(57)【要約】【課題】色表現が良好であり、色相角（Ｈｕｅ  Ａｎｇｌｅ）値を満足させることができる高効率の白色発光ダイオードを提供すること。【解決手段】白色発光ダイオードは、青色発光ＬＥＤチップ１３０と、前記青色発光ＬＥＤチップ１３０の上に所定の配合比で塗布されて、前記青色発光ＬＥＤチップ１３０から放出される光を白色光に変換するための黄色発光蛍光体１６０ａ、緑色発光蛍光体１６０ｂ及び赤色発光蛍光体１６０ｃと、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色発光ＬＥＤチップと、
前記青色発光ＬＥＤチップの上に所定の配合比で塗布されて、前記青色発光ＬＥＤチップから放出される光を白色光に変換するための黄色、緑色及び赤色発光蛍光体と、を含む白色発光ダイオード。
【請求項２】
前記黄色発光蛍光体は、珪酸塩系蛍光体であることを特徴とする請求項１に記載の白色発光ダイオード。
【請求項３】
前記緑色発光蛍光体は、珪酸塩系又は硫化物系蛍光体であることを特徴とする請求項１または２に記載の白色発光ダイオード。
【請求項４】
前記緑色発光蛍光体を構成する前記珪酸塩系蛍光体として、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用することを特徴とする請求項３に記載の白色発光ダイオード。
【請求項５】
前記緑色発光蛍光体を構成する前記硫化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用することを特徴とする請求項３に記載の白色発光ダイオード。
【請求項６】
前記赤色発光蛍光体は、窒化物系又は硫化物系蛍光体であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の白色発光ダイオード。
【請求項７】
前記赤色発光蛍光体を構成する前記窒化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ：Ｅｕ，Ｒｅを利用することを特徴とする請求項６に記載の白色発光ダイオード。
【請求項８】
前記赤色発光蛍光体を構成する前記硫化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ，Ｒｅを利用することを特徴とする請求項６に記載の白色発光ダイオード。
【請求項９】
前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体の配合比は、０．５≦黄色発光蛍光体＜１、０．０１＜緑色発光蛍光体≦０．４、０．０１＜赤色発光蛍光体≦０．１であり、ただし、黄色発光蛍光体＋緑色発光蛍光体＋赤色発光蛍光体＝１であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の白色発光ダイオード。
【請求項１０】
前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、互いに混合されて散在していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の白色発光ダイオード。
【請求項１１】
前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、レイヤー形態で順次積層されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の白色発光ダイオード。
【請求項１２】
前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、モールディング材と共に混合されて塗布されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の白色発光ダイオード。
【請求項１３】
前記モールディング材は、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）及びポリビニール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ）系レジンで構成された群から選択された何れか一つからなることを特徴とする請求項１２に記載の白色発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色発光ダイオードに関し、さらに詳細には、発光ＬＥＤチップと蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）は、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＩｎＰなどの化合物半導体（ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）材料を変えて発光源を構成することで、多様な色の光を生成できる半導体素子である。
【０００３】
最近、ＬＥＤは、飛躍的な半導体技術の発展に伴い、低輝度の汎用製品から脱皮して、高輝度及び高品質の製品生産が可能になった。また、高特性の青色（ｂｌｕｅ）と白色（ｗｈｉｔｅ）ＬＥＤの作製が現実化されるにしたがって、ディスプレイ及び次世代照明源等でその応用価値が拡大しつつある。
【０００４】
このような高効率のＬＥＤに対する多様な用途のために、青色発光ＬＥＤチップの上に黄色発光蛍光体を塗布して白色発光を效率的に誘導する技術が多く利用されている。
【０００５】
現在、白色光を生成するための方法として、青色発光ＬＥＤチップの上にガーネット系黄色発光蛍光体を塗布する技術が多く適用されている。青色発光ＬＥＤチップと黄色発光蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードに対する研究は、近来急速な発展を遂げており、２１世紀を迎えてより高い効率の白色ＬＥＤを実現するために、ＬＥＤチップ、パッケージ及び蛍光体などそれぞれの部分で効率の向上を目標に多様な研究が進められている。この中で、蛍光体分野においては、既存のガーネット系黄色発光蛍光体の他に白色発光の効率向上のために、珪酸塩系黄色発光蛍光体が適用されている。
【０００６】
