JP2006022331A - 蛍光体変換白色ｌｅｄ - Google Patents

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Abstract

【課題】高い輝度効率と良好な光出力安定性を伴う蛍光体を使用して、白色出力光を放射するＬＥＤを提供する。
【解決手段】出力光を放射するためのデバイスおよび方法は、オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体（１１８）と、緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体（１１９）とを使用し、デバイスの光源から放射されるオリジナル光の一部を、より長い波長の光に変換し、出力光の光スペクトルを変更する。このデバイスと方法を使用して、光源を使用して白色光を出力することができる。光源は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであることができる。オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体と、緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体は、光源に光学的に結合された波長シフト領域内に含まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、オレンジ／赤のＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体と緑のＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕの蛍光体を備えた、蛍光体変換白色ＬＥＤに関する。
白熱灯、ハロゲン灯、蛍光灯などの従来の光源は、過去２０年の間にあまり改善されていない。しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、動作効率の点で改善され、現在では交通信号および自動車のテールライトなど、従来の単色照明の用途において従来の光源と置き換わるようになった。これは一部には、ＬＥＤが、従来の光源に比べて多くの長所を有する事実による。これらの利点には、動作寿命が長いこと、消費電力が小さいこと、サイズが小さいこと、が含まれる。
ＬＥＤは、典型的には単色の半導体光源で、現在は、ＵＶ、青、緑、黄色、赤まで種々の色が使用可能である。単色ＬＥＤは、狭帯域の放射特性により、直接「白色」光用途に使用することができない。白色光を生成するためには、単色ＬＥＤの出力光を、１つまたは複数の異なる波長の他の光と混合しなければならない。単色ＬＥＤを使用して白色光を生成する一般的な方法としては、（１）個別の赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを一緒にパッケージングし、これらのＬＥＤから放射される光を組み合わせて白色光を生成する方法、および、（２）ＵＶ、青、または緑のＬＥＤに蛍光剤を導入し、ＬＥＤの半導体ダイから放射されるオリジナルの（元の）光の一部を、より長い波長の光に変換し、オリジナルのＵＶ、青、または緑の光と組み合わせて白色光を生成する方法、という２種類の方法がある。
単色ＬＥＤを使用して白色光を生成するこれらの２つの方法の間では、一般に、第１の方法より第２の方法が好まれる。第１の方法は、第２の方法とは対照的に、赤、緑、および青のＬＥＤが、異なる動作電圧を要件とする半導体ダイを含むので、より複雑な駆動回路を必要とするためである。異なる動作電圧を要件とすることに加えて、赤、緑、および青のＬＥＤは、動作寿命にわたって異なるように劣化するので、第１の方法を使用して長期間にわたって色を制御することが困難である。さらに、第２の方法で必要なのは単一のタイプの単色ＬＥＤだけであるので、構成が簡単で製造コストが安い第２の方法を使用して、よりコンパクトなデバイスを作成することができる。さらに、第２の方法はより広い光放射を生み、より高いカラーレンダリング特性を有する白色出力光に変換することができる。
白色光を生成する第２の方法に関する問題は、オリジナルのＵＶ、青、または緑の光を変換するために現在使用される蛍光剤では、作成されたＬＥＤが、時間の経過に従って、望ましい輝度効率および／または光出力安定性を達成することができないことである。
この問題を鑑みて、高い輝度効率と良好な光出力安定性を伴う、１つまたは複数の蛍光体を使用して白色出力光を放射するＬＥＤおよびその方法が必要とされている。
出力光を放射するためのデバイスおよび方法は、オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体と、緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体とを使用し、デバイスの光源から放射されるオリジナルの光の一部を、より長い波長の光に変換し、出力光の光スペクトルを変更する。このデバイスと方法を使用して、光源を使用して白色光を出力することができる。光源は、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイであることができる。オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体と、緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体は、光源に光学的に結合された波長シフト領域内に含まれる。
本発明の一実施形態に従う出力光放射デバイスは、青色波長範囲内の第１のピーク波長を有する第１の光を放射する光源と、第１の光源に光学的に結合され、第１の光を受光する波長シフト領域と、を含む。波長シフト領域は、第１の光の一部を、オレンジ／赤色波長領域の第２のピーク波長を有する第２の光に変換する性質を有するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体を含む。波長シフト領域はさらに、第１の光の一部を、緑色波長領域の第３のピーク波長を有する第３の光に変換する性質を有するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体を含む。第１の光、第２の光、第３の光が、出力光の成分となる。
