標はこれらの色度座標とＬＥ
Ｄの色度座標とを結ぶ線をＢＢＬ曲線に接近させる。た
とえば、ｘ＞０．４であるような(Ａ1-xＧｄx) 3Ｄ
5Ｅ12：Ｃｅ発光材料は概して図１中の点５及び１５の
間に位置する色度座標を持った光を放出する。Ｇｄをほ
とんど若しくは全く含有しない発光材料に比べ、高いＧ
ｄ含量は発光材料の効率を数パーセントだけ低下させ
る。しかしながら、Ｇｄ含量を増加させることによって
達成し得る照明装置の製造歩留りの向上が装置効率の僅
かな低下を補う。
【００３０】発光材料は、Ｇａを全く含有しないか、あ
るいは痕跡量のＧａしか含有せず、そして(Ｙ1-x-zＧｄ
xＣｅz)3Ａｌ5Ｏ12（ただし、０．７＞ｘ＞０．４、か
つ０．１＞ｚ＞０である）から成ることが好ましい。と
は言え、所望ならば、ｘの値を最大０．８まで増大させ
ることができる。発光材料はまた、その他の元素を含有
することもある。たとえば、発光材料の製造に際してフ
ッ素含有融剤（たとえば、フッ化アンモニウム、ＹＦ3
又はＡｌＦ3 ）が使用される場合、発光材料は少量のフ
ッ素を含有することがある。なお、発光材料は(Ｙ0.37
Ｇｄ0.6Ｃｅ0.03)3Ａｌ5Ｏ12 蛍光体から成ることが最
も好ましい。とは言え、所望ならば、発光材料はシンチ
レータから成っていてもよい。
【００３１】第２の好適な特徴に基づくＬＥＤは、４７
０ｎｍより大きいピーク発光波長を有すると共に、それ
から放出される放射を発光材料に入射させた場合に白色
光を生み出し得るような任意のＬＥＤから成り得る。換
言すれば、かかるＬＥＤは任意適宜のIII−Ｖ、II−VI
又はIV−IV半導体層に基づく半導体ダイオードから成り
得る。かかるＬＥＤは、ＧａＮ、ＺｎＳｅ又はＳｉＣか
ら成る少なくとも１つの半導体層を含有することが好ま
しい。また、かかるＬＥＤは４７０ｎｍより大きくかつ
５００ｎｍより小さいピーク発光波長を持ったＩｎＧａ
Ｎのｐ−ｎ接合を有する単一量子井戸型ＬＥＤから成る
ことが最も好ましい。とは言え、多重量子井戸型のＬＥ
Ｄ又は量子井戸を持たないＬＥＤを使用することもでき
る。なお、４７５〜４８０ｎｍ（たとえば、４７８ｎ
ｍ）のピーク発光波長が最も好適である。図３及び５中
の線４３に沿って４７０〜５００ｎｍの間に位置するピ
ーク発光波長は、ＬＥＤの色度座標と発光材料の色度座
標とを結ぶ線をＢＢＬ曲線に接近させる。
【００３２】本発明の第３の好適な特徴に従えば、発光
材料は(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅ（ただし、ｘ＞０．
４である）を含むと共に、ＬＥＤのピーク発光波長は４
７０ｎｍより大きいことが最も好ましい。この場合、発
光材料の色度座標とＬＥＤの色度座標とを結ぶ線は、第
１、第２及び第３の好適な実施の態様に関連して上記に
記載されたごとくにしてＢＢＬ曲線に接近する。更にま
た、図３〜６に示された光出力の色度座標を有する発光
材料が(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅ（ただし、ｘ＞０．
４である）を含むと共に、やはり図３〜６に示された色
度座標を有するＬＥＤが４７０ｎｍより大きいピーク発
光波長を有する場合、線３３、６５及び６８は図３〜６
中のＢＢＬ曲線２１に接近する。
【００３３】それに対し、従来のＬＥＤ−蛍光体白色光
照明装置においては、図１及び２中の円１によって示さ
れるごとく、高々４６５ｎｍの好適なピーク発光波長を
有する青色のＬＥＤが使用されていた。更にまた、先行
技術においては、高いＧｄ含量を有するＹＡＧ：Ｃｅ3+
蛍光体は好ましくなかった。なぜなら、低いＧｄ含量を
有する蛍光体に比べ、高いＧｄ含量は装置の効率を低下
させるからである。かかる従来の装置においては、蛍光
体の色度座標とＬＥＤの色度座標とを結ぶ線はＢＢＬ曲
線に接近するものではなかった。
【００３４】本発明の好適な実施の態様に係わる照明装
置（下記表１に示す）が、ナカムラの教科書中に開示さ
れた従来の照明装置（下記表２に示す）と比較される。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】表１及び２に示された計算結果からわかる
通り、本発明の好適な実施の態様に係わる典型的な装置
によれば、ＢＢＬから０．０１ｙ軸単位の範囲内（好ま
しくは０．００５ｙ軸単位の範囲内）に位置する色度座
標を持った光は先行技術に係わる装置（約５８００〜６
８００Ｋ）の場合よりも広い色温度範囲（約３８００〜
