(57)【要約】【課題】  LEDについては、近年用途が明るさの必要とする方向に拡大しており、高輝度発光体のニーズが高まっている。しかし、従来の技術では、耐熱的にも光学的対応についても限界があり、全く新しい技術対応が課題となっている。白色LEDの用途の拡大を図るためには、より明るさを改善する必要があるが現状では耐熱的に限界がある。【解決手段】  本発明はLEDの光学系の中に蓄光材を組み込み、蓄光材をLEDの紫外域エネルギーで励起させ、２次光源として利用する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外域のエネルギーを放射するLEDチップと蛍光体材料との組み合わせに於いて、LEDチップと基板との間に空間を設け、その空間部分の一部又は全面に蓄光材を充填することを特長とした発光体。
【請求項２】
LEDチップの通常発光面（上面）に対して反対側（裏面）の全面又はその一部に蓄光材を板状又は貼布により付与することを特長とした発光体。
【請求項３】
LEDチップ、透明サファイア基板、蓄光材等から成るLEDユニットの上部に光学レンズユニットを設け、これ等を４方向金属板でシールし、LEDユニットと光学レンズユニットの間を低圧力の希ガスを封入することを特長とする面発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高出力LEDを追求するもので、高出力を得るためには多くの電流を流す必要がある。しかし電力増加に伴い温度が上昇し、光出力の低下となり現状では耐熱対策には限界がある、一方消費電力を上げずに光出力を高める方策として、光学的に反射板やレンズ等を用いてLEDから放射される光を効率的に利用する方法が種々採用されているがその効果は限定的である。本発明は、上記に加えLEDチップから放射される紫外域エネルギーを利用し、LEDの裏面に設けられている蓄光材を励起させ、自発光した蓄光材を２次光源として利用し光出力を向上するものである。又更に、LEDチップと光学レンズ間に低圧力の希ガスを封入し機能の効率化を図るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、LEDの光出力を増加させるには、供給電流を増すかLEDから放射するエネルギーを光学的に制御し、効率的に利用する方法が一般的である。
【非特許文献１】日経エレクトロニクス  2003.3.31発行  119−120頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、LEDについては、近年用途が明るさの必要とする方向に拡大しており、高輝度発光体のニーズが高まっている。
しかし、従来の技術では、耐熱的にも光学的対応についても限界があり、全く新しい技術対応が課題となっている。本発明は、これ等を解決するもので、現状の電力を増加させることなく光出力を増加させることにある。
【０００４】
このようなことから、本発明は可視光でない紫外域のエネルギーを利用し、蓄光材を励起、これを２次光源として利用高光出力を実現するものであり、更にLEDチップと光学レンズ間に希ガスを封入し、LEDの機能を維持するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した点を鑑みたもので、紫外域エネルギーを出すLEDチップとこれを受ける基板との間に蓄光材を充填するか、又はLEDチップの裏面に蓄光材を付与する、更には従来から使用されている透明サファイアの裏面に蓄光材を適用することにより、蓄光材の励起を２次光源として最大限利用するものであり、このことにより本来のLEDチップから放射されるエネルギーと合体させ光出力を増加させるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、以上説明したように、LEDチップ１の裏面から放射される紫外域エネルギーを、蓄光材４で受け励起光とし、これを２次光源として利用するもので蓄光材４を励起するための専用の電力を投入することなく自発光の可視光が得られLEDチップ１の効率向上に寄与するものである。更に、LEDチップの機能維持を目的とし、レンズユニット１３とLEDユニット１４間をシール、希ガスを封入し明るさの働程にも配慮したものである。
以上の考え方は紫外域エネルギーを発生する面発光体、例えばエレクトロルミネッセンス等にも応用することが可能であり、応用範囲の非常に広い発明である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下本発明の蓄光材を２次光源とした光出力と本来のLED発光体について図を参照しながら説明する。
【０００８】
図１は、LEDチップ１と基板２との間に蓄光材４を充填した状態を示し、又LEDチップ表面からの光５及び蓄光材４からの励起光６の放射原理図を示したものである。
【０００９】
図２(a)は、蓄光材４を板状に加工し、LEDチップ１と基板２との中間に挟み込む物である。図２(b)は、LEDチップ１の裏面に蓄光材４を付与し、基板２、側基板７に装着した状態例を示したものである。
【００１０】
図３は、LED発光パネルの構造図の一例を示したものでLEDチップ１の光効率を高めるための透明サファイア基板１２、２次光源として用いる蓄光材４を重ね、これをLEDユニット１４とし、アルミ基板１１に装着する、又LEDチップ１の配線は、ワイヤー９によりプリント基板１０に連結されるLEDユニット１４から放射される光は、蛍光体材料３を通り白色光となり、更に光学レンズ８により集光放射される。
【００１１】
図４は、LEDユニット１４と光学レンズ１３を金属板１６でシールし低圧力の希ガス１７を封入、チップオフ管１５でシールし機能維持を図ったものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の発光ダイオード(LED)を用いた発光体の原理図で基板２に凹みを設け、凹みに蓄光材４を充填その上部にLEDチップ１を設け、更にLEDチップ１を蛍光体材料３で覆った構造を持つ発光体でLEDチップ１の上面及び蓄光材４から放射される夫々LEDチップ表面からの光５，励起光６の放射光を示す。
【図２】本発明の詳細、(a)は蓄光材４を板状とし基板２とLEDチップ１の間に挟み込んだ状態図、(b)はLEDチップ１の下面に直接蓄光材４を付与したもので、これを基板２及び側基板７に固定した状態を示す。
【図３】本発明のLED発光パネルの構造図の一例を示すもので、LEDチップ１、透明サファイア基板１２、蓄光材４を重ねたものをLEDユニット１４として、これをアルミ基板１１に装着、LEDチップ１の配線はワイヤー９によりプリント基板１０に連結LEDユニット１４から放射される光は蛍光体材料３により白色光となり、更に光学レンズ８により集光放射される。
【図４】本発明の構造の一例を示すものでLEDユニット１４と光学レンズ１３を金属板１６でシールし低圧力の希ガス１７を封入、チップオフ管１５でシールした構造図を示す。
【符号の説明】
【００１３】
１                  LEDチップ
２(a)、(b)          基板
３                  蛍光体材料
４                  蓄光材
５                  LEDチップ表面からの光
６                  励起光
７                  側基板
８                  光学レンズ
９                  ワイヤー
１０                  プリント基板
１１                  アルミ基板
１２                  透明サファイア基板
１３                  レンズユニット
１４                  LEDユニット
１５                  チップオフ管
１６                  金属板
１７                  低圧力の希ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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