本発明の一実施形態に従う、出力光を放射する方法は、青色波長範囲内の第１のピーク波長を有する第１の光を生成することと、第１の光を受光することと、第１の光、第２の光、および第３の光を出力光の成分として放射することとを含む。第１の光を受光することは、第１の光の一部を、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体を使用してオレンジ／赤色波長範囲の第２のピーク波長を有する第２の光に変換することと、第１の光の一部を、ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体を使用して緑色波長範囲の第３のピーク波長を有する第３の光に変換することとを含む。
本発明の他の態様および利点は、本発明の原理の例を示す図面と共に次の詳細な説明を読むと明らかになるだろう。
図１を参照すると、本発明の一実施形態に従う、蛍光体変換白色発光ダイオード（white phosphor-converted light emitting diode (ＬＥＤ)）１００が示されている。ＬＥＤ１００は、高い輝度効率および良好な光出力安定性を備えた「白色」出力光を生成するように設計される。ＬＥＤ１００が生成するオリジナルの（元の）光の一部を、オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体、および緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体を使用して、より長い波長の光に変換することによって、白色出力光が生成される。
図１に示すように、蛍光体変換白色ＬＥＤ１００は、リードフレームが装着されたＬＥＤである。ＬＥＤ１００は、ＬＥＤダイ１０２、リードフレーム１０４と１０６、ワイヤ１０８、およびランプ１１０を含む。ＬＥＤダイ１０２は、特定のピーク波長の光を生成する半導体チップである。一実施形態では、ＬＥＤダイ１０２は、可視スペクトルの青色波長範囲中にピーク波長を有する光を生成するよう設計される。該波長は、約４２０ｎｍから４９０ｎｍである。ＬＥＤダイ１０２は、リードフレーム１０４上に配置され、ワイヤ１０８を介して他のリードフレーム１０６に電気接続される。リードフレーム１０４と１０６は、ＬＥＤダイ１０２を駆動するのに必要な電力を供給する。ＬＥＤダイ１０２は、ランプ１１０内に収められており、該ランプ１１０は、ＬＥＤダイ１０２から放射される光を伝播するための媒体となる。ランプ１１０は、メインセクション１１２と出力セクション１１４を含む。この実施形態では、ランプ１１０の出力セクション１１４は、ドーム型で、レンズとして機能する。こうして、出力光としてＬＥＤ１００から放射された光は、ランプ１１０のドーム型の出力セクション１１４によって集光される。しかしながら、他の実施形態では、ランプ１００の出力セクション１１４は、水平方向に平面であってもよい。
蛍光体変換白色ＬＥＤ１００のランプ１１０は、透明な物質で作成される。これは透明エポキシ(clear epoxy)などの任意の透明材料であってよく、ＬＥＤダイ１０２からの光がランプを介して伝達し、ランプの出力セクション１１４から放射することができるようにする。この実施形態では、ランプ１１０は、やはり光伝播の媒体である波長シフト領域１１６を含む。この領域は、透明な物質と、２種類の蛍光体、すなわち、オレンジ／赤色光を放射するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８、および、緑色光を放射するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９と、の混合で作成される。ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８とＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９を使用して、ＬＥＤダイ１０２が放射したオリジナルの光の一部を、よりエネルギーの低い（より波長の長い）光に変換する。ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８は、ＬＥＤダイ１０２からの第１のピーク波長のオリジナル光の一部を吸収する。これによって、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体の原子が励起され、可視スペクトルのオレンジ／赤色波長範囲内の、より長い波長を有する第２のピーク波長の光が放射される。該波長は、約６１０ｎｍから６５０ｎｍである。同様に、ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９は、ＬＥＤダイ１０２からのオリジナル光の一部を吸収する。これによって、ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体の原子が励起され、可視スペクトルの緑波長範囲内の、より長い波長を有する第３のピーク波長の光が放射される。この波長は、約５２０ｎｍから５４０ｎｍである。変換された光の第２のピーク波長と第３のピーク波長は、オリジナル光のピーク波長と、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９とによって、部分的に定義される。ＬＥＤダイ１０２からの吸収されないオリジナル光と、変換された光とが組み合わせられ、「白色」光が生成される。白色光は、ＬＥＤ１００の出力光としてランプ１１０の光出力セクション１１４から放射される。
ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８を、種々の技術で合成することができる。１つの技術は、ドープされていないＺｎＳｅおよびＺｎＳを、１：１のモル比で、乾式に粉砕（dry-milling、ドライミル）し、５μｍ未満ほどの微細粉末または結晶にすることを含む。ついで、少量のＣｕＣｌ２ドーパントを、脱イオン水またはメタノールなどのアルコール類の溶液に加え、ドープされていないＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５粉末と共にボールミル(ball-mill)する。溶液に加えるＣｕＣｌ２ドーパントの量は、数ｐｐｍ(parts per million)の最少量から、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５材とＣｕＣｌ２ドーパントの合計重量のおよそ４パーセントまでの間の任意の量であってよい。次に、ドープされた材料は、摂氏約１００度（１００℃）でオーブン乾燥(oven-dry)し、この結果得られたケーク(cake)を、再びドライミルして微粒子を生成する。ミルされた材料を、石英るつぼなどのるつぼに入れ、１〜２時間に渡って摂氏約１０００度（１，０００℃）の不活性雰囲気中で焼結する。次に、必要に応じて、焼結された材料をふるいにかけ、所望の粒度分布(particle size distribution)を有するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体粉末を生成する。所望の粒度分布は、ミクロン範囲であってよい。
ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９も、種々の技術で合成することができる。１つの技術は、前駆体(precursor)として、ＢａＳ、ＳｒＳ、Ｇａ２Ｓ３を使用することを含む。前駆体は、脱イオン水またはメタノールなどのアルコール類の溶液内で、少量のＥｕドーパント、フラックス(flux)（ＣｌとＦ）、および過剰な硫黄と共に、ボールミルされる。溶液に加えるＥｕドーパントの量は、最少量から、全成分の合計重量のおよそ１０パーセントまでの間の任意の値であってよい。ついで、ドープされた材料を乾燥してミル(mill)し、微粒子を生成する。ついで、ミルされた粒子を、石英るつぼなどのるつぼに入れ、１〜２時間に渡って摂氏約８００度（８００℃）の不活性雰囲気中で焼結する。ついで、必要に応じて、焼結された材料をふるいにかけ、所望の粒度分布を有するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体粉末を生成する。粒度分布は、ミクロン範囲であってよい。
ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、ＣｌとＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕの合成プロセスが終了すると、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、ＣｌとＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕの蛍光体粉末を、たとえばエポキシなどのランプ１１０と同じ透明物質と混合して、ＬＥＤダイ１０２の周囲に堆積させ、ランプの波長シフト領域１１６を形成する。２つの異なるタイプの蛍光体粉末間の比率を調節して、蛍光体変換白色ＬＥＤ１００について異なる色特性を生成することができる。たとえば、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体粉末とＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体粉末の間の比率は、［１：７］であることができる。ランプ１１０の残りの部分に、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、ＣｌとＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕの蛍光体粉末を含まない透明な物質を堆積させることにより、ＬＥＤ１００を製作することができる。図１では、ランプ１１０の波長シフト領域１１６は四角形として示されているが、波長シフト領域を、図３Ａに示すように、半球形などの別の形状に形成することもできる。さらに他の実施形態では、波長シフト領域１１６は、ＬＥＤダイ１０２に物理的に結合しなくてもよい。このような実施形態では、波長シフト領域１１６は、ランプ１１０内の任意の他の位置に設けることができる。
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃでは、本発明の一実施形態に従う、代替のランプ構成を備える、蛍光体変換白色ＬＥＤ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを示す。図２Ａの蛍光体変換白色ＬＥＤ２００Ａは、ランプ全体が波長シフト領域であるランプ２１０Ａを含む。したがってこの構成では、ランプ２１０Ａ全体が、透明な物質と、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９との混合で作成される。図２Ｂの蛍光体変換白色ＬＥＤ２００Ｂでは、波長シフト領域２１６Ｂが、ランプの外側表面に位置するランプ２１０Ｂを含む。したがってこの構成では、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８とＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９を含まないランプ２１０Ｂの領域を、最初にＬＥＤダイ１０２上にわたって形成し、ついで、透明な物質と蛍光体の混合物を、この領域上に堆積させて、ランプの波長シフト領域２１６Ｂを形成する。図２Ｃの蛍光体変換白色ＬＥＤ２００Ｃでは、波長シフト領域２１６Ｃが、ＬＥＤダイ１０２上にコーティングされた、透明な物質と、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９との混合物の薄層であるランプ２１０Ｃを含む。従ってこの構成では、まずＬＥＤダイ１０２を、透明な物質と、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９との混合物でコーティングまたはカバーして波長シフト領域２１６Ｃを形成し、次に、波長シフト領域の上に、蛍光体を含まない透明な物質を堆積させることによって、ランプ２１０Ｃの残りの部分を形成することができる。たとえば、ＬＥＤ２００Ｃの波長シフト領域２１６Ｃの厚さは、ＬＥＤダイ１０２が生成する光の色に依存して、１０ミクロンと６０ミクロンの間であることができる。