１０８００Ｋ）にわたって放出される。従って、本発明
の好適な実施の態様に係わる装置は従来の装置よりも発
光材料の厚さの誤差及び変動に対して敏感でない。これ
は、従来の装置に比べ、本発明に従って製造される装置
に関する製造歩留りの向上をもたらす。
【００３８】たとえば、装置から放出される光の所望の
色が図４中の点３１及び４９の近傍に位置する色度座標
に対応するものと仮定しよう。所望の色を得るために
は、発光材料の厚さは所定値に等しくなければならな
い。しかるに、製造誤差のため、発光材料は所定値より
も大きい厚さを有するように製造されることがある。
【００３９】発光材料の厚さが所定値より大きいと、装
置の色度座標は発光材料の色度座標とＬＥＤの色度座標
とを結ぶ線に沿って発光材料の色度座標の方向に（すな
わち、図３中の線３に向かって）移動する。たとえば、
第１の好適な実施の態様に係わる装置の色度座標は線３
３に沿って点４９から図３中の線３上の点４１の方向に
移動する。同様に、従来の装置の色度座標は線２５に沿
って点４９から線３上の点１１の方向に移動する。
【００４０】図３及び４に示されるごとく、適格な白色
の装置出力を維持しながら許される所定値からの発光材
料の厚さの偏差という点から見ると、第１の好適な実施
の態様に係わる装置は従来の装置よりも大きい偏差を許
す。たとえば、厚さが変動した場合、第１の好適な実施
の態様に係わる装置の色度座標は適格な白色の装置出力
を維持しながら（すなわち、装置の色度座標を線４５及
び４７の間に維持しながら）線３３と線４５との交点で
ある点５３まで移動し得る。それに対し、やはり厚さが
変動した場合、従来の装置の色度座標は照明用途のため
に適格な白色の装置出力を維持しながら点５９までしか
移動し得ない。厚さがそれ以上に変動すると、従来の装
置の出力は照明用途のために不適格なものとなる（すな
わち、装置の色度座標は点５９と点１１との間に存在す
るが、これは図３及び４中の線４５よりも上方に位置す
ることになる）。
【００４１】従来の装置に対する同様な利点は、本発明
のその他の好適な実施の態様に関しても得ることができ
るし、また発光材料の厚さが所定値より小さい場合にも
得ることができる。このように場合には、色度座標が
（線３に向かって）右方に移動する代りに（線４３に向
かって）左方に移動するだけである。更にまた、本発明
の好適な実施の態様に係わる装置は、発光材料の組成を
変化させることなく、従来の装置よりも広い範囲の色温
度に関して照明用途のために適格な白色光を生み出すこ
とができる。
【００４２】本発明の好適な実施の態様に係わる白色光
照明装置は、様々な構造を有し得る。１つの好適な構造
が図７に略示されている。かかる照明装置は、ＬＥＤチ
ップ７１と、そのＬＥＤチップに対して電気的に接続さ
れたリード線７３とを含んでいる。リード線７３はより
太いリードフレーム７５によって支持された細い導線か
ら成っていてもよいし、あるいはリードフレームを省略
してリード線自体が自立した電極を成していてもよい。
リード線７３はＬＥＤチップ７１に電流を供給し、それ
によってＬＥＤチップ７１から光（たとえば、４７０〜
５００ｎｍの波長を有する青色又は青緑色の光）を放出
させる。
【００４３】ＬＥＤチップ７１は、ＬＥＤチップ及び封
入材料７９を包囲するシェル７７の内部に封入されてい
る。シェル７７は、たとえば、透明なガラス又はプラス
チックから成り得る。封入材料は、たとえば、エポキシ
樹脂又は高分子材料（たとえば、シリコーン）であり得
る。とは言え、とは言え、加工を簡略化するためにシェ
ル又は封入材料を省略することもできる。更にまた、シ
ェルを不透明な下方部分とガラス、プラスチック又は開
口から成る上方部分とから構成することもできる。更に
また、シェル７７は図中に示された形状以外にも任意所
望の形状を有することができる。ＬＥＤチップ７１は、
たとえば、リードフレーム７５、自立した電極、シェル
７７の底部、あるいはシェル又はリードフレームに取付
けられた台座によって支持することができる。
【００４４】かかる照明装置の第１の好適な構造は、発
光材料８１を含んでいる。発光材料は、ＬＥＤチップに
隣接して形成された(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅ蛍光体
又はシンチレータ（ただし、ｘ＞０．４である）から成
り得る。発光材料８１が蛍光体である場合には、かかる
蛍光体をＬＥＤチップ７１の発光面上に直接に塗布する
