JP2001127346A - 発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 幅広い波長分布の白色発光ダイオードを提供
する。 【解決手段】 所定の波長光を発する発光素子３と、発
光素子３からの光により励起されて発光素子３の光と異
なった波長の蛍光をそれぞれ発する少なくとも２種類の
蛍光体８，９を含有し、発光素子３を覆うように配置さ
れた蛍光層５とを備えることにより、波長分布を広くす
る。
する。 【解決手段】 所定の波長光を発する発光素子３と、発
光素子３からの光により励起されて発光素子３の光と異
なった波長の蛍光をそれぞれ発する少なくとも２種類の
蛍光体８，９を含有し、発光素子３を覆うように配置さ
れた蛍光層５とを備えることにより、波長分布を広くす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード、
特に白色光を発する発光ダイオードに関する。
特に白色光を発する発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】表示器や液晶表示装置のバックライト光
源には、白色光を発する白色発光ダイオードが用いられ
ている。一般に、発光ダイオードは電球よりも小さな電
力で発光するため、省電力できることがその理由であ
る。
源には、白色光を発する白色発光ダイオードが用いられ
ている。一般に、発光ダイオードは電球よりも小さな電
力で発光するため、省電力できることがその理由であ
る。
【０００３】従来より用いられている白色発光ダイオー
ドは、青色を発光する発光素子と、ＹＡＧ蛍光体との組
み合わせによって構成されている。青色を発光する発光
素子としては、ＧａＮチップが用いられる。又、ＹＡＧ
蛍光体は発光素子が発する青色の波長光によって励起さ
れて黄色の蛍光を発する。このため、青色光と黄色光と
の混色によって全体として白色光を発することができる
ものである。
ドは、青色を発光する発光素子と、ＹＡＧ蛍光体との組
み合わせによって構成されている。青色を発光する発光
素子としては、ＧａＮチップが用いられる。又、ＹＡＧ
蛍光体は発光素子が発する青色の波長光によって励起さ
れて黄色の蛍光を発する。このため、青色光と黄色光と
の混色によって全体として白色光を発することができる
ものである。
【０００４】図５及び図６は、このような白色発光ダイ
オードの構造をそれぞれ示す。図５はディスクリートタ
イプとするため、縦形の発光ダイオードとなっている。
この発光ダイオードは、２つのリードフレーム５１，５
２の内、一方のリードフレーム５１の上端部分に窪み状
のカップ部５３が形成されており、このカップ部５３に
青色を発する発光素子（ＧａＮチップ）５４が接着剤等
によってダイボンディングされる。
オードの構造をそれぞれ示す。図５はディスクリートタ
イプとするため、縦形の発光ダイオードとなっている。
この発光ダイオードは、２つのリードフレーム５１，５
２の内、一方のリードフレーム５１の上端部分に窪み状
のカップ部５３が形成されており、このカップ部５３に
青色を発する発光素子（ＧａＮチップ）５４が接着剤等
によってダイボンディングされる。
【０００５】このダイボンディングの後、金線等のボン
ディングワイヤ５５によってワイヤボンディングが行わ
れる。そして、ＧａＮチップ５４の周囲を囲むように蛍
光部材５６がカップ部５３に充填される。蛍光部材５６
はＹＡＧ蛍光体を樹脂に分散させた溶液からなり、カッ
プ部５３に注入し、樹脂を硬化することにより充填され
るものである。符号５７は、ＧａＮチップ５４及び蛍光
部材５６の周囲を封止する透明なモールド樹脂である。
ディングワイヤ５５によってワイヤボンディングが行わ
れる。そして、ＧａＮチップ５４の周囲を囲むように蛍
光部材５６がカップ部５３に充填される。蛍光部材５６
はＹＡＧ蛍光体を樹脂に分散させた溶液からなり、カッ
プ部５３に注入し、樹脂を硬化することにより充填され
るものである。符号５７は、ＧａＮチップ５４及び蛍光
部材５６の周囲を封止する透明なモールド樹脂である。
【０００６】図６は表面実装タイプとするためのチップ
発光ダイオードであり、プリント配線基板６１上にＧａ
Ｎチップ５４がダイボンディングされ、プリント配線基
