JP2008546196A - 色不足分を補償する発光材料を備えた照明システム - Google Patents

Abstract

固体照明素子の演色性を改善するために、照明システムは、主放射を放射することができる放射源と、前記主放射を電磁スペクトラムの黄色の波長領域内の広帯域放射に波長変換することができる第一の蛍光体と、前記主放射を電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長領域内の複数の狭帯域放射に変換することができる第二の蛍光体を備える発光材料とを備えた照明システムを提供する。

Description

本発明は、紫外線または青色放射を放射する放射源に基づく光のダウン・コンバージョンと追加色混合により、白色を含む特定の着色光を発生するための蛍光体を備える、照明システムと発光材料に関する。放射源としては特に発光ダイオードが想定される。本発明はそのような照明システムで使用するための発光材料にも関する。

近年、発光ダイオードを放射源として用いることにより白色光を放射する照明システムを提供するために、様々な試みがなされている。

発光ダイオードを放射源として用いることにより白色光を放射する照明システムの第一のカテゴリとして、複数の可視光を放射するダイオードを使用する方法が挙げられる。これらのシステムにおいては、2つの単色LED（たとえば青と黄色）または3つの単色LED（たとえば、赤、青、緑）が組み合わされて用いられる。複数の可視光発光ダイオードからの光を混合して白色に近い光を合成する。しかし、単色の赤、緑、青の発光ダイオードの配列から白色光を生成する場合、発光ダイオードの色調、輝度、及びその他の要因の寿命の変化により、望ましい色調の白色光が得られないという問題がある。また、各LEDの経時変化の違いや色ずれを補償するためには、複雑な駆動電子回路を使用する必要がある。

これらの問題を解決するために、可視光を、特に望ましくは白色光を生成する蛍光体を備えた発光材料を用いることによって発光ダイオードの光を変換する、第二のカテゴリの照明システムが開発されている。

そのような蛍光体で変換された白色光照明システムは、特に、3つの色、すなわち赤、緑、青の光を混合する方法であって、青色の出力光の成分は蛍光体及び/またはLEDの主放射によって供給される3色(RGB)混合のアプローチか、またはより簡単な方法として、黄色と青色の光を混合する方法であって、出力光の黄色の2次成分は黄色の蛍光体により、また青色の成分は蛍光体または青色LEDの主放射によって供給される2色(BY)混合のアプローチのいずれかに基づいている。蛍光体変換システムでは後者のアプローチが最も一般的である。

特に、たとえば米国特許第5,998,925号で開示されている2色混合のアプローチは、InGaNベースの半導体材料とY₃Al₅O₁₂:Ce(YAG-Ce³⁺)ガーネット蛍光体を組み合わせた青色発光ダイオードを使用している。このCe(YAG-Ce³⁺)蛍光体は、InGaN LED上に塗布され、LEDから放射された青色光の一部はこの蛍光体によって黄色の光に変換される。LEDからの青色光の他の一部はこの蛍光体を通って外部に放射される。これらの黄色と青色の光が混合されて、人間の目に70台の半ばのCRI(色調指数)を持ち、色温度Tcが約6,000Kから8,000Kまでの範囲に入る白色光として認識される光が得られる。

そのような蛍光体変換による発光素子には、演色性が低いことからくる限界が存在する。

このタイプの蛍光体変換LEDで照明された場合、対象物は人間の目に自然とは違って見える。白色光の色を正確に表現する能力は、その放射源からくる光に含まれる色の数と強さに依存するため、対象物の色が実際とは異なって見えたり、日中の太陽光の元で見るよりも鮮やかに見えたり、またお互いに色の差が判別しにくくなったりする。

真の色を表現するための性能指数が色調指数CRIである。このCRIは、認識された色と実際の色がどの程度一致しているかを示す指数であり、0から100までの相対値をとる。これは、ある与えられた光源で照らされた対象物の認識された色が、基準となる標準光源で照らされた場合の色にどの程度一致しているかを示す。CRI値が高いほど、色のずれまたは色の歪みが少ない。