ここで、図１は、青色発光ＬＥＤチップと珪酸塩系黄色発光蛍光体を適用した従来の白色発光ダイオードの発光スペクトルを示すグラフである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の珪酸塩系黄色発光蛍光体は、活性剤でドーピングされたユウロピウム２価の特性上、発光波長の半値幅が狭いことから、図１のように緑色発光領域（Ｇ）及び赤色発光領域（Ｒ）の光が相対的に不足し、これによって色表現が低下し、色相角（Ｈｕｅ  Ａｎｇｌｅ）値も満足させることができないという問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、色表現が良好であり、色相角（Ｈｕｅ  Ａｎｇｌｅ）値を満足させることができる高効率の白色発光ダイオードを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成すべく、本発明に係る白色発光ダイオードは、青色発光ＬＥＤチップと、前記青色発光ＬＥＤチップの上に所定の配合比で塗布されて、前記青色発光ＬＥＤチップから放出される光を白色光に変換するための黄色、緑色及び赤色発光蛍光体と、を含む。
【００１０】
ここで、前記黄色発光蛍光体は、珪酸塩系蛍光体であることが好ましい。
【００１１】
また、前記緑色発光蛍光体は、珪酸塩系又は硫化物系蛍光体であることが好ましく、このとき、前記珪酸塩系蛍光体として、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用し、前記硫化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましい。
【００１２】
また、前記赤色発光蛍光体は、窒化物系又は硫化物系蛍光体であることが好ましく、このとき、前記窒化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ：Ｅｕ，Ｒｅを利用し、前記硫化物系蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましい。
【００１３】
また、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体の配合比は、０．５≦黄色発光蛍光体＜１、０．０１＜緑色発光蛍光体≦０．４、０．０１＜赤色発光蛍光体≦０．１（ここで、黄色発光蛍光体＋緑色発光蛍光体＋赤色発光蛍光体＝１）であることが好ましい。
【００１４】
また、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、互いに混合されて散在していることが好ましい。
【００１５】
あるいは、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、レイヤー形態で順次積層されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体は、モールディング材と共に混合されて塗布されていることが好ましい。
【００１７】
また、前記モールディング材は、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）及びポリビニール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ）系レジンで構成された群から選択された何れか一つからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、青色発光ＬＥＤチップと黄色発光蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードに緑色及び赤色発光蛍光体をさらに適用することによって、相対的に不足していた緑色及び赤色発光領域の光を補完して、色表現が良好であり、色相角（Ｈｕｅ  Ａｎｇｌｅ）値を満足させることができる高効率の白色発光ダイオードを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る白色発光ダイオードの上記の目的に対する技術的構成をはじめとする作用効果に関する事項は、本発明の好ましい実施の形態が示された図面を参照した下記の詳細な説明によって明確に理解できるはずである。
【００２０】
図２及び図３は、本発明による白色発光ダイオードの構造を示した断面図である。
【００２１】
まず、図２に示すように、本発明の白色発光ダイオードは、第１リードフレーム１１０ａ及び第２リードフレーム１１０ｂからなる１対のリードフレーム１１０と、前記リードフレーム１１０の一部を内部に収容し、かつモールディング材の充填空間を画定するように形成されたパッケージモールド１２０、前記パッケージモールド１２０の内部のリードフレーム１１０のうちの一つのリードフレーム１１０ａ上に実装された青色発光ＬＥＤチップ１３０、及び前記リードフレーム１１０と前記青色発光ＬＥＤチップ１３０との電気的接続のためのボンディングワイヤー１４０を含む。
【００２２】
前記パッケージモールド１２０は、プラスチック合成樹脂材などを利用したプレモールディング（ｐｒｅ−ｍｏｌｄｉｎｇ）方式などにより形成することができ、前記ボンディングワイヤー１４０は、金（Ａｕ）からなることが一般的である。
【００２３】
特に、本発明による白色発光ダイオードにおいて、前記パッケージモールド１２０の内部の前記青色発光ＬＥＤチップ１３０の上には、前記青色発光ＬＥＤチップ１３０から放出される光を白色に変換するための黄色発光蛍光体１６０ａ、緑色発光蛍光体１６０ｂ及び赤色発光蛍光体１６０ｃが所定の配合比で配置されている。
【００２４】
すなわち、従来の白色発光ダイオードでは、青色発光ＬＥＤチップ１３０に黄色発光蛍光体１６０ａのみを適用していたが、本発明では、上記の黄色発光蛍光体１６０ａの他に、緑色発光蛍光体１６０ｂ及び赤色発光蛍光体１６０ｃをさらに配合して配置しているものである。
【００２５】
前記青色発光ＬＥＤチップ１３０上に配置される蛍光体１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの中で、前記黄色発光蛍光体１６０ａは、従来の白色発光ダイオードと同様に珪酸塩系蛍光体からなることができる。
