(57)【要約】【課題】異なる色暖かさを持つ白色に調整可能であり、マイグレーション顔色の光線を発生可能であり、且つ光線の顔色を一定範囲内に変調可能である三波長持ちLEDの構造を提供する。【解決手段】一つの基板と、少なくとも一つのプリント回路層と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、前記プリント回路層は、前記基板の表面に設置され、前記青色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記プリント回路層と電気的に連接し、前記緑色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記青色LEDダイと接触しなく、前記プリント回路層と電気的に連接し、前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆って両者から射出した光線の波長を別の波長に転換する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの基板と、少なくとも一つのプリント回路層と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、
前記プリント回路層は、前記基板の表面に設置され、
前記青色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記プリント回路層と電気的に連接し、
前記緑色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記青色LEDダイと接触しなく、前記プリント回路層と電気的に連接し、
前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆って両者から射出した光線の波長を別の波長に転換することを特徴とする、
三波長持ちLEDの構造。
【請求項２】
前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする、請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項３】
前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする、請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項４】
前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする、請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項５】
前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする、請求項４に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項６】
更に、光線透過可能なパッケージ用ゲルを含み、前記パッケージ用ゲルは、基板の上で位置し、前記青色LEDダイと緑色LEDダイと赤色蛍光層とを覆うことを特徴とする、請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項７】
二つのリード支持枠と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、複数の溶接用ワイヤと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、
前記青色LEDダイは、ダイコップ内に設置され、
前記緑色LEDダイは、ダイコップ内に設置され、前記青色LEDダイと接触しなく、
前記溶接用ワイヤは、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとの上でそれぞれ設置され、第二リード支持枠と物理的且つ電気的に連接し、
前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、ダイコップに充填されて前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆って両者から射出した光線の波長を別の波長に転換することを特徴とする、三波長持ちLEDの構造。
【請求項８】
前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする、請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項９】
前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする、請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１０】
前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする、請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１１】
前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする、請求項１０に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１２】
更に、光線透過可能なパッケージ用ゲルを含み、前記パッケージ用ゲルは、二つのリード支持枠と、ダイコップと、赤色蛍光層とを覆うことを特徴とする、請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１３】
一つの台座と、一つの導電手段と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、
前記導電手段は、前記台座の上で設置され、
前記青色LEDダイは、前記台座と導電手段との上で設置され、前記導電手段と電気的に連接し、
前記緑色LEDダイは、前記台座と導電手段との上で設置され前記導電手段と電気的に連接し、前記青色LEDダイと接触しなく、
前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆うことを特徴とする、三波長持ちLEDの構造。