青色LEDと黄色の蛍光体を組み合わせた典型的な固体照明素子において、赤色の領域（波長が600nm以下）及び青みがかった緑色の領域(波長が480nmから510nmの間)で放射される光の量はかなり小さく、白色LEDから放射される光は一般に色調指数CRIの値が小さいのに加えて、青みがかった緑色の領域での演色性を表す特別な色調指数R₅の値が特に小さい。

そのため、これらの素子で発生される白色光の2色性スペクトラムの赤色の波長領域における不足分を補償するために、蛍光体の特性のコントロール、ホストの部分的置換、及び/または別の要素を持つ活性材、及び蛍光体の混合の研究が行われて来た。図2は、従来技術における赤色の波長領域における不足分を補償するための蛍光体YAG:Ce+Prの放射、励起、及び反射の各スペクトラムを示す。

これらの努力にもかかわらず、色の補正、または白色光のCCT（相関色温度）を低下させることを目的とした、青色から黄色のスペクトラムへの赤色成分の追加は、不自然なピンク色を帯びた白色光を発生し、隣接した対象物間の色のコントラストを低下させたり、印刷された画像に異なった色を表示させる結果をもたらすに終わっている。

以上の経緯により、人間の目が光源によって照らされた対象物をより自然な色で見ることができるように、高い色調指数(CRI)を持つ白色光を発生することができる、効率的で低コストな固体照明システムに対するニーズが継続的に存在している。
米国特許第5,998,925号

この目的を達成するために、本発明は主放射を放射する放射源と、主放射を電磁スペクトラムの黄色の波長領域における広帯域光に変換することができる第一の蛍光体の混合物と、主放射を電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長領域における複数の狭帯域光に変換することができる第二の蛍光体とを備えた発光材料と、を備えた照明システムを提供する。

この蛍光体は、可視光スペクトラムの不足分を埋めるために選ばれる。言い換えれば、これらの蛍光体は、可視光スペクトラム全域にまたがる実質的に全ての波長で光を放射し、高い演色性を有する蛍光体の混合物を生成するように選ばれる。赤色成分の不足を補償する既知の蛍光体に加えて、本発明による発光材料は電磁スペクトラムの緑色成分の不足領域も補償する。赤色と緑色のスペクトル線での放射と黄色の広帯域放射の組み合わせが、白色と認識される光を生成する。この光は色のバランスがよいため、他の技術で生成された白色光の特性とは異なった、特に望ましい色の特性を持っている。従来技術のLEDによって生成された白色光のスペクトル分布と比較した時、スペクトル分布における本発明の明確な違いは、そのピーク波長が可視光スペクトラムの緑の波長領域に存在することである。

比較的連続的な出力スペクトラムと複数線の出力スペクトラムとを組み合わせたそのような照明システムは、通常、およそ65から85のCRI値を提供する。

この特長により、この素子は真の演色性が要求されるアプリケーションに理想的なものとなっている。本発明のそのようなアプリケーションとしては、特に、一般照明、交通信号、街灯、安全灯、自動化工場の照明、様々なディスプレイのバックライト等が挙げられる。

発光ダイオードは、特に放射源としての利用が期待されている。

本発明の第一の局面によれば、放射源として380nmから490nmまでの波長領域にピーク放射の波長を持つ青色発光ダイオードを備えた白色光照明システムが提供される。

そのような照明システムは、動作時に白色光を提供する。LEDによって放射された青色の光は、蛍光体を励起して、黄色、緑色、及び赤色の光を放射させる。LEDによって放射された青色の光は、蛍光体の混合物を透過して、蛍光体によって放射された緑色、赤色、及び黄色の光と混合される。観測者は、青色、黄色、赤色、及び緑色の光が混合された光を白色と認識する。

そのような照明システムは、簡単なデザインでありながら、低い製造コストと高い歩留まりで高効率で高い色調指数の両方を達成し、さらに大きな色ずれ、寿命、または経時変化の違い等の問題がないという利点がある。