ことができる。発光材料８１が固形シンチレータである
場合には、かかるシンチレータをＬＥＤチップ７１の発
光面に固定することができる。シェル７７及び封入材料
７９は、白色光８３がそれらを透過し得るように透明で
なければならない。
【００４５】図８は、本発明の第２の好適な構造を示し
ている。発光材料８１をＬＥＤチップ７１上に形成する
代りに封入材料７９の内部に散在させた点を除けば、図
８の構造は図７の構造と同じである。かかる発光材料８
１は、封入材料７９の単一領域内に散在した蛍光体粉末
又は封入材料の全域にわたって散在した蛍光体粉末から
成り得る。ＬＥＤチップ７１から放出された青色又は青
緑色の光８５が蛍光体８１から放出された黄色の光と混
合する結果、それは白色光８３に見える。
【００４６】図９は、本発明の第３の好適な構造を示し
ている。発光材料８１をＬＥＤチップ７１上に形成する
代りにシェル７７上に塗布した点を除けば、図９の構造
は図７の構造と同じである。かかる発光材料８１はシェ
ル７７の内面上に塗布された蛍光体であることが好まし
いが、所望ならば、シェルの外面上に発光材料を塗布す
ることもできる。蛍光体８１は、シェルの表面全体に塗
布してもよいし、あるいはシェルの表面の上方部分のみ
に塗布してもよい。ＬＥＤチップ７１から放出された青
色又は青緑色の光８５が蛍光体８１から放出された黄色
の光と混合する結果、それは白色光８３に見える。
【００４７】あるいはまた、シェル７７をシンチレータ
状の発光材料８１で作製することもできる。勿論、図７
〜９の実施の態様を組合わせることもできるのであっ
て、発光材料を２つ又は３つの位置に配置したり、ある
いはその他任意適宜の位置（たとえば、シェルから離隔
した位置又はＬＥＤ中に組込まれた位置）に配置するこ
ともできる。
【００４８】本発明の第４の好適な実施の態様に従え
ば、白色光照明装置は次のような方法によって製造され
る。先ず最初に、ＢＢＬに接近している線が選択され
る。たとえば、本発明の第１、第２又は第３の実施の態
様に係わる線はＢＢＬに接近しているものである。とは
言え、ＢＢＬに接近しているものであれば、その他の線
を選択することもできる。選択された線に基づき、ＢＢ
Ｌに接近している線上の一点によって表わされる発光ス
ペクトルを有するＬＥＤが形成される。更にまた、選択
された線に基づき、ＢＢＬに接近している線上の別の点
によって表わされる発光スペクトルを有する発光材料が
形成される。
【００４９】第４の好適な実施の態様に係わる方法にお
いては、「形成される」又は「形成する」という用語
は、ＬＥＤ及び（又は）発光材料を製造することばかり
でなく、既存のＬＥＤ及び（又は）既存の発光材料を白
色光照明装置内に配置することをも意味する。たとえ
ば、装置の一部としてＬＥＤを「形成する」ためには、
ＢＢＬに接近している線上の一点によって表わされるピ
ーク発光波長を有する既存のＬＥＤを選択又は購入し、
次いでそのＬＥＤを白色光照明装置内に配置すればよ
い。かかるＬＥＤチップは、シェル内に配置してからリ
ード線に接続すればよい。更にまた、ＢＢＬに接近して
いる単一の線に基づいて複数のＬＥＤ及び（又は）発光
材料を形成することもできる。たとえば、ＢＢＬに接近
している単一の線を選択した後、こうして選択された単
一の線に基づいて複数のＬＥＤ及び（又は）発光材料を
製造又は選択し、そして照明装置内に配置することがで
きる。
【００５０】蛍光体としての形態を有する発光材料は、
たとえば、液相（融剤）法又は固態法のごとき任意のセ
ラミック粉末法によって製造することができる。蛍光体
の製造方法は、次のような方法から成ることが好まし
い。先ず最初に、蛍光体材料の原料化合物をるつぼ又は
別の適当な容器（たとえば、ボールミル）内で混合する
ことによって第１の複合粉末が生成される。蛍光体の好
適な原料化合物は、化学量論的な量の酸化セリウム（Ｃ
ｅＯ2 ）、酸化ガドリニウム（ＧｄＯ2 ）、酸化イット
リウム（Ｙ2Ｏ3）及びアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）から成る。
所望ならば、蛍光体の視感度及び効率を向上させるた
め、フッ化アンモニウム、フッ化イットリウム（Ｙ
Ｆ3 ）及び（又は）フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）の
ごとき融剤を好ましくは生成する蛍光体１モル当り０．
０２〜０．２モル％の濃度で添加することもできる。融
剤の使用の結果、ＹＡＧ：Ｃｅ：Ｇｄ蛍光体中には少量