板６１のパターンとＧａＮチップ５４とがボンディング
ワイヤ５５によってワイヤボンディングされている。そ
して、これらの周囲がレンズとしてのモールド樹脂６２
によって封止される。このモールド樹脂６２にＹＡＧ蛍
光体を分散させることにより、白色光を発するものであ
る。
発光ダイオードであり、プリント配線基板６１上にＧａ
Ｎチップ５４がダイボンディングされ、プリント配線基
板６１のパターンとＧａＮチップ５４とがボンディング
ワイヤ５５によってワイヤボンディングされている。そ
して、これらの周囲がレンズとしてのモールド樹脂６２
によって封止される。このモールド樹脂６２にＹＡＧ蛍
光体を分散させることにより、白色光を発するものであ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の白色発光ダイオ
ードは、青色光と黄色光との混色によって白色光として
いるため、光の三原色の内の赤色光を出すことができな
い。すなわち、図７は従来の白色発光ダイオードの色度
図であり、青色光及び黄色光だけの混色のため、色調が
狭くなっている。又、図８はスペクトル分布を示し、波
長４３０〜４８０ｎｍの青色領域と、波長５５０〜６０
０ｎｍの黄色領域とにピークが現れているが、波長６０
０〜７００ｎｍの赤色領域にはピークがなく、赤色光が
含まれていないことが分かる。
ードは、青色光と黄色光との混色によって白色光として
いるため、光の三原色の内の赤色光を出すことができな
い。すなわち、図７は従来の白色発光ダイオードの色度
図であり、青色光及び黄色光だけの混色のため、色調が
狭くなっている。又、図８はスペクトル分布を示し、波
長４３０〜４８０ｎｍの青色領域と、波長５５０〜６０
０ｎｍの黄色領域とにピークが現れているが、波長６０
０〜７００ｎｍの赤色領域にはピークがなく、赤色光が
含まれていないことが分かる。
【０００８】このように従来の白色発光ダイオードは、
フルカラーの液晶表示装置などのバックライトとして用
いた場合、赤色を表現することができず、可視光の全て
の波長領域の光を出す電球に比べて演色性が低くなって
いる。このようなことは赤色に限らず、他の色について
も同様であり、演色性が低いことから利用範囲が狭いも
のとなっている。
フルカラーの液晶表示装置などのバックライトとして用
いた場合、赤色を表現することができず、可視光の全て
の波長領域の光を出す電球に比べて演色性が低くなって
いる。このようなことは赤色に限らず、他の色について
も同様であり、演色性が低いことから利用範囲が狭いも
のとなっている。
【０００９】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、赤色、その他の色を良好に表
現でき、これにより演色性を高くすることが可能な発光
ダイオードを提供することを目的とする。
してなされたものであり、赤色、その他の色を良好に表
現でき、これにより演色性を高くすることが可能な発光
ダイオードを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、所定の波長光を発する発光素子
と、この発光素子からの光により励起されて発光素子の
光と異なった波長の蛍光をそれぞれ発する少なくとも２
種類の蛍光体を含有し、前記発光素子を覆うように配置
された蛍光層と、を備えていることを特徴とする。
め、請求項１の発明は、所定の波長光を発する発光素子
と、この発光素子からの光により励起されて発光素子の
光と異なった波長の蛍光をそれぞれ発する少なくとも２
種類の蛍光体を含有し、前記発光素子を覆うように配置
された蛍光層と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】この発明では、蛍光層が少なくとも２種類
の発光体を含有するため、発光素子に励起されることに
より、２種類以上の波長の蛍光を発する。従って、発光
素子の光と、２種類以上の蛍光とが混色されるため、多
くの色を表現でき、演色性を高くすることができる。
の発光体を含有するため、発光素子に励起されることに
より、２種類以上の波長の蛍光を発する。従って、発光
素子の光と、２種類以上の蛍光とが混色されるため、多
くの色を表現でき、演色性を高くすることができる。