本発明の1つの実施例によれば、黄色の光を放射する第一の広帯域蛍光体はCe(III)または第二の活性化イオンと一緒のCe(III)から選ばれた活性化イオンを備えた蛍光体から選ばれる。特にユーロピウム、プラセオジウム、サマリウム、テルビウム、ツリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、及びエルビウムから選ばれるのが望ましい。典型的には、第一の蛍光体はガーネット・ホスト格子を備えたCe(III)で活性化された蛍光体から選ばれる。

緑色と赤色を放射する、第二の複数狭帯域蛍光体は、Pr(III)と、ユーロピウムとサマリウムとを含むPr(III)のグループから選ばれる。典型的には、第二の蛍光体は、酸素及び/またはフッ素を備えたホスト格子を備えた蛍光体から選ばれる。

特に望ましいのは、その中で第二の蛍光体が、一般式(Y_1-x-yGd_xLu_y)₃(Al_1-aGa_a)₅O₁₂ (0≦x≦1、0≦y≦1、0≦a≦1)によって定義されるガーネットから選ばれたホスト格子を備えた前記蛍光体から選ばれた実施例である。

これらの蛍光体は、電磁スペクトラムのシアンから緑色（480〜540nm）と赤色（>600nm）の波長領域内にスペクトル線を持つ複数の狭帯域放射を提供することができる。

典型的には、第一の蛍光体と第二の蛍光体の重量比は、95:5から75:25の範囲に入るのが望ましい。

本発明の他の局面は、蛍光体の混合物を備えた発光材料を提供する。この蛍光体の混合物は、各々が青色及び/または近紫外の電磁放射を吸収し、可視光の範囲で光を放射する蛍光体のグループの1つから選択された少なくとも2つの蛍光体を備える。

混合物の第一の構成要素は、電磁スペクトラムの黄色の波長領域で広帯域の光を放射することができる第一の蛍光体を備え、第二の構成要素は、電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長領域で複数の狭帯域の光を放射することができる第二の蛍光体を備える。

これらの特定の蛍光体の混合物は、低い色温度と改善された演色性を有する白色発光蛍光体変換LEDにおいて特に重要である。

本発明は、主放射を放射することができる放射源と、主照射光を電磁スペクトラムの黄色の波長範囲内の広帯域放射に変換することができる第一の蛍光体と、主照射光を電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長範囲内の複数の狭帯域放射に変換することができる第二の蛍光体と、の混合物を備える発光材と、を備えた照明システムに関する。

放射源としては、半導体光放射素子、及び電気的励起に反応して光を放射するその他の素子が用いられる。半導体光放射素子には、発光ダイオード(LED)チップ、発光ポリマー(LEP)、有機発光素子(OLED)、ポリマー発光素子(PLED)等が用いられる。

さらに、放電灯、蛍光灯、低圧または高圧水銀放電灯、及び分子発光体に基づく放電灯のような発光素子もまた、本発明の蛍光体混合物を持つ放射源としての使用が想定される。

ここで用いられている「放射(radiation)」という言葉は、特に電磁スペクトラムの紫外、及び可視光領域での光放射を意味している。

本発明の利用は、広範囲な照明システムでの使用を想定しているが、以下、特定の例、特に発光ダイオード、その中でも特に紫外光、及び青色発光ダイオードの例を参照しながら本発明を説明する。

本発明では、発光ダイオードと、電磁スペクトラムの黄色の波長領域で広帯域な光を放射することができる第一の蛍光体と、電磁ペクトラムの赤色と緑色の波長領域で複数の狭帯域な光を放射することができる第二の蛍光体との混合物とを含む照明システムのいかなる構成も想定されているが、特に、前述のように主放射として紫色から青色の光を放射するLEDによって照射された時、特定の色または白色の光を生成するように混合されることができる他の既知の蛍光体を追加することが望ましい。

