(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤが生成する光により蛍光を生成する少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との組合せであり、白色または黄白色の基本光を生成する第１の組合せと、
少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤが生成する光により蛍光を生成し、前記少なくとも一つ以上の第１の蛍光体と離隔して配置された少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との組合せであり、演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、を備え、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
前記基本光と前記ＣＲＩ調整光とが合わさり、２５００から４５００Ｋの範囲の色温度のウォームホワイト光が生成されることを特徴とするウォームホワイト発光装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せは、少なくとも一つの青色ＬＥＤと、５００から６００ｎｍのピーク波長の範囲内の一つ以上の蛍光体とを有することを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、少なくとも一つの青色ＬＥＤと、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する一つ以上の蛍光体とを有することを特徴とする請求項２に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、少なくとも一つのＵＶＬＥＤと、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する一つ以上の蛍光体とを有することを特徴とする請求項２に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、単一のパッケージ内において互いに独立して配置されたことを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せ及び少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せのそれぞれは、隔壁によって分けられた前記単一のパッケージの該当キャビティのそれぞれに位置することを特徴とする請求項５に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項７】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せ及び少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せのそれぞれに対応する蛍光体は、前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せ及び少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せのそれぞれに対応するＬＥＤを個々に覆うように形成されることを特徴とする請求項５に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せの周りに複数の個数設けられたことを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項９】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、異なるパッケージにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１０】
前記異なるパッケージが実装されるベース部と、少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せと少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せにより生成された光を反射する反射部を有するフレームと、をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１１】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せのＬＥＤと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せのＬＥＤは、個々に動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１２】
前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せは、青色ＬＥＤと、青色、緑色、アンバー蛍光体の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せは、青色またはＵＶＬＥＤと、ナイトライド系の赤色蛍光体または硫化物系の赤色蛍光体の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１４】
少なくとも一つの交流（ＡＣ）ＬＥＤと前記少なくとも一つの交流（ＡＣ）ＬＥＤが生成する光により蛍光を生成する少なくとも一つの蛍光体からなる組合せであり、白色または黄白色の基本光を生成する第１の組合せと、
少なくとも一つの直流（ＤＣ）ＬＥＤと前記少なくとも一つの直流（ＤＣ）ＬＥＤが生成する光により蛍光を生成し、前記少なくとも一つの蛍光体と離隔して配置された少なくとも一つの蛍光体からなる組合せであり、演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、を備え、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
前記基本光とＣＲＩ調整光とが合わさり、一緒にウォームホワイト光が生成されることを特徴とするウォームホワイト発光装置。
【請求項１５】
前記ウォームホワイト光の色温度が、２５００から４５００Ｋの範囲であることを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１６】
前記第１の組合せにおいて、前記少なくとも一つのＡＣ ＬＥＤは、青色発光ＬＥＤを
有し、少なくとも一つの蛍光体は、５００から６００ｎｍのピーク波長を有することを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１７】
前記第２の組合せにおいて、前記少なくとも一つのＤＣ ＬＥＤは、青色発光ＬＥＤま
たはＵＶ ＬＥＤを有し、少なくとも一つの蛍光体は、６００ｎｍよりも大きいピーク波
長を有することを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１８】
前記少なくともＡＣ ＬＥＤは、単一の基板上に半導体層を有する複数の接続された発
光セルを有することを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項１９】
前記少なくともＡＣ ＬＥＤは、単一のサブマウント上に実装された複数の接続された
ＬＥＤチップを有することを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２０】
前記第１の組合せと前記第２の組合せの少なくとも一つは、遅延蛍光体をさらに有することを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２１】
前記第１の組合せと前記第２の組合せを全て覆う封止材に含有された遅延蛍光体をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２２】
前記第１の組合せと前記第２の組合せは、異なるパッケージにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２３】
前記異なるパッケージが実装されるベース部と、前記第１の組合せと第２の組合せから出た光を反射する反射部を有するフレームと、をさらに備え、前記反射部は、遅延蛍光体を有することを特徴とする請求項２２に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２４】
前記ＡＣ ＬＥＤと接続されるちらつき低減回路部をさらに備えることを特徴とする請
求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２５】
前記ＡＣ ＬＥＤと接続される全高調波歪（ＴＨＤ）低減回路部をさらに備えることを
特徴とする請求項１４に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項２６】
導光板と、前記導光板の側面に光を供給するウォームホワイト発光装置と、を備え、
