JP4854716B2 - Ｌｅｄデバイスおよびそれを用いた携帯電話機器、デジタルカメラおよびｌｃｄ表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：固体撮像素子）もしくはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補性金属酸化膜半導体）カメラの補助光源、またはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：液晶ディスプレイ）のバックライト光源などに用いられるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）デバイスに関し、より詳しくは発光素子と発光素子によって励起される蛍光体を組合わせた色再現性がよく明るい白色光が得られるＬＥＤデバイスに関する。
従来、ＬＥＤを用いた白色発光デバイスとしては、４６０ｎｍ近辺の発光ピーク波長をもつ青色発光素子と、その青色発光素子により励起され黄色の蛍光を発光するＹＡＧ系蛍光体を組み合わせて、青色発光と黄色蛍光との混色発光により白色光を得る白色ＬＥＤデバイスがある。
特開２００２−０６４２２０号公報
しかし、上記白色ＬＥＤデバイスは、青色発光とその補色である黄色の蛍光の組み合わせによる擬似的な白色発光を行なうものであり、特に、赤色の色再現性に劣るという問題があった。
また、その他の白色ＬＥＤデバイスとしては、従来から、光の３原色である、赤色、緑色、青色の発光ピーク波長をもつＬＥＤを組み合わせてその混色で得られる白色ＬＥＤデバイスがある。
しかし、上記白色ＬＥＤデバイスにおいては、各々の発光素子の発光ピーク幅が狭く色再現性のよい明るい白色光を出すことが困難であった。
本発明は、上記問題点を解決するため、色再現性がよく明るい白色光が得られるＬＥＤデバイスを提供することを目的とする。
本発明のある局面に従うと、ＬＥＤデバイスは、少なくとも、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子と、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである紫外・紫色発光素子と、少なくとも紫外・紫色発光素子の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ〜６７０ｎｍである赤色発光素子とを具備し、青色発光素子が緑色蛍光体を励起させないように、青色発光素子と緑色蛍光体が配置されている。
好ましくは、上記緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＡｌＯで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＡｌＯ：Ｅｕを含む。
好ましくは、上記緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＧａＳで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＧａＳ：Ｅｕを含む。
好ましくは、上記緑色蛍光体が、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：ＭｎおよびＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｑは、Ｓｒ、ＢａまたはＣａから選ばれる少なくとも１の元素）からなる蛍光体群から選ばれる少なくとも１の蛍光体からなる。
好ましくは、上記緑色蛍光体が、光透過性で、かつ屈折率ｎがｎ＞１であって、緑色蛍光体が、耐熱性、耐水性および光透過性を有するコーティング剤でコーティングされていることを特徴とする。
好ましくは、上記緑色蛍光体の粒径が２０μｍ以下である。
好ましくは、青色発光源とする発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子が５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体を励起させないように、前記青色発光素子と緑色蛍光体が配置されていることを特徴とする。
また、本発明のデジタルカメラは、上記のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたことを特徴とする。
また、本発明の携帯電話機器は、上記のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたことを特徴とする。
また、本発明のＬＣＤ表示装置は、上記のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをバックライト光源として用いたことを特徴とする。
本発明のＬＥＤデバイスによれば、少なくとも、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子および／または発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである紫外・紫色発光素子と、少なくとも前記青色発光素子の発光および／または前記紫外・紫色発光素子の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体と、発光ピーク波長が６００ｎｍ〜６７０ｎｍである赤色発光素子または前記青色発光素子の発光により６００ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する赤色蛍光体とを具備するので、色再現性がよく明るい白色光が得られるＬＥＤデバイスを提供することができる。
本発明にかかる一のＬＥＤデバイスは、図１を参照して、少なくとも発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子１１と、前記青色発光素子１１の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体１６と、発光ピーク波長が６００ｎｍ〜６７０ｎｍである赤色発光素子１３とを具備する。
