(57)【要約】【課題】演色性を向上させることができ、青色ＬＥＤと蛍光体との組合せによって白色を実現する際に色ズレを起こりにくくすることができる白色発光装置を提供する。【解決手段】枠体１７のカップ１７ａ内におけるリードフレーム１４，１５上にマウント２１で紫色ＬＥＤ１９を固定し、この紫色ＬＥＤ１９をカップ１７ａ内に透明樹脂による封止材２６を充填することで封止する。また、紫色ＬＥＤ１９で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤緑青蛍光体２８〜３０を、封止材２６に混入する。このような白色発光装置における封止材２６に、紫色ＬＥＤ１９で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄蛍光体３１を、追加混入する。【選択図】　図１
2004127988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５００ｎｍ以下のピーク波長を有する発光素子と、
この発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体と、
少なくとも前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体と
を備えたことを特徴とする白色発光装置。
【請求項２】
前記発光波長は、４００ｎｍ以下のピーク波長を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項３】
前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体は、青色〜赤色の発光波長を有する１種又はそれ以上から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項４】
前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体は、青色、赤色、緑色の何れか又はそれらを組み合わせた全ての蛍光体から成る
ことを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項５】
前記黄色の蛍光体は、アルカリ土類金属珪酸塩から成る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の白色発光装置。
【請求項６】
前記黄色の蛍光体は、ユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属珪酸塩から成る
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の白色発光装置。
【請求項７】
前記黄色の蛍光体は、
式：
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示される２価のユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩および／または
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩であり、この場合、有利にａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうちの少なくとも１つが０．０１より大きい
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の白色発光装置。
【請求項８】
前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子を被覆する被覆部材に混入されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の白色発光装置。
【請求項９】
前記被覆部材に混入された前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子の近傍に高密度状態で混入されている
ことを特徴とする請求項８に記載の白色発光装置。
【請求項１０】
前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子をリードフレームに固定する絶縁性の接着剤に混入されている
ことを特徴とする請求項８に記載の白色発光装置。
【請求項１１】
マウントリードのカップ内に配置されたＧａＮ系半導体から成り、紫色の光を発光する発光素子を、前記カップ内に透明樹脂による封止材を充填することで封止し、この封止材に、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が、混入されて成る白色発光装置において、
前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記封止材に混入した
ことを特徴とする白色発光装置。
【請求項１２】
前記封止材が充填された前記カップ部分を前記マウントリードの一部と共に透明樹脂で被覆して成るレンズ状のモールド部材
を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の白色発光装置。
【請求項１３】
マウントリードのカップ内に配置されたＧａＮ系半導体から成り、紫色の光を発光する発光素子と、前記カップ内に充填され、前記蛍光体が混入された透明樹脂による封止材と、この封止材が充填された前記カップ部分を前記マウントリードの一部と共に透明樹脂で被覆して成るレンズ状のモールド部材と、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が混入された蛍光カバーとを有し、この蛍光カバーを前記モールド部材に嵌合して成る白色発光装置において、
前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記蛍光カバーに混入した
ことを特徴とする白色発光装置。
【請求項１４】
紫色の光を発光する発光素子と、この発光素子から発光された光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板とを有し、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が、前記導光板の光出力面上に塗布されて成る白色発光装置において、
前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記導光板の光出力面上に塗布した
ことを特徴とする白色発光装置。
【請求項１５】
紫色の光を発光する発光素子と、この発光素子から発光された光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板と、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が混入されたフィルムとを有し、このフィルムを前記導光板の光出力面上に配置して成る白色発光装置において、
前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記フィルムに混入した
