JP2007173378A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高純度の白色光を出射することができる発光素子を提供する。
【解決手段】青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３を並べて配置し、これらのＬＥＤ２，３を覆って、透明樹脂５中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色蛍光を発する緑色蛍光物質６を分散させた蛍光物質分散層４を設けた。蛍光物質分散層中の蛍光物質の分散量と青色ＬＥＤ２および赤色ＬＥＤ３の駆動電流を、赤、緑、青の３色の光の混合色が白になるように設定することで高純度の白色光を出射することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、白色光を出射する発光素子に関する。

例えば液晶表示装置の光源等に利用される白色光を出射する発光素子としては、従来、４５０ｎｍ付近にピークをもった強度分布の青色光を発する青色発光ダイオードと、前記青色ＬＥＤからの出射光の一部を吸収して５７０ｎｍ付近にピークをもった強度分布の黄色光を発する黄色蛍光物質とを組合わせたものがある（特許文献１参照）。
特開平１０−１０７３２５号公報

しかし、前記青色発光ダイオードと黄色蛍光物質とを組合わせた発光素子が発する光は、青及び緑の波長帯域の波長光の強度に比べて赤の波長帯域の波長光の強度が低い擬似白色の光であり、そのため、この発光素子を用いた光源を備えた液晶表示装置は、充分な色再現性が得られない。

この発明は、高純度の白色光を出射することができる発光素子を提供することを目的としたものである。

この発明の発光素子は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードと並べて配置された赤色発光ダイオードと、前記青色と赤色の発光ダイオードのうち、少なくとも青色発光ダイオードを覆って設けられ、透明樹脂中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光物質を分散させた蛍光物質分散層とを備えたことを特徴とする。

この発明の発光素子において、前記蛍光物質分散層は、前記青色と赤色の発光ダイオードの両方を覆って設けるのが好ましい。

この発明の発光素子は、青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードを並べて配置し、前記青色と赤色の発光ダイオードのうち、少なくとも青色発光ダイオードを覆って、透明樹脂中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光物質を分散させた蛍光物質分散層を設けているため、前記青色発光ダイオードが発する青色光と、前記蛍光物質分散層の緑色蛍光物質が発する緑色光と、前記赤色発光ダイオードが発する赤色光とを出射することができ、したがって、前記蛍光物質分散層の緑色蛍光物質の分散量と、前記青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードの駆動電流を、赤、緑、青の３色の光の混色光が白になる強度バランスの赤色光と緑色光と青色光とを出射するように設定することにより、高純度の白色光を出射することができる。

この発明の発光素子において、前記蛍光物質分散層は、前記青色と赤色の発光ダイオードの両方を覆って設けるのが好ましく、このようにすることにより、発光素子の構造を単純にし、容易に製造することができる。

図１はこの発明の一実施例を示す発光素子の断面図である。

この発光素子は、一方の面に凹入部が形成された絶縁性基板１と、この絶縁性基板１の凹入部の底面上に配置された青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤと記す）２と、前記絶縁性基板１の凹入部の底面上に前記青色ＬＥＤ２と並べて配置された赤色発光ダイオード（以下、赤色ＬＥＤと記す）３と、前記絶縁性基板１の凹入部内に前記青色と赤色のＬＥＤ２，３の両方を覆って設けられ、透明樹脂５中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色光を発する粒子状の緑色蛍光物質６を分散させた蛍光物質分散層４とを備えている。

なお、図１では省略しているが、前記絶縁性基板１には、その凹入部の底面に形成された複数のＬＥＤ接続電極と、これらのＬＥＤ接続電極から外部に導出された複数の駆動回路接続リードが設けられており、前記青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３は、その端子電極を導電性接着剤等により前記ＬＥＤ接続電極に接続して前記絶縁性基板１の凹入部の底面上に固定されている。

また、前記蛍光物質分散層４は、前記絶縁性基板１の凹入部内に、この蛍光物質分散層４の表面が前記絶縁性基板１の板面と略面一になるように充填されている。

この発光素子は、図示しない駆動回路により前記青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３とが点灯され、前記青色ＬＥＤ２が発する青色光と、前記蛍光物質分散層４の緑色蛍光物質６が発する緑色光と、前記赤色ＬＥＤ３が発する赤色光とを前記蛍光物質分散層４の外面から出射する。

すなわち、前記蛍光物質分散層４は、透明樹脂５中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色光を発する粒子状の緑色蛍光物質６を分散させたものであるため、前記青色ＬＥＤ２から出射した青色光のうち、前記蛍光物質分散層４の前記緑色蛍光物質６に入射した光が、その緑色蛍光物質６に吸収されその緑色蛍光物質６が励起されて緑色光を発光し、その緑色光が前記蛍光物質分散層４の表面から出射する。また、前記分散された緑色蛍光物質６の間の透明樹脂５の部分を透過した光は、青色光のまま前記蛍光物質分散層４の表面から出射する。