図１を参照して、青色発光素子１１が導電性接着剤１４を介して端子電極２１ａに設置されボンディングワイヤ１５によって端子電極２１ｂに導通され、赤色発光素子１３が導電性接着剤１４を介して端子電極２３ａに設置されボンディングワイヤ１５によって端子電極２３ｂに導通されている。また、青色発光素子１１、赤色発光素子１３および緑色蛍光体１６が光透過性樹脂１８によって封入されている。ここで、端子電極２１ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂは、反射ケース１９と一体成型されてＬＥＤデバイスの外形を形成している。
青色発光素子１１から出射された青色光は、光透過性樹脂１８に封入された緑色蛍光体１６を励起して緑色蛍光体１６から緑色の蛍光に変換されて、光透過性樹脂１８を透過して外部に進む。また、青色発光素子１１から出射され、緑色蛍光体１８を励起しなかった青色光も、光透過性樹脂１８を透過して外部に進む。さらに、赤色発光素子１３から出射された赤色光は、緑色蛍光体１８を励起することなく光透過性樹脂１８を透過して外部に進む。すなわち、青色発光素子１１からの青色光、緑色蛍光体１６からの緑色光、赤色発光素子１３からの赤色光の組合わせにより、色再現性のよい白色光が得られる。
なお、光透過性樹脂１８としては、本発明の目的に反さない限り特に制限はなく、熱硬化性のエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリプロピレン樹脂などを用いることができる。
本発明にかかる別のＬＥＤデバイスは、図２を参照して、少なくとも、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子１１と、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである紫外・紫色発光素子１２と、少なくとも前記紫外・紫色発光素子１２の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体１６と、発光ピーク波長が６００ｎｍ〜６７０ｎｍである赤色発光素子１３とを具備する。図２に示すＬＥＤデバイスは、図１に示すＬＥＤデバイスと同様に、青色発光素子１１からの青色光、緑色蛍光体１６からの緑色光、赤色発光素子１３からの赤色光の組み合わせにより、色再現性のよい白色光が得られる。
図２に示すＬＥＤデバイスは、青色を発光させるための青色発光素子１１と緑色を発光させる緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２を用いている点で、青色発光素子１１のみで青色を発光するとともに、緑色蛍光体１６を励起して緑色をも発光させている図１に示すＬＥＤデバイスと異なる。ここで、緑色蛍光体１６として、紫外・紫色発光素子１２でのみ励起され青色発光素子１１では励起されないような緑色蛍光体を用いると、青色発光素子１１の発光により青色光が、紫外・紫色発光素子１２の発光により励起された緑色蛍光体１６により緑色光が、赤色発光素子１３の発光により赤色光が、それぞれ独立に得られるため、各発光素子の発光量を調節することにより、任意の色の光を得ることができる。
なお、図２において、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２に替えて、緑色蛍光体１６を励起するための青色発光素子（図示せず）を用いることもできる。この場合の緑色蛍光体は、青色発光素子で励起されるものを用いる。
本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスは、図３を参照して、少なくとも、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子１１と、前記青色発光素子の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体１６と、前記青色発光素子の発光により６００ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する赤色蛍光体１７とを具備する。青色発光素子１１からの青色光、緑色蛍光体１６からの緑色光、赤色蛍光体１７からの赤色光の組み合わせにより、色再現性のよい白色光が得られる。
本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスは、図４を参照して、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子１１と、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである紫外・紫色発光素子１２と、少なくとも前記紫外・紫色発光素子１２の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体１６と、少なくとも前記紫外・紫色発光素子１２の発光により６００ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する赤色蛍光体１７とを具備する。青色発光素子１１からの青色光、緑色蛍光体１６からの緑色光、赤色蛍光体１７からの赤色光の組み合わせにより、色再現性のよい白色光が得られる。
なお、図４において、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２に替えて、緑色蛍光体１６を励起するための青色発光素子（図示せず）を用いることもできる。この場合の緑色蛍光体は、青色発光素子で励起されるものを用いる。
