特許 6695327 オプトエレクトロニクス半導体デバイス、及び、フラッシュライト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6695327

(24)【登録日】2020年4月23日

(45)【発行日】2020年5月20日

(54)【発明の名称】オプトエレクトロニクス半導体デバイス、及び、フラッシュライト

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20200511BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2017-512681(P2017-512681)

(86)(22)【出願日】2015年8月27日

(65)【公表番号】特表2017-531315(P2017-531315A)

(43)【公表日】2017年10月19日

(86)【国際出願番号】EP2015069605

(87)【国際公開番号】WO2016034480

(87)【国際公開日】20160310

【審査請求日】2017年4月28日

(31)【優先権主張番号】102014112681.5

(32)【優先日】2014年9月3日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】イオーン シュトル

(72)【発明者】

【氏名】ダーフィト ラッチュ

(72)【発明者】

【氏名】マークス シュナイダー

【審査官】 高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１９９２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１４９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７３６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５２４５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３２６６２７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／００９９３０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２２２５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１８４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１１１９８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１３−５１９７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３１０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｆ２１Ｋ ９／００−９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｆ２１Ｖ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）であって、
動作中、ＣＩＥ標準表色系の相互に異なる色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を有する放射を発光するそれぞれ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）を含む少なくとも４つの異なる光源（１１）を備え、
・前記半導体デバイス（１）は、動作中、可変の相関色温度を有する白色光を発光するように構成されており、
・前記光源（１１，１２，１３，１４）で、前記半導体チップ（１０）がそれぞれ青色光を発光し、前記４つの光源（１１，１２，１３，１４）の前記半導体チップ（１０）の後方にそれぞれ少なくとも１つの蛍光物質（２１，２２，２３，２４）が設けられており、前記蛍光物質はそれぞれ対応する半導体チップ（１０）から発光される放射の一部分のみを変換するように構成されており、
・前記色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のうち２つが、ＣＩＥ‐ｘｙ標準表色系における最大０．０１５単位のトレランスで、プランク曲線（Ｐ）上に位置し、
前記色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）のうち別の１つがＣＩＥ‐ｘｙ標準表色系のプランク曲線（Ｐ）の上方に、さらに別の１つがＣＩＥ‐ｘｙ標準表色系のプランク曲線（Ｐ）の下方に位置し、該２つの色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が、最大１つの３ステップマカダム楕円のトレランスで、共通の等温線（Ｉ）上に位置しており、かつ、プランク曲線（Ｐ）に対して最小で０．０５単位の距離を有し、
・プランク曲線（Ｐ）上に位置しない２つの色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、そのＣＩＥｘ座標に関して、プランク曲線（Ｐ）上の２つの色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の間に位置している、
オプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。

【請求項2】

前記プランク曲線（Ｐ）上に位置しない２つの色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、最小のＣＩＥ‐ｘ座標を有する色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に比べ、最小で０．０４単位だけ、最大のＣＩＥ‐ｘ座標を有する色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の近くにある、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。

【請求項3】

・第１の色座標が、０．２０以上０．３０以下のＣＩＥ‐ｘ座標と、０．１５以上０．４０以下のＣＩＥ‐ｙ座標とを有し、
・第２の色座標が、最小で０．４５のＣＩＥ‐ｘ座標と、０．２５以上０．３８以下のＣＩＥ‐ｙ座標とを有し、
・第３の色座標が最小で０．４０かつ最大で０．５０のＣＩＥ‐ｙ座標を有し、ここで、前記第３の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標は、前記第１の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標と前記第２の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標との間に位置し、
・第４の色座標は、前記第３の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標から最大で０．０５だけ偏差するＣＩＥ‐ｘ座標を有し、ここで、前記第４の色座標のＣＩＥ‐ｙ座標は、前記第３の色座標のＣＩＥ‐ｙ座標よりも最小で０．０４だけ小さい、
請求項１又は２に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。

【請求項4】

前記光源（１１，１２，１３，１４）のうち少なくとも３つが相互に独立に電気的に駆動可能であり、前記等温線（Ｉ）上に位置する色座標（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）を有する２つの光源（１１，１２，１３，１４）が、それぞれ最大出力の少なくとも７５％で駆動されるように接続されており、
前記半導体デバイス（１）が動作中に発光する白色光スペクトルは、４８０ｎｍから７００ｎｍまでのスペクトル領域において正確に１つの輝度最大値を表す、
請求項１から３までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）。

【請求項5】

ポータブル通信機器に組み込まれており、かつ、請求項１から４までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス半導体デバイス（１）を有する、
フラッシュライト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

オプトエレクトロニクス半導体デバイスを提供する。さらに、こうした半導体デバイスを備えたフラッシュライトを提供する。

【0002】

解決すべき課題は、特にフラッシュライト分野用の、発光スペクトルをフレキシブルに調整可能なオプトエレクトロニクス半導体デバイスを提供することにある。

【0003】

この課題は、特に、各独立請求項の特徴を有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス及びフラッシュライトにより解決される。好ましい実施形態は各従属請求項の対象となっている。

【0004】

少なくとも１つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、少なくとも１つの第１の光源と少なくとも１つの第２の光源と少なくとも１つの第３の光源と少なくとも１つの第４の光源とを含む。各光源は、発光スペクトルの点で相互に異なっている。言い換えれば、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは４つもしくは５つ以上の相互に異なる光源を含む。全ての光源が定められた発光スペクトルを有する。

【0005】

少なくとも１つの実施形態によれば、半導体デバイスの全ての光源は１つもしくは複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを有する。例えば、半導体チップは発光ダイオードチップもしくはレーザーダイオードチップである。

【0006】

少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも４つの異なる光源が動作中にそれぞれ相互に異なる色座標を有する放射を発光する。色座標とは、ＣＩＥ標準表色系の色座標である。表示は、例えば、ＣＩＥ‐ｘｙグラフ、ＣＩＥ‐ｕｖグラフもしくはＣＩＥ‐ｕ’ｖ’グラフで行うことができる。それぞれ異なる個々のＣＩＥグラフは、例えば刊行物Y.Ohno, “Calculation of CCT and Duv and practical conversion formula”, CORM-Konferenz 2011, Gaversburg, Maryland, USA, May 3-5, 2011及び米国特許出願公開第２００３／００９５１３８号明細書（ＵＳ２００３／００９５１３８Ａ１）に記載されているように、相互に変換可能である。これらの刊行物のＣＩＥ標準表色系に関する開示内容は、引用により本願に含まれるものとする。

