JP2020536381A - 蛍光体混合物、変換要素および光電子部品 - Google Patents

Abstract

７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（３）を有する放出スペクトル（２）を有し、かつ緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第一の蛍光体（１）と、１ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（６）を有する放出スペクトル（５）を有し、かつ赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第二の蛍光体（４）と、２５ナノメートル以上１００ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（８）を有する放出スペクトル（１３）を有し、かつ橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第三の蛍光体（７）とを含む蛍光体混合物について記載する。さらに、さらなる蛍光体混合物、変換要素および光電子部品について記載する。

Description

蛍光体混合物、変換要素および光電子部品について記載する。

様々な蛍光体混合物が、例えば、Ｋｅｎ Ｔ．Ｓｈｉｍｉｚｕ等の刊行物Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、第５巻、Ｎｏ．２、２０１７年４月に記載されている。

光電子部品に使用される際に良好な色忠実度（Ｆａｒｂｗｉｅｄｅｒｇａｂｅ）とともに高い効率を生み出すことに殊に適した改善された蛍光体混合物について記載するものとする。さらに、同様に光電子部品に使用される際に良好な色忠実度とともに高い効率を生み出すことに殊に適した変換要素について記載するものとする。

さらに、向上した効率および改善された色忠実度を有する光電子部品について記載するものとする。

これらの課題は、請求項１の特徴を有する蛍光体混合物により、請求項５の特徴を有する蛍光体混合物により、請求項１６の特徴を有する変換要素により、および請求項１８の特徴を有する光電子部品により解決される。

蛍光体混合物、変換要素および光電子部品の有利な実施形態およびさらなる構成は、それぞれ従属請求項の対象である。

一実施形態によると、蛍光体混合物は、７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下の下記で「ＦＷＨＭ幅」（英語の「Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ幅」の略）と称される半値幅を有する放出スペクトルを有する第一の蛍光体を含む。第一の蛍光体は、緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出することが好ましい。

一般的に、放出スペクトルとは、蛍光体または別の要素から放出された光の、波長間隔ごとのスペクトル強度またはスペクトル光束（「スペクトル強度／スペクトル光束」）を波長λの関数として示す図である。すなわち、放出スペクトルは、ｘ軸に波長がプロットされ、ｙ軸にスペクトル強度またはスペクトル光束がプロットされた曲線を表す。ＬＥＤまたは個々の蛍光体の放出スペクトルは、ピーク波長で最大値を示すことが一般的である。ＦＷＨＭ幅という用語は、最大値を有する曲線、例えば放出スペクトルに関連し、ここで、ＦＷＨＭ幅とは、最大値の半分に相当する双方のｙの値に対応するｘ軸の範囲である。

さらなる実施形態によると、蛍光体混合物は、１ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第二の蛍光体を含む。第二の蛍光体は、２４ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有することが好ましい。第二の蛍光体は、赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出することが好ましい。

さらなる実施形態によると、蛍光体混合物は、２５ナノメートル以上１００ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第三の蛍光体を含む。第三の蛍光体は、橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出することが特に好ましい。

一実施形態によると、蛍光体混合物は、励起スペクトルの電磁放射線で励起されると、蛍光体混合物中の蛍光体の放出スペクトルから成る全変換スペクトルの電磁放射線を放出する。

特に好ましい実施形態によると、蛍光体混合物は、７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第一の緑色蛍光体と、１ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第二の赤色蛍光体と、２５ナノメートル以上１００ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第三の橙赤色蛍光体とを含む。

ここで、第二の赤色蛍光体のＦＷＨＭ幅は、第一の緑色蛍光体および第三の橙赤色蛍光体のＦＷＨＭ幅よりも比較的に小さいことが特に好ましい。ここで、橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第三の橙赤色蛍光体は、第二の赤色蛍光体の狭い放出スペクトルを有利に広げ、よって、波長が６３５ナノメートルを超える目視評価の悪い長波領域の電磁放射線を過剰に生成することなく、蛍光体混合物の全変換スペクトルを有利に埋める。これにより、高い効率と同時に、蛍光体混合物の色忠実度が向上する。

蛍光体混合物の好ましい実施形態によると、第一の緑色蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体であり、第二の赤色蛍光体は、量子ドット蛍光体である。