【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記蛍光層は、少なくとも２種類の蛍光体を透
明樹脂内に分散した層であることを特徴とする。
あって、前記蛍光層は、少なくとも２種類の蛍光体を透
明樹脂内に分散した層であることを特徴とする。
【００１３】この発明では、蛍光層が単一の層となるた
め、構造が簡単となる。
め、構造が簡単となる。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記蛍光層は、第１の蛍光体を透明樹脂に分散
した第１の層と、第２の蛍光体を透明樹脂に分散し前記
第１の層に積層される第２の層と、を少なくとも備えて
いることを特徴とする。
あって、前記蛍光層は、第１の蛍光体を透明樹脂に分散
した第１の層と、第２の蛍光体を透明樹脂に分散し前記
第１の層に積層される第２の層と、を少なくとも備えて
いることを特徴とする。
【００１５】この発明では、少なくとも第１の層及び第
２の層の積層によって蛍光層が形成されているため、積
層の自由度及び設計の自由度が増大する。
２の層の積層によって蛍光層が形成されているため、積
層の自由度及び設計の自由度が増大する。
【００１６】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かに記載の発明であって、前記発光素子が青色光を発す
る素子であり、前記蛍光層は黄色の蛍光を発する蛍光体
及び赤色の蛍光を発する蛍光体を少なくとも含有してい
ることを特徴とする。
かに記載の発明であって、前記発光素子が青色光を発す
る素子であり、前記蛍光層は黄色の蛍光を発する蛍光体
及び赤色の蛍光を発する蛍光体を少なくとも含有してい
ることを特徴とする。
【００１７】この発明では、青色光、黄色光及び赤色光
の混色により、白色光を発することができる。この白色
光では、赤色光を含むため、赤色を表現することがで
き、このため、液晶表示装置のバックライトとして使用
しても演色性を高めることができる。
の混色により、白色光を発することができる。この白色
光では、赤色光を含むため、赤色を表現することがで
き、このため、液晶表示装置のバックライトとして使用
しても演色性を高めることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明の発光ダ
イオードのそれぞれの実施の形態を示しており、同一の
要素には同一の符号を付してある。
イオードのそれぞれの実施の形態を示しており、同一の
要素には同一の符号を付してある。
【００１９】図１に示す実施の形態では、プリント配線
基板１に上方が開放された凹部２が形成されており、こ
の凹部２内に発光素子３がダイボンディングされてい
る。ダイボンディングされた発光素子３は、金線、アル
ミニウム線などのボンディングワイヤ４によってプリン
ト配線基板１のパターンとワイヤボンディングされる。
基板１に上方が開放された凹部２が形成されており、こ
の凹部２内に発光素子３がダイボンディングされてい
る。ダイボンディングされた発光素子３は、金線、アル
ミニウム線などのボンディングワイヤ４によってプリン
ト配線基板１のパターンとワイヤボンディングされる。
【００２０】そして、発光素子３を覆うように蛍光層５
が凹部２内に配置される。さらに、凹部２内に透明樹脂
からなるモールド樹脂６が充填されることにより、発光
素子３及び蛍光層５が封止されている。
が凹部２内に配置される。さらに、凹部２内に透明樹脂
からなるモールド樹脂６が充填されることにより、発光
素子３及び蛍光層５が封止されている。
【００２１】この実施の形態の発光素子３としては、青
色光を発するＧａＮチップが使用される。蛍光層５は、
発光素子３から発せられた青色光により励起されて、青
色光とは異なった波長の蛍光を発する２種類の蛍光体
８，９を含有している。すなわち、蛍光層５はこの２種
類の蛍光体８，９をモールド樹脂と同様な透明樹脂７に
分散させることによって含有しており、この分散状態で
発光素子３を覆うように発光素子３の上に充填されるも
のである。このような蛍光層５は、単層で発光素子３の
上を覆うものである。
色光を発するＧａＮチップが使用される。蛍光層５は、
