JP2014107534A - 白色ｌｅｄモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】リードフレームと、第１原色チップと、第２原色チップと、蛍光体層と、を備える白色ＬＥＤモジュールを提供する。
【解決手段】そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射する。第２原色チップは、第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射する。蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、かつ励起を受けると波長λ３の蛍光を出射する。これにより、積層型ＬＥＤチップと、蛍光体とを利用することによって、高彩度の白色光源が得られる。
【選択図】図１
【解決手段】そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射する。第２原色チップは、第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射する。蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、かつ励起を受けると波長λ３の蛍光を出射する。これにより、積層型ＬＥＤチップと、蛍光体とを利用することによって、高彩度の白色光源が得られる。
【選択図】図１
Description
本発明は照明分野に関し、特に２つのチップを積層し赤色蛍光体を混合した高彩度の白色ＬＥＤモジュールに関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）は低い稼働電圧、低い消費電力、安定性能、長寿命、衝撃に強い、振動性に強い、軽量、小型、低コストなどの長所を有するため、すでに幅広く各分野に応用されている。日常生活において、室内照明ニーズの多くは、白色光源とした灯具が使用されているため、白色光ＬＥＤが重要な研究テーマになっている。
現在の白色光ＬＥＤの発光方式は主に２種類に分けられる。一つは赤、緑、青三種類のＬＥＤの組み合わせで混色を行い、白色光を取得する。もう一つの方法はＬＥＤ光源を利用して他の発光材料を励起し混合形の白色光を取得する。
一例として、青色ＬＥＤと、黄色光を出射する蛍光体との組み合わせ、または青色ＬＥＤと、緑色と赤色光を出射する２種類の蛍光体との組み合わせ、あるいは紫外光または紫外ＬＥＤを使用し、赤、緑、青３種類の蛍光体を励起する組み合わせなどがある。
一例として、青色ＬＥＤと、黄色光を出射する蛍光体との組み合わせ、または青色ＬＥＤと、緑色と赤色光を出射する２種類の蛍光体との組み合わせ、あるいは紫外光または紫外ＬＥＤを使用し、赤、緑、青３種類の蛍光体を励起する組み合わせなどがある。
そのうち、直接にＲＧＢ三原色チップを一組のＬＥＤにパッケージする手段は、混色された白色光が極めて大きい色域（Ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）を有すると共に混色効率も優れており、各チップの駆動電流を制御し混色して様々な色彩を調合することができる。
しかし、赤、青、緑の混色比率の把握は難しく、各色の発光効率は温度の影響によってそれぞれ異なるほか、チップのライフサイクルも一様でない。一方製造コストが高いことから、この種の白色光の混合手段はあまり普及していない。
しかし、赤、青、緑の混色比率の把握は難しく、各色の発光効率は温度の影響によってそれぞれ異なるほか、チップのライフサイクルも一様でない。一方製造コストが高いことから、この種の白色光の混合手段はあまり普及していない。
これに対して、青色光ＬＥＤによって黄色光を出射する蛍光体を励起すれば、白色光が得られるが、出射する白色光の演色性が悪く、従来の白熱灯または冷陰極管（ＣＣＦＬ）にはるかに及ばない。このほか、紫外光ＬＥＤによって赤、緑、青色を出射する蛍光体の励起で得られる白色光には高い演色性はある一方、紫外光ＬＥＤの発光効率が不足しており、かつ紫外光がハイパワーであることから、ＬＥＤパッケージ材料の劣化が著しいため、一般照明または背光モジュールに応用することはできない。
前述のとおり、需要の観点からボンティング工程を簡素化し、コスト軽減ができ、かつ高彩度と白色光の混色効果の向上を備える白色光ＬＥＤモジュールの設計が、市場応用で一刻の余裕もできないテーマになっている。
前述の公知技術の課題に対して、本発明の目的は高彩度、かつ向上された白色光の混色効果を提供し、かつボンディング工程を簡素化でき、コストを軽減し公知技術の課題の解決を図ることができる。
本発明の目的に基づき、リードフレームと、第１原色チップと、第２原色チップと、蛍光体層と、を備える白色ＬＥＤモジュールを提供する。
そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１であり、第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップは第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２であり、第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。そのうち、第１原色チップと、第２原色チップの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１であり、第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップは第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２であり、第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。そのうち、第１原色チップと、第２原色チップの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
本発明の目的に基づき、リードフレームと、第１原色チップと、第２原色チップと、蛍光体層と、を備える白色ＬＥＤモジュールをさらに提供する。
そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１であり、第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップは、第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２であり、第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。そのうち、第１原色チップと、第２原色チップの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
