(57)【要約】【課題】高輝度で色の減衰の恐れが無く、肉眼で純白色に見える白色光を放出する白色発光装置を提供する。【解決手段】青色発光ダイオード１０を光源とし、蛍光層２０を発光ダイオード上に付着させて覆い、蛍光層は赤、緑の二色の蛍光粉末に透明樹脂を均一に混合して成り、蛍光層中の赤色蛍光体は青色光に励起されて、青色光とはスペクトル（波長）の異なる光を発し、緑色蛍光体は青色光に励起されて、青色光とはスペクトル（波長）の異なる光を発する。この二つの異なるスペクトル（波長）に一部の吸収されない青色光が加わり、混合して白色光を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色発光ダイオードを光源とし、
蛍光層を該発光ダイオード上に付着させ、
蛍光層は赤、緑の二色の蛍光粉末に透明樹脂を均一に混合して成り、蛍光層中の赤色蛍光体は青色光に励起されて青色光と発光スペクトラム（波長）が異なる光を発し、緑色蛍光体は青色光に励起されて青色光と発光スペクトラム（波長）が異なる光を発し、この二種の異なる発光スペクトラム（波長）に、一部の吸収されない青色光スペクトラムを加えることにより、混合して白色光を形成することを特徴とする白色発光装置。
【請求項２】
赤色蛍光粉末をＹＡＧ：ＥＵ（ユーロピウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系（即ちユーロピウム元素で活性化したガーネット系）とし、緑色蛍光粉をＳｒＧａ２Ｓ４：ＥＵ（ユーロピウム添加ストロンチウムチオガレート）系（即ちユーロピウム元素で活性化するガーネット系）とし、その赤色蛍光体が青色光源に励起された後の発光スペクトラム（波長）は６２０ｎｍであり、緑色蛍光体が青色光源に励起された後の発光スペクトラム（波長）は５２０ｎｍであり青色光発光スペクトラムは４３０〜４８０ｎｍの間であることを特徴とする請求項１記載の白色発光装置。
【請求項３】
赤色蛍光粉末は橙色蛍光粉末に替えることができ、その橙色蛍光粉末をＹＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系（即ちセリウムで活性化したガーネット系）として、青色光源に励起された後の発光スペクトラムは５９０ｎｍであるようにしてなることを特徴とする請求項１記載の白色発光装置。
【請求項４】
蛍光層は発光ダイオードを覆い封止して封止構造にしてなることを特徴とする請求項１記載の白色発光装置。
【請求項５】
発光ダイオードと蛍光層はリフレクタの開口部に埋め込まれて覆われ、開口部の内壁面が光の反射面を形成することができるようにしてなることを特徴とする請求項１記載の白色発光装置。
【請求項６】
青色発光ダイオードを光源とし、
内部に凹部を形成する封止材を有し、封止材は透明樹脂による一体成形で、凹部の壁面に蛍光層を均一に塗布或いは堆積し、その蛍光層は赤或いは橙色と、緑色の蛍光粉末と透明樹脂とを均等に混合して成り、
封止材を発光ダイオード上に被覆してなることを特徴とする請求項１記載の白色発光装置。
【請求項７】
封止材は赤或いは橙色と、緑色の蛍光粉末と透明樹脂とを均等に混合して直接成形することにより、封止材そのものが蛍光層を形成することができるようにしてなることを特徴とする請求項６記載の白色発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は白色発光装置に関し、特に純白色発光ダイオード（ＬＥＤ）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の白色ＬＥＤの典型的な例としては、紫外光半導体ダイオードを光源として、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）三色の蛍光体粉末と透明樹脂とを混合したカバー層蛍光体を励起することにより白色光を得ている。
しかしこの種の発光装置の光源は紫外光であり、紫外光は現在汎用されているエポキシ樹脂の構造を破壊し、最終的な「白色光」の光を減衰させてしまう問題があり、白色光の輝度は高くない。特にこのタイプのカバー層は赤、緑、青三色の蛍光体粉末を混合して成っており、三色の混合比率、製造工程の制御が難しいことも欠点の一つである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は白色発光装置を提供することを課題とし、青色発光ダイオードを光源として、赤（或いは橙）色と緑色を混合して成る蛍光層を励起し、蛍光層が青色光の波長を変換して青色光とはスペクトラムの異なる光を発することを利用して、強度の高い、色の減衰の恐れが無く、肉眼で純白色に見える白色光を放出する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、図１、図２に示すように、本発明は、
