JP2001107036A

JP2001107036A - 蛍光被覆体製造支援方法、その製造支援システム並びに発光素子用蛍光被覆体

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Publication number: JP2001107036A
Application number: JP28458199A
Authority: JP
Inventors: Rinkichi Yokoyama; 林吉横山; Kazuhisa Takagi; 和久高木; Tsutomu Odaki; 勉小田喜; Mitsuharu Utsuki; 光春宇津木; Masuji Tazaki; 益次田崎; Akira Ichikawa; 明市川
Original assignee: Asahi Rubber Inc
Current assignee: Asahi Rubber Inc
Priority date: 1999-10-05
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2001-04-17
Anticipated expiration: 2019-10-05
Also published as: JP4350232B2

Abstract

(57)【要約】【課題】顧客の要求する、均一な色調の蛍光材を含有
するフィルタを迅速、容易に製造可能にする。【解決手段】ＣＰＵ２は演算手段２１、検索手段２２
を備える。演算手段２１は顧客から提示される２種類の
ＬＥＤの光源色度座標ｘ，ｙとＬＥＤに蛍光被覆体を装
着した状態で得られる発光色の要求色度座標ｘ１，ｙ１
とから蛍光体材料に関連する係数ａ〜ｄを算出する。Ｒ
ＯＭ３は蛍光体材料特定情報を表１の形式で記憶する登
録データ記憶部３１を有する。検索手段２２は算出され
た係数ａ〜ｄを検索パラメータとして登録データ記憶部
３１内の表１から適合する所要の蛍光体材料特定情報を
抽出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）等の半導体発光素子その他の発
光素子に被覆して素子の発光色を変換する蛍光被覆体の
製造を支援する方法、支援システム並びに製造支援方法
を用いて製造された発光素子用蛍光被覆体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、低消費電力及び長寿命を有する光
源としてＬＥＤが知られている。ＬＥＤは基台材料の種
類等に起因して固有の波長光を放射するもので、主に
Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色を発光するものがそれぞれ製造さ
れ、光源の他種々の用途に適用されるに至っている。

【０００３】また、近年、特定の波長光を励起する蛍光
材料をフィルタ上に形成し、これをＬＥＤを被せて合成
色として白色の発光色を得るものが知られている。白色
光を得ることで、その用途が広がり、また、所望する着
色剤を含有して形成されたフィルタをさらに装着するこ
とで、白色をさらに別の任意の発光色に変えることがで
きるという利点がある。

【０００４】一方、近年、青色ＬＥＤのチップＹＡＧ
（アルミン酸イットリウム）系蛍光体の層を設けた白色
ＬＥＤが提案されている。この白色ＬＥＤは、蛍光体の
層によって励起された光と青色ＬＥＤからの光が合成さ
れて白色光が作り出されるようになっている。この白色
ＬＥＤは着色剤を含有したカラーフィルタが装着される
ことで、所望の発光色を得ることができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同一の
材料で製造されたＬＥＤであっても、構成材料側（チッ
プ等）のばらつきや製造設備側の稼働環境等に起因して
発光特性すなわち色調が全て均一には製造できず、個々
にばらつきを有している。図５は、任意に選択された複
数の青色ＬＥＤのサンプルを発光させて得られた色度の
分布を示すものである。この図５（ＣＩＥ（国際照明委
員会）に準拠した標準表色系）に示すように、各青色Ｌ
ＥＤはサンプルＡの色度座標（ｘ、ｙ）＝（０．２０
７，０．１１６）〜サンプルＢの色度座標（ｘ、ｙ）＝
（０．３５９，０．０６７）の範囲で色度にばらつきが
見られる。このばらつきは色度で０．０１以上の差があ
るため視認可能であり、従って、このような青色ＬＥＤ
に同じ蛍光体が含有されたフィルタを被覆して色変換を
施しても、得られる光の色調は依然としてばらつきを有
しており、用途等によってはユーザの要求を満足し得る
ものとはいえなかった。また、蛍光体フィルタによって
白色光に変換された青色ＬＥＤに着色剤を含有したカラ
ーフィルタをさらに装着しても、輝度の著しい低下及び
褪色に問題があった。

【０００６】一方、図６は、任意に選択された複数の白
色ＬＥＤのサンプルを発光させて得られた色度の分布を
示すもので、青色ＬＥＤチップ自体の色調ばらつきとチ
ップ上の蛍光体の添加量や層厚ばらつき等に起因する色
調ばらつきとが作用した結果、色度ｘ、ｙ値共に０．０
５程度のばらつきを有している。従って、かかる白色Ｌ
ＥＤに蛍光体を含有する同一のフィルタを被覆して所定
の色に変換しても、得られる光の色調は青色ＬＥＤの場
合以上にばらつきを有したものとなり、また、着色剤が
含有されたカラーフィルタの装着に対しても青色ＬＥＤ
の場合と同様な問題を有している。

【０００７】そこで、メーカでは、測色作業を行って青
色（又は白色）ＬＥＤをばらつきの範囲内に対して更に
細かい色調範囲ごとに仕分けし、ランクを付して管理す
るようにし、また、ユーザ側においては上記仕分けされ
たＬＥＤに対し、更に要求色精度に対応して設定された
色調範囲に仕分けるべく測色作業を行って、要求を満た
すＬＥＤのみを用いるようにしており、結果的に歩留ま
りが悪く、かつコストアップとなっていた。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、仕分けされたそれぞれの発光素子に対して変換後の
発光色をより均一な色調に変え得る蛍光被覆体を容易か
つ迅速に製造工程に提供し得る製造支援方法、そのシス
テム並びに該方法を用いて製造された発光素子用蛍光被
覆体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る蛍光被覆体
製造支援方法は、発光素子の光源色情報と該光源色を変
換して得られる要求発光色情報との関係を蛍光体材料に
関連する係数を介して関係付けておき、特定の発光素子
の光源色情報及び要求発光色情報から前記係数を求め、
得られた係数から蛍光体材料を特定するようにしたもの
である。