そのうち、リードフレームは収容凹部を有する。第１原色チップを収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１であり、第１原色チップより波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップは、第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２であり、第２原色チップより波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
蛍光体層は第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。そのうち、第１原色チップと、第２原色チップの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
そのうち、本発明の蛍光体層は複数種の実施態様を有し、蛍光体層は例えば収容凹部に内設するように第１原色チップと、第２原色チップ上に覆いかぶせるか、または第１原色チップと、第２原色チップ上に塗布してパッケージする。
あるいは蛍光体層を第２原色チップ上に貼り付け接着し、発光表面積はＡ３を有し、かつ第１原色チップと、第２原色チップ原色チップと、蛍光体層の発光表面積は関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）に合致する。
あるいは蛍光体層を第２原色チップ上に貼り付け接着し、発光表面積はＡ３を有し、かつ第１原色チップと、第２原色チップ原色チップと、蛍光体層の発光表面積は関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）に合致する。
このほか、第１原色チップと、第２原色チップはそれぞれ複数本のリードワイヤによって、リードフレームの正負局に接続するか、または第１原色チップに複数のバンプを設けて、これらのバンプを介して、リードフレームの収容凹部に貼り付けて置き、第２原色チップは複数本のリードワイヤによってリードフレームの正負極に接続することもできる。
本発明前記の説明その他の目的、特徴および長所をよりよく理解するため、以下にて好ましい実施例と、図面とを併せて詳細説明する。
以下に関連図面に基づいて、本発明の白色ＬＥＤモジュールの実施例を説明する。よりよい理解の為、以下の実施例のうち、同じ素子に同じ符号を割りつけている。
図１の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例１の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール１は、リードフレーム１１と、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４と、を備える。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部を有する。そのうち、リードフレーム１１は金属部材をプレス工程で加工した後、電気メッキ加工により表面耐蝕性強化と、はんだ付け性を向上し、最後はプラスチック材料を射出成形により仕上げる。金属は例えば、銅合金を使用するが、この限りでない。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部を有する。そのうち、リードフレーム１１は金属部材をプレス工程で加工した後、電気メッキ加工により表面耐蝕性強化と、はんだ付け性を向上し、最後はプラスチック材料を射出成形により仕上げる。金属は例えば、銅合金を使用するが、この限りでない。
第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３は、それぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ１２はリードフレーム１１の収容凹部の底部に設けられ、第１原色チップ１２の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ１２より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップ片１３を第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップ片１３を第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
本発明による白色ＬＥＤモジュール１の第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値は０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）である。
本実施例において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式６）が好ましい。
本実施例において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式６）が好ましい。
そのうち、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３はそれぞれ複数のリードワイヤ１２１、１３１を介して、リードフレーム１１の正負極に接続されている。リードワイヤ１２１、１３１は金線を使用することが好ましい。
蛍光体層１４をリードフレーム１１の収容凹部に充填し、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３の上方を覆い被せて置き、励起を受けると、波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。
前述第１出射光源の波長λ１は４５０ｎｍ≦λ１≦４５２ｎｍ（数式７）、第２出射光源の波長λ２は５２２ｎｍ≦λ２≦５２５ｎｍ（数式８）、蛍光の波長λ３は６５０ｎｍになることが好ましい。
前述第１出射光源の波長λ１は４５０ｎｍ≦λ１≦４５２ｎｍ（数式７）、第２出射光源の波長λ２は５２２ｎｍ≦λ２≦５２５ｎｍ（数式８）、蛍光の波長λ３は６５０ｎｍになることが好ましい。
これにより、本発明による白色ＬＥＤモジュール１は前述波長および発光表面積の比例に基づき、出射する第１出射光源と、第２出射光源と、蛍光とを混色することができ、より高色彩の白色光源が得られる。
よって、本発明による白色ＬＥＤモジュール１の彩度が９８％に達し、約５５〜６０ｌｍ／Ｗの発光効率を有するため、より良い白色光源が得られ、多種の背光モジュールまたは撮影装置に応用することができる。
引き続き図２の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例２の概略図を参照する。図示のとおり、白色ＬＥＤモジュール２はリードフレーム１１と、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４と、を備える。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部を有する。第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３はそれぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ１２をリードフレーム１１の収容凹部に内設し、第２原色チップ１３を第１原色チップ１２の上方に積層されている。
