(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光スペクトルの主ピークが４２０〜４８０ｎｍである発光ダイオードチップと、この発光ダイオードチップからの光を受けて６００〜６５０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第１の蛍光体と、前記発光ダイオードランプからの光を受けて５３０〜５８０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第２の蛍光体とを具備しており、前記第１の蛍光体は、母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＰｒを用いたものであり、前記第２の蛍光体は母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＴｂを用いたものであり、前記第１の蛍光体と第２の蛍光体とは独立して発光するものであることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
白色の発光ダイオードランプとしては、特開平１０−２４２５１３号公報に記載されたものがある。この白色の発光ダイオードランプは、窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光ダイオードチップと、（ＲＥ1-x Ｓｍx ）3 （Ａｌy Ｇａ1-y ）Ｏ12：Ｃｅ（但し、０≦ｘ＜１、０≦ｘ≦１、ＲＥはＹ、Ｇｄから選択される少なくとも一種）である蛍光体とを有し、発光ダイオードチップからの光と、発光ダイオードチップからの光を受けた蛍光体から発せられる光とを混色することで白色光を発するようになっている。
【０００３】
この特開平１０−２４２５１３号公報では、蛍光体として、上記のもの以外に、Ｙ3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3 （Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）5 Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3 （Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8 Ｇｄ0.2 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.6 Ｇｄ0.4 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.4 Ｇｄ0.6 ）3 Ａ155 Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.2 Ｇｄ0.8 ）3 Ａｌ5 Ｏ12：Ｃｅ等が挙げられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の白色の発光ダイオードランプには以下のような問題点がある。すなわち、従来の白色の発光ダイオードランプは、図６に示すような範囲でのみ発光していた。すなわち、発することができる白色の範囲は狭いものである。この従来の発光ダイオードランプの発光可能な白色の範囲は、特開平１０−２４２５１３号の発明者である清水義則氏及び阪野顕正氏と、坂東完治氏、野口泰延氏の４氏の論文『白色ＬＥＤの開発と応用』（第２６４回蛍光体学会予講集（１９９６年１１月２９日発行））の図７に記載されている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、より広い範囲の白色の光を発することができる発光ダイオードランプを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発光ダイオードランプは、発光スペクトルの主ピークが４２０〜４８０ｎｍである発光ダイオードチップと、この発光ダイオードチップからの光を受けて６００〜６５０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第１の蛍光体と、前記発光ダイオードランプからの光を受けて５３０〜５８０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第２の蛍光体とを具備しており、前記第１の蛍光体は、母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＰｒを用いたものであり、前記第２の蛍光体は母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＴｂを用いたものであり、前記第１の蛍光体と第２の蛍光体とは独立して発光するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る発光ダイオードランプの概略的断面図、図２は本発明の第２の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図、図３は本発明の第３の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図、図４は本発明の第４の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図、図５は本発明の第５の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図、図６は本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプの発光が可能な範囲を示すＣＩＥ表色系である。
【０００８】
本発明の第１の実施の形態に係る発光ダイオードランプＡは、発光スペクトルの主ピークが４２０〜４８０ｎｍである発光ダイオードチップ１００Ａと、この発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて６００〜６５０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第１の蛍光体２１０Ａと、前記発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて５４０ｎｍに主ピークを持つ蛍光を発する第２の蛍光体２２０Ａとを有している。
【０００９】
前記発光ダイオードチップ１００Ａとしては、青色の光を発する窒化ガリウム系半導体からなるものを用いる。なお、この発光ダイオードチップ１００Ａは、上述した構造のものに限定されるものではなく、発光スペクトルの主ピークが４２０〜４８０ｎｍであるものであればよい。
【００１０】
一方、図１において小さな白丸で示す前記第１の蛍光体２１０Ａは、母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＰｒを用いたものである。この第１の蛍光体２１０Ａは、前記発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて６００〜６５０ｎｍの範囲でスペクトルを有する赤色の蛍光を発する。
【００１１】