一方、前記赤色ＬＥＤ３から出射した赤色光は、前記緑色蛍光物質６の吸収波長よりも長波長の光であるため、前記緑色蛍光物質６では吸収されず、この赤色ＬＥＤ３から出射光のほとんどが、赤色光のまま前記蛍光物質分散層４の表面から出射する。

このように、この発光素子は、前記青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３を並べて配置し、これらのＬＥＤ２，３を覆って、透明樹脂５中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色蛍光を発する緑色蛍光物質６を分散させた蛍光物質分散層４を設けているため、前記青色ＬＥＤ２が発する青色光と、前記蛍光物質分散層４の緑色蛍光物質６が発する緑色光と、前記赤色ＬＥＤ３が発する赤色光とを前記蛍光物質分散層４の外面から出射させることができる。

この発光素子から出射する青色光と緑色光との強度比は、前記蛍光物質分散層４の緑色蛍光物質６の分散量に対応し、また、前記青色光及び緑色光に対する赤色光の強度比は、前記青色ＬＥＤ２の発光強度と前記赤色ＬＥＤ３の発光強度の比に対応する。

前記青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３の発光強度比は、前記青色ＬＥＤ２の駆動電流と赤色ＬＥＤ３の駆動電流のいずれか一方または両方を調整することにより任意に設定することができる。

したがって、前記蛍光物質分散層４の緑色蛍光物質６の分散量と、前記青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３の駆動電流を、赤、緑、青の３色の光の混色光が白になる強度バランスの赤色光と緑色光と青色光とを出射するように設定することにより、高純度の白色光を出射することができる。

図２は、上記発光素子の出射光の強度分布図であり、この発光素子の出射光は、４５０ｎｍ付近に出射光強度のピークをもった青色光と、５７０ｎｍ付近に出射光強度のピークをもった緑色光と、６５０ｎｍ付近に出射光強度のピークをもった赤色光の強度バランスが良い白色光である。

なお、蛍光物質を用いずに白色光を出射する発光素子としては、赤、緑、青の３色のＬＥＤを備え、これらのＬＥＤが発する赤、緑、青の３色の光の混色光を出射するものもあるが、この発光素子は、前記赤、緑、青の３色のＬＥＤから、前記混色光が白になる強度バランスの赤色光と緑色光と青色光を出射させるために、前記３色のＬＥＤの駆動電流をそれぞれ調整しなければならない。

それに対して、上記実施例の発光素子は、前記青色ＬＥＤ２の駆動電流と赤色ＬＥＤ３の駆動電流のいずれか一方または両方を調整するものであるため、簡単な駆動回路により駆動することができ、また、ＬＥＤ数が２つであるため、前記赤、緑、青の３色のＬＥＤを備えた発光素子に比べて、消費電力を少なくすることができる。

また、上記実施例の発光素子は、前記蛍光物質分散層４を、前記青色と赤色のＬＥＤ２，３の両方を覆って設けているため、発光素子の構造を単純にし、容易に製造することができる。

なお、上記実施例の発光素子は、一方の面に凹入部が形成された絶縁性基板１の前記凹入部の底面上に青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３とを並べて配置し、前記絶縁性基板１の凹入部内に前記蛍光物質分散層４を充填したものであるが、それに限らず、例えば平板状の絶縁性基板面に青色ＬＥＤ２と赤色ＬＥＤ３とを並べて配置し、その上に前記蛍光物質分散層４を、滴下、塗布、印刷等の手段により形成してもよい。

その場合、前記蛍光物質分散層４は、前記青色ＬＥＤ２だけを覆って設けてもよく、また、前記青色ＬＥＤ２を前記蛍光物質分散層４で覆い、赤色ＬＥＤ３を透明樹脂でおおってもよい。

発明の一実施例を示す発光素子の断面図。 前記発光素子の出射光の強度分布図。

符号の説明

１…絶縁性基板、２…青色ＬＥＤ、２…赤色ＬＥＤ、４…蛍光物質分散層、５…透明樹脂、６…緑色蛍光物質。

Claims (2)

1. 青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードと並べて配置された赤色発光ダイオードと、前記青色と赤色の発光ダイオードのうち、少なくとも青色発光ダイオードを覆って設けられ、透明樹脂中に、緑の波長帯域よりも短波長の光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光物質を分散させた蛍光物質分散層とを備えたことを特徴とする発光素子。
2. 蛍光物質分散層は、青色と赤色の発光ダイオードの両方を覆って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。

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