発光素子３から発せられた青色光により励起されて、青
色光とは異なった波長の蛍光を発する２種類の蛍光体
８，９を含有している。すなわち、蛍光層５はこの２種
類の蛍光体８，９をモールド樹脂と同様な透明樹脂７に
分散させることによって含有しており、この分散状態で
発光素子３を覆うように発光素子３の上に充填されるも
のである。このような蛍光層５は、単層で発光素子３の
上を覆うものである。
【００２２】２種類の蛍光体８，９としては、ＹＡＧ蛍
光体８及びＣｕＳ蛍光体９が使用されている。ＹＡＧ蛍
光体８は発光素子３が発する波長４３０〜４８０ｎｍの
青色光によって励起されて、波長５７０ｎｍ付近の黄色
光を発するものである。一方、ＣｕＳ蛍光体９は同様に
発光素子３からの青色光によって、波長６３０ｎｍ付近
の赤色光を発する。
光体８及びＣｕＳ蛍光体９が使用されている。ＹＡＧ蛍
光体８は発光素子３が発する波長４３０〜４８０ｎｍの
青色光によって励起されて、波長５７０ｎｍ付近の黄色
光を発するものである。一方、ＣｕＳ蛍光体９は同様に
発光素子３からの青色光によって、波長６３０ｎｍ付近
の赤色光を発する。
【００２３】図２に示す実施の形態では、発光素子３を
覆う第１の層１１と、第１の層の上に積層される第２の
層１２との２層構造によって蛍光層５が形成されてい
る。第１層１１及び第２層１２には、それぞれ異なった
波長の蛍光を発する蛍光体が透明樹脂７に分散されてい
る。この場合、第１の層１１の蛍光体としては、上述し
たＹＡＧ蛍光体８が使用され、第２の層１２の蛍光体と
しては、上述したＣｕＳ蛍光体９が使用されている。
覆う第１の層１１と、第１の層の上に積層される第２の
層１２との２層構造によって蛍光層５が形成されてい
る。第１層１１及び第２層１２には、それぞれ異なった
波長の蛍光を発する蛍光体が透明樹脂７に分散されてい
る。この場合、第１の層１１の蛍光体としては、上述し
たＹＡＧ蛍光体８が使用され、第２の層１２の蛍光体と
しては、上述したＣｕＳ蛍光体９が使用されている。
【００２４】このような図１及び図２の実施の形態で
は、蛍光層５がＹＡＧ蛍光体８に加えて、ＣｕＳ蛍光体
９を含有しているため、発光素子３からの青色光、ＹＡ
Ｇ蛍光体７からの黄色光、ＣｕＳ蛍光体９からの赤色光
の混色によって白色となる。この白色内には、赤色光が
要素として入っているため、赤色領域の光も発すること
ができる。
は、蛍光層５がＹＡＧ蛍光体８に加えて、ＣｕＳ蛍光体
９を含有しているため、発光素子３からの青色光、ＹＡ
Ｇ蛍光体７からの黄色光、ＣｕＳ蛍光体９からの赤色光
の混色によって白色となる。この白色内には、赤色光が
要素として入っているため、赤色領域の光も発すること
ができる。
【００２５】図３は以上の実施の形態が発する光の色度
図であり、青、黄、赤の三色の光を含有しているため、
色調が広がっている。又、図４はスペクトル分布を示
し、波長４３０〜４８０ｎｍの青色領域及び波長５５０
〜６００ｎｍの黄色領域のピークに加えて、６００〜６
５０ｎｍの波長領域にピークが現れている。この波長領
域の光は赤色光であり、赤色光が出射していることが分
かる。
図であり、青、黄、赤の三色の光を含有しているため、
色調が広がっている。又、図４はスペクトル分布を示
し、波長４３０〜４８０ｎｍの青色領域及び波長５５０
〜６００ｎｍの黄色領域のピークに加えて、６００〜６
５０ｎｍの波長領域にピークが現れている。この波長領
域の光は赤色光であり、赤色光が出射していることが分
かる。
【００２６】このような実施の形態では、青色光、黄色
光に加えて、赤色光を要素として含有するため、赤色の
表現を行うことができる。このため、染色性の高い白色
発光ダイオードとすることができ、フルカラー液晶表示
装置のバックライトとして好適に用いることができる。
又、電球並の幅広い波長分布を有しているため、電球と
の置き換えができ、これにより、省電力とすることがで
きる。
光に加えて、赤色光を要素として含有するため、赤色の
表現を行うことができる。このため、染色性の高い白色
発光ダイオードとすることができ、フルカラー液晶表示
装置のバックライトとして好適に用いることができる。
又、電球並の幅広い波長分布を有しているため、電球と
の置き換えができ、これにより、省電力とすることがで