ことを特徴とする白色発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と蛍光体を有して白色に発光する白色発光装置に関し、例えばＬＥＤディスプレイ、バックライト装置、信号機、照光式スイッチ、各種センサ、各種インジケータ等に適用される白色発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に発光装置に用いられる発光素子としては、無機ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）、有機ＬＥＤ、レーザーダイオード、無機厚膜エレクトロルミネセンスシートまたは無機薄膜エレクトロルミネセンス部品等が上げられる。ＬＥＤはとりわけ、寿命が長い、場所をとらない、衝撃に強い、さらに狭いスペクトルバンドで発光するという特徴で際立っている。
【０００３】
多数の発光色、特別に広いスペクトルバンドの多数の発光色は、ＬＥＤにおける活性半導体材料の固有の発光では、実現不可能であるか、非効率にしか実現することができない。とりわけこのことは、白色の発光を得る場合にあてはまる。
【０００４】
公知技術水準によれば、半導体では本来実現することができない発光色は、波長変換技術によって得られる。この波長変換技術は、本質的に次の原理に基づいている。すなわち、少なくとも１つの蛍光体をＬＥＤの上に配置し、その蛍光体によって、ＬＥＤが発光した光のを吸収し、この吸収した光の波長と異なる波長の光を発光するものである。言い換えれば、ＬＥＤで発光された光を吸収し、その後にフォトルミネセンス光を別の発光色で放射する。
【０００５】
このような原理で白色を発光する発光装置として、紫色ＬＥＤで発光された光を、現在実用化されている赤・緑・青各色の蛍光体（以下、纏めて表現する場合は赤緑青蛍光体という）で、波長変換して発光する白色ＬＥＤランプが知られている。赤緑青蛍光体の各々の成分は、次式の通りである。
【０００６】
赤蛍光体は、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｓｍ（ＹＯＳ：Ｅｕ）
緑蛍光体は、３（Ｂａ，Ｍｇ，Ｅｕ，Ｍｕ）Ｏ・８Ａｌ２Ｏ３　（ＢＡＭ：Ｅｕ，Ｍｎ）
青蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の白色発光装置（白色ＬＥＤランプ）においては、図１０の発光強度のスペクトル図に示すように、５６０〜５９０ｎｍの波長の黄色成分が殆ど無いため、演色性が低下するという問題がある。この白色ＬＥＤランプの平均演色評価数Ｒａは約５０〜６０と低い。一般の蛍光灯では、平均演色評価数Ｒａが約８０〜９０であり、１００が理想である。
また、青色ＬＥＤと蛍光体との組合せによって白色を実現している白色発光装置は、温度の上昇に伴って青色ＬＥＤの発光波長が長波長側にシフトするため、白色発光装置の色ズレが問題となることがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、演色性を向上させることができ、青色ＬＥＤと蛍光体との組合せによって白色を実現する際に色ズレを起こりにくくすることができる白色発光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の白色発光装置は、５００ｎｍ以下のピーク波長を有する発光素子と、この発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体と、少なくとも前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体とを備えたことを特徴としている。
また、前記発光波長は、４００ｎｍ以下のピーク波長を有することを特徴としている。
また、前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体は、青色〜赤色の発光波長を有する１種又はそれ以上から成ることを特徴としている。
また、前記黄色の蛍光体と異なる発光波長を有する蛍光体は、青色、赤色、緑色の何れか又はそれらを組み合わせた全ての蛍光体から成ることを特徴としている。
【００１０】
また、前記黄色の蛍光体は、アルカリ土類金属珪酸塩から成ることを特徴としている。
【００１１】
また、前記黄色の蛍光体は、ユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属珪酸塩から成ることを特徴としている。
【００１２】
また、前記黄色の蛍光体は、
式：
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示される２価のユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩および／または
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩であり、この場合、有利にａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうちの少なくとも１つが０．０１より大きいことを特徴としている。
【００１３】
また、前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子を被覆する被覆部材に混入されていることを特徴としている。
【００１４】
また、前記被覆部材に混入された前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子の近傍に高密度状態で混入されていることを特徴としている。
【００１５】
また、前記被覆部材は、光の拡散剤が混入されていることを特徴としている。
【００１６】
また、前記赤・緑・青・黄の各色の蛍光体は、前記発光素子をリードフレームに固定する絶縁性の接着剤に混入されていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の白色発光装置は、マウントリードのカップ内に配置されたＧａＮ系半導体から成り、紫色の光を発光する発光素子を、前記カップ内に透明樹脂による封止材を充填することで封止し、この封止材に、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が、混入されて成る白色発光装置において、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記封止材に混入したことを特徴としている。
【００１８】
また、前記封止材が充填された前記カップ部分を前記マウントリードの一部と共に透明樹脂で被覆して成るレンズ状のモールド部材を備えたことを特徴としている。
【００１９】
また、前記発光素子は、ツェナーダイオードおよびコンデンサの何れかを用いた保護素子により静電気から保護されることを特徴としている。
【００２０】
