(57)【要約】【課題】十分な発光強度の赤色成分を有し、高輝度、且つ、演色性に優れた白色光を発生し、照明や液晶表示装置のバックライト、インジケータ、電飾などに適した、発光効率の良い白色光源を提供する。【解決手段】青色発光ダイオードチップと、青色光により励起されて黄色系の螢光を発する黄色発光螢光体と、青色光により励起されて赤色の螢光を発する赤色発光螢光体とを備えた白色発光素子において、ユーロピウムを付活剤としたリチウムホウ酸塩系螢光体を赤色発光螢光体に用いた。【選択図】      図１
2005167138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色発光ダイオードチップと、前記青色発光ダイオードチップからの青色光により励起されて黄色系の螢光を発する黄色発光螢光体と、前記青色発光ダイオードチップからの青色光により励起されて赤色の螢光を発する赤色発光螢光体とを有する白色発光素子において、前記赤色発光螢光体にユーロピウムを付活剤としたリチウムホウ酸塩系螢光体を用いたことを特徴とする白色発光素子。
【請求項２】
ユーロピウムを付活剤としたリチウムホウ酸塩系螢光体がＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）であることを特徴とした請求項１記載の白色発光素子。
【請求項３】
ユーロピウムを付活剤としたリチウムホウ酸塩系螢光体がＬｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）であることを特徴とした請求項１記載の白色発光素子。
【請求項４】
黄色発光螢光体がＹＡＧ：Ｃｅ螢光体であることを特徴とした請求項１〜請求項３の何れかに記載の白色発光素子。
【請求項５】
黄色発光螢光体と赤色発光螢光体が空間的に分離された位置にあることを特徴とした請求項１〜請求項４の何れかに記載の白色発光素子。
【請求項６】
黄色発光螢光体を含むモールド樹脂と赤色発光螢光体を含むモールド樹脂が、青色発光ダイオードチップを覆って、交互に層状に積層形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の白色発光素子。
【請求項７】
２つの青色発光ダイオードチップを有し、一方の青色発光ダイオードチップの発光により赤色発光螢光体を励起・発光させ、他方の青色発光ダイオードチップの発光により黄色発光螢光体を励起・発光させることを特徴とした請求項１〜請求項５の何れかに記載の白色発光素子。
【請求項８】
発光領域を含む半導体多層構造で成る青色発光ダイオードチップの最上層に螢光層を設けたことを特徴とした請求項１〜請求項５の何れかに記載の白色発光素子。
【請求項９】
発光領域を含む半導体多層構造で成る青色発光ダイオードチップの最上層に設けた螢光層が、螢光体を含むパッシベーション膜であることを特徴とした請求項８記載の白色発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶表示装置のバックライトや各種インジケータ、電飾等に利用できる新しい白色光源および白色照明用発光素子として、白色発光素子が注目され、実用化されている。例えば、特許文献１に記載された白色発光素子は、（Ｙ、Ｇｄ）３（Ａｌ、Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で知られるＹＡＧ系酸化物母体格子中にＣｅをドープした螢光体（ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体）を、窒化物系化合物半導体を用いた青色発光ダイオードチップ（以下、青色発光ダイオードと記す）を包囲する封止樹脂中に分散させた構造を採用している。しかし、上記構造の白色発光素子では、赤色領域（６４７ｎｍ〜７００ｎｍ）の発光強度が不十分で、色再現性が悪く、演色性が低いといった問題がある。
【０００３】
白色出力光の赤色成分の不足を補い、上記の問題点を解消した白色発光素子が特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載の白色発光素子は、青色発光ダイオードを包囲する封止樹脂中に、黄色発光螢光体のＹＡＧ：Ｃｅ螢光体と赤色発光螢光体をブレンドして分散・封入し、赤色成分を増加させて出力光の赤色の不足を補償して演色性の改善を図ったものである。この特許文献２の白色発光素子は、赤色螢光体として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体等を用いている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９２７２７９号
【特許文献２】特開２００２−２９９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の白色発光素子は、上述したように、青色発光ダイオードと青色発光によって励起されて黄色に発光するＹＡＧ：Ｃｅ螢光体を組み合わせることにより白色を得ているが、青色発光ダイオードとＹＡＧ：Ｃｅ螢光体のみの組み合わせでは赤色成分の発光強度が弱く、白色発光素子を照明などに応用する際、演色性が悪いといった問題がある。
【０００６】
