(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子、前記ＬＥＤ素子からの発光の一部を吸収し波長変換して発光する蛍光体、及び前記蛍光体を含み前記ＬＥＤ素子の周囲に配置された樹脂材料を有するＬＥＤ光源における色度調整方法であって、
前記ＬＥＤ光源の出射光の色温度を補正するために、前記樹脂材料の表面の一部の領域のみにインク塗布層を配置、又は、前記樹脂材料の表面を複数の領域に分割して前記複数の領域のうちの所定の複数の領域にそれぞれ異なるインク塗布層を配置する、
ことを特徴とするＬＥＤ光源の調整方法。
【請求項２】
前記領域毎に配置された前記インク塗布層のインクの塗布濃度がそれぞれ異なる、請求項１に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項３】
前記領域毎に、前記インク塗布層の塗布面積比率が異なる、請求項１に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項４】
前記領域毎に、前記インク塗布層の配置枚数が異なる、請求項１に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項５】
前記インク塗布層を配置するステップは、
前記ＬＥＤ光源の出射光の色度を測定し、
測定された色度に応じて、前記インク塗布層を、前記樹脂材料の表面にずらして配置することを含む、請求項１に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項６】
前記ＬＥＤ素子は青色光を発光し、前記蛍光体は青色光を吸収して黄色光を発光することによって、前記ＬＥＤ光源は擬似白色光を出射し、
前記インク塗布層は、前記ＬＥＤ光源から出射する擬似白色光の色度を黄色よりに調整する、請求項５に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項７】
前記インク塗布層は、顔料インクを含む、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤ光源の色度調整方法。
【請求項８】
ＬＥＤ素子と、
前記ＬＥＤ素子からの発光の一部を吸収し波長変換して発光する蛍光体と、
前記蛍光体を含み前記ＬＥＤ素子の周囲に配置された樹脂材料と、
前記ＬＥＤ光源の出射光の色温度を補正するために、前記樹脂材料の表面の一部の領域のみに配置されたインク塗布層、又は、前記樹脂材料の表面を複数の領域に分割して前記複数の領域のうちの所定の複数の領域に配置されたそれぞれ異なるインク塗布層と、
を有することを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項９】
前記インク塗布層は、測定された前記ＬＥＤ光源の色度に応じて、前記樹脂材料の表面にずらして配置される、請求項８に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
前記インク塗布層は、顔料インクを含む、請求項８又は９に記載のＬＥＤ光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の色度調整方法に関し、特にインク塗布層によって、色度の調整を行うＬＥＤ光源の色度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＬＥＤ素子とＬＥＤ素子から出射される光の一部を吸収して異なる波長を出射する蛍光体を含有する樹脂とを組み合わせたＬＥＤ光源では、ＬＥＤ素子自体の波長のばらつき、蛍光体の含有量のばらつきなどから色度がばらつくという問題があった。
【０００３】
そこで、ＬＥＤ素子を封止する樹脂の量を変化させて、ＬＥＤ光源の色度のばらつきを抑えようとする試みがある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図１６は、上述した従来のＬＥＤ光源の断面図である。
【０００５】
図１６（ａ）に示すＬＥＤ光源２１０では、ＬＥＤ素子２１１は、基材２１２と配線導体２１３で構成される基板上に配置され、配線導体２１３とボンディングワイヤ２１４を介して電気的に接続されている。基板上に配置された反射枠２１５の内部には封止材が充填されている。封止材は、その下部に蛍光体２１６を沈殿させ、その上部には透明樹脂２１７のみの状態で硬化されている。
【０００６】
図１６（ａ）では、色度調整の過程において、上部の透明樹脂２１７が目的の色度となるまで、研磨された例を示している。図１６（ａ）の例では、研磨前の樹脂表面の位置２１８が、研磨後に樹脂表面の位置２１９となるまで研磨されている。このため、より狭い空間（透明樹脂）内に光が閉じ込められることから、より多くの反射が繰り返されて、ＬＥＤ素子２１１からの光が蛍光体２１６と出会う確率が高くなり、波長変換率が高くなる。したがって、ＬＥＤ光源２１０の色度が、青色から黄色へ調整される。
【０００７】
