(57)【要約】【課題】同種ＬＥＤを用いてフルカラーＬＥＤを実現することによって、色バランスなどの調整を容易かつ確実なものとする。【解決手段】第１〜第３の独立した実装空間６、７、８にそれぞれ実装された同種のＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂと、第１の実装空間６に実装されているＬＥＤ３ｒから発せられた光によって励起されて赤色光を発するＲ蛍光体と、第２の実装空間７に実装されているＬＥＤ３ｇから発せられた光によって励起されて緑色光を発するＲ蛍光体と、第３の実装空間８に実装されているＬＥＤ３ｂから発せられた光によって励起されて青色光を発するＢ蛍光体とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの独立した実装空間内にそれぞれ実装された同種の発光ダイオードと、
第１の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて赤色光を発する赤色蛍光体と、
第２の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体と、
第３の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体と、
を有することを特徴とするフルカラー発光ダイオード。
【請求項２】
前記第１の実装空間、前記第２の実装空間および前記第３の実装空間のそれぞれに充填された光透過性樹脂を有し、それら光透過性樹脂に、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体または前記青色蛍光体が混入されていることを特徴とする請求項１記載のフルカラー発光ダイオード。
【請求項３】
前記第１の実装空間、前記第２の実装空間および前記第３の実装空間のそれぞれに充填された光透過性樹脂と、それら光透過性樹脂を被覆する光透過性のシート材とを有し、該シート材に、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体または前記青色蛍光体が混入されていることを特徴とする請求項１記載のフルカラー発光ダイオード。
【請求項４】
前記発光ダイオードは、発光波長が３８０nm〜４０５nmであるＧａＮ系の発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフルカラー発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（LED：Light Emitting Diode）に関するものであり、特に、複数のＬＥＤを備えたフルカラー発光ダイオード（以下「フルカラーＬＥＤ」という場合もある。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフルカラーＬＥＤは、異種のＬＥＤを複数組み合わせたものであった。具体的には、Ｒ（赤）の光を発する赤色ＬＥＤ、Ｇ（緑）の光を発する緑色ＬＥＤおよびＢ（青）の光を発する青色ＬＥＤを組み合わせたものであった。より具体的には、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤには、ＧａＮ系の単色発光ＬＥＤが、赤色ＬＥＤには、ＡｌＩｎＧａＰなどの４元系の単色発光ＬＥＤが用いられていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−００３０５１号公報（[０００５]〜[０００６]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のフルカラーＬＥＤでは、Ｒ・Ｇ・Ｂのそれぞれについて異なるＬＥＤが使用されていたため、次のような問題があった。すなわち、ＬＥＤは、自己発熱でピーク波長が変化したり、発光強度が低下したりする特性を有するので、各ＬＥＤへの印加電圧を変化させるなどして全体の色バランスを調整する必要がある。しかし、使用されているＬＥＤの種類が異なるので、温度上昇に対する各ＬＥＤのピーク波長や発光強度の変化が一様でなく、色バランスの調整が困難であった。特に、４元系の単色発光ＬＥＤは、ピーク波長や発光強度の変化が大きく、調整が困難であった。
【０００４】
また、積極的に各ＬＥＤへの印加電圧を変化させて色バランスを調整する場合もある。例えば、赤色ＬＥＤの発光強度を相対的に高くして赤みがかった白色を得ようとする場合もある。この場合にも、Ｒ・Ｇ・Ｂの各ＬＥＤの種類が異なるので、全体的な色バランスの調整が困難であり、意図する発光色を得ることが困難であった。
【０００５】
さらに、各ＬＥＤの寿命が異なるため、製造時に全体の色バランスを調整したとしても、使用中に色バランスが狂ってくることもあった。
【０００６】
本発明の目的は、同種ＬＥＤを用いてフルカラーＬＥＤを実現することによって、上記課題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のフルカラー発光ダイオードは、少なくとも３つの独立した実装空間内にそれぞれ実装された同種の発光ダイオードと、第１の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて赤色光を発する赤色蛍光体と、第２の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体と、第３の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体とを有することを特徴とする。
【０００８】
上記特徴を有する本発明のフルカラー発光ダイオードでは、発光ダイオードから発せられた光が蛍光体によって波長変換される。従って、蛍光体の種類を変更するだけで所望の色光を得ることができ、同一の発光ダイオードを用いてＲ・Ｇ・Ｂの三原色の光を得ることもできる。
【０００９】
前記第１の実装空間、前記第２の実装空間および前記第３の実装空間に光透過性樹脂を充填し、それら光透過性樹脂に、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体および前記青色蛍光体を混入することが好ましい。
【００１０】
または、前記第１の実装空間、前記第２の実装空間および前記第３の実装空間に光透過性樹脂を充填し、それら光透過性樹脂を前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体または前記青色蛍光体が混入されたシート材によって被覆することが好ましい。
【００１１】
前記発光ダイオードとしては、発光波長が３８０nm〜４０５nmのＧａＮ系発光ダイオードが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフルカラー発光ダイオードでは、使用される複数の発光ダイオードが全て同種の発光ダイオードである。よって、温度上昇に対する各発光ダイオードのピーク波長や発光強度の変化が一様であり、全体の色バランスの調整が容易である。また、任意の発光ダイオードの発光強度を相対的に高くして、任意の色味が強い色光を得ようとする場合にも、色バランス調整が容易であり、意図する発光色を得やすい。さらには、各発光ダイオードの寿命が同一であるので、使用中に色バランスが狂ってくることも少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施形態１）