【００１０】この構成によれば、特定の発光素子の光源
色情報及び要求発光色情報を外部の顧客（メーカやユー
ザ）から提示されるなどした場合に、発光素子の光源色
情報と要求発光色情報との関係を蛍光体材料に関連する
係数を介して関係付けた内容に対して、提示された特定
の発光素子の光源色情報及び要求発光色情報を適用させ
て、まず係数を求め、次いで、求めた係数に関連する蛍
光体材料を直ちに特定する。特定される材料としては、
要求発光色情報に一致するもの乃至は（一致するものが
ないときは）予め得ておいた複数の事前データに近似す
るものとなる。これにより、顧客が要求する要求発光色
情報を実質満足する蛍光原料の種類、組成比、基材に対
する混合比（重量部）等を蛍光体特定情報として、現実
に発光素子の入手を待つまでもなく、素早く得ることが
可能となり、しかも、かかる蛍光体材料特定情報を必要
に応じて顧客へ迅速に提示でき、かつ製造の了解（製造
注文）があれば、形状等が判っていることを条件に、発
光素子に被覆可能な形状を有する蛍光被覆体を直ちに製
造することが可能となる。

【００１１】ここに、顧客から入手される光源色情報を
有する発光素子は、顧客がメーカであれば、前述したよ
うに該メーカにおいてばらつきの範囲内に対して更に細
かい色調範囲ごとに仕分けしている各仕分け毎のもので
あり、また、顧客がユーザであれば、ユーザ側で更に要
求色精度に対応して設定された色調範囲に仕分けされた
後のものである。従って、仕分けされた発光素子に対し
て、該仕分け毎の発光素子に対する変換後の発光色を、
少なくとも仕分け分の色調ばらつきを越えることのな
い、より均一な色調に変え得る蛍光被覆体が作成され
る。また、異なる仕分け分に対して要求される要求発光
色情報が同一の場合でも、異なる仕分け分の光源色情報
から蛍光体の材料特定情報を得ることが可能となり、こ
れにより、異なる仕分け分の発光素子であっても、各仕
分け分に対応して製造された蛍光被覆体を被覆すること
で、被覆後の色調を同一にすることが可能となる。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記関係付けが、
数３の行列式により表されるものとし、この行列式から
係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを求め、得られた係数ａ〜ｄから蛍
光体材料を特定するようにしたものである。

【００１３】

【数３】

【００１４】但し、ｘ、ｙ：発光素子の光源色度ｘ１、ｙ１：（蛍光被覆体を被せて得られる）要求発光
色度この構成によれば、行列式が予め記憶されており、この
行列式に光源色情報及び要求色情報を代入することで係
数ａ〜ｄを算出するようにすればよい。なお係数の数は
４個であるから、これらの係数を計算上特定するには、
１つの要求発光色度ｘ１、ｙ１に対して、少なくとも発
光素子の光源色度情報を２種類入手する必要がある。こ
の２種類は、前記同一の仕分け分に含まれるものであ
る。２種類の情報は無作為に選出されたものでもよい
し、また、該仕分け分の発光素子の平均色度に対して反
対方向にばらついた適宜な値の情報でもよい。

【００１５】請求項３記載の発明は、蛍光体材料を特定
する情報が係数ａ〜ｄと対応付けてテーブル形式で記録
されており、得られた係数ａ〜ｄに適合する蛍光体材料
特定情報をテーブルから読み出して報知するようにした
ものである。これにより、テーブル中の蛍光体材料を所
有しておけば、該当する蛍光体材料特定情報が読み出さ
れ報知されると、直ちに蛍光被覆体の製造開始が可能と
なる。

【００１６】請求項４記載の発明は、この蛍光体材料
は、蛍光原料の種類、組成比、及び基材に対する混合比
（重量部）で特定されるようにすれば、正確な再現性が
可能となる。発光素子が入荷されるに先立って蛍光体が
特定されるので、素子形状や寸法などが入手できれば、
特定された蛍光体材料を用いた蛍光被覆体が迅速に製造
可能となる。

【００１７】請求項５記載の蛍光被覆体製造支援システ
ムは、発光素子の光源色情報と該光源色を変換して得ら
れる要求発光色情報とを蛍光体材料に関連する係数を介
して関係付けて記憶する記憶手段と、特定の発光素子の
光源色情報及び要求発光色情報から前記係数を求める第
１の演算手段と、得られた係数から蛍光体材料を特定す
る情報を抽出する検索手段とを備えたものである。ま
た、好ましくは、この記憶手段は、数４を記憶するもの
であり、第１の演算手段は係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを例えば
逆算等により求めるものであり、検索手段は得られた係
数ａ〜ｄに適合する蛍光体材料を特定する情報を抽出す
るものである（請求項６）。

【００１８】

【数４】

【００１９】但し、ｘ、ｙ：ＬＥＤの光源色度ｘ１、ｙ１：（蛍光被覆体を被せて得られる）要求発光
色度請求項７記載の発明は、記憶手段が、蛍光体材料を特定
する情報を係数ａ〜ｄと対応付けてテーブル形式で記憶
したものであり、検索手段は第１の演算手段で求めた係
数ａ〜ｄに適合する蛍光体材料特定情報をテーブルより
抽出するものである。また、請求項８記載の発明は、記
憶手段が、蛍光体材料を、蛍光原料の種類、組成比、及
び基材に対する混合比で特定する情報として記憶したも
のである。

【００２０】請求項９記載の発明は、前記発光素子の光
源色情報及び要求発光色情報を外部端末から受信可能な
データ通信手段を備えたことを特徴とするものであり、
請求項１０記載の発明は、前記抽出された蛍光体材料特
定情報および前記発光素子の光源色情報から定まる予測
発光色情報を求める第２の演算手段を備え、データ通信
手段は、前記予測発光色情報を前記外部端末へ送信する
ことを特徴とするものである。これにより、現物の発光
素子が入手できていない段階から、製造された蛍光被覆
体の特性を予測でき、かつ迅速な製造移管が提供可能と
なる。