また、特許文献１の欠点を解消した特許文献２の白色発光素子は、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体に混合した赤色螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの赤色発光強度が充分でない。このため、演色性改善効果を十分なものにするためには、青色光によって励起・発光する赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの混合量を増やして赤色発光強度を増加する必要がある。しかし、赤色発光螢光体のＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体の混合量を増やすと、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体の混合割合が減り、結果的に白色光の輝度の低下に至ってしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解消し、十分な発光強度の赤色成分を有し、高輝度、且つ、優れた演色性を有し、照明や液晶表示装置のバックライト、インジケータ、電飾などの光源に適した効率の良い白色発光素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の白色発光素子は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードからの青色光により励起されて黄色系の螢光を発する黄色発光螢光体と、前記青色発光ダイオードからの青色光により励起されて赤色の螢光を発する赤色発光螢光体とを有し、前記赤色発光螢光体にユーロピウム付活リチウムホウ酸塩系螢光体を用いたことを特徴とする構成である。
【０００９】
ユーロピウム付活リチウムホウ酸塩系螢光体は、励起強度、螢光色の色相等を勘案すると、ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５螢光体（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）、または、Ｌｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４螢光体（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）が望ましい。
【００１０】
青色光を吸収して黄色に発光する黄色発光螢光体としては、例えば、有機螢光体では、ペリレン系螢光体等が利用できる。無機螢光体では、アルミン酸塩螢光体、燐酸塩螢光体、珪酸塩螢光体等が利用できる。中でも、長期間使用可能な点から、ペリレン系螢光体、ＹＡＧ系螢光体が好ましい。また、付活剤としては、例えば、Ｃｅ、Ｅｕ、Ｍｎ、Ｇｄ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｓｂ等の元素を用いることができる。中でも、Ｃｅが好ましい。螢光体と付活剤との組み合わせとしては、ＹＡＧとＣｅの組み合わせのＹＡＧ：Ｃｅ螢光体が好ましい。
【００１１】
黄色発光螢光体と赤色発光螢光体は、これらを混合して用いるほかに、黄色発光螢光体と赤色発光螢光体を空間的に分離して用いてもよい。具体的には、黄色発光螢光体を含むモールド樹脂と赤色発光螢光体を含むモールド樹脂を、青色発光ダイオードチップを覆って、交互に層状に積層形成した構成、或いは、２つの青色発光ダイオードチップを用意し、一方の青色発光ダイオードチップ側に赤色発光螢光体を配し、一方の青色発光ダイオードチップの発光により赤色発光螢光体を励起・発光させ、他方の青色発光ダイオードチップ側に黄色発光螢光体を配し、他方の青色発光ダイオードチップの発光により黄色発光螢光体を励起・発光させる構成等がある。
【００１２】
本発明の白色発光素子は、発光領域を含む半導体多層構造で成る青色発光ダイオードチップの最上層に螢光層を設けた構成としてもよい。この螢光層は、螢光体を膜状に形成した螢光体層、或いは、螢光体を含有する樹脂等の媒体を膜状に形成した層（螢光体含有層）等どのような形態であってもよい。さらに、螢光層は、螢光体が分散されたパッシベーション膜をパッシベーション膜兼螢光層として用いてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の白色発光素子は、黄色発光螢光体と組み合わせて用いる赤色発光螢光体に、青色発光ダイオードの発光波長域の青色光において効率よく励起・発光するリチウムホウ酸塩系螢光体を用いている。このため、赤色発光強度が改善されて、十分な発光強度の赤色成分を有し、高輝度、且つ、演色性の優れた白色光が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の白色発光素子は、青色発光ダイオードと、青色発光ダイオードからの青色光により励起されて黄色系の螢光を発する黄色発光螢光体と、青色発光ダイオードからの青色光により励起されて赤色の螢光を発する赤色発光螢光体とを備えた構成とした。赤色発光螢光体にはユーロピウムを付活剤としたリチウムホウ酸塩系螢光体を用いた。具体的には、ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５螢光体（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）、または、Ｌｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４螢光体（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）を用いた。
【００１５】
以下、具体的な構成例を、図面を参照して実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に本実施例１の白色発光素子の断面図（断面を示すハッチングは図示省略、以下、実施例２以降においてもハッチングは同様に省略する。）を示す。本実施例１における白色発光素子は、ガラスや石英ガラス等で成る透明基板３の上にドーム状に形成されたエポキシ等の透明樹脂４の中に青色発光ダイオード１を埋設している。透明樹脂４には粉末状のＹＡＧ：Ｃｅ螢光体２ａと赤色発光螢光体ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）とをブレンドした螢光体が分散されている。具体的には、赤色発光螢光体はＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体２ｂを用いた。透明樹脂４の表面４ａはミラーとして作用するようミラー加工（例えば、Ａｌ膜コーティング）が施されて、青色発光ダイオード１からの出射光を透明基板３の方向に反射して透明基板３から効率良く光出力が取り出せる構造になっている。
