DE102004049880A1

DE102004049880A1 - Weißes Licht emittierende Diode

Info

Publication number: DE102004049880A1
Application number: DE102004049880A
Authority: DE
Inventors: Nodoka Fujiyoshida Oishi; Koichi Fujiyoshida Fukasawa
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2005-08-04
Also published as: CN100411202C; JP4458804B2; US20050082974A1; US7365485B2; CN1610137A; JP2005123484A

Abstract

Eine weiße LED (20) zum Emittieren eines Beleuchtungslichtes vollständig nach außen wird offenbart, die ein erstes LED-Element (4) und ein zweites LED-Element (5) aufweist, die gegenseitig unterschiedliche Emissionswellenlängen haben, und ein Dichtungsglied (10), welches ein fluoreszentes Material (8) aufweist, welches erregt wird, um gelbes Licht zu emittieren und um zumindest das erste LED-Element abzudichten, wobei das erste LED-Element (4) ein blaues LED-Element mit langer Wellenlänge ist, um blaues Licht mit langer Wellenlänge zu emittieren, bei dem eine Spitzenwellenlänge im Bereich von 470 nm bis 490 nm ist, wobei das zweite LED-Element ein rotes LED-Element ist, um rotes Licht zu emittieren.

Description

Querbezug zur verwandten Anmeldung
Die Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-358575, eingereicht am 17. Oktober 2003, deren gesamte Beschreibungen hier durch Bezugnahme mit aufgenommen sind.
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Licht emittierende Diode oder LED, die als Rücklicht für eine Flüssigkristallanzeige verwendet wird, um eine Farbanzeige auszuführen, für eine Beleuchtung eines Blitzes zum Fotografieren eines stehenden oder sich bewegenden Bildes, die andere übliche Licht emittierende Quelle zur Beleuchtung, insbesondere auf eine Verbesserung bei einer weißes Licht emittierenden Diodenvorrichtung (im Folgenden als weiße LED bezeichnet), die weißes Licht oder Licht nahe am weißen Licht aussenden kann.

Beschreibung der verwandten Technik

Weil ein LED-Chip (hier im Folgenden als LED-Element bezeichnet) ein Halbleiterelement ist, ist bekannt gewesen, dass das LED-Element eine längere Betriebslebensdauer und eine gute Antriebscharakteristik besitzt, kompakt ist, eine effektive Lichtemission hat und eine helles Licht emittierende Farbe. Daher ist eine LED-Vorrichtung (im Folgenden nur als LED bezeichnet), bei der das LED-Element als der Halbleiter-Chip auf einem Substrat montiert ist, weithin als kompakte Beleuchtungsquelle verwendet worden.

In letzter Zeit ist aufgrund der Tatsache, dass ein hoch effizientes LED-Element zum Emittieren von drei Grundfarblichten Rot (R) bzw. Grün (G) bzw. Blau (B) das entwickelt worden ist, eine mehrere Farben mischende LED, die LED-Elemente R, G und B aufweist, bekannt geworden, wie in einer Patentschrift 1 gezeigt, der japanischen offengelegten Patentschrift H.7-15044 (1), um weißes Licht zu emittieren.

Jedoch ist bei der LED, die eine Kombination aus den LED-Elementen aufweist, weil jedes LED-Element, d.h. sowohl das R-LED-Element als auch das G-LED-Element als auch das B-LED-Element eine hervorragende monochromatische Spitzenemissionswellenlänge hat, wenn es für eine Licht emittierende Quelle eines Systems mit weißer Farbe verwendet wird, ein Problem vorhanden, dass der Farbbereich der LED klein ist, und dass die Farbe des emittierten Lichtes von der LED unnatürlich ist; anders gesagt hat die LED eine schlechte Farbwiedergabeeigenschaft. Hierbei ist die „Farbwiedergabeeigenschaft" (color rendering property) die Eigenschaft einer Lichtquelle, die berücksichtigt, wie ein Objekt seine Farbe zeigt, wenn das Objekt durch die Lichtquelle beleuchtet wird. Wenn ein Licht von der Vorrichtung eine hervorragende Farbwiedergabeeigenschaft hat, bedeutet dies, dass die Eigenschaft des Lichtes sehr ähnlich der Eigenschaft des natürlichen Lichtes ist. Wenn man die Wichtigkeit der Farbwiedergabeeigenschaften von Beleuchtungsvorrichtungen betrachtet, hat die CIE (Commision Internationale de I'Eclairage) ein Bewertungsverfahren für die Farbwiedergabeeigenschaften im Jahre 1964 bestimmt. Gemäß diesem Verfahren wird eine Reihe von Referenzlichtquellen bestimmt, wo Referenzlichtquellen abhängig von der Farbtemperatur der zu bewertenden Lichtquelle ausgewählt werden. Der Farbwiedergabeindex Ra wird aus der Differenz der Farbe einer vorbestimmten Testfarbe zwischen dem Fall, wenn sie durch die Referenzlichtquellen beleuchtet wird, und dem Fall bestimmt, wenn sie durch die zu bewertende Lichtquelle beleuchtet wird. Der Farbwiedergabeindex Ra nimmt einen Wert zwischen 0 und 100 an.

Beispielsweise ist in dem Fall der LED, die die Kombination der LED-Elemente R, G und B aufweist, wie in der Patentschrift 1 beschrieben, ein Emissionsspektrum wie durch S1 in 7A gezeigt, eine Vertiefung der spektralen Intensität ist weithin zwischen R und G und G und B vorhanden. Insbesondere ist ein Bereich des Tals, der 550 nm bis 610 nm zwischen R und G hat, auch von großer Breite, und die Abnahme der spektralen Intensität davon ist drastisch.

Das heißt, das Emissionsspektrum der LED ist stark unterschiedlich von einer Spektrumscharakteristik von natürlichem Licht. Daher ist die Farbwiedergabeeigenschaft der LED schlecht, und Ra wird ungefähr 12 (im Fall des natürlichen Lichtes gilt Ra = 100). Wenn die Farbwiedergabeeigenschaft der LED schlecht ist, ist sie übrigens ungeeignet zur Anwendung der LED als eine Beleuchtungsquelle in einer Auslesevorrichtung, wie beispielsweise in einer Abtastvorrichtung bzw. Scannervorrichtung und einer Fotokopiermaschine, um reflektiertes Licht auf einem Objekt oder auf anderen Vorrichtungen zu detektieren.