【0007】

少なくとも１つの実施形態によれば、動作中に光源から発光される放射スペクトルの色座標のうち少なくとも２つが、ＣＩＥ標準表色系における共通の等温線上に位置する。同様に、これらの色座標は、等温線を延長した共通の延長線上にあってもよい。この場合、等温線とは、ＣＩＥ‐ｕｖグラフにおいて黒体曲線に対して垂直な、プランク曲線とも称される曲線であり、このことについても例えば刊行物Ohnoの第５頁を参照されたい。等温線は、プランク曲線に対して最大０．０５単位の距離を有する。言い換えると、当該等温線はＣＩＥ‐ｕｖグラフにおいても又はＣＩＥ‐ｘｙグラフにおいても、プランク曲線に対して０．０５単位の距離で終端する。なお、延長線とは、対応する等温線を越えて、プランク曲線から両方向へ延びる線である。

【0008】

少なくとも１つの実施形態によれば、色座標のうち少なくとも２つが、最大１つの３ステップマカダム楕円のトレランスで、共通の等温線上もしくは共通の延長線上に位置する。１ステップマカダム楕円は、この場合、標準的な観察者がＣＩＥ標準表色系において色差を認識できない領域である。マカダム楕円のコンセプトは、例えば、刊行物M.Wood, “MacAdam Ellipses”, ESTA Protocol Magazine, Autumn 2010の第１５頁から第１８頁に説明されている。当該刊行物のマカダム楕円についての開示内容は、引用により本願に含まれるものとする。

【0009】

少なくとも１つの実施形態によれば、半導体デバイスは、動作中、correlated color temperatureもしくはＣＣＴと略称される可変の相関色温度を有する有色光もしくは白色光を求めるように構成される。白色光とは、特に、半導体デバイスから発光される放射全体の色座標が、ＣＩＥ‐ｕｖグラフでのプランク曲線の最大１つの５ステップマカダム楕円又は最大１つの３ステップマカダム楕円から、最大０．０５単位もしくは０．０３単位もしくは０．０１単位の距離にあることを意味する。言い換えれば、半導体デバイスは、規定通りの使用で、観察者にとって白色に見える光を放射する。当該半導体デバイスから発光される混合放射は、所期に応じて高い再現性で調整可能である。

【0010】

少なくとも１つの実施形態では、オプトエレクトロニクス半導体デバイスは、それぞれ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを有する少なくとも４つの異なる光源を含む。動作中、光源は、ＣＩＥ標準表色系の互いに異なる色座標を有する放射を発光する。好ましくは、ＣＩＥ標準表色系の色座標のうち少なくとも２つが共通の等温線上又は等温線を延長した共通の延長線上に位置する。この場合、色座標は、最大１つの３ステップマカダム楕円のトレランスで、等温線上もしくは延長線上に位置する。半導体デバイスはさらに、好ましくは、動作中、色温度が可変であってかつ調整可能な白色光を発光するように構成される。

【0011】

フラッシュライトの適用分野、例えばモバイルフォン及びポータブルカメラなどの分野では、写真撮影の際にしばしば固有のフラッシュライトが周囲光とともに用いられる。種々の太陽光又は例えば蛍光灯もしくは省エネランプなどによる種々の人工照明といった多数の異なるタイプの周囲光が存在するので、フラッシュライトの光が周囲光に適合化されれば、ホワイトバランス及び画像品質が著しく改善される。このことは典型的には個々の光源又はＬＥＤと略称される個々の発光ダイオードによっては達成不可能であり、ふつう２つ以上の光源もしくはＬＥＤと対応する蛍光物質とを合わせなければ達成できない。

【0012】

種々の光を放射する光源を実現する手段の１つは、種々の蛍光物質及び／又は種々の蛍光体によって半導体デバイス内に複数の半導体チップの光路を案内することにある。個々の光源の光を種々の比で混合することにより、発光される放射全体の種々異なる多数の色座標を、当該半導体デバイスによって、付加的な光源を要さずに達成できる。これにより、画像品質の著しい改善が得られる。

【0013】

特に、対応する蛍光物質を含む２つもしくは３つのみの半導体チップを有するＬＥＤデバイス、及び／又は、種々の発光波長を有するＬＥＤデバイスに比べ、効率及び／又は色再現品質を改善できる。このようにすれば、蛍光物質内で既に変換された放射の再吸収を再現可能である。なぜなら、再吸収に作用する種々の蛍光物質を種々の半導体チップに分散して設けることができるからである。色座標のうち少なくとも２つが共通の等温線上又は共通の延長線上に位置するので、２つの光源のみの動作中に、小さな制御コストで輝度を最適化しつつ、プランク曲線上の選択された色座標を実現できる。例えば、等温線は、最低で１０００Ｋもしくは２３００Ｋもしくは３０００Ｋ及び／又は最高で２００００Ｋもしくは１００００Ｋもしくは７５００Ｋもしくは５０００Ｋの色温度領域にある。

【0014】

上述したように、等温線なる概念は、特にＣＩＥ１９６０色空間におけるｕｖグラフに関連しており、この色空間は他のＣＩＥ色空間に変換可能である。以下では、色座標についての全てのデータが、格別のことわりのないかぎり、最大１つの５ステップマカダム楕円もしくは３ステップマカダム楕円もしくは１ステップマカダム楕円のトレランスを有するものと理解されたい。

【0015】

少なくとも１つの実施形態によれば、光源のうち２つもしくは３つもしくは４つもしくは５つ以上が青色光を発光する少なくとも１つの半導体チップを含む。例えば、青色光の主波長及び／又は中心波長は、最低で４００ｎｍもしくは４２０ｎｍもしくは４３５ｎｍの位置にあり、及び／又は、最高で５００ｎｍもしくは４８５ｎｍもしくは４６０ｎｍの位置にある。

【0016】

少なくとも１つの実施形態によれば、光源のうち３つもしくは４つもしくは５つ以上がそれぞれ１つの蛍光物質混合物を含む。蛍光物質混合物は、１つもしくは複数の蛍光物質を含む。蛍光物質混合物は対応する半導体チップの後方、特にこうした半導体チップの後方にのみ設けられる。