青色発光半導体ダイオード１０を光源とし、
蛍光層２０を半導体発光ダイオード１０上に付着させて覆っており、
その特徴として、
蛍光層２０は赤、緑の二色の蛍光粉末に透明樹脂を均一に混合してできており、蛍光層２０中の赤色蛍光体は青色光に励起されて、青色光とはスペクトル（波長）の異なる光を発し、緑色蛍光体は青色光に励起されて、青色光とはスペクトル（波長）の異なる光を発する。この二つの異なるスペクトル（波長）に一部の吸収されない青色光が加わり、混合して白色光を形成する。
【０００５】
前述の主要な特徴に基づき、赤色蛍光粉末をＹＡＧ：ＥＵ（ユーロピウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系（即ちユーロピウム元素で活性化するガーネット系）とし、緑色蛍光粉をＳｒＧａ２Ｓ４：ＥＵ（ユーロピウム添加ストロンチウムチオガレート）系（即ちユーロピウム元素で活性化するガーネット系）とする。その赤色蛍光体が青色光源に励起された後の発光スペクトラム（波長）は６２０ｎｍであり、緑色蛍光体が青色光源に励起された後の発光スペクトラム（波長）は５２０ｎｍであり青色光発光スペクトラムは４３０〜４８０ｎｍの間である。
【０００６】
前述の主要な特徴に基づき、その赤色蛍光粉を橙色の蛍光粉に替えることができる。橙色蛍光粉をＹＡＧ：Ｃｅ（セリウム添加イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系（即ちセリウムで活性化されるガーネット系）とし、青色光源に励起された後の発光スペクトラムは５９０ｎｍである。
前述の主要な特徴に基づき、その蛍光層２０と発光ダイオード１０を樹脂で覆い包んで封止構造にすることができる（図１に示す）。
前述の主要な特徴に基づき、その発光ダイオード１０と蛍光層２０をリフレクタ６０の開口部６２内部に埋め込んだ形で樹脂で覆うことができ、開口部６２の内壁面は光の反射面を形成する（図４、５に示す）。
【０００７】
本発明は、図２に示すように、もう一種の白色発光装置を提供する。
発光ダイオード１０を青色の光源とする。その特徴として、
内側に凹部５２を形成する封止材５０を有し、封止材５０は透明樹脂８０による一体成形であり、凹部壁面５２１に均一に蛍光層２０を塗布或いは堆積し、その蛍光層２０は赤色（或いは橙色）と緑色蛍光粉末と透明樹脂８０とを均一に混合して成る。封止材５０を発光ダイオード１０上にかぶせることができる。
上記の第二の特徴にて述べた白色発光装置に基づき、その封止材５０を赤色或いは橙色と、緑色蛍光粉と透明樹脂８０とを均一に混合して直接成形して、封止材５０そのものが蛍光層２０を形成するようにできる（図２に示す）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を図に沿って説明する。
図１に示すように、本装置は発光ダイオード１０を中心に、底部は導電体で、導電樹脂１２により左リードフレーム３０に接続し、蛍光層２０は発光ダイオード１０上を覆い包んで封止し、ワイヤＳは発光ダイオード１０上方から出て右リードフレーム３２に接続することによって、電気回路を形成する。透明樹脂８０は発光ダイオード１０、蛍光層２０及び左右リードフレーム３０、３２上部を覆い包み、封止構造を形成する。
【０００９】
発光ダイオード１０は窒化物系化合物の半導体で作製することが望ましく、青色光を発光する光源とすることができる。蛍光層２０は赤、緑の二色の蛍光粉末と透明樹脂を適当な比率で混合して成り、発光ダイオード体１０が青色光を発した時に、青色光のピーク波長は４３０〜４８０ｎｍの範囲であり、蛍光層２０中の赤色蛍光粉はＹＡＧ：ＥＵ系（即ちユーロピウムで活性化したガーネット系）で、赤色蛍光層が青色光に励起されて青色光の波長を変換し、ピーク波長６２０ｎｍで外に向けて放出する。緑色蛍光粉はＳｒＧａ２Ｓ４：ＥＵ系（即ちユーロピウムで活性化したガーネット系）で、青色光に励起されて青色光の波長を変換し、ピーク波長５２０ｎｍを放出する。