また、図１において小さな黒丸で示す前記第２の蛍光体２２０Ａは、母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＴｂを用いたものである。この第２の蛍光体２２０Ａは、前記発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて５３０〜５８０ｎｍの範囲に主ピークを持つ緑色の蛍光を発する。
【００１２】
これらの第１の蛍光体２１０Ａ及び第２の蛍光体２２０Ａは、発光ダイオードランプ１００Ａを構成するモールド樹脂３００Ａに混入されている。モールド樹脂３００Ａは、透光性を有する合成樹脂、例えばエポキシ樹脂であって、発光ダイオードチップ１００Ａがダイボンディングされたダイボンディングリード４１０Ａと、このダイボンディングリード４１０Ａに隣接されており、金線等のボンディングワイヤ４３０Ａによって前記発光ダイオードチップ１００Ａに接続されたワイヤボンディング用リード４２０Ａとをモールドするものである。
【００１３】
このようにモールド樹脂３００Ａに、第１の蛍光体２１０Ａと第２の蛍光体２２０Ａとが混入されていると、発光ダイオードチップ１００Ａから発せられた光は、一部が両蛍光体２１０Ａ、２２０Ａに入射されることなく直接外部に出る青色の光Ｌ１になり、また一部が第１の蛍光体２１０Ａに入射されて赤色の蛍光となって外部に出る光Ｌ２となり、また一部が第２の蛍光体２２０Ａに入射されて緑色の蛍光となって外部に出る光Ｌ３となる。これらの３種類の光、すなわち青色の光Ｌ１と、赤色の光Ｌ２と、緑色の光Ｌ３とが混合されることで白色の光となるのである（図６参照）。
【００１４】
また、第１の蛍光体２１０Ａと第２の蛍光体２２０Ａとをモールド樹脂３００Ａに混入する代わりに、図２に示すように、第１の蛍光体２１０Ａと第２の蛍光体２２０Ａとを混入した樹脂５１０Ａ、例えばエポキシ樹脂を発光ダイオードチップ１００Ａの上面に塗布するという手法を採用することも可能である（第２の実施の形態）。ただし、この場合には、発光ダイオードチップ１００Ａの上面に形成されているＮ型電極１９１Ａ、Ｐ型電極１９２Ａ、すなわちボンディングワイヤ４３０Ａの一端が接続される部分には前記樹脂５１０Ａを塗布しないようにする。
【００１５】
この場合も、発光ダイオードチップ１００Ａから発せられた光は、一部が両蛍光体２１０Ａ、２２０Ａに入射されることなく直接外部に出る青色の光Ｌ１になり、また一部が第１の蛍光体２１０Ａに入射されて赤色の蛍光となって外部に出る光Ｌ２となり、また一部が第２の蛍光体２２０Ａに入射されて緑色の蛍光となって外部に出る光Ｌ３となる。これらの３種類の光、すなわち青色の光Ｌ１と、赤色の光Ｌ２と、緑色の光Ｌ３とが混合されることで白色の光となるのである。
【００１６】
さらに、図３に示すように、第１の蛍光体（図示省略）と第２の蛍光体（図示省略）とが混入された透光性フィルム５００Ａをモールド樹脂３００Ａに入れ込むという手法の採用も可能である（第３の実施の形態）。
【００１７】
ところで、図４に示すように、発光ダイオードチップ１００Ａの下面に第１の蛍光体（図示省略）及び第２の蛍光体（図示省略）を含んだ蛍光体層１１０Ａを形成することも可能である（第４の実施の形態）。この場合には、発光ダイオードチップ１００Ａの上面から直接外部に放出される青色の光Ｌ１と、下面に向かって放射され、蛍光体層１１０Ａの第１の蛍光体に入社され、赤色の蛍光となり、ダイボンディング用リード４１０Ａに形成されたカップ部４１１Ａの底面４１２Ａで反射されて外部に放出される光Ｌ２と、蛍光体層１１０Ａの第２の蛍光体に入射され、緑色の蛍光となり、ダイボンディング用リード４１０Ａに形成されたカップ部４１１Ａの底面４１２Ａで反射されて外部に放出される光Ｌ３とが混合されることによって白色の光となる。なお、図４においては、作図の都合上、ボンディングワイヤ４３０Ａを省略している。
【００１８】
また、図５に示すように、発光ダイオードチップ１００Ａのサファイア基板１１０Ａに穴１１１Ａを開設し、この穴１５１Ａに第１の蛍光体２１０Ａ（図５では小さな白丸で示している。）と第２の蛍光体２２０Ａ（図５では小さな黒丸で示している。）とが混入された樹脂５２０Ａを埋め込むという手法もある（第５の実施の形態）。この場合も、発光ダイオードチップ１００Ａの上面から直接外部に放出される青色の光Ｌ１と、下面に向かって放射され、穴１１１Ａに埋め込まれた樹脂５２０Ａ中の第１の蛍光体２１０Ａに入射され、赤色の蛍光となり、ダイボンディング用リード４１０Ａに形成されたカップ部４１１Ａの底面４１２Ａで反射されて外部に放出される光Ｌ２と、穴１１１Ａに埋め込まれた第２の蛍光体２２０Ａに入射され、緑色の蛍光となり、ダイボンディング用リード４１０Ａに形成されたカップ部４１１Ａの底面４１２Ａで反射されて外部に放出される光Ｌ３とが混合されることによって白色の光となる。
【００１９】
なお、この場合は、発光ダイオードチップ１００Ａの下面に反射膜を形成しておけば、カップ部４１１Ａの底面４１２Ａでの反射より効率よく光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を外部に放出することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードランプは、発光スペクトルの主ピークが４２０〜４８０ｎｍである発光ダイオードチップ１００Ａと、この発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて６００〜６５０ｎｍの範囲に主ピークを持つ蛍光を発する第１の蛍光体２１０Ａと、前記発光ダイオードチップ１００Ａからの光を受けて５４０ｎｍに主ピークを持つ蛍光を発する第２の蛍光体２２０Ａとを有している。
【００２１】
このため、この発光ダイオードランプでは、図６に示すように、第１の蛍光体と第２の蛍光体の混合の割合を変化させることで、従来のものより広い範囲での発光が可能となる。
【００２２】
そして、前記第１の蛍光体は、母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＰｒを用いたものであり、前記第２の蛍光体は母剤が（Ｙ，Ｃｅ）3 Ａｌ5 Ｏ12で、付活剤にＴｂを用いたものであればよい。
【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発光ダイオードランプの概略的断面図である。
【図２】  本発明の第２の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図である。
【図３】  本発明の第３の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図である。
【図４】  本発明の第４の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図である。
【図５】  本発明の第５の実施の形態に係る発光ダイオードランプの要部の概略的断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプの発光が可能な範囲を示すＣＥＩ表色系である。
【符号の説明】
１００Ａ  発光ダイオードチップ
２１０Ａ  第１の蛍光体
２２０Ａ  第２の蛍光体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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