【0017】

少なくとも１つの実施形態によれば、蛍光物質混合物は、半導体チップの少なくとも一部又は全ての半導体チップに対して、対応する半導体チップから発光された放射の一部分のみを変換するように構成される。この場合に半導体チップが例えば青色光を発光するのであれば、この青色光の一部分のみが蛍光物質混合物によってより長い波長の光へ変換され、青色光の別の部分は蛍光物質混合物を通過して、発光が行われる。

【0018】

少なくとも１つの実施形態によれば、２つの色座標がＣＩＥ‐ｘｙ標準表色系のプランク曲線を挟んだ異なる側の等温線上もしくはその延長線上に位置する。特に、当該２つの色座標は、対応する色温度に関して、一方はプランク曲線より大きな値、もう一方はプランク曲線より小さい値の、ｃ_ｙ座標を有する。

【0019】

少なくとも１つの実施形態によれば、４つの色座標は、等温線上もしくはその延長線上に対として位置する。つまり、或る２つの色座標が第１の等温線上もしくはその延長線上に位置し、他の２つの色座標が第２の等温線上もしくはその延長線上に位置する。第１の等温線もしくはその延長線は、好ましくは最低で１０００Ｋもしくは２３００Ｋ及び／又は最高で５０００Ｋもしくは４５００Ｋの温度を有する。第２の等温線もしくはその延長線は、好ましくは４５００Ｋ超もしくは５０００Ｋ超の温度及び／又は最高で２００００Ｋもしくは７５００Ｋの温度を示している。

【0020】

少なくとも１つの実施形態によれば、等温線上もしくはその延長線上に位置する２つの色座標は、特にＣＩＥ‐ｕｖグラフのプランク曲線から等距離だけ離れている。当該色座標がこのように配置される場合、対応する２つの光源を等しい強さで駆動するのみで、混合放射のプランク曲線上の合成色座標を大きな制御コストなしに達成することができる。

【0021】

少なくとも１つの実施形態によれば、色座標のうち３つもしくは４つもしくは全てが、特にＣＩＥ‐ｕｖグラフのプランク曲線に対して、ＣＩＥ標準表色系の最大０．０４単位もしくは０．０３単位もしくは０．０２単位の距離を有する。言い換えれば、個々の光源の色座標のうち３つもしくは４つもしくは全てが白色光を表現できる。これに代えて、光源の色座標のうち２つもしくは３つもしくは４つが有色光を表現し、白色光が表現されない構成とすることもできる。

【0022】

少なくとも１つの実施形態によれば、色座標のうち２つもしくは３つもしくは全てが、プランク曲線上に位置しない。つまり、特には、これらの色座標から例えば特にＣＩＥ‐ｘｙグラフ及び／又はＣＩＥ‐ｕｖグラフでのプランク曲線までの距離は、最小で０．０３単位もしくは０．０５単位もしくは０．０８単位もしくは０．１１単位である。

【0023】

少なくとも１つの実施形態によれば、プランク曲線上の２つの色座標は、特にＣＩＥ標準表色系において最大０．０２単位もしくは０．０１５単位のトレランスを有する。等温線上もしくはその延長線上に位置する２つの色座標及び／又はプランク曲線上に位置しない色座標は、そのＣＩＥ‐ｘ座標に関して、プランク曲線上に位置する２つの色座標の間に位置する。特に、当該４つの色座標によって、プランク曲線の上方もしくは下方に長軸を有する四角形又はプランク曲線に対する弦を形成する四角形が、ＣＩＥ‐ｘｙグラフ内に展開される。四角形の長軸は、例えば、最小で係数１．５もしくは２もしくは２．５だけ、及び／又は、最大で係数６もしくは４もしくは３だけ、この長軸に対して垂直もしくは近似に垂直に配向されうる四角形の短軸より長くてよい。長軸は、小さいＣＩＥ‐ｘ座標を有する１／３内、又は、中程度のＣＩＥ‐ｘ座標を有する１／３内、又は、大きいＣＩＥ‐ｘ座標を有する１／３内で、当該短軸と交差する。好ましくは、交点は中程度の１／３内に位置する。

【0024】

少なくとも１つの実施形態によれば、等温線上もしくは延長線上に位置する２つの色座標及び／又はプランク曲線上には位置しない色座標が、最小で０．０４単位もしくは０．０６単位もしくは０．０８単位だけ、最小のＣＩＥ‐ｘ座標を有する色座標に比べ、最大のＣＩＥ‐ｘ座標を有する色座標の近くにある。言い換えれば、色座標のうち１つは相対的に小さいＣＩＥ‐ｘ座標を有し、別の３つは例えば最大０．０８単位もしくは０．０４単位だけ異なる、互いに類似した相対的に大きいＣＩＥ‐ｘ座標を有する。

【0025】

少なくとも１つの実施形態によれば、色座標のうち、プランク曲線上で大きいＣＩＥ‐ｘ座標を有する２つは、特に最大０．０２単位もしくは０．０１５単位もしくは０．０１単位のトレランスを有する。等温線上もしくは延長線上に位置する２つの色座標及び／又はプランク曲線上には位置しない色座標は、それぞれ、プランク曲線上の２つの色座標より小さいもしくはより大きいＣＩＥ‐ｘ座標を有する。４つの色座標によって、１つの頂点が大きいＣＩＥ‐ｘ座標又は小さいＣＩＥ‐ｘ座標に向かう単一の三角形を展開することもできる。展開される三角形内に位置する色座標は、好ましくは、特にＣＩＥ‐ｘｙグラフの展開される三角形の面重心において、最大０．０４単位もしくは０．０２単位もしくは０．０１単位のトレランスを有する。展開される三角形のｘ方向に沿った縦方向の最大の広がりは、好ましくは、三角形のｙ方向に沿った横方向の最大の広がりを、最小で係数１．２もしくは１．５もしくは１．７５だけ及び／又は最大で係数３もしくは４もしくは２だけ上回る。

【0026】

少なくとも１つの実施形態によれば、第１の色座標は、最小で０．２及び／又は最大で０．３のＣＩＥ‐ｘ座標と、最小で０．１５及び／又は最大で０．４のＣＩＥ‐ｙ座標とを有する。

【0027】

少なくとも１つの実施形態によれば、第２の色座標は、最小で０．４５もしくは０．５のＣＩＥ‐ｘ座標と、最小で０．２５及び／又は最大で０．３８のＣＩＥ‐ｙ座標とを有する。

【0028】

少なくとも１つの実施形態によれば、第３の色座標は、最小で０．４０及び／又は最大で０．５０のＣＩＥ‐ｙ座標を有する。この場合、第３の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標は、好ましくは、第１の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標と第２の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標との間に位置する。

