JP3150457U

JP3150457U - Color light emitting diode

Info

Publication number: JP3150457U
Application number: JP2009001097U
Authority: JP
Inventors: 俊男嶋田; 利道中村; 神戸　篤; 篤神戸; 加藤　陽弘; 陽弘加藤
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2016-03-31

Abstract

【課題】青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を黄緑色系可視光に変換する蛍光体を備えたＬＥＤにおいて、白色光のみならず、所望の色の高輝度な可視光を容易に得ることのできるカラー発光ダイオードを提供する。【解決手段】絶縁材料より成る基板１２上にＬＥＤチップ１４を接続・固定し、該ＬＥＤチップ１４の一方の電極と一方の外部電極１６ａとを接続すると共に、ＬＥＤチップ１４の他方の電極と他方の外部電極１６ａとを接続し、また、上記ＬＥＤチップ１４を、ドーム状の不織布２２で覆うと共に、ＬＥＤチップ１４の発光を黄緑色系可視光及び赤色系可視光の２色の可視光に変換して放射する多色発光蛍光体の表面に、赤色系顔料を付着して成る顔料付き蛍光体２０を、上記不織布２２を構成する繊維の表面に担持させた。【選択図】図１In an LED including an LED chip that emits blue visible light and a phosphor that converts the light emitted from the LED chip into yellow-green visible light, high-luminance visible light of a desired color as well as white light is provided. A color light emitting diode capable of easily obtaining light is provided. An LED chip is connected and fixed on a substrate made of an insulating material, one electrode of the LED chip is connected to one external electrode, and the other electrode of the LED chip is connected to the other electrode. The LED chip 14 is covered with a dome-shaped nonwoven fabric 22 and the light emitted from the LED chip 14 is converted into two colors of yellow-green visible light and red-colored visible light. Then, the phosphor 20 with pigment formed by adhering a red pigment on the surface of the multicolor emitting phosphor radiated as described above was supported on the surface of the fibers constituting the nonwoven fabric 22. [Selection] Figure 1

Description

この考案は、青色系可視光を発光する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と、該ＬＥＤチップの発光を黄緑色系可視光に変換する蛍光体を備えた発光ダイオードにおいて、白色光のみならず、所望の色の高輝度な可視光を容易に得ることのできるカラー発光ダイオード（カラーＬＥＤ）に関する。 The present invention provides a light-emitting diode including a light-emitting diode chip (LED chip) that emits blue-based visible light and a phosphor that converts light emitted from the LED chip into yellow-green-based visible light. The present invention relates to a color light emitting diode (color LED) capable of easily obtaining high-luminance visible light of the color of the above.

ＬＥＤチップから発せられる青色系可視光と、ＹＡＧ蛍光体等の黄緑色系蛍光体から発せられる黄緑色系可視光とを混色させて白色光を放射することのできるＬＥＤが従来より用いられている。
しかしながら、上記ＬＥＤで得られる白色光には、青色系可視光中の青色成分と、黄緑色系可視光中の黄緑色成分しか含まれていないため、白色光の表現範囲が非常に狭かった。 2. Description of the Related Art Conventionally, LEDs that can emit white light by mixing blue visible light emitted from an LED chip and yellow-green visible light emitted from a yellow-green phosphor such as a YAG phosphor have been used. .
However, since the white light obtained by the LED contains only a blue component in blue visible light and a yellow green component in yellow green visible light, the expression range of white light was very narrow.

例えば、上記ＬＥＤが照明として用いられる場合、赤色成分の入った電球色等の暖色系白色光が消費者には好まれているが、ＬＥＤチップの青色系可視光と黄緑色系蛍光体の黄緑色系可視光とを混色して得られる白色光には赤色成分が含まれていない。
そこで、本出願人は、先に、赤色成分の不足を補うことができるよう、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄緑色系の可視光を発光するＹＡＧ蛍光体と、赤色系の可視光を発光する赤色蛍光体とを備え、上記青色系可視光、黄緑色系可視光、赤色系可視光とを混色させて白色光を放射するよう構成した発光ダイオードを提案した（特開２００４−１５２９９３号）。 For example, when the LED is used as illumination, warm white light such as a light bulb color containing a red component is preferred by consumers, but the blue visible light of the LED chip and the yellowish green phosphor yellow White light obtained by mixing green-based visible light does not contain a red component.
In view of this, the present applicant has previously made an LED chip that emits blue visible light, a YAG phosphor that emits yellow-green visible light, and a red Proposed is a light emitting diode comprising a red phosphor that emits visible light and configured to emit white light by mixing the blue visible light, yellow-green visible light, and red visible light (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-124). -152993).

この発光ダイオード60は、図９に示すように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフレーム62に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ64を形成し、該リフレクタ64の底面に、青色系の可視光を発光する発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）66をダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム62と、ＬＥＤチップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム68と、上記ＬＥＤチップ66上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ70を介して電気的に接続して成る。 As shown in FIG. 9, the light-emitting diode 60 is provided with a substantially funnel-shaped recess whose diameter gradually increases upward from the bottom surface of the first lead frame 62 for mounting the light-emitting diode chip. A reflector 64 is formed with the inner surface as a reflecting surface, and a light emitting diode chip (hereinafter referred to as an LED chip) 66 that emits blue-based visible light is die-bonded to the bottom surface of the reflector 64 to thereby form the first. The lead frame 62 and one electrode (not shown) on the bottom surface of the LED chip 66 are electrically connected. Further, the second lead frame 68 and the other electrode (not shown) on the upper surface of the LED chip 66 are electrically connected via a bonding wire 70.

上記ＬＥＤチップ66の上面及び側面は、リフレクタ64内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材72によって被覆・封止されている。
また、上記コーティング材72中には、ＬＥＤチップ66の発光を黄緑色系の可視光に変換するＹＡＧ蛍光体73と、ＬＥＤチップ66の発光を赤色系の可視光に変換する赤色系蛍光体74が分散状態で多数混入されている。
さらに、コーティング材72で被覆された上記ＬＥＤチップ66、第１のリードフレーム62の先端部62ａ及び端子部62ｂの上端、第２のリードフレーム68の先端部68ａ及び端子部68ｂの上端は、先端に凸レンズ部76を有する透光性樹脂材78によって被覆・封止されている。 The upper and side surfaces of the LED chip 66 are covered and sealed with a coating material 72 such as a translucent epoxy resin filled in the reflector 64.
Further, in the coating material 72, a YAG phosphor 73 that converts light emitted from the LED chip 66 into yellowish green visible light, and a red phosphor 74 that converts light emitted from the LED chip 66 into red visible light. Are mixed in a dispersed state.
Further, the LED chip 66 covered with the coating material 72, the top ends 62a and 62b of the first lead frame 62, the top ends 68a and 68b of the second lead frame 68 are the top ends. It is covered and sealed with a translucent resin material 78 having a convex lens portion 76.