【００１７】
白色発光素子においては、青色発光ダイオード１から発光した青色光の一部が螢光体ＹＡＧ：Ｃｅ、ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５で吸収され、黄色光、赤色光に変換される。この螢光体からの黄色光、赤色光と、青色発光ダイオード１からの青色光とが混合して白色を呈する光となって透明基板３から出射する。
【００１８】
ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体２ａとブレンドする赤色発光螢光体ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５の量は白色発光素子の用途に応じて調整すればよい。赤みを帯びた白色光を必要とする場合はＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体２ｂを多めに、また、青白い白色光を必要とする場合はＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体２ｂを少なめに調合すればよい。本実施例では、自然の白色光に最も近くなるように赤色発光螢光体ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５の量を調整した。
【００１９】
白色発光素子に用いる赤色発光螢光体にリチウムホウ酸塩系螢光体であるＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５を用いた効果を図２に示す。
【００２０】
図２は、実施例で白色発光素子に用いた赤色発光螢光体であるリチウムホウ酸塩系螢光体ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５の励起スペクトル（曲線３１）と、従来から白色発光素子に用いられていた赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの励起スペクトル（曲線３３）を示す図である。図中、横軸は波長、縦軸は励起強度である。なお、励起スペクトルとは最大発光強度が得られる波長に対する励起波長依存性を示すものである。同図から明らかなように、実施例の赤色発光螢光体および従来の赤色発光螢光体とも青色発光ダイオードの発光波長である４６０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近に最大励起強度を持っているが、実施例で用いた赤色発光螢光体は従来の赤色発光螢光体と比較して約２倍の励起強度であることが分かる。このことから、実施例で用いた赤色発光螢光体は、従来の赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕよりも、波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近の青色光を効率よく吸収し、励起・発光することが分かる。この結果、赤色発光螢光体にリチウムホウ酸塩系螢光体であるＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体を用いた本実施例の白色発光素子は、従来の白色発光素子よりも赤色成分が増加し、演色性に優れていることが分かる。
【００２１】
本実施例の白色発光素子に用いた黄色螢光体ＹＡＧ：Ｃｅと赤色発光螢光体ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）は、出発原料を窒素ガス雰囲気中で焼成するなどして、固相反応法もしくは共沈法により製造することができる。一例として、上記組成（ｘ＝０．２）の赤色発光螢光体ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５の製造方法を例にとると、先ず、出発原料に純度９９．９９％以上のＬｉ２ＣＯ３試薬とＬａ２Ｏ３試薬と純度９９．９９％以上のＨ３ＢＯ３またはＢ２Ｏ３試薬および純度９９．９％以上のＥｕ２Ｏ３試薬を上記の組成比となるように調合する。すなわち、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｅｕ２Ｏ３をＬｉ、Ｌａ、Ｂ、Ｅｕのモル比が１：１．８：１：０．２になるように調合する。その後に、これらを乾式混合し、約８００℃〜１１００℃で数時間（約３時間程度）焼成することにより、上記組成（ｘ＝０．２）の赤色発光螢光体を作製することができる。黄色螢光体ＹＡＧ：Ｃｅについても、原料にＹ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ａｌ、Ｇａの酸化物を用いることで上記と同様にして製造できる。
【００２２】
