JP2008060129A - Full-color light-emitting diode - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)に関するものであり、特に、複数のLEDを備えたフルカラー発光ダイオード(以下「フルカラーLED」という場合もある。)に関する。 The present invention relates to a light emitting diode (LED), and more particularly, to a full color light emitting diode (hereinafter sometimes referred to as “full color LED”) including a plurality of LEDs.
従来のフルカラーLEDは、異種のLEDを複数組み合わせたものであった。具体的には、R(赤)の光を発する赤色LED、G(緑)の光を発する緑色LEDおよびB(青)の光を発する青色LEDを組み合わせたものであった。より具体的には、緑色LEDおよび青色LEDには、GaN系の単色発光LEDが、赤色LEDには、AlInGaPなどの4元系の単色発光LEDが用いられていた(特許文献1参照)。
従来のフルカラーLEDでは、R・G・Bのそれぞれについて異なるLEDが使用されていたため、次のような問題があった。すなわち、LEDは、自己発熱でピーク波長が変化したり、発光強度が低下したりする特性を有するので、各LEDへの印加電圧を変化させるなどして全体の色バランスを調整する必要がある。しかし、使用されているLEDの種類が異なるので、温度上昇に対する各LEDのピーク波長や発光強度の変化が一様でなく、色バランスの調整が困難であった。特に、4元系の単色発光LEDは、ピーク波長や発光強度の変化が大きく、調整が困難であった。 In the conventional full color LED, different LEDs are used for each of R, G, and B, and thus there are the following problems. That is, the LED has a characteristic that the peak wavelength changes due to self-heating or the light emission intensity decreases, so it is necessary to adjust the overall color balance by changing the voltage applied to each LED. However, since the types of LEDs used are different, changes in the peak wavelength and light emission intensity of each LED with respect to temperature rise are not uniform, and it is difficult to adjust the color balance. In particular, quaternary single-color LEDs have a large change in peak wavelength and emission intensity, and are difficult to adjust.
また、積極的に各LEDへの印加電圧を変化させて色バランスを調整する場合もある。例えば、赤色LEDの発光強度を相対的に高くして赤みがかった白色を得ようとする場合もある。この場合にも、R・G・Bの各LEDの種類が異なるので、全体的な色バランスの調整が困難であり、意図する発光色を得ることが困難であった。 In addition, the color balance may be adjusted by actively changing the voltage applied to each LED. For example, there is a case where a reddish white is obtained by relatively increasing the emission intensity of a red LED. Also in this case, since the types of R, G, and B LEDs are different, it is difficult to adjust the overall color balance, and it is difficult to obtain the intended emission color.
さらに、各LEDの寿命が異なるため、製造時に全体の色バランスを調整したとしても、使用中に色バランスが狂ってくることもあった。 Furthermore, since the life of each LED is different, even if the overall color balance is adjusted during manufacture, the color balance may be distorted during use.
本発明の目的は、同種LEDを用いてフルカラーLEDを実現することによって、上記課題を解決することである。 The objective of this invention is solving the said subject by implement | achieving full-color LED using the same kind LED.
上記目的を達成する本発明のフルカラー発光ダイオードは、少なくとも3つの独立した実装空間内にそれぞれ実装された同種の発光ダイオードと、第1の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて赤色光を発する赤色蛍光体と、第2の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体と、第3の実装空間に実装されている発光ダイオードから発せられた光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体とを有することを特徴とする。 The full-color light emitting diode of the present invention that achieves the above object is provided by the same kind of light emitting diodes respectively mounted in at least three independent mounting spaces, and light emitted from the light emitting diodes mounted in the first mounting space. A red phosphor that emits red light when excited, a green phosphor that emits green light when excited by light emitted from a light emitting diode mounted in the second mounting space, and a third phosphor that is mounted in the third mounting space And a blue phosphor that emits blue light when excited by light emitted from the light emitting diode.
上記特徴を有する本発明のフルカラー発光ダイオードでは、発光ダイオードから発せられた光が蛍光体によって波長変換される。従って、蛍光体の種類を変更するだけで所望の色光を得ることができ、同一の発光ダイオードを用いてR・G・Bの三原色の光を得ることもできる。 In the full color light emitting diode of the present invention having the above characteristics, the wavelength of light emitted from the light emitting diode is converted by the phosphor. Therefore, desired color light can be obtained simply by changing the type of phosphor, and light of the three primary colors R, G, and B can be obtained using the same light emitting diode.
