JP2005142311A

JP2005142311A - 発光装置

Info

Publication number: JP2005142311A
Application number: JP2003376413A
Authority: JP
Inventors: Tzu-Chi Cheng; 子▲ち▼ 鄭; Jung-Pin Cheng; 栄彬鄭; Kun-Chui Lee; 坤錐李
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】本発明は、高輝度と優れた演色評価数を具有する発光装置を提供することを課題とする。
【解決手段】青色光、及び赤色光の二つ以上のＬＥＤチップ１０，２０を光源として、緑色、或いは黄色の蛍光層３０を励起してこれらの中間波長の光を発光させ、これらの混合色としての白色光、或いはこれらの中間色の発光光源とする。
青色ＬＥＤは、独立して蛍光層で被覆して中間波長の光を発光させ、これらの光を混合して透明被覆層を通して混合色としても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、一種の発光装置に係り、特に青色光、赤色光を光源とする二つ以上のＬＥＤチップが緑色、或いは黄色の蛍光層を励起するのに使用され、蛍光層から青色、赤色の二つの波長とは異なる光が発せられる発光装置に関わる。

公知の発光装置の範例として、日本国日亜化学工業株式会社の申請した台湾公告号第３８３５０８号「発光装置及びそれを用いた表示装置」の特許案が挙げられ、前記案は、青色光源の青色ＬＥＤチップのみを利用し、青色光によって黄色蛍光層を励起し、波長の異なる白色を表すものであるが、単一波長のみを具有する光と、部分的に励起されていない青色光と混合されるので、演色評価数に劣り、即ち、白色光が純粋でない。

台湾公告号第３８５０６３号の新白色ＬＥＤ特許案では、単一の紫外線ＬＥＤチップを光源として利用し、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色の蛍光粉末で構成される蛍光層を励起し、白色光を発生させる。しかしながら、単一の紫外線を光源として利用しており、紫外線は現在汎用されているエポキシ樹脂の構造を破壊し、白色光が弱くなる問題があり、更に、単一のＬＥＤチップを光源として利用するので、励起され放出される光の光度は強くない。
特許２００２−３４４０２１号公報

本発明は、高輝度と優れた演色評価数を具有する発光装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、青色光、及び赤色光の二つ以上のＬＥＤチップが二種類の色の光源として、緑色、或いは黄色の蛍光層を励起するのに使用され、優れた演色評価数、及び高効率の白色光、或いは他の色の光を表す発光装置を提供するものである。

本発明は、図１に示すように、一種の発光装置を提供するもので、請求項１の発明は、
青色発光の光源として少なくとも一つ以上の青色ＬＥＤチップ１０（Blue LED）と、
赤色発光の光源として少なくとも一つ以上の赤色ＬＥＤチップ２０(Red LED)と、
蛍光層３０とを含み、
前記蛍光層３０は、蛍光粉末に透明樹脂を均等に混合して構成されており、前記蛍光層３０は青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０上を覆い、接着することができ、青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０等の光源から発せられる、異なる波長の青色光、赤色光を混合し、主に青色光によって蛍光層３０が励起され、蛍光層３０から青色光と赤色光等の波長とは異なる波長の光を発することを特徴とする発光装置である。

請求項２の発明は、蛍光層３０中の蛍光粉末が青色光、赤色光の二つの光源によって励起された光と、青色光と、赤色光とを混合した光は、人の目に白色光、或いは白色に近い色の光と定義される光であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項３の発明は、蛍光層３０中の蛍光粉末が光を受け励起される波長は５００〜５８５ｎｍ間に介在することを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項４の発明は、青色ＬＥＤチップ１０が発する光の波長は、約３６０〜４８０ｎｍの間であり、赤色ＬＥＤチップ２０が発する光の波長は、５８５〜７８０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項５の発明は、蛍光層３０中の蛍光粉末はイットリウムアルミニウムガーネット系、或いは珪素酸塩類（ＳｍＯｎ^4-）、或いは硼素酸塩類（ＢｘＯｙ^3-）の材質によって構成することができることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項６の発明は、青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０は、反射体５０の凹部５２内において接続することができ、凹部５２内には蛍光層３０を充填することができることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項７の発明は、青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０は、メインリードフレーム６０上方に予め設けられた凹部６２内において接続することができ、蛍光層３０は凹部６２内に充填され、電灯型の透明樹脂６４によって蛍光層３０、及びメインリードフレーム６０上端を一体に覆い包むことができることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

請求項８の発明は、蛍光層３０中の蛍光粉末の材料は、
セリウム元素で付活されたＹとＡｌを含むイットリウムアルミニウムガーネット系（ＹＡＧ：Ｃe³⁺）からなる蛍光粉末、
ユーロピウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：EU^2+/3+）からなる蛍光粉末、
テルビウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：Tｂ³⁺）からなる蛍光粉末、
の三種類の混合物の中から、一種類、或いは二種類、或いは三種類を選択し、使用することができることを特徴とする請求項１に記載の発光装置である。