特に注意したいところは、第１原色チップ１２に複数のバンプ（ｂｕｍｐ）を設けていて、かつこれらのバンプ（ｂｕｍｐ）をリードフレーム１１の収容凹部に密着して設けることによって、リードフレーム１１の正負極をこれらのバンプに接続して、第１原色チップ１２とリードフレーム１１とを導通する。
一方、第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介してリードフレーム１１の正負極に接続され、リードワイヤ１３１は例えば金線を使用するが、この限りでない。これにより、リードワイヤ１３１の設置を少なくすることができ、コスト軽減のほか、生産プロセスのステップも簡素化できる。蛍光体層１４をリードフレーム１１の収容凹部に内設し、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３の上方を覆い被せる。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部を有する。第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３はそれぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ１２をリードフレーム１１の収容凹部に内設し、第２原色チップ１３を第１原色チップ１２の上方に積層されている。
特に注意したいところは、第１原色チップ１２に複数のバンプ（ｂｕｍｐ）を設けていて、かつこれらのバンプ（ｂｕｍｐ）をリードフレーム１１の収容凹部に密着して設けることによって、リードフレーム１１の正負極をこれらのバンプに接続して、第１原色チップ１２とリードフレーム１１とを導通する。
一方、第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介してリードフレーム１１の正負極に接続され、リードワイヤ１３１は例えば金線を使用するが、この限りでない。これにより、リードワイヤ１３１の設置を少なくすることができ、コスト軽減のほか、生産プロセスのステップも簡素化できる。蛍光体層１４をリードフレーム１１の収容凹部に内設し、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３の上方を覆い被せる。
第１原色チップ１２の発光表面積はＡ１を有し、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２を有する。本発明において、発光表面積Ａ１と、発光表面積Ａ２は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。特に注意したいところは、本実施例において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値は、０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式６）が好ましい点である。
引き続き図３の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例３の概略図を参照する。図示のとおり、白色ＬＥＤモジュール３はリードフレーム１１と、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４と、を備える。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部１１０を有する。第１原色チップ１２は複数のバンブを設けていて、かつバンプをリードフレーム１１の収容凹部１１０底部に密着して設けられ、バンプは図示していないが、バンプは収容凹部１１０の底部に密着し設けられている。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部１１０を有する。第１原色チップ１２は複数のバンブを設けていて、かつバンプをリードフレーム１１の収容凹部１１０底部に密着して設けられ、バンプは図示していないが、バンプは収容凹部１１０の底部に密着し設けられている。
第１原色チップ１２の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ１２より波長λ１の第１出射光源を出射し、関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介してリードフレーム１１の正負極に接続し、かつ第１原色チップ１２の上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介してリードフレーム１１の正負極に接続し、かつ第１原色チップ１２の上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
蛍光体層１４は蛍光シートであり、蛍光シートは第２原色チップ１３上に貼り付け接着され、発光表面積はＡ３を有し、励起を受けて波長λ３の赤色蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。
本実施例において、前述第１出射光源の波長λ１は４５０ｎｍ≦λ１≦４５２ｎｍ（数式７）、第２出射光源の波長λ２は５２２ｎｍ≦λ２≦５２５ｎｍ（数式８）、蛍光の波長λ３は６５０ｎｍになることが好ましい。
第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４の発光表面積は混色後の効果に影響するため、本発明において、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４の発光表面積は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）及び関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３の発光表面積の比例値好ましくは、０．５≦Ａ１／Ａ２≦１（数式８）、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４の発光表面積の比例値１になることが好ましい。ただし、この限りでない。
さらに、本実施例において、蛍光体層１４を第２原色チップ１３上に貼り付け設置しているため、この手段は蛍光体層１４の使用材料を軽減でき、かつコストの出費を軽減できる。