【0029】

少なくとも１つの実施形態によれば、第４の色座標は、最大で０．０５もしくは０．０２だけ第３の色座標のＣＩＥ‐ｘ座標から偏差したＣＩＥ‐ｘ座標を有する。この場合、第４の色座標のＣＩＥ‐ｙ座標は、第３の色座標のＣＩＥ‐ｙ座標に比較して、最小で０．０４もしくは０．０６及び／又は最大で０．１５もしくは０．１０だけ小さい。

【0030】

少なくとも１つの実施形態によれば、光源のうち２つもしくは３つもしくは４つもしくは全てを相互に独立に電気的に駆動可能である。つまり、この場合、対応する光源から発光される光の輝度を、別の光源の輝度から独立に調整可能である。

【0031】

少なくとも１つの実施形態によれば、等温線上もしくはその延長線上に位置する色座標を有する２つの光源は、半導体デバイスにおいて、これらが最大出力の少なくとも５０％もしくは７５％もしくは８５％で駆動されるように接続される。最大出力とは、ここでは、光源を全く規定通りにかつ寿命を低下させずに駆動できる出力を意味する。

【0032】

少なくとも１つの実施形態によれば、半導体デバイスが動作中に発光した白色光スペクトルは、４８０ｎｍから７００ｎｍまでのスペクトル領域において正確に１つの輝度最大値を有し、この輝度最大値は好ましくは当該スペクトル領域の境界にではなくその内部に位置する。特に、個々の光源は、半導体デバイスにおいて、規定通りの使用では半導体デバイスの駆動が不可能であってこのために当該条件が満足されないように、接続される。

【0033】

少なくとも１つの実施形態によれば、光源のうち少なくとも１つ、又は、好ましくは正確に１つが、動作中に近赤外放射を発光する半導体チップを有する。当該少なくとも１つの半導体チップは、好ましくは、最低で８００ｎｍもしくは８５０ｎｍ及び／又は最高で１５００ｎｍもしくは１３００ｎｍもしくは９５０ｎｍの最大輝度の波長を有する。好ましくは、赤外発光する当該半導体チップの後方に、近赤外放射の一部を可視光へ変換する少なくとも１つの蛍光物質が設けられている。この場合、例えば、ワットで測定した当該光源の放射出力の少なくとも３０％もしくは５０％もしくは７０％は、７３０ｎｍ以上又は７５０ｎｍ以上の波長にある。近赤外放射及び可視光放射を発光する光源を使用することにより、特に近赤外成分によって、記録すべき対象物の３Ｄスキャンが可能となる。

【0034】

これに代えて、近赤外放射を発光する半導体チップを、蛍光物質の後方に設けずに使用することもできる。つまり、この場合、相応の光源は例えば近赤外光のみを発光し、可視光を発光しない。

【0035】

少なくとも１つの実施形態によれば、複数の光源のうちいずれかは有色光を発光する半導体チップを有し、この半導体チップの後方に近赤外放射を形成する蛍光物質が設けられる。例えば、この場合、対応する半導体チップは、青色光及び／又は緑色光及び／又は赤色光を発光する。蛍光物質から発光される放射の最大輝度の波長は、好ましくは、最低で７５０ｎｍ及び／又は最高で８５０ｎｍもしくは９００ｎｍの位置にある。例えば、当該光源の、ワットで測定される放射出力の少なくとも３０％もしくは５０％もしくは７０％は、最低で７３０ｎｍもしくは７５０ｎｍの波長にある。

【0036】

少なくとも１つの実施形態によれば、光源の色座標のうち２つもしくは３つもしくは４つもしくは全てが、最低で１０％もしくは２０％及び／又は最大で９０％もしくは８０％もしくは５０％の色飽和度を有する。この場合、言い換えれば、光源の少なくとも一部が比較的低い色飽和度の色座標を有する。低い色飽和度を有する光源は、高い色飽和度を有する光源、例えば少なくとも６０％もしくは８０％もしくは８５％の色飽和度を有する光源と組み合わせて使用することができる。例えば、この場合、３つの光源が低い色飽和度を有し、１つの光源が高い色飽和度を有する。

【0037】

少なくとも１つの実施形態によれば、共通の等温線上もしくは共通の延長線上の色座標は、それぞれプランク曲線上には位置しない。これに代えて、これらの色座標がプランク曲線上に位置してもよい。

【0038】

さらに、フラッシュライトが提案される。フラッシュライトは、上述した１つもしくは複数の実施形態に関連して説明したオプトエレクトロニクス半導体デバイスを１つもしくは複数個含む。したがって、フラッシュライトの特徴はオプトエレクトロニクス半導体デバイスについても開示されており、逆にオプトエレクトロニクス半導体デバイスの特徴はフラッシュライトについても開示されている。

【0039】

少なくとも１つの実施形態では、フラッシュライトは、ポータブル通信機器、例えばモバイルフォンもしくはタブレット端末に組み込まれる。

【0040】

少なくとも１つの実施形態では、フラッシュライトは周囲光センサを含む。特に、周囲光センサによって、周囲光の色温度を検出可能である。周囲光センサに基づいて、フラッシュライトから発光される光が、色温度に関して、例えば周囲光の相関色温度の最大２０％もしくは１０％もしくは５％のトレランスを有するように、周囲光へ適合化される。こうした適合化は、手動で行ってもよいし、又は、自動で行ってもよい。

【0041】

以下では、ここに挙げたオプトエレクトロニクス半導体デバイスを、図を参照しながら実施形態に即して詳細に説明する。この場合、個々の図において同じ要素には同じ参照番号を付してある。ただし、ここで、図は縮尺通りに描かれておらず、良好な理解のためにむしろ個々の要素を過度に拡大して示したところがある。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の概略断面図である。

【図2】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図3】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図4A】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図4B】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図4C】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図5A】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図5B】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図5C】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図6】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図7A】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図7B】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図7C】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図7D】ここで説明するオプトエレクトロニクス半導体デバイスの実施形態の放射スペクトル特性の概略図である。

