(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線発光または紫色発光ダイオードと、３種類以上の可視光発光蛍光体を具備する白色ＬＥＤの製造方法において、その発光スペクトルが４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色部にピーク値を有するとともに、前記赤色部にピーク値を示す蛍光体が、
一般式３：（Ｌａ１−Ｘ−ＹＥｕＸＭＹ）２Ｏ２Ｓ
（式中Ｍは元素Ｓｂ，Ｓｎの少なくとも１種、ｘ及びｙは０．０１＜ｘ＜０．１５，ｙ＜０．０３）で表わされるユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体であり、かつ前記３種類以上の可視光蛍光体に、蛍光体の合計量に対して０．０１〜０．３質量％の割合で結合剤を添加し、前記３種類以上の蛍光体を予め結合剤で結合する工程を具備すると共に、前記結合剤がホウ酸バリウム・カルシウムまたはアクリル樹脂エマルジョンであることを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法。
【請求項２】
請求項１項記載の白色ＬＥＤの製造方法において、青色部、緑色部および赤色部のピークの半値幅が50ｎｍ以下であることを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法。
【請求項３】
請求項１項記載の白色ＬＥＤランプの製造方法において、前記可視光発光蛍光体は以下の一般式を満たすことを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法。
青色発光蛍光体として一般式１：（Ｓｒ１−Ｘ−Ｙ−Ｚ）ＢａＸＣａＹＥｕＺ）１０（ＰＯ４）・６Ｃｌ２
（式中x、y、zはx＜0.2、y＜0.1、0.005＜z＜0.1）で表されるユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体。
【請求項４】
請求項１項記載の白色ＬＥＤランプの製造方法において、前記可視光発光蛍光体は以下の一般式を満たすことを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法。
緑色発光蛍光体として一般式２：（Ｂａ１−Ｘ−Ｙ−ＺＳｒＸＣａＹＥｕＺ）（Ｍｇ１−ＵＭｎＵ）Ａｌ１０Ｏ１７
（式中x、y、z、uはx＜0.5、y＜0.1、0.15＜z＜0.4、0.3＜u＜0.6）で表されるユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体。
【請求項５】
請求項１項記載の白色ＬＥＤの製造方法において、前記紫外線発光または紫色発光ダイオードの発光波長がそのピーク値において370〜410ｎｍの値を有することを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の白色ＬＥＤを用いたことを特徴とするバックライトの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のバックライトを用いたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトに好適な白色ＬＥＤ（発光ダイオード）の製造方法およびそれを用いたバックライトの製造方法並びに液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は光を放射する半導体ダイオードであり、電気エネルギーを紫外光または可視光に変換するものである。特に可視光を利用するためにＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＰなどの発光材料で形成した発光チップを透明樹脂で封止したＬＥＤとして広く使用されている。また、発光材料をプリント基板や金属リードの上面に固定し、数字や文字を形どった樹脂ケースで封止したディスプレィ型のＬＥＤも多用されている。
また、発光チップの前表面あるいは前部樹脂中に各種の蛍光体粉末を含有させることにより、放射光の色を適正に調整することも可能である。すなわちＬＥＤの発光色は、青色から赤色まで使用用途に応じた可視光領域の発光を再現することが出来る。また、発光ダイオードは半導体素子であるため、長寿命、高信頼性で、光源として用いた場合には、その交換頻度も低減されることから、携帯通信機器、パーソナルコンピュータ周辺機器、ＯＡ機器、家庭用電気機器、オーディオ機器、各種スイッチ、バックライト用光源表示板等の各種表示装置の構成部品として広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、最近では上記各種表示装置の利用者の色彩感覚が向上し、各種表示装置においても、微妙な色合いをより高精細に再現できる機能や、ＬＥＤの均一な外観が要求要求されるようになってきた。特に白色発光のＬＥＤは携帯電話のバックライトや車載用ランプにおいてその拡大は著しく、将来的には、蛍光灯の代替として大きく伸長していくことが期待されるところから、その白色光の高演色性や均一な外観をもとめ種々の改善が試みられている。