Um das Problem zu verbessern, ist eine weiße LED, bei der eine Emissionsfarbe des Lichtes von einem LED-Element durch ein fluoreszierendes Material farblich umgewandelt wird, entwickelt worden, wie in dem japanischen Patent Nr. 2927279 gezeigt (1 und 3) (Patentschrift 2).

Die Struktur der weißen LED ist in den 8A und 8B gezeigt, wobei sie in eine Struktur einer oberflächenmontierten LED zur Vereinfachung modifiziert wurde. In den 8A und 8B ist 110 eine weiße LED. Die weiße LED 110 wird durch Befestigung eines blauen LED-Elementes 101 eines INGaN-Systems auf einem isolierenden Substrat 102 gebildet, welches mit Elektrodenmustern 103 und 104 zur Verbindung versehen ist, weiter durch Verbindung einer Elektrode 101a oder einer p-Schichtelektrode des blauen LED-Elementes 101 mit dem Elektrodenmuster 103 durch einen Draht 106, und zwar nach der Verbindung der anderen Elektrode 101b oder der n-Schichtelektrode mit dem Elektrodenmuster 104 durch einen Draht 106, weiter durch Abdichtung des LED-Elementes und der Elektroden durch ein Dichtungsglied 107, welches ein Harz aufweist, in dem ein fluoreszierendes Material 108 aus Yttrium, Aluminium, Garnet-(YAG)-Fluoreszenzmaterial oder Ähnlichem verteilt ist. Bei einer solchen Struktur wird ein Teil des emittierten Lichtes sb von dem blauen LED-Element 101 mit einer Spitzenwellenlänge in der Nachbarschaft von beispielsweise 460 nm in dem oben erwähnten fluoreszenten Material 101 absorbiert und wird in Licht von gelb-grüner Farbe sy umgewandelt, dessen Spitzenwellenlänge ungefähr 560 nm ist. Als eine Folge weist ein Emissionsspektrum der weißen LED 110 eine Emission von dem blauen LED-Element 101 mit der Spitzenwellenlänge von 460 nm und eine Emission aus dem fluoreszenten Material mit der Spitzenwellenlänge von 560 nm auf, wie bei S2 in 7B gezeigt. Wie aus dem Obigen klar wird, hat, weil die weiße LED 110 im größten Bereich des sichtbaren Lichtes emittiert, diese eine hervorragende Farbwiedergabeeigenschaft und einen durchschnittlichen Farbwiedergabeindex Ra, der 80 überschreitet. Folglich kann das Problem der schlechten Farbwiedergabeeigenschaft, wie bei der mehrere Farben vermischenden LED in der Patentschrift 1 teilweise gelöst werden, und eine verbesserte LED wird angeboten.

Jedoch gibt es immer noch ein Problem bei der herkömmlichen weißen LED, die das blaue LED-Element und das fluoreszierende Material aus YAG oder Ähnlichem aufweist, und zwar wie folgt:
wie aus dem Emissionsspektrum, wie bei S2 in 7B gezeigt, klar wird, nimmt in dem Bereich, der insbesondere die Wellenlänge von 650 nm eines roten Bereiches überschreitet, die Intensität des Spektrums beträchtlich ab, und zwar im Vergleich zu jener eines Emissionsspektrums, in dem anderen Wellenlängenbereich (sichtbares Licht). Daher hat dies einen Verlust der Wiederholbarkeit im roten Bereich zur Folge. Wenn beispielsweise ein beleuchtetes Objekt mit einer Objektfarbe im roten Bereich beleuchtet wird, nimmt die rote Komponente des reflektierten oder übertragenen Lichtes stark ab, entsprechend fehlt der weißen LED die Wiederholbarkeit der Objektfarbe im Vergleich zu natürlichem Licht.

Um daher das Problem der oben erwähnten herkömmlichen farbmischenden Bauart der weißen LED mit fluoreszentem Material zu lösen, ist eine weiße LED der farbvermischenden Bauart mit fluoreszentem Material mit rotem Komplementäreffekt, bei dem das fluoreszierende Material mit dem blauen LED-Element kombiniert ist und weiter ein rotes LED-Element zugegeben wird, bekannt gewesen, wie in der japanischen offengelegten Patentschrift 2002-57376 offenbart (Patentschrift 3).

Die weiße LED der Farbmischbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt emittiert rotes und weißes Licht gleichzeitig durch Zugabe des roten LED-Elementes zu der herkömmlichen weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material, wie beim Bezugszeichen 110 in den 8A und 8B gezeigt. 9 veranschaulicht ein Emissionsspektrum S3 der herkömmlichen weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt. In 9 existiert eine Spitze p1 mit einer großen Intensität in der Nachbarschaft von 450 nm, die eine Komponente aus blauem Licht ist, weiter eine Spitze p2 in der Nachbarschaft von 560 nm, die eine Komponente aus gelbem Licht ist, und eine große Spitze p3 in der Nachbarschaft von 650 nm, die eine Komponente aus rotem Licht ist, welches aus dem roten LED-Element emittiert wurde. Anders gesagt wird bei der weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt das Spektrum insbesondere im roten Bereich des sichtbaren Lichtes verstärkt, wo bei die Wiederholbarkeit im roten Bereich verbessert wird.

Bei der weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt, wie in der Patentschrift 3 gezeigt, werden die Farbwiedergabeeigenschaft und die Wiederholbarkeit im roten Bereich beträchtlich verbessert in Vergleich zu der weißen LED der R-G-B-Vermischungsbauart (in der Patentschrift 1) und der weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material (in der Patentschrift 2).

Jedoch ist die Farbwiedergabeeigenschaft nicht ausreichend, wenn man die weiße LED für eine Rückbeleuchtung einer vollfarbigen Anzeige als eine weiße Lichtquelle verwendet, insbesondere ist eine Emissionskomponente in der Nachbarschaft von 500 nm in einem grünen Bereich unzureichend, wie in dem Spektrum S3 in 9 gezeigt.

Wenn darüber hinaus die weiße LED als die Beleuchtungsquelle anstelle einer fluoreszenten Birne verwendet wird, gibt es ein Problem dahin gehend, dass sie eine unnatürliche Beleuchtung wird, wobei rot glänzt, und es ist nicht möglich, sie für die fluoreszierende Birne als natürliches Beleuchtungslicht zu ersetzen.

Dieser Punkt wird unter Verwendung eines Chrominanzdiagramms (Farbartdiagramms) beschrieben, das in 10 gezeigt ist.