きる。
【００２７】本発明は、以上の実施の形態に限定される
ことなく、種々変形が可能である。例えば、２種類の蛍
光体として、青色光によって励起されて緑色の蛍光を発
する蛍光体及び赤色の蛍光を発する蛍光体を用いること
も可能である。この場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が混
合された白色光を発することができる。又、蛍光層とし
ては、３種類以上の蛍光体を含有することができ、これ
により、さらに幅広い波長領域を得ることができる。さ
らに、発光ダイオードとしては、図５に示す縦形であっ
ても良い。
ことなく、種々変形が可能である。例えば、２種類の蛍
光体として、青色光によって励起されて緑色の蛍光を発
する蛍光体及び赤色の蛍光を発する蛍光体を用いること
も可能である。この場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色が混
合された白色光を発することができる。又、蛍光層とし
ては、３種類以上の蛍光体を含有することができ、これ
により、さらに幅広い波長領域を得ることができる。さ
らに、発光ダイオードとしては、図５に示す縦形であっ
ても良い。
【００２８】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、蛍光層が少な
くとも２種類の発光体を含有するため、多くの色を表現
でき、演色性を高くすることができる。
くとも２種類の発光体を含有するため、多くの色を表現
でき、演色性を高くすることができる。
【００２９】請求項２の発明によれば、蛍光層が単一の
層のため、構造が簡単となる。
層のため、構造が簡単となる。
【００３０】請求項３の発明によれば、蛍光層が第１の
層及び第２の層の積層からなるため、積層の自由度及び
設計の自由度が増大する。
層及び第２の層の積層からなるため、積層の自由度及び
設計の自由度が増大する。
【００３１】請求項４の発明によれば、赤色光を含むた
め、赤色を表現することができ、液晶表示装置のバック
ライトとして使用しても演色性を高めることができる。
め、赤色を表現することができ、液晶表示装置のバック
ライトとして使用しても演色性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施の形態の断面図である。
【図２】別の実施の形態の断面図である。
【図３】図１及び図２の実施の形態における色度図であ
る。
る。
【図４】図１及び図２の実施の形態におけるスペクトル
特性図である。
特性図である。
【図５】従来の発光ダイオードの断面図である。
【図６】別の従来の発光ダイオードの断面図である。
【図７】従来の発光ダイオードの色度図である。
【図８】従来の発光ダイオードのスペクトル特性図であ
る。
る。
１ プリント配線基板 ３ 発光素子 ５ 蛍光層 ７ 透明樹脂 ８ ９ 蛍光体 １１ 第１の層 １２ 第２の層
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の波長光を発する発光素子と、 この発光素子からの光により励起されて発光素子の光と
異なった波長の蛍光をそれぞれ発する少なくとも２種類
の蛍光体を含有し、前記発光素子を覆うように配置され
た蛍光層と、を備えていることを特徴とする発光ダイオ
ード。 - 【請求項２】 前記蛍光層は、少なくとも２種類の蛍光
体を透明樹脂内に分散した層であることを特徴とする請
求項１記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記蛍光層は、第１の蛍光体を透明樹脂
に分散した第１の層と、第２の蛍光体を透明樹脂に分散
し前記第１の層に積層される第２の層と、を少なくとも
備えていることを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記発光素子が青色光を発する素子であ
り、前記蛍光層は黄色の蛍光を発する蛍光体及び赤色の
蛍光を発する蛍光体を少なくとも含有していることを特
徴とする請求項１から３のいずれかに記載の発光ダイオ
ード。
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