赤色発光量子ドット蛍光体には、不可視の赤外スペクトル領域に少ししか光が生じないという利点がある。さらに、長波の赤色領域の放出波長を有する狭帯域の量子ドット蛍光体により、蛍光体混合物の効率が改善される。

賦活剤ベースの蛍光体は、不純物イオンが賦活剤として組み込まれた、結晶質、例えばセラミックのホスト格子（Ｗｉｒｔｓｇｉｔｔｅｒ）を含むことが好ましい。賦活剤により、賦活剤ベースの蛍光体に波長変換特性が付与される。ホスト格子は、励起波長の電磁放射線が、材料に吸収されて賦活剤ベースの蛍光体の電子遷移を励起し、この蛍光体が、放出スペクトルを有する電磁放射線を放出して再び基底状態に移行するように、賦活剤の電子構造を変化させる。

例えば、賦活剤ベースの蛍光体は、粒径１マイクロメートル〜３０マイクロメートルの粒子形態で存在し得る。

これとは異なり、量子ドット蛍光体は、ナノメートル領域のサイズを有する非常に小さな半導体粒子であり、その変換特性は、その限定された寸法に基づいて生じる。

量子ドット蛍光体は、コアおよびシェルを含む（「ｃｏｒｅ−ｓｈｅｌｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ」）ことができ、ここで、コアおよびシェルのどちらも、半導体材料を含むか、または半導体材料から形成されている。シェルのバンドギャップは、シェルが励起波長の電磁放射線を吸収するように、材料およびサイズが調整されていることが一般的である。量子ドット蛍光体のコアは、励起波長の電磁放射線とともに吸収されたエネルギーの少なくとも一部を放出スペクトルの電磁放射線として再び放出するように、材料およびサイズが調整されていることが一般的である。

量子ドット蛍光体の粒子のコア、またはコアおよびシェルは、例えば、２ナノメートル以上２０ナノメートル以下の直径を有する。

さらに、量子ドット蛍光体は、１個以上のクラッドをさらに有していてもよい。クラッドは、コアおよび／またはクラッドの材料を、これらの要素の材料を酸化させ得る外部の物質、例えば酸素または水の影響から保護するために設けられていることが好ましい。さらに、クラッドは、量子ドット蛍光体の凝集を少なくとも低減させることに適切であり得る。クラッドは、樹脂もしくはガラスを含有していても、または樹脂もしくはガラスから成っていてもよい。クラッドを有する量子ドット蛍光体の粒子は、例えば、５０ナノメートル以上２０マイクロメートル以下の直径を有していてもよい。ここで、粒子のクラッドが複数個の量子ドット蛍光体粒子を含むことも可能である。

一般的に、量子ドット蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体よりも著しく小さいＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する。殊に赤色〜橙色のスペクトル領域の狭帯域の放出により、量子ドット蛍光体は、白色または温白色の光を放出する光電子部品での使用において比較的に高い効率を可能にする。ここで有利には、量子ドット蛍光体により、賦活剤ベースの蛍光体の効率を１０％〜２０％上回る効率が可能になる。

本蛍光体混合物が基づく１つの概念は、好ましくは量子ドット蛍光体として形成されている第二の赤色蛍光体の狭い放出スペクトルを、より大きなＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する第三の橙赤色発光蛍光体により埋めることで、より連続的な全変換スペクトルを得ることである。これにより、蛍光体混合物の色忠実度が、第三の橙赤色蛍光体なしの蛍光体混合物よりも改善される。

第二の赤色量子ドット蛍光体に対する第三の橙赤色蛍光体の比は、蛍光体混合物の効率が最適化されるように調整されることが特に好ましい。

例えば、第二の赤色量子ドット蛍光体は、以下の材料のうちの１種を含むか、または以下の材料のうちの１種から形成されている：ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、Ｃｌ（Ｚ）Ｓ、ＡｌＳ、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｓｉ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＧａＮ。

一般的に、赤色量子ドット蛍光体はカドミウムを有する。カドミウムは環境に有害であるため、光電子部品におけるカドミウムの法的に規定された割合は、欧州指令２０１１／６５／ＥＵ（ＲｏＨＳ指令、「Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ」の略）により制限されている。