図３は、本発明のもう一つの実施例であり、一種の発光装置を提供するものであり、
請求項９の発明は、青色発光の光源として少なくとも一つ以上の青色ＬＥＤチップ１０と、
赤色発光の光源として少なくとも一つ以上の赤色ＬＥＤチップ２０と、
蛍光層３０′と、
透明樹脂層７０とを含み、
前記蛍光層３０′は、蛍光粉末に透明樹脂を均等に混合して構成されており、前記蛍光層３０′は青色ＬＥＤチップ１０を密封し、覆っており、
前記透明樹脂層７０は蛍光層３０′、及び赤色ＬＥＤチップ２０を密封し、覆っており、青色光は蛍光層３０′を励起し、蛍光層３０′から青色光と赤色光等とは波長の異なる光が発せられ、透明樹脂層７０から放出され、異なる光の波長は青色光、赤色光の波長と混合され、放出されることによって、異なる種類の色の光として定義されることを特徴とする発光装置である。

二つの、波長が異なり、自ら発光する光源で蛍光層中の蛍光粉末を励起し、青色光、赤色光とは波長の異なる光を発する構造にすることによって、高輝度で、優れた演色評価数を具有する発光装置を提供することができた。

本発明は、青色光、及び赤色光の二つ以上のＬＥＤチップが二種類の色の光源として、緑色、或いは黄色の蛍光層を励起するのに使用され、優れた演色評価数、及び高効率の白色光、或いは他の色の光を表す発光装置を提供するものであり、本発明の好適な実施例を図に沿って下記に示す。

図１に示すように、青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０は、それぞれ反射体５０の凹部５２内に接続されており、赤色ＬＥＤチップ２０の正、負極のワイヤ２２，２４は、それぞれ二つのリードフレーム４２，４４上に接続されており、二つの左、右のリードフレーム４２，４４間は絶縁状態であり、電気回路を形成している。

蛍光層３０中の蛍光粉末は、イットリウムアルミニウムガーネット系、或いは珪素酸塩類（ＳｍＯｎ^4-）、或いは硼素酸塩類（ＢｘＯｙ^3-）の材質によって構成され、更に詳しく言うと、蛍光粉末は、セリウム元素で付活されたＹとＡｌを含むイットリウムアルミニウムガーネット系（ＹＡＧ：Ｃe³⁺）からなる蛍光粉末、ユーロピウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：EU^2+/3+）からなる蛍光粉末、テルビウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：Tｂ³⁺）からなる蛍光粉末、の三種類の混合物の中から、一種類、或いは二種類、或いは三種類を選択し、使用することができる。

前記蛍光層３０の光の波長は、５００〜５８５ｎｍの間であり、それは、緑色或いは黄色、または、緑色或いは黄色間の色である。

青色ＬＥＤチップ１０、及び赤色ＬＥＤチップ２０は、それぞれ発光する時、青色、及び赤色の光を発光するが、図４に示すように、青色光Ｂの光源の波長は、３６０〜４８０ｎｍの間に介在し、赤色ＬＥＤチップ２０の発する赤色光Ｒの光源の波長は、５８５〜７８０ｎｍの間に介在し、二つの独立した青色光、赤色光（Ｂ、Ｒ）はお互いに混合され、外部に向かって放出され、また反射体５０（図１に示す）を通過し、その内壁面５３が光を反射し、蛍光層３０中の緑色、或いは黄色の蛍光粉末を励起し、青色光（Ｂ）、赤色光（Ｒ）とは異なる波長の光（即ち緑色光Ｇ）を発生させ、前記の異なる光の波長は、５１０〜５７０ｎｍの間に介在し、前記異なる光（即ち緑色光Ｇ）と青色光、赤色光（Ｂ、Ｒ）の波長は混合され、人の目に白色光Ｗ（図４に示す）と定義される色となる。

白色光Ｗは、二つの独立した青色光、赤色光（Ｂ、Ｒ）の光源によって緑色、或いは黄色の蛍光層を励起することによって発せられるので、高輝度で、高効率という特性があり、それによって、効率的に蛍光層３０中の蛍光粉末が励起され、三つの光の波長が混合され高輝度で優れた演色評価数の白色光Ｗが発せられる。

図３は本発明のもう一つの実施例であり、蛍光層３０′は独立して青色ＬＥＤチップ１０を密封し、覆い包むことができ、透明樹脂層７０を蛍光層３０′、及び赤色ＬＥＤチップ２０上に充填し、それによって青色ＬＥＤチップ１０が青色光の光を発する時、青色光は、蛍光層３０′を励起し、蛍光層３０′から青色光、赤色光とは波長の異なるもう一つの光が発せられ、青色光、赤色光の二つの光の波長と混合され、三つの波長の異なる光が混合され、人の目に一種類の色と定義される光が透明樹脂層７０から放出される。