In 10 sind Chrominanzpunkte der roten Emission des roten LED-Elementes, der gelben Emission des fluoreszenten Materials und der blauen Emission des blauen LED-Elementes (typischerweise eines beispielsweise im Bereich von 450 nm bis 470 nm) bei der weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt jeweils bei cr, cy und cb dargestellt. Diese Chrominanzpunkte werden derart angesehen, dass sie benachbart zu einer Stelle ST von monochromatischem Licht gelegen sind. Wenn nun das rote Licht nicht erregt wird und nur das blaue LED-Element erregt wird, folgt die Chrominanz bzw. Farbart der weißen LED einer geraden Linie L, die die Punkte cy und cb kombiniert, entsprechend einem Prozentsatz der blauen Emission und der gelben Emission (und des fluoreszierenden Lichtes), während die gerade Linie L an einem Chrominanzpunkt c0 von weißer Farbe oder der Nachbarschaft davon vorbei läuft. Auch wenn hier die weiße LED die weiße Farbe treffen soll, werden, wenn das rote LED-Element erregt wird, um die Wiederholbarkeit des roten Bereiches zu steigern, alle Chrominanzpunkte zu dem Punkt cr hinbewegt, wie vom Pfeil F gezeigt, wobei die x-Koordinate der Chrominanz ansteigt, um in einem Zustand gefärbt mit rot erkannt zu werden.

Weiterhin gibt es in anderer Weise ein Problem dahin gehend, dass das rot gefärbte Licht als ein punktartiger Zustand erkannt wird, wie von oben gese hen, weil eine Mischung des rotfarbigen Lichtes und des anders gefärbten Lichtes unzureichend ist und nicht gleichmäßig erreicht wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist in Hinblick auf die oben erwähnten Probleme gemacht worden, wobei ein Ziel davon ist, eine weiße LED vorzusehen, die eine fluoreszierende Birne als eine Rückbeleuchtung einer Farbanzeige oder als ein natürlich gefärbtes Beleuchtungslicht ersetzen kann.

Um das obige Ziel zu erreichen, weist eine weiße LED gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein erstes LED-Element und ein zweites LED-Element auf, die gegenseitig unterschiedliche Emissionswellenlängen haben, und ein Dichtungsglied, welches ein fluoreszierendes Material aufweist, welches erregt wird, um gelbes Licht zu emittieren, und um mindestens ein LED-Element abzudichten, welches das erste LED-Element ist, welches ein blaues LED-Element mit langer Wellenlänge ist, um blaues Licht von langer Wellenlänge zu emittieren, wobei das zweite LED-Element ein rotes LED-Element zum Emittieren von rotem Licht ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine Spitzenwellenlänge der blauen LED mit langer Wellenlänge, welche das erste LED-Element ist, im Bereich von 470 nm bis 490 nm.

Darüber hinaus sind die ersten und zweiten LED-Elemente elektrisch jeweils mit entsprechenden Anschlüssen verbunden und die Erregung der blauen LED, die die erste LED ist, und der roten LED, die die zweite LED ist, wird separat gesteuert.