赤色の量子ドット蛍光体を第三の橙赤色の賦活剤ベースの蛍光体で部分的に置き換えることにより、有利には、蛍光体混合物のカドミウム割合が減少し、ＲｏＨＳ指令の順守が容易になる。

蛍光体混合物のさらなる好ましい実施形態によると、第三の蛍光体は、４０ナノメートル以上１００ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する。第三の蛍光体は、７０ナノメートル以上９０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有することが特に好ましい。この実施形態の場合、第三の橙赤色蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体であることが好ましい。

蛍光体混合物のさらなる実施形態によると、第三の橙赤色蛍光体の放出スペクトルのＦＷＨＭ幅は、２５ナノメートル以上４５ナノメートル以下である。第三の橙赤色蛍光体のＦＷＨＭ幅は、３０ナノメートル未満であることが特に好ましい。この実施形態の場合、第三の橙赤色蛍光体は、量子ドット蛍光体であることが好ましい。

蛍光体混合物のさらなる実施形態によると、第三の橙赤色蛍光体の放出スペクトルのＦＷＨＭ幅は、７０ナノメートル以上９０ナノメートル以下であってもよい。この実施形態の場合、第三の橙赤色蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体であることが特に好ましい。この実施形態の場合、第二の赤色蛍光体は、比較的に小さいＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有する量子ドット蛍光体であることが特に好ましい。

蛍光体混合物の実施形態によると、第二の赤色蛍光体は、６１０ナノメートル以上６３５ナノメートル以下のピーク波長を有する。

蛍光体混合物のさらなる実施形態によると、第三の橙赤色蛍光体は、５８０ナノメートル以上６２０ナノメートル以下、好ましくは６００ナノメートル以上６１０ナノメートル以下のピーク波長を有する。

蛍光体混合物のさらなる実施形態によると、第三の橙赤色蛍光体の放出スペクトルは、第二の赤色蛍光体の放出スペクトルのピーク波長に対するスペクトル距離が５ナノメートル以上３０ナノメートル以下であるピーク波長を有する。このようにして、第一の緑色蛍光体の放出スペクトルと第二の赤色蛍光体の放出スペクトルとの間の、蛍光体混合物の全変換スペクトルのギャップを、特に良好に閉じることができる。

蛍光体混合物のさらなる好ましい実施形態によると、第二の赤色蛍光体、また第三の橙赤色蛍光体も、それぞれ量子ドット蛍光体である一方、第一の緑色蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体である。

例えば、量子ドット蛍光体として形成されている第三の橙赤色蛍光体は、以下の材料のうちの１種を有するか、または以下の材料のうちの１種から形成されている：ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、Ｃｌ（Ｚ）Ｓ、ＡｌＳ、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｓｉ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＧａＮ。

さらに、第二の赤色蛍光体が量子ドット蛍光体である一方で、第一の緑色蛍光体および第三の橙赤色蛍光体が、それぞれ賦活剤ベースの蛍光体であることも可能である。

第三の橙赤色の賦活剤ベースの蛍光体は、Ａｌ（Ａｌ_ａＭ_１−ａ）ＳＸ_２ＡＸ_２ＮＸ_６：Ｄを有する材料を含有していても、またはこの材料から成っていてもよく、ここで
− Ａｌは、少なくとも１種の二価金属元素であり、
− Ｍは、Ａｌとは異なる二価金属元素であり、
− Ｄは、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍアルカリ金属およびＹｂの群からの１種以上の元素であり、
− ＳＸは、少なくとも１種の四価元素を含むか、または少なくとも１種の四価元素であり、
− ＡＸは、少なくとも１種の三価元素を含むか、または少なくとも１種の三価元素であり、
− ＮＸは、Ｎ、Ｏ、Ｆ、Ｃｌの群から選択される少なくとも１種の元素を含むか、またはこれらの元素のうちの１種であり、
− パラメーターａが、０．６以上１．０以下、好ましくは０．８以上１．０以下である。