図１６（ｂ）に示すＬＥＤ光源２２０において、図１６（ａ）に示すＬＥＤ光源２１０と同じ構成には同じ番号を付した。図１６（ｂ）は、色度調整の過程において、樹脂表面の位置２１８の上部に、さらに樹脂を増加して樹脂表面を位置２２１まで上げた例を示している。図１６（ｂ）の例では、樹脂の量が増加したことから、より広い空間（透明樹脂）内を光が通過することとなり、ＬＥＤ素子２１１からの光が蛍光体と出会う確率が低くなり、波長変換率が低くなる。したがって、ＬＥＤ光源２２０の色度が、黄色から青色へ調整される。
【０００８】
このように、透明樹脂量の単純な増減によって色度調整を行うことは可能である。しかしながら、ＬＥＤ光源の外形に制約がある場合には、透明樹脂量を増減することは困難であった。また、研磨を行うと、ＬＥＤ光源には力や傷などのダメージを与えることとなり、例えば、ワイヤボンディングの断線や反射枠への傷が発生する等の不具合があった。
【０００９】
また、従来の色度調整方法では、ＬＥＤ光源からの出射光の色温度は、出射角度によってばらつきが発生する場合がある。例えば、ＬＥＤ素子の正面から見ると青みが掛かって見え、角度を変えてみると黄みが掛かって見えるなどの現象が生じるという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１８６４８８号公報 （第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明は、上述した問題点を解消することを可能としたＬＥＤ光源およびＬＥＤ光源の色度調整方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、容易に色度調整が可能なＬＥＤ光源、及びそのようなＬＥＤ光源の色度調整方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、出射光の色温度を容易に調整が可能なＬＥＤ光源、及びそのようなＬＥＤ光源の色度調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるＬＥＤ光源の色度調整方法では、ＬＥＤ光源は、ＬＥＤ素子、ＬＥＤ素子からの発光の一部を吸収し波長変換して発光する蛍光体、及び蛍光体を含みＬＥＤ素子の周囲に配置された樹脂材料を含み、色度調整を行うために樹脂材料の表面にインク塗布層を配置することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明によるＬＥＤ光源の色度調整方法では、ＬＥＤ光源の出射光の色温度を補正するために、樹脂材料の表面を複数の領域に分割し、複数の領域の所定の領域にインク塗布層を配置するステップを更に有することが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明によるＬＥＤ光源の色度調整方法では、ＬＥＤ光源の出射光の色度を測定し、測定された色度に応じて、インク塗布層を、樹脂材料の表面にずらして配置するステップを更に有することが好ましい。
【００１７】
本発明によるＬＥＤ光源は、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子からの発光の一部を吸収し波長変換して発光する蛍光体と、蛍光体を含みＬＥＤ素子の周囲に配置された樹脂材料と、色度調整を行うために樹脂材料の表面に配置されたインク塗布層を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明による発光装置は、ＬＥＤ素子を覆う樹脂材料が、１種類以上の蛍光体、散乱剤が略均一に混ぜ込まれたものであり、発光装置上面から見て、この樹脂材料の表面を複数の領域に分割し、所定の領域に顔料インクを塗布したことを特徴とするものである。また、領域によって、顔料インクの塗布濃度が異なることが好ましい。
【００１９】
更に、本発明による発光装置では、顔料インクの塗布濃度を異ならせる方法として、樹脂材料表面をＬＥＤ素子の同心円状に複数の領域に分け、各々の領域における顔料インクの塗布面積比率を異ならせたり、塗布回数を変化させたりすることが好ましい。
【００２０】
更に、本発明による発光装置では、顔料インクを塗布する手法が、インクジェット方式であり、顔料インクはシアン、イエロ、マゼンタ、赤、緑、青色の少なくとも１種類以上のインクであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、インク塗布層を形成することで、外形をほとんど変えず、色度調整の過程において与えるダメージが少なく、容易に色度調整が可能なＬＥＤ光源を提供することができる。
【００２２】
本発明によれば、インク塗布層を形成することで、出射光の色温度をどの方向についてもほぼ均一になるような色度調整を容易に行うことが可能なＬＥＤ光源を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るＬＥＤ光源１０の上面図及び断面図の一例を示す図である。
【図２】色度調整前のＬＥＤ光源１０の角度別の出射光の波長を示すグラフである。
【図３】図２のグラフを、分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである。
【図４】ＬＥＤ光源１０の表面に塗布する顔料を一層塗布した際の透過率を示す図である。
【図５】ＬＥＤ光源１０における色度調整を説明するための図である。
