(57)【要約】【課題】  演色性の調製が可能で、高出力化されて発熱量が多くなっても熱の影響により封止用樹脂が変質劣化しないようにする。【解決手段】  回路基板（２）上に発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのＬＥＤチップ（３）が樹脂封止され、封止用樹脂として用いる透光性アモルファスフッ素樹脂に、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物からなる赤色蛍光体（ＦＲ）と、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物からなる緑色蛍光体（ＦＧ）と、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物からなる青色蛍光体（ＦＢ）を分散させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板上に搭載されたＬＥＤチップが樹脂封止され、当該ＬＥＤチップから照射された光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を分散させた白色蛍光層が形成された白色ＬＥＤ光源ユニットにおいて、
前記ＬＥＤチップとして発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのものが用いられ、
封止用樹脂として透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、前記白色蛍光層は封止用樹脂に各色蛍光体を分散して形成され、
前記赤色蛍光体が、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とし、
前記緑色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物を主成分とし、
前記青色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とすることを特徴とする白色ＬＥＤ光源ユニット。
【請求項２】
回路基板上に搭載されたＬＥＤチップが樹脂封止され、当該ＬＥＤチップから照射された光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を分散させた白色蛍光層が形成された白色ＬＥＤ光源ユニットにおいて、
前記ＬＥＤチップとして発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのものが用いられ、
封止用樹脂として透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、前記白色蛍光層は封止用樹脂の表面に各色蛍光体を分散させた薄膜で形成され、
前記赤色蛍光体が、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とし、
前記緑色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物を主成分とし、
前記青色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とすることを特徴とする白色ＬＥＤ光源ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色光を出力する白色ＬＥＤ光源ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いて白色光を照射させる場合は、大きく二つの方式がある。
第一の方式は、ＲＧＢ発光方式であり、赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ及び青色ＬＥＤチップを一つの回路基板上に近接して搭載し、同時に点灯することにより、ＲＧＢを混色させて白色を発光させるタイプである。
このタイプは、色再現性が比較的優秀で、青色、緑色及び赤色ＬＥＤの光量調節により全体的な出力光制御が可能であるというメリットを有するが、各色ＬＥＤチップを近接して配するといっても、ある程度の物理的な距離は必要であるから、色均一性に問題があり、また、少なくともＲ、Ｇ、Ｂ三つのＬＥＤチップが必要であるため、これらを駆動制御するための回路構成が複雑になるというデメリットもある。
【０００３】
第二の方式は、励起光となる一つのＬＥＤチップに対し、その光により白色光を発する白色蛍光層を形成するタイプである（特許文献１参照）。
このタイプは、ＬＥＤチップを封止する樹脂に蛍光体を分散させたり、その封止樹脂の表面に蛍光層を形成するものが提案されており、回路構成が簡単で、価格も安いというメリットを有し、従来問題とされていた色再現性も向上されている。
【０００４】
しかしながら、これらは、例えば青色ＬＥＤチップに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を用いているため、演色性が劣るという問題があった。
もちろん、紫外線励起光を用いて、例えば赤色蛍光体、緑色蛍光体色、青色蛍光体の三種類の蛍光体を用いれば演色性の向上が期待でき、特許文献１にもその示唆はあるが、そのよう蛍光体として何を用いるかについて具体的な記載はない。
【０００５】
また、白色ＬＥＤ光源ユニットは、主として、照明用、液晶ディスプレイのバックライトとして使用されることから、高出力化の要請が高く、出力を高くすればするほどＬＥＤチップからの発熱量も多くなるという問題が生じた。