Darüber hinaus weist das zweite LED-Element ein rotes LED-Element auf, und das erste LED-Element weist eine Vielzahl von blauen LED-Elementen auf, die jeweils eine lange Wellenlänge haben. Jedes der Vielzahl von blau en LED-Elementen mit langer Wellenlänge ist elektrisch mit einem getrennten Anschluss verbunden, und seine Erregung wird separat gesteuert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine Draufsicht einer weißen LED gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
1B ist eine Frontansicht der weißen LED gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
1C ist eine Schnittansicht, aufgenommen entlang der Linie A-A in 1A.
1D ist eine Ansicht, die einen Teil eines LED-Elementes zeigt.
2A ist eine Perspektivansicht, die die Struktur einer weißen LED gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
2B ist eine perspektivartige Explosionsansicht der 2A.
3A ist eine Draufsicht eines in 2B gezeigten weißes Licht emittierenden Körpers.
3B ist eine Schnittansicht, die eine Anordnung des weißes Licht emittierenden Körpers und eines Reflektionsrahmens zeigt.
4A ist eine Draufsicht, die eine Struktur einer weißen LED gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
4B ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie B-B in 4A aufgenommen wurde.
4C ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie C-C in 4A aufgenommen wurde.
5A u. 5B sind Ansichten, die ein Emissionsspektrum der in 1A gezeigten LED zeigen.
6 ist ein Chrominanz- bzw. Farbartdiagramm, welches die Chrominanz der Emission der in 1A gezeigten weißen LED zeigt.
7A u. 7B sind Ansichten, die ein Emissionsspektrum einer herkömmlichen weißen LED zeigen.
8A u. 8B sind Ansichten, die eine Struktur und einen Betrieb der herkömmlichen weißen LED zeigen.
9 ist eine Ansicht, die ein Emissionsspektrum einer herkömmlichen verbesserten weißen LED zeigt.
10 ist ein Chrominanz- bzw. Farbartdiagramm, welches eine Chrominanz entsprechend dem in 9 gezeigten Emissionsspektrum zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Eine weiße LED gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zuerst erklärt.
Die 1A bis 1D veranschaulichen die Struktur der weißen LED 20 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die weiße LED 20 weist eine auf der Oberfläche befestigte LED (surface-mounted LED) auf, die zu einer Farbvermischungsbauart einer LED mit fluoreszentem Material mit rotem Komplementäreffekt gehört, die darauf gerichtet ist, weißes Licht zu emittieren. In den 1A bis 1D ist das Bezugszeichen 1 eine isolierende Platte mit einer im Allgemeinen rechteckigen Form, die aus Epoxyd-Harz und so weiter hergestellt ist, die Glasfasern aufweist, weiter bei 2a und 2b ein Paar von Verbindungselektroden für ein blaues LED-Element 4, weiter bei 3a und 3b ein Paar von Verbindungselektroden für ein rotes LED-Element 5, weiter beispielsweise vier Durchgangslöcher 7, die auf einer Seitenfläche der Platte bzw. Platine 1 gebildet sind.
Die Verbindungselektroden 2a und 2b für das blaue LED-Element 4 und die Verbindungselektroden 3a und 3b für das rote LED-Element 5 sind auf einer Oberseite der Platte 1 musterartig aufgebracht und erstrecken sich in die Innenflächen der Durchgangslöcher 7, die jeweils den Verbindungselektroden entsprechen. Das blaue LED-Element 4 emittiert blaues Licht, dessen Spitzenwellenlänge d einen Bereich von 470 nm bis 490 nm hat und das rote LED-Element 5 emittiert rotes Licht, dessen Spitzenwellenlänge d einen Bereich von 620 nm bis 660 nm hat.
Wie in 1D gezeigt, hat das blaue LED-Element 4 mit langer Wellenlänge eine isolierende Saphir-Basis 4c, und eine p-n-Halbleiterschicht aus einem GaN-System, die auf der isolierenden Saphir-Basis 4c geformt ist. Insbesondere ist die isolierende Saphir-Basis 4c durch Kleben direkt an der Platte 1 befestigt und eine n-Schichtelektrode 4b des blauen LED-Elementes 4 mit langer Wellenlänge ist mit der Verbindungselektrode 2b für das blaue LED-Element 4 durch einen Draht 6 verbunden, und eine p-Schichtelektrode 4a des blauen LED-Elementes 4 mit langer Wellenlänge ist mit der Verbindungselektrode 2a für das blaue LED-Element 4 durch einen anderen Draht 6 verbunden (siehe 1C).
Andererseits kann, wenn die LED kostengünstig hergestellt wird, das rote LED-Element 5, welches eine p-n-Verbindungsbauart aufweist, beispielsweise durch GaAlAs gebildet werden, und wenn die Fähigkeit bzw. Eigenschaften der LED verbessert werden, kann das rote LED-Element 5 mit einer p-n-Verbindungsbauart beispielsweise durch GaAlInP geformt werden. Eine n-Schichtelektrode 5b des roten LED-Elementes 5 ist mit der Verbindungselektrode 3b für das rote LED-Element 5 durch eine Silberpaste 9 verbunden, und eine p-Schichtelektrode 5a ist mit der Verbindungselektrode 3a für das rote LED-Element durch einen Draht 6 verbunden.
Auf diese Weise werden das blaue LED-Element 4 mit großer Wellenlänge und das rote LED-Element 5, die auf der Platte 1 montiert sind und mit dieser verbunden sind, durch ein abdichtendes Harzglied 10 abgedichtet, in welches ein YAG-Fluoreszenzmaterial 8 eingemischt ist und in einem transparenten gegossenen Harz verteilt ist, welches gegossen wird und die Oberseiten und die Seitenflächen der LED-Elemente bedeckt.
Hier ist das Bezugszeichen 11 ein Harzrahmen, der angeordnet ist, so dass er das abdichtende Harzglied 10 auf der Platte 1 umgibt. Der Harzrahmen 11 wirkt dahingehend, dass er eine Konfiguration des dichtenden Harzgliedes 10 definiert und verhindert, dass das schmelzende gegossene Harz aus einer Rückseite der Durchgangslöcher der Platine 1 fließt, wenn das dichtende Harzglied 10 geformt wird, wie oben beschrieben.
Das Bezugszeichen 12 ist eine Licht abschirmende Beschichtung zur Abschirmung von Licht, die gebildet ist, um über dem roten LED-Element 5 auf einer Oberseite des dichtenden Harzgliedes 10 abzuschirmen. Mit der Licht abschirmenden Beschichtung wird verhindert, dass rotes Licht sr, welches aus dem roten LED-Element 5 emittiert wird, direkt als ein punktartiges rotes Licht von oberhalb der weißen LED erkannt wird.
Wie oben beschrieben, ist die auf der Oberfläche montierte weiße LED 20 im ersten Ausführungsbeispiel strukturiert.
Die Verbindungselektroden 2a, 2b und 3a, 3b für die blauen und roten LED-Elemente in der weißen LED 20 sind mit entsprechenden (nicht gezeigten) Verdrahtungen auf einem Schaltungssubstrat oder einer (nicht gezeigten) Hauptplatine verbunden, und zwar durch die entsprechenden Durchgangslöcher 7, und die LED-Elemente der weißen LED emittieren Licht gleichzeitig durch Anlegen einer positiven Spannung in einer Richtung von der Verbindungselektrode 2a für das blaue LED-Element 4 an die Verbindungselektrode 2b für das blaue LED-Element 4, weiter durch Anlegen einer positiven Spannung in einer Richtung von der Verbindungselektrode 3a für das rote LED-Element 5 zur Verbindungselektrode 3b für das rote LED-Element 5, und somit durch Leiten eines erforderlichen elektrischen Stroms durch sowohl das blaue LED-Element 4 mit langer Wellenlänge als auch das rote LED-Element 5. Als ein Beispiel davon emittiert das blaue LED-Element 4 mit großer Wellenlänge ein blaues Licht sb1 mit großer Wellenlänge mit einer Spitzenwellenlänge im Bereich von 470 nm bis 490 nm, das rote LED-Element 5 emittiert ein rotes Licht sr mit einer Spitzenwellenlänge im Bereich von 620 nm bis 660 nm, wie in 1C gezeigt. In diesem Fall wird ein Teil des blauen Lichtes sb1 mit großer Wellenlänge in dem fluoreszenten Material 8 absorbiert, welches in dem dichtenden Harzglied 10 verteilt ist, und dieses wird erregt, um ein gelbes Licht sy zu emittieren, in dem eine Spitzenwellenlänge in der Nachbarschaft von 560 nm liegt. Zusätzlich kann das rote Licht sr nicht in einem über dem roten LED-Element 5 liegenden Bereich übertragen werden, und zwar wegen der Existenz der Licht abschirmenden Beschichtung 12, und es wird schräg in einem Zustand emittiert, der mit dem blauen Licht sb1 mit großer Wellenlänge und dem gelben Licht sy vermischt ist, daher kann das rote Licht nicht unabhängig als ein punktartiges rotes Licht von oben gesehen werden.