【図６】本発明に係る他のＬＥＤ光源２０の上面図及び断面図の一例を示す図である。
【図７】ＬＥＤ光源２０で使用したイエロ顔料インクを一層塗布した際の透過率を示す図である。
【図８】ＬＥＤ光源２０の角度別の出射光の波長を示すグラフである。
【図９】ＬＥＤ光源２０における色度調整を説明するための図である。
【図１０】図１０（ａ）は表面に顔料インク等が塗布されていないＬＥＤ光源４０の色温度分布及び上面図を示し、図１０（ｂ）はシアン顔料インクが塗布された場合のＬＥＤ光源４１の色温度分布及び上面図を示し、図１０（ｃ）はイエロ顔料インクが塗布された場合のＬＥＤ光源４２の色温度分布及び上面図を示している。
【図１１】本発明に係る更に他のＬＥＤ光源７０の上面図及び断面図の一例を示す図である。
【図１２】ＬＥＤ光源１１の発光スペクトル例を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上に円形の塗布層１０５が塗布されているＬＥＤ光源１００の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示し、図１３（ｂ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上から距離ｄ１だけずらして円形の塗布層１１５が塗布されているＬＥＤ光源１１０の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示し、図１３（ｃ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上から距離ｄ２だけずらして円形の塗布層１２５が塗布されているＬＥＤ光源１２０の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示している。
【図１４】ずらし量（ｄ）と色度補正量Δｘとの関係を示す図である。
【図１５】色度座標例を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）は上部の透明樹脂が目的の色度となるまで研磨された従来の他のＬＥＤ光源の断面図であり、図１６（ｂ）は樹脂表面の上部にさらに樹脂を増加して樹脂表面を上げた従来の他のＬＥＤ光源の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下図面を参照して、本発明に係るＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の色度調整方法について説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００２５】
図１は、本発明に係るＬＥＤ光源１０の上面図及び断面図の一例を示す図である。なお、図中の下図は、上図（ＬＥＤ光源１０の上面図）のＡＡ´断面図である。
【００２６】
ＬＥＤ光源１０において、ＬＥＤ素子１は、基板５上に設けられた図示しない電極にダイボンドされ、ＬＥＤ素子１のアノード及びカソードがワイヤーで電極に繋がれている。パッケージ枠４内には、ＬＥＤ素子１の周囲を囲むように、蛍光体３が均一に練り込まれた透明樹脂２が埋め込まれている。ＬＥＤ光源１０は、正面への出射光６ａから、正面に対して６０°の角度を有する出射光６ｂまで、方向を問わず全般的に出射光を有している。
【００２７】
ＬＥＤ光源１０では、ＬＥＤ素子１として青色光を発光する窒化物系化合物半導体を用い、蛍光体３としてセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を用いた。即ち、蛍光体３は、ＬＥＤ素子１からの発光の一部を吸収し、波長変換して黄色光を発光する。これによって、ＬＥＤ光源１０では、ＬＥＤ素子１からの青色光と、ＬＥＤ素子１からの青色光によって蛍光体３から発光する黄色光が混ざり合って擬似白色光を出射する。
【００２８】
領域７ａ、７ｂ及び７ｃは、ＬＥＤ光源１０の樹脂表面上を分割したものであり、それぞれ、異なる濃度になるように顔料インクが塗布されている。即ち、領域７ａにはインク塗布層８ａが配置され、領域７ｂにはインク塗布層８ｂは配置され、領域７ｃにはインク塗布層８ｃが配置されている。なお、各領域に配置されているインク塗布層及びその効果については後述する。
【００２９】
図２は、色度調整前のＬＥＤ光源１０の角度別の出射光の波長を示すグラフである。
【００３０】
色度調整前とは、図１で示した領域７ａ、７ｂ及び７ｃの顔料塗布がなされる前を言う。図２において、横軸は分光スペクトル（ｎｍ）を示し、縦軸は分光放射束（Ｗ／ｎｍ）を示す。また、図２において、ＬＥＤ光源１０の正面の出射光６ａの発光波長を実線で、正面に対して４５°の角度への出射光の発光波長を三角印線で、正面に対して６０°の角度への出射光６ｂの発光波長を四角印線で示す。
【００３１】
図３は、図２のグラフを、分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである。
【００３２】