また、本発明の白色発光装置は、マウントリードのカップ内に配置されたＧａＮ系半導体から成り、紫色の光を発光する発光素子と、前記カップ内に充填され、前記蛍光体が混入された透明樹脂による封止材と、この封止材が充填された前記カップ部分を前記マウントリードの一部と共に透明樹脂で被覆して成るレンズ状のモールド部材と、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が混入された蛍光カバーとを有し、この蛍光カバーを前記モールド部材に嵌合して成る白色発光装置において、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記蛍光カバーに混入したことを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の白色発光装置は、紫色の光を発光する発光素子と、この発光素子から発光された光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板とを有し、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が、前記導光板の光出力面上に塗布されて成る白色発光装置において、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記導光板の光出力面上に塗布したことを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の白色発光装置は、紫色の光を発光する発光素子と、この発光素子から発光された光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板と、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤・緑・青各色の波長の光を発光する赤・緑・青各色の蛍光体が混入されたフィルムとを有し、このフィルムを前記導光板の光出力面上に配置して成る白色発光装置において、前記発光素子で発光された光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体を、前記フィルムに混入したことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【００２５】
この図１に示す白色ＬＥＤランプ１０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型のものであり、次のような構成となっている。絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂基板１２の上下側面に、電気的に絶縁された２つのリードフレーム１４，１５が金パターンによって形成され、リードフレーム１４，１５上にプラスチック製のカップ１７ａを有する枠体１７が設けられている。カップ１７ａは、その表面が紫色ＬＥＤ１９で発光された光を反射する反射鏡となっている。リードフレーム１４，１５は非対称であり、一方のリードフレーム１５の上面は、枠体１７のカップ１７ａが形成する空間底部の中央部分まで形成されているが、他方のリードフレーム１４は、上記空間の底部に少しだけ露出した状態に形成されている。
【００２６】
紫色ＬＥＤ１９は、３９５ｎｍの紫色光を発光するものであり、リードフレーム１５の上面に、銀フィラ含有エポキシ樹脂ペースト等によるマウント２１で固着されている。但し、紫色ＬＥＤ１９は、３５０〜４００ｎｍの波長領域の何れかの光を発光するものに置き換えても良い。紫色ＬＥＤ１９のｐ電極とリードフレーム１５は、金製のボンディングワイヤ２３により接続され、紫色ＬＥＤ１９のｎ電極とリードフレーム１４は、金製のボンディングワイヤ２４により接続されている。
【００２７】
枠体１７のカップ１７ａが形成する空間には、固化後に透明となる封止材２６が充填されており、この封止材２６により紫色ＬＥＤ１９が固定されている。封止材２６は、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂を用いたものであり、この封止材２６には、従来例で説明した赤蛍光体２８、緑蛍光体２９、青蛍光体３０に加え、本発明の特徴要素である黄蛍光体３１（後述で詳細に説明）が混入されている。
【００２８】
但し、赤緑青黄蛍光体２８〜３１が混入された封止材２６は、枠体１７のカップ１７ａが形成する空間内一杯に充填されてもよく、また、枠体１７の上縁から下がった部位まで充填されていてもよい。さらに、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を混入した封止材２６には、光を拡散する拡散材を混入してもよい。この場合、拡散材によって、紫色ＬＥＤ１９で発光された光が乱反射して散乱光となるため、紫色ＬＥＤ１９で発光された光が赤緑青黄蛍光体２８〜３１に当たりやすくなって、赤緑青黄蛍光体２８〜３１から放射される光の光量が増加する。この拡散材は、特に限定されるものでなく、周知の物質を使用することができる。
【００２９】
黄蛍光体３１は、紫色ＬＥＤ１９で発光された３９５ｎｍの紫色光の波長を、５６０〜５９０ｎｍの波長の黄色の光に波長変換を行って放射するものである。これを含めた赤緑青黄蛍光体２８〜３１が封止材２６に混入されているが、その混入割合は、封止材２６を含めた全ての体積比の５％位が望ましい。
【００３０】
黄蛍光体３１は、２価のユーロピウムで賦活されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩からなる。
【００３１】
すなわち、黄蛍光体３１が、式：
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示される２価のユウロピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩および／または
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５　ｂＡｌ２Ｏ３　ｃＢ２Ｏ３　ｄＧｅＯ２：ｙ　Ｅｕ２＋
（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、
０．００５＜ｙ＜０．５、
０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である）
で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩でもよい。この場合、有利にａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうちの少なくとも１つが０．０１より大きい。
【００３２】
すなわち、珪酸バリウムの代りに珪酸ストロンチウムまたは珪酸バリウムと珪酸ストロンチウムオルト珪酸塩の混合形が使用される場合に、放射される光の波長が長くなることが意外にも見いだされた。珪素の部分のゲルマニウムによる置換ならびに付加的に存在するＰ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３および／またはＢ２Ｏ３も発光スペクトルへの影響を有し、その結果、該発光スペクトルは、それぞれの使用の場合について最適に調整することができる。
【００３３】
有利に蛍光体３１は、２価のユウロピウムおよび／またはマンガンで活性化されたアルカリ土類金属アルミン酸塩の群からの別の蛍光体および／または、Ｙ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕまたは次式：
Ｍｅ（３−ｘ−ｙ）ＭｇＳｉ２Ｏ３：ｘＥｕ，ｙＭｎ
（式中、
０．００５＜ｘ＜０．５、
０．００５＜ｙ＜０．５、
ＭｅはＢａおよび／またはＳｒおよび／またはＣａを表す）
で示されるアルカリ土類金属−マグネシウム−二珪酸塩：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋の群からのさらに別の赤に近い色で発光する蛍光体を有している。
【００３４】
さらに、少量の１価のイオン、殊にハロゲン化物、が蛍光体格子の中に組み込まれている場合が、結晶化度および放射率について有利であることが見いだされた。スペクトル領域が３００から５００ｎｍである場合は有利である。この波長領域で、黄蛍光体３１は、良好に励起される。
【００３５】