引き続き図４の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例４の概略図を参照する。図示のとおり、白色ＬＥＤモジュール４はリードフレーム１１と、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４と、を備える。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部１１０を有する。第１原色チップ１２に複数のバンプを設けていて、かつこれらのバンプをリードフレーム１１の収容凹部１１０の内部に貼り付け設置し、発光表面積はＡ１を有する。第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介して、リードフレーム１１の正負極に接続され、かつ第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有する。
そのうち、リードフレーム１１は収容凹部１１０を有する。第１原色チップ１２に複数のバンプを設けていて、かつこれらのバンプをリードフレーム１１の収容凹部１１０の内部に貼り付け設置し、発光表面積はＡ１を有する。第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介して、リードフレーム１１の正負極に接続され、かつ第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有する。
本発明において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）を満足する。
本実施例において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値は、０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式４）が好ましい。
蛍光体層１４は物理蒸着法により、第１原色チップ１２および第２原色チップ１３上に蒸着し、第１原色チップ１２および第２原色チップ１３の上方を覆い被せる。
特に説明することは、第１原色チップ１２に複数のバンプを設け、かつこれらのバンプをリードフレーム１１の収容凹部１１０に内設し、第２原色チップ１３は複数のリードワイヤ１３１を介して、リードフレーム１１の正負極に接続する点である。リードワイヤ１３１は、例えば金線を使用することが好ましい。
このように、本発明の白色ＬＥＤモジュール４によれば、金線の使用量を少なくすることによってコストを軽減し、生産プロセスを簡素化できる。
引き続き図５の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例５の概略図を参照する。図示のとおり、白色ＬＥＤモジュール５はリードフレーム１１と、第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３と、蛍光体層１４と、を備える。
リードフレーム１１に収容凹部１１０を凹設し、かつリードフレーム１１はブリッジ１１１を含める。第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３はそれぞれ青色光と緑色光を出射できるＬＥＤチップである。
そのうち、第１原色チップ１２はブリッジ１１１の間に架設され、かつリードフレーム１１に備える収容凹部の底部に固設している。第１原色チップ１２の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ１２より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
リードフレーム１１に収容凹部１１０を凹設し、かつリードフレーム１１はブリッジ１１１を含める。第１原色チップ１２と、第２原色チップ１３はそれぞれ青色光と緑色光を出射できるＬＥＤチップである。
そのうち、第１原色チップ１２はブリッジ１１１の間に架設され、かつリードフレーム１１に備える収容凹部の底部に固設している。第１原色チップ１２の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ１２より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップ１３は第１原色チップ１２の上方に設け、かつ第２原色チップ１３の両側をブリッジ１１１上に架設する。これにより、第２原色チップ１３が発光するときに、ブリッジ１１１を介して放熱させ、放熱速度と効果を向上できる。
第２原色チップ１３の発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。そのうち、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１は第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２より小さい。本発明において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
第２原色チップ１３の発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。そのうち、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１は第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２より小さい。本発明において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ１２の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ１３の発光表面積Ａ２との比例値は、１≦Ａ１／Ａ２≦２（数式９）が好ましい。
引き続き、本発明は実施例１ないし５に基づき、さらに実施例６ないし１０を提出するとともに、案例を挙げて詳細説明する。
図６の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例６の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール６は、リードフレーム２１と、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４と、を備える。
リードフレーム２１は収容凹部を有し、金属部材をプレス工程で加工した後、金属部材のプレス生産工程を経て、電気メッキ加工により表面耐蝕性強化と、はんだ付け性を向上し、最後はプラスチック材料を射出成形により仕上げることができる。
リードフレーム２１は収容凹部を有し、金属部材をプレス工程で加工した後、金属部材のプレス生産工程を経て、電気メッキ加工により表面耐蝕性強化と、はんだ付け性を向上し、最後はプラスチック材料を射出成形により仕上げることができる。
第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２は、それぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ２３はリードフレーム２１の収容凹部の底部に設けられ、発光表面積はＡ１を有し、第１原色チップ１２より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップ片２３を第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有し、第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