図３において、横軸は分光スペクトル（ｎｍ）を示し、縦軸は分光放射束比を示す。図２及び図３に示すデータは、ＬＥＤ光源１０を正面に対して一方向（例えば左回り）に回転させながら、取得したものである。しかしながら、ＬＥＤ光源１０を正面に対して逆方向（例えば右回り）に回転させながら、データを取得してもほぼ同じデータが得られる。
【００３３】
図３より、正面からの角度が大きくなるにつれ、明らかに長波長側の成分が強くなり相対的に黄色みを帯びていることが判断できる。
【００３４】
以下に示す表１は、色度調整前のＬＥＤ光源１０の出射光の色温度を出射角度（°）を変えて測定したデータ例を示すものである。表１に示すように、色温度は、正面０°の出射光の５７２０Ｋから６０°の出射光では５３００Ｋまで変化している。色温度は、全光束測定のＪＩＳ規格に基づく測定方法によって、積分球を使用して測定した。
【００３５】
【表１】
0005289126.tif 000002
【００３６】
図４は、ＬＥＤ光源１０の表面に塗布する顔料を一層塗布した際の透過率を示す図である。
【００３７】
図４において、横軸は分光スペクトル（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示している。また、シアン（Ｃ）顔料の透過率を四角印線で示し、イエロ（Ｙ）顔料の透過率を三角印線で示している。
【００３８】
以下、ＬＥＤ光源１０から出射する出射光の色温度が出射角度０〜６０°の範囲で、ほぼ５５００Ｋとなるように色度調整を行う場合について以下に説明する。表１のデータに基づくと、正面（出射角度０°）の出射光６ａは色温度を下げる必要があり、６０°の出射光６ｂは色温度を上げる必要がある。従って、領域７ａ部分にはイエロの顔料を含むインク塗布層８ａを配置し、領域７ｃ部分にはシアンの顔料を含むインク塗布層８ｃを配置した。なお、領域７ｂは出射角度４５°の出射光に対応する領域である。
【００３９】
図１では、上記の色度調整方法により、ＬＥＤ光源１０の樹脂表面上に顔料インクを含むインク塗布層が配置されている。なお、図１の上面図では判別しにくくならないように蛍光体３は記載していない。図１において、ドット９はイエロ顔料インク、ドット１１はシアン顔料インクをそれぞれ示している。なお、判りやすくドットサイズは大きく図示しているが、実際のサイズは２０μｍ以下のサイズで構成され、印刷物で言うところのハーフトーンの様に見える。なお、顔料インクによる塗布層は、インクジェットタイプの印字ヘッドを用いて、ＬＥＤ光源の樹脂表面上に直接塗布される。
【００４０】
ＬＥＤ光源１０では、色温度を大きく低下させる必要のある領域７ａには、インク塗布層８ａにおけるイエロ顔料インクのドット９の塗布面積比率を高くしている。また、目標である５５００Ｋに近い色温度をもつ７ｂ領域では、インク塗布層８ｂにおけるイエロ顔料インクのドット９の塗布面積比率を少なくしている。一方、色温度をあげる必要のある領域７ｃでは、インク塗布層８ｃにおいてシアン顔料インクのドット１１を塗布している。ここでいう塗布面積比率とは、領域７ａから７ｃの単位面積あたりに占める顔料インク塗布面積を比で示したものをいう。つまり、ＬＥＤ光源１０のＬＥＤ素子１の中心から、同心円状に外側に行くに従って、イエロ顔料インクの塗布濃度は薄くなり、逆にシアン顔料インクの塗布濃度は高くなる。
【００４１】
それぞれの顔料インク塗布濃度は、図３で示した各角度への発光波長分布、図４で示した顔料インクの透過率特性、及び塗布面積比率に基づいて、各出射角度の色温度がほぼ５５００Ｋに調整されるように定めた。
【００４２】
ＬＥＤ光源１０では、領域７ａのインク塗布層８ａにおけるイエロ顔料インクによるドット９の塗布面積比率を領域７ａ全体の８％、領域７ｂのインク塗布層８ｂにおけるイエロ顔料インクによるドット９の塗布面積比率を領域７ｂ全体の１％、領域７ｃのインク塗布層８ｃにおけるシアン顔料インクによるドット１１の塗布面積比率を領域７ｃ全体の２５％とした。
【００４３】
図５は、ＬＥＤ光源１０における色度調整を説明するための図である。
【００４４】
図５の横軸は、図１のＬＥＤ光源１０のＡＡ´線上の位置を示しており、原点がＬＥＤ素子１の真上に対応する。また、図５の縦軸は色温度（Ｋ）を示している。前述したように、領域７ａ、７ｂ及び７ｃにインク塗布層を配置することによって、色度調整前の色温度分布３０を、調整後の色温度分布３１とすることができた。これによって、出射光の角度による平均的な色温度のばらつきを、５５００Ｋ±１０Ｋに押さえることができた。
【００４５】
色温度変化の主な要因は、ＬＥＤ素子１から出射面までの距離の違いである。また、ＬＥＤ素子１から出射面までの距離は、パッケージ枠４の深さ及び表面積、ＬＥＤ素子１のサイズや高さによって変化する。したがって、図１に示すＬＥＤ光源１０では、顔料インク塗布濃度を異ならせる領域の分割数を３としたが、分割数は、３に限定されるものではなく、色度調整を行うＬＥＤ光源に合わせて最適な分割数を選択すればよい。
【００４６】
また、色温度変化には、基板５上面（ＬＥＤ素子１をダイボンドする側）からの反射（分光反射率）も影響する。しかしながら、ＬＥＤ光源１０の出射面側から見て、基板５におけるＬＥＤ素子１を中心とした同心円状の反射率が、非対称なものでなければ、顔料インクの塗布濃度を異ならせる領域の分割はＬＥＤ素子を中心とした同心円状の分割でよい。
【００４７】