【図8】ＣＩＥグラフの等温線図である。

【図9】ここで説明する実施形態の色座標の表である。

【0043】

図１には、４つの光源１１，１２，１３，１４を有するオプトエレクトロニクス半導体デバイス１の複数の実現手段が示されている。図中、光源１１，１２，１３，１４にはそれぞれ１つずつの半導体チップ１０のみが設けられており、ここでの半導体チップは発光ダイオードチップであってよい。これとは異なり、光源１１，１２，１３，１４の全てが複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ１０を有してもよい。同様に、図示の簡単化のために、半導体チップ１０及び光源１１，１２，１３，１４はそれぞれ線形のチェーン状に配置した状態で示してある。これに代えて、上面図で見てマトリクス状の配置も選択可能である。さらに、電気端子、電気接続線路、及び、場合により設けられる放射センサもしくは静電放電による障害に対する保護装置などの別の電子デバイスは、各図に示していない。光源１１，１２，１３，１４は電気的に相互に独立に駆動可能であるが、ここでは駆動電子回路も示していない。

【0044】

図１のＡでは、各半導体チップ１０が、支持体２の、反射性を有するように形成可能なウェル内に配置されている。各光源１１，１２，１３，１４の後方には、蛍光物質混合物２１，２２，２３，２４が設けられている。この場合、複数の光源がそれぞれ濃度及び／又は混合比の点でのみ異なる同種の蛍光物質混合物を有するように構成できる。

【0045】

図１のＢによれば、支持体２は相対する平坦な主面を有するように成形されている。複数の半導体チップ１０及び複数の蛍光物質混合物２１，２２，２３，２４は、成形材３によって付加的にリング状に包囲されている。当該成形材３は、好ましくは、半導体デバイス１の動作中に形成される放射に対して反射性を有する。例えば、当該成形材３は、例えば二酸化チタンから形成される反射性粒子が添加されたシリコーン材料である。こうした成形材３は、他の全ての実施形態にも設けることができる。

【0046】

さらに、半導体デバイス１は、図１のＢに示されているように、別の層２５を有する。当該別の層２５は、全ての光源１１，１２，１３，１４の後方に共通に設けられている。各蛍光物質混合物に代えてもしくはこれに加えて、当該別の層２５が、均一な色印象を保証するための光散乱性粒子を含んでもよい。また、当該別の層２５によって、例えば蛍光物質混合物２１，２２，２３，２４の黄色の色印象を隠し、半導体デバイス１のオフ状態で白色の色印象が得られるようにすることもできる。こうした別の層２５は、他の全ての実施形態にも設けることができる。

【0047】

図１のＣには、蛍光物質混合物２１，２３，２４が、図１のＡ，Ｂのような小プレート状でなく、成形体として構成されることが示されている。この場合、光源１２は蛍光物質混合物を含まない。例えば、光源１２は、青色光もしくは青緑色光を発光する。また、光源１２の半導体チップ１０の内部に、例えば青色光の波長変換のための変換手段がモノリシックに組み込まれているように構成することもできる。

【0048】

蛍光物質混合物２１は、キャップ状に構成されており、光源１１の半導体チップ１０を一定の層厚さで包囲している。光源１３，１４の２つの半導体チップ１０は、共通の蛍光物質混合物２３，２４によって包囲されている。ここで、光源１４の半導体チップ１０は、蛍光物質混合物２３，２４の層厚さのより大きい部分によって包囲されている。

【0049】

半導体デバイス１の平坦な支持体２上には、図１のＣに示されているように、環状体３が構成されている。成形材に代えて、環状体３を、例えばシリコーンなどから形成される接着リングによって成形することができる。付加的に、他の全ての実施形態でも同様であるが、環状体３内に例えばレンズとして成形された光学系４を設けてもよい。光学系４は、付加的に、散乱手段、例えば光散乱性粒子、及び／又は、別の蛍光物質を含むことができる。

【0050】

以下に、オプトエレクトロニクス半導体デバイス１及び光源１１，１２，１３，１４から発光された全体放射のスペクトル発光特性を概略的に示す。それぞれの発光特性は、図１に関連して示した全ての半導体デバイス１によって実現することができる。

【0051】

図２から図６には、光源１１，１２，１３，１４から発光される放射の種々の色座標が記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示されている。ＣＩＥ標準表色系のプランク曲線はＰで示されている。各スペクトルは、波長λ［ｎｍ］に対して輝度Ｓ［任意の単位、ａ．ｕ．と略する］を記したものとして示されている。各光源に対応する発光スペクトルには、図示されているかぎり、色座標に対応する記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが付されている。

【0052】

図２のＡによれば、色座標Ａ，Ｂは等温線Ｉの延長線Ｅ上に位置する。色座標Ａ，Ｂは、プランク曲線Ｐを挟んだ異なる側に位置する。ゆえに、色座標Ａのｃ_ｙ座標は、対応する色温度を有するプランク曲線Ｐのｃ_ｙ座標より大きく、このプランク曲線Ｐのｃ_ｙ座標は色座標Ｂのｃ_ｙ座標よりも大きい。色座標Ａ，Ｂの相関色温度は、好ましくは、最低で５０００Ｋ、最高で２００００Ｋである。

【0053】

また、２つの色座標Ｃ，Ｄはともに、２０００Ｋから８０００Ｋまでの領域の相関色温度、好ましくは２３００Ｋから５０００Ｋまでの領域の相関色温度を有する共通の等温線Ｉの延長線Ｅ上にあり、プランク曲線Ｐを挟んだ異なる側に位置する。色座標Ａ，Ｂからプランク曲線Ｐまでの距離は近似的に等しい。色座標Ｄからプランク曲線Ｐまでの距離は、より小さいｃ_ｙ座標を有する色座標Ｃからプランク曲線Ｐまでの距離よりも小さい。したがって、色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより、ＣＩＥ‐ｘｙグラフに四角形が展開される。

【0054】

各色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する光源は、好ましくは、最低３８０ｎｍから最高４８０ｎｍまでの領域に最大輝度の波長を有する同一構造の各半導体チップによって励起され、このことは他の全ての実施形態においても可能である。これとは異なり、それぞれ異なる最大輝度の波長を有する半導体チップを使用することもできる。図２のＢによれば、励起波長は約４４５ｎｍの位置にある。

【0055】

蛍光物質として、例えば、刊行物である欧州特許出願公開第２５４９３３０号明細書（ＥＰ２５４９３３０Ａ１）に示されている蛍光物質を使用可能である。使用される蛍光物質に関し、当該刊行物の開示内容は、引用により本願に含まれるものとする。