さらに、第三の橙赤色の賦活剤ベースの蛍光体は、Ｓｒ_ｘＣａ_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕを有していても、またはこの材料から成っていてもよく、ここで、０．１％以上５％以下のＳｒ−Ｃａ格子サイトおよび／またはＳｒ／Ｃａ格子サイトが、Ｅｕで置き換えられている。

さらに、第三の橙赤色の賦活剤ベースの蛍光体は、（Ｍ’’’）_{２−２ｘ’’’}Ｅｕ_{２ｘ’’’}Ｓｉ_５Ｎ_８を有していても、またはこの材料から成っていてもよく、ここで、Ｍ’’’＝Ｓｒ、Ｃａおよび／またはＢａであり、０．００１≦ｘ’’’≦０．２、好ましくは０．０１≦ｘ≦０．１である。

さらなる実施形態によると、蛍光体混合物は、その放出スペクトルが１ナノメートル以上６０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する第四の蛍光体を含む。第四の蛍光体は、シアン色のスペクトル領域の電磁放射線を放出することが好ましい。

第四のシアン色蛍光体は、４７０ナノメートル以上５２０ナノメートル以下のピーク波長を有する放出スペクトルを有することが好ましい。

第四のシアン色蛍光体は、量子ドット蛍光体であることが特に好ましい。

例えば、量子ドット蛍光体である第四のシアン色蛍光体は、以下の材料のうちの１種を有するか、または以下の材料のうちの１種から形成されている：ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＩｎＰ、Ｚｎ_３Ｎ_２、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＧａＮ。

さらに、第四のシアン色蛍光体は、賦活剤ベースの蛍光体であってもよい。例えば、以下の式：ＡＥ_２−ｘＬ_ｘＳｉＯ_４−ｘＮ_ｘ：ＲＥおよび／またはＡＥ_２−ｘＬ_ｘＳｉ_１−ｙＯ_{４−ｘ−２ｙ}Ｎ_ｘ：ＲＥおよび／またはＡＥ_２ＳｉＯ_４：ＲＥに準拠する材料が、第四のシアン色の賦活剤ベースの蛍光体として適しており、式中、ＡＥは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａから選択される１種以上の元素を含むか、またはこれらの元素のうちの１種以上から成り、ＲＥは、希土類金属から選択される１種以上の元素、好ましくは少なくともＥｕを含むか、またはＥｕから成り、Ｌは、ＲＥとは異なる希土類金属から選択される１種以上の元素を含むか、またはそのような元素から成り、ここで、０＜ｘ≦０．１、好ましくは０．００３≦ｘ≦０．０２、および０＜ｙ≦０．１、好ましくは０．００２≦ｙ≦０．０２である。

第四のシアン色蛍光体を用いると、特に好ましくは、蛍光体混合物の全変換スペクトルを短波の可視スペクトル領域に広げることが可能になり、それにより、全変換スペクトルと、光電子部品において励起スペクトルを有する電磁放射線を生成することが可能な半導体チップの励起スペクトルとの間のギャップが有利に閉じられる。これにより、総放出スペクトルの色忠実度が著しく改善される。さらに、所望の色度座標を得るために全スペクトルの長波側で必要とされる赤色光がより少ないため、一般的には、効率を改善することができる。このことは、蛍光体混合物の励起スペクトルの電磁放射線のすべてが別の放出スペクトルを有する電磁放射線になるのではなく、励起スペクトルの電磁放射線の一部が、未変換のまま部品から出て、この部品の全スペクトルに寄与する場合に、殊に有利である。

特に好ましい蛍光体混合物は、７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有し、かつ緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第一の蛍光体を含む。さらに、この実施形態において、蛍光体混合物は、１ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有し、かつ赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第二の蛍光体と、１ナノメートル以上６０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅を有する放出スペクトルを有し、かつシアン色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第四の蛍光体とを含む。

さらなる実施形態によると、第一の緑色蛍光体は、５００ナノメートル以上５６０ナノメートル以下のピーク波長を有する放出スペクトルを有する。例えば、第一の緑色蛍光体は、５００ナノメートル以上５３０ナノメートル以下のピーク波長を有する放出スペクトルを有する。５００ナノメートル以上５３０ナノメートル以下のピーク波長を有する短波の緑色蛍光体の使用には、シアン色の第四の蛍光体と同様に、蛍光体混合物の全変換スペクトルが短波スペクトル領域に広がり、それにより、青色の励起スペクトルと、蛍光体混合物の全変換スペクトルの短波部分との間のギャップが閉じられるという利点がある。