ところで、色温度変化の主な要因は、ＬＥＤ素子１の発光面から出射面への距離の違いであるから、距離との相関、言い換えれば角度と出射光の色温度との相関をより高めるためには、透明樹脂２内に練り込まれる蛍光体３が、均一に分布していることが望ましい。
【００４８】
なお、図１に示すＬＥＤ光源１０では、顔料インク塗布濃度を異ならせる領域を明確に３つに区別したが、よりなだらかに塗布面積比率を変更していくように領域数を増加するように設定することも可能である。
【００４９】
図６は、本発明に係る他のＬＥＤ光源２０の上面図及び断面図の一例を示す図である。なお、図中の下図は、上図（ＬＥＤ光源２０の上面図）のＢＢ´断面図である。
【００５０】
ＬＥＤ光源２０の色度調整を行う前の状態は、前述したＬＥＤ光源１０の色度調整を行う前の状態と同じである。したがって、ＬＥＤ光源２０の色度調整を行う前の各出射角度における色温度は、表１に示す通りである。
【００５１】
ＬＥＤ光源２０において、ＬＥＤ素子１は、基板５上に設けられた図示しない電極にダイボンドされ、ＬＥＤ素子１のアノード及びカソードがワイヤーで電極に繋がれている。パッケージ枠４内には、ＬＥＤ素子１の周囲を囲むように、蛍光体３が均一に練り込まれた透明樹脂２が埋め込まれている。ＬＥＤ光源２０は、正面への出射光６ａから、正面に対して６０°の角度を有する出射光６ｂまで、方向を問わず全般的に出射光を有している。
【００５２】
ＬＥＤ光源２０では、ＬＥＤ素子１として青色光を発光する窒化物系化合物半導体を用い、蛍光体３としてセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を用いた。即ち、蛍光体３は、ＬＥＤ素子１からの発光の一部を吸収し、波長変換して黄色光を発光する。これによって、ＬＥＤ光源２０では、ＬＥＤ素子１からの青色光と、ＬＥＤ素子１からの青色光によって蛍光体３から発光する黄色光が混ざり合って擬似白色光を出射する。
【００５３】
図６において、領域７ａ、７ｂ及び７ｃは、それぞれＬＥＤ素子１を中心に略同心円状に配置された、透明樹脂表面の領域である。出射光が角度によってその色温度が変化する大きな理由は、前述したように、ＬＥＤ素子１の発光面から出射面への距離の違いである。したがって、距離との相関、言い換えれば角度と出射光の色温度との相関をより高めるためには、透明樹脂２内に練り込まれる蛍光体３が、均一に分布していることが望ましい。
【００５４】
ＬＥＤ光源２０では、領域７ｂにイエロの顔料インキが一層塗布されて塗布層９ｂが形成され、領域７ａにもイエロの顔料インキが一層塗布されて塗布層９ａが形成されている。したがって、領域７ａには、塗布層９ａ及び９ｂの２層の塗布層が形成されていることとなる。また、領域７ｃにはイエロの顔料インキは塗布されていない。なお、各領域に塗布される顔料インキ及びその効果については後述する。また、図６に示す塗布層９ａ及び９ｂは、塗布回数を視覚的に、判りやすく示したものだが、透明樹脂２等と比べて、実質の厚みは著しく小さいものである点に注意されたい。
【００５５】
図７は、ＬＥＤ光源２０で使用したイエロ顔料インクを一層塗布した際の透過率を示した図である。
【００５６】
図７において、横軸は分光スペクトル（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００５７】
以下、ＬＥＤ光源２０から出射する出射光の色温度が出射角度０〜６０°の範囲で、ほぼ５３００Ｋとなるように色度調整を行う場合について以下に説明する。表１のデータに基づくと、領域７ｃではそもそも色温度が５３００Ｋの出射光であるために、色度調整の必要がない。しかしながら徐々に出射光の角度が正面に近付くにつれ、色温度が高くなり、色度調整の必要がある。ここではＬＥＤ光源正面への出射光６ａの青みを押さえるためにイエロの顔料を塗布する。前述したように、領域７ａを５３００Ｋに近い色温度にするために、領域７ａには２つの塗布層９ａ及び９ｂが形成され、領域７ｂには１つの塗布層９ｂのみが形成されている。
【００５８】
図８は、ＬＥＤ光源２０の角度別の出射光の波長を示すグラフである。
【００５９】
図８において、横軸は分光スペクトル（ｎｍ）を示し、縦軸は分光放射束の最大値を１とした比を表している。図８の実線２１は、塗布層９ａ及び９ｂが形成される前の正面（出射角度０°）における出射光の分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである（領域７ａに対応）。図８の点線２２は、正面から６０°における出射光の分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである（領域７ｃに対応）。図８の四角印線２３は、塗布層９ｂが形成された後の正面から４５°における出射光の分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである（領域７ｂに対応）。図８の三角印線２４は、塗布層９ａ及び９ｂが形成された後の正面（出射角度０°）における出射光の分光放射束の最大値を１として規格化したグラフである（領域７ａに対応）。
【００６０】
図９は、ＬＥＤ光源２０における色度調整を説明するための図である。