前記ウォームホワイト発光装置は、少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤが生成する光により蛍光を生成する少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との組合せであり、白色または黄白色の基本光を生成する第１の組合せと、少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤが生成する光により蛍光を生成し、前記少なくとも１つ以上の第１の蛍光体と離隔して配置された少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との組合せであり、演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、を備え、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
前記基本光とＣＲＩ調整光とが合わさり、ウォームホワイト光が生成されることを特徴とするバックライトモジュール。
【請求項２７】
前記ウォームホワイト発光装置は、前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せが収容される空間を画定する外壁と、前記少なくとも一つ以上の第１のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第１の蛍光体との第１の組合せと前記少なくとも一つ以上の第２のＬＥＤと少なくとも一つ以上の第２の蛍光体との第２の組合せとを互いに分離する隔壁と、を備え、前記外壁は、前記導光板の側面と隣接しており、前記隔壁は、前記外壁よりも低い高さを有し、前記導光板の側面と離隔したことを特徴とする請求項２６に記載のバックライトモジュール。
【請求項２８】
４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する第１の青色ＬＥＤと、前記第１の青色ＬＥＤにより５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長の蛍光を生成する少なくとも一つの蛍光体を有する組合せであり、白色または黄白色の基本光を生成する第１の組合せと、
４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する第２の青色ＬＥＤと、前記第２のＬＥＤにより６００ｎｍよりも大きいピーク波長の蛍光を生成する少なくとも一つの蛍光体とを有する組合せであり、演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、を備え、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
前記基本光とＣＲＩ調整光とが合わさり、ウォームホワイト光が生成されることを特徴とするウォームホワイト発光装置。
【請求項２９】
第１の組合せのＬＥＤは、交流（ＡＣ）ＬＥＤを有し、第２の組合せのＬＥＤは、直流（ＤＣ）ＬＥＤを有することを特徴とする請求項２８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３０】
遅延蛍光体をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３１】
全高調波歪（ＴＨＤ）低減回路部及びちらつき低減回路部の少なくとも一つをさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３２】
前記第１及び第２の組合せのＬＥＤは、個々に駆動されることを特徴とする請求項２９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３３】
前記第１及び第２の組合せは、単一のパッケージ内において互いに独立して配置されたことを特徴とする請求項２８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３４】
前記第１及び第２の組合せのそれぞれは、隔壁によって分けられた単一のパッケージの該当キャビティのそれぞれに位置することを特徴とする請求項２８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３５】
前記第１及び第２の組合せのそれぞれに対応する蛍光体は、前記第１及び第２の組合せのそれぞれに対応するＬＥＤを個々に覆うように形成されることを特徴とする請求項２８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３６】
前記第１の組合せと前記第２の組合せは、異なるパッケージにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項２８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３７】
前記異なるパッケージが実装されるベース部と、第１の組合せと第２の組合せから生成された光を反射する反射部を有するフレームと、をさらに備えることを特徴とする請求項３６に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項３８】
４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する青色ＬＥＤと、前記青色ＬＥＤが生成する光により５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長を有する蛍光を生成する少なくとも一つの第１の蛍光体を有する組合せであり、白色または黄白色の基本光を生成する第１の組合せと、
２５０から４００ｎｍの範囲のピーク波長を有するＵＶ ＬＥＤと、前記ＵＶ ＬＥＤが生成する光により６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する蛍光を生成し前記少なくとも一つの第１の蛍光体から離隔して配置された少なくとも一つの蛍光体とを有する組合せであり演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、を備え、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
前記基本光とＣＲＩ調整光とが合わさり、ウォームホワイト光が生成されることを特徴とするウォームホワイト発光装置。
【請求項３９】
第１の組合せのＬＥＤは、交流（ＡＣ） ＬＥＤを有し、第２の組合せのＬＥＤは、直
流（ＤＣ）ＬＥＤを有することを特徴とする請求項３８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４０】
遅延蛍光体をさらに備えることを特徴とする請求項３９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４１】
ちらつき低減回路部と高周波歪（ＴＨＤ）低減回路部との少なくとも一つをさらに備えることを特徴とする請求項３９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４２】
前記第１及び第２の組合せのＬＥＤは、個々に駆動されることを特徴とする請求項３９に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４３】
前記第１の組合せと前記第２の組合せは、単一のパッケージ内に互いに独立して配置されたことを特徴とする請求項３８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４４】
前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれは、隔壁によって分けられた単一のパッケージの対応するキャビティのそれぞれに位置することを特徴とする請求項３８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４５】
前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれに対応する蛍光体は、前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれに対応するＬＥＤを個々に覆うように形成されることを特徴とする請求項３８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４６】
前記第１の組合せと前記第２の組合せは、異なるパッケージにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項３８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４７】
前記異なるパッケージが実装されるベース部と、第１の組合せと第２の組合せとから生成された光を反射する反射部を有するフレームと、をさらに備えることを特徴とする請求項４６に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項４８】
青色領域のピーク波長を有する交流（ＡＣ）ＬＥＤと、前記交流（ＡＣ）ＬＥＤが生成する光により５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長を有する光を生成する少なくとも一つの蛍光体とを有する組合せであり、基本光を生成する第１の組合せと、