第２原色チップ片２３を第１原色チップ１２の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有し、第２原色チップ１３より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
そのうち、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２はそれぞれ複数のリードワイヤ２２１、２３１を介して、リードフレーム２１の正負極に接続されている。リードワイヤ２２１、２３１は金線を使用することが好ましい。
蛍光体層２４を収容凹部２１０に内設し、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２の上方を覆い被せて置き、励起を受けると、波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。
前述の第１出射光源の波長λ１は５２２ｎｍ≦λ２≦５２５ｎｍ（数式８）、第２出射光源の波長λ２は４５０ｎｍ≦λ１≦４５２ｎｍ（数式７）、蛍光の波長λ３は６５０ｎｍになることが好ましい。そのうち、本発明において、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２の発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２との比例値は、０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式４）が好ましい。
下表は本発明による白色ＬＥＤモジュール６の演色性をテストするため、本発明による白色ＬＥＤモジュール６と、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）とを組み合わせて、それぞれ白色ＬＥＤモジュール６の赤色、青色の色度座標図を測量したものである。
下表は本発明による白色ＬＥＤモジュール６の演色性をテストするため、本発明による白色ＬＥＤモジュール６と、カラーフィルタ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）とを組み合わせて、それぞれ白色ＬＥＤモジュール６の赤色、青色の色度座標図を測量したものである。
前述のｘ座標とｙ座標に基づき、さらに色域（Ｃｏｌｏｒ Ｇａｍｕｔ）の大きさと形状を求められる。これにより、前述の波長と発光表面積との比例に基づき、本発明による白色ＬＥＤモジュール６はより高彩度の白色光源を得られることがわかる。
本実施例において、仮にＮＴＳＣに定義された色度座標計算によれば、白色ＬＥＤモジュール６の色飽和度が９８．０６％に達し、そして、Ａｄｏｂｅ ＲＧＢに定義された色度座標計算によれば、本発明による白色ＬＥＤモジュール６の色飽和度は９７．６１％に達し、本発明による白色ＬＥＤモジュール６の発光効率は５５〜６０ｌｍ／Ｗに達することがわかる。
図７の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例７の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール７は、リードフレーム２１と、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４と、を備える。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部を有する。第１原色チップ２３はリードフレーム２１の収容凹部の底部に設けられ、第２原色チップ２２は第１原色チップ２３の上方に積層され、蛍光体層２４はリードフレーム２１の収容凹部に内接して、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２の上を覆い被せる。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部を有する。第１原色チップ２３はリードフレーム２１の収容凹部の底部に設けられ、第２原色チップ２２は第１原色チップ２３の上方に積層され、蛍光体層２４はリードフレーム２１の収容凹部に内接して、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２の上を覆い被せる。
特に注意したいことは、本実施例と実施例１と異なる点は、第１原色チップ２３に複数のバンプ（ｂｕｍｐ）を設けていて、かつこれらのバンプ（ｂｕｍｐ）を介してリードフレーム２１の底部に貼り付け設置され、一方、第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介してリードフレーム２１の正負極に接続されている点である事である。これにより、リードワイヤ２３１の設置を少なくすることができ、コスト軽減のほか、生産プロセスのステップも簡素化できる。
図８の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例８の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール８は、リードフレーム２１と、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４と、を備える。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部２１０を有する。第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２は、それぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ２３は複数のバンプ（ｂｕｍｐ）を設けていて、かつこれらのバンプ（ｂｕｍｐ）を介してリードフレーム２１の収容凹部２１０に内設される。
一方、第１原色チップ２３の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ２３より波長λ１の第１出射光源を出射し、関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介してリードフレーム２１の正負極に接続し、かつ第１原色チップ２３の上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ２２より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部２１０を有する。第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２は、それぞれ青色光と、緑色光を出射するＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ２３は複数のバンプ（ｂｕｍｐ）を設けていて、かつこれらのバンプ（ｂｕｍｐ）を介してリードフレーム２１の収容凹部２１０に内設される。