現在、普及し、あるいは試行されている白色発光ＬＥＤには青色発光ダイオードと黄色発光蛍光体（ＹＡＧ）場合によっては更に赤色蛍光体を組み合わせたタイプ（タイプ１と呼称）、紫外線あるいは紫光発光ダイオードと青色、黄色、赤色蛍光体を組み合わせたタイプ（タイプ２と呼称）がある。現時点で、タイプ１はタイプ２より高輝度で最も普及しているが、見る方向によっては黄色っぽく見えたり、白色面に投影したとき黄色や青色のムラが現れたりする。そのためタイプ１は擬似白色と呼ばれることもある。白色光の質を表す平均演色指数においてもタイプ１の白色発光ＬＥＤでは７０〜７５（７０以上７５以下）の範囲に留まっている。一方、後者（タイプ２）は輝度において前者に劣るものの、発光ならびに投影光のムラが少なく、将来的には照明、あるいはバックライト用途の本命として展開が期待され開発が進められている。
【０００４】
この方向での改善としては、例えば三菱電線工業時報（２００２年７月第９９号：非特許文献１）には紫外ＬＥＤとユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体またはユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体、緑色発光蛍光体として銅、アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体またはユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体、赤色発光蛍光体としてユーロピウム付活酸硫化イットリウム蛍光体を組合せた白色ＬＥＤが報告されている。また特開２０００−７３０５２号公報（特許文献１）には紫外ＬＥＤとユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体またはユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体、緑色発光蛍光体としてユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体、赤色発光成分としてユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体を組合せた白色ＬＥＤが報告されている。これらはいずれもタイプ２型の特徴である高い演色性をそなえているものの、輝度の点では未だ不十分であり更なる改善が必要である。
タイプ２型の白色発光ＬＥＤで高演色、高輝度を達成するには白色光のスペクトルにおいて、人間の色感度のピークがある４５０ｎｍ近辺，５６０ｎｍ近辺，６２０ｎｍ近辺の光がバランス良く含まれていること、青色、緑色、赤色発光成分の蛍光体の効率がいずれも良くバランスのとれていることが必要である。また、発光色が異なる複数の蛍光体を組み合わせて使用していること等に起因した、発光色度におけるばらつきが発生することも分かってきた。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７３０５２号公報
【非特許文献１】三菱電線工業時報（２００２年７月第９９号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タイプ２型の白色ＬＥＤの実用化が種々試みられるなか照明用途とバックライト用途ではその開発方向に違いのあることが分かってきた。照明用途の白色ＬＥＤは輝度と白色光の質を規定する平均演色指数(Ra)が高いことが重要であるのに対し、バックライト用途では輝度が高く、かつ色再現域が広いことが求められる。照明およびバックライトで輝度が高いことは両者で要求される共通の特性であるが、高平均演色指数、広色再現域はそれぞれのデバイスで要求されるもので必ずしも両立するものではない。
一方、発光色が異なる複数の蛍光体を組み合わせて使用していること等に起因して、発光色度にばらつきが発生することがわかり、このような色度のばらつきは白色ＬＥＤを製造する過程において、歩留まりを低下させ、白色ＬＥＤを使用したバックライトの色再現性能を低下させることから、色度のばらつきを抑制することが強く求められている。
特に近年成長が著しい液晶テレビ用の白色ＬＥＤにおいては従来の冷陰極管で問題となっていた水銀使用の環境問題がなく、かつ色再現域を広げられる可能性のあるところから、その技術開発への期待は大きいものがある。
このような状況下本発明者らは、紫外線あるいは紫色発光ダイオードと、可視光発光蛍光体を３種類以上を組み合わせたタイプ（タイプ２）の開発を進めていくなかで、液晶バックライト用白色ＬＥＤランプとして望ましい発光スペクトルおよびそれを実現する蛍光体の組合せ、およびその形態を見出し本発明に至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためのものであり、紫外線発光または紫色発光ダイオードと、３種類以上の可視光発光蛍光体を具備する白色ＬＥＤの製造方法において、その発光スペクトルが４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色部にピーク値を有するとともに、前記赤色部にピーク値を示す蛍光体が、一般式３：（Ｌａ１−Ｘ−ＹＥｕＸＭＹ）２Ｏ２Ｓ
（式中Ｍは元素Ｓｂ，Ｓｎの少なくとも１種、ｘ及びｙは０．０１＜ｘ＜０．１５，ｙ＜０．０３）で表わされるユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体であり、かつ前記３種類以上の可視光蛍光体に、蛍光体の合計量に対して０．０１〜０．３質量％の割合で結合剤を添加し、前記３種類以上の蛍光体を予め結合剤で結合する工程を具備すると共に、前記結合剤がホウ酸バリウム・カルシウムまたはアクリル樹脂エマルジョンであることを特徴とする白色ＬＥＤの製造方法である。
【０００８】
また、青色部、緑色部および赤色部のピークの半値幅が50ｎｍ以下であることが好ましい。