前記第1の実装空間、前記第2の実装空間および前記第3の実装空間に光透過性樹脂を充填し、それら光透過性樹脂に、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体および前記青色蛍光体を混入することが好ましい。 The first mounting space, the second mounting space, and the third mounting space are filled with a light transmitting resin, and the light transmitting resin is filled with the red phosphor, the green phosphor, and the blue phosphor. It is preferable to mix.
または、前記第1の実装空間、前記第2の実装空間および前記第3の実装空間に光透過性樹脂を充填し、それら光透過性樹脂を前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体または前記青色蛍光体が混入されたシート材によって被覆することが好ましい。 Alternatively, the first mounting space, the second mounting space, and the third mounting space are filled with a light transmissive resin, and the light transmissive resin is used as the red phosphor, the green phosphor, or the blue fluorescence. It is preferable to cover with a sheet material mixed with the body.
前記発光ダイオードとしては、発光波長が380nm〜405nmのGaN系発光ダイオードが好ましい。 As the light emitting diode, a GaN-based light emitting diode having an emission wavelength of 380 nm to 405 nm is preferable.
本発明のフルカラー発光ダイオードでは、使用される複数の発光ダイオードが全て同種の発光ダイオードである。よって、温度上昇に対する各発光ダイオードのピーク波長や発光強度の変化が一様であり、全体の色バランスの調整が容易である。また、任意の発光ダイオードの発光強度を相対的に高くして、任意の色味が強い色光を得ようとする場合にも、色バランス調整が容易であり、意図する発光色を得やすい。さらには、各発光ダイオードの寿命が同一であるので、使用中に色バランスが狂ってくることも少ない。 In the full color light emitting diode of the present invention, the plurality of light emitting diodes used are all of the same type. Therefore, the change of the peak wavelength and light emission intensity of each light emitting diode with respect to the temperature rise is uniform, and the overall color balance can be easily adjusted. In addition, when the light emission intensity of an arbitrary light emitting diode is relatively increased to obtain color light having a strong arbitrary color, it is easy to adjust the color balance and it is easy to obtain an intended light emission color. Furthermore, since the lifetimes of the respective light emitting diodes are the same, the color balance is less likely to be out of order during use.
(実施形態1)
以下、本発明のフルカラーLEDの実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本例のフルカラーLED1の構造を示す模式的平面図である。本例のフルカラーLED1では、パッケージ2に形成された実装空間内に、3つのLED3r、3g、3bが実装されている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an example of an embodiment of a full color LED of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing the structure of the
パッケージ2には、該パッケージ2の表面4において開口する凹状空間の内側が隔壁5によって120度間隔で仕切られ、第1の実装空間6、第2の実装空間7および第3の実装空間8が形成されている。そして、LED3rは第1の実装空間6に、LED3gは第2の実装空間7に、LED3bは第3の実装空間8に、それぞれ実装されている。ここで、3つのLED3r、3g、3bは、全て同一のLEDである。具体的には、380nm〜405nmの発光波長を持つGaN系のUV-LED(近紫外LED)である。
In the package 2, the inner side of the concave space opened on the surface 4 of the package 2 is partitioned at 120 ° intervals by the
LED3r、3g、3bが実装されている第1〜第3の実装空間内6、7、8には、光透過性樹脂(透明樹脂9)がそれぞれ充填されている。さらに、各実装空間6、7、8に充填されている透明樹脂9には、異なる蛍光体(不図示)が混入されている。具体的には、第1の実装空間6に充填されている透明樹脂9には、LED3rから発せられた光によって励起され、赤色光を発する蛍光体(以下「R蛍光体」)が混入されている。また、第2の実装空間7に充填されている透明樹脂9には、LED3gから発せられた光によって励起され、緑色光を発する蛍光体(以下「G蛍光体」)が混入されている。また、第3の実装空間8に充填されている透明樹脂9には、LED3bから発せられた光によって励起され、青色光を発する蛍光体(以下「B蛍光体」)が混入されている。
The first to
また、パッケージ2の対向する側面には、各LED3r、3g、3bに電力を供給するための電源端子10が設けられている。所定の一対の電源端子10間に電圧を印加すると、対応するLEDが発光する。
Further,
以上の構造を有する本例のフルカラーLED1では、各LED3r、3g、3bから発せられた光が該LED3r、3g、3bをモールドしている透明樹脂9に混入されている蛍光体によって波長変換されてR・G・Bの光となる。換言すれば、従来のフルカラーLEDでは、発光波長の異なる複数のLEDを組み合わせてR・G・Bの三原色の光を得ていたが、本例のフルカラーLED1は、LEDから発せられた光を蛍光体によって波長変換することによって、発光波長が同一のLED3r、3g、3bを用いながらR・G・Bの三原色の光を得ている。
In the