【００６１】
図９の横軸は、図６のＬＥＤ光源２０のＢＢ´線上の位置を示しており、原点がＬＥＤ素子１の真上に対応する。また、図９の縦軸は色温度（Ｋ）を示している。前述したように、領域７ａ、７ｂ及び７ｃに顔料インクを塗布することによって、色度調整前の色温度分布３０を、調整後の色温度分布３２とすることができた。
【００６２】
即ち、図６に示すように、イエロの顔料による塗布層９ａ及び９ｂが形成されることによって、正面（出射角度０°）における出射光の色温度は５３１０Ｋとなり、正面から４５°における出射光の平均的な色温度は５３００Ｋとなった。このように、出射光の平均的な色温度が出射角度０〜６０°の範囲で、ほぼ５３００Ｋ±１０Ｋとなるように色度調整を行うことができた。
【００６３】
図１に示したＬＥＤ光源１０では、顔料インクとして一層塗布した際の透過率が低いものを利用した。このように、顔料インクは、その透過率に合わせて塗布する塗布面積比率を変更することが可能であり、様々な種類のものを利用することができる。
【００６４】
図１に示したＬＥＤ光源１０では、顔料インクの塗布面積比率を領域毎に変化させた。それに対して、図６に示したＬＥＤ光源２０では、塗布した際の透過率の高いものを利用した。そして、塗布面積比率は全域で一定にしながら、顔料インクの種類と、塗布回数を変更させて、ＬＥＤ光源１０と同様の効果を得ることも可能である。また、各領域において塗布濃度を傾斜的に変化させることも可能である。さらに、顔料インクを塗布する領域は、ＬＥＤ光源の前面だけでなく、側面等であっても良い。
【００６５】
図１に示したＬＥＤ光源１０では色度調整のためにシアン顔料インクを用いたが、青色顔料インクを用いても同様の効果が得られる。
【００６６】
図１０は、色度調整の原理を説明するための図である。
【００６７】
図１０（ａ）は表面に顔料インク等が塗布されていないＬＥＤ光源４０の色温度分布及び上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源４０は、前述したＬＥＤ光源１０及び２０における色度補正前の状態に対応しており、その樹脂表面には顔料インク等は全く塗布されていない。また、図中の上側の色温度分布５０は、下図の上面図におけるＣＣ´線上における色温度を示しており、それぞれ領域７ａ、７ｂ及び７ｃに対応している。また、最大の色温度は、ＬＥＤ素子１の真上であって、その色温度はＫ１である。
【００６８】
図１０（ｂ）はイエロ顔料インクが塗布された場合のＬＥＤ光源４１の色温度分布及び上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源４１は、もともとＬＥＤ光源４０の色温度分布５０よりも高い色温度分布５１を有しており、ＬＥＤ光源１０の領域７ｃに部分に塗布したイエロ顔料インクを図１０（ｂ）に示すように塗布した（円形６１参照）。また、図中の上側の色温度分布は、下図の上面図におけるＣＣ´線上における色温度を示しており、それぞれ領域７ａ、７ｂ及び７ｃに対応している。これによって、従前の色温度分布５１が新たな色温度分布５２へ変更され、ＬＥＤ光源４１の平均的な色温度を下げて、ＬＥＤ光源４０の平均的な色温度に近づけることができる。
【００６９】
図１０（ｃ）はシアン顔料インクが塗布された場合のＬＥＤ光源４０の色温度分布及び上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源４２は、もともとＬＥＤ光源４０の色温度分布５０よりも低い色温度分布５３を有しており、ＬＥＤ光源１０の領域７ａに部分に塗布したシアン顔料インクを図１０（ｃ）に示すように塗布した（円形６２参照）。これによって、従前の色温度分布５３が新たな色温度分布５４へ変更され、ＬＥＤ光源４２の平均的な色温度を上げて、ＬＥＤ光源４０の平均的な色温度に近づけることができる。
【００７０】
このように、シアン顔料インク及びイエロ顔料インク等を様々な箇所に塗布することによって、色温度分布を任意に変更することが可能となった。そして、図１及び図６に示したように、ＬＥＤ光源の出射光の色温度を出射角度（例えば、０〜６０°）においてほぼ均一になるように調整する場合とは、１個のＬＥＤ光源をカスタマイズして調整を行うような場合に好適である。また、図１０に示したように、色温度を調整することは、広い概念では、ＬＥＤ光源全体としての色度を調整することとなる。この色温度の調整方法は、複数のＬＥＤ高原のそれぞれの平均的な色温度がばらついている時に、任意の平均的な色温度となるように調整する場合に好適である。したがって、本願では、色度調整の下位概念として平均的な色温度の調整を位置つけている。
【００７１】
以下、インク塗布層のずらしによる色度調整ついて説明する。
【００７２】
図１１は、本発明に係る更に他のＬＥＤ光源７０の上面図及び断面図の一例を示す図である。なお、図中の下図は、上図（ＬＥＤ光源７０の上面図）のＤＤ´断面図である。
【００７３】