而して、上記第１のリードフレーム62及び第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ66に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ66の発光を受けてＹＡＧ蛍光体73から黄緑色系可視光が放射されると共に、赤色系蛍光体74から赤色系可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ66から放射された青色系可視光、ＹＡＧ蛍光体73から放射された黄緑色系可視光、赤色系蛍光体74から放射された赤色系可視光が混色することにより白色光が得られ、該白色光が透光性樹脂材78の凸レンズ部76によって集光されて外部へ放射されるようになっている。 Thus, when a voltage is applied to the LED chip 66 through the first lead frame 62 and the second lead frame 68, the LED chip 66 emits light and blue visible light is emitted. Further, yellow-green visible light is emitted from the YAG phosphor 73 upon receiving light emitted from the LED chip 66, and red visible light is emitted from the red phosphor 74.
The blue-colored visible light emitted from the LED chip 66, the yellow-green visible light emitted from the YAG phosphor 73, and the red-colored visible light emitted from the red phosphor 74 are mixed to obtain white light. The white light is collected by the convex lens portion 76 of the translucent resin material 78 and emitted to the outside.

上記ＬＥＤ60は、ＹＡＧ蛍光体73と共に赤色系蛍光体74を備えているので、上記赤色系蛍光体74から放射される赤色系可視光によって、赤色成分の不足を補うことができ、暖色系白色光を得ることができる。
特開２００４−１５２９９３号 Since the LED 60 includes the red phosphor 74 together with the YAG phosphor 73, the red visible light emitted from the red phosphor 74 can compensate for the shortage of the red component, and the warm white light Can be obtained.
JP 2004-152993 A

上記の如く、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと黄緑色系蛍光体を備えた白色発光のＬＥＤにおいて、白色光の表現範囲を広げるためには、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を用いれば良いが、この場合、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を相当量用いる必要があり、その分、黄緑色系蛍光体の量が減少するため高輝度な白色光を得ることができなかった。
例えば、上記した従来のＬＥＤ60において、赤色系蛍光体74として（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系蛍光体を用いた場合、赤色成分の不足を補って暖色系白色光を得るためには、赤色系蛍光体74をＹＡＧ蛍光体73に対する重量比で２０〜３０重量％程度も用いる必要があるが、その分コーティング材72中に混入されるＹＡＧ蛍光体73の量が減少するため高輝度な暖色系白色光を実現することができなかった。 As described above, in a white light emitting LED including a blue visible light emitting LED chip and a yellow-green phosphor, in order to widen the expression range of white light, visible light of a predetermined color such as red is emitted. However, in this case, it is necessary to use a considerable amount of a phosphor that emits visible light of a predetermined color such as red, and the amount of yellow-green phosphor is reduced by that amount. Could not get light.
For example, in the above-described conventional LED 60, sulfide phosphors such as (Zn, Cd) S: Ag, (Zn, Cd) S: Ag, Cl, ZnS: Mn, CaS: Eu are used as the red phosphor 74. When used, in order to compensate for the shortage of the red component and obtain warm white light, it is necessary to use the red phosphor 74 in a weight ratio of about 20 to 30% by weight with respect to the YAG phosphor 73. Since the amount of the YAG phosphor 73 mixed in the coating material 72 is reduced, it is impossible to realize warm white light with high luminance.

また、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと黄緑色系蛍光体を備えた白色発光のＬＥＤにおいて、白色光の範囲以外の所望の色の可視光を得ようとする場合には、上記した白色光の表現範囲を広げる場合以上に、赤色等の所定色の可視光を放射する蛍光体を多量に用いる必要があるが、黄緑色系蛍光体の量が著しく減少して輝度低下をもたらすため、実用に耐えないものであった。 In addition, in a white light emitting LED including an LED chip that emits blue visible light and a yellow-green fluorescent material, when the desired color of visible light outside the range of white light is to be obtained, the above white It is necessary to use a large amount of a phosphor that emits visible light of a predetermined color such as red, etc., in order to expand the expression range of light, but since the amount of yellow-green phosphor significantly decreases and causes a decrease in luminance, It was unbearable for practical use.

さらに、上記従来のＬＥＤ60にあっては、ＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74で波長変換された光は、コーティング材72中のＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74を透過する透過光となるため、コーティング材72内部を透過してコーティング材72外部へ出射するまでの間に、その一部がＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74によって吸収（自己吸収）されてしまい、光の取出し効率が良好ではなかった。
また、上記ＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74から放射される光の輝度は、一般に蛍光体の量及び表面積に略比例するものであるが、上記従来のＬＥＤ60にあっては、リフレクタ64内に充填したコーティング材72中にＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74を混入していたことから、混入できる蛍光体の量には限界があった。 Furthermore, in the conventional LED 60, the light that has been wavelength-converted by the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 is transmitted through the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 in the coating material 72. Therefore, part of the light is absorbed (self-absorbed) by the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 until it passes through the inside of the coating material 72 and is emitted to the outside. The efficiency was not good.
The luminance of light emitted from the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 is generally proportional to the amount and surface area of the phosphor. In the conventional LED 60, the brightness of the reflector 64 Since the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 were mixed in the coating material 72 filled in the above, the amount of the phosphor that could be mixed was limited.

本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を黄緑色系可視光に変換する蛍光体を備えたＬＥＤにおいて、白色光のみならず、所望の色の高輝度な可視光を容易に得ることのできるカラー発光ダイオードを実現することにある。
また、本考案の他の目的は、蛍光体で波長変換された光の取出し効率を向上させることができると共に蛍光体の量及び表面積を増大させることのできる高輝度なカラー発光ダイオードを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to convert an LED chip that emits blue-based visible light and light emission of the LED chip into yellow-green-based visible light. An object of the present invention is to realize a color light emitting diode capable of easily obtaining not only white light but also high-luminance visible light of a desired color in an LED including a phosphor.
Another object of the present invention is to realize a high-luminance color light emitting diode capable of improving the extraction efficiency of light wavelength-converted by the phosphor and increasing the amount and surface area of the phosphor. It is in.

上記の目的を達成するため、本考案に係るカラー発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、所定色の着色剤と、ＬＥＤチップの発光を黄緑色系可視光及び上記着色剤の色と同系色の可視光に変換して放射する多色発光蛍光体とを備え、上記ＬＥＤチップの青色系可視光、着色剤の色成分、多色発光蛍光体の黄緑色系可視光及び着色剤の色と同系色の可視光とを混色させて、所望の色の可視光を放射するよう構成されているカラー発光ダイオードであって、上記着色剤及び多色発光蛍光体を繊維の集合体に担持させたことを特徴とする。
上記繊維の集合体としては、不織布が好ましく、この場合、不織布を構成する繊維に、上記着色剤及び多色発光蛍光体を担持させる。 In order to achieve the above object, a color light emitting diode according to the present invention includes an LED chip that emits blue visible light, a colorant having a predetermined color, and yellow LED light that emits light from the LED chip and the colorant. A multicolor light emitting phosphor that converts and emits visible light of the same color as the color, and the blue-colored visible light of the LED chip, the color component of the colorant, the yellow-green-colored visible light and the color of the multicolor light-emitting phosphor A color light emitting diode configured to mix a color of an agent with visible light of a similar color to emit visible light of a desired color, and the colorant and the multicolor light emitting phosphor are aggregates of fibers. It is characterized by being carried on
The aggregate of the fibers is preferably a non-woven fabric. In this case, the colorant and the multicolor light-emitting phosphor are supported on the fibers constituting the non-woven fabric.

上記着色剤の量は、多色発光蛍光体に対する重量比で０．００１〜２重量％と成すのが好ましい。
尚、着色剤としては、例えば顔料が該当する。 The amount of the colorant is preferably 0.001 to 2% by weight with respect to the multicolor phosphor.
In addition, as a coloring agent, a pigment corresponds, for example.

本考案のカラー発光ダイオードは、青色系可視光を発光するＬＥＤチップと、所定色の着色剤と、ＬＥＤチップの発光を黄緑色系可視光及び上記着色剤の色と同系色の可視光に変換して放射する多色発光蛍光体を備えているので、ＬＥＤチップの青色系可視光と多色発光蛍光体の黄緑色系可視光とが混色して得られる白色光中に、着色剤の色成分と、多色発光蛍光体から放射される着色剤の色と同系色の可視光を混色させることにより、所望の色の可視光を得ることができる。
しかも、着色剤の色成分と、多色発光蛍光体から放射される着色剤の色と同系色の可視光とが重畳されるため、高輝度な可視光を得ることができる。 The color light-emitting diode of the present invention converts an LED chip that emits blue visible light, a colorant of a predetermined color, and light emission of the LED chip into yellow-green visible light and visible light of the same color as the colorant. The color of the colorant in the white light obtained by mixing the blue visible light of the LED chip and the yellow-green visible light of the multicolor light emitting phosphor. By mixing the component and visible light having the same color as the colorant emitted from the multicolor phosphor, visible light having a desired color can be obtained.
In addition, since the color component of the colorant and visible light having the same color as the colorant emitted from the multicolor phosphor are superimposed, high-luminance visible light can be obtained.

また、本考案のカラー発光ダイオードにあっては、着色剤及び多色発光蛍光体を繊維の集合体に担持せしめたことから、多色発光蛍光体で波長変換される光を、多色発光蛍光体で反射された反射光として取り出すことができる。このため、ＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74で波長変換された光を透過光として取り出していた従来のＬＥＤ60に比べ、光の取出し効率が向上し、高輝度化を図ることができる。
さらに、本考案のカラー発光ダイオードは、単位体積当たりの繊維の表面積が大きい繊維の集合体に、着色剤及び多色発光蛍光体を担持せしめたことから、従来の発光ダイオード60の如く、リフレクタ64内に充填したコーティング材72中にＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74を混入した場合に比べ、多色発光蛍光体の量及び表面積を増大させることができる。 In the color light emitting diode of the present invention, since the colorant and the multicolor light emitting phosphor are supported on the fiber assembly, the light converted in wavelength by the multicolor light emitting phosphor is converted into the multicolor light emitting fluorescent material. It can be taken out as reflected light reflected by the body. For this reason, the light extraction efficiency is improved and the luminance can be increased as compared with the conventional LED 60 in which the light whose wavelength has been converted by the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 is extracted as transmitted light.
Further, the color light emitting diode of the present invention has a colorant and a multicolor light emitting phosphor supported on an aggregate of fibers having a large surface area per unit volume. Compared with the case where the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 are mixed in the coating material 72 filled therein, the amount and surface area of the multicolor light emitting phosphor can be increased.

多数の繊維が立体的に絡み合って形成された不織布を、上記繊維の集合体として用い、
該不織布を構成する繊維に、着色剤及び多色発光蛍光体を担持させた場合には、単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きいことから、従来の発光ダイオード60の如く、リフレクタ64内に充填したコーティング材72中にＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74を混入した場合に比べ、多色発光蛍光体の量及び表面積を飛躍的に増大させることができる。 Using a nonwoven fabric formed by three-dimensionally intertwining a large number of fibers as an assembly of the fibers,
When the colorant and the multicolor phosphor are supported on the fibers constituting the nonwoven fabric, the surface area of the fibers per unit volume is extremely large, so that the reflector 64 is filled like the conventional light emitting diode 60. Compared with the case where the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 are mixed in the coating material 72, the amount and the surface area of the multicolor phosphor can be dramatically increased.

上記着色剤の量を、多色発光蛍光体に対する重量比で０．００１〜２重量％と成すことにより、当該着色剤の色成分を十分に白色光中に加えることができると共に、多色発光蛍光体の量も十分に確保することができ、輝度低下を生じることのない高輝度で色純度の高い可視光を得ることができる。 By making the amount of the colorant 0.001 to 2% by weight with respect to the multicolor phosphor, the color component of the colorant can be sufficiently added to white light, and multicolor light emission. A sufficient amount of the phosphor can be secured, and visible light with high luminance and high color purity can be obtained without causing a decrease in luminance.

以下、図面に基づき、本考案に係るカラーＬＥＤ10の実施形態を説明する。
図１は、本考案に係るカラーＬＥＤ10を模式的に示す概略断面図であり、このカラーＬＥＤ10は、樹脂やセラミック等の絶縁材料より成る基板12上に、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ14を接続・固定して成る。該ＬＥＤチップ14は、約４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長の青色又は青紫等の青色系の可視光（以下、青色系可視光と称する）を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
また、上記基板12の表面から側面を経て裏面にまで延設された一対の外部電極16ａ，16ｂが相互に絶縁された状態で形成されている。 Hereinafter, embodiments of the color LED 10 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a color LED 10 according to the present invention. This color LED 10 is an LED chip 14 for emitting blue visible light on a substrate 12 made of an insulating material such as resin or ceramic. Connected and fixed. The LED chip 14 emits blue visible light such as blue or blue-violet having a wavelength of about 430 nm to 500 nm (hereinafter referred to as blue visible light), and is made of, for example, a gallium nitride semiconductor crystal.
A pair of external electrodes 16a and 16b extending from the front surface of the substrate 12 through the side surface to the back surface are formed in a state of being insulated from each other.

上記ＬＥＤチップ14上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ18を介して、一方の外部電極16ａに接続されると共に、ＬＥＤチップ14上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ18を介して、他方の外部電極16ｂに接続されている。 One electrode (not shown) on the upper surface of the LED chip 14 is connected to one external electrode 16a via a bonding wire 18, and the other electrode (not shown) on the upper surface of the LED chip 14 is bonded. The wire 18 is connected to the other external electrode 16b.

上記ＬＥＤチップ14及びボンディングワイヤ18は、基板12上に載置され、顔料付き蛍光体20を担持して成るドーム状の繊維の集合体としての不織布22で覆われている。該ドーム状の不織布22は、接着等の手段で基板12上に接合・固定されている。
尚、上記不織布22は、ドーム状に限定されるものではなく、例えば内部が中空の直方体状であっても良く、要するに、ＬＥＤチップ14が不織布22で覆われていれば良い。 The LED chip 14 and the bonding wire 18 are placed on the substrate 12 and covered with a non-woven fabric 22 as an aggregate of dome-like fibers formed by carrying a phosphor 20 with pigment. The dome-shaped non-woven fabric 22 is bonded and fixed on the substrate 12 by means such as adhesion.
The nonwoven fabric 22 is not limited to a dome shape, and may be, for example, a hollow rectangular parallelepiped shape. In short, the LED chip 14 only needs to be covered with the nonwoven fabric 22.

不織布22は、図２及び図３に示すように、多数の繊維24が立体的に絡み合って形成されるものであり、繊維24間には多数の空隙26（図３参照）が形成されており、また、多数の繊維24が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維24の表面積が極めて大きいものである。 As shown in FIGS. 2 and 3, the non-woven fabric 22 is formed by tangling a large number of fibers 24, and a large number of voids 26 (see FIG. 3) are formed between the fibers 24. In addition, since a large number of fibers 24 are intertwined in three dimensions, the surface area of the fibers 24 per unit volume is extremely large.

上記不織布22を構成する繊維24の繊維密度や、不織布22の厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布22を構成する繊維24の総表面積を任意に増減可能である。
上記繊維24は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の樹脂繊維、レーヨン等のセルロース系の化学繊維、ガラス繊維、アルミナ、ボロン等の金属繊維、天然繊維等の短繊維から成り、その直径は１〜２０μｍ、長さは０．５〜２０mm程度である。
尚、長さが５０〜１００mm程度の長繊維から成る繊維24を用いることも勿論可能である。 By appropriately adjusting the fiber density of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22, the thickness of the nonwoven fabric 22, the basis weight, and the like, the total surface area of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22 can be arbitrarily increased or decreased.
The fibers 24 are resin fibers such as nylon, polyester, acrylic, polypropylene, polyvinyl chloride and fluororesin, cellulosic chemical fibers such as rayon, metal fibers such as glass fiber, alumina and boron, and short fibers such as natural fibers. The diameter is 1 to 20 μm, and the length is about 0.5 to 20 mm.
Of course, it is also possible to use fibers 24 made of long fibers having a length of about 50 to 100 mm.

上記顔料付き蛍光体20は、図４に示すように、ＬＥＤチップ14の発光を黄緑色系可視光及び赤色系可視光の２色の可視光に変換して放射する粒子状の多色発光蛍光体20ａの表面に、着色剤としての赤色系顔料20ｂが付着されて成る。
顔料付き蛍光体20の粒子は、不織布22を構成する繊維24の表面に多数被着・担持されているものである。 As shown in FIG. 4, the pigmented phosphor 20 is a particulate multicolored fluorescent light that radiates by converting the light emitted from the LED chip 14 into yellow-green visible light and red visible light. A red pigment 20b as a colorant is attached to the surface of the body 20a.
A large number of particles of the pigmented phosphor 20 are adhered and supported on the surface of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22.

上記多色発光蛍光体20ａは、例えば、ＬＥＤチップ14の発光を約５６０〜５９０ｎｍ程度の黄緑色系可視光と、約６００〜７００ｎｍ程度の赤色系可視光に変換するＣａＳ：ＥｕやＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕが該当する。 The multicolor phosphor 20a is, for example, CaS: Eu or CaAlSiN ₃ that converts light emitted from the LED chip 14 into yellowish green visible light of about 560 to 590 nm and red visible light of about 600 to 700 nm: Eu corresponds.

上記赤色系顔料20ｂとしては、例えば、無機顔料である弁柄赤（Ｆｅ_２Ｏ_３）、カドミウムレッド（ＣｄＳ＋ＣｄＳｅ）、アンチモン赤（２Ｓｂ_２Ｓ_３・Ｓｂ_２Ｏ_３）、鉛丹（Ｐｂ_３Ｏ_４）等、有機顔料であるサアスラキノン系顔料、ジオキサン顔料等を用いることができる。
本考案に使用可能な着色剤は着色力が大きく出来るだけ光透過性のものが良く、また耐久力に優れたものが好ましい。
また、顔料の粒径は、０.０１〜０.５ミクロン、好ましくは、０.０１〜０.１ミクロン程度の超微粒子のものが好適である。これは、蛍光体に対する量が少なくても良好な効果が得られ、輝度低下を防ぐことができるからである。 Examples of the red pigment 20b include petal red (Fe ₂ O ₃ ), cadmium red (CdS + CdSe), antimony red (2Sb ₂ S ₃ · Sb ₂ O ₃ ), and red lead (Pb ₃ O), which are inorganic pigments. ₄ ), etc., organic pigments such as saasuraquinone pigments and dioxane pigments can be used.
The colorant that can be used in the present invention is preferably light-transmitting as much as possible to increase the coloring power, and is preferably excellent in durability.
The pigment has a particle size of 0.01 to 0.5 microns, preferably about 0.01 to 0.1 microns. This is because even if the amount with respect to the phosphor is small, a good effect can be obtained and luminance reduction can be prevented.

上記顔料付蛍光体20は、例えば以下の方法で作製することができる。水中に粉末状の多色発光蛍光体20ａを分散させた蛍光体分散液と、水中に赤色系顔料20ｂを分散した顔料分散液とを混合・撹拌した後、ゼラチンを添加して撹拌を続ける。その後、酢酸等を添加してｐＨ４に調整すると、多色発光蛍光体20ａの表面に赤色系顔料20ｂが付着し、その後、濾過、脱水することにより、上記顔料付蛍光体20が得られる。 The pigmented phosphor 20 can be produced, for example, by the following method. After mixing and stirring the phosphor dispersion liquid in which the powdered multicolor light emitting phosphor 20a is dispersed in water and the pigment dispersion liquid in which the red pigment 20b is dispersed in water, gelatin is added and stirring is continued. Thereafter, when the pH is adjusted to 4 by adding acetic acid or the like, the red pigment 20b adheres to the surface of the multicolor phosphor 20a, and then filtered and dehydrated to obtain the phosphor 20 with pigment.

上記ＬＥＤチップ14及び不織布22は、基板12上に配置された所定高さを備えた枠部材28で囲繞されていると共に、該枠部材28内にエポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂等の透光性材料を充填して形成された透光性の蓋部材30によって封止されている。 The LED chip 14 and the nonwoven fabric 22 are surrounded by a frame member 28 having a predetermined height disposed on the substrate 12, and a light-transmitting material such as an epoxy resin, a silicon resin, or an acrylic resin is provided in the frame member 28. It is sealed by a translucent lid member 30 formed by filling a conductive material.

以下、本考案のカラーＬＥＤ10において、不織布22に顔料付き蛍光体20を担持させる方法について説明する。
先ず、ポリプロピレン等の高融点材料より成る繊維24を、ポリエチレン等の低融点材料より成る繊維32で被覆した所定長さの複合繊維34（図５参照）を多数準備し、カード法やエアレイ法等を用いて、これら多数の複合繊維34より成るシート状の集積体（ウェブ）を形成する。 Hereinafter, a method for supporting the pigmented phosphor 20 on the nonwoven fabric 22 in the color LED 10 of the present invention will be described.
First, a large number of composite fibers 34 (see FIG. 5) having a predetermined length obtained by coating fibers 24 made of a high melting point material such as polypropylene with fibers 32 made of a low melting point material such as polyethylene are prepared. Is used to form a sheet-like aggregate (web) composed of a large number of these composite fibers 34.

次に、シート状の集積体を、上記複合繊維34を構成する低融点材料より成る繊維32の融点より高く、且つ、高融点材料より成る繊維24の融点より低い温度で加熱し、低融点材料より成る繊維32のみを溶融させると共に、粒子状の顔料付き蛍光体20を上記集積体に吹き付ける。 Next, the sheet-like assembly is heated at a temperature higher than the melting point of the fiber 32 made of the low-melting-point material constituting the composite fiber 34 and lower than the melting point of the fiber 24 made of the high-melting-point material. Only the fibers 32 made of the material are melted and the particulate pigmented phosphor 20 is sprayed onto the aggregate.

この結果、高融点材料より成る繊維24の交差部分が、溶融した低融点材料より成る繊維32を介して接着することにより、シート状の不織布22が形成されると共に、粒子状の顔料付き蛍光体20が、溶融した低融点材料より成る繊維32を介して、不織布22を構成する繊維24の表面に、略均一に接着・担持される。
上記方法にあっては、高融点材料より成る繊維24を低融点材料より成る繊維32で被覆した複合繊維34を用い、低融点材料より成る繊維32のみを溶融させて接着剤として機能させることにより、不織布22の形成と、不織布22を構成する繊維24の表面への顔料付き蛍光体20の担持を略同時に行うことができるので、極めて製造容易である。
上記方法で製造されたシート状の不織布22を型抜き等して、上記ドーム状の不織布22は形成される。 As a result, the crossing portion of the fibers 24 made of the high melting point material is bonded through the melted fibers 32 of the low melting point material, thereby forming the sheet-like nonwoven fabric 22 and the particulate pigmented phosphor. 20 is bonded and supported substantially uniformly on the surface of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22 through the fibers 32 made of a molten low melting point material.
In the above method, by using the composite fiber 34 in which the fiber 24 made of the high melting point material is coated with the fiber 32 made of the low melting point material, only the fiber 32 made of the low melting point material is melted to function as an adhesive. Since the formation of the nonwoven fabric 22 and the loading of the fluorescent substance 20 with the pigment on the surface of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22 can be performed almost simultaneously, it is extremely easy to manufacture.
The dome-shaped nonwoven fabric 22 is formed by punching the sheet-shaped nonwoven fabric 22 manufactured by the above method.

上記方法以外にも、粒子状の顔料付き蛍光体20を分散させた樹脂液中に上記不織布22を浸漬したり、顔料付き蛍光体20を分散させた樹脂液を不織布22に吹付塗布することによっても、不織布22を構成する繊維24の表面に顔料付き蛍光体20を被着・担持させることができる。
また、不織布22を加熱して、該不織布22を構成する繊維24の表面を溶融させた状態で、粒子状の顔料付き蛍光体20を吹き付けることにより、不織布22を構成する繊維24の表面に顔料付き蛍光体20を被着・担持させることもできる。
さらに、粒子状の顔料付き蛍光体20を高温加熱した状態で不織布22に吹きつけ、不織布22を構成する繊維24を一部溶融させることにより、不織布22を構成する繊維24の表面に顔料付き蛍光体20を被着・担持させることもできる。 In addition to the above method, by immersing the nonwoven fabric 22 in a resin liquid in which the particulate pigmented phosphor 20 is dispersed, or spraying the nonwoven fabric 22 with a resin liquid in which the pigmented phosphor 20 is dispersed. Alternatively, the pigmented phosphor 20 can be applied to and supported on the surface of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22.
In addition, the non-woven fabric 22 is heated and the surface of the fibers 24 constituting the non-woven fabric 22 is melted, and then the particulate pigment-containing phosphor 20 is sprayed on the surface of the fibers 24 constituting the non-woven fabric 22 to obtain a pigment. The attached phosphor 20 can be deposited and supported.
In addition, the particulate pigmented phosphor 20 is sprayed onto the nonwoven fabric 22 in a state of being heated at a high temperature, and the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22 are partially melted, whereby the pigmented fluorescence is applied to the surface of the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22. The body 20 can be attached and carried.

本考案のカラーＬＥＤ10にあっては、一対の外部電極16ａ，16ｂを介してＬＥＤチップ14に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ14が発光して青色系可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ14の発光を受けて、多色発光蛍光体20ａから黄緑色系可視光及び赤色系可視光が放射される。さらに、ＬＥＤチップ14から放射された青色系可視光と、多色発光蛍光体20ａから放射された黄緑色系可視光が、赤色系顔料20ｂで反射したり、赤色系顔料20ｂを透過することにより赤色成分が生成される。
そして、ＬＥＤチップ14の青色系可視光と多色発光蛍光体20ａの黄緑色系可視光とが混色して得られる白色光中に、赤色系顔料20ｂの赤色成分と多色発光蛍光体20ａの赤色系可視光が混色することにより赤色系可視光が得られ、該赤色系可視光が外囲器30の凸レンズ部28によって集光されて外部へ放射されるようになっている。 In the color LED 10 of the present invention, when a voltage is applied to the LED chip 14 through the pair of external electrodes 16a and 16b, the LED chip 14 emits light and blue visible light is emitted. Further, in response to the light emitted from the LED chip 14, yellow-green visible light and red visible light are emitted from the multicolor phosphor 20a. Furthermore, the blue-based visible light emitted from the LED chip 14 and the yellow-green visible light emitted from the multicolor phosphor 20a are reflected by the red pigment 20b or transmitted through the red pigment 20b. A red component is produced.
Then, in the white light obtained by mixing the blue visible light of the LED chip 14 and the yellowish green visible light of the multicolor light emitting phosphor 20a, the red component of the red pigment 20b and the multicolor light emitting phosphor 20a are mixed. The red visible light is obtained by mixing the red visible light, and the red visible light is collected by the convex lens portion 28 of the envelope 30 and emitted to the outside.

本考案のカラーＬＥＤ10にあっては、多色発光蛍光体20ａから放射される赤色系可視光と、赤色系顔料20ｂによって、ＬＥＤチップ14の青色系可視光と多色発光蛍光体20ａの黄緑色系可視光とが混色して得られる白色光中に赤色成分を加えることができ、赤色系可視光を容易に得ることができる。
上記赤色系顔料20ｂの量は、多色発光蛍光体20ａに対する重量比で０．００１〜２量％、好ましくは０．０１〜０．５重量％と成される。
而して、０．００１重量％の赤色系顔料20ｂの量で赤色系可視光を実現できると共に、カラーＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう赤色系顔料20ｂの量は２重量％％以下とするのが適当である。このように、赤色系顔料04ｂの量を、多色発光蛍光体20ａに対する重量比で０．００１〜２量％と成すことにより、多色発光蛍光体20ａの量を十分に確保することができ、高輝度なカラーＬＥＤ10を実現できる。
また、０．０１〜０．５重量％とした場合には、赤色系顔料20ｂの色成分を十分に加えることができると共に、多色発光蛍光体20ａの量を一層確保することができ、輝度の低下を殆ど生じることのないカラーＬＥＤ10を得ることができる。 In the color LED 10 of the present invention, the blue visible light of the LED chip 14 and the yellowish green of the multicolor light emitting phosphor 20a are radiated from the red visible light emitted from the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b. The red component can be added to the white light obtained by mixing the system visible light and the red visible light can be easily obtained.
The amount of the red pigment 20b is 0.001 to 2% by weight, preferably 0.01 to 0.5% by weight, based on the weight ratio with respect to the multicolor phosphor 20a.
Therefore, red visible light can be realized with the amount of red pigment 20b of 0.001% by weight, and the amount of red pigment 20b should be 2% by weight or less so that the luminance of the color LED 10 does not decrease. Is appropriate. Thus, by making the amount of the red pigment 04b 0.001 to 2% by weight with respect to the multicolor phosphor 20a, a sufficient amount of the multicolor phosphor 20a can be secured. A high-luminance color LED 10 can be realized.
Further, when the content is 0.01 to 0.5% by weight, the color component of the red pigment 20b can be sufficiently added, and the amount of the multicolor light emitting phosphor 20a can be further secured, and the luminance can be increased. Thus, it is possible to obtain the color LED 10 that hardly causes a decrease in the color.

図６は、赤色系可視光を放射するよう構成した本考案のカラーＬＥＤ10の色度図である。
本考案のカラーＬＥＤ10は、多色発光蛍光体20ａとしてＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、赤色系顔料24ｂとして弁柄赤（Ｆｅ_２Ｏ_３）を用い、図６において、（１）は多色発光蛍光体20ａに対する赤色系顔料20ｂの割合が０重量％の場合の色度、（２）は多色発光蛍光体20ａに対する赤色系顔料20ｂの割合が０．００５重量％の場合の色度、（３）は多色発光蛍光体20ａに対する赤色系顔料20ｂの割合が０．０１重量％の場合の色度、（４）は多色発光蛍光体20ａに対する赤色系顔料20ｂの割合が０．１重量％の場合の色度、（５）は多色発光蛍光体20ａに対する赤色系顔料20ｂの割合が１重量％の場合の色度、（６）は比較例として、黄緑色系可視光のみを放射する希土類元素を付活させたＣａ（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｎ，Ｏ）₁₆より成るサイアロン蛍光体のみ使用した場合の色度を示している。
図６に示される通り、本考案のカラーＬＥＤ10の場合には、０．００５〜１重量％の範囲の少量の赤色系顔料20ｂを用いるだけで、赤色系可視光が得られている。 FIG. 6 is a chromaticity diagram of the color LED 10 of the present invention configured to emit red visible light.
The color LED 10 of the present invention uses CaAlSiN ₃ : Eu as the multicolor light emitting phosphor 20a and petal red (Fe ₂ O ₃ ) as the red pigment 24b. In FIG. 6, (1) is the multicolor light emitting phosphor 20a. (2) is the chromaticity when the ratio of the red pigment 20b to the multicolor phosphor 20a is 0.005% by weight, and (3) is the chromaticity when the ratio of the red pigment 20b to the polychromatic phosphor 20a is 0.005% by weight. Chromaticity when the ratio of the red pigment 20b to the multicolor phosphor 20a is 0.01% by weight. (4) is the case where the ratio of the red pigment 20b to the multicolor phosphor 20a is 0.1% by weight. (5) is the chromaticity when the ratio of the red pigment 20b to the multicolor phosphor 20a is 1% by weight, and (6) is a rare earth element that emits only yellow-green visible light as a comparative example. It was allowed to activated _{Ca (Si, Al) 12 (} N, O) sialon phosphor made of ₁₆ It shows a chromaticity when used alone.
As shown in FIG. 6, in the case of the color LED 10 of the present invention, red visible light can be obtained only by using a small amount of red pigment 20b in the range of 0.005 to 1% by weight.

また、本考案のＬＥＤ10にあっては、ＬＥＤチップ14をドーム状の不織布22で覆い、該不織布22を構成する繊維24の表面に顔料付き蛍光体20を担持せしめたことから、多色発光蛍光体20ａで波長変換される光を、多色発光蛍光体20ａで反射された反射光として取り出すことができる。このため、ＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74で波長変換された光を透過光として取り出していた従来のＬＥＤ60に比べ、光の取出し効率が向上し、高輝度化を図ることができる。しかも、ＬＥＤチップ14が不織布22で覆われているので、ＬＥＤチップ14から放射されたほぼ全ての光を、顔料付き蛍光体20を担持した不織布22に照射することができる。
さらに、本考案のＬＥＤ10は、単位体積当たりの繊維24の表面積が極めて大きい不織布22を構成する繊維24の表面に顔料付き蛍光体20を担持せしめたことから、従来の発光ダイオード60の如く、リフレクタ64内に充填したコーティング材72中にＹＡＧ蛍光体73、赤色系蛍光体74を混入した場合に比べ、多色発光蛍光体20ａの量及び表面積が飛躍的に増大し、高輝度化を実現できる。 Further, in the LED 10 of the present invention, the LED chip 14 is covered with a dome-shaped non-woven fabric 22 and the phosphor 20 with the pigment is supported on the surface of the fiber 24 constituting the non-woven fabric 22, so that the multicolor emission fluorescent The light whose wavelength is converted by the body 20a can be extracted as reflected light reflected by the multicolor phosphor 20a. For this reason, the light extraction efficiency is improved and the luminance can be increased as compared with the conventional LED 60 in which the light whose wavelength has been converted by the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 is extracted as transmitted light. Moreover, since the LED chip 14 is covered with the nonwoven fabric 22, almost all of the light emitted from the LED chip 14 can be applied to the nonwoven fabric 22 carrying the pigmented phosphor 20.
Furthermore, the LED 10 of the present invention has the pigment 20 on the surface of the fiber 24 constituting the non-woven fabric 22 having a very large surface area of the fiber 24 per unit volume. Thus, like the conventional light-emitting diode 60, the LED 10 is a reflector. Compared with the case where the YAG phosphor 73 and the red phosphor 74 are mixed in the coating material 72 filled in 64, the amount and the surface area of the multicolor phosphor 20a are remarkably increased, and high brightness can be realized. .

上記においては、不織布22に顔料付き蛍光体20を担持させた場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、粒子状の多色発光蛍光体20ａと粒子状の赤色系顔料20ｂとを混合させた状態で不織布22に担持しても良い。
この場合、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂを混合分散させた樹脂液中に上記不織布22を浸漬したり、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂを混合分散させた樹脂液を不織布22に吹付塗布すれば良い。また、不織布22を加熱して、該不織布22を構成する繊維24の表面を溶融させた状態で、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂとの混合粒子を吹き付けることにより、不織布22を構成する繊維24の表面に、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂとを混合状態で担持できる。
尚、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂとは粒径や比重が異なるが、本考案のカラーＬＥＤ10は、多数の繊維24が立体的に絡み合って形成された不織布22の繊維24表面に、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂを担持させるので、多色発光蛍光体20ａと赤色系顔料20ｂとが偏在することなく、不織布22の繊維24表面に略均一に分散配置することができる。従って、多色発光蛍光体20ａから放射される黄緑色系可視光と、赤色系顔料20ｂの赤色成分とを十分に混色させることができ、色ムラの発生を抑制することができる。 In the above description, the case where the non-woven fabric 22 is loaded with the pigmented phosphor 20 is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the particulate multicolor light emitting phosphor 20a and the particulate phosphor. The red pigment 20b may be mixed and supported on the nonwoven fabric 22.
In this case, the nonwoven fabric 22 is immersed in a resin liquid in which the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b are mixed and dispersed, or a resin liquid in which the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b are mixed and dispersed is used. What is necessary is just to spray-apply to the nonwoven fabric 22. In addition, the nonwoven fabric 22 is heated to spray the mixed particles of the multicolor phosphor 20a and the red pigment 20b in a state where the surface of the fiber 24 constituting the nonwoven fabric 22 is melted, thereby forming the nonwoven fabric 22. The multicolor light-emitting phosphor 20a and the red pigment 20b can be supported in a mixed state on the surface of the fibers 24 to be processed.
Although the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b have different particle sizes and specific gravities, the color LED 10 of the present invention is formed on the surface of the fiber 24 of the non-woven fabric 22 formed by tangling a large number of fibers 24. Since the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b are supported, the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b can be distributed substantially uniformly on the surface of the fibers 24 of the nonwoven fabric 22 without being unevenly distributed. it can. Therefore, the yellowish green visible light emitted from the multicolor phosphor 20a and the red component of the red pigment 20b can be sufficiently mixed, and the occurrence of color unevenness can be suppressed.

また、図７に示す透明無機材料であるシリカ21で被覆された顔料付き蛍光体20を不織布22に担持しても良い。
このシリカ21で被覆された顔料付き蛍光体20は、以下の方法で作製できる。先ず、水硝子水中に多色発光蛍光体20ａ粉末を均一に分散させた液中に、予め乳化剤と共に非水溶剤中等に所定量の赤色系顔料20ｂを均一分散させた着色液を入れ、高速攪拌しで微細な乳化分散液を作成する。その後、水硝子の硬化剤又はＰＨ調整等を行うことにより、多色発光蛍光体20ａ表面に赤色系顔料20ｂが均一に付着すると共に、多色発光蛍光体20ａ及び赤色系顔料20ｂが水硝子のシリカ成分によって被覆（カプセル化）された顔料付蛍光体20が得られる。
上記顔料付き蛍光体20は、シリカ21で被覆されているのでカラーＬＥＤ10内部に浸入してきた水分が多色発光蛍光体20ａや赤色系顔料20ｂに付着することを防止でき、耐湿性に優れている。 Further, the non-woven fabric 22 may carry the pigmented phosphor 20 coated with silica 21 which is a transparent inorganic material shown in FIG.
The pigmented phosphor 20 coated with silica 21 can be produced by the following method. First, a colored liquid in which a predetermined amount of a red pigment 20b is uniformly dispersed in a non-aqueous solvent or the like together with an emulsifier is placed in a liquid in which the multicolor phosphor 20a powder is uniformly dispersed in water glass water, and is stirred at high speed. Then, a fine emulsified dispersion is prepared. Thereafter, the red pigment 20b is uniformly adhered to the surface of the multicolor light emitting phosphor 20a by adjusting the curing agent or pH of the water glass, and the multicolor light emitting phosphor 20a and the red pigment 20b are made of water glass. A pigmented phosphor 20 coated (encapsulated) with a silica component is obtained.
Since the phosphor with pigment 20 is coated with silica 21, moisture that has entered the color LED 10 can be prevented from adhering to the multicolor phosphor 20a and the red pigment 20b, and has excellent moisture resistance. .

上記においては、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ14と、着色剤としての赤色系顔料20ｂと、ＬＥＤチップ14の発光を黄緑色系可視光及び赤色系可視光の２色の可視光に変換して放射する多色発光蛍光体20ａを用いて、赤色系可視光を得る場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではない。
すなわち、青色系可視光を発光するＬＥＤチップ14と、所定色の顔料（着色剤）と、ＬＥＤチップ14の発光を黄緑色系可視光及び上記顔料（着色剤）の色と同系色の可視光に変換して放射する多色発光蛍光体を用いることにより、顔料（着色剤）の色成分と、多色発光蛍光体から放射される顔料（着色剤）の色と同系色の可視光とが加わり、カラーＬＥＤ10から放射される光の色の表現範囲を広げることができる。しかも、顔料（着色剤）の色成分と、多色発光蛍光体から放射される顔料（着色剤）の色と同系色の可視光とが重畳されるため、高輝度な可視光を得ることができる。
例えば、着色剤としての酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、ピリジアン（Ｃｒ_２Ｏ(ＯＨ)_４）、コバルトグリーン（ＣｏＯ・ＺｎＯ・ＭｇＯ）、ダイピロキサイドＴＭグリーン等の緑色系の無機顔料やフタロシアニングリーン等の緑色系の有機顔料と、ＬＥＤチップ14の発光を黄緑色系可視光及び緑色系可視光の２色の可視光に変換して放射するＳｒＧａ_２Ｓ：ＥｕやＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ等の多色発光蛍光体を用いれば、着色剤の緑色系成分と多色発光蛍光体の緑色系可視光とが重畳して、高輝度な緑色系可視光を得ることができる。
尚、所定色の顔料（着色剤）の量は、上記赤色系顔料20ｂの場合と同様に、多色発光蛍光体に対する重量比で０．００１〜２重量％と成される。
すなわち、０．００１重量％の顔料（着色剤）の量で、当該顔料（着色剤）の色成分を十分に加えることができると共に、カラーＬＥＤ10の輝度低下を生じないよう顔料（着色剤）の量は２重量％以下とするのが適当である。 In the above, the LED chip 14 that emits blue visible light, the red pigment 20b as a colorant, and the light emitted from the LED chip 14 is converted into visible light of two colors, yellow-green visible light and red visible light. In the above description, the case where red-colored visible light is obtained using the multicolor light-emitting phosphor 20a radiated as an example has been described, but the present invention is not limited to this.
That is, the LED chip 14 that emits blue visible light, a pigment (colorant) of a predetermined color, and the LED chip 14 emits yellowish green visible light and visible light having the same color as the color of the pigment (colorant). By using a multicolor phosphor that emits light after being converted into a color, the color component of the pigment (colorant) and the visible light of the same color as the color of the pigment (colorant) emitted from the multicolor phosphor In addition, the expression range of the color of light emitted from the color LED 10 can be expanded. In addition, since the color component of the pigment (colorant) and the visible light of the same color as the color of the pigment (colorant) emitted from the multicolor phosphor are superimposed, high-luminance visible light can be obtained. it can.
For example, green inorganic pigments such as chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ), pyridiane (Cr ₂ O (OH) ₄ ), cobalt green (CoO.ZnO.MgO), dipyroxide TM green and the like as colorants and phthalocyanines SrGa ₂ S: Eu or Ca ₃ Sc ₂ Si ₃ that emits green organic pigments such as green and LED chip 14 that emits light by converting the emitted light of yellow-green visible light and green visible light into two colors. When a multicolor phosphor such as O ₁₂ : Ce is used, the green component of the colorant and the green visible light of the multicolor phosphor can be superimposed to obtain high-brightness green visible light. .
The amount of the pigment (coloring agent) of the predetermined color is 0.001 to 2% by weight in the weight ratio with respect to the multicolor phosphor as in the case of the red pigment 20b.
In other words, the color component of the pigment (colorant) can be sufficiently added in an amount of 0.001% by weight of the pigment (colorant) and at the same time, the brightness of the color LED 10 is not reduced. The amount is suitably 2% by weight or less.

図８は、緑色系可視光を放射するよう構成した本考案のカラーＬＥＤ10の色度図である。
本考案のカラーＬＥＤ10は、多色発光蛍光体20ａとしてＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、緑色系顔料としてコバルトグリーンを用い、図８において、（１）は多色発光蛍光体20ａに対する緑色系顔料の割合が０重量％の場合の色度、（２）は多色発光蛍光体20ａに対する緑色系顔料の割合が０．００１重量％の場合の色度、（３）は多色発光蛍光体20ａに対する緑色系顔料の割合が０．０１重量％の場合の色度、（４）は多色発光蛍光体20ａに対する緑色系顔料の割合が０．１重量％の場合の色度、（５）は多色発光蛍光体20ａに対する緑色系顔料の割合が０．５重量％の場合の色度、（６）は比較例として、黄緑色系可視光のみを放射する希土類元素を付活させたＣａ（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｎ，Ｏ）₁₆より成るサイアロン蛍光体のみ使用した場合の色度を示している。
図８に示される通り、本考案のカラーＬＥＤ10の場合には、０．００１〜０．５重量％の範囲の少量の緑色系顔料を用いるだけで、緑色系可視光が得られている。 FIG. 8 is a chromaticity diagram of the color LED 10 of the present invention configured to emit green visible light.
The color LED 10 of the present invention uses Ca ₃ Sc ₂ Si ₃ O ₁₂ : Ce as the multicolor light emitting phosphor 20a and cobalt green as the green pigment, and in FIG. 8, (1) is the green color for the multicolor light emitting phosphor 20a. The chromaticity when the proportion of the pigment is 0% by weight, (2) is the chromaticity when the proportion of the green pigment with respect to the multicolor phosphor 20a is 0.001% by weight, and (3) is the multicolor fluorescence. The chromaticity when the ratio of the green pigment to the body 20a is 0.01% by weight, (4) is the chromaticity when the ratio of the green pigment to the multicolor phosphor 20a is 0.1% by weight, (5 ) Is the chromaticity when the ratio of the green pigment to the multicolor phosphor 20a is 0.5% by weight, and (6) is a comparative example in which a rare earth element that emits only yellow-green visible light is activated. _{Ca (Si, Al) 12 (} N, O) 16 only sialon phosphor made of Shows a chromaticity when the.
As shown in FIG. 8, in the case of the color LED 10 of the present invention, green-based visible light is obtained only by using a small amount of green-based pigment in the range of 0.001 to 0.5% by weight.

着色剤としては、上記した各色顔料20ｂ等の他に、耐候性を有する染料、蛍光染料等を用いることもできる。
また、有機ＥＬに用いられる色変換材料である非共役系高分子（ポリイミド系、ポリビニールカルバゾール誘導体）、共役系高分子等を用いることもできる。さらに、雲母扁平表面にチタンを被覆した各色顔料も有用である。これら着色剤は、色成分を加えることができると共に、カラーＬＥＤ10の更なる輝度向上も図ることができる。 As the colorant, in addition to the color pigments 20b described above, a weather-resistant dye, a fluorescent dye, or the like can be used.
In addition, non-conjugated polymers (polyimide, polyvinyl carbazole derivatives), conjugated polymers, and the like, which are color conversion materials used for organic EL, can also be used. Further, each color pigment in which titanium is coated on the flat surface of mica is also useful. These colorants can add color components and can further improve the luminance of the color LED 10.

上記においては、ドーム状の不織布22でＬＥＤチップ14を覆った場合を例に挙げて説明したが、ＬＥＤチップ14上に不織布22を載置したり、ＬＥＤチップ14を不織布22で囲繞しても良く、要するに、不織布22を構成する繊維24に顔料付き蛍光体20が担持されていれば良い。
また、繊維の集合体としては、上記不織布22の他に、多数の繊維を織り込んで形成した織布を用い、該織布を構成する繊維に蛍光体を担持させても良い。この織布も、不織布22には及ばないものの、単位体積当たりの繊維の表面積が大きいものである。 In the above, the case where the LED chip 14 is covered with the dome-shaped nonwoven fabric 22 has been described as an example, but the nonwoven fabric 22 may be placed on the LED chip 14 or the LED chip 14 may be surrounded by the nonwoven fabric 22. In short, in short, it is only necessary that the pigmented phosphor 20 is supported on the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22.
In addition to the nonwoven fabric 22, a woven fabric formed by weaving a large number of fibers may be used as the fiber assembly, and the phosphors may be supported on the fibers constituting the woven fabric. Although this woven fabric does not reach the nonwoven fabric 22, the surface area of the fibers per unit volume is large.

また、上記においては、不織布22を構成する繊維24の「表面」に顔料付き蛍光体20を担持せしめた場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限定されるものではなく、例えば、透明樹脂等より成る透光性の繊維24に顔料付き蛍光体20を練り混むことにより、不織布22を構成する繊維24に顔料付き蛍光体20を担持させても良い。
この場合、例えば、未硬化状態の透明樹脂中に、顔料付き蛍光体20を所定量混合した後、透明樹脂を延伸、硬化させ、その後、所定の長さに切断することにより、顔料付き蛍光体20が練り混まれた多数の繊維を形成し、斯かる顔料付き蛍光体20が練り混まれた多数の繊維を用いて不織布22を形成すれば良い。 Further, in the above description, the case where the phosphor-attached phosphor 20 is carried on the “surface” of the fiber 24 constituting the nonwoven fabric 22 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, for example, Alternatively, the pigmented phosphor 20 may be supported on the fibers 24 constituting the nonwoven fabric 22 by kneading and mixing the pigmented phosphor 20 with the translucent fiber 24 made of transparent resin or the like.
In this case, for example, after mixing a predetermined amount of the pigmented phosphor 20 in an uncured transparent resin, the transparent resin is stretched and cured, and then cut into a predetermined length, whereby the pigmented phosphor A large number of fibers kneaded with 20 may be formed, and the nonwoven fabric 22 may be formed using a large number of fibers kneaded and mixed with the phosphor 20 with pigment.

本発考案に係るカラーＬＥＤを模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically color LED which concerns on this invention. 不織布を模式的に示す部分拡大図である。It is the elements on larger scale which show a nonwoven fabric typically. 不織布を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。It is an enlarged view which shows typically the fiber which comprises a nonwoven fabric. 顔料付き蛍光体を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows a fluorescent substance with a pigment typically. 複合繊維を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a composite fiber. 赤色系可視光を放射するよう構成した本考案のカラーＬＥＤの色度図である。It is a chromaticity diagram of the color LED of the present invention configured to emit red visible light. シリカで被覆された顔料付き蛍光体を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the fluorescent substance with a pigment coat | covered with the silica. 緑色系可視光を放射するよう構成した本考案のカラーＬＥＤの色度図である。It is a chromaticity diagram of the color LED of the present invention configured to emit green visible light. 従来のＬＥＤの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of conventional LED.

10 カラーＬＥＤ
12 基板
14 ＬＥＤチップ
16ａ外部電極
16ｂ外部電極
18 ボンディングワイヤ
20 顔料付き蛍光体
20ａ多色発光蛍光体
20ｂ赤色系顔料
22 不織布
24 繊維
28 枠部材
30 蓋部材
34 複合繊維 10 Color LED
12 Board
14 LED chip
16a external electrode
16b external electrode
18 Bonding wire
20 Pigmented phosphor
20a multicolor phosphor
20b red pigment
22 Nonwoven fabric
24 fibers
28 Frame member
30 Lid member
34 Composite fiber

Claims

LED chip that emits blue-based visible light, a colorant of a predetermined color, and multicolor luminescent fluorescence that emits by converting the light emitted from the LED chip into yellow-green-based visible light and visible light of the same color as the colorant A blue-colored visible light of the LED chip, a color component of the colorant, a yellow-green-colored visible light of the multicolor phosphor, and a visible light of the same color as that of the colorant. A color light-emitting diode configured to emit visible light of a color, wherein the colorant and the multicolor light-emitting phosphor are carried on a fiber assembly.

2. The color light emitting diode according to claim 1, wherein the aggregate of fibers is a nonwoven fabric, and the colorant and the multicolor light emitting phosphor are supported on the fibers constituting the nonwoven fabric.

3. The color light emitting diode according to claim 1, wherein the amount of the colorant is 0.001 to 2 wt% in a weight ratio with respect to the multicolor phosphor.

4. The color light emitting diode according to claim 1, wherein the colorant is a pigment.