【請求項１４】
前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする、請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１５】
前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする、請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１６】
前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする、請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造。
【請求項１７】
前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする、請求項１６に記載の三波長持ちLEDの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに係り、特に、三波長持ちLEDの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード電球は、広汎に使用される高能率発光素子であり、図１に示すのは従来の電球タイプ単色LEDのパッケージ構造であり、この構造において、リード支持枠１０の端部に成形されたダイコップ１０１内には単色LEDダイ１１が設けてあり、前記単色LEDダイ１１は一つのリードを介して他のリード支持枠１３と物理的且つ電気的に連接する。前記ダイコップ１０１内に光線透過可能な樹脂１４を充填することにより単色LEDダイ１１が前記樹脂１４に覆われて、パッケージ用ゲル１５により、それらをパッケージすると電球タイプ単色LEDが完成した。
【０００３】
上記の電球タイプ単色LEDは、ダイを光源とするので、LEDの物理特性の制限で単一波長の光線しか発光できなく、他の波長の光線を発光しようとする場合には複数のダイを使用することが必要になり、且つ複数の波長の光線の組合原理により、赤色と青色と緑色とのLEDを組合っても均一の白色光線が形成できないので、LEDの応用可能な範囲が限定された。
【０００４】
LEDダイの物理特性を基にしてLEDダイの上面を覆った樹脂を転換層とする構造は、前記樹脂の中に波長を転換する化学物質を添加することにより、LEDが樹脂内の化学物質との顔色混合または吸収転換によって顔色が転換され、だから、LEDは多種類の顔色の光線の光源として使用されるようになり、且つ製品が微細化になる現在では、表面粘着技術もLEDの製造プロセスに導入され、これにより、LEDのパッケージ構造は微細化になった。
【０００５】
図２に示すのは表面粘着技術によって作製された白色LEDのパッケージ構造である。この構造は、一つのベース体１６の周囲に互いに対応した導電層１７，１８が設置され、前記導電層１７の上で青色LEDダイ１９を設置して、２本の溶接用ワイヤ２０，２１により前記青色LEDダイ１９を二つの導電層１７，１８とそれぞれ物理的且つ電気的に連接する。黄色蛍光剤が混入された樹脂２２で前記青色LEDダイ１９の上面を覆って、パッケージ用ゲル２３により、それらをパッケージすると、白色LEDのパッケージ構造が完成された。
【０００６】
図２に示す白色LEDのパッケージ構造は青色LEDダイを光源とし、黄色蛍光剤が混入された樹脂２２により光線を青色に転換し、だから、このパッケージ構造は白色の光線を射出し、白色の光線の光源として使用することができ、且つその本来の顔色は青色であり、前記樹脂の蛍光層の隙間から若干の青色の光線が射出するので、純粋な白色の光線が形成され、これにより、LEDの適用可能な分野が更に拡大になった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のLED技術は、視覚効果によって青色と黄色を混合して白色の光線に形成するだけであり、赤色の光線の成分がないので、製品を作製した後に光線の顔色を変更できなく、また、図５に示すように、従来の白色LEDのパッケージ構造の光線の暖かさの調整が不完全であり、特に、3500K以下の暖かい色にすることができず、だから、暮らしの白色の光源として使用することができない。
【０００８】
だから、この技術分野において、LEDが作製された後にLEDの色暖かさが微調整でき、且つ赤光と緑光と青光との使用により純粋な白光を形成可能なLEDが要求される。
【０００９】
本発明の主な目的は、異なる色暖かさを持つ白色に調整可能な三波長持ちLEDの構造を提供する。
【００１０】
本発明の次の目的は、マイグレーション顔色の光線を発生可能な三波長持ちLEDの構造を提供する。
【００１１】
本発明の別の目的は、光線の顔色を一定範囲内に変調可能な三波長持ちLEDの構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、一つの基板と、少なくとも一つのプリント回路層と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、前記プリント回路層は、前記基板の表面に設置され、前記青色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記プリント回路層と電気的に連接し、前記緑色LEDダイは、前記基板とプリント回路層との表面に設置され、前記青色LEDダイと接触しなく、前記プリント回路層と電気的に連接し、前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆って両者から射出した光線の波長を別の波長に転換することを特徴とする三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１３】
本願の発明では、前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１４】
本願の発明では、前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１５】
本願の発明では、前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１６】