YAG kann als ein fluoreszentes Material 8 verwendet werden.
5A ist eine Ansicht, die getrennt ein Emissionsspektrum sb des kombinierten blau-gelben Lichtes des blauen Lichtes sb1 mit großer Wellenlänge und des gelben Lichtes sy in dem fluoreszenten Material 8 zeigt, und zwar von dem Licht, welches wie oben beschrieben erzeugt wurde und nach außen durch das dichtende Harzglied 10 emittiert wird, und weiterhin ein Emissionsspektrum SR des roten Lichtes sr.
5B ist eine Ansicht, die ein Spektrum S des Beleuchtungslichtes s zeigt, in dem die Komponenten des roten, blauen und gelben Lichtes generalisiert bzw. vermischt sind und nach außen aus der weißen LED 20 insgesamt emittiert werden. Wie in 5B gezeigt, ist der Abfall der Komponente für emittiertes Licht in der Nachbarschaft von 500 nm in einem Bereich von Grün im Spektrum geringer im Vergleich zu dem Spektrum S des weißen Lichtes bei einem Spektrum, welches in 9 bei S3 gezeigt ist, und zwar im Vergleich zu einem Spektrum von durchgängigem Beleuchtungslicht einer herkömmlichen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszentem Material mit rotem Komplementäreffekt, und die Farbwiedergabeeigenschaft der weißen LED im grünen Bereich kann verbessert werden.
Entsprechend ist die weiße LED 20 im ersten Ausführungsbeispiel geeignet zur Beleuchtung eines weißen Farbsystems zur Beleuchtung einer Farbanzeige, wie beispielsweise einer farbigen LCD oder Ähnliches.
6 ist ein Farbart- bzw. Chrominanzdiagramm, welches einen Vergleich der Chrominanz, die aus der weißen LED 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel emittiert wurde, mit der Chrominanz zeigt, die aus der LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszentem Material mit dem herkömmlichen roten Komplementäreffekt emittiert wurde, wie in 10 gezeigt. Hier ist unter der Annahme, dass ein Chrominanzpunkt der Emission oder Lumineszenz (650 nm) des roten LED-Elementes 5 cr ist, ein Chrominanzpunkt der Emission (560 nm) des fluoreszenten Materials 8 cy, ein Chrominanzpunkt der Emission (typischerweise einer aus 470 nm bis 590 nm) des blauen LED-Elementes 5 mit langer Wellenlänge ist b1 und ein Chrominanzpunkt der Emission (typischerweise einer aus dem Bereich von 450 nm bis 470 nm) des herkömmlichen blauen LED-Elementes ist cb und unter Berücksichtigung, dass jeder dieser Punkte in der Nachbarschaft einer Kurvenlinie st existiert, die einzelnes Licht im Chrominanz- bzw. Farbartdiagramm zeigt, wird Folgendes beschrieben.
Wenn nun die Erregung nur an das herkömmliche blaue LED-Element angelegt wird, ohne das rote LED-Element (650 nm) zu erregen, bewegt die gesamte Chrominanz der LED sich auf einer geraden Linie L, die den Chrominanzpunkt cb der blauen LED und den Chrominanzpunkt cy des fluoreszenten Materials gemäß dem Anteil der Lichtintensität kombiniert, die aus dem blauen LED-Element emittiert wird, und der Intensität der Emission aus dem fluoreszenten Material. Die gerade Linie L läuft an einer Position in der Nachbarschaft eines weißen Chrominanzpunktes c0 (x=0,33, y=0,33) vorbei. Dies ist ursprünglicher Weise so, weil beabsichtigt ist, weißes Licht von dem fluoreszenten Material durch Kombination der Emission des blauen LED-Elementes und der Emission aus dem fluoreszenten Material zu erhalten. Zusätzlich dazu verschiebt es sich daher wenn das rote LED-Element rotes Licht emittiert, auch wenn die Chrominanz des kombinierten Lichtes sich zu weißem Licht bilden soll, wie der Stand der Technik schon in 10 beschrieben hat, zu einer rechten Seite des weißen Lichtes, um eine x-Komponente der Chrominanz zu steigern, daher wird die Chrominanz des kombinierten Lichtes notwendigerweise eine Farbe vermischt mit Rot. Daher ist das weiße Licht nicht ausreichend für Beleuchtungslicht nahe an natürlichem Licht.
Im Gegensatz dazu wird das blaue LED-Element 5 mit großer Wellenlänge (480 nm) anstelle der herkömmlichen blauen LED im ersten Ausführungsbeispiel verwendet, ein Chrominanzpunkt cb1 davon weicht an einem links und oben liegenden Punkt in x- und y-Richtung von dem herkömmlichen Chrominanzpunkt cb ab, wie in 6 zu sehen. Als eine Folge reicht eine gerade Linie L1, die den Chrominanzpunkt cb1 und den Chrominanzpunkt cy des fluoreszenten Materials kombiniert, nach links von der oben erwähnten geraden Linie L ab und läuft an einer linken Seite von dem weißen Chrominanzpunkt c0 vorbei. Folglich wird der weiße Chrominanzpunkt c0 so eingestellt, dass er ein linker Punkt des Chrominanzpunktes c0 wird, beispielsweise ein Punkt c1, und zwar durch Einstellung eines Teils einer Emissionsintensität des blauen LED-Elementes 4 mit langer Wellenlänge und einer Emissionsintensität des fluoreszenten Materials 8 ohne Beleuchtung des roten LED-Elementes 5. Die Einstellung kann erreicht werden durch Veränderung einer enthaltenen Menge des fluoreszenten Materials 8 oder der Emissionsintensität des blauen LED-Elementes mit langer Wellenlänge.
Wenn in diesem Zustand das rote LED-Element 5 erregt wird, nähert sich die Chrominanz des kombinierten Lichtes dem weißen Chrominanzpunkt c0, wie bei dem Pfeil F1 in 6 gezeigt. Auf diese Weise wird gemäß des ersten Ausführungsbeispiels, auch wenn das rote LED-Element 5 stark bis zu einem gewissen Ausmaß erregt wird, weil die gesamte Chrominanz des kom binierten Lichtes in einem Zustand nahe an der weißen Farbe gehalten werden kann, verhindert, dass dieses Beleuchtungslicht wird, welches mit Rot vermischt ist, wenn man dies als Beleuchtungslicht nahe an natürlichem Licht anstelle einer fluoreszenten Birne verwendet.
Zusätzlich wird im ersten Ausführungsbeispiel, weil die Verbindungselektroden 2a, 2b und 3a, 3b die getrennte Verbindungsanschlüsse für das blaue LED-Element 4 mit langer Wellenlänge und das rote LED-Element 5 sind, und die die erwünschten Ströme direkt durch die Elektroden der entsprechenden getrennten Durchgangslöcher 7 als Anschlüsse leiten, so dass die Emissionsintensitäten des blauen Lichtes mit langer Wellenlänge und des roten Lichtes getrennt eingestellt werden, die Farbwiedergabeeigenschaft (insbesondere im grünen Bereich) verbessert, die Wiederholbarkeit des roten Bereiches ist für jeden Zweck verbessert, und die Einstellung zur Verringerung der roten Farbe als weißes Beleuchtungslicht kann vereinfacht werden. Darüber hinaus kann durch Formen der Durchgangslöcher in den Elektrodenanschlüssen, auch wenn die Anschlüsse getrennt für die Vielzahl von LED-Elementen auf diese Weise vorgesehen sind, eine kompakte weiße LED geeignet zur Oberflächenbefestigung geformt werden. Zwischenzeitlich wird eine (nicht gezeigte) Elektrode der Minus-Seite der Verbindungselektroden, die jedem LED-Element entsprechen, zu einer gemeinsamen Verbindungselektrode geformt, falls nötig.