ここでは、図1に示される、放射源と発光材料を備えたそのような照明システムの1実施例の構成を詳細に説明する。

図1は、発光材料を含むコーティングが施されたチップ・タイプの発光ダイオードの概略図である。この素子は放射源としてチップ・タイプの発光ダイオード(LED)1を備える。このダイオード・チップ1は、反射カップのリードフレーム2内に置かれる。チップ1はボンディング・ワイヤ7によって第一の端子6に接続され、かつ第二の端子6に直接接続される。反射カップの凹みは、反射カップ内に埋め込まれるコーティング層を形成するための、本発明による発光材料を含むコーティング材で満たされる。発光材料である蛍光体3、4は分離された層の形、または混合物の形で適用される。典型的には、発光材料は樹脂結合剤5を備える。

動作時には、チップを活性化させるために、チップに電力が供給される。活性化された時、チップは主放射、たとえば青色の光を放射する。放射された主放射の一部は、コーティング層内の発光材料によって完全に、または部分的に吸収される。次に主放射の吸収に反応して、発光材料が2次光、すなわちより長いピーク波長を持つ波長変換された光、具体的には、十分に広い帯域を持つ黄色の光（赤のかなりの部分を含む）と赤色と緑色の複数狭帯域光を放射する。LEDから放射された青色の主放射のうち吸収されなかった光は、2次光と一緒に発光層を透過する。カプセル容器が、これらの吸収されなかった主放射と2次光を適切な方向に導き、外部へ出力する。従って、出力光は、チップから放射された主放射と、蛍光体の混合物を備えた発光材料から放射された2次光から成る多色混合光である。

本発明による照明システムの出力光の色温度またはカラーポイントは、主放射に対する2次光のスペクトル分布や光強度に依存して変化する。

第一に、主放射の色温度またはカラーポイントは、発光ダイオードの適切な選択により変えることができる。

第二に、主放射と2次放射の帯域の相対的貢献度は、LEDの発光効率と放射全体の色の性質を最適化するように変えることができる。これらの調整は、チップを取り囲む蛍光体を含んだ樹脂の厚さを変えることにより、または樹脂に含まれる蛍光体の濃度を変えることにより、行うことができる。

第三に、2次光の色温度またはカラーポイントは、発光材料内の蛍光体混合物、その粒子サイズ、及びその濃度を適切に選択することによって変えることができる。さらに、これらの組み合わせは、発光材料に異なった蛍光体の混合物を用いる可能性を提供し、その結果として、望ましい色調をより正確に設定することも可能である。

本発明の望ましい局面によれば、照明システムの出力光は、白色光に見えるようなスペクトル分布を持つことができる。

本発明の第一の実施例では、白色光照明システムは、青色発光ダイオードによって放射された青の放射が補色の波長領域に波長変換されて、多色混合による白色光を形成するような発光材料を選ぶことによって有利に製造することができる。

その放射強度の最大が、380nmから490nmまでの波長領域にある青色LEDを用いるた場合は、特に良好な結果が得られる。Ce(III)とプラセオジウム(III)で活性化された蛍光体の励起スペクトラムを特に考慮することにより、最適な波長領域は445nmと468nmの間にあることが分かっている。

青色LEDに代わるものとして、紫外光LEDと青色を放射する蛍光体の組み合わせを用いることも可能である。

本発明による発光材料は、第一の構成要素と第二の構成要素の蛍光体混合物を備える。

放射源による紫色から青色の放射で励起された時、蛍光体混合物の第一の構成要素は、一般に可視光スペクトラムの緑色から黄色の波長領域に中心がある放射スペクトルを示す。混合物の第二の構成要素は、可視光スペクトラムの深い赤色と青緑色の波長領域に複数のスペクトル線を発生し、複数の狭帯域の光を放射する。

前述の蛍光体の構成要素の相対的比率は、それらの光放射が、放電によって発生された可視光があれば、それと混合された時に予め決められているICI座標を持つ白色光が生成され、生成された放射の選択されたスペクトラムのために、これによって照射される対象物の演色が優れたものとなるように選ばれる。