【００２１】請求項１１記載の発光素子用蛍光被覆体
は、請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光被覆体製造支
援方法を用いて製造されたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】図２は本支援システムを用いて製
造されたフィルタの一例を示す縦断面図である。図２に
おいて、蛍光被覆体としてのフィルタ１１はＬＥＤ１２
のチップ部をモールドした樹脂部の紡錘状（や半球）等
の外形に沿った形状に形成されると共に、好ましくは均
一な所定の厚みに設定されている。このフィルタ１１は
蛍光体を基材である樹脂に混合して、ＬＥＤ１１の外形
に一致する形状（多少伸長してフィットする形状も実質
含む）に成形して製造されたもので、ＬＥＤの光源光と
該光源光の一部を利用して蛍光体で励起された光とを混
合してある。製造方法については詳細は後述する。

【００２３】図１は本発明に係る蛍光被覆体製造支援シ
ステムの一実施形態における制御構成を示すブロック図
である。図１において、蛍光被覆体製造支援システム１
はコンピュータで構成されており、ＣＰＵ（Central Pr
ocessing Unit：中央演算処理装置）２、ＲＯＭ（Read
Only Memory）３、ＲＡＭ（Random Access Memory）
４、オペレータが各種操作指令を行うための入力部５及
び表示画面を持つ表示部６を備えると共に、外部と通信
可能なデータ通信手段としての送受信部７とを有してい
る。

【００２４】ＣＰＵ２は、各部に対する動作を統括的に
制御するものである。ＲＯＭ３は、各部の基本的な動作
を行わせる動作制御プログラムの他に、本発明に適用さ
れる蛍光被覆体の製造を支援する製造支援プログラムが
記憶されていると共に、後述する表１に示すようなテー
ブルデータが記憶されている。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２に
よる処理途中のデータを一時的に記憶するためのもので
ある。入力部５はキーボードやマウス、さらにはポイン
ティングデバイス（タッチパネル）などで構成されてお
り、必要なデータの入力やＣＰＵ２に対する種々の動作
をオペレータから指令するためのものである。表示部６
は、液晶表示装置やＣＲＴ表示装置などから構成され、
オペレータの入力データや入力指令内容を確認的に表示
すると共に、前記製造支援プログラムに基づく処理によ
って得られた結果を適宜表示するものである。また、必
要に応じてプリンタを備え、得られた処理結果（蛍光体
材料特定情報）をプリンタに印字出力するようにしても
よい。

【００２５】送受信部７は、公衆電話回線（有線および
無線）やファクシミリの他、専用回線やインターネット
などのネットワーク（電子メール含む）を介してデータ
通信を可能とするものである。なお、送受信部７はＣＰ
Ｕ２から制御されるものに限定されず、個別の指示に応
答して動作するものでもよい。また、本システムに通信
機能を内蔵させ、得られた結果を直接（あるいはオペレ
ータによる送信指示を受けて）顧客に送信するようにし
てもよい。

【００２６】ＣＰＵ２は、演算手段２１、検索手段２２
を備える。演算手段２１は、製造支援プログラムに基づ
いて、数５に示す行列式を利用して以下の計算を実行す
る。すなわち、顧客から提示される２種類のＬＥＤの光
源色度座標ｘ，ｙとＬＥＤに蛍光被覆体を装着した状態
で得られる発光色の要求色度座標ｘ１，ｙ１とから蛍光
体材料に関連する係数ａ〜ｄを算出する。また、特定さ
れた係数ａ〜ｄと光源色度座標ｘ，ｙとから予測色度座
標ｘ１，ｙ１を算出する。

【００２７】

【数５】

【００２８】ただし、ｘ，ｙはＬＥＤの発光色を表わす
光源色度を示す座標であり、ａ〜ｄは蛍光原料の種類、
組成比および重量部（基材に対する混合比）より定まる
固有の係数（定数）であり、ｘ１，ｙ１は蛍光被覆体
（以下、フィルタという）装着した状態での前記した要
求色度や予測色度を示す座標である。なお、係数ａ〜ｄ
を求める際には、係数ａ〜ｄを求めるべく数５を逆算し
た形の式で計算を行うことになるが、式の概念としては
実質的に差がないので、便宜的に数５で示している。

【００２９】ＲＯＭ３は後述する表１のデータを記憶す
る登録データ記憶部３１を有しており、検索手段２２
は、登録データ記憶部３１内の表１から、後述するよう
に係数ａ〜ｄを検索パラメータとして所要の蛍光体材料
を抽出するものである。

【００３０】次に、製造支援処理手順を説明する。◇ まず、本製造支援システムの稼働に先立つ事前作業とし
ての表１の作成について、青色ＬＥＤの光源光を白色光
に変換する蛍光体材料を例に説明する。

【００３１】ある色調で発光する青色ＬＥＤの色度座標
ｘ，ｙに対して種々の材料（蛍光原料の種類、組成比お
よび重量部）を用いてフィルタを製造し、これらのフィ
ルタを青色ＬＥＤにそれぞれ被覆して色測定を行って実
測色度座標ｘ１，ｙ１を求める。一方、各フィルタに含
有される蛍光原料の種類、組成比および重量部に応じて
特定される固有の係数ａ〜ｄを求める。

【００３２】続いて、先の青色ＬＥＤとは微妙に異なる
色調を有する青色ＬＥＤについて前記と同様に複数のフ
ィルタを製造し、色測定を行って実測色度座標ｘ１，ｙ
１を求めると共に、材料固有の係数ａ〜ｄを求める。こ
の場合のフィルタとしては先の青色ＬＥＤで採用したも
のも必要に応じて採用してもよい。それぞれのフィルタ
を被覆した場合に得られる白色光の色調は、光源として
の青色ＬＥＤの色調に応じて当然、微妙に異なるが、そ
のうち、白色光として許容可能な範囲の色調が得られた
フィルタの情報のみを有効な情報とし、それ以外すなわ
ち許容される白色の色調から外れたものは除外される。