ＬＥＤ光源７０では、図１１の上面図に示すように、ＬＥＤ光源２０の色度補正前のＬＥＤ光源の樹脂表面に距離ｄだけずらしてイエロ顔料インクによって円形の塗布層７２が配置されている。塗布層７２を構成するイエロ顔料インクは、ＬＥＤ光源２０の塗布層９ａを構成するインクと同じインクである。また、図１１の上面図における点線で示した円形の領域７１は、図６に示したＬＥＤ光源２０の塗布層９ａの位置に対応する領域である。即ち、図１１に示すＬＥＤ光源７０では、図６に示したＬＥＤ光源２０の塗布層９ａを距離ｄだけＬＥＤ素子１から遠ざけるようにずらして配置したものである。
【００７４】
ＬＥＤ光源７０では、ＬＥＤ素子１として青色光を発光する窒化物系化合物半導体を用い、蛍光体３としてセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を用いた。即ち、蛍光体３は、ＬＥＤ素子１からの発光の一部を吸収し、波長変換して黄色光を発光する。これによって、ＬＥＤ光源７０では、ＬＥＤ素子１からの青色光と、ＬＥＤ素子１からの青色光によって蛍光体３から発光する黄色光が混ざり合って擬似白色光を出射する。
【００７５】
図１２は、ＬＥＤ光源７０の発光スペクトル例を示す図である。
【００７６】
図１２において、横軸はＬＥＤ光源の波長（ｎｍ）を示し、縦軸は光強度（Ｗ／ｃｍ2）を示している。また、図１２において、点線８１は、塗布層７２が形成されていないＬＥＤ光源７０のスペクトルを示し、実線８０は、塗布層７２が形成されたＬＥＤ光源７０のスペクトルを示している。
【００７７】
図１２を見れば明らかなように、塗布層７２を形成して色度調整を行うことでＬＥＤ光源７０のスペクトルは変化し、青色ＬＥＤに由来する４５０ｎｍ付近のピークは減少し、黄色蛍光体に由来する５６０ｎｍ付近のピークが増加する。即ち、塗布層７２を形成することで、ＬＥＤ光源７０の色度座標を黄色方向へ変化させることが可能となる。
【００７８】
図１３は、塗布層のずらしを説明するための図である。
【００７９】
図１３（ａ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上に円形の塗布層１０５が塗布されているＬＥＤ光源１００の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源１００において、塗布層１０５が無い状態は、前述したＬＥＤ光源２０の塗布層９ａ及び９ｂが無い状態と同様である。また、塗布層１０５は、ＬＥＤ光源２０の塗布層９ａを構成するイエロ顔料インクと同様である。
【００８０】
図１３（ａ）に示すような塗布層１０５を樹脂表面に配置することにより、ＬＥＤ光源１００の出射光の色度を、色度座標上で黄色よりに調整することができる。また、塗布層１０５による色度補正量は、色度補正量分布１０１における斜線部１０２の面積に対応することとなる。
【００８１】
図１３（ｂ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上から距離ｄ１だけずらして円形の塗布層１１５が塗布されているＬＥＤ光源１１０の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源１１０において、塗布層１１５が無い状態は、前述したＬＥＤ光源２０の塗布層９ａ及び９ｂが無い状態と同様である。また、塗布層１１５は、ＬＥＤ光源２０の塗布層９ａを構成するイエロ顔料インクと同様であり、図１３（ａ）の塗布層１０５と同じ形状及び面積を有している。
【００８２】
図１３（ｂ）に示すような塗布層１１５を樹脂表面に配置することにより、ＬＥＤ光源１１０の出射光の色度を、色度座標上で黄色よりに調整することができる。また、塗布層１１５による色度補正量は、色度補正量分布１１１における斜線部１１２の面積に対応することとなる。
【００８３】
図１３（ｃ）はＬＥＤ素子１（不図示）の真上から距離ｄ２だけずらして円形の塗布層１２５が塗布されているＬＥＤ光源１２０の色度補正量（Δｘ）グラフとＬＥＤ光源の上面図を示している。ここで、ＬＥＤ光源１２０において、塗布層１２５が無い状態は、前述したＬＥＤ光源２０の塗布層９ａ及び９ｂが無い状態と同様である。また、塗布層１２５は、ＬＥＤ光源２０の塗布層９ａを構成するイエロ顔料インクと同様であり、図１３（ａ）の塗布層１０５と同じ形状及び面積を有している。
【００８４】
図１３（ｃ）に示すような塗布層１２５を樹脂表面に配置することにより、ＬＥＤ光源１２０の出射光の色度を、色度座標上で黄色よりに調整することができる。また、塗布層１２５による色度補正量は、色度補正量分布１２１における斜線部１２２の面積に対応することとなる。
【００８５】
図１３（ａ）〜（ｃ）から理解できるように、同じイエロ顔料インクによる同じ形状及び面積を有する塗布層のずらし量（ｄ）を変化させることによって、ＬＥＤ光源の色度の補正量を変化させる（即ち、色度の調整量を変化させる）ことが可能である。
【００８６】
図１３（ａ）〜（ｃ）における色度補正量分布は、以下の手順によって求めている。
（１）測定対象のＬＥＤ光源のＬＥＤ素子の真上に色度計を固定して配置する。
（２）ＬＥＤ光源の樹脂表面に微小な同じイエロ顔料インクによる塗布層を形成し、塗布層を全く有しない場合の色度との差である色度補正量を演算する。
（３）微小な同じイエロ顔料インクによる塗布層をＬＥＤ光源の樹脂表面上に順次形成し、形成するたびに色度補正量を演算する。