第一の緑色蛍光体は、例えば、ベータＳｉＡｌＯＮを含有していても、またはベータＳｉＡｌＯＮから成っていてもよい。ベータＳｉＡｌＯＮは、例えば以下の化学式：Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚ：ＲＥに準拠していてもよく、式中、好ましくは０＜ｚ≦６および０．００１≦ｙ≦０．２が当てはまり、ＲＥは、希土類金属から選択される１種以上の元素、好ましくは少なくともＥｕおよび／またはＹｂである。

さらに、第一の緑色蛍光体が、Ｙ_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを有するか、またはこの材料から成ることも可能であり、式中、Ｇａの割合は、０．２≦ｘ≦０．６、好ましくは０．３≦ｘ≦０．５、特に好ましくは０．３５≦ｘ≦０．４５である。

さらに、第一の緑色蛍光体は、（Ｇｄ、Ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅもしくは（Ｔｂ、Ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを有していても、またはこれらの材料のうちの１種から成っていてもよく、ここで、Ｃｅｒ割合は、１．５Ｍｏｌ％〜５Ｍｏｌ％、好ましくは２．５Ｍｏｌ％〜５Ｍｏｌ％であり、ガリウム割合ｘは、０〜０．５、好ましくは０〜０．１である。

さらに、第一の緑色蛍光体は、Ｌｕ_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅもしくは（Ｌｕ、Ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを有するか、またはこれらの材料のうちの１種から成ることも可能であり、ここで、Ｃｅｒ割合は、それぞれ希土類金属を基準として、０．５Ｍｏｌ％〜５Ｍｏｌ％、好ましくは０．５Ｍｏｌ％〜２Ｍｏｌ％であり、ガリウム割合ｘは、０〜０．５、好ましくは０．１５〜０．３である。

殊に、ここに記載の蛍光体混合物は、変換要素の一部であることに適している。例えば、変換要素は、蛍光体が組み込まれた樹脂、例えばシリコーンを含む。

変換要素の特に好ましい実施形態の場合、変換要素のカドミウム含量は、０．０１重量％以下である。そのような低いカドミウム含量は殊に、現在適用されているＲｏＨＳ指令に即する。

さらに、蛍光体混合物と、蛍光体混合物を有する変換要素とは、光電子部品での用途に適している。

一実施形態によると、光電子部品は、励起スペクトルを有する電磁放射線を放出する放射線放出半導体チップを含む。殊に、励起スペクトルを有する電磁放射線は、蛍光体混合物の好ましくはすべての蛍光体を励起することに適している。

半導体チップの励起スペクトルは、４３５ナノメートル以上４６０ナノメートル以下のピーク波長を有することが好ましい。

半導体チップの励起スペクトルのＦＷＨＭ幅は、１０ナノメートル以上３０ナノメートル以下の値を有することが好ましい。

光電子部品は、励起スペクトルの電磁放射線と、全変換スペクトルを有する蛍光体混合物の電磁放射線とから成る、全スペクトルを有する混合色光を放出することが特に好ましい。光電子部品は、例えば色度標準ＡＮＳＩ Ｃ７８−３７７に相応して、白色、特に好ましくは温白色の領域にある色度座標を有する混合色光を放出することが特に好ましい。混合色光は、色度標準ＩＥＳ ＴＭ−３０−１５または色度標準ＣＩＥ ＴＣ １−９０（２０１６）に準拠して、８０超の色忠実度指数（Ｆａｒｂｗｉｅｄｅｒｇａｂｅｉｎｄｅｘ）Ｒｆ、特に好ましくは９０超のＲｆを達成することが好ましい。このことは殊に、量子ドット蛍光体を使用することにより可能である。

ここで蛍光体混合物との関連で開示されている要素、実施形態および特徴は、変換要素の場合でも、光電子部品の場合でも同様に具体化することが可能であり、またそれぞれその反対も同様である。