多くのＬＥＤ光源ユニットは、回路基板に搭載されたＬＥＤチップを樹脂封止しており、例えば、その封止用樹脂が熱により変質劣化してしまうため、ＬＥＤチップ自体の発光寿命は半永久的であってもＬＥＤ光源ユニットとしての寿命が短縮されるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、演色性の調製が可能で、高出力化されて発熱量が多くなっても熱の影響により封止用樹脂が変質劣化しないようにすることを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、請求項１の発明は、回路基板上に搭載されたＬＥＤチップが樹脂封止され、当該ＬＥＤチップから照射された光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を分散させた白色蛍光層が形成された白色ＬＥＤ光源ユニットにおいて、前記ＬＥＤチップとして発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのものが用いられ、封止用樹脂として透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、前記白色蛍光層は封止用樹脂に各色蛍光体を分散して形成され、前記赤色蛍光体が、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とし、前記緑色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物を主成分とし、前記青色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とすることを特徴としている。
また、請求項２の発明は、白色蛍光層を封止用樹脂の表面に薄膜状に形成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、封止用樹脂として用いられているアモルファスフッ素樹脂は耐熱性及び光透過性に優れているので、ＬＥＤチップの高出力化に伴い発熱量が増大してもその影響で封止用樹脂が劣化することがない。
また、封止用樹脂に、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物で成る赤色蛍光体と、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物で成る緑色蛍光体と、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物で成る青色蛍光体が分散されている。
これらは、いずれも３５０〜４００ｎｍの励起光でぞれぞれ赤色光、緑色光、青色光の蛍光を発するため、発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍにあるＬＥＤチップを用いれば、その光は必ず封止用樹脂を透過する際に各蛍光体に照射されて三原色の光が生じ、これらが混色されて白色光が照射されることとなる。
また、各色蛍光体の比率を変えることにより、赤っぽい白、青っぽい白というように発光色を調整することができ、演色性の調整も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る白色ＬＥＤ光源ユニットの一構成例を示す説明図。
【図２】白色光の蛍光スペクトル線図。
【図３】他の実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本例では、演色性の調製が可能で、高出力化されて発熱量が多くなっても熱の影響により封止用樹脂が変質劣化しないようにするという目的を達成するために、回路基板上に搭載されたＬＥＤチップが樹脂封止され、当該ＬＥＤチップから照射された光で励起される赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を分散させた白色蛍光層が形成された白色ＬＥＤ光源ユニットにおいて、前記ＬＥＤチップとして発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのものが用いられ、封止用樹脂として透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、前記白色蛍光層は封止用樹脂に各色蛍光体を分散して形成され、前記赤色蛍光体はガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とし、前記緑色蛍光体はバリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物を主成分とし、前記青色蛍光体が、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物を主成分とした。
【実施例１】
【００１２】
図１に示す白色ＬＥＤ光源ユニット１は、回路基板２上にＬＥＤチップ３が搭載されて樹脂封止され、当該ＬＥＤチップ３から照射された光で励起される赤色蛍光体ＦＲ、緑色蛍光体ＦＧ及び青色蛍光体ＦＢを分散させた白色蛍光層４が形成されて成る。
回路基板２は、ＬＥＤチップ装着面２ａがＬＥＤ発光面３ａからの照射角θに応じたテーパ面２ｂで囲まれて立体的に形成されており、そのテーパ面２ｂで角錐状又は円錐状の凹部２ｃが形成されている。
【００１３】
ＬＥＤチップ３は、発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのものが用いられ、前記ＬＥＤチップ装着面２ａに搭載されてワイヤボンディングされ、前記テーパ面２ｂで囲まれた凹部２ｃが封止用樹脂Ｐで樹脂封止されている。
この封止用樹脂Ｐとしては、透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、本例では、