また、青色発光蛍光体として
一般式１：（Ｓｒ１−Ｘ−Ｙ−ＺＢａＸＣａＹＥｕＺ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（式中x、y、zはx＜0.2、y＜0.1、0.005＜z＜0.1）で表されるユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体であることが好ましい。
また、緑色発光蛍光体として
一般式２：（Ｂａ１−Ｘ−Ｙ−ＺＳｒＸＣａＹＥｕＺ）（Ｍｇ１−ＵＭｎＵ）Ａｌ１０Ｏ１７
（式中x、y、z、uはx＜0.5、y＜0.1、0.15＜z＜0.4、0.3＜u＜0.6）で表されるユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体であることが好ましい。
【０００９】
また、紫外線発光または紫色発光ダイオードの発光波長がそのピーク値において３７０〜４１０ｎｍの値を有することが好ましい。
また、本発明の白色ＬＥＤの製造方法はバックライトの製造方法およびそれを用いた液晶表示装置の製造方法に好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の白色ＬＥＤの製造方法は高輝度を具備し、かつ色再現性も優れ、また発光色度のばらつきを低減する。そのため本発明により製造された白色ＬＥＤを用いたバックライトの製造方法並びに本発明により製造されたバックライトを用いた液晶表示装置の製造方法によれば、いずれも高輝度を具備し、色再現性が優れ、かつ発光色度のばらつきが低減されたバックライト並びに液晶表示装置が提供できる。
また、従来の冷陰極管（ＣＣＦＬ）のように水銀を使用する必要もないので環境問題が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明の白色ＬＥＤの一例を示す断面図を示した。図１ａは発光ダイオード、ｂは樹脂に埋め込まれた蛍光体層を、ｃは発光ダイオード及び蛍光体の発光を外部へ導く反射層を、ｄは発光部を支える樹脂枠を示している。ＬＥＤランプに印加された電気エネルギーは発光ダイオードにより紫外光あるいは紫色光に変換され、それらの光が発光ダイオード上部の蛍光体層によりより長波長の光に変換され、総計として白色光がＬＥＤランプ外へ放出される仕組みになっている。
紫外線発光ダイオードまたは紫色発光ダイオードはＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系のダイオードなど様々なものが適用可能である。特に発光波長のピーク値が３６０〜４２０ｎｍの発光ダイオードであると、後述の蛍光体との組合せにより、高輝度かつ色再現性のより優れた白色ＬＥＤを為し得ることができる。
【００１２】
蛍光体層ｂに用いる蛍光体としては可視光発光蛍光体を３種以上用い、予め結合剤で結合されていることが重要である。具体的には、その発光スペクトルが４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色部にそれぞれピーク値を有する蛍光体を用い、結合剤で結合する。つまり、ピーク波長４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色蛍光体、ピーク波長５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色蛍光体、ピーク波長６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色蛍光体をそれぞれ用いることにより可視光発光蛍光体が３種となり、これらを結合剤で結合する。また、同じ色の蛍光体を２種以上用いれば、可視光発光蛍光体が３種以上となる。
例えば図１のような白色ＬＥＤの場合、発光ダイオードａに印加された電気エネルギーは発光ダイオードにより紫外光（あるいは紫色光）に変換され、それらの光が発光ダイオード上部の蛍光体層によりより長波長の光に変換され、総計として白色光がＬＥＤ外へ放出される仕組みになっている。
なお、本発明では発光ダイオードａに用いられる紫外線発光ダイオードまたは紫色発光ダイオードは発光ダイオードと表記し、完成した白色発光ダイオードに関しては白色ＬＥＤと表記する。
【００１３】
図２に、図１のような構成の本発明の白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例を示した。電流値２０ｍＡでピーク値４００ｎｍ紫外線発光ダイオードを発光させ蛍光体により色度（０．２５３，０．２３８）の白色光に変換した時のものである。４４７ｎｍの青色部、５１８ｎｍの緑色部、６２３ｎｍの赤色部にピーク値を有し、さらに各ピークの半値幅がそれぞれ５０ｎｍ以下であることを特徴としている。
図３には本発明の白色ＬＥＤの発光を液晶ディスプレイ（液晶表示装置）で使われる一般的な青色、緑色、赤色のカラーフィルターを通しその発光色をＣＩＥ色度図にプロットしたものである。その色度図において青色、緑色、赤色の発光点を結んで得られる三角形の内部の色度の光をその液晶ディスプレイは表現できることを意味している。
三角形の面積が広いほうが多くの色度の光を表現でき、その液晶ディスプレイは色再現域が広い（色再現性が良い）ことになる。図３には従来の冷陰極管を用いた液晶ディスプレイの色再現域も示されているが、明らかに本発明の色再現域の方が広く優れたものであることが分かる。
【００１４】
図３には同時に理想的な色再現域を示す国際標準（ＮＴＳＣ）も示した。色再現域の広さはこのＮＴＳＣの三角形の面積を１００としたときの相対値で示され、本発明の液晶ディスプレイの色再現域は９８であるのに対し従来の冷陰極管液晶ディスプレイのそれは６５であった。