適切な広帯域の黄緑色光放射蛍光体は、最大で550nmから590nmまでの波長帯域、より望ましくは570nmから580nmまでの波長帯域と、50nmから150nmまでの半値幅、より望ましくは90nmから120nmまでの半値幅を持つ光を放射する蛍光体を含んでいる。

典型的には、用いられる緑色から黄色の広い波長帯域の光を放射する蛍光体は、(Y_mA_1-m)₃(Al_nB_1-n)₅O₁₂ がドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含んでいる。ここで、0≦m≦1、0≦n≦1であり、Aはセリウム、プラセオジウム、ネオジウム、サマリウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテニウム等の希土類元素を含み、Bはボロン、ガリウム、インジウム、及びそれらの混合物を含む。

最も一般的に用いられている蛍光体材料はYAG:Ceである。その理由は、これが青色LEDの光を吸収して、かなり広帯域で専ら黄色に近い放射に変換することができるからである。YAG:Ce蛍光体はイットリウムとアルミニウムの混合酸化物(Y₃Al₅O₁₂)から構成されるホスト材と、その中に発光センターとしてのセリウム(Ce)を含んでいる。

また、第一の黄色い光を放射する広帯域蛍光体として有効なのは、一般式(Y_1-x-yGd_xLu_y)₃Al₅O₁₂Ce₂によって定義される蛍光体である。ここで0≦x≦1、0≦y≦1、0<z<0.02である。

これらの蛍光体は545nmから580nmまでの波長領域にピークを持つ広いスペクトラムの光を放射する。

さらに、460nm以上の波長領域で励起された光の放射効率は、第二の実施例の蛍光体の結晶内にガドリニウムGdを含ませることによって高められる。Gdの濃度が増加した場合、放射ピーク波長は長波長側にずれ、全体の放射スペクトラムが長波長側にずれる。このことは、必要があれば、置換の程度をGdで増加させることによって、より赤みがかった光の放射を得ることができることを意味している。Gdの濃度が増加した場合、青色の光の下でフォトルミネッセンスによって放射される光の強度は減少する傾向がある。

赤色と緑色を補償する第二の蛍光体との組み合わせにおいて、ガリウムの一部をアルミニウムで置き換えることによって、放射される光の波長を短波長側にシフトさせることが望ましい場合がある。

電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長領域で光を放射する適切な複数狭帯域赤色放射蛍光体は、最大620nmから660nmまでの帯域で1nmから30nmまでの半値幅、より望ましくは5nmから25nmまでの半値幅の半値幅を持つ少なくとも1つの放射を放射する蛍光体と、最大480nmから540nmまでの帯域で1nmから30nmまでの半値幅、より望ましくは5nmから25nmまでの半値幅を持つ少なくとも1つの放射を放射する蛍光体とを含む。

第二の蛍光体は、プラセオジウム(III)、またはサマリウム(III)及び/またはユーロピウム(III)と組み合わせたプラセオジウム(III)によって活性化された蛍光体であることが望ましい。

Pr(III)は、比較的強い³H_J-³P_J、及び³H_J-¹I₆遷移による450nmから490nmまでの比較的強い吸収帯を持っているため、Pr(III)による活性化が望ましい。

Pr(III)イオンと周囲のリガンド（配位子）との間に高電荷密度を供給するホスト格子は、それらの高い共有結合性の故に望ましい。高い共有結合性は、Pr(III)レベルの多様性の中で反対のパリティ項状態との混合の増加をもたらし、これによって吸収線のより高い発振強度とより速い減衰放射遷移をもたらす。

この要求条件を満たす格子は、共有結合性が比較的に強くなければならず、酸素及び/またはフッ素のリガンド・イオンを備えていることが望ましい。そのような格子としては、La₂Ti₂O₇、(Y_1-xGd_x)VO₄、(0≦x≦1)、CaTiO₃、(Sr, Ca)(Zr, Al)O₃(Y_1-x-yGd_xLu_y)₂O₃、(0≦x≦1、0≦y≦1)、(Sr_1-xCa_x)₂SiO4、(0≦x≦1)、及び立方体ガーネット(Y_1-x-yGd_xLu_y)(Al_1-aGa_a)₅O₁₂、(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦a≦1)がある。

