JP2000340840A - 白色発光ダイオード及びそれを用いた照明システム - Google Patents
白色発光ダイオード及びそれを用いた照明システムInfo
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- JP2000340840A JP2000340840A JP15182099A JP15182099A JP2000340840A JP 2000340840 A JP2000340840 A JP 2000340840A JP 15182099 A JP15182099 A JP 15182099A JP 15182099 A JP15182099 A JP 15182099A JP 2000340840 A JP2000340840 A JP 2000340840A
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- emitting diode
- znte
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを用い
た演色性の良い白色発光ダイオード及び該白色発光ダイ
オードを用いた照明システムを提供する。 【解決手段】 赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを
用いて形成される白色発光ダイオードにおいて、緑色ダ
イオードとしてZnTe発光ダイオードを用いる。前記白色
発光ダイオードの演色評価数が８０以上である。
た演色性の良い白色発光ダイオード及び該白色発光ダイ
オードを用いた照明システムを提供する。 【解決手段】 赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを
用いて形成される白色発光ダイオードにおいて、緑色ダ
イオードとしてZnTe発光ダイオードを用いる。前記白色
発光ダイオードの演色評価数が８０以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤、緑、青の３原
色を用いて形成される白色発光ダイオード及びそれを用
いた照明システムに関する。
色を用いて形成される白色発光ダイオード及びそれを用
いた照明システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードを用いて形成される白色
発光ダイオードは、InGaN系の青色発光ダイオード表面
に橙色の蛍光塗料を塗布しダイオードからの青色発光と
蛍光体からの橙色発光の加色による白色発光ダイオード
やZnSe青色発光ダイオードからの青色発光とZnSe基板の
欠陥から発光する橙色との加色による白色発光ダイオー
ドが開発されている。これらの発光ダイオードは１つの
素子で白色発光が得られる点で優位でる。しかし、光源
により照らされて見える物体の見え方を示す係数である
演色性（演色評価数）が劣る欠点がある。ところで、
赤、緑、青の３原色からなる発光ダイオードを色々と組
み合わせることにより演色性は向上し、それぞれの発光
波長範囲を限定することで演色性は更に向上することが
示されている(U.S.Patent;58510630、特開平10-20950
4)。これによると、図１に示すように、演色評価数80以
上の白色発光ダイオードを得るための白色発光ダイオー
ドの色温度と３原色それぞれの発光ダイオードの波長範
囲が示されている。
発光ダイオードは、InGaN系の青色発光ダイオード表面
に橙色の蛍光塗料を塗布しダイオードからの青色発光と
蛍光体からの橙色発光の加色による白色発光ダイオード
やZnSe青色発光ダイオードからの青色発光とZnSe基板の
欠陥から発光する橙色との加色による白色発光ダイオー
ドが開発されている。これらの発光ダイオードは１つの
素子で白色発光が得られる点で優位でる。しかし、光源
により照らされて見える物体の見え方を示す係数である
演色性（演色評価数）が劣る欠点がある。ところで、
赤、緑、青の３原色からなる発光ダイオードを色々と組
み合わせることにより演色性は向上し、それぞれの発光
波長範囲を限定することで演色性は更に向上することが
示されている(U.S.Patent;58510630、特開平10-20950
4)。これによると、図１に示すように、演色評価数80以
上の白色発光ダイオードを得るための白色発光ダイオー
ドの色温度と３原色それぞれの発光ダイオードの波長範
囲が示されている。
【０００３】これから判るように、演色性を向上させる
ためには、発光ダイオードの発光波長範囲を限定し、そ
の発光波長を精密に制御する必要がある。そのために
は、MOCVD法等の組成制御が精密にできる高価な装置を
用い発光ダイオードの活性層の組成を精密に制御する必
要がある。しかし、これらの方法ではコストが嵩む欠点
を有している。他の方法としては、発光波長が物質特有
の禁制帯幅や添加物で決められている材料を用いて発光
ダイオードを開発する方法もあるが、適当な材料が見つ
かっていないのが現状である。たとえば、GaP系の発光
ダイオードは窒素を添加することで比較的高輝度の緑色
発光ダイオードを安価に形成できるが、その発光波長は