本発明のさらなる有利な実施形態およびさらなる構成は、以下で図と関連付けて記載される実施例から明らかとなる。

実施例による蛍光体混合物の概略図を示す。 それぞれの実施例による励起スペクトルと一緒に、蛍光体混合物の全変換スペクトルを示す。 それぞれの実施例による励起スペクトルと一緒に、蛍光体混合物の全変換スペクトルを示す。 それぞれの実施例による励起スペクトルと一緒に、蛍光体混合物の全変換スペクトルを示す。 それぞれの実施例による励起スペクトルと一緒に、蛍光体混合物の全変換スペクトルを示す。 実施例による変換要素の概略断面図を示す。 実施例による光電子部品の概略断面図を示す。

これらの図において、同じ、類似した、または同じ機能を果たす要素には、同じ符号が設けられている。図に示される要素の形状およびサイズ比は、互いに縮尺通りに捉えられるべきではない。むしろ、個別の要素、殊に層厚は、より良好な説明のために、および／またはより良好な理解のために、誇張して大きく示されることがある。

図１の実施例による蛍光体混合物は、７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅３を有する放出スペクトル２を有し、かつ緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第一の蛍光体１を含む。さらに、蛍光体混合物は、赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出し、かつ１ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅６を有する放出スペクトル５を有する第二の蛍光体４を含む。さらに、図１による蛍光体混合物は、橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出し、かつその放出スペクトル１３が、好ましくは７０ナノメートル以上９０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅８を有する第三の蛍光体７を含む。

さらに、図１の実施例による蛍光体混合物はさらに、シアン色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第四のシアン色蛍光体９もさらに有する。ここで、第四のシアン色蛍光体９の放出スペクトル１０は、１ナノメートル以上６０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅１１を有する。

図２は、励起スペクトル１２と、そこから得られる光電子部品の全スペクトルと一緒に、蛍光体混合物の全変換スペクトルを概略的に示す。ここで、放出される放射線のスペクトル強度Ｉまたはスペクトル光束Φが、波長λの関数として示されている。

図２の実施例による蛍光体混合物の全変換スペクトルは、７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅３を有する第一の緑色蛍光体１の放出スペクトル２を有する。第一の緑色蛍光体１の放出スペクトル２は、比較的に幅広く形成されている。さらに、図２による全変換スペクトルは、第二の赤色蛍光体４の放出スペクトル５を有する。本実施例の場合、第一の緑色蛍光体１には、賦活剤ベースの蛍光体が、第二の赤色蛍光体４には、量子ドット蛍光体が使用されることが特に好ましい。

さらに、図２の全変換スペクトルを有する蛍光体混合物は、その放出スペクトル１３が比較的に大きなＦＷＨＭ幅８を有する第三の橙赤色蛍光体７を有する。本実施例において、第三の橙赤色蛍光体７は、特に好ましくは賦活剤をベースにして形成されている。第三の橙赤色蛍光体７は、全変換スペクトルにおいて、第一の緑色蛍光体１の放出スペクトル２と、第二の赤色蛍光体４の放出スペクトル５との間のギャップを閉じる。このようにして、蛍光体混合物の全変換スペクトルを有利により連続的に構成することができ、それにより色忠実度が向上する。さらに、蛍光体混合物から放出される赤色光の一部は、賦活剤ベースの第三の橙赤色蛍光体７により生成されるため、赤色量子ドット蛍光体の量を減少させることが可能である。これにより、蛍光体混合物のカドミウム割合を有利に減少させることが可能になる。

さらに、図２は、例えば青色発光ダイオードチップ１４により生成される励起スペクトル１２を示す。

励起スペクトル１４と、蛍光体混合物の全変換スペクトルとからの光電子部品の全スペクトル１５は、図２に破線で描かれている。

図３の実施例による蛍光体混合物の場合、すでに図２に記載された第一の緑色蛍光体１および第二の赤色の量子ドットベースの蛍光体４のみならず、第三のここでも同様に量子ドットベースの蛍光体７がさらに含まれる。第三の蛍光体７は、橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する。第三の橙赤色の量子ドットベースの蛍光体７も同様に、第一の緑色の賦活剤ベースの蛍光体１の放出スペクトル２と、第二の赤色の量子ドットベースの蛍光体４の放出スペクトル５との間のギャップを閉じる。