Zusätzlich hat bei der LED gemäß der vorliegenden Erfindung, weil das blaue LED-Element mit langer Wellenlänge strukturell für das blaue LED-Element der LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszentem Material (Patentschrift 3) mit rotem Komplementäreffekt bei der herkömmlichen Technik eingesetzt werden kann, die LED gemäß der vorliegenden Erfindung einen gleichen vorteilhaften Effekt wie beim Stand der Technik ohne die herkömmliche Struktur insbesondere kompliziert zu machen.
Als nächstes wird eine weiße LED gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die 2A und 2B veranschaulichen die gesamte Struktur der weißen LED 30 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 2B Ist 27 ein weißes Licht emittierender Körper, bei dem ein rotes LED-Element 5 ein erstes blaues LED-Element 14a mit langer Wellenlänge und ein zweites blaues LED-Element 14b mit langer Wellenlänge, die auf einem Substrat 21 montiert sind, durch ein abdichtendes Harzglied 5 abgedichtet sind, welches ein fluoreszierendes Material enthält, und wobei 31 ein reflektierender Rahmen ist. Das weiße LED-Element 30 hat eine Struktur zur Anbringung des reflektierenden Rahmens 32 an dem Substrat 21 des weißes Licht emittierenden Körpers 31, wie in 2A gezeigt.
Wie in den 2B und 3A gezeigt, werden gegenüberliegende Seitenflächen des Substrates 21 mit sechs Durchgangslöchern ausgeformt, erste Blau-Verbindungselektroden 23a und 23b, zweite Blau-Verbindungselektroden 24a und 24b und Rot-Verbindungselektroden 25a und 25b sind auf einer Oberseite des Substrats 21 ausgeformt und erstrecken sich in die Innenseiten der entsprechenden Durchgangslöcher. Das erste blaue LED-Element 14a mit langer Wellenlänge ist an dem Substrat 21 befestigt, ähnlich wie in 1D gezeigt und erklärt, und ist mit den ersten Blau-Verbindungselektroden 23a bzw. 23b durch Drähte verbunden. Das zweite blaue LED-Element 14b mit langer Wellenlänge ist auch an dem Substrat 21 in ähnlicher Weise befestigt und mit zweiten Blau-Verbindungselektroden 24a bzw. 24b durch Drähte verbunden. Die roten LED 5 ist in leitender Weise an der Rot-Verbindungselektrode 25b befestigt, in ähnlicher Weise wie in 1D gezeigt und erklärt, und ist mit der Rot-Verbindungselektrode 25a durch eine Draht verbunden.
Auf diese Weise sind das rote LED-Element 5 und die ersten und zweiten blauen LED-Elemente 14a und 14b mit langer Wellenlänge, die an dem Substrat 21 montiert sind und mit den erforderlichen Anschlüssen verbunden sind, durch die abdichtenden Harzglieder 19 abgedichtet, die ein (nicht gezeigtes) YAG-Fluoreszenzmaterial enthalten. Das abdichtende Harzglied 19 ist in eine im Allgemeinen kreisförmige Plattenform gegossen. Auf diese Weise wird der weißes Licht emittierende Körper 27 geformt. Der reflektierende Rahmen 31 hat eine Form, die einen kegelförmigen konkaven Teil 32 aufweist, der hindurch läuft, um einen mittleren Teil des Substrates 21 freizulegen, wenn der reflektierende Rahmen 31 an dem Substrat 21 befestigt ist, welches ungefähr eine Würfelform hat und durch ein Harz oder Ähnliches gebildet wird, wie in 2B gezeigt. Eine reflektierende Beschichtung 32c ist auf einer Oberseite des konkaven Teils 32 durch Plattieren oder Dampfablagerung (vapor deposition) und so weiter vorgesehen, um einen reflektierende Oberfläche zu bilden, wie in 3B gezeigt. Der reflektierende Rahmen 31 ist an dem Substrat 21 an einer Position befestigt, wo der konkave Teil 32, der hindurch läuft, das dichtende Harzglied 9 umgibt, und zwar befestigt an dem Substrat 21 durch ein Klebemittel, durch Thermo-Kompression oder Ultraschallschweißung. 3B veranschaulicht einen Zustand, in dem das Substrat 21 und der reflektierende Rahmen 31 befestigt sind.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel, welches in der 2A bis 3B gezeigt ist, haben die ersten und zweiten blauen LED-Elemente 14a und 14b mit langer Wellenlänge zusammen Emissionswellenlängen im Bereich von 470 nm bis 490 nm. Wenn die Emissionswellenlängen im obigen Bereich sind, ist es nicht erforderlich, dass die roten Emissionswellenlängen zusammen fallen. Ein grundlegendes Prinzip des zweiten Ausführungsbeispiels ist im Grunde genommen ähnlich wie jenes des ersten Ausführungsbeispiels, wie in den 1A bis 1D gezeigt, daher wird eine Beschreibung eines gemeinsamen Prinzips weggelassen.
Im zweiten Ausführungsbeispiel ist der Grund zur Verwendung der zwei blauen LED-Elemente 14a und 14b mit langer Wellenlänge bei jedem einzelnen roten LED-Element 5, das zur Steigerung der Emissionsintensität des roten LED-Elementes in einem gewissen Ausmaß die Steigerung der Wiederholbarkeit des roten Bereiches erforderlich ist, während die Emissionsintensität der blauen LED-Elemente mit langer Wellenlänge um ein Ausmaß ansteigen muss, welches von reinem Blau abgeleitet ist, anders als bei der weißen Beleuchtung unter Verwendung des herkömmlichen blauen LED-Elementes, um Licht nahe dem natürlichen Licht zu emittieren, welches nicht mit Rot verfärbt ist, wie weißes Licht. Darüber hinaus kann durch Verwendung der zwei blauen LED-Elemente mit langer Wellenlänge in dieser Weise die gesamte Beleuchtungshelligkeit der weißen LED gesteigert werden, während die weiße Farbe beibehalten wird, ohne die Emissionsintensität von dem roten LED-Element zu verringern. Weiterhin reflektiert es im zweiten Ausführungsbeispiel durch Verwendung des reflektierenden Rahmens 31 Licht, welches von dem weißes Licht emittierenden Körper 27 abgestrahlt wurde, der ein Hauptkörper der weißen LED 30 ist, und beleuchtet wirkungsvoll ein beleuchtetes Objekt, um eine wesentliche Steigerung der Helligkeit des Beleuchtungslichtes zu gestatten.
Zusätzlich ist es als ein sekundärer Effekt bei blauen LED-Elementen mit langer Wellenlänge, die so hergestellt sind, dass sie eine Emissionswellenlänge von 480 nm haben, wenn die Emissionswellenlänge ungleich ist, auch möglich, die Farbwiedergabeeigenschaft in einem grünen Bereich auf einen erwünschten Wert zu korrigieren, und zwar durch Kombinieren eines Elementes mit einer Emissionswellenlänge von weniger als 480 nm und eines Elementes mit einer Emissionswellenlänge von mehr als 480 nm, wie den blauen LED-Elementen 14a und 14b mit langer Wellenlänge und durch Einstellung der Emissionsintensität in adäquater Weise.
Als nächstes wird eine weiße LED gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erklärt.
4A bis 4C veranschaulichen eine Struktur der weißen LED 40 gemäß des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
In 4A bis 4C ist 41 ein Substrat, 45 ist ein rotes LED-Element, 44a, 44b, 44c und 44d sind blaue LED-Element mit langer Wellenlänge. Eine Emissionsintensität von dem roten LED-Element 45 ist ungefähr 650 nm und die Emissionsintensitäten von den blauen LED-Elementen 44a, 44b, 44c und 44d mit langer Wellenlänge sind im Bereich von 470 nm bis 490 nm. 55a und 55b sind Rot-Verbindungselektroden, 54a1 und 54a2 sind ein Paar von Verbindungselektroden, die dem blauen LED-Element 44a mit langer Wellenlänge entsprechen, 54b1 und 54b2 sind ein Paar von Verbindungselektroden, die dem blauen LED-Element 44b mit langer Wellenlänge entsprechen, 54c1 und 54c2 sind ein Paar von Verbindungselektroden, die dem blauen LED-Element 44c mit langer Wellenlänge entsprechen und 54d1 und 54d2 sind ein Paar von Verbindungselektroden, die dem blauen LED-Element 44d mit langer Wellenlänge entsprechen.