【0056】

色座標Ａは、例えば、３８０ｎｍから４８０ｎｍまでの領域（ピーク波長もしくは最大輝度の波長）で発光する半導体チップと、対応する光路の１つもしくは複数の蛍光物質とによって、形成可能である。このために、好ましくは、式Ｙ_３（Ａｌ_ｘ−１Ｇａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋の蛍光物質を使用できるか、又は、式Ｙ_３（Ａｌ_ｘ−１Ｇａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋の蛍光物質を複数混合した混合物も使用できる。これらの蛍光物質材料の主波長は、特に５７２ｎｍから５７５ｎｍまでの領域にある。

【0057】

こうした蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、約４６０ｎｍの励起波長で、好ましくはｃ_ｘ＝０．４５３〜０．４６９，ｃ_ｙ＝０．５３２〜０．５２０の領域にある。これに代えてもしくはこれに加えて、色座標Ａに対して、式（Ｌｕ_ｙ−１，Ｙ_ｙ）_３（Ａｌ_ｘ−１Ｇａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋の蛍光物質もしくはこれらの蛍光物質を複数混合した混合物を使用することもできる。これらの蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（約４６０ｎｍの励起波長において）５５８ｎｍから５６２ｎｍまでの領域にある。こうした蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）ｃ_ｘ＝０．３５６〜０．３７４，ｃ_ｙ＝０．５６１〜０．５７３の領域にある。これらの材料は、２０％未満の任意の割合で、Ｅｕ^２＋ドープされた窒化物、例えば（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３^＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ_３Ｎ_４］：Ｅｕ^２＋の蛍光物質のいずれかと混合できる。窒化物蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）５９０ｎｍから６１５ｎｍまでの領域、特に好ましくは５９６ｎｍから６０４ｎｍまでの領域にある。窒化物蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、例えば（励起波長４６０ｎｍで）ｃ_ｘ＝０．６０８〜０．６３９，ｃ_ｙ＝０．３６０〜０．３９０の領域にある。

【0058】

色座標Ｂ，Ｃは、例えば３８０ｎｍから４８０ｎｍまでの領域（ピーク波長）で発光し、光路において１つもしくは複数の蛍光物質の後方に設けられる半導体チップによって、形成される。このために、好ましくは、５８０ｎｍから６５０ｎｍまでの領域に主波長を有する蛍光物質もしくは蛍光物質混合物が使用される。当該蛍光物質は、例えば、Ｅｕ^２＋ドープの窒化物、例えば（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３^＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ_３Ｎ_４］：Ｅｕ^２＋などの材料系から選択可能である。好ましくは、こうした蛍光物質は付加的に、例えばＬｕ_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋，Ｙ_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋，Ｅｕ^２＋ドープの硫化物、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋，ＳｉＡｌＯＮｅ，ＲＥを希土類金属としかつＡＥをアルカリ土類金属としたＡＥ_{２−ｘ−ａ}ＲＥ_ｘＥｕ_ａＳｉ_１−ｙＯ_{４−ｘ−２ｙ}Ｎ_ｘなどのニトリドオルトシリケート、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などのオルトシリケート、Ｃａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋などのクロロシリケートの材料系から選択される緑色及び／又は黄色の蛍光物質と混合される。

【0059】

色座標Ｄは、例えば、光路の１つもしくは複数の蛍光物質とともに、３８０ｎｍから４８０ｎｍまでの領域（ピーク波長）で発光する半導体チップによって形成可能である。このために、例えばＹ_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋が使用されるか、又は、こうした蛍光物質を複数混合した混合物が使用される。これらの蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）５７２ｎｍから５７５ｎｍまでの領域にある。こうした蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）、ｃ_ｘ＝０．４５３〜０．４６９，ｃ_ｙ＝０．５３２〜０．５２０の領域にある。これに代えてもしくはこれに加えて、（Ｌｕ_１−ｙ，Ｙ_ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋を使用することもできるし、又は、こうした蛍光物質を複数混合した混合物を使用することもできる。これらの蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）、５５８ｎｍから５６２ｎｍまでの領域にある。当該蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、この場合、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）、ｃ_ｘ＝０．３５６〜０．３７４，ｃ_ｙ＝０．５６１〜０．５７３の領域にある。これらの材料は、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３^＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ_３Ｎ_４］：Ｅｕ^２＋などのＥｕ^２＋ドープ窒化物の材料クラスの１つもしくは複数の蛍光物質と混合される。窒化物蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）５９０ｎｍから６１５ｎｍまでの領域又は５９６ｎｍから６０４ｎｍまでの領域にある。窒化物蛍光物質材料の色座標は、例えば（励起波長４６０ｎｍで）、ｃ_ｘ＝０．６０８〜０．６３９，ｃ_ｙ＝０．３６０〜０．３９０の領域にある。

【0060】

図示されている色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ、ＣＩＥ‐ｘｙグラフのＣＩＥ‐ｘ座標及びＣＩＥ‐ｙ座標に関して最大０．０５単位もしくは０．０３単位のトレランスで使用可能であり、このことは図９の表にも示されている。この点につき、ＣＩＥ‐ｘｙグラフへの色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの書き込みは、特に、各図に該当する別のスペクトル特性についての図示とともに、縮尺通りに記載されている。

【0061】

図３のＡ，Ｂによれば、３つの光源の色座標Ａ，Ｂ，Ｃはプランク曲線Ｐから離れた位置にあり、１つの光源の色座標Ｄはプランク曲線Ｐ上に位置する。動作中、個々の光源の光が混合されるので、半導体デバイスは、４つの光源の光を組み合わせた混合放射を発光する。

【0062】

色座標Ｄは、プランク曲線Ｐから離れた位置にある３つの色座標Ａ，Ｂ，Ｃによって展開される三角形内に位置する。例えば、プランク曲線Ｐ上の色座標Ｄに比較して、２つの色座標がより小さいｃ_ｙの位置にあり、また、１つの色座標がより大きいｃ_ｙの位置にあるように選択可能である。これに代えて、プランク曲線Ｐ上の色座標Ｄに比較して、２つの色座標がより大きいｃ_ｙの位置にあるようにしてもよい。色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのこうした構成の利点は、唯一の光源の動作中、特に色座標Ｄを有する光源のみの動作中にも、全体放射の色座標をプランク曲線Ｐ上に得ることができ、これによって白色光の発光を簡単に駆動できるということである。