本願の発明では、前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする請求項４に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１７】
本願の発明では、更に、光線透過可能なパッケージ用ゲルを含み、前記パッケージ用ゲルは、基板の上で位置し、前記青色LEDダイと緑色LEDダイと赤色蛍光層とを覆うことを特徴とする請求項１に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１８】
本願の発明では、二つのリード支持枠と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、複数の溶接用ワイヤと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、前記青色LEDダイは、ダイコップ内に設置され、前記緑色LEDダイは、ダイコップ内に設置され、前記青色LEDダイと接触しなく、前記溶接用ワイヤは、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとの上でそれぞれ設置され、第二リード支持枠と物理的且つ電気的に連接し、前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、ダイコップに充填されて前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆って両者から射出した光線の波長を別の波長に転換することを特徴とする三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００１９】
本願の発明では、前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２０】
本願の発明では、前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２１】
本願の発明では、前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２２】
本願の発明では、前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする請求項１０に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２３】
本願の発明では、更に、光線透過可能なパッケージ用ゲルを含み、前記パッケージ用ゲルは、二つのリード支持枠と、ダイコップと、赤色蛍光層とを覆うことを特徴とする請求項７に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２４】
本願の発明では、一つの台座と、一つの導電手段と、少なくとも一つの青色LEDダイと、少なくとも一つの緑色LEDダイと、赤色蛍光層とを含む三波長持ちLEDの構造において、前記導電手段は、前記台座の上で設置され、前記青色LEDダイは、前記台座と導電手段との上で設置され、前記導電手段と電気的に連接し、前記緑色LEDダイは、前記台座と導電手段との上で設置され前記導電手段と電気的に連接し、前記青色LEDダイと接触しなく、前記赤色蛍光層は、電磁波の波長を転換可能な化学物質を有し、前記青色LEDダイと前記緑色LEDダイとを覆うことを特徴とする三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２５】
本願の発明では、前記青色LEDダイの波長は420〜475nmであることを特徴とする請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２６】
本願の発明では、前記緑色LEDダイの波長は495〜550nmであることを特徴とする請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２７】
本願の発明では、前記赤色蛍光層の化学物質は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+又はユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）のうちの何れか一つを採用することを特徴とする請求項１３に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【００２８】
本願の発明では、前記ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩は、Ca2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などの化学物質であることを特徴とする請求項１６に記載の三波長持ちLEDの構造であることを要旨としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る三波長持ちLEDの構造によれば、異なる色暖かさを持つ白色に調整可能であり、マイグレーション顔色の光線を発生可能であり、且つ光線の顔色を一定範囲内に変調可能である効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３１】
図３に示すのは本発明に係る三波長持ちLEDの構造を電球タイプLEDのパッケージ構造に適用したことを示す概略図である。
【００３２】
図３と図６に示すように、本実施例は、一つのリード支持枠２４の端部に形成したダイコップ２４１内に、波長420〜475nmの青色LEDダイ２５と、波長495〜550nmの緑色LEDダイ２６とを設置し、溶接用ワイヤ２７，２８により前記二つのLED２５，２６が他のリード支持枠２９と電気的に連接する。
【００３３】