図４の実施例による全変換スペクトルを有する蛍光体混合物は、図２の実施例による全変換スペクトルを有する蛍光体混合物とは異なり、そのピーク波長λ_ピークがより短い波長にシフトされた第一の緑色蛍光体１を有する。この実施例において、第一の緑色蛍光体１のピーク波長λ_ピークは、５００ナノメートル以上５３０ナノメートル以下であることが特に好ましい。さらに、図４には、励起スペクトル１２のＦＷＨＭ幅１８が記入されている。

図５の実施例による全変換スペクトルを有する蛍光体混合物は、すでに図２に記載された第一の緑色蛍光体１および第二の赤色蛍光体４のみならず、ここでは量子ドットベースの第四のシアン色蛍光体９をさらに有する。ここで、第四のシアン色量子ドット蛍光体９の放出スペクトル１０は、蛍光体混合物の全変換スペクトルと励起スペクトル１２との間のギャップを有利に閉じる。これにより同様に、特に連続的な全スペクトル１５が、良好な色忠実度とともに有利にもたらされる。このような第四のシアン色量子ドット蛍光体９は、図２〜４によるすでに記載された実施例においても同様に存在していてもよい。

図６の実施例による変換要素は、例えば図１にすでに記載された蛍光体混合物を含む。ここで、蛍光体混合物は、賦活剤ベースの蛍光体を粒子形態で、また量子ドットベースの蛍光体を含んでいてもよい。例えば、蛍光体混合物は、シリコーンマトリックス１６に組み込まれている。変換要素は、封入材（Ｖｅｒｇｕｓｓ）として、または変換薄層（Ｋｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐｌａｅｔｔｃｈｅｎ）として形成されていてもよい。

図７の実施例による光電子部品は、放射線放出半導体チップ、好ましくは励起スペクトル１２の電磁放射線を放出する発光ダイオードチップ１４を有し、ここで、励起スペクトル１２は、４３５ナノメートル以上４６０ナノメートル以下のピーク波長λ_ピークを有する。励起スペクトル１２の実施形態は、例えば図２〜５に概略的に示されている。ここで、半導体チップ１４は、部品ハウジング１７の凹部に組み込まれている。部品ハウジング１７の凹部は、封入材として形成された変換要素で満たされている。変換要素中に含有され得る蛍光体混合物は、例えば図１に、または図６との関連でもすでに記載されている。部品は、蛍光体混合物の変換された放射線と、半導体チップ１４の未変換の放射線とから成る温白色の電磁放射線を放出する。

本願は、独国特許出願公開第１０２０１７１２２９９６．５号明細書の優先権を主張し、その開示内容は、参照により本明細書に援用される。

本発明は、実施例を用いた説明によってこれに限定されることはない。むしろ、本発明は、あらゆる新たな特徴と、特徴のあらゆる組み合わせを含み、これは殊に、この特徴またはこの組み合わせ自体が特許請求の範囲または実施例に明確には記載されていないとしても、特許請求の範囲の特徴のあらゆる組み合わせを包含する。

１ 第一の蛍光体、 ２ 第一の蛍光体の放出スペクトル、 ３ 第一の蛍光体のＦＭＨＭ幅、 ４ 第二の蛍光体、 ５ 第二の蛍光体の放出スペクトル、 ６ 第二の蛍光体のＦＷＨＭ幅、 ７ 第三の蛍光体、 ８ 第三の蛍光体のＦＷＨＭ幅、 ９ 第四の蛍光体、 １０ 第四の蛍光体の放出スペクトル、 １１ 第四の蛍光体のＦＷＨＭ幅、 １２ 励起スペクトル、 Φ 強度、 λ 波長、 １３ 第三の蛍光体の放出スペクトル、 １４ 発光ダイオードチップ、 １５ 全スペクトル、 λ_ピーク ピーク波長 １６ シリコーンマトリックス、 １７ 部品ハウジング、 １８ 励起スペクトルのＦＷＨＭ幅

Claims (19)