Wie in den 4A und 4B gezeigt, ist das rote LED-Element 45 an der einen Rot-Verbindungselektrode 55b an einem mittleren Teil des Substrates 41 befestigt und angeschlossen, und ist mit der anderen Rot-Verbindungselektrode 55a durch einen Draht verbunden. Die blauen LED-Elemente 44a, 44b, 44c und 44d mit langer Wellenlänge sind an dem Substrat 41 an einer Position um das rote LED-Element 45 herum befestigt, wie in den 4A und 4B gezeigt, und das blaue LED-Element 44a mit langer Wellenlänge ist mit den Verbindungselektroden 54a1 bzw. 54a2 durch Drähte verbunden. Das blaue LED-Element 44b mit langer Wellenlänge ist mit den Verbindungselektroden 54b1 bzw. 54b2 durch Drähte verbunden. Das blaue LED-Element 44c mit langer Wellenlänge ist durch die Verbindungselektroden 54c1 bzw. 54c2 durch Drähte verbunden. Das blaue LED-Element 44d mit langer Wellenlänge ist mit den Verbindungselektroden 54d1 bzw. 54d2 durch Drähte verbunden.
Auf diese Weise sind die Oberseiten des roten LED-Elementes 45 und der blauen LED-Elemente 44a, 44b, 44c und 44d mit langer Wellenlänge abgedichtet, wie im Folgenden gezeigt.
Das heißt, mindestens das rote LED-Element 45 wird einmal durch ein halbtransparentes Harz 52 abgedichtet, welches aus Epoxyd hergestellt ist, welches ein Diffusionsmittel enthält, wobei die Oberseite des halbtransparenten Harzes 52 das rote LED-Element 45 abdichtet, und wobei die blauen LED- Elemente 44a, 44b, 44c und 44d mit langer Wellenlänge durch ein dichtendes Harzglied 50 abgedichtet werden, welches das fluoreszierende Material 8 enthält, wie in den 4B und 4C gezeigt. 51 ist ein Harzrahmen, der an einem Umfangsteil des Substrates 41 befestigt ist, um eine Form des abdichtenden Harzgliedes 50 zu halten. Rotes Licht sr ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den 1A bis 1D gezeigt ist, wird aus dem roten LED-Element 45 emittiert, wie in 4B gezeigt, während das Licht durch ein Diffusionsmittel in dem halbtransparenten Harz 52 diffus gemacht wird, welches nicht gezeigt ist, und dann in irgendwelche Richtungen innerhalb des abdichtenden Harzgliedes 50 zerstreut wird. Blaue Lichter sb1 mit langer Wellenlänge, ähnlich wie in den 1A bis 1D gezeigt, werden aus den blauen LED-Elementen 44a und 44b und so weiter mit langer Wellenlänge emittiert, wie in 4C gezeigt, ein Teil der Lichter sb1 wird in dem fluoreszierenden Material 8 absorbiert und in gelbes Licht sy umgewandelt.
Auf diese Weise werden das rote Licht sr, das blaue Licht sb1 mit langer Wellenlänge und das gelbe Licht sy in adäquater Weise in dem dichtenden Harzglied 50 vermischt, um eine Farbmischung zu ergeben, entsprechend wird verhindert, dass das rote Licht in einem punktartigen Zustand von oben erkannt wird. Ein Betriebsprinzip und ein Effekt der weißen LED 40 gemäß des dritten Ausführungsbeispiels, die wie oben beschrieben strukturiert ist, sind im Grunde genommen die gleichen wie jene der weißen LED 20 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 1 gezeigt, jedoch ist sie zusätzlich geeignet, zu erleichtern, dass die Farbwiedergabeeigenschaft weiter verbessert wird, dass der Freiheitsgrad der Emissionschrominanz gesteigert wird, und dass die Emissionsintensität von dem weißen Licht, welches keine rote Farbe hat, verbessert wird, und zwar durch Anordnung der vier blauen LED-Element mit langer Wellenlänge pro einem roten LED-Element, daher eine Zunahme der Anzahl der blauen LED-Elemente mit langer Wellenlänge.
Die weiße LED der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die weiße LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszentem Material mit dem roten Komplementäreffekt, jedoch stellt sie die Wiederholbarkeit im roten Bereich sicher und kann vollständig eine Emissionskomponente in der Nachbarschaft der Wellenlänge von 500 nm im grünen Bereich sicher stellen, weil das blaue LED-Element mit langer Wellenlänge im Bereich von 470 nm bis 490 nm anstelle des herkömmlichen blauen LED-Elementes im Bereich von 450 nm bis 470 nm als das erste LED-Element verwendet wird. Entsprechend macht die weiße LED der vorliegenden Erfindung es möglich, die Farbwiedergabeeigenschaft im grünen Bereich zu verbessern, und zwar im Vergleich zu der herkömmlichen weißen LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszentem Material mit rotem Komplementärsystem, wie in der Patentschrift 3 gezeigt, und kann für eine weiße Punktquelle verwendet werden, die als Rücklicht für eine Vollfarbanzeige verwendet wird, und zwar mit ausreichender Farbwiedergabeeigenschaft. Weil das blaue LED-Element mit langer Wellenlänge für das herkömmliche blaue LED-Element eingesetzt werden kann, kann darüber hinaus nur die Struktur der LED relativ vereinfacht werden, ohne im Vergleich zu den herkömmlichen weißen LEDs komplizierter zu werden.
Weil die Treiberströme des blauen LED-Elementes mit langer Wellenlänge, welches das erste LED-Element ist, und des roten LED-Elementes, welches das zweite LED-Element ist, getrennt gesteuert werden können, kann ein Prozentsatz der Emissionsintensität des blauen Lichtes mit langer Wellenlänge und der Emissionsintensität des roten Lichtes für irgendeinen Zweck eingestellt werden, beispielsweise wenn die Wiederholbarkeit eines roten Bereiches in der Fotografie usw. eines sich bewegenden Bildes und eines stehenden Bildes erforderlich ist, wird ein Prozentsatz der Emissionsintensität des roten Lichtes gesteigert, wenn ein Beleuchtungslicht nahe dem natürlichen Licht anstelle einer fluoreszierenden Birne erforderlich ist, wird die Emissionintensität von dem blauen LED-Element mit langer Wellenlänge gesteigert, so dass Rot nicht sichtbar ist, um einen Prozentsatz der Emission des blauen Bereiches und der Emission des fluoreszierenden Materials zu steigern, welches durch die Emission des blauen Bereiches erregt wird.
Darüber hinaus wird durch Formgebung in einer kompakten Größe die weiße LED der Farbvermischungsbauart mit fluoreszierendem Material mit rotem Komplementäreffekt gemäß der vorliegenden Erfindung als eine oberflächenbefestigte LED und/oder durch Verwendung der Reflektionsmittel die Zerstreuung des Beleuchtungslichtes verhindert, und das Beleuchtungslicht kann effizient auf einem beleuchteten Objekt gesammelt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die LED-Elemente usw., die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, mit erwünschten Wellenlängen emittieren zu lassen, und eine Auswahl der Qualität oder der Kosten auszuführen.
Darüber hinaus kann die weiße LED so strukturiert sein, dass sie klein und geeignet zur Befestigung auf einer Oberfläche ist, auch wenn getrennte Anschlüsse mit Bezug zu der Vielzahl von LED-Elementen vorgesehen sind, und zwar durch Anwendung der Durchgangslochanschlüsse.
Zusätzlich wird verhindert, dass das punktartige rote Licht erkannt wird, weil ein Teil von oberhalb des roten LED-Elementes mit einer Lichtabschirmungsbeschichtung bedeckt wird, und weil die Farbmischung des roten Lichtes und der andersfarbigen Lichter vollständig ausgeführt wird, bevor das weiße Licht nach außen emittiert wird.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele eingeschränkt, verschiedene Änderungen und Modifikationen können an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden.