上記のように青色部、緑色部、赤色部のピーク値の半値幅が５０ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、図４に、本発明の蛍光体を組合せて得られる白色ＬＥＤにおいて、青色・緑色・赤色のピーク値の半値幅が５０ｎｍ以下のもの（製品１）と一部の半値幅が５０ｎｍを超えたもの（製品２）を用意し、その発光スペクトルを比較した。また、製品１および製品２を用いた液晶ディスプレイの色再現域を図５に示した。これらの色再現域は対ＮＴＳＣで製品１が９８であり、製品２が８７であった。
製品２の色再現域は冷陰極管のそれよりは優れているものの、製品１の色再現域よりは劣っている。その理由は製品２のスペクトルが本発明と同様４４７ｎｍの青色部、５１８ｎｍの緑色部、６２３ｎｍの赤色部にピーク値を有しているものの、青色ピークの半値幅が６０ｎｍと広く青色成分の純度が悪いためである。なお、各ピークの半値幅はすべてが５０ｎｍ以下であることが最も好ましいが、半値幅の最大値は８０ｎｍ以下であれば実用に値する。特に青色・緑色・赤色のうち１種のみが半値幅８０ｎｍで、残り２種が５０ｎｍ以下であれば色再現域は対ＮＴＳＣで８０以上とすることができる。従って、各ピーク値の半値幅は、好ましくは８０ｎｍ以下、さらに好ましくは５０ｎｍ以下となる。
上記のように、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色部の各ピーク値を具備し、その半値幅が７０ｎｍ以下、さらには５０ｎｍ以下の特性を具備する蛍光体を用いることにより、高輝度を具備し、かつ色再現性の優れた白色ＬＥＤを為し得ることができる。
【００１５】
次に、蛍光体について説明する。蛍光体の組成については、上記特性を具備するものであれば特に限定されるものではないが、好ましい一例として次のものが挙げられる。
青色発光蛍光体としては
一般式１：（Ｓｒ１−Ｘ−Ｙ−ＺＢａＸＣａＹＥｕＺ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（式中x、y、zはx＜0.2、y＜0.1、0.005＜z＜0.1）で表されるユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体が挙げられる。一般式１においてｘ値およびｙ値は０（ゼロ）を含むものとする。
また、緑色発光蛍光体としては
一般式２：（Ｂａ１−Ｘ−Ｙ−ＺＳｒＸＣａＹＥｕＺ）（Ｍｇ１−ＵＭｎＵ）Ａｌ１０Ｏ１７ 
（式中x、y、z、uはx＜0.5、y＜0.1、0.15＜z＜0.4、0.3＜u＜0.6）で表されるユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体が挙げられる。なお、一般式２においてｘ値およびｙ値は０（ゼロ）を含むものとする。
また、赤色発光蛍光体として
一般式３：（Ｌａ１−Ｘ−ＹＥｕＸＭＹ）２Ｏ２Ｓ
（式中Ｍは元素Ｓｂ，Ｓｎの少なくとも１種、ｘ及びｙは０．０１＜ｘ＜０．１５，ｙ＜０．０３）で表わされるユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体が挙げられる。なお、一般式３においてｙ値は０（ゼロ）を含むものとする。
【００１６】
蛍光体の平均粒径は特に限定されるものではないが平均粒径３μｍ以上が好ましい。平均粒径が３μｍ以上、つまりは粒径が大きい方が高輝度を得やすい。平均粒径の上限については特に限定は無く、白色ＬＥＤの構造に合わせて適宜決めるものとするが、あまり大きすぎると均一に混ざり難いことから上限は平均粒径５０μｍ以下が好ましい。また、各蛍光体の混合比率については目的とする色度になるような比率であれば任意であるが、白色ＬＥＤを得るためには青色蛍光体を１５〜２５ｗｔ％、緑色蛍光体を１５〜２５ｗｔ％、赤色蛍光体が残部（青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体の合計が１００ｗｔ％）が好ましい。
【００１７】
これらの可視光発光蛍光体を予め結合剤で結合してから樹脂と混ぜ合わせて混合蛍光体を作製し、出来上がった混合蛍光体を、発光ダイオード上に塗布し、樹脂を固めることにより、白色ＬＥＤを形成することができる。予め蛍光体を結合してから用いることで、色度のばらつきを低減することができる。例えば、白色ＬＥＤランプを構成する青色、緑色、および赤色発光蛍光体のうち、赤色発光蛍光体が青色および緑色発光蛍光体に比べて比重が大きい場合、これら３色の蛍光体を単に混合しただけでは、樹脂の硬化処理前に赤色発光蛍光体だけが早く沈降してしまう。このような沈降速度の差に起因する蛍光体の分散状態の不均一性が、発光色度のばらつきを生じさせていたものと考えられる。そこで、青色、緑色、赤色の各色発光蛍光体を予め一体化した状態で、透明樹脂に分散させることによって、各蛍光体の透明樹脂中での分散状態を均一化させることができる。
上述した青色、緑色、赤色の各色発光蛍光体を予め結合した蛍光体は、例えば以下のようにして得ることができる。まず、青色、緑色、赤色の各色発光蛍光体を水に投入して懸濁液とする。この懸濁液を撹拌しながら、無機結合剤として微粉化したアルカリ土類ホウ酸塩等を加え、この状態で一定時間撹拌する。無機結合剤は青色、緑色、赤色の各色発光蛍光体の合計量に対して0.01〜0.3質量％の割合で添加することが好ましい。この後、撹拌を停止して蛍光体を沈降させ、ろ過、乾燥、さらに300℃以上の温度で数時間ベーキングしたものに篩分け等の処理を施すことによって、複数の蛍光体を結合した蛍光体を得ることができる。また、青色、緑色、赤色の各色発光蛍光体にアクリル樹脂等の有機結合剤を各色発光蛍光体の合計量に対して、例えば0.01〜0.3質量％の割合で添加、混合し、乾燥後篩分け等の処理を施すことによっても得ることができる。