の残留フッ素が含まれる。あるいはまた、希土類元素を
酸性溶液から共沈させることによって複合希土類酸化物
粉末を生成させ、次いでそれをアルミナ粉末及び（所望
に応じ）ＡｌＦ3 のごとき融剤と混合することもでき
る。
【００５１】次に、こうして配合された第１の粉末を炉
又はるつぼ内において１０００〜１６００℃で約２〜１
０時間にわたり（好ましくは１５００℃で６時間にわた
り）焼結することによって焼結体又はケークが形成され
る。ＡｌＦ3 融剤が使用される場合、かかる焼結は還元
雰囲気（たとえば、生成ガス又は木炭蒸気）中において
行うことが好ましい。次いで、焼結体を粉砕することに
よって第２の粉末が生成される。第２の粉末は約６ミク
ロンの平均粒度を有するように粉砕することが好まし
い。なお、第２の粉末はプロパノール又は水を摩砕媒体
として摩砕し、次いで乾燥することが好ましい。とは言
え、その他の摩砕媒体（たとえば、メタノール）を使用
することもできる。
【００５２】次いで、第２の粉末が白色光照明装置内に
配置される。その際には、本発明の第１、第２及び第３
の好適な構造に関連して上記に記載された通り、第２の
粉末をＬＥＤチップ上に配置するか、封入材料中に散在
させるか、あるいはシェルの表面上に塗布することがで
きる。なお、第２の粉末と液体とから成る懸濁液をＬＥ
Ｄチップ上又はシェル表面上に塗布することが好まし
い。かかる懸濁液はまた、所望に応じ、溶剤に溶解され
た結合剤を含有することができる。かかる結合剤は、ニ
トロセルロースのごとき有機材料を酢酸ブチル、酢酸ア
ミル、メチルプロパノール又はプロピレングリコールモ
ノメチルエーテルアセテートのごとき溶剤中に１〜２％
の変性エタノールと共に９０〜９５％の濃度で溶解した
ものから成ることが好ましい。かかる結合剤は、粉末粒
子同士の付着力及びＬＥＤ又はシェルに対する粉末粒子
の付着力を向上させる。とは言え、所望ならば、加工を
簡略化するために結合剤を省略することもできる。塗布
後、懸濁液を乾燥すると共に、加熱によって結合剤を蒸
発させることができる。塗布された第２の粉末は、乾燥
によって溶剤を除去した後には蛍光体として作用する。
【００５３】蛍光体を封入材料中に散在させる場合に
は、蛍光体を第２の粉末として重合体前駆物質に添加
し、次いで重合体前駆物質を硬化させて固体の重合体材
料を恵すればよい。あるいはまた、第２の粉末をエポキ
シ樹脂封入材料中に混入してもよい。更には、蛍光体を
散在させるためのその他の方法を使用することもでき
る。
【００５４】シンチレータとしての形態を有する発光材
料は、任意のシンチレータ製造方法によって製造するこ
とができる。たとえば、シンチレータはチョクラルスキ
ー法、浮遊帯域法又はその他の結晶成長法によって製造
することができる。次に、かかるシンチレータをＬＥＤ
チップ上に配置するか、あるいはシェル又はシェルの上
方部分として使用すればよい。
【００５５】上記の説明においては、白色光照明装置の
放射源は半導体発光ダイオードとして記載された。しか
るに、本発明の放射源は半導体発光ダイオードのみに限
定されない。たとえば、白色光照明装置はレーザダイオ
ード、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、プラズマディ
スプレイ装置又は蛍光ランプを含むことができる。放射
源は、電極から放出された荷電粒子との衝突に応答して
放射性の放電を生み出すガスから成り得る。かかるガス
から放出された放射が装置の一部分上に塗布された発光
材料に入射すると、発光材料は黄色の光を放出する。か
かる黄色の光がガスから放出された放射に混合すると、
それは観察者にとって白色に見える。
【００５６】更にまた、上記のごとき好適な装置は単一
の放射源及び単一の発光材料を含んでいる。しかしなが
ら、所望ならば、放出される白色光を改善するため、あ
るいは放出される白色光を異なる色の光と組合わせるた
め、相異なる色度座標を有する複数の放射源及び（又
は）複数の発光材料を装置内に使用することもできる。
たとえば、白色光照明装置をディスプレイ装置内の赤
色、緑色及び（又は）青色発光ダイオードと組合わせて
使用することができる。
【００５７】以上、例示を目的として好適な実施の態様
を説明した。なお、上記の説明が本発明の範囲を制限す
るものと解すべきでない。従って、本発明の精神及び範
囲から逸脱することなしに様々な変更態様が可能である