また、黄蛍光体３１の製造の重要な工程を説明する。
【００３６】
珪酸塩蛍光体の製造のために、選択した組成に応じて出発物質アルカリ土類金属炭酸塩、二酸化珪素ならびに酸化ユウロピウムの化学量論的量を密に混合し、かつ、蛍光体の製造に常用の固体反応で、還元性雰囲気下で、温度１１００℃および１４００℃で所望の蛍光体に変換する。この際、結晶化度にとって、反応混合物に少ない割合で、有利に０．２モル未満の割合で塩化アンモニウムまたは他のハロゲン化物を添加することは、有利である。必要に応じて珪素の一部をゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、リンで置換することもできるし、ユウロピウムの一部をマンガンで置換することもでき、このことは、熱により酸化物に分解する上記元素の化合物の相応量の添加によって行なわれる。この場合には反応条件の範囲は、維持される。
【００３７】
得られた珪酸塩は、波長５１０ｎｍから６００ｎｍで放射し、かつ１１０ｎｍまでの半値幅を有する。
【００３８】
上記の群からの蛍光体の１つまたは上記の群から組み合わせた蛍光体の使用によって、あるいは、２価のユウロピウムおよび／またはマンガンで活性化されたアルカリ土類金属アルミン酸塩および、Ｙ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕ２＋の群からのさらに別の赤に近い色で発光する蛍光体、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、蛍光体の群からの常用の蛍光体との組合せによって、定義された色温度を有する発光色および高い色再現性を得ることができ、このことは、次の実施例で示されているとおりである。
Ｔ＝２７７８Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．４Ｂａ０．６ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．４６１９、ｙ＝０．４２４７、Ｒａ＝７２、
Ｔ＝２９５０Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．４Ｂａ０．６ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．４３８０、ｙ＝０．４００４、Ｒａ＝７３、
Ｔ＝３４９７Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．４０８６、ｙ＝０．３９９６、Ｒａ＝７４、
Ｔ＝４１８３Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．９Ｂａ０．０８Ｃａ０．０２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；
ｘ＝０．３７６２、ｙ＝０．３８７３、Ｒａ＝７５、
Ｔ＝６６２４Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．９Ｂａ０．０２Ｃａ０．０８ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；
ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３３０６、Ｒａ＝７６、
Ｔ＝６３８５Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋Ｓｒ０．４Ｂａ１．６ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．３１３５、ｙ＝０．３３９７、Ｒａ＝８２、
Ｔ＝４２１６Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．９Ｂａ０．０８Ｃａ０．０２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋））；
ｘ＝０．３７１０、ｙ＝０．３６９６、Ｒａ＝８２、
３９５４Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋Ｓｒ０．４Ｂａ１．６ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋ＹＶＯ４：Ｅｕ３＋）；ｘ＝０．３７５６、ｙ＝０．３８１６、Ｒａ＝８４、
Ｔ＝６４８９Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋Ｓｒ０．４Ｂａ１．６ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋アルミン酸バリウムマグネシウム：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．３１１５、
ｙ＝０．３３９０、Ｒａ＝６６、
Ｔ＝５０９７Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４（Ｓｉ０．０８Ｂ０．０２）Ｏ４：Ｅｕ２＋＋Ｓｒ０．６Ｂａ１．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．３４２３、ｙ＝０．３４８５、Ｒａ＝８２、
Ｔ＝５０８４Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．６Ｂａ０．４（Ｓｉ０．０８Ｂ０．０２）Ｏ４：Ｅｕ２＋＋
Ｓｒ０．６Ｂａ１．４ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋＋アルミン酸ストロンチウムマグネシウム：Ｅｕ２＋）；ｘ＝０．３４３０、ｙ＝０．３５３１、Ｒａ＝８３、
Ｔ＝３３６９Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．４Ｂａ０．６Ｓｉ０．９５Ｇｅ０．０５Ｏ４：Ｅｕ２＋）；
ｘ＝０．４１３４、ｙ＝０．３９５９、Ｒａ＝７４、
Ｔ＝２７８７Ｋ（４６６ｎｍ＋Ｓｒ１．４Ｂａ０．６Ｓｉ０．９８Ｐ０．０２Ｏ４．０１：Ｅｕ２＋）；
ｘ＝０．４６３０、ｙ＝０．４２８０、Ｒａ＝７２、
Ｔ＝２９１３Ｋ（４６４ｎｍ＋Ｓｒ１．４Ｂａ０．６Ｓｉ０．９８Ａｌ０．０２Ｏ４：Ｅｕ２＋）；
ｘ＝０．４４２５、ｙ＝０．４０５０、Ｒａ＝７３。
【００３９】
次に、白色ＬＥＤランプ１０のマウント２１について説明する。
【００４０】
マウント２１には、扱いやすさからエポキシ樹脂等の種々の樹脂が用いることができる。マウント２１に用いられる樹脂は接着性を有すると共に、極小形状の紫色ＬＥＤ１９の側面にマウント２１がせり上がっても側面で各層間がショートしないよう絶縁性を有する樹脂が好ましい。
【００４１】
マウント２１は、紫色ＬＥＤ１９から等方的に発せられる光を透過してカップ１７ａの表面の反射鏡で反射させ、白色ＬＥＤランプ１０の上方に放出させるため、透明な樹脂を用いる。ここでは、白色ＬＥＤランプ１０が白色系の光源なので、マウント２１は、白色光の妨げにならない白色としてもよい。
【００４２】