【００３３】さらに、それぞれ色調の微妙に異なる青色
ＬＥＤについて同様の作業を行う。ここに、微妙に異な
る色調の青色ＬＥＤとは、実質的に同様の色調と見なせ
る如き、前述した区分けされた範囲毎のものである。全
ての青色ＬＥＤについて上記作業を実施することが好ま
しい一方、情報量の膨大さ及び作業量との関係から、本
実施形態では区分け範囲毎の青色ＬＥＤについて情報を
入手する事前作業に止めている。そして、各区分の青色
ＬＥＤ毎に表１に示すような表を作成する。

【００３４】また、かかる事前作業は青色ＬＥＤの他
に、各区分の赤色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ等他の発光色を有
するＬＥＤと、それぞれ微妙に異なる色調の白色光に変
換し得るフィルタとの関係、すなわち係数等を求めるよ
うにする。

【００３５】そして、得られた各区分けされた色調のＬ
ＥＤ毎に、少なくともそれぞれの材料を特定する情報
（蛍光原料の種類、組成比および重量部）及び固有の係
数ａ〜ｄが対応して表１に示すテーブル形式で登録デー
タ記憶部３１に書き込まれる。登録データの書き込み
は、入力部５を用いて行ったり、あるいは色測定器側で
データ入力したときは、該測定器からデータ転送して登
録データ記憶部３１に書き込むようにすることも可能で
ある。

【００３６】表１は、上述した登録データ記憶部３１の
記憶内容の一例を示すもので、ある区分の青色ＬＥＤに
関するデータである。表１では、蛍光体としてＹＡＧ蛍
光体を用いた例で示しており、それぞれの白色光を得る
べく、組成比および重量部とそれぞれに固有の係数ａ〜
ｄをテーブル形式で示している。表は、各区分のＬＥＤ
をグループ単位として、その中でさらに各蛍光原料の種
類及び組成比が各重量部毎に（表１では２０重量部と２
５重量部とが示されている）表にされている。

【００３７】なお、表の形式は表１に限定されず、１つ
のまとまった表としてもよい。

【００３８】

【表１】

【００３９】この事前作業の後、以下の製造支援処理手
順が実行可能となる。◇図３は本製造支援システムにお
ける製造支援手順の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１では、フィルタ被覆対象となるＬＥ
Ｄについて、（１つの区分毎に）２種類の光源色情報
（色度座標ｘ、ｙ）及び要求色度座標ｘ１、ｙ１が外部
（顧客；メーカあるいはユーザ）の通信端末装置から送
受信部７を介してデータ入力され、あるいはデータ入手
がファクシミリや電話からの音声によるときは入力部６
を介してのオペレータによるデータ入力の待ち状態とさ
れる。光源色情報（色度座標ｘ、ｙ）及び所望の要求色
度座標ｘ１、ｙ１の入力があると（ステップＳ１でＹＥ
ＤＳ）、入力情報は一旦ＲＡＭ４に記憶され、次いで、
数５に示す行列式を用いて、２種類の光源色度座標ｘ、
ｙおよび１つの要求色度座標ｘ１、ｙ１から係数ａ〜ｄ
の算出が行われる（ステップＳ３）。

【００４０】続いて、算出された係数ａ〜ｄと登録デー
タ記憶部３１内のテーブルデータとの照合処理を検索手
段２２により実行する（ステップＳ５）。この照合処理
は、まず対象となるＬＥＤと同一の区分に属するグルー
プの検索から実行される。対象となるＬＥＤの光源色度
情報ｘ、ｙは入力しているので、この情報（２種類の光
源色度情報が存在するため、両者の平均値を採用するな
どすればよい）と各グループのＬＥＤの色度情報とを比
較することで行う。基本的には、色度値がの差が採用と
なるものを検索すれ場よい。あるいは、各グループのＬ
ＥＤの色度の範囲を登録しておくようにすれば、対象と
なるＬＥＤの色度が包含される色度範囲のグループを検
索するようにすればよい。

【００４１】グループの特定が終了すると、次に、該グ
ループ内の表に対して、係数の照合による検索処理が実
行される。まず、係数同士の完全一致（所定の桁まで）
が存在するか否かを検索し（ステップＳ７）、完全一致
した場合には当該係数ａ〜ｄに対応する蛍光原料の種
類、組成比および重量部に関する材料特定情報を抽出す
る（ステップＳ９）。一方、完全一致の係数が存しない
場合には（ステップＳ７ＮＯ）、算出された係数ａ〜ｄ
に最も近い係数ａ〜ｄを表から抽出する検索し（ステッ
プＳ１１）、検索した係数ａ〜ｄに対応する蛍光原料の
種類、組成比および重量部の材料特定情報を抽出する
（ステップＳ１３）。最も近い係数ａ〜ｄの特定は、例
えば対応する係数間の差の合計が最小となるものを、あ
るいは他の好適な手法を採用して抽出すればよい。

【００４２】その後、光源色度座標（ｘ，ｙ）および特
定した係数ａ〜ｄから予測色度座標（ｘ１，ｙ１）を計
算し、必要ならば、予測色度の計算結果を顧客先に伝送
するなどして、特定した材料及び予測色度座標について
の顧客先の承認（製造注文）を得る。なお、ステップＳ
７で、係数ａ〜ｄが登録データ記憶部３１内の表の係数
と一致したときは要求色度座標と予測色度座標とは完全
に一致する。

【００４３】その後、ＬＥＤの形状データなどを入手し
て製造を開始する。製法としては、例えば抽出した蛍光
体条件データを満足するような各構成物質を化学量論比
に秤量し、エタノール中で混合し、乾燥後、るつぼ中で
摂氏１５００度焼成を行って、所望の蛍光体を製造する
ことができる。さらに、その蛍光体を特定された重量部
だけ基材であるシリコーンゴム材料に混合してフィルタ
の材料を製造する。フィルタの材料をフィルタ用金型内
に注入して加熱プレスを用いて成形することで、顧客先
が所望する均一な色度座標の発光色を得るフィルタが製
造される。したがって、現物のＬＥＤが入荷されるまで
に、あるいは入荷されなくても（この場合製造したフィ
ルタのみを顧客に納入すればよい）独自に製造ができ、
納期をより短縮した形で注文が取れ、かつ製造、納入が
できることとなる。