ことは当業者にとって容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の照明装置のＣＩＥ色度図である。
【図２】従来の照明装置のＣＩＥ色度図である。
【図３】本発明の好適な実施の態様に係わる照明装置の
ＣＩＥ色度図である。
【図４】本発明の好適な実施の態様に係わる照明装置の
ＣＩＥ色度図の中心領域の拡大図である。
【図５】本発明の好適な実施の態様に係わる照明装置の
ＣＩＥ色度図である。
【図６】本発明の好適な実施の態様に係わる照明装置の
ＣＩＥ色度図の中心領域の拡大図である。
【図７】本発明の照明装置の好適な構造を示す概略断面
図である。
【図８】本発明の照明装置の好適な構造を示す概略断面
図である。
【図９】本発明の照明装置の好適な構造を示す概略断面
図である。
【符号の説明】
７１ ＬＥＤチップ ７３ リード線 ７５ リードフレーム ７７ シェル ７９ 封入材料 ８１ 発光材料 ８３ 白色光 ８５ 青色又は青緑色の光
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ａ // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｙ 101:02 (72)発明者 アロク・マニ・スリバスタバ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ニスカ ユナ、フィロメナ・ロード、1378番 (72)発明者 ホリー・アン・コマンゾ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、イースタン・パークウェイ、 2506番

Claims (46)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放射源と発光材料とを含む白色光照明装
    置において、前記放射源の発光スペクトルがＣＩＥ色度
    図上の第１の点を表わし、前記発光材料の発光スペクト
    ルが前記ＣＩＥ色度図上の第２の点を表わし、そして前
    記第１の点と前記第２の点とを結ぶ第１の線が前記ＣＩ
    Ｅ色度図上の黒体軌跡に接近していることを特徴とする
    装置。
  2. 【請求項２】 前記放射源が発光ダイオードである請求
    項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の線が前記黒体軌跡と２回交わ
    る請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記第１の線が前記黒体軌跡に対して接
    している請求項２記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記ＣＩＥ色度図上の前記黒体軌跡から
    ０．０１ｙ軸単位未満だけ離れて前記第１の線上に第３
    の点及び第４の点が存在し、前記第３の点が第１の色温
    度に対応し、かつ前記第４の点が前記第１の色温度より
    少なくとも２０００Ｋだけ高い第２の色温度に対応して
    いる請求項２記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記第１の線上の前記第３の点及び前記
    第４の点が前記ＣＩＥ色度図上の前記黒体軌跡から０．
    ００５ｙ軸単位未満だけ離れて位置している請求項５記
    載の装置。
  7. 【請求項７】 前記第１の色温度が４０００Ｋであり、
    かつ前記第２の色温度が６０００Ｋである請求項６記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 (a) 前記発光材料が(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ
    12：Ｃｅ（式中、ＡはＹ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＬａのうちの
    少なくとも１者を有し、ＤはＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ及びＩｎ
    のうちの少なくとも１者を有し、Ｅは酸素を有し、かつ
    ｘ＞０．４である）から成ると共に、(b) 前記発光ダイ
    オードのピーク発光波長が４７０ｎｍより大きい請求項
    ２記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記発光材料が(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3Ａ