赤色発光螢光体ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５は、組成値ｘ＝０．２のＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５を用いたが、組成値ｘが０．０１≦ｘ≦１．０の範囲であればどのような組成としてもよい。一般式、ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）で表されるリチウムホウ酸塩系螢光体から成る赤色発光螢光体は、組成値ｘの値がその下限である０．０１を下回ると、十分な発光強度が得られなくなる。一方、組成値ｘの値がその上限である１．０を越えると、濃度消光による発光強度の低下が生じ、実用性がなくなる。また、波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近の励起強度も組成値ｘにより程度の差はあるが、組成値ｘが０．０１≦ｘ≦１．０の範囲で従来の赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕよりも大きい。このような理由により、ＬｉＬａ２−ｘＥｕｘＢＯ５螢光体の組成値ｘは、０．０１≦ｘ≦１．０となっている。
【００２３】
本実施例１では、透明樹脂４の中に螢光体を分散・封入したが、透明樹脂には螢光体を分散せずに、透明基板３に螢光体を分散・封入してもよい。
【実施例２】
【００２４】
本実施例２の白色発光素子は、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体（黄色発光螢光体）とブレンドするリチウムホウ酸塩系螢光体にＬｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４螢光体（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）を用いた例である。具体的には、組成値ｘが０．２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体を用いた。
【００２５】
図３は、本実施例の白色発光素子の断面図である。本実施例の白色発光素子は、図３に示すように、実施例１と異なり、リードフレーム５に青色発光ダイオード１を設置し、透明樹脂４で封止した構成である。透明樹脂４には粉末状のＹＡＧ：Ｃｅ螢光体２ａと赤色発光螢光体Ｌｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４２ｃとをブレンドした螢光体が分散・封入されている。
【００２６】
本実施例２で赤色発光螢光体に用いたリチウムホウ酸塩系螢光体Ｌｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４２ｃは、図４に示す特性を持っている。
【００２７】
図４は、本実施例で白色発光素子に用いた赤色発光螢光体であるＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体２ｃの励起スペクトル（曲線３２）と、従来から白色発光素子に用いられていた赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの励起スペクトル（曲線３３）を示す図である。図中、横軸は波長、縦軸は励起強度である。同図から明らかなように、本実施例の赤色発光螢光体は、青色発光ダイオード１の発光波長である４６０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近に、従来の赤色発光螢光体Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕと同程度の最大励起強度を持っており、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体と同程度の励起・発光効率であることが分かる。
【００２８】
Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体は、発光色が深紅であり、明度が低い。一方、本実施例２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体の発光色は、どちらかと云うと、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体よりも黄色味を帯び、朱色に近い赤色で、明度がＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体よりも高い。このため、Ｌｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体の励起強度がＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体と同程度であっても、本実施例２の白色発光素子は、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ螢光体を用いた白色発光素子よりも明るく、演色性が優れている。
【００２９】
Ｌｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体２ｃは、実施例１と同様にして製造することができる。具体的には、出発原料に純度９９．９９％以上のＬｉ２ＣＯ３試薬と、純度９９．９９％以上のＨ３ＢＯ３またはＢ２Ｏ３試薬および純度９９．９％以上のＥｕ２Ｏ３試薬を上記の組成比となるように調合する。則ち、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｈ３ＢＯ３、Ｅｕ２Ｏ３をＬｉ、Ｂ、Ｅｕのモル比が１．８：２：０．２になるように調合する。その後、これらを乾式混合し、約６００℃〜９００℃で数時間（約３時間程度）焼成することにより、上記組成（ｘ＝０．２）の赤色発光螢光体を作製することができる。
【００３０】