また、マウント２１に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有させても良い。紫色ＬＥＤ１９は等方的に発光し、その光はカップ１７ａの表面でも反射されるため、それらの光がマウント２１中を透過するため、マウント２１の中は極めて光密度が高い。そこで、マウント２１中に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有させると、紫色ＬＥＤ１９で発光された光は、マウント２１中の赤緑青黄蛍光体２８〜３１で反射され、また、マウント２１中の赤緑青黄蛍光体２８〜３１によって励起された光として等方的に新たに放出される。このようにマウント２１にも赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有させると、白色ＬＥＤランプ１０はさらに高輝度となる。
【００４３】
また、マウント２１にＡｇ等の無機材料を含有させた樹脂を用いることができる。高輝度の白色ＬＥＤランプ１０を長時間使用すると、マウント２１や封止材２６には、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の樹脂が用いられているため、紫色ＬＥＤ１９の極近傍の合成樹脂でできたマウント２１や封止材２６が、茶色や黒色に着色され劣化し、発光効率が低下する。特に、紫色ＬＥＤ１９近傍のマウント２１の着色が発光効率を大きく低下させる。マウント２１は、紫色ＬＥＤ１９からの光による耐侯性だけでなく接着性、密着性等も要求されるが、この光による樹脂の劣化は、マウント２１にＡｇ等の無機材料を含有させた樹脂を用いることで解消できる。このようなマウント２１は、Ａｇペーストと赤緑青黄蛍光体２８〜３１をマウントペーストに混ぜ合わせてリードフレーム１５上にマウント機器で塗布させ紫色ＬＥＤ１９を接着させることで簡単に形成させることができる。
【００４４】
また、マウント２１は、Ａｇ含有のエポキシ樹脂の他に、無機材料を含有させた有機樹脂としてシリコーン樹脂を用いることもできる。マウント２１中の無機材料は、樹脂との密着性が良好で、紫色ＬＥＤ１９からの光によって劣化しないことが必要である。そのため、無機材料としては、銀、金、アルミニウム、銅、アルミナ、シリカ、酸化チタン、窒化硼素、酸化錫、酸化亜鉛、ＩＴＯから１種以上を選択して樹脂に含有させる。特に、銀、金、アルミニウム、銅等は、放熱性を向上させ、導電性を有するので導電性を期待する半導体装置に適用することができる。また、アルミナ、シリカ、酸化チタン、窒化硼素等は耐侯性に強く高反射率を維持させることができる。無機材料は分散性や電気的導通などを考慮してその形状を球状、針状やフレーク状等種々の形状にすることができる。マウント２１の樹脂中の無機材料含有量は、放熱性や電気伝導性など種々に調節することができる。しかし、樹脂中の無機材料含有量を多くすると、密着性が低下するため、５重量％以上から８０重量％以下とするが、さらに６０重量％以上から８０重量％以下とすればより最適に樹脂の劣化を防止することができる。
【００４５】
また、赤緑青黄蛍光体２８〜３１をマウント２１にも含有させることにより白色ＬＥＤランプ１０の輝度をさらに高めることができる。
【００４６】
これにより高輝度、長時間の使用においても発光効率の低下が極めて少ない高輝度な発光が可能な白色ＬＥＤランプ１０を提供することができる。さらに、熱伝導性の良い材料を用いることで紫色ＬＥＤ１９の特性を安定化させ、色むらを少なくすることもできる。
【００４７】
次に、紫色ＬＥＤ１９の層構成を、図２を参照して説明する。図２は紫色ＬＥＤ１９の層構成を示す図である。紫色ＬＥＤ１９は、透明基板として例えばサファイア基板４１を有し、このサファイア基板４１上に、ＭＯＣＶＤ法等により窒化物半導体層として例えば、バッファ層４２、ｎ型コンタクト層４３、ｎ型クラッド層４４、ＭＱＷ（ｍｕｌｔｉ−ｑｕａｎｔｕｍ　ｗｅｌｌ）活性層４５、ｐ型クラッド層４６、およびｐ型コンタクト層４７を順次形成し、スパッタリング法，真空蒸着法等により、ｐ型コンタクト層４７上の全面に透光性電極５０、透光性電極５０上の一部にｐ電極４８、およびｎ型コンタクト層４３上の一部にｎ電極４９を形成したものである。
【００４８】
バッファ層４２は、例えば、ＡｌＮからなり、ｎ型コンタクト層４３は、例えば、ＧａＮからなる。ｎ型クラッド層４４は、例えば、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ＜１）からなり、ｐ型クラッド層４６は、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）からなり、ｐ型コンタクト層４７は、例えば、ＧａＮからなる。また、ｐ型クラッド層４６のバンドギャップは、ｎ型クラッド層４４のバンドギャップより大きくする。ｎ型クラッド層４４およびｐ型クラッド層４６は、単一組成の構成であっても良く、超格子構造となるように、互いに組成が異なる厚み１００Å以下の上記の窒化物半導体膜が積層される構成であっても良い。膜厚を１００Å以下とすることにより、膜中にクラックや結晶欠陥が発生するのを防ぐことができる。
【００４９】
ＭＱＷ活性層４５は、ＩｎＧａＮからなる複数の井戸層と、ＡｌＧａＮからなる複数のバリア層とからなる。また、超格子層を構成するように、井戸層およびバリア層の厚みは１００Å以下、好ましくは６０〜７０Åにする。ＩｎＧａＮは、結晶の性質が他のＡｌＧａＮのようなＡｌを含む窒化物半導体と比べて柔らかいので、ＩｎＧａＮを活性層４５を構成する層に用いることにより、積層した各窒化物半導体層全体にクラックが入り難くなる。なお、ＭＱＷ活性層４５は、ＩｎＧａＮからなる複数の井戸層と、ＧａＮからなる複数のバリア層とから構成してもよい。また、ＡｌＩｎＧａＮからなる複数の井戸層と、ＡｌＩｎＧａＮからなる複数のバリア層とから構成してもよい。但し、バリア層のバンドギャップエネルギーは、井戸層のバンドギャップエネルギーより大きくする。
【００５０】
なお、ＭＱＷ活性層４５よりサファイア基板４１側、例えば、ｎ型コンタクト層４３のバッファ層４２側に反射層を形成してもよい。また、反射層は、ＭＱＷ活性層４５が積層されているサファイア基板４１の表面と反対側の表面に形成してもよい。反射層は、活性層４５からの放出光に対して最大の反射率を有しているものが好ましく、例えば、Ａｌから形成してもよく、ＧａＮ系の薄膜の多層膜から形成してもよい。反射層を設けることにより、活性層４５からの放出光を反射層で反射でき、活性層４５からの放出光の内部吸収を減少させ、上方への出力光を増大させることができ、マウント２１への光入射を低減してその光劣化を防止することができる。
【００５１】
このように構成された白色ＬＥＤランプ１０において、リードフレーム１４，１５間に電圧を印加すると、紫色ＬＥＤ１９が３９５ｎｍの波長の紫色の光を発光する。この紫色の光は、封止材２６中の赤緑青黄の各々の蛍光体２８〜３１を励起し、励起された各蛍光体２８〜３１は、図３の発光強度のスペクトル図に示すように、青・緑・黄・赤の各色の光を発光する。この際、黄蛍光体３１は、紫色の光で励起され、５６０〜５９０ｎｍの波長の黄色の光を発光する。
【００５２】
また、封止材２６中の紫色の光と、青・緑・黄・赤の各色の光とが混合された光は外部に漏れ出るが、その混合された光は、人間の目では白色に見え、結果として、白色ＬＥＤランプ６０は、白色に発光しているように見える。
【００５３】
このように、第１の実施の形態の白色ＬＥＤランプ１０によれば、図３と従来例で引用した図１０のスペクトル図との比較から判るように、青・緑・黄・赤の各色の光の発光強度を全体的に高くすることができる。従って、各蛍光体２８〜３１で波長変換された光の青・緑・黄・赤の各色の色成分が十分となり、演色性を向上させることができる。また、平均演色評価数Ｒａを、従来の約５０〜６０から約８０〜９０と改善することができ、さらに、光度も従来の約１６０ｍｃｄから２５０ｍｃｄに向上させることができた。