565nmであり、これを用いて演色性の良い白色発光ダイ
オードを形成するには、図１(演色評価数80以上)に示す
とおり、色温度が2900K程度の色に限定され、広い範囲
の色温度に対応することができない。演色評価数80以上
をほぼ満たす555nmの緑色をバンド端発光を利用したGaP
系発光ダイオードでも達成できるが、GaPが間接遷移で
あるため輝度に問題がある。
ためには、発光ダイオードの発光波長範囲を限定し、そ
の発光波長を精密に制御する必要がある。そのために
は、MOCVD法等の組成制御が精密にできる高価な装置を
用い発光ダイオードの活性層の組成を精密に制御する必
要がある。しかし、これらの方法ではコストが嵩む欠点
を有している。他の方法としては、発光波長が物質特有
の禁制帯幅や添加物で決められている材料を用いて発光
ダイオードを開発する方法もあるが、適当な材料が見つ
かっていないのが現状である。たとえば、GaP系の発光
ダイオードは窒素を添加することで比較的高輝度の緑色
発光ダイオードを安価に形成できるが、その発光波長は
565nmであり、これを用いて演色性の良い白色発光ダイ
オードを形成するには、図１(演色評価数80以上)に示す
とおり、色温度が2900K程度の色に限定され、広い範囲
の色温度に対応することができない。演色評価数80以上
をほぼ満たす555nmの緑色をバンド端発光を利用したGaP
系発光ダイオードでも達成できるが、GaPが間接遷移で
あるため輝度に問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が有していた上記の課題、すなわち、演色性の良い、３
原色を用いた白色発光ダイオードを安価な作製できない
という問題を解決しようとするもので、本発明の目的
は、赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを用いた安価
な白色発光ダイオード及び該白色発光ダイオードを用い
た照明システムを提供することにある。
が有していた上記の課題、すなわち、演色性の良い、３
原色を用いた白色発光ダイオードを安価な作製できない
という問題を解決しようとするもので、本発明の目的
は、赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを用いた安価
な白色発光ダイオード及び該白色発光ダイオードを用い
た照明システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の課題
を解決すべく、鋭意研究を行った結果、３原色である
赤、緑、青の発光ダイオードを用いて形成される白色発
光ダイオードにおいて、緑色ダイオードとしてZnTe発光
ダイオードを用いることで演色性のよい白色発光ダイオ
ードが安価に得られることを知見した。この知見に基づ
いて、本発明は、（１）赤、緑、青の３原色の発光ダイ
オードを用いて形成される白色発光ダイオードにおい
て、緑色ダイオードとしてZnTe発光ダイオードを用いる
ことを特徴とする白色発光ダイオード、（２）前記白色
発光ダイオードの演色評価数が８０以上であることを特
徴とする前記（１）記載の白色発光ダイオード、（３）
前記（１）又は前記（２）記載の白色発光ダイオードを
用いたことを特徴とする照明システム、を提供する。
を解決すべく、鋭意研究を行った結果、３原色である
赤、緑、青の発光ダイオードを用いて形成される白色発
光ダイオードにおいて、緑色ダイオードとしてZnTe発光
ダイオードを用いることで演色性のよい白色発光ダイオ
ードが安価に得られることを知見した。この知見に基づ
いて、本発明は、（１）赤、緑、青の３原色の発光ダイ
オードを用いて形成される白色発光ダイオードにおい
て、緑色ダイオードとしてZnTe発光ダイオードを用いる
ことを特徴とする白色発光ダイオード、（２）前記白色
発光ダイオードの演色評価数が８０以上であることを特
徴とする前記（１）記載の白色発光ダイオード、（３）
前記（１）又は前記（２）記載の白色発光ダイオードを
用いたことを特徴とする照明システム、を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、詳細に説明する。赤、緑、青の３原色を用いた白色
発光ダイオードの演色性の良好（演色評価数が８０以
上）な発光ダイオードの波長は、赤が605〜630nm、緑が
530〜570nm、青が455〜490nmであることが示されている
（図１参照）。そして、2500Kから6500Kまでの広い色温
度範囲で演色性を保ちながら白色発光ダイオード作製す
る場合、緑色発光ダイオードの発光波長は545nmが最適
である。本発明者は、ZnTe単結晶を製造し、これを所定
の亜鉛蒸気圧下で熱処理することにより、析出物がほと
んどなく、かつ十分なキャリア濃度をもったZnTe基板が
得られることを見出した。そして、このZnTeを基板とし
て用い、Alを熱拡散することによりpn接合を形成し、発
光ダイオードを開発した結果、室温での発光波長は、バ
ンド端発光による548nmが得られること及びZnTeは直接
遷移型材料であるためバンド端発光を利用し高輝度が得
られることが分かった。
て、詳細に説明する。赤、緑、青の３原色を用いた白色