    ｌ5Ｏ12 （ただし、０．７＞ｘ＞０．４、かつ０．１＞
    ｚ＞０である）を有する請求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記発光材料が更にフッ素を含有する
    請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記発光材料が(Ｙ0.37Ｇｄ0.6Ｃｅ
    0.03)3Ａｌ5Ｏ12 蛍光体を有する請求項９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記発光ダイオードが４７０ｎｍより
    大きくかつ５００ｎｍより小さいピーク発光波長を有す
    るＧａＮ、ＺｎＳｅ及びＳｉＣから成る少なくとも１つ
    の半導体層を含む請求項８記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記発光ダイオードのピーク発光波長
    が４７５〜４８０ｎｍである請求項１２記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記発光ダイオードがＩｎＧａＮのｐ
    −ｎ接合を含む請求項１２記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記発光材料が(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3
    Ａｌ5Ｏ12 （ただし、０．７＞ｘ＞０．４、かつ０．１
    ＞ｚ＞０である）を含むと共に、前記発光ダイオードの
    ピーク発光波長が４７０ｎｍより大きくかつ５００ｎｍ
    より小さい請求項８記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記発光ダイオードを含有するシェ
    ル、及び前記シェルと前記発光ダイオードとの間に配置
    された封入材料が更に含まれていて、(a) 前記発光材料
    が前記発光ダイオードの表面上に塗布された蛍光体であ
    るか、(b) 前記発光材料が前記封入材料中に散在する蛍
    光体であるか、(c) 前記発光材料が前記シェル上に塗布
    された蛍光体であるか、あるいは(d) 前記発光材料が前
    記発光ダイオードの表面上に配置されたシンチレータで
    ある請求項１５記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記装置から放出される放射が、４０
    ００〜６０００Ｋの範囲内の色温度に関し、前記発光材
    料の厚さと実質的に関係なく前記ＣＩＥ色度図上の黒体
    軌跡に接近している請求項２記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記装置から放出される放射のＣＩＥ
    色度座標がｘ＝０．３１かつｙ＝０．３３からｘ＝０．
    ４４かつｙ＝０．４までの範囲内にある請求項２記載の
    装置。
  19. 【請求項１９】 前記放射源が、レーザダイオード、有
    機発光ダイオード、及びプラズマディスプレイ又は蛍光
    ランプ中における放射性ガス放電のうちの１者から成る
    請求項１記載の装置。
  20. 【請求項２０】 (a) (Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5Ｅ12：Ｃｅ（式
    中、ＡはＹ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＬａのうちの少なくとも１
    者を含み、ＤはＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ及びＩｎのうちの少な
    くとも１者を含み、Ｅは酸素を含み、かつｘ＞０．４で
    ある）を含む発光材料と、(b) ４７０ｎｍより大きいピ
    ーク発光波長を有する発光ダイオードとを含むことを特
    徴とする白色光照明装置。
  21. 【請求項２１】 前記発光材料が(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3
    Ａｌ5Ｏ12 （ただし、０．７＞ｘ＞０．４、かつ０．１