【００５４】
この他、封止材２６に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を混入する際に、紫色ＬＥＤ１９の近くを高密度としてもよい。この場合、紫色ＬＥＤ１９の近くで多くの光が波長変換されるので、外部から白色ＬＥＤランプ１０を見た際に光源をより小さく見せることが可能となる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。但し、この図４に示す第２の実施の形態において図１の各部に対応する部分には同一符号を付す。
【００５６】
この図４に示す白色ＬＥＤランプ６０は、レンズタイプのものであり、紫色ＬＥＤ１９は、紫色ＬＥＤ１９の発光を白色ＬＥＤランプ６０の上方に反射させるよう反射鏡としての役割を果たすカップ１７ａを形成したメタルステム６２にマウント２１を介して取り付けられている。メタルステム６２は一方のリードフレーム６４に一体形成されており、そのメタルステム６２上の紫色ＬＥＤ１９の一方の電極とリードフレーム６４とが金製のボンディングワイヤ２３により接続され、他方の電極とリードフレーム６５とが金製のボンディングワイヤ２４により接続されている。
【００５７】
また、紫色ＬＥＤ１９を固定するため、コーティング部材である封止材２６でカップ１７ａ内が被覆されている。さらに、リードフレーム６５及びメタルステム６２の形成されたリードフレーム６４がモールド部材である外部樹脂６９で封止されている。従って、紫色ＬＥＤ１９は、封止材２６及び外部樹脂６９より二重に封止されている。なお、メタルステム６２とリードフレーム６４は、マウントリードともいう。
【００５８】
封止材２６は、カップ１７ａの上縁の水平面よりも低くカップ１７ａ内部に充填させる。これにより、複数のＬＥＤを近接して配置した場合に、ＬＥＤ間の混色が発生せず、ＬＥＤで平面ディスプレイを実現して解像度の良い画像を得ることができる。
【００５９】
封止材２６には、赤緑青黄蛍光体２８〜３１が混入されている。この赤緑青黄蛍光体２８〜３１は、上記第１の実施の形態で説明したように、フォトルミネッセンス効果を有し、紫色ＬＥＤ１９が発光する光を吸収して、吸収した光の波長と異なる波長の光を発光する。
【００６０】
なお、封止材２６として使用されるシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂の代わりに低融点ガラスを用いてもよい。低融点ガラスは、耐湿性に優れるとともに紫色ＬＥＤ１９に有害なイオンの侵入を阻止することができる。さらに、紫色ＬＥＤ１９からの発光を吸収せずにそのまま透過できるため、吸収分を見込んで強く発光させる必要がない。
【００６１】
また、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を混入した封止材２６であるシリコーン樹脂、エポキシ樹脂または低融点ガラスに拡散材をさらに混入してもよい。拡散材によって、発光した紫色ＬＥＤ１９からの光を乱反射し散乱光とするため、紫色ＬＥＤ１９からの光が赤緑青黄蛍光体２８〜３１に当たりやすくなって、赤緑青黄蛍光体２８〜３１から発色する光量を増加させることができる。この拡散材は、特に限定されるものでなく、周知の物質を使用することができる。外部樹脂６９には、固化後に透明となるエポキシ樹脂を用いることができる。
【００６２】
このように構成された白色ＬＥＤランプ６０において、リードフレーム６４，６５間に電圧を印加すると、紫色ＬＥＤ１９が３９５ｎｍの波長の紫色の光を発光する。この紫色の光は、封止材２６中の赤緑青黄の各々の蛍光体２８〜３１を励起し、励起された各蛍光体２８〜３１は、図３の発光強度のスペクトル図に示すように、青・緑・黄・赤の各色の光を発光する。この際、黄蛍光体３１は、紫色の光で励起され、５６０〜５９０ｎｍの波長の黄色の光を発光する。
【００６３】
また、封止材２６中の紫色の光と、青・緑・黄・赤の各色の光とが混合された光は、外部樹脂６９を通過して外部に漏れ出るが、その混合された光は、人間の目では白色に見え、結果として、白色ＬＥＤランプ６０は、白色に発光しているように見える。
【００６４】
このように、第２の実施の形態の白色ＬＥＤランプ６０によれば、図３と従来例で引用した図１０のスペクトル図との比較から判るように、青・緑・黄・赤の各色の光の発光強度を全体的に高くすることができる。従って、各蛍光体２８〜３１で波長変換された光の青・緑・黄・赤の各色の色成分が十分となり、演色性を向上させることができる。また、外部樹脂６９に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を混入させても、同様な効果を得ることができる。
【００６５】
（第３の実施の形態）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。但し、この図５に示す第３の実施の形態において図４の各部に対応する部分には同一符号を付す。
【００６６】
この図５に示す白色ＬＥＤランプ７０は、紫色ＬＥＤ１９を静電気等の過電圧から保護できるようにしたもので、図４に示した白色ＬＥＤランプ６０の構成の光源に過電圧保護素子７２を追加した構成となっている。
【００６７】
過電圧保護素子７２は、紫色ＬＥＤ１９と同程度の大きさにチップ化されており、紫色ＬＥＤ１９とマウント２１との間に配設される。本実施の形態においては、図４の場合と異なり、後述する理由から、紫色ＬＥＤ１９はフリップチップ実装される。過電圧保護素子７２は、紫色ＬＥＤ１９及びリードフレーム６４と接続するための電極７４，７５を備えている。電極７４は、図２に示したｐ電極４８に対向する位置に設けられている。また、電極７５は、ｎ電極４９に対向する位置に設けられ、ボンディングワイヤ２４でリードフレーム６５と電気的に接続している。
【００６８】
過電圧保護素子７２上の電極７４，７５は、それぞれ金バンプ７７，７８を介して紫色ＬＥＤ１９のｐ電極４８，ｎ電極４９に接続される。この過電圧保護素子７２には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード、パルス性の電圧を吸収するコンデンサ等を用いることができる。
【００６９】
図６は、過電圧保護素子７２にツェナーダイオードを用いた場合の接続回路を表す。過電圧保護素子７２としてのツェナーダイオード１００は、紫色ＬＥＤ１９に電気的に並列接続され、紫色ＬＥＤ１９のアノードとツェナーダイオード１００のカソードが接続され、紫色ＬＥＤ１９のカソードとツェナーダイオード１００のアノードが接続されている。リードフレーム６４とリードフレーム６５の間に過大な電圧が印加された場合、その電圧がツェナーダイオード１００のツェナー電圧を越えると、紫色ＬＥＤ１９の端子間電圧はツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることはない。したがって、紫色ＬＥＤ１９に過大な電圧が印加されるのを防止でき、過大電圧から紫色ＬＥＤ１９を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００７０】