なお、白色ＬＥＤに用いる基板や金属枠等の構成は任意である。
以上のような本発明の白色ＬＥＤの製造方法は高輝度を維持しつつ色再現性も優れており、発光色度のばらつきを低減することから、携帯電話やモバイル等の携帯通信機器、パーソナルコンピュータ周辺機器、ＯＡ機器、家庭用電気機器、オーディオ機器、各種スイッチ、バックライト用光源表示板等の各種表示装置に用いられる液晶表示装置のバックライトの製造方法に有効であり、それを用いた液晶表示装置の製造方法は高輝度かつ色再現性が優れ、発光色度のばらつきを低減した、高品質な製品が提供できる。特に、色度ばらつきが小さいことから白色ＬＥＤランプを複数個用いるバックライトの製造方法に用いたとしても均一な白色を有する面光源を得ることができる。従って、それを用いた液晶表示装置の特性も向上する。また、本発明のバックライトの製造方法は、サイドライト方式、直下型方式どちらでも適用できる。
【実施例】
【００１８】
次に実施例について説明する。
本実施例の白色ＬＥＤの評価は、横断面が図１のような構造を採用した。発光ダイオードはサイズ３００μｍ四方のチップを配し、６０ｍＡの電流値にて発光させ、液晶ディスプレイで一般に使われる青色、緑色、赤色のカラーフィルターを通した。その光を積分球に導き青色、緑色、赤色の発光色を評価し、ディスプレイにしたときの色再現域（色再現性）を評価した。色再現性については前述の通り対ＮＴＳＣとの面積比で示した。また白色ＬＥＤの輝度はフィルターを通さずに評価した。
色再現性評価はＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ社製ＣＡＳ  １４０  ＣＯＭＰＡＣＴ  ＡＲＲＡＹ  ＳＰＥＣＴＲＯＭＥＴＥＲ、白色ＬＥＤの輝度は大塚電子社製ＭＣＰＤ装置を使い行った。
【００１９】
＜ＬＥＤランプの作製方法＞
３種類以上の蛍光体は、ＬＥＤランプの色度がｘ＝０．２５０−０．２５５，ｙ＝０．２３５−０．２４０の範囲に入るように調合され、予め結合する。この結合された蛍光体をシリコーン樹脂と３０質量％、または４０質量％の比率で混合し、スラリーを作製した。得られたスラリーの一部を抜取り、図１のように配置されたＬＥＤに滴下し、１００〜１５０℃の温度で熱処理、シリコーン樹脂を硬化し白色ＬＥＤランプを得た。
なお、実施例、比較例においては発光ダイオードの発光波長のピーク値が３９９ｎｍにある発光ダイオードを使用した。
【００２０】
（実施例１）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.726Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｂ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを２０．１％、１９．５％、６０．４％の割合で予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。ここで、結合した３色混合蛍光体は以下の工程により得た。まず、各色発光蛍光体を水に投入して懸濁液とし、この懸濁液を撹拌しながらホウ酸バリウム・カルシウム（３（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・Ｂ２Ｏ３）を各色発光蛍光体の合計量に対して０．１重量％の割合で添加した。撹拌を３０分間継続した後に停止し、蛍光体を沈降させた。次いで、これをろ過してベーキングした後に２００メッシュのナイロン篩にかけて、結合された３色混合蛍光体を得た。
【００２１】
（実施例２）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.97Ｃａ0.02Ｅｕ10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.726Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.50Ｍｎ0.50）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.884Ｓｂ0.001Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．８％、１９．４％、６１．８％の割合で予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。ここで、結合した３色混合蛍光体は以下の工程により得た。まず各色発光蛍光体にアクリル樹脂エマルジョンを各色発光蛍光体の合計量に対して固形分で０．１質量％の割合で添加し、これらを混合した。次いで、この混合物を120℃で乾燥させた後、ナイロンメッシュにかけて結合された３色混合蛍光体を得た。
【００２２】
（実施例３）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.25Ｓｒ0.475Ｅｕ0.275）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｎ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．７％、１９．５％、６１．８％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２３】