次に、赤色蛍光層３０をダイコップ２４１に注入して前記二つのLEDダイ２５，２６を覆い、前記赤色蛍光層３０は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+、又はCa2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などのユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）の混合ゲル（例えばエポキシ又は珪素樹脂など）で構成されたものであり、赤色蛍光層３０が前記二つのLEDダイ２５，２６の一部の波長を吸収し、すなわち、CaS:Eu2+が波長420〜570nmの光線を吸収して波長ピーク値が655 nmの赤光を射出し、SrS:Eu2+が波長400〜530nmの光線を吸収して波長ピーク値が625 nmの赤光を射出し、なお、ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩が波長300〜550nmの光線を吸収して波長ピーク値が600〜700 nmの赤光を射出する。次に、光線透過可能なパッケージ用ゲル３１によってパッケージを実施すると電球タイプLEDのパッケージ構造が完成した。
【００３４】
図４に示すのは本発明に係る三波長持ちLEDの構造を表面粘着タイプLEDのパッケージ構造に適用した実施例を示す概略図である。
【００３５】
本実施例は、プリント回路層３３が設けられた基板３２の上で波長420〜475nmの青色LEDダイ２５と、波長495〜550nmの緑色LEDダイ２６とを設置し、溶接用ワイヤ２７，２８により前記二つのLED２５，２６がプリント回路層３３とそれぞれ電気的に連接する。
【００３６】
次に、前記二つのLED２５，２６の上面に赤色蛍光層３０を塗布し、前記赤色蛍光層３０は、CaS:Eu2+、SrS:Eu2+、又はCa2Si5N7:Eu、Ca2Si5N8:Eu2+などのユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩（Nitridosilicates）の混合ゲル（例えばエポキシ又は珪素樹脂など）で構成されたものであり、赤色蛍光層３０が前記二つのLEDダイ２５，２６の一部の波長を吸収し、すなわち、CaS:Eu2+が波長420〜570nmの光線を吸収して波長ピーク値が655 nmの赤光を射出し、SrS:Eu2+が波長400〜530nmの光線を吸収して波長ピーク値が625 nmの赤光を射出し、なお、ユーロピウムで励起されたニトリド珪酸塩が波長300〜550nmの光線を吸収して波長ピーク値が600〜700 nmの赤光を射出する。次に、光線透過可能なパッケージ用ゲル３４によってパッケージを実施すると表面粘着タイプLEDのパッケージ構造が完成した。
【００３７】
本発明に係る三波長持ちLEDの構造は、赤色蛍光層内の化学物質によって青色LEDダイと緑色LEDダイとから射出した青光および緑光を吸収し、前記化学物質が青光および緑光を吸収した後に波長600〜700 nmの赤光を射出し、前記赤光が青光および緑光と混合した後、白光が形成される。
【００３８】
青色LEDダイと緑色LEDダイの電気特性が一致であり、両者の順方向電圧（Vf）および電流もほぼ同じなので、一つの駆動回路により青色LEDダイと緑色LEDダイを制御することができ、本発明を白光LEDにしようとする場合には、本発明に係る三波長持ちLEDの構造における青色LEDダイと緑色LEDダイとの数量を調整し、例えば青色LEDダイ対緑色LEDダイの数量比例を、１対３、１対２、１対１、２対１、３対１などにして、赤色蛍光剤の化学物質の混入量に合わせて、色暖かさを2500K〜7000Kの範囲内に調整することができる。また、この構造で発生した白光が赤光と青光と緑光とから構成されるので、本発明の実用価値は更に向上する。
【００３９】
青色LEDダイと緑色LEDダイとの駆動回路を別々に設けて、各LEDダイの電流の大きさを別々に調整する場合には、操作電流の増加または減少がCIE座標（CIE coordinate）のフローティングの原因になり、LEDパッケージ構造が作製する時に赤色蛍光剤内の化学物質の含有量を微調整すると、青光と、緑光と、青光と緑光とで化学物質を励起して発生した光線は、やや赤色や青色や緑色に寄ってマイグレーション顔色の光線が発生可能になり、且つ青色LEDダイと緑色LEDダイとを通過する駆動電流のタイミングを変化すると、時間に従って変化するCIE座標フローティング現象が発生し、このCIE座標フローティング現象により、光線の顔色を一定範囲内に変調可能のLEDが作製できる。そのメリットは、異なる回路設計によって青色LEDダイと緑色LEDダイとの発光方式を制御することにより、本発明に係る三波長持ちLEDを作成した後にも、LEDは、異なる顔色の光線を発生し、又は発光タイミングを変更することができ、だから、本発明は高度の汎用性を持つ。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の電球タイプ単色LEDのパッケージ構造を示す概略図である。
【図２】従来の表面粘着タイプ白色LEDのパッケージ構造を示す概略図である。
【図３】本発明に係る三波長持ちLEDの構造を電球タイプLEDのパッケージ構造に適用したことを示す概略図である。
【図４】本発明に係る三波長持ちLEDの構造を表面粘着タイプLEDのパッケージ構造に適用したことを示す概略図である。
【図５】従来（日本アジア化学株式会社）の白色ＬＥＤにより発生する白色のスペクトルを示すグラフである。
【図６】本発明の三波長持ちＬＥＤにより発生する白色のスペクトルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１０      リード支持枠
１０１    ダイコップ
１１      単色LEDダイ
１２      リード
１３      リード支持枠
１４      光透過可能樹脂
１５      パッケージ用ゲル
１６      ベース体
１７，１８      導電層
１９      青色LEDダイ
２０，２１      溶接用ワイヤ
２２      黄色蛍光剤持ち樹脂
２３      パッケージ用ゲル
２４      リード支持枠
２４１    ダイコップ
２５      青色LEDダイ
２６      緑色LEDダイ
２７，２８      溶接用ワイヤ
２９      リード支持枠
３０      赤色蛍光層
３１      パッケージ用ゲル
３２      基板
３３      プリント回路層
３４      パッケージ用ゲル
【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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