ＵＶまたは青色領域のピーク波長を有する直流（ＤＣ）ＬＥＤと、前記直流（ＤＣ）ＬＥＤが生成する光により６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する光を生成し、前記少なくとも一つの蛍光体と離隔して配置された少なくとも一つの蛍光体とを有する組合せであり、演色評価数（ＣＲＩ）調整光を生成する第２の組合せと、
前記基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の領域内に存在し、前記ＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の領域内に存在し、
を備えることを特徴とするウォームホワイト発光装置。
【請求項４９】
遅延蛍光体をさらに備えることを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５０】
ちらつき低減回路部と高周波歪（ＴＨＤ）低減回路部との少なくとも一つをさらに備えることを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５１】
前記ＡＣ ＬＥＤ及びＤＣ ＬＥＤは、個々に駆動されることを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５２】
前記第１の組合せと前記第２の組合せとは、単一のパッケージ内において互いに独立して配置されたことを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５３】
前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれは、隔壁によって分けられた単一のパッケージに対応するキャビティのそれぞれに位置することを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５４】
前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれに対応する蛍光体は、前記第１の組合せと前記第２の組合せのそれぞれに対応するＬＥＤを個別的に覆うように形成されることを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５５】
前記第１の組合せと前記第２の組合せは、異なるパッケージにそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項４８に記載のウォームホワイト発光装置。
【請求項５６】
異なるパッケージが実装されるベース部と、第１の組合せと第２の組合せから出た光を反射する反射部を有するフレームと、をさらに備えることを特徴とする請求項５５に記載のウォームホワイト発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォームホワイト発光装置に関し、特に、白色または黄白色の基本光を生成するＬＥＤ‐蛍光体の組合せと、基本光の演色評価数（Color Rendering Index）（ＣＲＩ）を調整する光を生成するＬＥＤ‐蛍光体の組合せとを備えるウォームホワイト発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを白色発光用光源として用いる白色発光装置が、ますます開発されている。ＬＥＤは、基本的にｐ型とｎ型半導体の接合からなり、電圧印加時、電子と正孔の結合により、半導体のバンドギャップに該当するエネルギーを光の形態で発する発光半導体を用いる。
【０００３】
赤色、緑色、青色の三原色ＬＥＤを用いて白色光を作る白色発光装置が知られている。しかしながら、このような白色発光装置は、回路構成が複雑であり、三原色ＬＥＤ間の距離差により均一の白色光の提供が困難であり、経済性も効率的ではない。また、三原色ＬＥＤを用いる方式は、白色光の演色性及び色再現性を良好にするのに限界があった。
【０００４】
図１６は、従来の白色発光装置のフルカラーを、国際照明学会（Commission on Illumination）（ＣＩＥ）１９３１色度座標ダイアグラムに示したものである。図１６を参照すると、ＮＴＳＣ規格に使用される三原色の色座標を示す三角形が表示されている。その三角形内において赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤに印加される電流による座標の傾きの変化によって白色領域の光が具現される。このとき、白色領域は、黒体輻射の曲線（ＢＢＬ ｃｕｒｖｅ：Black Body Locus curve）に沿って現れ、この黒体輻射の曲線の傾きは、横軸と縦軸であるｘｙを基準として∞から約４０００Ｋまで増加してから、約４０００Ｋを経ながら減少する。したがって、赤色、青色、緑色のＬＥＤのみでは、上記黒体輻射の曲線による演色性のよいウォームホワイト領域の光を具現することができない。
【０００５】
一方、青色ＬＥＤと黄色蛍光体の組合せを用いて白色光を作る白色発光装置がさらに知られている。このような白色発光装置は、回路構成が簡単であり、安価な利点を有する。しかしながら、演色性に劣り、また、長波長での光の強さ低く色再現性も大きく劣る。
【０００６】
また、従来、励起波長の異なる赤色及び緑色蛍光体と青色ＬＥＤチップの組合せによって白色光を作る発光装置も知られている。このような白色発光装置は、青色、緑色、赤色のピーク波長を有するので、黄色蛍光体を用いる発光装置に比べて演色性や色再現性がよい。しかしながら、このような発光装置は、一つの封止材内に異種の蛍光体が互いに隔離せずに位置する。このため、光の損失が大きく、蛍光体の効率性も劣る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、白色または黄白色の基本光を発するＬＥＤ‐蛍光体の組合せと、その基本光の演色評価数（ＣＲＩ）を調整する他のＬＥＤ‐蛍光体の組合せとを採用することにより、黒体輻射の曲線の付近における良質のウォームホワイト光を簡単に具現する装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明は、二つのＬＥＤ‐蛍光体の組合せを用いて、黒体輻射の曲線の付近における良質のウォームホワイト光を簡単に具現することができ、基本光を生成する組合せのＬＥＤとして、大型電光板または大型モニターに適合した交流（ＡＣ）ＬＥＤを用いるウォームホワイト発光装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらなる特徴は、後続する詳細な説明で説明され、部分的に詳細な説明から明確になり、または本発明を行うことにより習得され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、白色または黄白色の基本光を生成する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと、ＣＲＩ調整光を生成する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと、を備えるウォームホワイト発光装置を開示する。前記基本光とＣＲＩ調整光が一つに合わさり、２５００から４５００Ｋの範囲の色温度のウォームホワイト光を生成する。
【００１１】
本発明は、少なくとも一つのＡＣ ＬＥＤと白色または黄白色の基本光を生成する少なくとも一つの蛍光体とを有する第１の組合せと、少なくとも一つの直流（ＤＣ）ＬＥＤとＣＲＩ調整光を生成する少なくとも一つの蛍光体と、を備えるウォームホワイト発光装置を開示する。前記基本光とＣＲＩ調整光が一つに合わさり、ウォームホワイト光を生成する。
【００１２】
本発明はまた、導光板と、前記導光板の側面に光を供給するウォームホワイト発光装置とを備えるバックライトモジュールを開示する。ウォームホワイト発光装置は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが収容される空間を画定する外壁と、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せを分離する隔壁と、を備える。前記外壁は、前記導光板の側面と隣接しており、前記隔壁は、前記外壁よりも低い高さを有し、前記導光板の側面と離隔する。
【００１３】
本発明はまた、第１の組み合わせと第２の組み合わせとを有するウォームホワイト発光装置を開示する。第１の組み合わせは、４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する青色ＬＥＤと、５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長を有し白色または黄白色の基本光を生成する少なくとも一つの蛍光体を有する。第２の組み合わせは、４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する青色ＬＥＤと、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する少なくとも一つの蛍光体とを有し、ＣＲＩ調整光を生成する。前記基本光とＣＲＩ調整光とが一つに合わさり、一緒にウォームホワイト光を生成する。