【0063】

全ての色座標、特にプランク曲線Ｐ上の全ての色座標を、色座標Ａ，Ｂ，Ｃによって展開される三角形内で得ることができる。プランク曲線Ｐ上の色座標Ｄは、好ましくは、最低で２３００Ｋもしくは３０００Ｋ及び／又は最高で６０００Ｋもしくは８５００Ｋの位置にある。図示とは異なって、プランク曲線Ｐ上に位置しない色座標Ａ，Ｂ，Ｄが、ＣＩＥ‐ｘｙグラフ内の、図示よりもいっそう色座標Ｄから離れた領域にあってもよい。基本的には、この場合、点Ａ，Ｂ，Ｃの色座標は任意に選択可能である。好ましくは、図３のＡ，Ｂの実施形態では、色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうち２つは、共通の等温線の延長線上又は共通の等温線上に位置する。

【0064】

図４の実施形態では、３つの色座標がプランク曲線Ｐ上に位置せず、第４の色座標がプランク曲線Ｐ上に位置している。動作中、半導体デバイスの個々の光源の光は相互に混合される。図４Ａ，図４Ｂによれば、２つの色座標がプランク曲線Ｐの上方すなわちより大きいｃ_ｙ値の位置にあり、１つの色座標がプランク曲線Ｐの下方に位置している。

【0065】

また、図４Ａ，図４Ｂの図示とは異なり、プランク曲線Ｐ上の色座標Ｄに比較して、２つの色座標がより小さいｃ_ｙの位置にあり、１つの色座標がより大きいｃ_ｙの位置にあってもよい。同様に、図示とは異なり、プランク曲線Ｐ上に位置しない３つの色座標の全てがプランク曲線Ｐの上方もしくは下方に位置するようにしてもよい。図４Ａ，図４Ｂの実施形態の利点は、唯一の光源の動作中に既に、プランク曲線Ｐ上の色座標を達成できるということである。

【0066】

一斉動作では、全ての色座標を４つの色座標によって展開される四角形内で得ることができる。プランク曲線Ｐ上の色座標は、好ましくは、最低で２３００Ｋもしくは３０００Ｋ及び／又は最高で６０００Ｋもしくは８５００Ｋの位置にある。

【0067】

個々の色座標の典型的なｃ_ｘ座標／ｃ_ｙ座標は、例えば、色座標Ａ：０．３２２／０．３３６；色座標Ｂ：０．５５／０．２４；色座標Ｃ：０．４５／０．４７；色座標Ｄ：０．５０／０．３５である。典型的とは、ここでは例えば±での偏差が０．０５未満もしくは０．０３未満もしくは０．０１未満であることと理解されたい。色座標Ａは例えば青色光を発光する半導体チップと蛍光物質混合物との組み合わせとして実現することができ、ここで、蛍光物質混合物は、波長変換に関して、好ましくは９０％超が（Ｌｕ，Ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋材料もしくはこれらの材料を複数混合した混合物をベースとしている。

【0068】

色座標Ｂ，Ｃ，Ｄは、好ましくは、５８０ｎｍから６５０ｎｍまでの領域の主波長を有する１つもしくは複数の蛍光物質を混合した混合物によって実現される。こうした蛍光物質は、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３^＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ_３Ｎ_４］：Ｅｕ^２＋などのＥｕ^２＋ドープ窒化物の材料系から選択することができる。窒化物蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）、５９０ｎｍから６１５ｎｍまでの領域、特に好ましくは５９６ｎｍから６０４ｎｍまでの領域にある。窒化物蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、例えば（励起波長４６０ｎｍで）ｃ_ｘ＝０．６０８〜０．６３９，ｃ_ｙ＝０．３６０〜０．３９０の領域にある。好ましくは、これらの蛍光物質には付加的に、例えば（Ｌｕ_１−ｙ，Ｙ_ｙ）_３（Ａｌ_１−ｘＧａ_ｘ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋の材料系から選択される緑色及び／又は黄色の蛍光物質が混合される。当該蛍光物質材料の主波長は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）５７２ｎｍから５７５ｎｍまでの領域にある。当該蛍光物質材料（図示されていない）の色座標は、好ましくは（励起波長４６０ｎｍで）、ｃ_ｘ＝０．４５３〜０．４６９，ｃ_ｙ＝０．５３２〜０．５２０の領域にある。

【0069】

図４Ｃには、図４Ａの色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する光源の発光スペクトルが示されている。

【0070】

図５の実施形態では、半導体デバイス内の４つの光源のうち２つがプランク曲線Ｐとは異なる色座標を有する。動作中、個々の光源の光は相互に混合される。

【0071】

例えば、プランク曲線Ｐ上に色座標を有する１つもしくは２つの光源の色座標に比較して、１つの色座標は、より小さいｃ_ｙの位置にあり、もう１つの色座標は、より大きいｃ_ｙの位置にある。ここで、延長線上に位置する２つの色座標Ａ，Ｂは、プランク曲線Ｐ上の２つの色座標の間にｃ_ｘ座標を有することができ、このことについては図５Ａを参照されたい。同様に、延長線上に位置する２つの色座標Ａ，Ｂは、図５Ｂに示されているように、より小さいｃ_ｘを有することができる。又は、プランク曲線Ｐ上に位置しない色座標Ａ，Ｃが、図５Ｃに示されているように、より大きいｃ_ｘを有することもできる。図５Ｃでは、２つの色座標Ａ，Ｃが延長線上に位置しており、また色座標Ｃはプランク曲線Ｐ上にも位置している。

【0072】

図５の実施形態の利点は、唯一の光源の動作中に既に、プランク曲線Ｐ上の２つの異なる色座標を達成できるということである。この場合、プランク曲線Ｐの下方及び／又は上方に配置された２つの色座標は、プランク曲線Ｐ上に色座標を有する２つの光源の混合体に由来する所定の色座標の微調整に用いることができる。一斉動作では、全ての色座標を、展開される四角形もしくは三角形内で得ることができる。プランク曲線Ｐ上の色座標は、好ましくは、最低で２０００Ｋ、最高で３００００Ｋもしくは８５００Ｋの位置にある。例えば、こうした色座標のうち１つの色座標を８５００Ｋから５０００Ｋ以下の領域に、別の色座標を５０００Ｋ未満から２０００Ｋまでの領域に配置することもできる。