【００４４】以上の構成により、フィルタを通して、顧
客先が要求する均一な要求色度座標の発光色を得るため
の蛍光体材料特定情報を自動的、かつ素早く得ることが
でき、この蛍光体条件データに基づいて、対象となるＬ
ＥＤに最適なフィルタを迅速に製造することができるも
のである。

【００４５】また、フィルタ被覆対象のＬＥＤが異なる
色調区分に亘屡ような顧客の製造依頼であって、それら
に対して同一の要求色度座標が提示された場合でも、各
区分毎のＬＥＤに対して前述と同様な処理手順を実行し
て各区分毎の材料の特定を行えばよく、このようにする
ことで、異なる区分に亘って被覆後の発光色度座標とし
て実質的に一致したフィルタをそれぞれ短期で製造する
ことができる。

【００４６】ここで、予測色度座標と実測した色度座標
とに差がないことを具体的に検証する。

【００４７】まず、セリウム（Ｃｅ）で付活した蛍光原
料の種類、組成比がＹ_1.8Ｇｄ_1.2Ａｌ₅Ｏ₁₂であるＹＡ
Ｇ蛍光体を、シリコーンゴムに添加量（濃度）として２
３重量部だけ混合し、厚さ０．３５ｍｍのフィルタをフ
ィルタ用金型と加熱プレスを用いて成形して製造した。
この場合、ＹＡＧ蛍光体の組成比は、Ｙ：Ｇｄ：Ａｌ＝
１．８：１．２：５である。このフィルタの係数（係
数）ａ〜ｄはそれぞれ、実験データからａ＝１．６５
６、ｂ＝０．８８０、ｃ＝１．１５１、ｄ＝１．８２４
であることが判っている。

【００４８】次に、発光波長のピーク値が４６６ｎｍ、
４６８ｎｍ、４７０ｎｍ，４７２ｎｍである４種類の青
色ＬＥＤをそれぞれ通電電流２０ｍＡで点灯させ、所定
距離を置いて発光波長分光放射輝度計（ＰＲ−７０４
Photo Research社製）で色度を測定した。ここで、得
られた青色ＬＥＤの発光色の色度座標（ｘ，ｙ）と上記
係数ａ〜ｄの各値を数５の行列式に代入することによ
り、上記ＹＡＧ蛍光体を２３重量部混合したフィルタを
被覆して点灯させたときの発光色の色度座標を予測す
る。一方、実測した色度座標（ｘ11，ｙ11）を、青色Ｌ
ＥＤの発光色の色度座標（ｘ，ｙ）を計測したときと同
様にして計測した。それらを比較した比較結果を次の表
２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】上記表２において、予測色度座標と実測色
度座標との差は殆どなかった。つまり、人間の目で色度
が識別できるオーダは０．０１以上であるが、色度座標
の予測値と実測値においてｘ値およびｙ値共に０．００
１程度のオーダであって、これは目視で識別不能な差で
あった。したがって、予測色度座標から色度座標の実測
値を充分に予測することが可能であることが判った。

【００５１】また、上記ＹＡＧ蛍光原料の種類および組
成比は同一で、重量部を１５重量部に、また１２重量部
に順次変えた場合にも、次の表３、４のようになり、上
記と同様に予測色度座標と実測色度座標とには差がなか
った。

【００５２】

【表３】

【００５３】

【表４】

【００５４】なお、フィルタの係数ａ〜ｄは、１５重量
部を混合した場合には実験データから、ａ＝１．５１
７、ｂ＝０．４２２、ｃ＝０．８９０、ｄ＝１．３３７
であり、１５重量部を混合した場合には実験データか
ら、ａ＝１．４８１、ｂ＝０．２３９、ｃ＝０．７９
４、ｄ＝１．１５９であった。

【００５５】したがって、表２〜表４により、蛍光体の
重量部が異なる場合にも、発光色の色度座標の実測値と
近いレベル（目視識別範囲内のレベル）で発光色の色度
座標を容易かつ正確に予測することができた。また、こ
こでは示していないが、重量部の場合と同様に、蛍光体
の種類および組成比が異なる場合にも、発光色の色度座
標の実測値と近いレベル（目視識別範囲内のレベル）で
発光色の色度座標を容易かつ正確に予測することができ
ることが判った。

【００５６】このことから、予測色度座標と実測色度座
標は実質等しくなるため、青色ＬＥＤの光源色度座標、
要求色度座標データが顧客の通信端末装置から得られ、
予め実験に基づいて係数ａ〜ｄが判っていると、所定の
蛍光体を含有させたフィルタをその青色ＬＥＤに被覆し
て点灯させたときの発光色の色度座標を、数５を用いて
計算することで、容易に素早く予測できることになる。

【００５７】なお、上記実施形態では、演算手段２１
が、ＬＥＤの光源色度座標ｘ，ｙおよび、ＬＥＤにフィ
ルタを装着して得られる発光色の要求色度座標ｘ１，ｙ
１から係数ａ〜ｄを計算し、検索手段２２が、算出した
係数ａ〜ｄと表１のテーブルデータの係数ａ〜ｄとの一
致または略一致を検索し、一致または略一致するテーブ
ルデータの係数ａ〜ｄから、蛍光原料の種類（例えばＹ
ＡＧ蛍光体など）、組成比および重量部を自動的に検索
するようにしたが、テーブルデータの係数ａ〜ｄとの一
致検索処理や、一致する係数ａ〜ｄに対応した蛍光原料
の種類、組成比および重量部の検索処理をオペレータの
操作により行うようにしてもよい。また、表１のような
テーブルデータは印刷された紙データであってもよく、
紙データの表を用いて、表の係数ａ〜ｄとの一致検索
や、一致する表の係数ａ〜ｄに対応した蛍光原料の種
類、組成比および重量部の検索を目視で行うようにして
もよい。