（実施例４）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.75Ｂａ0.23Ｃａ0.01Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.756Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｎ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．９％、１９．５％、６１．６％の割合で実施例１による結合工程により、予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２４】
（実施例５）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.98Ｅｕ0.02）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.756Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.60Ｍｎ0.40）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｂ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．８％、１９．４％、６１．８％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２５】
（実施例６）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.97Ｃａ0.02Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.35Ｓｒ0.375Ｅｕ0.275）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.884Ｓｂ0.001Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．５％、１９．２％、６２．３％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２６】
（実施例７）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.75Ｅｕ0.25）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｂ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．８％、１９．５％、６１．７％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２７】
（実施例８）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.726Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｂ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．７％、１９．６％、６１．７％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と３０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２８】
（実施例９）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.97Ｅｕ0.03）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.75Ｅｕ0.25）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.883Ｓｎ0.002Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．９％、１９．５％、６１．６％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と４０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００２９】
（実施例１０）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.99Ｅｕ0.01）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2、緑色蛍光体ユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体（Ｂａ0.726Ｅｕ0.274）（Ｍｇ0.55Ｍｎ0.45）Ａｌ10Ｏ17、赤色蛍光体ユーロピウム付活酸硫化ランタン（Ｌａ0.882Ｓｂ0.003Ｅｕ0.115）2Ｏ2Ｓを１８．８％、１９．４％、６１．８％の割合で実施例１による結合工程により予め結合し、シリコーン樹脂と３０質量％の濃度で混合しスラリーを作製した。このスラリーを発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、本実施例の白色ＬＥＤを得た。
【００３０】