以下、本発明のフルカラーＬＥＤの実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本例のフルカラーＬＥＤ１の構造を示す模式的平面図である。本例のフルカラーＬＥＤ１では、パッケージ２に形成された実装空間内に、３つのＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂが実装されている。
【００１４】
パッケージ２には、該パッケージ２の表面４において開口する凹状空間の内側が隔壁５によって１２０度間隔で仕切られ、第１の実装空間６、第２の実装空間７および第３の実装空間８が形成されている。そして、ＬＥＤ３ｒは第１の実装空間６に、ＬＥＤ３ｇは第２の実装空間７に、ＬＥＤ３ｂは第３の実装空間８に、それぞれ実装されている。ここで、３つのＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂは、全て同一のＬＥＤである。具体的には、３８０nm〜４０５nmの発光波長を持つＧａＮ系のＵＶ-ＬＥＤ（近紫外ＬＥＤ）である。
【００１５】
ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂが実装されている第１〜第３の実装空間内６、７、８には、光透過性樹脂（透明樹脂９）がそれぞれ充填されている。さらに、各実装空間６、７、８に充填されている透明樹脂９には、異なる蛍光体（不図示）が混入されている。具体的には、第１の実装空間６に充填されている透明樹脂９には、ＬＥＤ３ｒから発せられた光によって励起され、赤色光を発する蛍光体（以下「Ｒ蛍光体」）が混入されている。また、第２の実装空間７に充填されている透明樹脂９には、ＬＥＤ３ｇから発せられた光によって励起され、緑色光を発する蛍光体（以下「Ｇ蛍光体」）が混入されている。また、第３の実装空間８に充填されている透明樹脂９には、ＬＥＤ３ｂから発せられた光によって励起され、青色光を発する蛍光体（以下「Ｂ蛍光体」）が混入されている。
【００１６】
また、パッケージ２の対向する側面には、各ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂに電力を供給するための電源端子１０が設けられている。所定の一対の電源端子１０間に電圧を印加すると、対応するＬＥＤが発光する。
【００１７】
以上の構造を有する本例のフルカラーＬＥＤ１では、各ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂから発せられた光が該ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂをモールドしている透明樹脂９に混入されている蛍光体によって波長変換されてＲ・Ｇ・Ｂの光となる。換言すれば、従来のフルカラーＬＥＤでは、発光波長の異なる複数のＬＥＤを組み合わせてＲ・Ｇ・Ｂの三原色の光を得ていたが、本例のフルカラーＬＥＤ１は、ＬＥＤから発せられた光を蛍光体によって波長変換することによって、発光波長が同一のＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂを用いながらＲ・Ｇ・Ｂの三原色の光を得ている。
【００１８】
従って、温度上昇に対する各ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂのピーク波長や発光強度の変化が一様であり、全体の色バランスの調整が容易である。また、任意のＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂへの印加電圧を相対的に高くして、任意の色味が強い色光を得ようとする場合にも、色バランス調整が容易であり、意図する発光色を得やすい。さらには、各ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂの寿命が同一であるので、使用中に色バランスが狂ってくることも少ない。
【００１９】
最後に、Ｒ蛍光体、Ｇ蛍光体およびＢ蛍光体の一例を表１に示す。ここで、表１の最右欄に記載されている数値は、各蛍光体がＬＥＤ３ｒ、３ｇまたは３ｂから発せられた光によって励起された際に発せられる光のピーク波長（nm）を示している。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
（実施形態２）
図２は、本発明のフルカラーＬＥＤ２０の実施形態の他例を示す模式的平面図である。本例のフルカラーＬＥＤ２０の基本構成は、実施形態のフルカラーＬＥＤ１と同一である。そこで、実施形態１と共通する構成については、同一の符号を用いることで説明に代え、ここでは異なる構成についてのみ説明する。
【００２２】
本例のフルカラーＬＥＤ２０を構成しているパッケージ２１には、第４の実装空間２２が形成されている。そして、第４の実装空間２２には、ＬＥＤ３ｒ、３ｇ、３ｂと同一のＬＥＤ２３が実装され、透明樹脂９と同一の透明樹脂９が充填されている。但し、第４の実装空間２１に充填されている透明樹脂９には、ＬＥＤ２３から発せられた光によって励起され、Ｒ・Ｇ・Ｂ以外の中間色の光を発する蛍光体（不図示）が混入されている。
【００２３】
本例のフルカラーＬＥＤ２０では、Ｒ・Ｇ・Ｂ以外の中間色の光も得られるので、実施形態１のフルカラーＬＥＤ１に比べて演色性に優れる。もっとも、第４の実装空間２１に充填された透明樹脂９に混入する蛍光体は、上記特性の蛍光体に限定されるものではない。例えば、Ｒ蛍光体は、一般的に発光強度が低いので、第４の実装空間２１に充填された透明樹脂９にもＲ蛍光体を混入することで、発光強度のバランスをより一層向上させることもできる。
【００２４】
本明細書では、実装空間に充填された光透過性樹脂に蛍光体を混入させる場合を例にとって本発明の実施形態について説明した。しかし、蛍光体は、ＬＥＤから発せられた光を所定波長の光に変換可能であればよく、光透過性樹脂（モールド樹脂）に混入させることは必須ではない。例えば、光透過性樹脂に蛍光体を混入させる代わりに、光透過性樹脂を蛍光体が混入された光透過性フィルムや光透過性シートで被覆することによっても同様の作用効果が得られることは容易に理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のフルカラーＬＥＤの実施形態の一例を示す模式的平面図である。
【図２】本発明のフルカラーＬＥＤの実施形態の他例を示す模式的平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１、２０  フルカラーＬＥＤ
２、２１  パッケージ
３ｒ、３ｇ、３ｂ、２３  ＬＥＤ
４  表面
５  隔壁
６  第１の実装空間
７  第２の実装空間
８  第３の実装空間
９  透明樹脂
１０  電源端子
２２  第４の実装空間
【図１】
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【図２】
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