本発明は、異なる電流を入力することによって、青色、赤色ＬＥＤチップ１０，２０の発光強度、及び青色光、赤色光の波長を制御、変更することができ、例えば赤色光Ｒは赤みがかったオレンジ色から赤色の間の波長で変化させることができ、蛍光層３０の蛍光粉末の光の波長が５７０ｎｍの場合、蛍光粉末が青色光、赤色光（Ｂ、Ｒ）の二つの光源によって励起される時、蛍光層３０は、もう一種類の約５９０ｎｍの波長の色の光（ダイダイ色）を発する。

故に、蛍光層３０の光の波長を変更することと、青色光、赤色光の光源の波長を制御することによって蛍光層３０が最後に発する光の色を決定することができる。

図２に示すように、本発明は、透明樹脂６４によって蛍光層３０、及びメインリードフレーム６０を覆い包み、青色、赤色ＬＥＤチップ１０，２０のワイヤ２２，１２，１４はそれぞれ左、右のリードフレーム６６，６８に接続されており、電気回路を形成している。

蛍光層３０は、青色光、赤色光の光源の励起によって、もう一種類の、青色光、赤色光とは波長の異なる光を透明樹脂６４から放出する。

本発明の実施例における断面図甲である。本発明の実施例における断面図乙である。本発明の実施例における断面図丙である。青、赤、緑の光の波長を混合して白色を表す様子を示した平面図である。

符号の説明

１０青色ＬＥＤチップ
１２ワイヤ
１４ワイヤ
２０赤色ＬＥＤチップ
２２ワイヤ
２４ワイヤ
３０蛍光層
３０′蛍光層
３１蛍光層
３２蛍光層
３３蛍光層
３４蛍光層
４２リードフレーム
４４リードフレーム
５０反射体
５２凹部
５３内壁面
６０メインリードフレーム
６２凹部
６４透明樹脂
６６左リードフレーム
６８右リードフレーム
７０透明樹脂層
Ｗ白色光
Ｇ緑色光
Ｂ青色光
Ｒ赤色光

Claims

青色発光の光源として少なくとも一つ以上の青色ＬＥＤチップと、
赤色発光の光源として少なくとも一つ以上の赤色ＬＥＤチップと、
蛍光層とからなり、
前記蛍光層は、蛍光粉末に透明樹脂を均等に混合して構成されており、前記蛍光層は青色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップ上を被覆、若しくは接着され、青色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップ等から発せられる青色光、及び赤色光と、主に青色光によって蛍光層が励起されて蛍光層から発せられる青色光と赤色光等の波長とは異なる波長の光とを混合することを特徴とする発光装置。
蛍光層中の蛍光粉末が青色光、赤色光の二つの光源によって励起された光と、青色光と、赤色光とを混合した光は、人の目に白色光、或いは白色に近い色の光と定義される光であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
蛍光層中の蛍光粉末が光を受け励起される波長は５００〜５８５ｎｍ間に介在することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
青色ＬＥＤチップが発する光の波長は、約３６０〜４８０ｎｍの間であり、赤色ＬＥＤチップが発する光の波長は、５８５〜７８０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
蛍光層中の蛍光粉末はイットリウムアルミニウムガーネット系、或いは珪素酸塩類（ＳｍＯｎ^4-）、或いは硼素酸塩類（ＢｘＯｙ^3-）の材質によって構成することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
青色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップは、反射体の凹部内において接続され、凹部内には蛍光層を充填してなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
青色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップは、メインリードフレーム上方に予め設けられた凹部内において接続され、蛍光層は凹部内に充填され、透明樹脂によって電灯型に蛍光層、及びメインリードフレーム上端を一体に覆い包んでなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
蛍光層中の蛍光粉末の材料は、
セリウム元素で付活されたＹとＡｌを含むイットリウムアルミニウムガーネット系（ＹＡＧ：Ｃe³⁺）からなる蛍光粉末、
ユーロピウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：EU^2+/3+）からなる蛍光粉末、
テルビウム元素で付活されたガーネット系（ＹＡＧ：Tｂ³⁺）からなる蛍光粉末、
の三種類の混合物の中から、一種類、或いは二種類、或いは三種類を選択して使用することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
青色発光の光源として少なくとも一つ以上の青色ＬＥＤチップと、
赤色発光の光源として少なくとも一つ以上の赤色ＬＥＤチップと、
蛍光層と、
透明樹脂層とを含み、
前記蛍光層は、蛍光粉末に透明樹脂を均等に混合して構成されており、前記蛍光層は青色ＬＥＤチップを密封して覆っており、
前記透明樹脂層は蛍光層、及び赤色ＬＥＤチップを密封して覆っており、青色光は蛍光層を励起し、蛍光層から青色光と赤色光等とは波長の異なる光が発せられ、異なる光の波長は青色光、赤色光の波長と混合され、透明樹脂層から放出されることによって、異なる種類の色の光として定義されることを特徴とする発光装置。