【００５８】また、上記実施形態では、所望の均一な色
度を得る場合について説明したが、これに限らず、色度
調整に加えて輝度調整を含めた色（色調）調整としても
よい。この場合、検索手段２２は、相対発光強度（輝
度）が異なる蛍光体の複数種類の中から選択したり、複
数の蛍光体材料を組み合わせた複合的な蛍光体材料を選
択して、略同じ所望の輝度値になるようするようにすれ
ばよい。好ましくは、選定した蛍光原料の種類と同一の
種類において、照合結果で適合する係数ａ〜ｄに対応し
た蛍光原料の種類、組成比および重量部を抽出するよう
にすればよい。例えば後述する、Ｙ_1.8ＧＤ_1.2Ａｌ₅Ｏ
₁₂、Ｙ_2.4Ｇｄ_0.6Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂を用いて蛍
光被覆体（蛍光体の種類）を製造する場合、上記それぞ
れの主発光波長における相対発光強度１００，８６，８
９から、顧客が要求する輝度となるように線形補間的な
計算を施して配分量を調整設定することができる。

【００５９】さらに、ＬＥＤ用透光性被覆材としてのフ
ィルタをキャップ状にしたものを例に説明したが、これ
に限らず、ＬＥＤを被覆するシート形状であってもよ
い。透光性被覆材をシート状に形成するには、蛍光体
（蛍光体）と結着樹脂とを溶融混練し、インフレーショ
ン法、Ｔ型ダイス法、溶液流延法およびカレンダー法な
どを採用すればよい。

【００６０】また、本実施形態では表色系として色度を
採用したが、これに限定されず、他の表色系を用いて
も、実質的に本発明の目的は達成可能である。

【００６１】なお、光源に使用するＬＥＤとして、Ｇａ
Ｎ系青色ＬＥＤの他、各種のＬＥＤも用いることがで
き、具体的には、例えばＧａ:ＺｎＯ赤色ＬＥＤ、Ｇａ
ＡｓＰ系赤色ＬＥＤ、ＧａＡｓＰ系橙・黄色ＬＥＤ、Ｇ
ａＰ:Ｎ緑色ＬＥＤ、ＳｉＣ青色ＬＥＤ、II−VI族青色
ＬＥＤ（例えばＺｎＳｅを発光材料に用いたＬＥＤ；発
光波長４６４ｎｍ）などを挙げることができる。これら
の中で、青色ＬＥＤの発光波長が最も短くエネルギーが
高いので、より効果的に蛍光体を励起することができる
ため、輝度を稼ぐことができるという利点がある。続い
て緑色ＬＥＤ、さらに橙・黄色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤの順
に好ましい。また、ＬＥＤの形態は何れの形態であって
もよく、例えばＬＥＤランプ、チップタイプＬＥＤ、セ
グメントタイプＬＥＤなどが好適に使用できる。なお、
発光素子としては発光ダイオードや半導体発光素子でも
よい。

【００６２】また、使用する発光物質として、Ｙ_1.8Ｇ
Ｄ_1.2Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ_2.4Ｇｄ_0.6Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ₃Ａｌ₅Ｏ
₁₂などのＹＡＧ蛍光体を用い、付活剤としてセリウムの
他、所謂蛍光体、発光顔料、発光染料などの多種多様な
蛍光物質を用いることができる。有機系蛍光体として
は、例えばアリルスルホアミド・メラミンホルムアルデ
ヒド共縮合染色物、ペリレン系蛍光体などを挙げること
ができ、また、無機系蛍光体としては、例えばアルミン
酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩などを挙げることができる。
これらの中でも長期間使用可能な点や、効率よく発光す
る点からペリレン系蛍光体やアルミン酸イットリウムが
特に好ましい。さらに、蛍光体に添加する付活剤として
は、例えばセリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリ
ニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロムなどの
元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ま
しい。母体結晶と付活剤の組み合わせとしてアルミン酸
イットリウム（ＹＡＧ蛍光体）とセリウムの組み合わせ
が好ましく、ＹＡＧ蛍光体を効率よく発光させることが
できる。

【００６３】また、発光物質と混合して使用する樹脂と
しては、シリコーンゴムの他、例えばアクリル樹脂、ポ
リカーボネイト樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル
樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、シリコーン系エラストマー、ポリオレフィン系
エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーな
どの樹脂を使用することができる。これらの中でも、シ
リコーン系エラストマーなどが好適に使用される。本実
施形態で用いたシリコーンゴムはシリコーン系エラスト
マーに属するものである。（実施例）ＧａＮ系青色ＬＥ
Ｄ１２ａ、１２ｂ（Ｅ１Ｌ３３−３Ｂ豊田合成社製）
を２０ｍＡで点灯させ、所定距離を置いて分光放射輝度
計（ＰＲ−７０４ Photo Research社製）で測定し、
発光波長として４７２ｎｍと４６４ｎｍとを得た。発光
波長が４７２ｎｍである青色ＬＥＤ１２ａは、色度座標
でｘ＝０．１２２６，ｙ＝０．１０６９であり、輝度は
３０．４５ｃｄ／ｍ²であった。また、発光波長が４６
４ｎｍである青色ＬＥＤ１２ｂは、色度座標でｘ＝０．
１３６９，ｙ＝０．０６１１であり、輝度は２５．５４
ｃｄ／ｍ²であった。両者を比べると、色度座標のｘ値
で０．０４３、ｙ値で０．０４５８の差があり、ｘ、ｙ
値共に差が０．０１以上あることから、目視では色度が
違ったように見えてしまい（例えば前述した異なる区
分）、輝度でも４．９１ｃｄ／ｍ²の差があった。