本発明にかかるＬＥＤデバイスにおいては、赤色蛍光体は、本発明の目的に反しない限り特に制限はないが、母剤がＳｒxＣａ1-xＳ（０≦ｘ≦１）で賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒxＣａ1-xＳ：Ｅｕを用いることが好ましい。かかる赤色蛍光体は、その蛍光の光度が大きいからである。
また、緑色蛍光体は、本発明の目的に反しない限り特に制限はないが、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：ＭｎおよびＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｑは、Ｓｒ、ＢａまたはＣａから選ばれる少なくとも少なくとも１の元素）からなる蛍光体群から選ばれる少なくとも１の蛍光体であることが好ましい。これらの緑色蛍光体は、その蛍光の光度が大きいからである。また、２以上の緑色蛍光体を用いることは、蛍光スペクトルの緑色領域がブロードとなり、より色再現性の高い白色光が得られる観点から好ましい。
また、緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＧａＳで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＧａＳ：Ｅｕが含まれていることは、その蛍光の強度が特に大きい点で好ましい。ＳｒＧａＳ：Ｅｕ蛍光体の代表例としては、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕなどが挙げられる。ここで、図５（ａ）に示すような紫外・紫色発光素子１２と緑色蛍光体１６から構成されるＬＥＤデバイスにおいて、紫外・紫色発光素子１２として紫色発光素子（ＧａＮ、発光ピーク波長：４０５ｎｍ）を用い、緑色蛍光体としてＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いたＬＥＤデバイスの３５ｍＡ通電時における発光スペクトルを図５（ｂ）の実線に示す。比較のために、３５ｍＡ通電時における緑色発光素子（ＩｎＧａＮ、発光ピーク波長：５２５ｎｍ）の発光スペクトルを図５（ｂ）の破線に示す。このＬＥＤデバイスの軸上光度は２ｃｄであり、軸上光度が０．８ｃｄの緑色発光素子に比べて非常に明るい緑色光が得られる。また、このＬＥＤデバイスの緑色領域のスペクトル幅は、緑色発光素子のそれよりも著しく広く、青色発光素子および赤色発光素子との組み合わせにより、色再現性の高い白色光が得られることがわかる。
また、緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＡｌＯで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＡｌＯ：Ｅｕを含まれていることは、その蛍光の強度が大きい点で好ましい。ＳｒＡｌＯ：Ｅｕ蛍光体の代表例としては、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕなどが挙げられる。ここで、蛍光体ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕは、発光ピーク波長が３６０〜４２０ｎｍの紫外・紫色発光素子により励起されるが、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの青色発光素子ではほとんど励起されないため、たとえば、図２に示すＬＥＤデバイスにおいて、緑色蛍光体としてＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕのみを用いると、青色発光素子の発光により青色光が、紫外・紫色発光素子の発光により励起された緑色蛍光体から緑色光が、赤色発光素子の発光により赤色光が、それぞれ独立に得られるため、各発光素子の発光量を調節することにより、任意の色の光を得ることができる。
なお、上記において、ＳｒＧａＳ、ＳｒＡｌＯなどのように元素数を示す添え数字を省略したものは、それらの元素から構成される化合物全体の総称であり、それらの化合物における代表的な化合物として、それぞれＳｒＧａ2Ｓ4、ＳｒＡｌ2Ｏ4などが含まれる。
また、蛍光体（緑色蛍光体、赤色蛍光体のいずれをも含む）は、光透過性で、かつ屈折率ｎがｎ＞１であることが好ましい。光透過性により発光素子からの発光が蛍光体に反射されることが無く、屈折率ｎをｎ＞１とすることにより発光素子からの発光が効率よく蛍光体に集められる。また、上記蛍光体は、耐熱性、耐水性および光透過性を有するコーティング剤でコーティングされていることが好ましい。蛍光体、特に、緑色蛍光体ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕなどの硫化物は水分を吸収して失活しやすいので、上記処理が好ましい。ここで、蛍光体を耐熱性、耐水性および光透過性を有するコーティング剤でコーティングするとは、前記蛍光体を耐熱性、耐水性および光透過性を有する材料によってマイクロカプセル化、または被覆することをいう。たとえば、シラザン処理、ホウケイ酸塩などのガラス材料で被覆処理することをいう。ここで、シラザン処理とは、Ｓｉ−Ｎ結合を有するシラザン、たとえば、ペルヒドロポリシラザンを溶媒に溶かして蛍光体表面に付着させた後、大気中で硬化または焼成することにより、蛍光体の表面を被覆することを意味する。
蛍光体の粒径は、２０μｍ以下であることが好ましい。蛍光体の光透過性が損なわれず、また、比表面積が大きくなるため蛍光体の蛍光効率が向上する。
また、本発明にかかるＬＥＤデバイスにおいて、青色発光源とする青色発光素子が緑色蛍光体を励起させないように、前記青色発光素子と緑色蛍光体を配置することができる。ＬＥＤデバイスにおける青色発光源とする青色発光素子と緑色蛍光体の配置は、前記青色発光素子が緑色蛍光体を励起させないようにされていれば特に制限はないが、たとえば、図６〜図８に示すように配置することができる。