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄに示すように、代替の実施形態では、ＬＥＤダイを載せる蛍光体変換白色ＬＥＤのリードフレームは、リフレクタカップ(reflector cup)を含むことができる。図３Ａから図３Ｄは、リフレクタカップ３２２を有するリードフレーム３２０を含む異なるランプ構成を備えた、蛍光体変換白色ＬＥＤ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄを示す。ＬＥＤダイにより生成された光の一部が、リードフレーム３２０で反射されて、有用な出力光として各ＬＥＤから放射されるように、リフレクタカップ３２２は、ＬＥＤダイ１０２が位置づけられるくぼんだ領域を提供する。
上述の異なるランプ構成は、表面実装型(surface-mounted)ＬＥＤなどの他のタイプのＬＥＤに適用して、本発明に従う、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体１１８とＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体１１９を備える、他のタイプの蛍光体変換白色ＬＥＤを生成することができる。さらに、これらの異なるランプ構成を、半導体レーザデバイスなどの他のタイプの発光デバイスに適用し、本発明に従う他のタイプの発光デバイスを生成することもできる。
次に図４を参照すると、本発明の一実施形態に従う、青色（４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ）ＬＥＤダイを備えた蛍光体変換ＬＥＤの光スペクトル４２４が示されている。このＬＥＤの波長シフト領域は、エポキシ(epoxy)に対して、６５％のＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体で形成される。ＬＥＤの波長シフト領域に含まれるＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体のパーセンテージ量すなわち負荷率(loading content)を、蛍光体の効率に従って変えることができる。たとえば、ドーパント（複数可）の量を変えることによって蛍光体効率を上昇させるにつれ、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体の負荷率を減少させることができる。光スペクトル４２４は、約４６０ｎｍの第１のピーク波長４２６を含み、これは、青色ＬＥＤダイから放射される光のピーク波長に対応する。光スペクトル４２４はまた、ＬＥＤ波長シフト領域のＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体によって変換された光のピーク波長である約５４０ｎｍの第２のピーク波長４２８と、ＬＥＤ波長シフト領域のＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体によって変換された光のピーク波長である約６２５ｎｍの第３のピーク波長４３０を含む。
次に図５を参照して、本発明の一実施形態に従う、出力光を生成する方法を説明する。ブロック５０２では、青い波長範囲内の第１のピーク波長を有する第１の光を生成する。第１の光は、ＬＥＤダイによって生成されることができる。次にブロック５０４では、第１の光を受光し、該第１の光のうちの一部を、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体材料を使用して、オレンジ／赤色の波長範囲内の第２のピーク波長を有する第２の光に変換する。さらにブロック５０４では、該第１の光のうちの一部を、ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体材料を使用して、緑の波長範囲内の第３のピーク波長を有する第３の光に変換する。次にブロック５０６では、第１の光、第２の光、および第３の光を、出力光の成分として放射する。
本発明の特定の実施形態を説明および図示したが、本発明は上記の特定の形態または構成部品の特定の配置に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の請求項および請求項の等価物によって規定される。
本発明の一実施形態に従う、蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の一実施形態に従う、代替のランプ構成を備えた、蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の一実施形態に従う、代替のランプ構成を備えた、蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の一実施形態に従う、代替のランプ構成を備えた、蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の代替の実施形態に従う、リフレクタカップを有するリードフレームを備えた蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の代替の実施形態に従う、リフレクタカップを有するリードフレームを備えた蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の代替の実施形態に従う、リフレクタカップを有するリードフレームを備えた蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の代替の実施形態に従う、リフレクタカップを有するリードフレームを備えた蛍光体変換白色ＬＥＤを示す図。 本発明の一実施形態に従う、蛍光体変換白色ＬＥＤの光スペクトルを示す図。 本発明の一実施形態に従う、出力光を放射する方法のフロー図。