【００６４】フィルタ１１ａは、セリウム（Ｃｅ）で付
活したＹ_1.8Ｇｄ_1.2Ａｌ₅Ｏ₂のＹＡＧ蛍光体を、結着樹
脂としてのシリコーンゴム材料に２３重量部混合し、フ
ィルタ用金型と加熱プレスを用いて成形して製造した。
フィルタ１１ａの厚さは０．３５ｍｍであった。

【００６５】このフィルタ１１ａを青色ＬＥＤ１２ａ，
１２ｂにそれぞれ装着し、通電電流２０ｍＡで点灯さ
せ、所定距離を置いて発光波長分光放射輝度計（ＰＲ−
７０４Photo Research社製）で測定した。このときの
色度座標および輝度値を表５に示す。

【００６６】

【表５】

【００６７】表５において、ｘ値の差は０．０１以下
で、人間の目には識別できない程度の差であって無視で
きるものの、ｙ値の差は、０．０１以上であって人間の
目では明らかに識別できた。

【００６８】一方、表５から、青色ＬＥＤ１２ａ，１２
ｂの発光波長ピーク値および色度が異なれば、同一のフ
ィルタ１１ａを該青色ＬＥＤ１２ａ，１２ｂに被覆させ
ても、均一な色度および輝度が得られないことが判っ
た。なお、フィルタ１１ａを介在させることで、輝度
は、青色ＬＥＤ１２ａが３０．４５ｃｄ／ｍ²から６
８．７ｃｄ／ｍ²に、青色ＬＥＤ１２ｂが２５．５４ｃ
ｄ／ｍ²から８４．８ｃｄ／ｍ ²になり、いずれも上昇し
たことが判った。

【００６９】さらに、セリウム（Ｃｅ）で付活した蛍光
体であるＹ_2.4Ｇｄ_0.6Ａｌ₅Ｏ₁₂とＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂を３：
２の割合で混合してシリコーンゴム中に１８重量部添加
し、厚さ０．３５ｍｍのフィルタ１１ｂをフィルタ用金
型と加熱プレスを用いて成形して製造した。このフィル
タ１１ｂを青色ＬＥＤ１２ａ，１２ｂのうち、発光ピー
クが４６４ｎｍである青色ＬＥＤ１２ｂに装着して通電
電流２０ｍＡで点灯させ、所定距離を置いて発光波長分
光放射輝度計（ＰＲ−７０４ Photo Research社製）
で測定した。このときのフィルタ１１ｂの色度座標およ
び輝度値を表６に示す。

【００７０】

【表６】

【００７１】表５、６の内容をグラフにした図４におい
て、色度座標Ａは、発光波長ピークが４７２ｎｍである
青色ＬＥＤ１２ａにフィルタ１１ａを被覆して得られた
色度座標であり、色度座標Ｂは発光波長ピークが４６４
ｎｍである青色ＬＥＤ１２ｂに蛍光体（Ｙ_1.8Ｇｄ_1.2Ａ
ｌ₅Ｏ₁₂）を２３重量部の添加量を添加したフィルタ１
１ａを被覆して得られた色度座標であり、色度座標Ｃは
青色ＬＥＤ１２ｂにフィルタ１１ｂを被覆して得られた
色度座標である。色度座標Ａと色度座標Ｃは非常に近い
色調（色度と輝度）の値になり、目視では殆ど識別でき
ない（同一区分に属することとなった）ことが判った。
同じ青色ＬＥＤ１２ｂに対してフィルタ１１ａからフィ
ルタ１１ｂに変えることによって、図４中の色度座標Ｂ
から色度座標Ｃに色度座標および輝度値が変化した。

【００７２】このことから発光特性（発光波長ピーク）
が異なる青色ＬＥＤ１２ａ，１２ｂを用いても、使用す
る蛍光体の種類、組成比（Ｇｄの組成物量）および添加
量（濃度）を異ならせた蛍光体材料を用いて成形したフ
ィルタ１１ａ，１１ｂを用いることで、発光色度および
発光強度（輝度）を変化させることによって、均一な色
調（色度と輝度）を得ることができることが確認でき
た。

【００７３】ここで、使用した蛍光体は、Ｙ₂Ｏ₃，Ｇｄ
_1.2Ｏ₃，Ａｌ₂Ｏ₃，ＣｅＯ₂を化学量論比に秤量し、エ
タノール中で混合し、乾燥後るつぼ中で摂氏１５００度
にて焼成を行って製造したものであった。一般に、Ｇｄ
₂Ｏ₃の添加量が増加するほど、蛍光体の主発光波長にお
ける発光強度が減少した。ここでは、それに反するが、
輝度を調節するために、Ｙ_1.8Ｇｄ_1.2Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ_2.4
Ｇｄ_0.6Ａｌ₅Ｏ₁₂、Ｙ ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂の蛍光体全体として主
発光波長における相対発光強度が１００，８６，８９で
ある蛍光体を使用して輝度値を調整した。

【００７４】以上のように、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂのよ
うに色調が異なっていても、略同じ色度座標および輝度
が得られるように、含有する蛍光体の種類（Ｙ_1.8Ｇｄ
_1.2Ａｌ₅Ｏ₁₂）、組成比（Ｙ：Ｇｄ：Ａｌ＝１．８：
１．２：５の混晶比）および添加量（２３重量部）の蛍
光体を用いたフィルタ１１ａを一方のＬＥＤ１２ａに装
着させ、また、含有する蛍光原料（体）の種類（Ｙ_2.4
Ｇｄ_0.6Ａｌ₅Ｏ₁₂とＹ₃Ａｌ₅Ｏ₁₂の混合物）、組成比
（Ｙ：Ｇｄ：Ａｌ＝２．４：０．６：５と、Ｙ：Ａｌ＝
３：５との混合比３：２）および添加量（１８重量部）
の蛍光体を用いたフィルタ１１ｂを他方のＬＥＤ１２ｂ
に装着させることで、色度座標および輝度が略同じ均一
な色調を得ることができ、従来行っていた色調範囲毎の
仕分け作業（選別作業）を行う必要がなく、歩留まりよ
く安価なものとすることができる。