1. 蛍光体混合物であって、該蛍光体混合物は、
   − ７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（３）を有する放出スペクトル（２）を有し、かつ緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第一の蛍光体（１）、
   − １ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（６）を有する放出スペクトル（５）を有し、かつ赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第二の蛍光体（４）、および
   − ２５ナノメートル以上１００ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（８）を有する放出スペクトル（１３）を有し、かつ橙赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第三の蛍光体（７）
   を含む、蛍光体混合物。
2. その放出スペクトル（１０）が、１ナノメートル以上６０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（１１）を有し、かつシアン色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第四の蛍光体（９）を有する、請求項１記載の蛍光体混合物。
3. 前記第四のシアン色蛍光体（９）が、４７０ナノメートル以上５２０ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する放出スペクトルを有する、請求項１または２記載の蛍光体混合物。
4. 前記第四のシアン色蛍光体（９）が量子ドット蛍光体である、請求項２または３記載の蛍光体混合物。
5. 蛍光体混合物であって、該蛍光体混合物は、
   − ７０ナノメートル以上１５０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（３）を有する放出スペクトル（２）を有し、かつ緑色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第一の蛍光体（１）、
   − １ナノメートル以上４０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（６）を有する放出スペクトル（５）を有し、かつ赤色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第二の蛍光体（４）、および
   − １ナノメートル以上６０ナノメートル以下のＦＷＨＭ幅（１１）を有する放出スペクトル（１０）を有し、かつシアン色のスペクトル領域の電磁放射線を放出する第四の蛍光体（９）
   を含む、蛍光体混合物。
6. 前記第三の橙赤色蛍光体（７）の放出スペクトル（１３）のＦＷＨＭ幅（８）が、４０ナノメートル以上１００ナノメートル以下である、請求項１から５までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
7. 前記第三の橙赤色蛍光体（５）の放出スペクトル（１３）のＦＷＨＭ幅（８）が、７０ナノメートル以上９０ナノメートル以下である、請求項１から６までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
8. 前記第三の橙赤色蛍光体（５）の放出スペクトル（１３）のＦＷＨＭ幅（８）が、２５ナノメートル以上４５ナノメートル以下である、請求項１から５までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
9. 前記第三の橙赤色蛍光体（７）の放出スペクトル（１３）が、第二の赤色蛍光体（４）の放出スペクトル（５）のピーク波長（λ_ピーク）に対するスペクトル距離が５ナノメートル以上３０ナノメートル以下であるピーク波長（λ_ピーク）を有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
10. 前記第三の橙赤色蛍光体（７）の放出スペクトル（１３）が、５８０ナノメートル以上６２０ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する、請求項１から９までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
11. 前記第一の緑色蛍光体（１）が、５００ナノメートル以上５６０ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する放出スペクトル（２）を有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
12. 前記第一の緑色蛍光体（１）が、５００ナノメートル以上５３０ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する放出スペクトル（２）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
13. 前記第二の赤色蛍光体（４）の放出スペクトル（１３）が、６１０ナノメートル以上６３５ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
14. 前記第二の赤色蛍光体（４）および前記第三の橙赤色蛍光体（７）が、それぞれ量子ドット蛍光体である一方で、前記第一の緑色蛍光体（１）が賦活剤ベースの蛍光体である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
15. 前記第二の赤色蛍光体（４）が量子ドット蛍光体である一方で、前記第一の緑色蛍光体（１）および前記第三の橙赤色蛍光体（７）が、それぞれ賦活剤ベースの蛍光体である、請求項１から１３までのいずれか１項記載の蛍光体混合物。
16. 請求項１から１５までのいずれか１項記載の蛍光体混合物を有する、変換要素。
17. カドミウム含量が０．０１重量％以下である、請求項１６記載の変換要素。
18. 光電子部品であって、該部品は、
    − 励起スペクトル（１２）の電磁放射線を放出する放射線放出半導体チップ（１４）であって、前記励起スペクトル（１２）が、４３５ナノメートル以上４６０ナノメートル以下のピーク波長（λ_ピーク）を有する放射線放出半導体チップ（１４）と、
    − 請求項１から１５までのいずれか１項記載の蛍光体混合物と
    を有する、光電子部品。
19. 混合色の温白色光を放出する、請求項１８記載の光電子部品。

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