【００１４】
本発明はまた、第１の組合せ及び第２の組合せを備えるウォームホワイト発光装置を開示する。第１の組合せは、４００から４７０ｎｍの範囲のピーク波長を有する青色ＬＥＤと、５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長を有する少なくとも一つの蛍光体とを有し、白色または黄白色の基本光を生成する。第２の組合せは、ＣＲＩ調整光を生成するが、２５０から４００ｎｍの範囲のピーク波長を有する紫外線（ＵＶ）ＬＥＤと、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する少なくとも一つの蛍光体とを有する。前記基本光とＣＲＩ調整光とが一つにあわさり、ウォームホワイト光を生成する。
【００１５】
本発明はまた、第１の組合せ及び第２の組合せを有するウォームホワイト発光装置を開示する。第１の組合せは、青色領域のピーク波長を有するＡＣ ＬＥＤと、５００から６００ｎｍの範囲のピーク波長を有する少なくとも一つの蛍光体とを有する。第２の組合せは、ＵＶまたは青色領域のピーク波長を有するＤＣ ＬＥＤと、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する少なくとも一つの蛍光体とを有する。
【００１６】
上記した全体的な説明及び後続する詳細な説明は全て、例示的かつ説明的であり、請求される本発明の追加説明を提供しようとするということが理解される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施例によると、既存のＬＥＤ‐蛍光体の組合せでは提供し難い黒体輻射の曲線の付近における演色性のよいウォームホワイト光を、白色または黄白色の基本光を生成する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと、その基本光を黒体輻射の曲線の付近に引き寄せるＣＲＩ調整光を生成する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せとの採用によって簡単に具現することができる。
【００１８】
本発明の実施例によると、二つのＬＥＤ‐蛍光体の組合せを用いて、黒体輻射の曲線の付近における良質のウォームホワイト光を簡単に提供することができる。その二つのＬＥＤ‐蛍光体の組合せのうち基本光を生成する組合せ内のＬＥＤとしてＡＣ ＬＥＤを用いるので、大型電光板または大型モニターに適合したウォームホワイト発光装置を提供することができる。また、ＣＲＩ調整光を生成する組合せのＬＥＤとしてはＤＣ ＬＥＤを用い、これは、ウォームホワイト発光装置のちらつき現象を低減するのに寄与することができる。さらには、遅延蛍光体、またはちらつき低減及び／またはＴＨＤ低減回路部をさらに備えることにより、ＡＣ ＬＥＤの問題点であるちらつき現象及び／またはＴＨＤ現象をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明をさらに理解させるように含まれ、本明細書に含まれ、また、本明細書の一部を構成する図面は、本発明の実施例を例示し、詳細な説明と一緒に本発明の原理を説明する役割をする。
【図１】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図２】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図３】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図４】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図５】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図６】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図７】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図８】単一のパッケージ内に複数のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図９】図１乃至図８のＬＥＤ‐蛍光体の組合せのうち基本光を生成する組合せのＡＣ ＬＥＤの例を示す回路図である。
【図１０】図１乃至図８のＬＥＤ‐蛍光体の組合せのうち基本光を生成する組合せのＡＣ ＬＥＤの例を示す回路図である。
【図１１】遅延蛍光体を用いるときのＡＣ ＬＥＤの発光特性を説明するためのグラフである。
【図１２】複数のパッケージのそれぞれにＬＥＤ‐蛍光体の組合せが位置する本発明の一実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【図１３】本発明によるウォームホワイト発光装置を採用したバックライトモジュールの例を説明するための断面図である。
【図１４】本発明によるウォームホワイト発光装置を採用したバックライトモジュールの例を説明するための断面図である。
【図１５】本発明によるウォームホワイト光を得るための基本光とＣＲＩ調整光の色座標の領域をＣＩＥ１９３１色度図に示す図である。
【図１６】一般の白色発光装置のフルカラーを示すＣＩＥ１９３１色度図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳述する。ただし、本発明は、多くの相違した形態で具現されてもよく、本明細書で説明された実施例に限定されるものと解釈されてはならない。むしろ、これらの実施例は、開示を十分に行ない、当業者に本発明の範囲を十分に伝達する。図面において、層及び領域の大きさ及び相対面積を、明確性のために誇張する場合がある。
【００２１】
一つの要素または層が相違した他の要素または層の「上に」またはそれ「に接続された」というのは、他の要素または層の真上にまたはそれに直接接続されてもよく、または介在された要素または層が存在してもよいことを意味する。反対に、一つの要素が他の要素または層の「真上に」またはそれ「に直接接続された」場合は、介在された要素及び層は存在しない。
【００２２】
通常の分類基準によると、白色光は、白色光の色温度によって、ウォームホワイト光、ピュアホワイト光、及びクールホワイト光に分けられる。しかし、本明細書において、「ウォームホワイト光」は、クールホワイト光を除いた白色光、すなわち、通常の意味のウォームホワイト光とピュアホワイト光を含む白色光と定義される。本明細書において、用語の「基本光」は、黒体輻射の曲線の付近における演色性のよい、最終的に得ようとするウォームホワイト光の要素となる光を意味する。
【００２３】
本発明の第１乃至第３の実施例に係る発光装置は、青色ＬＥＤをそれぞれ含む二つのＬＥＤ‐蛍光体の組合せによってウォームホワイト光を提供する発光装置であり、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２４】
＜青色ＬＥＤの利用：第１乃至第３の実施例＞
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施例によるウォームホワイト発光装置は、第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０と、その組合せのＬＥＤ及び蛍光体を収容するキャビティを有するハウジング１３０と、を備える。本実施例において、前記ハウジング１３０は、互いに独立した二つのキャビティ１３１ａ、１３１ｂを有する。また、前記キャビティ１３１ａ、１３１ｂ内には、ＬＥＤ等を保護するための透光性の封止材１４０ａ、１４０ｂが形成されてもよい。
【００２７】
本実施例において、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０は、第１の青色ＬＥＤ１１２と、青色ＬＥＤ１１２に対応する黄色蛍光体１１４とを有する。また、前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０は、第２の青色ＬＥＤ１２２と、第２の青色ＬＥＤ１２２に対応する赤色蛍光体１２４とを有する。前記第１と第２との青色ＬＥＤ１１２、１２２の発光ピーク波長の範囲は、約４００から４７０ｎｍであることが好ましい。例えば、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０に設けられた黄色蛍光体１１４は、ピーク波長の範囲が約５００から６００ｎｍであることが好ましい。
【００２８】
本実施例において、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の黄色蛍光体１１４は、単一の黄色蛍光体であってもよいが、本発明はこれに限定されない。すなわち、５００から６００ｎｍの発光ピーク波長の範囲にある２種以上の蛍光体が、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の蛍光体１１４として用いられてもよい。例えば、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の蛍光体１１４としては、５００から５５０ｎｍのピーク波長の範囲の蛍光体と５５０から６００ｎｍのピーク波長の範囲の蛍光体が一緒に、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の蛍光体１１４として用いられてもよい。