つまり、赤、緑色蛍光層は青色光の波長の一部を吸収して青色光４７０ｎｍの波長を変換し、二種の波長（６２０ｎｍ、５２０ｎｍ）として青色光の波長とは異なる光を発する。その二種の波長の異なる光に、一部の吸収されない青色光が加わり、三種の波長の異なる光が集り混ざり、肉眼で見たときに白色光と認識されるのである。この白色光発光は紫外光源との混合ではないため、得られる白色光は輝度が高く、色の減衰が無いばかりでなく、三色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の混合により形成する白色光であるため色の再現性にも優れている。
【００１０】
図２に示すように、封止材５０は内部に凹部５２を形成し、凹部壁５２１には蛍光層２０を均一に塗布或いは堆積してあり、封止材５０が発光ダイオード１０の左右リードフレーム３０、３２を直接カバーすることにより、発光ダイオード１０が青色光を発すると蛍光層２０中の赤、緑色蛍光材料を励起して波長の異なる二種の光を発し、透明な封止材５０を通って放出する。円凹部５２内の空間は真空状を呈して、光半導体１０の正、負極導電脚部Ｓ１、Ｓ２をそれぞれ左右リードフレーム３０、３２に熔接し、左右リードフレーム３０、３２の間を絶縁コンポーネント３５で隔てて電気回路を形成する。
図３では、封止材５０を蛍光層２０との一体プレス成形としており、封止材５０そのものが蛍光層２０となり、同様に二種の波長の異なる光を発することができる。
【００１１】
図４示すように、リフレクタ６０をベースとして、蛍光層２０を開口部６２中に充填して密封し、発光ダイオード１０の底部を絶縁樹脂１４で開口部６２の底部に固着させ、ワイヤＳ３、Ｓ４をそれぞれ左右リードフレーム３０、３２に接続して電気回路を形成する。発光ダイオード１０が発する青色光と、青色光と蛍光層２０から放出する赤、緑色光は、全て開口部６２の内壁面から開口部６２の外へ発射されて蛍光層２０上で白色光となる。
【００１２】
図５に示すように、リフレクタ６０と蛍光層２０と発光ダイオード１０の結合の、効果は図４に示す技術と同様であるが、発光ダイオード１０のワイヤＳ３、Ｓ４をそれぞれ底部から出し、それぞれを左右リードフレーム３０、３２に接続して電気回路を形成している。
【００１３】
本発明の蛍光層２０中の赤色蛍光粉は橙色蛍光粉に替えることができ、橙色蛍光粉はＹＡＧ：Ｃｅ系（即ちセリウム元素で活性化するガーネット）とすることができる。励起された発光スペクトラムはピーク波長５９０ｎｍで、橙色蛍光粉を緑色蛍光粉と透明樹脂と均一に混合して蛍光層２０を形成できる。この蛍光層２０は同様に光半導体１０が発する青色光を吸収して、励起された二種の異なる波長５９０ｎｍと５２０ｎｍの光を発し、一部の吸収されない青色光（波長４７０ｎｍ）が加わり、混合することにより「純白色」と定義される光になる。
【００１４】
【発明の効果】
上記のように、本発明が提供する白色発光装置は、青色発光ダイオードを光源として、赤（或いは橙）色と緑色を混合して成る蛍光層を励起し、蛍光層が青色光の波長を変換して青色光とはスペクトラムの異なる光を発することを利用して、白色光を放出する。この白色光は紫外光源との混合による光ではないため、得られる白色光は輝度が高く、色の減衰が無いばかりでなく、三色光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の混合により産出する白色光であるため色の再現性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦方向の断面図である。
【図２】本発明の別の実施例における縦方向の断面図である。
【図３】本発明のもう一つの実施例における縦方向の断面図である。
【図４】本発明のリフレクタとの粘着の縦方向の断面図である。
【図５】本発明のリフレクタとの粘着の、別の実施例の断面図である。
【符号の説明】
１０    光半導体
１２    導電樹脂
１４    絶縁樹脂
２０    蛍光層
３０    左リードフレーム
３２    右リードフレーム
３５    絶縁コンポーネント
５０    封止材
５２    凹部
５２１            凹部壁
６０    リフレクタ
６２    開口部
８０    透明樹脂
Ｓ１、Ｓ２                脚部
Ｓ、Ｓ３、Ｓ４        ワイヤ
【図１】
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【図２】
2004327518.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004327518.tif 000006
【図５】
2004327518.tif 000007