本発明で使用される適切な立方体ガーネット・ホスト材料としては、たとえば、イットリウム・アルミニウム・ガーネットY₃Al₅O₁₂、イットリウム・ガドリニウム・アルミニウム・ガーネット((Y,Gd)₃Al₅O₁₂)、ガドリニウム・アルミニウム・ガーネット、、ガドリニウム・ガリウム・ガーネットGd₃Ga₅O₁₂、ガドリニウム・スカンジウム・ガリウム・ガーネット(Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂)、ガドリニウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット(Gd₃Sc₂Al₃O₁₂)、ルテニウム・アルミニウム・ガーネットLu₃Al₅O₁₂、及びイットリウム・ガリウム・ガーネットY₃Ga₅O₁₂がある。上記の例で、Bサイト（一般式A₃B₅O₁₂における）は2つの元素で占められることがある。その他のガーネットにおいては、Aサイトは2つの元素で占められることがある。

これらの格子を0.01%から10％のPr³⁺で、望ましくは0.1&から1.0%のPr³⁺でドープすることにより、放射スペクトラムの赤色と緑色の波長領域に複数の強く狭い放射ラインを持つ蛍光体が得られる。図4から図7までを参照のこと。

発光活性化材としてのプラセオジウムに加えて、他の元素をホスト材料に含めることができる。たとえば、イッテルビウム、サマリウム、ユーロピウム等を共同活性剤として追加することも可能である。

図5は、Y₃Al₅O₁₂:1%Prの励起光、放射、及び反射光のスペクトラムを示し、図6は、(Y,Gd)Al₅O₁₂:1%Prの励起光、放射、及び反射光のスペクトラムを示す。図7は、Gd₃Al₅O₁₂:1%Prの励起光のスペクトラムを示す。

これら第一、及び第二の蛍光体はお互いに互換性があり、蛍光体のコーティング材または周知技術で用いられているモノリシック・セラミック・コンバータとして使用することができる。

使用される蛍光体の特定の量は色温度に依存するが、本発明のフル・スペクトラム蛍光体混合物は、以下の割合で組み合わされた以下の材料の2つの蛍光体混合物であることが望ましい。

(1)電磁スペクトラムの黄色の波長領域で広帯域放射を発生することができる、大体70%から95%まで、望ましくは75%から85%までの第一の蛍光体（その量はCCTの低下とともに増加する）。

(2)電磁スペクトラムの赤色と緑色の波長領域で複数の狭帯域放射を発生することができる、大体5%から30%まで、望ましくは15%から25%までの第二の蛍光体。ここで、この割合は蛍光体混合物の総重量に基づいており、割合の合計は100%となる。

ランプの演色性は、その最大放射強度が630±15nmの波長にあり、その半値幅が50nmより大きい赤色の光を放射する蛍光体の成分を追加することによってさらに改善することができる。

従来技術との比較のために、図3に赤色不足を補償するための、Pr(III)の追加ドーピングを行ったCe(III)で活性化されたガーネットの放射、励起光、及び反射光のスペクトラムを示す。

特別な実施例
1.YAG:2%CeとYAG:1%Prを備えた白色LED
70-80%のYAG:2%Ceと20-30%のYAG:1%Prとの蛍光体混合物がシリコーン先駆物質の中に浮遊され、重合化触媒が加えられ、この懸濁液の液滴が460nmの光を放射するInGaN系LEDチップ上に落とされる。プラスチックのキャップがLEDを密封し、シリコーンが約１時間重合される。3つの異なったコーティング厚さに対するLEDのスペクトラムを図3に示す。

2. (Y,Gd)AG:2%Ceと(Y,Gd)AG: 1%Prを備えた白色LED
70-80%の(Y,Gd)AG:2%Ceと20-30%の(Y,Gd)AG:1%Prとの蛍光体混合物がシリコーン先駆物質の中に浮遊され、重合化触媒が加えられ、この懸濁液の液滴が460nmの光を放射するInGaN系LEDチップ上に落とされる。プラスチックのキャップがLEDを密封し、シリコーンが約１時間重合される。2つの異なったコーティング厚さに対するLEDのスペクトラムを図4に示す。