（比較例１）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.59Ｂａ0.39Ｃａ0.01Ｅｕ0.01）10（ＰＯ４）６・Ｃｌ２、緑色蛍光体銅、アルミニウム付活硫化亜鉛蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸硫化イットリウム（Ｙ0.94Ｅｕ0.06）２Ｏ２Ｓをそれぞれシリコーン樹脂と３０質量％の濃度で混合した。次にこれらのスラリーを１８，８％、１９．４％、６１．８％の割合で混ぜた後、発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化、比較例１の白色ＬＥＤを得た。なお、比較例１では蛍光体の結合工程は行わなかった。
（比較例２）
青色蛍光体ユーロピウム付活アルカリ土類クロロリン酸塩（Ｓｒ0.59Ｂａ0.39Ｃａ0.01Ｅｕ0.01）10（ＰＯ４）６・Ｃｌ２、緑色発光蛍光体としてユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体緑色蛍光体（Ｂａ0.864Ｅｕ0.136）（Ｍｇ0.74Ｍｎ0.26）Ａｌ10Ｏ17赤色蛍光体としてユーロピウム付活酸硫化イットリウム（Ｙ0.94Ｅｕ0.06）２Ｏ２Ｓをそれぞれシリコーン樹脂と３０質量％の濃度で混合した。次にこれらのスラリーを１８．７％、１９，５％、６１．８％の割合で混ぜた後、発光ダイオード上に塗布し、１４０℃の熱処理で樹脂を硬化し、比較例２の白色ＬＥＤを得た。なお、比較例２では蛍光体の結合工程は行わなかった。
【００３１】
表１には、得られた白色ＬＥＤおよびそれをバックライトに用いた液晶ディスプレイ（液晶表示装置）に4０ｍＡの電流を流し点灯させ、その発光の色再現域および輝度を測定した。さらに従来例（比較例３）として冷陰極管をバックライトに用いた場合の色再現域および輝度を同時に示した。
なお、各白色ＬＥＤの発光スペクトルを測定したところ、本実施例に係る白色ＬＥＤはいずれも４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部、５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下の赤色部にピーク値を具備し、各色のピーク波長の半値幅は５０ｎｍ以下であった。
それに対し、比較例１のものは緑色部および赤色部の波長ピークが本発明の範囲外であり、比較例２は赤色部の波長ピークのみが本発明の範囲外であった。
【００３２】
【表１】
0005235266.tif 000002
【００３３】
表から分かる通り、本実施例に係る白色ＬＥＤおよびそれをバックライトに用いた液晶表示装置は、色再現性が９０以上、輝度３９０ｍｃｄ以上の優れた特性を示すことが分かった。
（実施例１１〜１４）
次に、発光ダイオードの発光波長を表２のように変えた以外は実施例１と同様の白色ＬＥＤを作製し、同様の測定を行った。但し青色、緑色、赤色蛍光体の配合比率は色度がｘ＝０．２５０−０．２５５，ｙ＝０．２３５−０．２４０の範囲に入るよう調整した。
【００３４】
【表２】
0005235266.tif 000003
【００３５】
表から分かる通り、発光ダイオードの発光波長は３７０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下が好ましいことが分かった。
【００３６】
次に、実施例１〜１０の白色発光ＬＥＤランプの色度ばらつきを測定した。色度は各実施例にかかる白色ＬＥＤを各２０個用意し、各ＬＥＤの真上で色度（ＣＩＥ色度座標）を測定し、ｘ座標、ｙ座標の最大値と最小値の差（Δｘ、Δｙ）を測定した。なお、参考例として結合工程を行わない以外は実施例１と同様のものを用意した。その結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
0005235266.tif 000004
表３から分かる通り、本実施例にかかる白色ＬＥＤは色度ばらつきが小さいことが分かる。このような白色ＬＥＤランプは、携帯通信機器、ＰＣ周辺機器、ＯＡ機器、家庭用電気機器、各種スイッチ類、バックライト型表示板等の各種表示装置の構成部品、さらには一般照明装置等として有効に利用することができる。
特に、色度ばらつきが小さいことから白色ＬＥＤランプを複数個用いるバックライトに用いたとしても均一な白色を有する面光源を得ることができる。従って、それを用いた液晶表示装置の特性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の白色ＬＥＤの一例を示す断面図
【図２】本発明の白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例を示す図
【図３】本発明の白色ＬＥＤと現行のＣＣＦＬを液晶ディスプレイのバックライトとして用いたときの色再現域の比較を示す図
【図４】本発明の白色ＬＥＤにおいて、発光スペクトル（半値幅）を変えた場合の一例を示す図
【図５】図４の白色ＬＥＤを液晶ディスプレイのバックライトとして用いたときの色再現域を示す図
【符号の説明】
【００３９】
ａ…発光ダイオード
ｂ…蛍光体層
ｃ…反射層
ｄ…樹脂枠
【図１】
0005235266.tif 000005
【図２】
0005235266.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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