図７は、過電圧保護素子７２にコンデンサを用いた場合の接続回路を示す。過電圧保護素子７２としてのコンデンサ１０２は、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサ１０２は両側に帯状の電極が設けられており、この電極が紫色ＬＥＤ１９のアノード及びカソードに並列接続される。リードフレーム６４とリードフレーム６５の間に過大な電圧が印加された場合、この過大電圧によって充電電流がコンデンサ１０２に流れ、コンデンサ１０２の端子間電圧を瞬時に下げ、紫色ＬＥＤ１９に対する印可電圧が上がらないようにするため、紫色ＬＥＤ１９を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサ１０２がバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００７１】
上記したように、図５に示す白色ＬＥＤランプ７０の紫色ＬＥＤ１９は、図４の白色ＬＥＤランプ６０に対して上下を反転させたフリップチップ実装を行っている。その理由は、過電圧保護素子７２を設けたために、過電圧保護素子７２と紫色ＬＥＤ１９の両方に電気的な接続が必要になる。仮に、紫色ＬＥＤ１９と過電圧保護素子７２のそれぞれをボンディングワイヤにより接続した場合、ボンディング数が増えるために、生産性が低下し、また、ボンディングワイヤ同士の接触、断線等が増えるため、信頼性の低下を招く恐れがある。そこで、紫色ＬＥＤ１９をフリップチップ実装としている。すなわち、図２に示したサファイア基板４１の下面を最上面にし、ｐ電極４８を金バンプ７７を介して過電圧保護素子７２の電極７４に接続し、ｎ電極４９を金バンプ７８を介して過電圧保護素子７２の電極７５に接続し、ボンディングワイヤ２３，７を紫色ＬＥＤ１９に接続しないで済むようにしている。なお、紫色ＬＥＤ１９をフリップチップにした場合、図２に示した透光性電極５０は、非透光性の電極に代えることができる。また、ｐ電極４８の表面と同一高さになるように、ｎ電極４９を厚くし、あるいは、ｎ電極４２に新規に導電体を接続し、これを電極としてもよい。
【００７２】
このように構成された第３の実施の形態の白色ＬＥＤランプ７０においても、リードフレーム６４，６５間に電圧を印加すると、図４に示した白色ＬＥＤランプ６０と同様に青・緑・黄・赤の各色の光を発光するので、同様に演色性を向上させることができる。
【００７３】
また、白色ＬＥＤランプ７０においては、過電圧保護素子７２を設けたことにより、静電気等による過電圧が印加されても、紫色ＬＥＤ１９を損傷させたり、性能劣化を招いたりすることがなくなる。また、過電圧保護素子７２がサブマウントとして機能するため、紫色ＬＥＤ１９をフリップチップ実装しても、ボンディングワイヤ２３，２４のチップ側におけるボンディング位置の高さは下がることがないので、図４の白色ＬＥＤランプ６０の場合とほぼ同じ高さ位置でボンディングを行うことができる。
【００７４】
なお、過電圧保護素子７２に半導体素子を用いる場合、ツェナーダイオード１００に代えて一般のシリコンダイオードを用いることもできる。この場合、複数のシリコンダイオードを同一極性にして直列接続し、そのトータルの順方向電圧降下（約０．７Ｖ×個数）の値は、過電圧に対する動作電圧相当になるようにシリコンダイオードの使用本数を決定する。また、過電圧保護素子７２には、可変抵抗素子を用いることもできる。この可変抵抗素子は印加電圧の増加に伴い抵抗値が減少する特性を持ち、ツェナーダイオード１００と同様に過電圧を抑制することができる。
【００７５】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。但し、この図８に示す第４の実施の形態において図４の各部に対応する部分には同一符号を付す。
【００７６】
この図８に示す白色ＬＥＤランプ１１０は、発光素子から発光された光を波長変換してレンズ型の樹脂封止体外部に放射するものであり、リードフレーム６４，６５と、メタルステム６２と、紫色ＬＥＤ１９と、マウント２１と、ボンディングワイヤ２３，２４と、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含まない封止材２６と、外部樹脂６９と、カップ１７ａとを含む構成の他に、外部樹脂６９の外面に密着して包囲し且つ赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有する透光性の蛍光カバー１１２を備えて構成されている。
【００７７】
蛍光カバー１１２の樹脂基材は、例えば、透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコール・カーボネート樹脂）等であり、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂は、蛍光カバー１１２にある程度の弾力性を付与するため、外部樹脂６９への装着が容易である。
【００７８】
また、蛍光カバー１１２は、外部樹脂６９の外面に密着する形状、即ち円筒形状のカバー上部に半球形状のカバーが一体形成された形状を成しており、外部樹脂６９に着脱自在に取り付けられている。また、蛍光カバー１１２は、赤緑青黄蛍光体２８〜３１による光散乱を小さくするため薄いフィルム状とするのが好ましい。さらに、蛍光カバー１１２は、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有する樹脂の射出成形により所定の形状に形成した後、外部樹脂６９に密着すると比較的簡単に完成できるが、外部樹脂６９と蛍光カバー１１２との間に空気層が形成されないようにするため、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含む樹脂原料を外部樹脂６９に直接噴霧した後、硬化させて蛍光カバー１１２を形成してもよい。
【００７９】
このように構成された白色ＬＥＤランプ１１０において、紫色ＬＥＤ１９からの出射光は、封止材２６及び外部樹脂６９を介して蛍光カバー１１２に入射される。この入射光の一部が赤緑青黄蛍光体２８〜３１により吸収され、同時に波長変換されて外部へ出射される。これによって蛍光カバー１１２の外面から観測される発光色は、それらの光を合成した色となり、例えば前述の原理から白色となる。
【００８０】
このように、第４の実施の形態の白色ＬＥＤランプ１１０によれば、紫色ＬＥＤ１９の樹脂封止体である封止材２６及び外部樹脂６９には赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有しないが、外部樹脂６９の外面を被覆する蛍光カバー１１２に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有させたので、図４に示した白色ＬＥＤランプ６０と同様に青・緑・黄・赤の各色の光を発光させることができ、同様に演色性を向上させることができる。
【００８１】
また、封止材２６及び外部樹脂６９では、赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有しないので、赤緑青黄蛍光体２８〜３１による光散乱が生じない。また、蛍光カバー１１２は薄いフィルム状を成すので、赤緑青黄蛍光体２８〜３１による光散乱は比較的小さい。このため、外部樹脂６９のレンズ部の形状を任意形状（上記実施の形態では半球状）とすることによって所望の光指向性が得られ、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制することができる。
【００８２】
また、赤緑青黄蛍光体２８〜３１は、蛍光カバー１１２に含有させる他、蛍光カバー１１２の表面に塗布しても、含有させたと同様の効果を得ることができる。さらに、市販の半導体発光素子に蛍光カバー１１２を装着できるので、白色ＬＥＤランプを安価に製造することができる。