（４）全ての演算結果に基づいて、測定対象のＬＥＤ光源についての色度補正量分布を求める。
【００８７】
図１４は、ずらし量（ｄ）と色度補正量Δｘとの関係を示す図である。
【００８８】
図１４は、図６に示すＬＥＤ光源２０の塗布層９ａと同じイエロ顔料インクによる同じ形状及び面積を有する塗布層のずらし量（ｄ）を変化させて、色度補正量Δｘを測定したデータをプロットしたものである。図１４において、横軸はずらし量（ｄ：μｍ）を示し、縦軸は色度補正量Δｘを示している。
【００８９】
点１３０は、ずらし量ｄ＝０μｍとした場合を示し、図１３（ａ）に示すＬＥＤ光源１００に対応するものである。点１３２は、ずらし量ｄ＝ｄ１＝５００μｍとした場合示し、図１３（ｂ）に示すＬＥＤ光源１１０に対応するものである。点１３４は、ずらし量ｄ＝ｄ２＝１０００μｍとした場合示し、図１３（ｃ）に示すＬＥＤ光源１２０に対応するものである。このように、ずらし量（ｄ）と色度補正量Δｘとの間には、所定の相関関係が存在することが理解できる。
【００９０】
図１５は、色度座標例を示す図である。
【００９１】
図１５において、縦軸及び横軸は、それぞれ色度座標変化△ｙ及び△ｘを示している。なお、色度調整前のＬＥＤ光源（塗布層がない場合）の色度座標変化を原点（△ｙ、△ｘ）＝（０、０）としている。即ち、点１３５は、図６に示すＬＥＤ光源２０において塗布層９ａ及び９ｂを有しない場合に対応する。また、図１５の点１３０〜１３４は、図１４の点１３０〜１３４に対応している。
【００９２】
図１３〜図１５より、同じ方法で形成された同じ大きさの塗布層のずらす量ｄを変化させることによって、色度の調整度合いを補正することが可能となる。即ち、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すような塗布層１０５〜１２５を形成することによって、ＬＥＤ光源から出射される光の色度を色度座標上で黄色側に任意に調整することができる。
【００９３】
図１３〜１５に示した、インク塗布層のずらしによってＬＥＤ光源の色度調整を行う場合には、まず、インク塗布層が配置されていないＬＥＤ光源を発光させて、出射される光の色度を測定する。次に、測定された色度が所望の色度でない場合には、測定された色度と所望の色度との色度差に応じた調整を行うためのインク塗布層を所定の距離ずらして、ＬＥＤ光源の樹脂材料の表面に配置する。インク塗布層の形状及び面積を固定し、色度差とずらし量（ｄ）を、色度差に応じて変更するようにすれば良い。その場合、色度差とずらし量との関係をテーブル等に定めておき、測定結果に基づき、テーブルに定められたずらし量（ｄ）に応じて、インク塗布層を配置する。このように、同じ形状及び面積のインク塗布層の位置をずらして色度の調整を行う方法を利用すると、所定の範囲内の色度を有するＬＥＤ光源の製造コストを減少させる上で非常に効果がある。
【００９４】
上記の例では、顔料インクを含むインク塗布層を、インクジェットプリンタを用いて、所望の塗布濃度でＬＥＤ光源の樹脂表面に塗布するようにした。しかしながら、インク塗布層の配置は、インクジェットプリンタを用いた方法のみではなく、他の方法により実行しても良い。例えば、顔料インクを含むインク塗布層をシール状に予め形成しておき、そのシール状のインク塗布層を、ＬＥＤ光源の樹脂表面に貼り付けるようにしても良い。
【００９５】
上記の例では、青色発色のＬＥＤ素子と黄色発色の蛍光体を組み合わせたＬＥＤ光源を用いて説明を行ったが、青色発色のＬＥＤ素子と緑色、赤色を発色する２つ蛍光体の組み合わせでも、紫外発色のＬＥＤ素子と青色、緑色、赤色を発色する３つの蛍光体の組み合わせでも同様の調整方法で、色度を調整することが可能である。
【００９６】
また、上記の例では、透明樹脂の表面にインク塗布層を配する位置を工夫して、色度調整を行うために、イエロ顔料インクを用いた例（図１、ｂ）を示したが、このイエロ顔料インクの代わりに、例えばＹＡＧ蛍光体を用いても、本発明と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
本発明に係るＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の色度調整方法によれば、ＬＥＤ光源からの出射光の色温度が一様になるように調整することが可能である。また、本発明に係るＬＥＤ光源及びＬＥＤ光源の色度調整方法によれば、ＬＥＤ光源の色度が所定となるように調整することができる。したがって、個々にばらつきの無い、ＬＥＤ光源を提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００９８】
１    ＬＥＤ素子
２    透明樹脂
３    蛍光体
４    パッケージ枠
５    基板
６ａ、６ｂ    出射光
７ａ、７ｂ、７ｃ    領域
８ａ、８ｂ、８ｃ、９ａ、９ｂ、７２、１０５、１１５、１２５    塗布層
９、１１    ドット
１０、２０、４０、７０、１００、１１０、１２０    ＬＥＤ光源
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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