【００２９】
前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０は、ＬＥＤによる青色光と蛍光体による黄色光の混合によって、白色または黄白色の基本光を生成する。前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０内において、青色ＬＥＤ１１２から発生した青色光の一部は、黄色蛍光体１１４を励起させる。この励起によって、黄色蛍光体１１４は、青色光を黄色光に波長変換することができる。また、前記青色ＬＥＤ１１２から発生した青色光の残りは、前記黄色蛍光体１１４を避けてそのまま進行する。波長変換による黄色光と波長が変換されなかった青色光の混合によって、白色または黄白色の基本光が生成する。
【００３０】
しかしながら、このような基本光は、演色性が大いに劣るため、ＣＲＩ調整が要求される。したがって、前記基本光は、黒体輻射の曲線の付近のウォームホワイト光を作るために、後述するように、第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せによって生成したＣＲＩ調整光と混合される。
【００３１】
前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０から作られた基本光に混合されるＣＲＩ調整光を生成する。一つのＬＥＤ‐蛍光体の組合せのみでは黒体輻射の曲線の付近のウォームホワイト光を提供するのは困難である。しかし、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０による基本光と前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せによるＣＲＩ調整光との混合によって生成することができる。第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０の赤色蛍光体１２４としては、その発光ピーク波長の範囲が６００ｎｍよりも大きい単一の赤色蛍光体が用いられてもよい。
【００３２】
図１５に示したＣＩＥ１９３１色度図上において、前記基本光の色座標の範囲は、黒体輻射の曲線からできるだけ遠く、すなわち、ＣＩＥ１９３１色度図のＹ座標値が大きく定められることがよい。しかし、前記基本光の色座標の範囲は、色座標の範囲がほぼ固定したＣＲＩ調整光によって、黒体輻射の曲線の付近に引き寄せられるように定められることが好ましい。
【００３３】
前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０によって生成した基本光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．２９、０．４５）、（０．３３、０．３７）、（０．５２、０．４７）、（０．４５、０．５４）で定められる四角形の第１の領域内に存在するように定められる。前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０によって生成したＣＲＩ調整光は、ＣＩＥ色度図上の色座標の（０．３６、０．３４）、（０．４４、０．２０）、（０．６７、０．３２）、（０．５５、０．４４）で定められる四角形の第２の領域内に存在するように定められる。この際、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０によって得られる光は、クールホワイト光ではなくウォームホワイト光であり、黒体輻射の曲線の付近に位置する。得られたウォームホワイト光の色温度の範囲は、約２５００から４５００Ｋ、最も好ましくは２５００から３５００Ｋであってもよい。
【００３４】
青色ＬＥＤと一緒に前記基本光の色座標の領域を具現することができる黄色蛍光体１１４としては、オルトシリケート系の、黄色蛍光体、アンバー蛍光体、緑色蛍光体の少なくとも一つであることが好ましい。黄色蛍光体及び緑色蛍光体は（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｃｕ）２ＳｉＯ４：Ｅｕであることが好ましく、アンバー蛍光体は（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕであることが好ましい。また、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せとしては、ＹＡＧ：Ｃｅ、Ｔａｇ‐Ｃｅ、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ等の様々な種類の蛍光体が用いられてもよい。
【００３５】
また、青色ＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤと一緒に前記ＣＲＩ調整光の色座標領域を具現することができる赤色蛍光体１２４としては、例えば、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）ＳｉＮ２：Ｅｕ等のようなナイトライド系赤色蛍光体が用いられてもよい。例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを、前記赤色蛍光体１２４として使用することができる。
【００３６】
前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０は、キャビティ１３１ａ、１３１ｂ間の隔壁１３２によって、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０から完全に分離されてもよい。したがって、第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０は、自身によって互いに光を作り出すまで、他の組合せ１１０、１２０間において蛍光体とＬＥＤの作用が交換的に行われることを防ぐことができる。前記二つのキャビティ１３１ａ、１３１ｂの内壁面は、傾斜した反射面であってもよい。但し、隔壁１３２により画定される内壁面は、図示のように垂直に形成し、または他の内壁面に比べて傾斜度を小さくすることができる。代案として、前記隔壁１３２を省略し、単一の封止材内において、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０の蛍光体のそれぞれを互いに独立したクラスターの形態で分離して位置させることができ、これもまた本発明の範囲内にある。一つの組合せにあるＬＥＤの光が、他の組合せの蛍光体に全く影響を及ぼさなくてもよい。しかし、一部の実施例において、一つの組合せの蛍光体は、他の組合せのＬＥＤからの光によって若干の影響を受けてもよい。
【００３７】
本実施例において、第１及び第２の青色ＬＥＤ１１２、１２２のそれぞれは、第１及び第２のキャビティ１３１ａ、１３１ｂのそれぞれの底面に位置し、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０にそれぞれ属している。また、前記第１の組合せ１１０の黄色蛍光体１１４と前記第２の組合せ１２０の赤色蛍光体１２４は、前記第１及び第２のキャビティ１３１ａ、１３１ｂに互いに独立して形成された第１及び第２の封止材１４０ａ、１４０ｂの上面のそれぞれに位置する。図示してはいないが、前記ハウジング１３０には、前記ＬＥＤ１１２、１２２に電力を入力するためのリード端子が設置される。
【００３８】
蛍光体１１４、１２４は、封止材１４０ａ、１４０ｂの上面に形成されたコーティング層または二次モールディングされた物質内に粒子の形態で含まれてもよい。代案として、黄色及び赤色蛍光体１１４、１２４は、粒子の形態であってもよく、封止材１４０ａ、１４０ｂの上面に付着したフィルム内に含まれてもよい。図示してはいないが、前記黄色蛍光体１１４と前記赤色蛍光体１２４が、前記第１及び第２の封止材１４０ａ、１４０ｂに粒子の形態で広く散在して位置してもよい。
【００３９】
上記において簡略に述べたように、前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０は、前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０から作り出された基本光と混合されて、その基本光のＣＲＩを調整する赤色に近いピンク色の光、すなわち、ＣＲＩ調整光を生成する。前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０内において、第２の青色ＬＥＤ１２２から発生した青色光は、赤色蛍光体１２４を励起させる。この励起によって、赤色蛍光体１２４は、波長変換されたピンク色の光を作ることができる。このピンク色の光は、白色光の色温度の調整に用いることができる。
【００４０】