【００２６】
そして、本発明の白色発光ダイオードに用いられる前記緑色発光蛍光体１６０ｂは、珪酸塩系又は硫化物系蛍光体であることが好ましい。このとき、前記緑色発光のための珪酸塩系蛍光体としては、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましく、硫化物系蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましい。このような蛍光体において、上記のＥｕは、基本ドーピングであり、Ｒｅ（Ｒａｒｅ  ｅａｒｔｈ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）は、希土類コドーピングである。
【００２７】
また、前記赤色発光蛍光体１６０ｃは、窒化物系又は硫化物系蛍光体であることが好ましく、このとき、前記赤色発光のための窒化物系蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましく、硫化物系蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ，Ｒｅを利用することが好ましい。ここで、Ｅｕは、上記のとおりに基本ドーピングであり、Ｒｅは、希土類コドーピングである。
【００２８】
上記の緑色及び赤色発光蛍光体１６０ｂ、１６０ｃは、珪酸塩系の黄色発光蛍光体１６０ａと共に２種以上用いることができる。
【００２９】
このような本発明の白色発光ダイオードにおいて、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの配合比は、０．５≦黄色発光蛍光体１６０ａ＜１、０．０１＜緑色発光蛍光体１６０ｂ≦０．４、０．０１＜赤色発光蛍光体１６０ｃ≦０．１（ここで、黄色発光蛍光体１６０ａ＋緑色発光蛍光体１６０ｂ＋赤色発光蛍光体１６０ｃ＝１）であることが好ましい。
【００３０】
ここで、前記緑色発光蛍光体１６０ｂが０．４以上であるか、赤色発光蛍光体１６０ｃが０．１以上である場合、蛍光体の青色発光ＬＥＤチップ１３０に対した励起光の変換効率の低下によって、白色発光効率が低下し得るので、上記の範囲で蛍光体を配合することが好ましい。
【００３１】
一方、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、図２に示すように、互いに混合されて散在させることもでき、又は図３に示すように、レイヤー（ｌａｙｅｒ）形態で順次積層することもできる。
【００３２】
また、前記黄色、緑色及び赤色発光蛍光体１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは、図２及び図３に示すように、モールディング材１５０に混合して塗布することができるが、このようなモールディング材１５０なしに蛍光体のみで用いることもできる。このとき、前記蛍光体１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃがモールディング材１５０に混合されて塗布される場合、前記モールディング材１５０は、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ハイブリッド（ｈｙｂｒｉｄ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）及びポリビニール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ）系レジンで構成された群から選択される何れか一つからなることが好ましい。
【００３３】
このように本発明では、青色発光ＬＥＤチップ１３０の上に既存の高効率の珪酸塩系黄色発光蛍光体１６０ａの他に、緑色及び赤色光の補完のために緑色及び赤色発光蛍光体１６０ｂ、１６０ｃをさらに塗布することによって、不足した緑色及び赤色領域の光を確保し、かつ、ＬＣＤバックライトユニットに適した色相角値を満足させることができる。
【００３４】
ここで、図４は、本実施形態による白色発光ダイオードと従来の白色発光ダイオードとの発光スペクトルを示すグラフであって、グラフにおいて点線で示したものは、従来の技術によって珪酸塩系黄色発光蛍光体のみを適用したものであり、実線で示したものは、本発明によって珪酸塩系黄色発光蛍光体に緑色及び赤色発光蛍光体を混合して適用したものである。
【００３５】
図４から確認できるように、本実施形態によれば、従来の珪酸塩系黄色発光蛍光体のみを単独で使用する場合、相対的に不足していた緑色発光領域Ｇ及び赤色発光領域Ｒの光を補完することができる。したがって、本実施形態によれば、色表現が良好であり、色相角値を満足させることができる高効率の白色発光ダイオードを実現できるという効果がある。
【００３６】
上述した本発明の好ましい実施の形態は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】青色発光ＬＥＤチップと珪酸塩系黄色発光蛍光体を適用した従来の白色発光ダイオードの発光スペクトルを示すグラフである。
【図２】本発明による白色発光ダイオードの構造を示した断面図である。
【図３】本発明による白色発光ダイオードの構造を示した断面図である。
【図４】本発明による白色発光ダイオードと従来の白色発光ダイオードの発光スペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１１０ａ      第１リードフレーム
１１０ｂ      第２リードフレーム
１１０      リードフレーム
１２０      パッケージモールド
１３０      青色発光ＬＥＤチップ
１４０      ボンディングワイヤー
１５０      モールディング材
１６０ａ      黄色発光蛍光体
１６０ｂ      緑色発光蛍光体
１６０ｃ      赤色発光蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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