一方、第１原色チップ２３の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ２３より波長λ１の第１出射光源を出射し、関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介してリードフレーム２１の正負極に接続し、かつ第１原色チップ２３の上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ２２より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。
蛍光体層２４は蛍光シートであり、蛍光シートは第２原色チップ２２上に貼り付け接着され、発光表面積はＡ３を有し、励起を受けて波長λ３の赤色蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する。
本実施例において、前述第１出射光源の波長λ１は５２２ｎｍ≦λ２≦５２５ｎｍ（数式８）、第２出射光源の波長λ２は４５０ｎｍ≦λ１≦４５２ｎｍ（数式７）、蛍光の波長λ３は６５０ｎｍになることが好ましい。
第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４の発光表面積は混色後の効果に影響するため、本発明において、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４の発光表面積は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）及び関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）に合致する。
第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４の発光表面積は混色後の効果に影響するため、本発明において、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４の発光表面積は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）及び関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２との比例値は、０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式４）が好ましい。さらに、蛍光体層２４を第２原色チップ２２上に貼り付け設置しており、この手段は蛍光体層２４の使用材料を軽減でき、かつコストの出費を軽減できる。
引き続き図９の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例９の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール９は、リードフレーム２１と、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４と、を備える。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部２１０を有する。第１原色チップ２３に複数のバンプを設けていて、かつこれらのバンプをリードフレーム２１の収容凹部２１０の内部に貼り付け設置し、発光表面積はＡ１を有する。第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介して、リードフレーム２１の正負極に接続され、かつ第１原色チップ２３の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有する。
そのうち、リードフレーム２１は収容凹部２１０を有する。第１原色チップ２３に複数のバンプを設けていて、かつこれらのバンプをリードフレーム２１の収容凹部２１０の内部に貼り付け設置し、発光表面積はＡ１を有する。第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介して、リードフレーム２１の正負極に接続され、かつ第１原色チップ２３の上方に積層し、発光表面積はＡ２を有する。
そのうち、本発明において、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２の発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２との比例値は、０．５≦Ａ１／Ａ２＜１（数式４）が好ましい。
蛍光体層２４は第１原色チップ２３および第２原色チップ２２上に塗布してパッケージし、第１原色チップ２３および第２原色チップ２２の上方を覆い被せる。
特に説明することは、第１原色チップ２３に複数のバンプを設けられ、かつこれらのバンプをリードフレーム２１の収容凹部２１０に内設し、第２原色チップ２２は複数のリードワイヤ２３１を介して、リードフレーム２１の正負極に接続されている。リードワイヤ２３１は、例えば金線を使用することが好ましい点である。
このように、本発明の白色ＬＥＤモジュール９によれば、金線の使用量を少なくすることによってコストを軽減し、生産プロセスを簡素化できる。
引き続き図１０の、本発明による白色ＬＥＤモジュールの実施例１０の態様図を参照する。図に示すとおり、白色ＬＥＤモジュール１０は、リードフレーム２１と、第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２と、蛍光体層２４と、を備える。
リードフレーム２１に収容凹部を凹設し、かつリードフレーム１１はブリッジ２１１を含める。第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２はそれぞれ青色光と緑色光を出射できるＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ２３はブリッジ２１１の間に架設していて、かつリードフレーム２１収容凹部の底部に固設している。第１原色チップ２３の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ２３より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
リードフレーム２１に収容凹部を凹設し、かつリードフレーム１１はブリッジ２１１を含める。第１原色チップ２３と、第２原色チップ２２はそれぞれ青色光と緑色光を出射できるＬＥＤチップである。そのうち、第１原色チップ２３はブリッジ２１１の間に架設していて、かつリードフレーム２１収容凹部の底部に固設している。第１原色チップ２３の発光表面積はＡ１を有し、かつ第１原色チップ２３より波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する。