理想的には、第２の青色ＬＥＤ１２２から発生した全ての光が赤色蛍光体１２４と作用する。しかし、第２の青色ＬＥＤ１２２から出た青色光の一部は、そのまま外部に放出されることがある。このような青色光が第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０から出るとしても、その青色光が、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０において、黄色蛍光体１１４によって波長変換された黄色光と混合され、上述した白色光を生成することができ、これは、第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０から青色光の放出を制限しなくてもよいことを意味する。
【００４１】
図２は、本発明の第２の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す。図２を参照すると、本実施例のウォームホワイト発光装置は、上述した実施例と同様に、第１の青色ＬＥＤ１１２と黄色蛍光体１１４を有する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と、第２の青色ＬＥＤ１２２と赤色蛍光体１２４を有する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０とを備える。
【００４２】
上述した第１の実施例とは異なる点は、ハウジング１３０の単一のキャビティ１３１内に封止材１４０が全て位置するということと、黄色蛍光体１１４と赤色蛍光体１２４の形成位置、及び形成方式が異なるということである。本実施例において、黄色蛍光体１１４と赤色蛍光体１２４は、第１の青色ＬＥＤ１１２と第２の青色ＬＥＤ１２２とのそれぞれを個々に覆っている。蛍光体でＬＥＤを覆う方式としては、蛍光体が含まれた液状の樹脂をＬＥＤにドットする方式、蛍光体が含まれたレフレクターを用いる方式、蛍光体を電気泳動法によってＬＥＤにコートする方式、またはその他の方式が有り得る。
【００４３】
本実施例においても、第１の青色ＬＥＤ１１２とそれを覆っている黄色蛍光体１１４が白色または黄白色の基本光を作るための第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０を構成し、第２の青色ＬＥＤ１２２とそれを覆っている赤色蛍光体１２４とがＣＲＩ調整のためのピンク色の光を生成する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０を構成している。
【００４４】
図３は、本発明の第３の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す。本実施例のウォームホワイト発光装置は、上述した実施例と同様に、第１の青色ＬＥＤ１１２と黄色蛍光体１１４とを有する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と、第２の青色ＬＥＤ１２２と赤色蛍光体１２４とを有する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０とを備え、ハウジング１３０の単一のキャビティ１３１内に第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０の両方が位置している。
【００４５】
上述した実施例とは異なる点は、第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０の第２の青色ＬＥＤ１２２のみが赤色蛍光体１２４によって個別的に覆われ、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の青色ＬＥＤ１１２は、封止材１４０のみで取り囲まれるということである。封止材１４０の上面または封止材１４０の内部には、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の黄色蛍光体１１４が設けられる。本実施例において、前記封止材１４０は、前記第１の青色ＬＥＤ１１２はもとより、赤色蛍光体１２４及びそれによって覆われた第２の青色ＬＥＤ１２２の両方を封止する。
【００４６】
本実施例によると、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の場合、第１の青色ＬＥＤ１１２から発生した青色光は、その一部が封止材１４０の上面（または封止材の内部）に位置した黄色蛍光体１１４によって黄色光に波長変換され、残りの一部は、波長変換無しに、前記黄色光と混合されて、白色または黄白色の基本光を生成する。第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０においては、第２の青色ＬＥＤ１２２から出た青色光のかなりの量が、第２の青色ＬＥＤ１２２を直接また個別的に覆っている赤色蛍光体１２４によって、白色光の色温度の調整に用いられるピンク色の光に変換される。この際、黄色蛍光体が赤色蛍光体よりもエネルギーレベルが遥かに高いので、赤色蛍光体を励起し、放出された光は、黄色蛍光体に実質的な影響を及ぼさない。したがって、第２の青色ＬＥＤ１２２のみを個別的に赤色蛍光体１２４で覆うという上記の適用が可能である。
【００４７】
以下、図４を参照して説明される本発明の第４の実施例は、ＵＶ ＬＥＤを部分的に用いるウォームホワイト発光装置に関する。
【００４８】
＜青色ＬＥＤとＵＶ ＬＥＤの使用：第４の実施例＞
【００４９】
図４は、本発明の第４の実施例によるウォームホワイト発光装置の断面図である。図４を参照すると、本実施例のウォームホワイト発光装置は、青色ＬＥＤ１１２と黄色蛍光体１１４を有する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と、ＵＶ ＬＥＤ１２２'と赤色蛍光体１２４'を有する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０'とを備える。ハウジング１３０の単一のキャビティ１３１内に、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０'の両方が位置する。青色ＬＥＤ１１２とＵＶ ＬＥＤ１２２'のそれぞれは、黄色蛍光体１１４と赤色蛍光体１２４'によって個々に覆われている。封止材１４０は、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０'の全ての要素を封止する。この際、前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０'は、蛍光体１２４'が６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有し、ＵＶ ＬＥＤ１２２'が２５０から４００ｎｍの範囲内のピーク波長を有することが好ましい。
【００５０】
具体的に図示してはいないが、ＣＲＩ調整光を生成する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せにＵＶ ＬＥＤを用いる限り、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せを分離させる構造は、様々な変形が可能である（図１、図１２、図１３、図１４参照）。
【００５１】
以下、図５乃至図１１を参照して説明される本発明の第５乃至第８の実施例は、基本光を生成する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せの青色ＬＥＤとしてＡＣ ＬＥＤを用いるウォームホワイト発光装置に関する。
【００５２】
＜ＡＣ ＬＥＤの使用：第５乃至第８の実施例＞
【００５３】
図５は、本発明のまた他の実施例によるウォームホワイト発光装置の断面図である。図５を参照すると、本実施例のウォームホワイト発光装置は、単一のパッケージのハウジング１３０内に、一つの第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と複数の第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０が設けられている。このとき、前記複数の第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の周りに配置される。本実施例によると、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０から生成された白色または黄白色の基本光が、その周りに位置した複数の第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０から生成されたＣＲＩ‐混合光と均等に混ぜられる。これにより、前記組合せは、色の変化のない、より均一のウォームホワイト光を作り出すことができる。
【００５４】
前記第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０の第１の青色ＬＥＤ１１２は、交流電流によって動作するＡＣ ＬＥＤとすることができる。図５は、ＡＣ ＬＥＤのチップ構造の拡大図である。この拡大図を参照すると、前記ＡＣ ＬＥＤチップは、基板１１２‐１上に半導体層の成長によって形成されている。配線Ｗ１、Ｗ２、...、Ｗｎ−１、Ｗｎによって直列接続された複数の発光セルＣ１、Ｃ２、...、Ｃｎ−１、Ｃｎを有する。