符号の説明
１００ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
１０２ ＬＥＤダイ
１０４ リードフレーム
１０６ リードフレーム
１０８ ワイヤ
１１０ ランプ
１１６ 波長シフト領域
１１８ ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体
１１９ ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体
３２２ リフレクタカップ

Claims (10)

  1. 出力光を放出するデバイスであって、
    青色波長範囲内にある第１のピーク波長を有する第１の光を放出する半導体発光ダイオード（１０２）と、
    前記発光ダイオードに光学的に結合され、前記第１の光を受光する波長シフト領域（１１６、２１０Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ）と、を備え、
    前記波長シフト領域は、該第１の光の一部を、オレンジ／赤色波長範囲内の第２のピーク波長を有する第２の光に変換する性質を有するＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体材料（１１８）と、該第１の光の一部を、緑色波長領域内の第３のピーク波長を有する第３の光に変換する性質を有するＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体材料（１１９）とを含んでおり、該第１の光、第２の光、および第３の光が、前記出力光の成分となる、
    デバイス。
  2. 前記波長シフト領域は、前記半導体発光ダイオードに結合されたランプ（１１０、２１０Ｂ、２１０Ｃ）の一部である、
    請求項１に記載のデバイス。
  3. 前記波長シフト領域（２１６Ｂ）は、前記ランプの外側表面上に位置する、
    請求項２に記載のデバイス。
  4. 前記波長シフト領域（２１０Ａ）は、前記半導体発光ダイオードに結合されたランプである、
    請求項１に記載のデバイス。
  5. 前記波長シフト領域（２１６Ｃ）は、前記半導体発光ダイオード上にコーティングされた混合物の層であり、該混合物は前記ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体材料およびＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体材料を含む、
    請求項１に記載のデバイス。
  6. 発光ダイオードから出力光を放出させるための方法であって、
    青色波長範囲内の第１のピーク波長を有する第１の光を生成するステップ（５０２）と、
    前記第１の光を受光するステップ（５０４）であって、該第１の光の一部を、ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体材料を使用して、オレンジ／赤色波長範囲内の第２のピーク波長を有する第２の光に変換すると共に、該第１の光の一部を、ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体材料を使用して、緑色波長領域内の第３のピーク波長を有する第３の光に変換することを含む、ステップと、
    前記第１の光、第２の光、および第３の光を、前記出力光の成分として放射するステップ（５０６）と、
    を含む、方法。
  7. 前記受光するステップは、前記第１のピーク波長の第１の光を、発光デバイス（１００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ）の波長シフト領域（１１６、２１０Ａ、２１６Ｂ、２１６Ｃ）で受光することを含む。
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記波長シフト領域（１１６、２１６Ｂ、２１６Ｃ）は、前記発光デバイスのランプ（１１０、２１０Ｂ、２１０Ｃ）の一部である、
    請求項７に記載の方法。
  9. 前記波長シフト領域（２１０Ａ）は、前記発光デバイスのランプである、
    請求項７に記載の方法。
  10. 前記波長シフト領域（２１６Ｃ）は、前記発光ダイオード上にコーティングされた混合物の層であり、該混合物は、前記ＺｎＳｅ０．５Ｓ０．５：Ｃｕ、Ｃｌ蛍光体材料および前記ＢａＳｒＧａ４Ｓ７：Ｅｕ蛍光体材料を含む、
    請求項７に記載の方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946015B1 (ko) * 2007-01-02 2010-03-09 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 ｌｃｄ 백라이트용 광원모듈
JP2010287908A (ja) * 2006-02-22 2010-12-24 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 白色発光装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8143770B2 (en) * 2006-09-13 2012-03-27 Helio Optoelectronics Corporation LED bulb structure having insertion end, and/or heat dissipation element, and/or heat-and-electricity separated element
WO2008133660A2 (en) * 2006-11-21 2008-11-06 Qd Vision, Inc. Nanocrystals including a group iiia element and a group va element, method, composition, device and other prodcucts