化学式：（Ｃ６Ｆ１０Ｏ）ｎ−ＣＯＯＨ
の金属結合性を有する非晶質フッ素樹脂サイトップ（旭硝子株式会社の商品名）が用いられている。
【００１４】
白色蛍光層４は、封止用樹脂Ｐに赤色蛍光体ＦＲ、緑色蛍光体ＦＧ、青色蛍光体ＦＢが分散されて形成されている。
赤色蛍光体ＦＲとしては、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物が用いられ、その蛍光スペクトルは、図２のスペクトル線ＳＲで示すように、ピーク波長が３５０〜４００ｎｍの励起光ＳＥを照射したときに、赤色領域の約６３０ｎｍ及び７０５ｎｍにピーク波長を有する。
緑色蛍光体ＦＧとしては、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物が用いられ、その蛍光スペクトルは、図２のスペクトル線ＳＧで示すように、ピーク波長が３５０〜４００ｎｍの励起光ＳＥを照射したときに、緑色領域の約５２０ｎｍにピーク波長を有する。
青色蛍光体ＦＢとしては、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物が用いられ、その蛍光スペクトルは、図２のスペクトル線ＳＢで示すように、ピーク波長が３５０〜４００ｎｍの励起光ＳＥを照射したときに、青色領域の約４５０ｎｍにピーク波長を有する。
【００１５】
本例の封止用樹脂Ｐとして用いられているアモルファスフッ素樹脂は耐熱性に優れているので、ＬＥＤチップの高出力化に伴い発熱量が増大してもその影響で劣化することがない。
また、封止用樹脂Ｐに、ガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物で成る赤色蛍光体ＦＲと、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）とマンガン（Ｍｎ）の混合物で成る緑色蛍光体ＦＧと、バリウムマグネシウムアルミネイト（ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７）とユウロピウム（Ｅｕ）の混合物で成る青色蛍光体ＦＢが分散されて白色蛍光層４が形成されている。
これらは、いずれも３５０〜４００ｎｍの励起光でそれぞれ赤色光、緑色光、青色光の蛍光を発するため、発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍにあるＬＥＤチップ３を用いれば、その光は必ず白色蛍光層４を透過することとなり、その際に、各色蛍光体ＦＲ、ＦＧ、ＦＢに照射されて三原色の光が生じ、これらが混色されて白色光が照射されることとなる。
また、各各色蛍光体ＦＲ、ＦＧ、ＦＢの混合比を変えることにより、赤っぽい白、青っぽい白というように発光色を調整することができ、演色性の調整も可能となる。
【実施例２】
【００１６】
図５は本発明に係る他の実施形態を示し、図１と共通する部分は同一符号を付して詳細説明は省略する。
本例の白色ＬＥＤ光源ユニット１１は、回路基板２上に発光スペクトルのピーク波長が３５０〜４００ｎｍのＬＥＤチップ３が搭載されて樹脂封止され、当該ＬＥＤチップ３から照射された光で励起される赤色蛍光体ＦＲ、緑色蛍光体ＦＧ及び青色蛍光体ＦＢを分散させた白色蛍光層１４が形成されて成る。
【００１７】
封止用樹脂Ｐとしては、透光性アモルファスフッ素樹脂が用いられ、本例では、
化学式：（Ｃ６Ｆ１０Ｏ）ｎ−ＣＯＯＨ
の金属結合性を有する非晶質フッ素樹脂サイトップ（旭硝子株式会社の商品名）が用いられている。
【００１８】
そして、この封止用樹脂Ｐの表面に薄膜上の白色蛍光層１４がコーティング等により形成されている。
白色蛍光層１４は、封止用樹脂Ｐに接着可能な透光性樹脂基材に、赤色蛍光体ＦＲ、緑色蛍光体ＦＧ及び青色蛍光体ＦＢが分散されて形成されており、各色蛍光体ＦＲ、ＦＧ、ＦＢとしては実施例１のものと同じものが用いられている。
【００１９】
本例の封止用樹脂Ｐとして用いられているアモルファスフッ素樹脂は耐熱性に優れているので、ＬＥＤチップ３の高出力化に伴い発熱量が増大してもその影響で劣化することがない。
また、封止用樹脂Ｐの表面に白色蛍光層１４が形成されているので、ＬＥＤチップ３の熱が白色蛍光層１４に直接伝わることがなく、その熱の影響を受け難い。白色蛍光層１４の基材樹脂として、封止用樹脂Ｐと同様の耐熱性に優れたものを用いればより好ましいことはもちろんである。
【００２０】
さらに白色蛍光層１４は封止用樹脂Ｐにコーティングされているので、ＬＥＤチップ３から照射されたピーク波長が３５０〜４００ｎｍの励起光は必ず白色蛍光層１４を透過し、その際に、各色各色蛍光体ＦＲ、ＦＧ、ＦＢに照射されて三原色の光が生じ、これらが混色されて白色光が照射されることとなる。
さらにまた、各各色蛍光体ＦＲ、ＦＧ、ＦＢの混合比を変えることにより、赤っぽい白色光、青っぽい白色光というように発光色を調整することができる点も実施例１と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上述べたように、本発明は、白色光を照射する白色ＬＥＤ光源ユニットの用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    白色ＬＥＤ光源ユニット
２    回路基板
３    ＬＥＤチップ
４    白色蛍光層
ＦＲ  赤色蛍光体
ＦＧ  緑色蛍光体
ＦＢ  青色蛍光体
Ｐ    封止用樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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