【００５５】
複数の発光セルＣ１、Ｃ２、...、Ｃｎ−１、Ｃｎのそれぞれは、基板１１２‐１またはその上に形成されたバッファ層（図示せず）上に順次形成されたｎ型半導体層１１２１、活性層１１２２、及びｐ型半導体層１１２３を有する。このとき、ｐ型半導体層１１２３上には透明電極層１１２‐２が形成されてもよい。また、ｎ型半導体層１１２１の一部の領域において、活性層１１２２及びｐ型半導体層１１２３の一部が除去され、そのｎ型半導体層１１２１の一部の領域には、例えば、隣接した発光セルのｐ型半導体層と配線によって接続される電極が設けられてもよい。
【００５６】
配線Ｗ１は、一つの発光セルＣ１のｎ型半導体層１１２１と、その発光セルに隣接した他の発光セルＣ２のｐ型半導体層１１２３との電極間を接続する。また、前記複数の発光セルからなる直列アレイは、同一の基板上の他の発光セルの直列アレイと逆並列で接続されてもよい。
【００５７】
ＡＣ ＬＥＤ１１２は、上述したように、基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層等を成長させ、その半導体層を数個の発光セルＣ１、Ｃ２、...、Ｃｎ−１、Ｃｎに分離した後、その発光セルを直並列で接続して作られてもよい。あるいは、前記ＡＣ ＬＥＤは、予め作られる複数のＬＥＤチップをサブマウント上に実装した後、そのサブマウントに実装された複数のＬＥＤチップを直並列で接続して作られてもよい。この場合、前記サブマウントの材料としては、ＡｌＮ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃｕ‐Ｗ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、セラミック等が用いられてもよい。また、必要に応じては、サブマウントと各ＬＥＤチップとの間を絶縁する材料を、それらの間に配置させてもよい。
【００５８】
一方、交流電源に接続されて用いられるＡＣ ＬＥＤは、電流の方向に応じてオン／オフを繰り返すので、ＡＣ ＬＥＤから出る光が点滅するちらつきが発生する。ここで、第２の組合せのＬＥＤ１２２として直流電流によって動作するＤＣ ＬＥＤを用いると、上記のちらつき現象を減らすことができる。また、上記のちらつきまたは高周波歪（ＴＨＤ（Total Harmonic Distortion））をさらに改善するために、ＡＣ ＬＥＤまたはその動作回路に、素子またはＩＣの形態で、ちらつき低減及び／またはＴＨＤ低減回路部を回路的に接続することが好ましい。また、上述したＡＣ ＬＥＤ及び／またはＤＣ ＬＥＤの温度変化によって、前記ＡＣ ＬＥＤに流れる電流を異ならせて制御する電流調節部を、前記ＡＣ ＬＥＤの動作回路に接続させることができる。
【００５９】
図６は、本発明の第６の実施例によるウォームホワイト発光装置を示す断面図であり、パッケージの内部にちらつき等を低減するための付加的な回路部１５０をさらに有するウォームホワイト発光装置を示す。前記回路部１５０は、ちらつきを改善するちらつき低減回路部であり、またはＴＨＤを改善するＴＨＤ低減回路部であってもよく、この回路部１５０は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０のＡＣ ＬＥＤ１１２と接続されたリード端子（図示せず）に対して電気的に接続される。ちらつき低減回路部及び／またはＴＨＤ低減回路部は、図６に示した回路部１５０のように、パッケージに内蔵されても、パッケージの外部において前記ＡＣ ＬＥＤ１１２と接続されてもよい。第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０のＤＣ ＬＥＤ１２２は、ＡＣ ＬＥＤ１１２の電源から独立した電気回路と接続されてもよく、その電気回路のＤＣ ＬＥＤの性能を改善するための付加的な回路部が接続されてもよい。
【００６０】
図７は、本発明の第７の実施例によるウォームホワイト発光装置の断面図を示す。図７を参照すると、本実施例によるウォームホワイト発光装置は、遅延蛍光体が含まれた層（以下、遅延蛍光体層という）１９０を有する。遅延蛍光体層１９０は、前記ＡＣ ＬＥＤ１１２のちらつき現象を低減するためのものである。封止材１４０は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０との両方を封止し、例えば、シリコンまたはエポキシ材質であり、遅延蛍光体層１９０がコーティングされる。
【００６１】
前記遅延蛍光体層は、参照することにより本明細書に全てが組み込まれる、米国特許ＵＳ５，７７０，１１１号、米国特許ＵＳ５，８３９，７１８号、米国特許ＵＳ５，８８５，４８３号、米国特許ＵＳ６，０９３，３４６号、及び米国特許ＵＳ６，２６７，９１１号に開示された、ケイ酸塩、アルミン酸塩、硫化物の蛍光体であってもよい。例えば、（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、Ｄｙ、（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｂｉ、ＺｎＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｚｎ、Ｅｕ、Ｐｂ、Ｄｙ）Ｏ・（Ａｌ、Ｂｉ）２Ｏ３、ｍ（Ｓｒ、Ｂａ）Ｏ・ｎ（Ｍｇ、Ｍ）Ｏ・２（Ｓｉ、Ｇｅ）Ｏ２：Ｅｕ、Ｌｎ（ここに、１．５≦ｍ≦３．５、０．５≦ｎ≦１．５、Ｍは、Ｂｅ、Ｚｎ、及びＣｄからなる群より選ばれた少なくとも一つの元素、Ｌｎは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、ＫＬｕ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｓ、Ｐ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、及びＭｎからなる群より選ばれた少なくとも一つの元素）等であってもよい。前記遅延蛍光体は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０から出た光の一部によって励起され、可視光線領域の光、例えば、赤色、緑色、及び／または青色の光を放出する。
【００６２】
遅延蛍光体の残光時間は、１ｍｓｅｃ以上であってもよく、８ｍｓｅｃ以上であればさらに好ましい。遅延蛍光体の残光時間の上限は、発光装置の用途によって異なるので、特に制限されないが、１０時間以下であることが好ましい。
【００６３】
上述した実施例とは異なり、遅延蛍光体は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０及び／または第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０に独立して適用されてもよく、これは、本発明の第８の実施例による図８の（ａ）及び（ｂ）に示している。
【００６４】
図８の（ａ）を参照すると、遅延蛍光体層１９１ａ、１９１ｂは、例えば、電気泳動法によって、第１の組合せ１１０のＡＣ ＬＥＤ１１２と、第２の組合せ１２０のＤＣ ＬＥＤ１２２のそれぞれの表面に直接形成されてもよい。また、図８の（ｂ）を参照すると、遅延蛍光体層１９２ａ、１９２ｂは、第１の組合せ１１０の一般の黄色蛍光体１１４を有する樹脂部の表面と、第２の組合せ１２０の一般の赤色蛍光体を有する樹脂部の表面に直接形成されてもよい。代案として、遅延蛍光体が第１及び第２の組合せの前記樹脂部内にまたは第１の組合せの前記樹脂内にのみに含まれてもよい。
【００６５】
図９及び図１０は、上述した第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せに利用可能なＡＣ ＬＥＤの例を示す回路図である。図１１は、上述した遅延蛍光体の効果を示すグラフである。
【００６６】
図９を参照すると、ＡＣ ＬＥＤの発光セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３が直列接続されて第１の直列発光セルアレイを形成し、また他の発光セルＣ４、Ｃ５、Ｃ６が直列接続されて第２の直列発光セルアレイを形成する。ここで、「直列発光セルアレイ」は、多数の発光セルが直列接続された発光セルのアレイを意味する。第１及び第２の直列発光セルアレイの両端部は、それぞれリード端子を介して交流電源３５及び接地に接続される。前記第１及び第２の直列アレイは、交流電源３５と接地との間で逆並列に接続される。したがって、交流電源３５が正の位相である場合、第１の直列発光セルアレイを構成する発光セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３がターンオンされ、交流電源３５が負の位相である場合、第２の直列発光セルアレイを構成する発光セルＣ４、Ｃ５、Ｃ６がターンオンされる。
【００６７】