発光ダイオードの演色性の良好（演色評価数が８０以
上）な発光ダイオードの波長は、赤が605〜630nm、緑が
530〜570nm、青が455〜490nmであることが示されている
（図１参照）。そして、2500Kから6500Kまでの広い色温
度範囲で演色性を保ちながら白色発光ダイオード作製す
る場合、緑色発光ダイオードの発光波長は545nmが最適
である。本発明者は、ZnTe単結晶を製造し、これを所定
の亜鉛蒸気圧下で熱処理することにより、析出物がほと
んどなく、かつ十分なキャリア濃度をもったZnTe基板が
得られることを見出した。そして、このZnTeを基板とし
て用い、Alを熱拡散することによりpn接合を形成し、発
光ダイオードを開発した結果、室温での発光波長は、バ
ンド端発光による548nmが得られること及びZnTeは直接
遷移型材料であるためバンド端発光を利用し高輝度が得
られることが分かった。
【０００７】上記に述べたとおり広い色温度範囲で演色
性を保つのにZnTe発光ダイオードの波長は適切な発光波
長に近い値であり、３原色を用いた白色発光ダイオード
にZnTe緑色発光ダイオードが適していることが分かっ
た。また、このZnTe発光ダイオードはバンド端からの発
光であるため波長のばらつきがほとんどなく、均一な発
光波長特性がウェハー面内で得られることも分かった。
このように、ZnTe発光ダイオードは、他の材料を用いて
造られた緑色発光ダイオードの欠点を解決できる。即
ち、InGaNを材料として用いた緑色発光ダイオードは精
密な組成制御が必要であり、コストが嵩む問題点をZnTe
緑色発光ダイオードはバンド端発光を利用するため精密
な組成制御が必要ないため解決できる。また、GaP系緑
色発光ダイオードは比較的輝度の高い素子を安価に作製
できるが、発光波長が演色性の観点から適切ではないと
いう問題点をZnTe緑色発光ダイオードは解決できる。
性を保つのにZnTe発光ダイオードの波長は適切な発光波
長に近い値であり、３原色を用いた白色発光ダイオード
にZnTe緑色発光ダイオードが適していることが分かっ
た。また、このZnTe発光ダイオードはバンド端からの発
光であるため波長のばらつきがほとんどなく、均一な発
光波長特性がウェハー面内で得られることも分かった。
このように、ZnTe発光ダイオードは、他の材料を用いて
造られた緑色発光ダイオードの欠点を解決できる。即
ち、InGaNを材料として用いた緑色発光ダイオードは精
密な組成制御が必要であり、コストが嵩む問題点をZnTe
緑色発光ダイオードはバンド端発光を利用するため精密
な組成制御が必要ないため解決できる。また、GaP系緑
色発光ダイオードは比較的輝度の高い素子を安価に作製
できるが、発光波長が演色性の観点から適切ではないと
いう問題点をZnTe緑色発光ダイオードは解決できる。
【０００８】
【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて、本発明の
特徴とするところを明らかとするが、本発明は以下の各
実施例によって何ら制限されるものではない。
特徴とするところを明らかとするが、本発明は以下の各
実施例によって何ら制限されるものではない。
【０００９】
【実施例1】ZnTe緑色発光ダイオードを用い、白色ダイ
オードを作製した実施例について以下に述べる。赤色と
してAlInGaPを材料とした発光ダイオードを用い、青色
としてInGaNを材料とした発光ダイオードを用い、色温
度と演色性について検討した結果を表１に示す。
オードを作製した実施例について以下に述べる。赤色と
してAlInGaPを材料とした発光ダイオードを用い、青色
としてInGaNを材料とした発光ダイオードを用い、色温
度と演色性について検討した結果を表１に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】表１より、各色温度に対してZnTe発光ダイ
オードを用いることで良好な演色性が得られることが分
かる。
オードを用いることで良好な演色性が得られることが分
かる。
【００１２】
【発明の効果】ZnTe緑色発光ダイオードを用い、赤と青
の発光ダイオードと組み合わせることにより演色性の高
い白色発光ダイオード及び照明システムが低コストで得
られる。
の発光ダイオードと組み合わせることにより演色性の高
い白色発光ダイオード及び照明システムが低コストで得
られる。
【図１】演色評価数を最大にする波長が黒体温度の関数
として変化する様子を示す図である。
として変化する様子を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 赤、緑、青の３原色の発光ダイオードを
用いて形成される白色発光ダイオードにおいて、緑色ダ
イオードとしてZnTe発光ダイオードを用いることを特徴
とする白色発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記白色発光ダイオードの演色評価数が
８０以上であることを特徴とする請求項１記載の白色発
光ダイオード。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の白色発光ダ