Claims

Weiße LED zum Emittieren eines Beleuchtungslichtes, die Folgendes aufweist: ein erstes LED-Element und ein zweites LED-Element mit gegenseitig unterschiedlichen Emissionswellenlängen; und ein Dichtungsglied, welches ein fluoreszierendes Material aufweist, welches erregt wird, um gelbes Licht zu emittieren, und welches mindestens das erste LED-Element abdichtet, wobei das erste LED-Element mindestens ein blaues LED-Element mit langer Wellenlänge zum Emittieren von blauem Licht mit langer Wellenlänge ist, wobei das zweite LED-Element ein rotes LED-Element zum Emittieren von rotem Licht ist.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei eine Spitzenwellenlänge von mindestens einer blauen LED, die das erste LED-Element ist, einen Bereich von 470 nm bis 490 nm hat.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei jedes der ersten und zweiten LED-Elemente elektrisch mit jeweiligen Verbindungsanschlüssen verbunden ist, und wobei eine Erregung der ersten und zweiten LED-Elemente getrennt bei der Erregung gesteuert wird.
Weiße LED nach Anspruch 3, wobei das erste LED-Element eine Vielzahl von blauen LED-Elementen aufweist, die jeweils eine lange Wellenlänge haben, und wobei das zweite LED-Element ein rotes LED-Element aufweist.
Weiße LED nach Anspruch 4, wobei jedes der Vielzahl von blauen LED-Elementen elektrisch je weils mit entsprechenden Anschlüssen verbunden ist, und wobei eine Erregung davon getrennt gesteuert wird.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten LED-Elemente auf einer gemeinsamen Platte montiert sind, die mit Leitungsmitteln versehen ist, die den ersten bzw. zweiten LED-Elementen entsprechen und die durch ein Dichtungsglied abgedichtet werden, welches ein fluoreszierendes Material aufweist, welches erregt wird, um gelbes Licht zu emittieren.
Weiße LED nach Anspruch 6, wobei ein reflektierendes Glied mit einer Reflektionsfläche, die zu einem konkaven Teil geformt ist, an einem Umfang des Dichtungsgliedes auf der gemeinsamen Platte angebracht ist, auf der die ersten und zweiten LED-Elemente montiert sind.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei eine Spitzenwellenlänge des roten LED-Elementes, welches das zweite LED-Element ist, einen Bereich von 620 nm bis 660 nm hat.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei das blaue LED-Element mit langer Wellenlänge ein GaN-System ist.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei das rote LED-Element GaAlAs oder GaAlInP aufweist.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei das fluoreszierende Material YAG ist.
Weiße LED nach Anspruch 3, wobei mindestens einer der entsprechenden Anschlüsse eine Durchgangslochelektrode ist, die mit einem Durchgangsloch leitet.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei ein Teil des obigen roten LED-Elementes mit einer Lichtabschirmungsbeschichtung bedeckt ist.
Weiße LED nach Anspruch 1, wobei zumindest das rote LED-Element durch ein halbtransparentes Harz abgedichtet ist.