【００７５】

【発明の効果】本発明によれば、発光素子が入荷される
に先立って蛍光体が特定され、素子形状や寸法などが入
手できれば、特定された蛍光体を用いた蛍光体被覆材を
迅速に製造できる。また、蛍光体被覆材を介して、区分
の異なる色調の発光素子間において所望のより均一な色
調を得ることができる。

【００７６】また、数式を利用することで、素早くかつ
正確に所望する蛍光体材料を特定することができる。

【００７７】また、データ通信手段を介して予測色情報
を顧客に送信することができるため、現物がなくても、
製造承認の判断が容易、可能となり、結局、製造の迅速
化に寄与できる。

【００７８】さらに、請求項１１によれば、光源色調が
異なる発光素子に対して、本被覆体を介在させることに
よって略同じ要求色情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蛍光被覆体製造支援システムの一
実施形態における制御構成を示すブロック図である。

【図２】図１の蛍光被覆体製造支援システムを用いて製
造されるフィルタの構成を示す縦断面図である。

【図３】図１の蛍光被覆体製造支援システムにおける動
作の一例を示すフローチャートである。

【図４】実施例において、各蛍光体により得られる色度
座標および輝度を示す図である。

【図５】任意の青色ＬＥＤにおける色度座標のばらつき
を示す図である。

【図６】複数の白色ＬＥＤにおける色度座標のばらつき
を示す図である。

【図７】図６の色度座標（ｘ値）に対する輝度値のばら
つきを示す図である。

【符号の説明】

１蛍光被覆体製造支援システム２ＣＰＵ２１演算手段（第１の演算手段、第２の演算手段）２２検索手段３ＲＯＭ３１登録データ記憶部４ＲＡＭ５表示部６入力部７送受信部（データ通信手段）１１，１１ａ，１１ｂフィルタ１２，１２ａ，１２ｂ青色ＬＥＤ

フロントページの続き (72)発明者小田喜勉福島県西白河郡泉崎村大字泉崎字坊頭窪１番地株式会社朝日ラバー内 (72)発明者宇津木光春福島県西白河郡泉崎村大字泉崎字坊頭窪１番地株式会社朝日ラバー内 (72)発明者田崎益次福島県西白河郡泉崎村大字泉崎字坊頭窪１番地株式会社朝日ラバー内 (72)発明者市川明福島県西白河郡泉崎村大字泉崎字坊頭窪１番地株式会社朝日ラバー内Ｆターム(参考） 4H001 CA01 XA08 XA13 XA39 XA64 YA58 5F041 CA37 CA38 CA40 CA46 DB01 EE25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子の光源色情報と該光源色を変換
して得られる要求発光色情報との関係を蛍光体材料に関
連する係数を介して関係付けておき、特定の発光素子の
光源色情報及び要求発光色情報から前記係数を求め、得
られた係数から蛍光体材料を特定することを特徴とする
蛍光被覆体製造支援方法。
【請求項２】前記関係付けは、数１により表されるも
のであり、係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを求め、得られた係数ａ
〜ｄから蛍光体材料を特定することを特徴とする請求項
１記載の蛍光被覆体製造支援方法。【数１】但し、ｘ、ｙ：発光素子の光源色度ｘ１、ｙ１：（蛍光被覆体を被せて得られる）要求発光
色度
【請求項３】前記蛍光体材料を特定する情報は、前記
係数ａ〜ｄと対応付けてテーブル形式で記録されてお
り、得られた係数ａ〜ｄに適合する蛍光体材料特定情報
を前記テーブルから読み出して報知することを特徴とす
る請求項２記載の蛍光被覆体製造支援方法。
【請求項４】前記蛍光体材料は、蛍光原料の種類、組
成比、及び基材に対する混合比で特定されるものである
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の蛍光被
覆体製造支援方法。
【請求項５】発光素子の光源色情報と該光源色を変換
して得られる要求発光色情報とを蛍光体材料に関連する
係数を介して関係付けて記憶する記憶手段と、特定の発
光素子の光源色情報及び要求発光色情報から前記係数を
求める第１の演算手段と、得られた係数から蛍光体材料
を特定する情報を抽出する検索手段とを備えた蛍光被覆
体製造支援システム。
【請求項６】前記記憶手段は、数２を記憶するもので
あり、前記第１の演算手段は、係数ａ、ｂ、ｃ、ｄを求
めるものであり、前記検索手段は、得られた係数ａ〜ｄ
に適合する蛍光体材料を特定する情報を抽出することを
特徴とする請求項５記載の蛍光被覆体製造支援システ
ム。【数２】但し、ｘ、ｙ：発光素子の光源色度ｘ１、ｙ１：（蛍光被覆体を被せて得られる）要求発光
色度
【請求項７】前記記憶手段は、蛍光体材料を特定する
情報を前記係数ａ〜ｄと対応付けてテーブル形式で記憶
したものであり、前記検索手段は、第１の演算手段で求
めた係数ａ〜ｄに適合する蛍光体材料特定情報を前記テ
ーブルより抽出することを特徴とする請求項６記載の蛍
光被覆体製造支援システム。
【請求項８】前記記憶手段は、蛍光体材料を、蛍光原
料の種類、組成比、及び基材に対する混合比で特定する
情報として記憶したものであることを特徴とする請求項
５〜７のいずれかに記載の蛍光被覆体製造支援システ
ム。
【請求項９】前記発光素子の光源色情報及び要求発光
色情報を外部端末から受信可能なデータ通信手段を備え
たことを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載の蛍光
被覆体製造支援システム。
【請求項１０】前記抽出された蛍光体材料特定情報お
よび前記発光素子の光源色情報から定まる予測発光色情
報を求める第２の演算手段を備え、データ通信手段は、
前記予測発光色情報を前記外部端末へ送信することを特
徴とする請求項９記載の蛍光被覆体製造支援システム。
【請求項１１】請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光
被覆体製造支援方法を用いて製造された発光素子用蛍光
被覆体。