図６に示すＬＥＤデバイスにおいては、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２の周囲のみに緑色蛍光体１６を局在化させて、紫外・紫色発光素子１２および緑色蛍光体１６を、青色発光源とする青色発光素子１１および赤色発光源とする赤色発光素子１３が設置されている平面より低い空間内に閉じ込めることにより、青色発光源とする青色発光素子１１からの発光が、緑色蛍光体１６に当たらないようにされている。
図７に示すＬＥＤデバイスにおいては、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２の周囲のみに緑色蛍光体１６を局在化させるとともに、青色発光源とする青色発光素子１１をシリコンベース３１の上に電極バンプ３２を介して設置することにより、前記青色発光素子１１を、紫外・紫色発光素子１２、緑色蛍光体１６および赤色発光源とする赤色発光素子１３が設置されている平面より高く配置することにより、青色発光源とする青色発光素子１１からの発光が、緑色蛍光体１６に当たらないようにされている。
また、図８に示すように、同一平面上であっても、一直線上に青色発光源とする青色発光素子１１、赤色発光源とする赤色発光素子１３、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２および緑色蛍光体１６を配置することにより、青色発光源とする青色発光素子１１からの発光が、緑色蛍光体１６に当たらないようにすることもできる。
また、図６〜図８において、緑色蛍光体１６を励起するための紫外・紫色発光素子１２に替えて、緑色蛍光体１６を励起するための青色発光素子（図示せず）を用いることも可能である。
上記のように、青色発光源とする青色発光素子が緑色蛍光体を励起させないように前記青色発光素子と緑色蛍光体が配置することにより、青色発光素子の発光により青色光が、紫外・紫色発光素子または青色発光素子の発光により励起された緑色蛍光体により緑色光が、赤色発光素子の発光により赤色光が、それぞれ独立に得られるため、各発光素子の発光量を調節することにより、任意の色の光を得ることができる。
なお、上記の本発明にかかるＬＥＤデバイスの実施形態においては、主として、発光素子を電極がＰ／Ｎ上下対向配置されている発光素子で示したが、図９に示すような上面２電極構造（図９の左側図）またはフリップチップ構造（図９の右側図）などの電極構造をとる発光素子も用いることができる。また、蛍光体を光透過性樹脂に混練したが、発光素子面に直接塗布しても同様の効果が得られる。
本発明にかかるデジタルカメラは、上記の本発明にかかるＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたものである。かかるＬＥＤデバイスにおいては、上記のように色再現性に優れた明るい白色光が得られるため、これをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたデジタルカメラは、色再現性のよい明るい画像が得られる。
本発明にかかる携帯電話機器は、上記の本発明にかかるＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたものである。かかるＬＥＤデバイスにおいては、上記のように色再現性に優れた明るい白色光が得られるため、これをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いた携帯電話機器の表示装置においては、色再現性のよい明るい画像が得られる。さらに、各発光素子の発光量の調整により任意の色が得られるため、補助光源の白色以外にも、たとえば着信モードの表示などの機能を付加させることができる。
本発明にかかるＬＣＤ表示装置は、上記の本発明にかかるＬＥＤデバイスをバックライト光源として用いたものである。かかるＬＥＤデバイスにおいては、上記のように色再現性に優れた明るい白色光が得られるため、これをバックライト光源として用いたＬＣＤ表示装置おいては、色再現性のよい明るい画像が得られる。
なお、上記図１〜図８においては、緑色蛍光体１６を六角形で、赤色蛍光体１７を三角形で表記したが、これらは両者の区別を明確にするためであり、実際の形状を表しているものではない。実際はいずれの蛍光体も、大部分が球形に近い粉状体となっている。
以下、本発明にかかるＬＥＤデバイスについて、実施例に基づき具体的に説明する。
（実施例１）
図１において、青色発光素子１１には発光ピーク波長が４６０ｎｍのＳｉＣをサブストレートとしたＩｎＧａＮに電極がＰ／Ｎ上下対向配置されているものを用い、赤色発光素子１３には発光ピーク波長が６２４ｎｍのＡｌＧａＩｎＰに電極がＰ／Ｎ上下対向配置されているものを用い、緑色蛍光体１６には平均粒径が８μｍのＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕを用いた。また、端子電極２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂはＣｕ合金製であり表面にＡｇめっきを施し、ワイヤボンデイング性を向上させている。導電性接着剤１４にはＡｇペーストを用い、ボンディングワイヤ１５にはＡｕワイヤを用いた。光透過性樹脂１８には熱硬化性のエポキシ樹脂（比重：１．２）を用いた。
図１に示すＬＥＤデバイスは、以下の手順で作製した。まず、反射ケース１９のカップ内であって端子電極２１ａ、２３ａの所定部分に、それぞれ青色発光素子１１、赤色発光素子１３のｎ電極を、導電性接着剤１４を用いて接着した。次に、ボンディングワイヤ１５を用いて青色発光素子１１、赤色発光素子１３のｐ電極をそれぞれ端子電極２１ｂ，２３ｂと配線した。液状の光透過性樹脂１ｇに対して緑色蛍光体ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕを０．０５ｇ混練し、反射ケース１９に注入した。ここで、図１（ｂ）を参照して、注入された光透過性樹脂１８の表面部の直径Ｌ１は３．８１ｍｍ、底面部の直径Ｌ２は２．６ｍｍ、高さＨは１．０ｍｍであった。さらに、光透過性樹脂１８の硬化後、端子電極２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂの反射ケースの外側部分をはんだめっきして、ＬＥＤデバイスを完成させた。