本発明のさらなる局面によれば、白色光に加えて、他の色の光も、上記のように開示されたグループから適切な割合で選択された蛍光体混合物を備えた、他の蛍光体混合物から生成することができる。

以上、本発明の望ましい実施例を示し、説明して来たが、追加された請求項によって定義された発明の請求範囲内に入る他の様々な実施例、及び変形が考えられることは、当業者にとって明らかであろう。

LEDによって放射された光の通り道に位置づけられた本発明の蛍光体を備えた2色混合の白色LED灯の概略図である。 従来技術による赤色成分の不足分を補償するYAG:Ce+Prからの放射、励起光、及び反射光のスペクトラムである。 YAG:2%CeとYAG:1%Prでコーティングされた、460nmの光を放射するInGaN系半導体をベースとする白色LEDの放射のスペクトラムである。 (Y,Gd)AG:2%Ceと(Y,Gd)AG:1%Prでコーティングされた、460nmの光を放射するInGaN系半導体をベースとする白色LEDの放射のスペクトラムである。 Y₃Al₅O₁₂:1%Prの励起光、放射、及び反射光のスペクトラムである。 (Y,Gd)Al₅O₁₂:1%Prの励起光、放射、及び反射光のスペクトラムである。 Gd₃Al₅O₁₂:1%Prの励起光、放射、及び反射光のスペクトラムである。

符号の説明

1 LEDチップ
2 反射カップ
3 蛍光体
4 蛍光体
5 樹脂結合剤
6 端子
7 ボンディング・ワイヤ

Claims (10)

1. 主放射を放射することができる放射源と、前記主放射を電磁スペクトラムの黄色の範囲内の広帯域放射に変換することができる第一の蛍光体、および前記主放射を前記電磁スペクトラムの赤色と緑色の範囲内の複数の狭帯域放射に変換することができる第二の蛍光体の混合物を備える発光材料と、を備える照明システム。
2. 前記放射源が、380nmから490nmまでの波長範囲内にピーク放射の波長を持つ主放射を放射することができる、請求項1に記載の照明システム。
3. 前記放射源が発光ダイオードである、請求項１に記載の照明システム。
4. 前記第一の広帯域蛍光体が、Ce(III)と、第二の活性化イオンを含むCe(III)のグループから選択された活性化イオンを備える前記蛍光体から選ばれた、請求項１に記載の照明システム。
5. 前記第一の広帯域蛍光体が、ガーネット・ホスト格子を備えた前記Ce(III)で活性化された蛍光体から選ばれた、請求項4に記載の照明システム。
6. 前記第二の複数の狭帯域蛍光体が、Pr(III)と、第二の活性化イオンを含むPr(III)の前記グループから選択された活性化材を備える前記蛍光体から選ばれた、請求項１に記載の照明システム。
7. 前記第二の複数の狭帯域蛍光体が、酸素および/またはフッ素を備えるホスト格子を備える前記プラセオジウム(III)で活性化された蛍光体から選ばれた、請求項6に記載の照明システム。
8. 前記第二の複数の狭帯域蛍光体が、一般式（Y_1-x-yGd_xLu_y）₃(Al_1-aGa_a)₅O₁₂ (0≦x≦1、0≦y≦1、0≦a≦1)によって定義されるガーネットから選ばれたホスト格子を備えた前記蛍光体から選ばれた、請求項6に記載の照明システム。
9. 前記第一の蛍光体と前記第二の蛍光体の重量比が、95：5から75:25までの範囲である、請求項6に記載の照明システム。
10. 前記電磁スペクトラムの黄色の領域内での広帯域の光を放射できる第一の蛍光体を備える第一の構成要素と、前記電磁スペクトラムの複数の狭帯域光を放射することができる第二の蛍光体を備える第二の構成要素との混合物を備える、発光材料。

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