図１０を参照すると、発光セルＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６が直列発光セルアレイを構成し、交流電源３５と直列発光セルアレイとの間及び接地と直列発光セルアレイとの間にダイオードセルＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を有するブリッジ整流器が配置される。前記直列発光セルアレイのアノード端子は、前記ダイオードセルＤ１、Ｄ２間のノードに接続され、前記直列発光セルアレイのカソード端子は、ダイオードセルＤ３、Ｄ４間のノードに接続される。交流電源３５の端子は、ダイオードセルＤ１、Ｄ４間のノードに接続され、接地は、ダイオードセルＤ２、Ｄ３間のノードに接続される。前記交流電源３５が正の位相を有する場合、ダイオードセルＤ１、Ｄ３がターンオンされ、ダイオードセルＤ２、Ｄ４がターンオフされる。したがって、電流は、ダイオードセルＤ１、前記直列発光セルアレイ、及びダイオードセルＤ３を経て接地に流れる。一方、前記交流電源３５が負の位相を有する場合、ダイオードセルＤ１、Ｄ３がターンオフされ、ダイオードセルＤ２、Ｄ４がターンオンされる。したがって、電流は、ダイオードセルＤ２、前記直列発光セルアレイ、及びダイオードセルＤ４を経て交流電源に流れる。
【００６８】
図１１の点線ａは、遅延蛍光体を用いない場合の、ＡＣ ＬＥＤを有する発光装置の発光特性を示し、図１１の実線ｂは、遅延蛍光体を用いる場合の、ＡＣ ＬＥＤを有する発光装置の発光特性を示す。ここで、発光装置に含まれたＤＣ ＬＥＤは、意図的に動作させていない。
【００６９】
これを参照すると、遅延蛍光体を用いない場合、発光装置は、交流電圧の印加によって周期的にオン‐オフを繰り返す。交流電源の周期をＴとすると、直列接続された発光セルの二つのアレイは、Ｔの間交互に１回ずつ動作する。したがって、発光装置は、点線ａに示すように、周期Ｔ／２で光を放出する。一方、交流電圧が直列接続された発光セルのしきい電圧を超えない場合、発光セルは動作しない。したがって、発光セルが動作する時間の間には、一定の時間の間、すなわち、交流電圧が発光セルのしきい電圧よりも短い時間の間、発光セルがターンオフされた状態となる。したがって、ＡＣ ＬＥＤは、発光セルが動作する時間の間隔によって、発光装置においてちらつきが現れる。
【００７０】
一方、遅延蛍光体を用いる場合、実線により示すように、発光セルがターンオフされている間にも、光が放出される。したがって、光の強度に変動はあるが、光が放出されない時間が短くなる。遅延蛍光体の残光時間が長ければ、発光装置は、連続的に光を放出するようになる。一般家庭用交流電源が約６０Ｈｚ周波数の電圧を印加する場合、電源の１サイクルは、約１６．７ｍｓｅｃであり、半サイクルは、約８ｍｓｅｃとなる。したがって、発光装置が動作する間、発光セルが全てターンオフされる時間は８ｍｓｅｃよりも短く、よって遅延蛍光体が１ｍｓｅｃ以上である場合、ちらつきを充分に減少することができる。特に、遅延蛍光体の残光時間が、発光セルが全てターンオフされる時間とほぼ同じである場合、発光装置は、連続的に光を放出することができるようになる。
【００７１】
遅延蛍光体は、上述した第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せの蛍光体に加えて、さらに提供されてもよい。代案として、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せの蛍光体を遅延蛍光体に代えてもよい。
【００７２】
上述した実施例では、単一のパッケージ内に、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが全て設けられた構造のウォームホワイト発光装置を説明した。これに対して、図１２に示す本発明の第９の実施例によるウォームホワイト発光装置は、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せと第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せが、異なるパッケージにそれぞれ設けられた構造を用いる。
【００７３】
＜複数のパッケージの使用：第９の実施例＞
【００７４】
図１２を参照すると、本実施例の発光装置は、ベース部２１０と反射部２２０で構成されたフレーム２００を有する。前記ベース部２１０の上面中央には、第１のパッケージ２３１が設けられ、前記第１のパッケージ２３１の周辺には、複数の第２のパッケージ２３２が設けられる。第１のパッケージ２３１には、白色または黄白色の基本光を生成する第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０が設けられ、前記複数の第２のパッケージ２３２のそれぞれには、ＣＲＩ調整光を生成する第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０が設けられる。
【００７５】
上述した実施例のように、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０は、青色発光ＡＣ ＬＥＤ１１２と、５００から６００ｎｍのピーク波長を有する一つ以上の蛍光体１１４とを有してもよい。前記第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せは、青色ＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤ１２２と、６００ｎｍよりも大きいピーク波長を有する一つ以上の蛍光体１２４とを有する。
【００７６】
前記ベース部２１０には、ちらつき低減回路部１５２及び／またはＴＨＤ低減回路部１５４が設けられてもよい。また、放熱システム、安定器、ドライバー、及び／または駆動回路等の多様な部品が設けられた回路１５６が、前記ベース部２１０に設けられてもよい。また、前記反射部２２０は、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０から出た一部の光を反射させるが、その内側面にＡＣ ＬＥＤのちらつきを低減する遅延蛍光体層１９３が形成されている。
【００７７】
以下、図１３及び図１４を参照して、本発明の実施例によるウォームホワイト発光装置を備えるバックライトモジュールが説明される。
【００７８】
＜バックライトモジュール＞
【００７９】
図１３を参照すると、バックライトモジュールは、導光板３０と、前記導光板３０に光を供給する発光装置１０とを備える。前記発光装置１０は、導光板３０の側面に隣接しており、前記第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０を内部に収容する外壁１３２を有する。前記外壁１３２によって画定されるキャビティには、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０を分離して収容するための隔壁１３４が形成される。前記隔壁１３４の高さは、前記外壁１３２の高さよりも小さい。よって、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０で生成した白色または黄白色の基本光と、第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０で生成した、例えば、ピンク色のＣＲＩ調整光とが混合される領域を、導光板３０の側面に隣接して形成する。
【００８０】
前記隔壁１３４の左側には、第１の青色ＬＥＤ１１２が位置し、前記第１の青色ＬＥＤ１１２を覆っており、５００から６００ｎｍのピーク波長の一つ以上の蛍光体１１４が含まれた平らな第１の蛍光樹脂層Ｌ１が、前記隔壁１３４以下の高さで形成されている。また、前記隔壁１３４の右側には、第２の青色ＬＥＤ１２２が位置し、前記第２の青色ＬＥＤ１２２を覆っており、６００ｎｍのピーク波長よりも大きい一つ以上の蛍光体１２４が含まれた平らな第２の蛍光樹脂層Ｌ２が、前記隔壁１３４以下の高さで形成されている。前記第１の蛍光樹脂層Ｌ１と前記第２の蛍光樹脂層Ｌ２を覆うための透明樹脂層Ｔが形成される。前記透明樹脂層Ｔは、前記外壁１３２と同じ高さを有し、前記導光板３０の側面に接していることが好ましい。
【００８１】
図１４に示すバックライトモジュールは、外壁１３２よりも小さな隔壁１３４を有する発光装置１０を備える。前記隔壁１３４によって、第１のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０と第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１２０が分離される。但し、このバックライトモジュールは、上述した実施例のバックライトモジュールと、前記組合せ１１０、１２０の蛍光体１１４、１２４を有する樹脂の形状が半球形である点と、上述した実施例の透明樹脂層Ｔが省略された点とで異なる。こ蛍光体１１４、１２４がそれぞれ含まれた第１及び第２のＬＥＤ‐蛍光体の組合せ１１０、１２０の半球形の蛍光樹脂部は、前記外壁１３２の高さよりも低い高さを有する。
【００８２】
当該技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明の様々な修正及び変更が可能であることが理解される。したがって、本発明は、添付の請求項とその均等物の範囲内であれば、本発明の修正及び変更を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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