第２原色チップ２２は第１原色チップ２３の上方に設け、かつ第２原色チップ２２の両側をブリッジ２１１上に架設する。これにより、第２原色チップ２２が発光するときに、ブリッジ２１１を介して放熱させ、第２原色チップ２２の放熱速度と効果を向上できる。
第２原色チップ２２の発光表面積はＡ２を有し、かつ第２原色チップ２２より波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する。そのうち、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１は第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２より小さい。かつ、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２は、関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する。
本実施例において、第１原色チップ２３の発光表面積Ａ１と、第２原色チップ２２の発光表面積Ａ２との比例値は、１≦Ａ１／Ａ２≦２（数式９）が好ましい。
特に説明することは、前述実施例１ないし１０の内容について、もし、第１原色チップが青色光を出射するＬＥＤチップ、第２原色チップが緑色ＬＥＤ光を出射するチップのとき、青色光が上方のＬＥＤチップを透過することが難しいことから、第１原色チップに流す電流を増加させ、第１原色チップの輝度を向上しなければならないことである。
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ 白色ＬＥＤモジュール
１１、２１ リードフレーム
１１０、２１０ 収容凹部
１１１、２１１ ブリッジ
１２、２３ 第１原色チップ
１３、２２ 第２原色チップ
１４、２４ 蛍光体層
１２１、１３１、２２１、２３１ リードワイヤ
１１、２１ リードフレーム
１１０、２１０ 収容凹部
１１１、２１１ ブリッジ
１２、２３ 第１原色チップ
１３、２２ 第２原色チップ
１４、２４ 蛍光体層
１２１、１３１、２２１、２３１ リードワイヤ
Claims (12)
- 白色ＬＥＤモジュールであって、
収容凹部を有するリードフレームと、
前記収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１を有し、波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ１≦４７０ｎｍ（数式１）を満足する第１原色チップと、
前記第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ２≦５５０ｎｍ（数式２）を満足する第２原色チップと、
前記第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する蛍光体層と、を備え、
前記第１原色チップと、前記第２原色チップそれぞれの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する事を特徴とする、
白色ＬＥＤモジュール。 - 前記蛍光体層は前記収容凹部に充填し、前記第１原色チップと、前記第２原色チップ上に覆い被せることを特徴とする、請求項１記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記蛍光体層は蛍光シートであり、前記蛍光シートは前記第２原色チップ上に貼り付け設置し、発光表面積はＡ３を有し、かつ前記第２原色チップと、前記蛍光シートの発光表面積は関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）を満足することを特徴とする、請求項１記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記蛍光体層は物理蒸着法により、前記第１原色チップと、前記前記第２原色チップ上に蒸着されることを特徴とする、請求項１記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記第１原色チップと、前記第２原色チップはそれぞれ複数のリードワイヤを介して、前記リードフレームの正負極に接続されることを特徴とする、請求項１記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記第１原色チップに複数のバンプを設けられ、これらのバンプを前記リードフレームの前記収容凹部に内設し、前記第２原色チップは複数のリードワイヤによって、前記リードフレームの正負極に接続されることを特徴とする、請求項１記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 白色ＬＥＤモジュールであって、
収容凹部を有するリードフレームと、
前記収容凹部の中央底部に設け、発光表面積はＡ１を有し、波長λ１の第１出射光源を出射し、かつ関係式５００ｎｍ≦λ１≦５５０ｎｍ（数式１）を満足する第１原色チップと、
前記第１原色チップの上方に積層され、発光表面積はＡ２を有し、波長λ２の第２出射光源を出射し、かつ関係式３８０ｎｍ≦λ２≦４７０ｎｍ（数式２）を満足し、前記第１出射光源と、前記第２出射光源とを重ね合い光源に混合する第２原色チップと、
前記第２原色チップ上に設けていて、励起を受けると波長λ３の蛍光を出射し、かつ関係式６００ｎｍ≦λ３≦６７０ｎｍ（数式３）を満足する蛍光体層と、を備え、
前記第１原色チップと、前記第２原色チップそれぞれの発光表面積は関係式０．５≦Ａ１／Ａ２≦２（数式４）に合致する事を特徴とする、
白色ＬＥＤモジュール。 - 前記蛍光体層は前記収容凹部に充填し、前記第１原色チップと、前記第２原色チップ上に覆い被せることを特徴とする、請求項７記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記蛍光体層は蛍光シートであり、前記蛍光シートは前記第２原色チップ上に貼り付け設置し、発光表面積はＡ３を有し、かつ前記第２原色チップと、前記蛍光体層の発光表面積は関係式０．８≦Ａ３／Ａ２≦１（数式５）を満足することを特徴とする、請求項７記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記蛍光体層は物理蒸着法により、前記第１原色チップと、前記前記第２原色チップ上に蒸着されることを特徴とする、請求項７記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記第１原色チップと、前記第２原色チップはそれぞれ複数のリードワイヤを介して、前記リードフレームの正負極に接続されることを特徴とする、請求項７記載の白色ＬＥＤモジュール。
- 前記第１原色チップに複数のバンプを設けられ、これらのバンプを前記リードフレームの前記収容凹部に内設し、前記第２原色チップは複数のリードワイヤによって、前記リードフレームの正負極に接続されることを特徴とする、請求項７記載の白色ＬＥＤモジュール。
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