    ＞ｚ＞０である）を含む請求項２０記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記発光材料が更にフッ素を含有する
    請求項２１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記発光材料が(Ｙ0.37Ｇｄ0.6Ｃｅ
    0.03)3Ａｌ5Ｏ12 蛍光体を含む請求項２１記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記発光ダイオードが４７０ｎｍより
    大きくかつ５００ｎｍより小さいピーク発光波長を有す
    るＩｎＧａＮのｐ−ｎ接合を含む請求項２０記載の装
    置。
  25. 【請求項２５】 前記発光ダイオードのピーク発光波長
    が４７５〜４８０ｎｍである請求項２４記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記発光材料が(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3
    Ａｌ5Ｏ12 （ただし、０．７＞ｘ＞０．４、かつ０．１
    ＞ｚ＞０である）を含み、かつ前記発光ダイオードのピ
    ーク発光波長が４７０ｎｍより大きくかつ５００ｎｍよ
    り小さい請求項２０記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記発光ダイオードを含有するシェ
    ル、及び前記シェルと前記発光ダイオードとの間に配置
    された封入材料が更に含まれていて、(a) 前記発光材料
    が前記発光ダイオードの表面上に塗布された蛍光体であ
    るか、(b) 前記発光材料が前記封入材料中に散在する蛍
    光体であるか、(c) 前記発光材料が前記シェル上に塗布
    された蛍光体であるか、あるいは(d) 前記発光材料が前
    記発光ダイオードの表面上に配置されたシンチレータで
    ある請求項２０記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記装置から放出される放射が、４０
    ００〜６０００Ｋの範囲内の色温度に関し、前記発光材
    料の厚さと実質的に関係なくＣＩＥ色度図上の黒体軌跡
    に接近している請求項２０記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記装置から放出される放射のＣＩＥ
    色度座標がｘ＝０．３１かつｙ＝０．３３からｘ＝０．
    ４４かつｙ＝０．４までの範囲内にある請求項２０記載
    の装置。
  30. 【請求項３０】 放射源と発光材料とを含む白色光照明
    装置の製造方法において、 ＣＩＥ色度図上の黒体軌跡に接近している第１の線を選
    択する工程と、 前記第１の線上の第１の点によって表わされる発光スペ
    クトルを有するように前記放射源を形成する工程と、 前記第１の線上の第２の点によって表わされる発光スペ
    クトルを有するように前記発光材料を形成する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
  31. 【請求項３１】 前記放射源が発光ダイオードから成る
    請求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記第１の線が前記黒体軌跡と２回交
    わる請求項３１記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記第１の線が前記黒体軌跡に対して
    接している請求項３１記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記ＣＩＥ色度図上の前記黒体軌跡か
    ら０．０１ｙ軸単位未満だけ離れて前記第１の線上に第
    ３の点及び第４の点が存在し、前記第３の点が第１の色
    温度に対応し、かつ前記第４の点が前記第１の色温度よ
    り少なくとも２０００Ｋだけ高い第２の色温度に対応し
    ている請求項３１記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記第１の線上の前記第３の点及び前
    記第４の点が前記ＣＩＥ色度図上の前記黒体軌跡から
    ０．００５ｙ軸単位未満だけ離れて位置している請求項