従って、温度上昇に対する各LED3r、3g、3bのピーク波長や発光強度の変化が一様であり、全体の色バランスの調整が容易である。また、任意のLED3r、3g、3bへの印加電圧を相対的に高くして、任意の色味が強い色光を得ようとする場合にも、色バランス調整が容易であり、意図する発光色を得やすい。さらには、各LED3r、3g、3bの寿命が同一であるので、使用中に色バランスが狂ってくることも少ない。
Therefore, the change in peak wavelength and emission intensity of each
最後に、R蛍光体、G蛍光体およびB蛍光体の一例を表1に示す。ここで、表1の最右欄に記載されている数値は、各蛍光体がLED3r、3gまたは3bから発せられた光によって励起された際に発せられる光のピーク波長(nm)を示している。
Finally, an example of R phosphor, G phosphor, and B phosphor is shown in Table 1. Here, the numerical value described in the rightmost column of Table 1 indicates the peak wavelength (nm) of light emitted when each phosphor is excited by light emitted from the
(実施形態2)
図2は、本発明のフルカラーLED20の実施形態の他例を示す模式的平面図である。本例のフルカラーLED20の基本構成は、実施形態のフルカラーLED1と同一である。そこで、実施形態1と共通する構成については、同一の符号を用いることで説明に代え、ここでは異なる構成についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic plan view showing another example of the embodiment of the full color LED 20 of the present invention. The basic configuration of the full color LED 20 of this example is the same as the
本例のフルカラーLED20を構成しているパッケージ21には、第4の実装空間22が形成されている。そして、第4の実装空間22には、LED3r、3g、3bと同一のLED23が実装され、透明樹脂9と同一の透明樹脂9が充填されている。但し、第4の実装空間21に充填されている透明樹脂9には、LED23から発せられた光によって励起され、R・G・B以外の中間色の光を発する蛍光体(不図示)が混入されている。
A fourth mounting space 22 is formed in the
本例のフルカラーLED20では、R・G・B以外の中間色の光も得られるので、実施形態1のフルカラーLED1に比べて演色性に優れる。もっとも、第4の実装空間21に充填された透明樹脂9に混入する蛍光体は、上記特性の蛍光体に限定されるものではない。例えば、R蛍光体は、一般的に発光強度が低いので、第4の実装空間21に充填された透明樹脂9にもR蛍光体を混入することで、発光強度のバランスをより一層向上させることもできる。
In the full color LED 20 of the present example, light of intermediate colors other than R, G, and B can be obtained, so that the color rendering properties are superior to the
本明細書では、実装空間に充填された光透過性樹脂に蛍光体を混入させる場合を例にとって本発明の実施形態について説明した。しかし、蛍光体は、LEDから発せられた光を所定波長の光に変換可能であればよく、光透過性樹脂(モールド樹脂)に混入させることは必須ではない。例えば、光透過性樹脂に蛍光体を混入させる代わりに、光透過性樹脂を蛍光体が混入された光透過性フィルムや光透過性シートで被覆することによっても同様の作用効果が得られることは容易に理解できるはずである。 In the present specification, the embodiment of the present invention has been described by taking as an example the case where a phosphor is mixed into the light-transmitting resin filled in the mounting space. However, the fluorescent material only needs to be able to convert light emitted from the LED into light having a predetermined wavelength, and it is not essential to mix the light into a light-transmitting resin (molding resin). For example, instead of mixing a phosphor into a light transmissive resin, the same effect can be obtained by coating the light transmissive resin with a light transmissive film or a light transmissive sheet mixed with a phosphor. It should be easy to understand.
1、20 フルカラーLED
2、21 パッケージ
3r、3g、3b、23 LED
4 表面
5 隔壁
6 第1の実装空間
7 第2の実装空間
8 第3の実装空間
9 透明樹脂
10 電源端子
22 第4の実装空間
1,20 Full color LED
2, 21
4
Claims (4)
第1の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて赤色光を発する赤色蛍光体と、
第2の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて緑色光を発する緑色蛍光体と、
第3の実装空間に実装されている前記発光ダイオードから発せられた光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体と、
を有することを特徴とするフルカラー発光ダイオード。 A light emitting diode of the same type each mounted in at least three independent mounting spaces;
A red phosphor that emits red light when excited by light emitted from the light emitting diode mounted in the first mounting space;
A green phosphor that emits green light when excited by light emitted from the light emitting diode mounted in the second mounting space;
A blue phosphor that emits blue light when excited by light emitted from the light emitting diode mounted in the third mounting space;
A full-color light-emitting diode comprising:
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