US7942556B2 (en) * 2007-06-18 2011-05-17 Xicato, Inc. Solid state illumination device
JP2011077351A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Sumitomo Electric Ind Ltd 発光素子
WO2013028253A1 (en) 2011-08-19 2013-02-28 Qd Vision, Inc. Semiconductor nanocrystals and methods
CN103367609B (zh) * 2012-03-28 2016-05-18 中央大学 低空间色偏的led封装结构
WO2013173409A1 (en) 2012-05-15 2013-11-21 Qd Vision, Inc. Semiconductor nanocrystals and methods of preparation
CN105552196B (zh) * 2016-01-29 2018-03-02 佛山市国星光电股份有限公司 仿太阳光的led光源及其制备方法
US20180204984A1 (en) * 2017-01-13 2018-07-19 Intematix Corporation Narrow-band red phosphors for led lamps
US10535805B2 (en) 2017-01-13 2020-01-14 Intematix Corporation Narrow-band red phosphors for LED lamps
EP3942620A1 (en) 2019-03-18 2022-01-26 Intematix Corporation Packaged white light emitting device comprising photoluminescence layered structure
EP3942607A1 (en) 2019-03-18 2022-01-26 Intematix Corporation Led-filament
US11342311B2 (en) 2019-03-18 2022-05-24 Intematix Corporation LED-filaments and LED-filament lamps utilizing manganese-activated fluoride red photoluminescence material
US11781714B2 (en) 2019-03-18 2023-10-10 Bridgelux, Inc. LED-filaments and LED-filament lamps

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1115415A (ja) * 1997-06-16 1999-01-22 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 自発光可能な再帰性反射シートおよびその製造方法
US6351069B1 (en) * 1999-02-18 2002-02-26 Lumileds Lighting, U.S., Llc Red-deficiency-compensating phosphor LED
US6621211B1 (en) * 2000-05-15 2003-09-16 General Electric Company White light emitting phosphor blends for LED devices
WO2002011173A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Luminescence conversion based light emitting diode and phosphors for wavelength conversion
JP2002175127A (ja) * 2000-09-29 2002-06-21 Oki Electric Ind Co Ltd マイクロコントローラ
US20020084749A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Ayala Raul E. UV reflecting materials for LED lamps using UV-emitting diodes
US6936857B2 (en) * 2003-02-18 2005-08-30 Gelcore, Llc White light LED device
US6987353B2 (en) * 2003-08-02 2006-01-17 Phosphortech Corporation Light emitting device having sulfoselenide fluorescent phosphor
US7109648B2 (en) * 2003-08-02 2006-09-19 Phosphortech Inc. Light emitting device having thio-selenide fluorescent phosphor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010287908A (ja) * 2006-02-22 2010-12-24 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 白色発光装置
KR100946015B1 (ko) * 2007-01-02 2010-03-09 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 ｌｃｄ 백라이트용 광원모듈

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Publication number Publication date
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