    ３４記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記第１の色温度が４０００Ｋであ
    り、かつ前記第２の色温度が６０００Ｋである請求項３
    ５記載の方法。
  37. 【請求項３７】 (a) 前記発光材料が(Ａ1-xＧｄx)3Ｄ5
    Ｅ12：Ｃｅ（式中、ＡはＹ、Ｌｕ、Ｓｍ及びＬａのうち
    の少なくとも１者であり、ＤはＡｌ、Ｇａ、Ｓｃ及びＩ
    ｎのうちの少なくとも１者であり、Ｅは酸素であり、か
    つｘ＞０．４である）を含み、かつ(b) 前記発光ダイオ
    ードのピーク発光波長が４７０ｎｍより大きい請求項３
    １記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記発光材料が(Ｙ1-x-zＧｄxＣｅz)3
    Ａｌ5Ｏ12 （ただし、０．７＞ｘ＞０．４、かつ０．１
    ＞ｚ＞０である）を含み、前記発光ダイオードのピーク
    発光波長が４７０ｎｍより大きくかつ５００ｎｍより小
    さい請求項３７記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記発光材料が(Ｙ0.37Ｇｄ0.6Ｃｅ
    0.03)3Ａｌ5Ｏ12 蛍光体を含み、前記発光ダイオードが
    ４７５〜４８０ｎｍのピーク発光波長を有するＩｎＧａ
    Ｎのｐ−ｎ接合を含む請求項３８記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記発光材料を形成する前記工程が、
    Ｙ2Ｏ3粉末、ＣｅＯ 2 粉末、Ａｌ2Ｏ3粉末、ＧｄＯ2 粉
    末及びＡｌＦ3 融剤を混合して第１の粉末を生成させ、
    前記第１の粉末を還元雰囲気中で焼結して焼結体を形成
    し、次いで前記焼結体を第２の粉末に転化させることを
    含む請求項３７記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記発光ダイオードを形成する前記工
    程が、シェル内に発光ダイオードを配置し、次いで前記
    シェルに封入材料を充填することを含み、 前記発光材料を形成する前記工程が、(a) 前記第２の粉
    末と溶剤とから成る懸濁液を前記発光ダイオードの表面
    上に塗布し、そして前記懸濁液を乾燥すること、(b) 前
    記第２の粉末を前記封入材料中に散在させること、ある
    いは(c) 前記第２の粉末と溶剤とから成る懸濁液を前記
    シェル上に塗布し、そして前記懸濁液を乾燥することを
    含む請求項４０記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記装置から放出される放射が、４０
    ００〜６０００Ｋの範囲内の色温度に関し、前記発光材
    料の厚さと実質的に関係なく前記ＣＩＥ色度図上の黒体
    軌跡に接近している請求項３１記載の装置。
  43. 【請求項４３】 前記発光ダイオードを形成する前記工
    程が、前記第１の線上の前記第１の点によって表わされ
    る発光スペクトルを有する既存の発光ダイオードを選択
    し、そして前記発光ダイオードを前記照明装置内に配置
    することを含む請求項３１記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記発光材料を形成する前記工程が、
    前記第１の線上の前記第１の点によって表わされる発光
    スペクトルを有する既存の発光材料を選択し、そして前
    記発光材料を前記照明装置内に配置することを含む請求
    項３１記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記黒体軌跡に接近している前記第１
    の線を選択する単一の工程に基づき、複数の発光ダイオ
    ード及び複数の発光材料のうちの少なくとも１者を形成
    する工程を更に含む請求項３１記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記放射源が、有機発光ダイオード、
    レーザダイオード、及びプラズマディスプレイ又は蛍光
    ランプ中における放射性ガス放電のうちの１者から成る
    請求項３０記載の方法。
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