赤色発光螢光体Ｌｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４は、組成値ｘ＝０．２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４を用いたが、組成値ｘが０．０１≦ｘ≦１．０の範囲であればどのような組成としてもよい。実施例１と同様、一般式、Ｌｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４（但し、０．０１≦ｘ≦１．０）で表されるリチウムホウ酸塩系螢光体から成る赤色発光螢光体は、組成値ｘの値がその下限である０．０１を下回ると、十分な発光強度が得られなくなる。一方、組成値ｘの値がその上限である１．０を越えると、濃度消光による発光強度の低下が生じ、実用性がなくなる。このような理由により、Ｌｉ２−ｘＥｕｘＢ２Ｏ４螢光体の組成値ｘは、０．０１≦ｘ≦１．０となっている。
【実施例３】
【００３１】
本実施例３は、図５に示すように、青色発光ダイオード１の樹脂封止構造が実施例２と異なり、２種類のモールド樹脂を組み合わせてモールドした例である。
【００３２】
本実施例３の白色発光素子は、リードフレーム５のカップ状載置部５ａに青色発光ダイオード１を載置・固定し、粉末状の黄色発光螢光体２２と赤色発光螢光体２１が混合・分散された第一の樹脂４１で、青色発光ダイオードを包囲してカップ状載置部５ａからはみ出さないようにして載置部を封止し、透明な第二の樹脂４２で第一の樹脂４１とリードフレーム５のカップ状載置部５ａを包囲して封止している。赤色発光螢光体２１は実施例１のＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体または実施例２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体を用いた。黄色発光螢光体２２は、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体を用いた。
【００３３】
本実施例３では、第二の樹脂４２は透明な樹脂としたが、第二の樹脂４２に光散乱材を分散・封入、または、第二の樹脂表面を粗面にして光散乱機能のある樹脂としてもよい。
【００３４】
本実施例３の白色発光素子は、実施例２と異なり、螢光体が分散された第一の樹脂４１がリードフレーム５のカップ状載置部内にあるため、複数の発光素子を近接して多数配置したときに、隣接の発光素子から漏れ出る光がカップ状載置部で妨げられて螢光体に到達することが防げる。このため、隣接の発光素子から漏れ出た発光により、螢光体が励起されて発光するのを防止できる利点がある。則ち、隣接した発光素子からの光により、消灯した発光素子があたかも点灯したような状態となるのが防止でき、消灯した発光素子を点灯していると誤認するのが防止できる。
【実施例４】
【００３５】
本実施例４は、実施例３と同様、２種類の樹脂でモールドした例であるが、黄色発光螢光体と赤色発光螢光体を別々の樹脂に封入している点が実施例３と異なっている。
【００３６】
本実施例３の白色発光素子は、図６に示すように、ステム６に青色発光ダイオード１を載置・固定し、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体２ａが分散された第一の樹脂４３で青色発光ダイオード１を包囲・封入し、赤色発光螢光体２１が分散された第二の樹脂４４で第一の樹脂４３を包囲・封止している。第二の樹脂表面は粗面にして光散乱構造とし、青、黄、赤の発光色が十分に混合されて視認されるようになっている。赤色発光螢光体２１は実施例１のＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体または実施例２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体を用いている。
【００３７】
本実施例４は、白色発光素子製造時に二重モールド樹脂の厚さをそれぞれ調整することで演色性を容易に調整できる利点がある。
【００３８】
本実施例４では、青色発光ダイオード１をモールドした樹脂を２層構造としたが、３層以上の多層構造としてもよい。
【実施例５】
【００３９】
図７に本実施例５の白色発光素子の断面図（ボンディング線は図示省略）を示す。
【００４０】
本実施例５の白色発光素子は、図に示すように、２つの青色発光ダイオード１ａ、１ｂをステム６上に並べて配置し、一方の青色発光ダイオード１ａを、赤色発光螢光体２１を分散した樹脂４４で封止し、他方の青色発光ダイオード１ｂを、黄色発光螢光体ＹＡＧ：Ｃｅ２ａを分散した樹脂４３で封止し、全体を第三の樹脂４５で封止して、一方の青色発光ダイオード１ａの発光により赤色発光螢光体を励起・発光させ、他方の青色発光ダイオード１ｂの発光により黄色発光螢光体ＹＡＧ：Ｃｅを励起・発光させている。第三の樹脂４５は、光散乱体９を分散・封入、或いは、表面を粗面にする等の光散乱構造にして、発光色が独立で視認されないようになっている。赤色発光螢光体２１は、実施例１または実施例２で使用したリチウムホウ酸塩系螢光体を用いた。
【００４１】
本実施例５は、各青色発光ダイオードの駆動電流を個別に制御することで赤色、黄色、青色の輝度を独立に制御できるので、外部の駆動回路で演色性を制御できる利点がある。
【実施例６】
【００４２】
図８に本実施例６の白色発光素子の断面図を示す。
【００４３】
本実施例６の白色発光素子は、図８に示すように、青色発光ダイオードの光取り出し面上に螢光層の被膜が形成されている。青色発光ダイオードは、サファイア基板１１の上に、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１２とｐ型窒化ガリウム系半導体層１３が積層された、発光領域１４を含む半導体積層構造になっている。半導体積層構造の光取り出し面には透明電極１５が設けられて、透明電極１５に接してｐ電極１６が形成されている。ｎ電極１７は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層の露出表面に形成されている。透明電極１５には螢光層１８が形成されている。