イオードを用いたことを特徴とする照明システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15182099A JP2000340840A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 白色発光ダイオード及びそれを用いた照明システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15182099A JP2000340840A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 白色発光ダイオード及びそれを用いた照明システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340840A true JP2000340840A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15527039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15182099A Withdrawn JP2000340840A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 白色発光ダイオード及びそれを用いた照明システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340840A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045206A (ja) * | 2001-05-24 | 2003-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光源 |
| WO2003019072A1 (fr) * | 2001-08-23 | 2003-03-06 | Yukiyasu Okumura | Eclairage par del a temperature de couleur reglable |
| US6959866B2 (en) | 2002-05-30 | 2005-11-01 | Ricoh Company, Ltd. | 2-Dimensional code pattern, 2-dimensional code pattern supporting medium, 2-dimensional code pattern generating method, and 2-dimensional code reading apparatus and method |
| JP2006261702A (ja) * | 2001-05-24 | 2006-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光源 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15182099A patent/JP2000340840A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045206A (ja) * | 2001-05-24 | 2003-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光源 |
| JP2006261702A (ja) * | 2001-05-24 | 2006-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 照明光源 |
| WO2003019072A1 (fr) * | 2001-08-23 | 2003-03-06 | Yukiyasu Okumura | Eclairage par del a temperature de couleur reglable |
| US6959866B2 (en) | 2002-05-30 | 2005-11-01 | Ricoh Company, Ltd. | 2-Dimensional code pattern, 2-dimensional code pattern supporting medium, 2-dimensional code pattern generating method, and 2-dimensional code reading apparatus and method |
| US7712664B2 (en) | 2002-05-30 | 2010-05-11 | Ricoh Company, Ltd. | 2-dimensional code pattern, 2-dimensional code pattern supporting medium, 2-dimensional code pattern generating method, and 2-dimensional code reading apparatus and method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |