JP4729281B2 - 発光ダイオード及び発光ダイオード製造方法 - Google Patents

発光ダイオード及び発光ダイオード製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、発光ダイオードと、この発光ダイオードの製造方法に関する。
従来から、青色等の短波長で発光する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）素子と、この発光ダイオード素子から発せられた光の一部または全部を吸収することにより励起され、より長波長の黄色等の蛍光を発する蛍光物質とを用いた発光ダイオードが存在する。
上記の発光ダイオードの一例としては、青色発光ダイオード素子と、この青色光を吸収し青色の補色である黄色の蛍光を発するセリウムで賦活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（Yttrium Aluminum Garnet：ＹＡＧ）系蛍光物質とからなる白色発光ダイオードが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
次に、上記のような従来の白色発光ダイオードの構成について説明する。
図８に示すように、白色発光ダイオード１０１ａは、リード端子１０２及び１０３と、青色発光ダイオード素子１０４ａと、導電性ペースト１０５と、ボンディングワイヤ１０６と、黄色蛍光体１０７Ｙと、樹脂１０８及び１０９とからなる。
リード端子１０２には、凹部が設けられており、ここに青色発光ダイオード素子１０４ａが載置されている。
青色発光ダイオード素子１０４ａとリード端子１０２及び１０３とは、導電性ペースト１０５や金により作製されたボンディングワイヤ１０６により電気的に接続されている。
樹脂１０８には、黄色蛍光体１０７Ｙが分散され、青色発光ダイオード素子１０４ａを被覆している。
樹脂１０９は、リード端子１０２及び１０３の上部、ボンディングワイヤ１０６、樹脂１０８を被覆（封止）している。
樹脂１０８中に分散された黄色蛍光体１０７Ｙは、通常、所望の組成となるように複数の原料を調製し、これを混合した後焼成し、次いでボールミル等で粉砕し、最後に篩等によりほぼ一定の粒径（例えば、直径１０μｍ）にすることにより得られる。
また、近年、白色発光ダイオードの高輝度化が進み、これを照明装置（白色照明装置）に用いることが一般的に行われている。
白色照明装置においては、演色性（演色評価指数Ｒａ）の高さや色温度の設計自由度の高さが要求されており、これには上記の青色発光ダイオード素子と、黄色蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオードではなく、紫外発光ダイオード素子と、この紫外発光ダイオード素子により発せられた紫外光を吸収し、色の三原色である赤色（Red）、緑色（Green）、青色（Blue）の蛍光を発する３種類の蛍光体とからなる白色発光ダイオード（例えば、特許文献２参照）が好適とされている。
図９は、上記のような白色発光ダイオードの一例を示す図である。
白色発光ダイオード１０１ｂは、リード端子１０２及び１０３と、紫外発光ダイオード素子１０４ｂと、導電性ペースト１０５と、ボンディングワイヤ１０６と、赤色蛍光体１０７Ｒ、緑色蛍光体１０７Ｇ、青色蛍光体１０７Ｂと、樹脂１０８及び１０９とからなる。
リード端子１０２には、凹部が設けられており、ここに紫外発光ダイオード素子１０４ｂが載置されている。
紫外発光ダイオード素子１０４ｂとリード端子１０２及び１０３とは、導電性ペースト１０５やボンディングワイヤ１０６により電気的に接続されている。
樹脂１０８には、赤色蛍光体１０７Ｒ、緑色蛍光体１０７Ｇ及び青色蛍光体１０７Ｂが分散され、紫外発光ダイオード素子１０４ｂを被覆している。
樹脂１０９は、リード端子１０２及び１０３の上部、ボンディングワイヤ１０６、樹脂１０８を被覆（封止）している。
ている。
なお、以降の説明においては、上記のように、紫外発光ダイオード素子、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を有する白色発光ダイオードを適宜“紫外・ＲＧＢ白色発光ダイオード”と呼称する。
紫外発光ダイオード素子と可視光蛍光体とを組み合わせた白色発光ダイオード素子には、紫外・ＲＧＢ白色発光ダイオードの他に、紫外発光ダイオード素子と、紫外光を吸収し、例えば、黄色（Yellow）と青色（Blue）のように補色関係にある色の蛍光を発する蛍光体とを組み合わせたものも存在する。
なお、以降の説明においては、上記のように、紫外発光ダイオード素子、黄色蛍光体及び青色蛍光体を有する白色発光ダイオードを適宜“紫外・ＹＢ白色発光ダイオード”と呼称する。
また、紫外発光ダイオード素子と、紫外光を吸収し、橙（黄赤）色（Orange）、黄色（Yellow）、緑色（Green）及び青色（Blue）の蛍光を発する４種類の蛍光体とからなり、これらの蛍光体により全可視波長域にある光が発せられ、これらの光の混色により白色が発せられる白色発光ダイオードも存在する。
なお、以降の説明においては、上記のように、紫外発光ダイオード素子、橙色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体を有する白色発光ダイオードを適宜“紫外・ＯＹＧＢ白色発光ダイオード”と呼称する。
上記の紫外・ＲＧＢ白色発光ダイオード、紫外・ＲＧＢ白色発光ダイオード及び紫外・ＯＹＧＢ白色発光ダイオードのように紫外発光ダイオード素子と可視光蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオードは、図８に示した青色発光ダイオード素子と黄色蛍光体とを用いた白色ＬＥＤに比べ、製品間の白色色度のばらつきをある程度抑制できる。
以下、この理由を説明する。
青色発光ダイオード素子や紫外発光ダイオード素子の発光（活性）層として通常用いられる窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）もしくは窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）は、精緻な合成処理を行うことが難しく、適切な組成を得るには困難が伴うため、発光ダイオード素子間の発光波長のばらつきが大きい。
また、青色発光ダイオード素子と黄色蛍光体とを用いた白色発光ダイオードでは、青色発光ダイオード素子から放出される青色光の一部が白色光を発するための光として機能するため、その波長が変動すると、合成光である白色光の色度にばらつきが生じてしまう。
一方、紫外発光ダイオード素子と可視光蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオードでは、紫外発光ダイオード素子から発せられた光は、白色光の合成に寄与しないため、その波長が変動しても、白色光の色度にばらつきが生じない。
以上の理由から、紫外発光ダイオード素子と可視光蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオードは、製品間色度のばらつきを抑制できる。
特許第２９２７２７９号公報 特開２００２−３１４１４２号公報
しかしながら、上記の紫外発光ダイオード素子と可視光蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオードにも依然として色度のばらつきが存在し、例えば、照明用に複数の白色発光ダイオードを整列させる場合、白色発光ダイオード間の色度のばらつきによって色むらが生じてしまう。このような色むらの大きな光源は、これから発せられた光を視認する人間に不快感を与える場合があり、照明光源には適さない。
この色度のばらつきの原因を類推するために、濃度が一定に調整され、且つ十分に混合された複数種類の蛍光体を含有する樹脂が一定量載置された白色発光ダイオード（図９に示した白色発光ダイオード１０１ｂと同様のもの）を複数個作製して評価したところ、各発光ダイオードによって複数種類の蛍光体から発せられた光の強度（発光強度）に不均衡が存在することが確認された。
ここで、上記の紫外・ＲＧＢ白色ダイオードが備える３種類の蛍光体の励起スペクトル及び発光スペクトルについて説明する。
青色蛍光体は、その組成が（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4 ）8 Ｃｌ2 ：Ｅｕ2+で表され、図５に示すように、波長が２５０ｎｍから４５０ｎｍ付近の光を吸収し、波長が４２０ｎｍから５２０ｎｍ付近の青色の蛍光を発する。
緑色蛍光体は、その組成がＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌで表され、図６に示すように、波長が２５０ｎｍから４５０ｎｍ付近の光を吸収し、波長が５００ｎｍから６００ｎｍ付近の緑色の蛍光を発する。
赤色蛍光体は、その組成が組成式Ｙ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ3+で表され、図７に示すように、波長が２５０ｎｍから４００ｎｍ付近の光、４６０ｎｍ前後の光、５３０ｎｍ前後の光を吸収し、波長が６３０ｎｍ前後の赤色の蛍光を発する。
上記の点から、紫外発光ダイオード素子から発せられた紫外光を吸収し、可視光を発するために調製された蛍光体は、波長が４００ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫色、青紫色もしくは青色光も吸収してしまうことがわかる。
このため、青色蛍光体から発せられた光の一部が赤色蛍光体や緑色蛍光体に吸収され、これらの蛍光体から赤色光や緑色光が過剰に発せられ、これにより３種類の蛍光体から発せられた光の発光強度に不均衡が生じ、白色色度にばらつきが生じてしまうと推測できる。
また、樹脂中における上記の蛍光体の位置等は、これらの蛍光体を十分に混合したとしても完全に定めることはできないため、従来の白色発光ダイオードにおいて上記の白色色度のばらつきを抑制することは困難であると考えられる。
このような事情に鑑み本発明は、色度のばらつきが抑制された発光ダイオードと、この発光ダイオードの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、発光素子と、発光素子と電気的に接続された少なくとも２個のリード端子と、発光素子から発せられた光の一部又は全部を吸収し、この光とは波長が異なる蛍光を発する少なくとも２種類の蛍光体とを有し、少なくとも２種類の蛍光体のそれぞれは、発光素子の上側に、任意の順序をもって、水平方向に沿って略帯状に配置されていることを要旨とする。本発明において、少なくとも２種類の蛍光体のそれぞれは、粒子の平均重量が異なることを要旨とする。本発明において、少なくとも２種類の蛍光体のそれぞれは、平均粒子径が異なることを要旨とする。
請求項１に記載の本発明は、紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子と電気的に接続されたリード端子と、前記発光素子から発せられた紫外光の一部又は全部を吸収し、この紫外光とは波長が異なる蛍光を発する複数種類の蛍光体を含み、前記発光素子を封止する封止樹脂と、を有する発光ダイオードであって、前記複数種類の蛍光体は、赤色蛍光体と、緑色蛍光体と、青色蛍光体と、を含み、前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体と、を含む前記封止樹脂を硬化させずに放置して、前記発光素子の上側に、前記発光素子側から前記紫外光の放出方向に向けて、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順序をもって、水平方向に沿って略帯状に配置させ後、前記封止樹脂を硬化させて、前記赤色蛍光体と前記緑色蛍光体とに吸収される青色光を減少させるために、前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体とは、１粒子あたりの平均重量が、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に軽く、且つ、平均粒子径が、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に小さいことを要旨とする。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の発明において、前記青色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４２０ｎｍｎ範囲内にある紫外光あるいは紫色光を吸収し、波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある青紫色あるいは青色の蛍光を発し、前記赤色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５９０から７５０ｎｍの範囲内にある黄赤色あるいは赤色の蛍光を発し、前記緑色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲内にある緑色の蛍光を発することを要旨とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数種類の蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５５０ｎｍから６００ｎｍの範囲内にある黄緑色、黄色あるいは黄赤色の蛍光を発する黄色蛍光体を有することを要旨とする。
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、発光素子は、発光中心波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内のある紫外発光ダイオード素子であることを要旨とする。
請求項５に記載の本発明は、紫外光を発光する発光素子と、前記発光素子を配置する凹部を有し、前記発光素子と電気的に接続されたリード端子と、前記発光素子から発せられた紫外光の一部又は全部を吸収し、この紫外光とは波長が異なる蛍光を発する複数種類の蛍光体を含み、前記発光素子を封止する封止樹脂と、を有する発光ダイオードの製造方法であって、前記凹部に前記発光素子を配置する工程と、前記蛍光体を含まない第１の樹脂を前記凹部に注入して前記発光素子を被覆し、前記第１の樹脂を硬化させる工程と、前記複数種類の蛍光体は、赤色蛍光体と、緑色蛍光体と、青色蛍光体とを含み、各蛍光体の1粒子あたりの平均重量を、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に軽く、且つ、平均粒子径を、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に小さく調整する工程と、前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体が含有された第２の樹脂を調製する工程と、前記第２の樹脂を前記凹部に注入して前記第１の樹脂を被覆し、前記赤色蛍光体と前記緑色蛍光体とに吸収される青色光を減少させるために、前記第２の樹脂を硬化させずに放置して、前記発光素子側から前記紫外光の放出方向に向けて、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順に水平方向に沿って略帯状に配置させる工程と、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順に水平方向に沿って略帯状に配置させた後に、前記第２の樹脂を硬化させる工程と、を有することを要旨とする。
本発明によれば、色度のばらつきが抑制された発光ダイオードと、この発光ダイオードの製造方法を提供することが可能となる。
以下、図面を提示しつつ本発明の発光ダイオード及び発光ダイオード製造方法について説明する。
本発明は、白色発光ダイオード等の特性改善に関し、特に色度のばらつきを抑制することを目的としているが、以下の実施例は、あくまでも本発明の説明のためのものであり、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であれば、これらの各要素又は全要素を含んだ各種の実施例を採用することが可能であるが、これらの実施例も本発明の範囲に含まれる。
また、以下の実施例を説明するための全図において、同一の要素には同一の符号を付与し、これに関する反復説明は省略する。
図１は、本発明の一実施例に係る白色発光ダイオード１の断面図であり、図２は、白色発光ダイオード１の斜視図である。
白色発光ダイオード１は、リード端子２及び３と、発光中心波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内にある紫外発光ダイオード素子４と、導電性ペースト５と、ボンディングワイヤ６と、赤色蛍光体Ｒ、緑色蛍光体Ｇ、青色蛍光体７Ｂと、樹脂８及び９とからなる。
リード端子２には、凹部が設けられており、ここに紫外発光ダイオード素子４が載置されている。
紫外発光ダイオード素子４とリード端子２及び３とは、導電性ペースト５や金等により作製されたボンディングワイヤ６により電気的に接続されている。
樹脂８は、赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂを含有しており、紫外発光ダイオード素子４を被覆している。なお、この詳細については後述する。また、以降の説明においては、適宜、赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂを“蛍光体７”と総称する。
樹脂９は、リード端子２及び３の上部、ボンディングワイヤ６、樹脂８を被覆（封止）している。
次に、上記の赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ、青色蛍光体７Ｂ及び樹脂８の詳細について説明する。
赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂのそれぞれは、１粒子あたりの平均重量が異なり、赤色蛍光体７Ｒが最も重く、青色蛍光体７Ｂが最も軽く、緑色蛍光体７Ｇは赤色蛍光体７Ｒより軽く、青色蛍光体７Ｂより重い。
赤色蛍光体７Ｒは、樹脂８中の紫外発光ダイオード素子４に最も近い部分、つまり樹脂８の下部に水平方向に沿って略帯状に配置されている。
青色蛍光体７Ｂは、樹脂８中の紫外発光ダイオード素子から最も遠い部分、つまり樹脂８の上部に水平方向に沿って略帯状に配置されている。
緑色蛍光体７Ｇは、樹脂８中の赤色蛍光体７Ｒと青色蛍光体７Ｂとの間に水平方向に沿って略帯状に配置されている。
本実施例においては、蛍光体７の粒径を変化させることにより、１粒子あたりの平均重量を変化させている。
上記のように青色蛍光体７Ｂを樹脂８の最上部に配置することにより、赤色蛍光体７Rや緑色蛍光体Ｇに吸収されてしまう青色光の量を減少させることができる。したがって、これらの蛍光体から過剰に発せられる赤色光や緑色光の量を減少させることができ、これにより、１粒子あたりの重量をほぼ同程度とした紫外・ＲＧＢ白色発光ダイオードと比べ白色色度のばらつきを抑制することができる。
また、上記の点から、紫外発光ダイオード素子４から発せられる光の蛍光体７への吸収効率と発光効率のみを考慮すればよいため、蛍光体７の濃度調整による色度設計が容易となる。
以下、上記の白色発光ダイオード１の製造方法の一例について説明する。
まず、赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂを所定の重量比で樹脂中に含有させ、十分に混合する。
なお、この樹脂は、エポキシ系やシリコーン系の樹脂であることが望ましく、また、透明性（可視光の透過性）が高いものが望ましい。
また、以降の説明においては、上記の樹脂を適宜“樹脂８ｂ”と呼称する。
次に、図３（ａ）に示すように、紫外発光ダイオード素子４を導電性ペーストによりリード端子２と電気的に接続し、また、ボンディングワイヤ６によりリード端子３と電気的に接続する。
次に、図３（ｂ）に示すように、蛍光体を含まない樹脂８ａをリード端子２の凹部内に一定量ポッティングし、硬化させる。
この樹脂８ａは、エポキシ系やシリコーン系の樹脂であることが望ましく、また、透明性が高いものが望ましい。さらに、上記の樹脂８ｂと同組成であることが望ましい。
次に、図３（ｃ）に示すように、樹脂８ｂを樹脂８ａ上に一定量ポッティングすることにより樹脂８ａを被覆する。
次に、図３（ｄ）に示すように、樹脂８ｂを室温で一定時間放置する。この際、赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂが沈殿もしくは浮遊し、それぞれの蛍光体が前記のとおり略帯状に分布する。これらの沈殿ならびに浮遊が完了すると、樹脂８ｂをオーブン等により加熱し、硬化させる。
次に、図３（ｅ）に示すように、樹脂９によりリード端子２及び３の上部、ボンディングワイヤ６、樹脂８を被覆する。
以下、白色発光ダイオード１の製造方法の別の例について説明する。
図３に示した製造方法においては、赤色蛍光体７Ｒ、緑色蛍光体７Ｇ及び青色蛍光体７Ｂの全てを予め単一の樹脂に含有させておく場合を示したが、上記の蛍光体のそれぞれを個別の樹脂に含有させ、これら複数（本実施例においては３）の樹脂を順次積層させることにより図１及び図２に示した構成を実現させることもできる。以下、この詳細について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、紫外発光ダイオード素子４を導電性ペーストによりリード端子２と電気的に接続し、また、ボンディングワイヤ６によりリード端子３と電気的に接続する。
次に、図４（ｂ）に示すように、赤色蛍光体７Ｒが含有された樹脂８ａをリード端子２の凹部内にポッティングし、硬化させる。
次に、図４（ｃ）に示すように、緑色蛍光体７Ｇが含有された樹脂８ｂを樹脂８ａ上にポッティングすることにより樹脂８ａを被覆し、樹脂８ｂを硬化させる。
次に、図４（ｄ）に示すように、青色蛍光体７Ｂが含有された樹脂８ｃを樹脂８ｂ上にポッティングすることにより樹脂８ｂを被覆し、樹脂８ｃを硬化させる。
次に、図４（ｅ）に示すように、樹脂９によりリード端子２及び３の上部、ボンディングワイヤ６、樹脂８を被覆する。
なお、上記の樹脂８ａ、８ｂ及び８ｃは、エポキシ系やシリコーン系の樹脂であることが望ましく、また、透明性が高いものが望ましい。さらに、全ての樹脂が同組成であることが望ましい。
本例においては上記のように蛍光体のそれぞれを個別の樹脂に含有させるため、各蛍光体の１粒子あたりの平均重量を考慮する必要がない。
また、青色蛍光体７Ｂ以外の蛍光体（本実施例においては赤色蛍光体７Ｒ及び緑色蛍光体７Ｇ）を一括して樹脂に含有させ、蛍光体の沈殿もしくは浮遊が完了した後に樹脂を硬化させ、次に青色蛍光体７Ｂのみを含有させた樹脂をポッティングしてもよい。
なお、この方法においても各蛍光体の１粒子あたりの平均重量を考慮する必要がない。
また、上記の実施例においては、白色発光ダイオード１が紫外・ＲＧＢ白色ダイオードである場合を示したが、これに限定されず、本発明は、紫外ＹＢ白色発光ダイオード、紫外・ＯＹＧＢ白色ダイオードにも適用可能であり、その白色色度のばらつきを抑制できる。
また、より詳細を述べると、本発明は、波長が３６０ｎｍから４２０ｎｍｎ範囲内にある紫外光あるいは紫色光を吸収し、波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある青紫色あるいは青色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５９０から７５０ｎｍの範囲内にある黄赤色あるいは赤色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲内にある緑色の蛍光を発する蛍光体とを有する発光ダイオードに適用可能であり、その白色色度のばらつきを抑制できる。
また、本発明は、波長が３６０ｎｍから４２０ｎｍｎ範囲内にある紫外光あるいは紫色光を吸収し、波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある青紫色あるいは青色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５５０ｎｍから６００ｎｍの範囲内にある黄緑色、黄色あるいは黄赤色の蛍光を発する蛍光体とを有する発光ダイオードに適用可能であり、その白色色度のばらつきを抑制できる。
また、本発明は、波長が３６０ｎｍから４２０ｎｍｎ範囲内にある紫外光あるいは紫色光を吸収し、波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある青紫色あるいは青色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５９０から７５０ｎｍの範囲内にある黄赤色あるいは赤色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲内にある緑色の蛍光を発する蛍光体と、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５５０ｎｍから６００ｎｍの範囲内にある黄緑色、黄色あるいは黄赤色の蛍光を発する蛍光体とを有する発光ダイオードに適用可能であり、その白色色度のばらつきを抑制できる。
無論、上記のいずれの場合においても、青紫色あるいは青色の蛍光を発する蛍光体は他の蛍光体より上に配置される。
なお、上記の実施例においては、紫外発光ダイオード素子の上側に位置する樹脂の最上部に青色蛍光体を、その下に緑色蛍光体を、さらにその下に赤色蛍光体をそれぞれ配置する場合を示したが、これに限定されず、上記の蛍光体を任意の順序をもって配置することができる。
以上のとおり本発明によれば、色度のばらつきが抑制された発光ダイオードと、これを製造可能な発光ダイオードを提供可能となる。
また、上記の発光ダイオードを用いることにより色むらが抑制された照明装置を提供することが可能となる。
本発明の一実施例に係る白色発光ダイオードの断面図である。 図１の白色発光ダイオードの斜視図である。 図１の白色発光ダイオードの製造方法の一例を説明するための図である。 図１の白色発光ダイオードの製造方法の別の例を説明するための図である。 図１の青色蛍光体の励起・発光スペクトルを示す図である。 図１の緑色蛍光体の励起・発光スペクトルを示す図である。 図１の赤色蛍光体の励起・発光スペクトルを示す図である。 従来の白色発光ダイオードの一例を示す図である。 従来の白色発光ダイオードの別の例を示す図である。
符号の説明
１ 白色発光ダイオード
２、３ リード端子
４ 紫外発光ダイオード素子
５ 導電性ペースト
６ ボンディングワイヤ
７Ｂ 青色蛍光体
７Ｇ 緑色蛍光体
７Ｒ 赤色蛍光体
８、９ 樹脂
１０１ａ、１０１ｂ 従来の白色発光ダイオード
１０２、１０３ 従来例におけるリード端子
１０４ａ 従来例における青色発光ダイオード素子
１０４ｂ 従来例における紫外発光ダイオード素子
１０５ 従来例における導電性ペースト
１０６ 従来例におけるボンディングワイヤ
１０７Ｂ 従来例における青色蛍光体
１０７Ｇ 従来例における緑色蛍光体
１０７Ｒ 従来例における赤色蛍光体
１０７Ｙ 従来例における黄色蛍光体
１０８、１０９ 従来例における樹脂

Claims (5)

  1. 紫外光を発光する発光素子と、
    前記発光素子と電気的に接続されたリード端子と、
    前記発光素子から発せられた紫外光の一部又は全部を吸収し、この紫外光とは波長が異なる蛍光を発する複数種類の蛍光体を含み、前記発光素子を封止する封止樹脂と、
    を有する発光ダイオードであって、
    前記複数種類の蛍光体は、赤色蛍光体と、緑色蛍光体と、青色蛍光体と、を含み、
    前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体と、を含む前記封止樹脂を硬化させずに放置して、前記発光素子の上側に、前記発光素子側から前記紫外光の放出方向に向けて、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順序をもって、水平方向に沿って略帯状に配置させ後、前記封止樹脂を硬化させて、前記赤色蛍光体と前記緑色蛍光体とに吸収される青色光を減少させるために、
    前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体とは、１粒子あたりの平均重量が、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に軽く、且つ、平均粒子径が、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に小さいことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記青色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４２０ｎｍｎ範囲内にある紫外光あるいは紫色光を吸収し、波長が４２０ｎｍから４８０ｎｍの範囲内にある青紫色あるいは青色の蛍光を発し、
    前記赤色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５９０から７５０ｎｍの範囲内にある黄赤色あるいは赤色の蛍光を発し、
    前記緑色蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲内にある緑色の蛍光を発することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
  3. 前記複数種類の蛍光体は、波長が３６０ｎｍから４６０ｎｍの範囲内にある紫外光、紫色光、青紫色光あるいは青色光を吸収し、波長が５５０ｎｍから６００ｎｍの範囲内にある黄緑色、黄色あるいは黄赤色の蛍光を発する黄色蛍光体を有することを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
  4. 前記発光素子は、発光中心波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内のある紫外発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
  5. 紫外光を発光する発光素子と、
    前記発光素子を配置する凹部を有し、前記発光素子と電気的に接続されたリード端子と、
    前記発光素子から発せられた紫外光の一部又は全部を吸収し、この紫外光とは波長が異なる蛍光を発する複数種類の蛍光体を含み、前記発光素子を封止する封止樹脂と、
    を有する発光ダイオードの製造方法であって、
    前記凹部に前記発光素子を配置する工程と、
    前記蛍光体を含まない第１の樹脂を前記凹部に注入して前記発光素子を被覆し、前記第１の樹脂を硬化させる工程と、
    前記複数種類の蛍光体は、赤色蛍光体と、緑色蛍光体と、青色蛍光体とを含み、各蛍光体の1粒子あたりの平均重量を、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に軽く、且つ、平均粒子径を、前記青色蛍光体＜前記緑色蛍光体＜前記赤色蛍光体の順に小さく調整する工程と、
    前記赤色蛍光体と、前記緑色蛍光体と、前記青色蛍光体が含有された第２の樹脂を調製する工程と、
    前記第２の樹脂を前記凹部に注入して前記第１の樹脂を被覆し、前記赤色蛍光体と前記緑色蛍光体とに吸収される青色光を減少させるために、前記第２の樹脂を硬化させずに放置して、前記発光素子側から前記紫外光の放出方向に向けて、前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順に水平方向に沿って略帯状に配置させる工程と、
    前記赤色蛍光体、前記緑色蛍光体、前記青色蛍光体の順に水平方向に沿って略帯状に配置させた後に、前記第２の樹脂を硬化させる工程と、
    を有することを特徴する発光ダイオード製造方法。
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