【００４４】
螢光層１８は、黄色発光螢光体と赤色発光螢光体を混合した螢光体を成膜して成る一層の螢光体層で構成、或いは、黄色発光螢光体を成膜した螢光体層と赤色発光螢光体を成膜した螢光体層とを積層した多層構造の螢光体層で構成してもよい。また、黄色発光螢光体と赤色発光螢光体を混合した螢光体が分散・封入された樹脂層やパッシベーション膜（例えば、ＳｉＯ２膜）等で構成、則ち、螢光体を含有する部材で螢光層を構成してもよい。この場合も、黄色発光螢光体を含有する層と赤色発光螢光体を含有する層を積層した多層構造の螢光層としてもよい。これら螢光層の形成方法法としては、スパッタリング等の各種蒸着法や、有機溶剤や樹脂中に分散させたものをスピンコート、スクリーン印刷する方法、螢光体スリラを塗布する方法等、種々の方法が利用できる。
【００４５】
本実施例は、シロキサンに黄色発光螢光体と赤色発光螢光体を混入して、スピンナで透明電極上に塗布・成膜し、螢光体が分散されたＳｉＯ２膜で成る螢光層兼パッシベーション膜を形成した。赤色発光螢光体は実施例１のＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体または実施例２のＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体を用いた。黄色発光螢光体は、ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体を用いた。
【００４６】
本実施例６では、螢光層を透明電極上面全面に一様に形成したが、螢光層をストライプ状や格子状に形成して螢光層に覆われていない領域を形成すると、青色光が出射する割合を調整することができる。
【００４７】
各実施例で用いた青色発光ダイオードは、発光スペクトルの主ピーク波長が４５０ｎｍ〜４８０ｎｍ、望ましくは、波長４６０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近の青色を発光するものであればどのような材料、構造のものでもよい。一例として、上記実施例では、サファイア基板上にｎ型ＧａＮクラッド層、ＡｌＧａＮ量子井戸層とＧａＮ障壁層を交互に積層したＭＱＷ活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を順次積層した多層構造のものを用いた。電極はｎ型ＧａＮクラッド層とｐ型ＧａＮコンタクト層にそれぞれ設けている。
【００４８】
上記実施例の白色発光素子は、透明樹脂の中に青色発光ダイオードを埋設した構造としたが、青色発光ダイオードを樹脂封止しないで、螢光体粉末を混入した窓を有するケース内に青色発光ダイオードを設置した構造等のように、青色発光ダイオードの出射面前方に螢光体や螢光体を含有する部材を配置した構造等、青色発光ダイオードから発せられた青色光で螢光体が励起されて発光する構造であればどのような構造でもよい。
【００４９】
上記何れの実施例も黄色発光螢光体は、ＹＡＧ系螢光体を用いたが、青色光を吸収して黄色に発光する黄色発光螢光体であれば、例えば、ペリレン系螢光体、アルミン酸塩螢光体、燐酸塩螢光体、珪酸塩螢光体、ＺｎＳ系螢光体等どのような黄色発光螢光体を用いてもよい。一例として具体例を挙げると、珪酸塩螢光体としては（Ｓｒ１−ａ−ｂ−ｙＢａａＣａｂＥｕｙ）２ＳｉＯ４螢光体（但し、０≦ａ≦０．３、０≦ｂ≦０．６、０＜ｙ＜１）、ＺｎＳ系螢光体にはＺｎＳ：Ａｇ，ＣｌやＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ等の螢光体が利用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の白色発光素子は、点や列の表示、レベルメータ、文字・記号の表示等の表示装置やランプ等の照明装置、液晶表示装置のバックライト、電飾などの白色光源に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１の白色発光素子の断面図
【図２】白色発光素子に使用したＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体の特性を示す図
【図３】実施例２の白色発光素子の断面図
【図４】白色発光素子に使用したＬｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体の特性を示す図
【図５】実施例３の白色発光素子の断面図
【図６】実施例４の白色発光素子の断面図
【図７】実施例５の白色発光素子の断面図
【図８】実施例６の白色発光素子の断面図
【符号の説明】
【００５２】
１    青色発光ダイオード
１ａ    青色発光ダイオード
１ｂ    青色発光ダイオード
２ａ    ＹＡＧ：Ｃｅ螢光体
２ｂ    ＬｉＬａ１．８Ｅｕ０．２ＢＯ５螢光体
２ｃ    Ｌｉ１．８Ｅｕ０．２Ｂ２Ｏ４螢光体
２１    赤色発光螢光体
２２    黄色発光螢光体
３    透明基板
４    透明樹脂
４ａ    表面
５    リードフレーム
５ａ    載置部
６    ステム
９    光散乱体
１１    サファイア基板
１２    ｎ型窒化ガリウム系半導体層
１３    ｐ型窒化ガリウム系半導体層
１４    発光領域
１５    透明電極
１６    ｐ電極
１７    ｎ電極
１８    螢光層
４１    第一の樹脂
４２    第二の樹脂
４３    第一の樹脂
４４    第二の樹脂
４５    第三の樹脂
【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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