【0073】

好ましくは、図４Ａ，図４Ｂ及び図５Ｂの実施形態では、ＣＩＥ‐ｘ座標に関して中程度の大きさの２つの色座標Ａ，Ｂは、共通の等温線の延長線上もしくは共通の等温線上にある。好ましくは、相応のことが図５Ｂの小さいＣＩＥ‐ｘ座標を有する色座標Ａ，Ｂにも当てはまる。図５Ｃによれば、好ましくは、ＣＩＥ‐ｘ座標に関して中程度の大きさの２つの色座標Ａ，Ｃ、又は、大きいＣＩＥ‐ｘ座標を有する２つの色座標Ａ，Ｂが、共通の等温線の延長線上もしくは共通の等温線上に位置する。

【0074】

図６のＡに示されている実施形態は、図４Ａの実施形態に類似している。ただし、色座標Ｃは主波長４１０ｎｍを有する半導体チップによって実現されている。これは、放射された短波長の光が白色表面をより明るく見せ、人間の観察者にとって及びカメラ撮影において黄色みが低減されて見えるという利点を有する。その理由は、短波長すなわち特に３８０ｎｍから５５０ｎｍまでのスペクトル領域で発光する分子及び原子が、白色の表面材料において励起されるからである。同様に、Ｅｕ^２＋ベースの蛍光物質も当該波長で効率的に励起可能である。

【0075】

蛍光物質材料として、図４に即して言及した材料に代えてもしくはこれに加えて、短波長の励起の際には、有利には、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋，Ｓｒ（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ_２Ａｌ_２Ｎ_６：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３^＊Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕ^２＋，（Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋，（Ｓｒ，Ｃａ）［ＬｉＡｌ_３Ｎ_４］：Ｅｕ^２＋などのＥｕ^２＋ドープされた窒化物と、硫化物のクラス、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ^２＋、ＳｉＡｌＯＮｅ、ＲＥを希土類金属としかつＡＥをアルカリ土類金属としたＡＥ_{２−ｘ−ａ}ＲＥ_ｘＥｕ_ａＳｉ_１−ｙＯ_{４−ｘ−２ｙ}Ｎ_ｘなどのニトリドオルトシリケート、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕ^２＋などのオルトシリケート、Ｃａ_８Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_４Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋などのクロロシリケート、及び／又は、クロロフォスフェートなどの１つもしくは複数のＥｕ^２＋ドープされた蛍光物質との混合物を使用することができる。

【0076】

色座標Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対する光源の対応する発光スペクトルが図６のＢに示されている。図６のＡでは、ＣＩＥ‐ｘ座標に関して中程度の大きさの２つの色座標Ｂ，Ｄ、又は、大きなＣＩＥ‐ｘ座標を有する２つの色座標Ｃ，Ｄが、共通の等温線の延長線上もしくは共通の等温線上にあってよい。

【0077】

図７の実施形態では、図７Ａ，図７Ｂに１つずつの光源の発光スペクトルが示されているが、半導体デバイス内の４つの光源のうち３つがプランク曲線Ｐ上に位置しない色座標を有する。図７Ａに対応するＣＩＥグラフは図７Ｃに示されており、図７Ｂに対応するＣＩＥグラフは図７Ｄに示されている。動作中、個々の光源の光が相互に混合される。ここでは、光源のいずれかが、図７Ａ，図７Ｂに示されるように、可視光及び赤外光を発光する。赤外光は変換によるもので、動作中に、半導体チップから３８０ｎｍから７００ｎｍまで（ピーク波長）の領域で発光して、続いて蛍光物質によって赤外光へ変換されることで、形成可能である。対応する半導体チップは、図７Ａによれば青色光を発光し、図７Ｂによれば赤色光を発光し、ここで、赤外蛍光物質混合物は８５０ｎｍを中心とした発光最大値を有する。これに代えて、赤外光が光源の半導体チップにおいて直接に形成されてもよいし、又は、赤外光のための別の光源が設けられてもよい。

【0078】

例えば、プランク曲線Ｐに比較して２つの色座標をより小さいｃ_ｙの位置に選択しかつ１つの色座標を大きいｃ_ｙの位置に選択できるし、又は、プランク曲線Ｐに比較して２つの色座標をより大きいｃ_ｙの位置に選択することもできる。一斉動作では、全ての色座標を、展開される三角形もしくは四角形の内部で得ることができる。当該実施形態の利点は、写真撮影において放射後に赤外光を対象物で反射させて、カメラモジュールなどの検出器で再び検出することができ、これにより撮影された対象物の３次元配置に関する情報が得られるということである。

【0079】

図７Ｃでは、ＣＩＥ‐ｘ座標に関して中程度の大きさの２つの色座標Ａ，Ｃ、又は、大きなＣＩＥ‐ｘ座標を有する２つの色座標Ｃ，Ｄが、共通の等温線の延長線上もしくは共通の等温線上に位置する。相応のことは、図７Ｄの２つの色座標Ａ，Ｂ、又は、２つの色座標Ｂ，Ｄにも当てはまりうる。

【0080】

図８にはＣＩＥグラフの等温線が示されており、図８のＡはＣＩＥ‐ｘｙグラフの等温線であり、図８のＢはＣＩＥ‐ｕｖグラフの等温線である。ここで図示されているのは、５００Ｋ刻みでの２５００Ｋから６５００Ｋまでの等温線、及び、１００００Ｋでの等温線である。各ＣＩＥグラフは、相互に一義的に変換可能である。

【0081】

ここで説明した本発明は、実施形態に即した説明のみに限定されない。むしろ、本発明は、新規な各特徴及び各特徴の組み合わせ、特に特許請求の範囲の各特徴のあらゆる組み合わせにつき、これらそのものが特許請求の範囲及び実施形態に明示されていないとしても、これらを含む。

【0082】

本願は、独国特許出願公開第１０２０１４１１２６８１．５号明細書の優先権を主張し、その開示内容は引用により本願に含まれるものとする。

【符号の説明】

【0083】

１ オプトエレクトロニクス半導体デバイス、 ２ 支持体、 ３ 成形材、 ４ 光学系、 １０ オプトエレクトロニクス半導体チップ、 １１，１２，１３，１４ 光源、 ２１，２２，２３，２４，２５ 蛍光物質混合物、 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ＣＩＥ標準表色系の色座標、 ＣＣＴ 相関色温度、 Ｅ 等温線の延長線、 Ｉ 等温線、 Ｐ ＣＩＥ標準表色系のプランク曲線、 Ｓ 輝度［任意の単位］、 ｕ，ｖ，ｘ，ｙ ＣＩＥ標準表色系の座標、 λ 波長［ｎｍ］

【図1A)】

【図1B)】

【図1C)】

【図2A)】

【図2B)】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8A】

【図8B】

【図9】