【００８３】
（第５の実施の形態）
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る面状光源用装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。但し、この図９に示す第５の実施の形態において図１の各部に対応する部分には同一符号を付す。
【００８４】
この図９に示す面状光源用装置１２０は、例えば、液晶パネルのバックライト装置として適用され、液晶パネルの裏面側から液晶パネルに光を照射し、非発光性である液晶パネルの文字や画像に明るさやコントラストを与えることにより、その視認性を向上させるものであり、次の要素を備えて構成されている。
【００８５】
即ち、面状光源用装置１２０は、透明の概略矩形状の導光板１２２と、この導光板１２２の側面にアレイ状に配列されて埋め込まれることにより導光板１２２と光学的に接続された複数の紫色ＬＥＤ１９と、導光板１２２の光の出射面１２２ａを除く他の面を包囲して導光板１２２に取り付けられた光を反射する光反射ケース１２４と、導光板１２２の出射面１２２ａと対向する光の反射面１２６に規則的で微細な凹凸模様を形成して成る光拡散模様１２８と、導光板１２２に出射面１２２ａを覆い取り付けられ、内部に赤緑青黄蛍光体２８〜３１を含有する透明のフィルム１３０とを備えて構成されている。
【００８６】
また、各紫色ＬＥＤ１９は、ボンディングワイヤ及びリードフレーム等の電源供給用の手段を介して電源から所定電圧の駆動電圧が供給されるように光反射ケース１２４に取り付けられている。光拡散模様１２８は、紫色ＬＥＤ１９から出射された光を導光板１２２の内部で拡散するものである。
【００８７】
このように構成された面状光源用装置１２０において、各紫色ＬＥＤ１９に駆動電圧が印加されると、駆動された各紫色ＬＥＤ１９から光が出射される。この出射光は、導光板１２２の中を所定方向に進み、反射面１２６に形成された光拡散模様１２８に当たって反射拡散しながら出射面１２２ａからフィルム１３０を通過して面状の出射光として出射される。紫色ＬＥＤ１９の出射光は、フィルム１３０を通過する際に、一部が赤緑青黄蛍光体２８〜３１により吸収され、同時に波長変換されて出射される。これによってフィルム１３０の前面から観測される発光色は、それらの光を合成した色となり、例えば前述の原理から白色となる。
【００８８】
このように、第５の実施の形態の面状光源用装置１２０によれば、紫色ＬＥＤ１９からの出射光を導光板１２２に入射させ、この入射された光を導光板１２２の反射面１２６に形成された光拡散模様１２８で反射拡散させながら出射面１２２ａからフィルム１３０へ出射し、このフィルム１３０において、光の一部が赤緑青黄蛍光体２８〜３１により吸収され、同時に波長変換されて出射されるように構成したので、図１に示す白色ＬＥＤランプ１０と同様に演色性を向上させることができる。
【００８９】
また、赤緑青黄蛍光体２８〜３１と紫色ＬＥＤ１９とが直接接触しない構造となっているので、赤緑青黄蛍光体２８〜３１の劣化を長期間抑制することができ、長期間に渡り面状光源の所定の色調を保持することができる。
【００９０】
また、赤緑青黄蛍光体２８〜３１は、フィルム１３０に含有させる他、フィルム１３０の表面に塗布しても含有させたと同様の効果を得ることができる。
【００９１】
また、紫色ＬＥＤ１９は、導光板１２２に埋め込まれることによって導光板１２２と光学的に接続されているが、この他、紫色ＬＥＤ１９を導光板１２２の端面に接着したり、紫色ＬＥＤ１９の発光を光ファイバー等の光伝導手段によって導光板１２２の端面に導くことにより、紫色ＬＥＤ１９と導光板１２２とを光学的に接続しても良い。また、紫色ＬＥＤ１９は１個でも良い。
以上説明した第１〜第５の実施の形態においては、波長４００ｎｍ以下のピーク波長を有するＬＥＤを用いており、その発光波長は紫外線から可視光線でも認識度が小さい紫であるため、例えＬＥＤの発光波長が多少長波長側にずれても、人間の目で感じている色は、蛍光体から出ている光の混色である。このため、色ズレが起こりにくい。
また、第１〜第５の実施の形態においては、赤緑青黄色の蛍光体を用いて白色を実現していたが、これに代え、２価のユーロピウムで賦活されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩（黄色の蛍光体）と青色の蛍光体との２種類を用いて白色を実現してもよい。この場合、白色発光装置の輝度が高くなる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従って、発光素子で発光された紫色の光が、赤・緑・青・黄の各色の蛍光体で波長変換されるので、赤・緑・青各色の蛍光体によって殆んど得られなかった黄色成分の光を得ることができるため、演色性を向上させることができる。また、波長４００ｎｍ以下のピーク波長を有する発光素子を用いており、その発光波長は紫外線から可視光線でも認識度が小さい紫であるため、例え発光素子の発光波長が多少長波長側にずれても、人間の目で感じている色は、蛍光体から出ている光の混色である。このため、色ズレを起こりにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【図２】白色ＬＥＤランプにおける紫色ＬＥＤの層構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの発光強度のスペクトル図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの過電圧保護素子にツェナーダイオードを用いた場合の接続回路図である。
【図７】第３の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの過電圧保護素子にコンデンサを用いた場合の接続回路図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る白色ＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る面状光源用装置の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】従来の白色ＬＥＤランプの発光強度のスペクトル図である。
【符号の説明】
１０，６０，７０，１１０　白色ＬＥＤランプ
１２　ガラスエポキシ樹脂基板
１４，１５，６４，６５　リードフレーム
１７　枠体
１７ａ　カップ
１９　紫色ＬＥＤ
２１　マウント
２３，２４　ボンディングワイヤ
２６　封止材
２８　赤蛍光体
２９　緑蛍光体
３０　青蛍光体
３１　黄蛍光体
４１　サファイア基板
４２　バッファ層
４３　ｎ型コンタクト層
４４　ｎ型クラッド層
４５　ＭＱＷ活性層
４６　ｐ型クラッド層
４７　ｐ型コンタクト層
４８　ｐ電極
４９　ｎ電極
５０　透光性電極
６２　メタルステム
６９　外部樹脂
７２　過電圧保護素子
７４，７５　電極
７７，７８　金バンプ
１００　ツェナーダイオード
１０２　コンデンサ
１１２　蛍光カバー
１２０　面状光源用装置
１２２　導光板
１２２ａ　光の出射面
１２４　光反射ケース
１２６　光の反射面
１２８　光拡散模様
１３０　透明のフィルム
【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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