このＬＥＤデバイスにおいて、赤色発光素子１３のみを３５ｍＡで駆動すると軸上光度１．１ｃｄの赤色光が得られ、青色発光素子１１のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体１６による緑色蛍光とあわせて軸上光度１．２５ｃｄの青緑光が得られ、両方の発光素子を３５ｍＡで駆動すると軸上光度２．３５ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．４５，０．３７）の白色光が得られた。
（比較例１）
実施例１において、緑色蛍光体と赤色発光素子に替えて従来のＹＡＧ系蛍光体を用いて、青色発光素子とＹＡＧ系蛍光体から構成される従来のＬＥＤデバイスを作製し、青色発光素子を３５ｍＡで駆動させると、青色発光素子により励起されたＹＡＧ系蛍光体からの黄色光と青色発光素子からの青色光により、軸上光度０．７ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．３２，０．３１）の白色光が得られた。このＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１０に示す。
（比較例２）
青色発光素子、赤色発光素子および緑色発光素子から構成される従来のＬＥＤデバイスを作製した。ここで、青色発光素子および赤色発光素子には実施例１と同じ発光素子を用い、緑色発光素子には発光ピーク波長が５２５ｎｍのＩｎＧａＮに電極がＰ／Ｎ上下対向配置されているものを用いた。青色発光素子のみを３５ｍＡで駆動させると軸上光度０．３４ｃｄの青色光が得られ、赤色発光素子のみを３５ｍＡで駆動させると軸上光度１．１ｃｄの赤色光が得られ、緑色発光素子のみを３５ｍＡで駆動させると、軸上光度１．１ｃｄの緑色光が得られた。すべての発光素子を３５ｍＡで駆動させると、軸上光度２．６ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．３２，０，２８）の白色光が得られた。このＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１１に示す。
（実施例２）
図２において、紫外・紫色発光素子１２には、発光ピーク波長が４０５ｎｍのＧａＮに電極がＰ／Ｎ上下対向配置されているものを用いた。また、赤色発光素子１３、緑色蛍光体１６、端子電極２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ、導電性接着剤１４、ボンディングワイヤ１５および光透過性樹脂１８は、実施例１と同様のものを用いた。実施例１と同様の手順によりＬＥＤデバイスを作製した。
このＬＥＤデバイスにおいて、赤色発光素子１３のみを３５ｍＡで駆動すると軸上光度１．１ｃｄの赤色光が得られ、青色発光素子１１のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体１６による緑色蛍光とあわせて軸上光度１．１ｃｄの青緑色光が得られ、紫外・紫色発光素子１２のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体１６による軸上光度２．０ｃｄの緑色光が得られ、すべての発光素子を３５ｍＡで駆動すると軸上光度４．２ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．４０，０．４６）の緑色を帯びた白色光が得られた。このＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１２に示す。
（実施例３）
緑色蛍光体１６として、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕに替えてＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕを用い、光透過性樹脂１ｇに対して緑色蛍光体０．１ｇを混練した以外は、実施例２と同様にしてＬＥＤデバイスを作製した。
このＬＥＤデバイスにおいて、赤色発光素子のみを３５ｍＡで駆動すると軸上光度１．１ｃｄの赤色光が得られ、１個の青色発光素子のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体をほとんど励起せずに軸上光度０．５ｃｄの青色光が得られ、紫外・紫色発光素子１２のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体１６による軸上光度１．４ｃｄの緑色光が得られ、すべての発光素子を３５ｍＡで駆動すると軸上光度３．０ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．３７，０．３１）の白色光が得られた。このＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１３に示す。
（実施例４）
図２において、紫外・紫色発光素子１２に替えて青色発光素子（図示せず）を用いて、２個の青色発光素子と１個の赤色発光素子と緑色蛍光体から構成されるＬＥＤデバイスを作製した。本実施例では、緑色蛍光体としてＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕを用いる。
このＬＥＤデバイスにおいて、赤色発光素子１３のみを３５ｍＡで駆動すると軸上光度１．１ｃｄの赤色光が、青色発光素子１１のみを３５ｍＡで駆動すると緑色蛍光体１６による緑色蛍光とあわせて軸上光度１．２５ｃｄの青緑光が得られ、すべての発光素子を３５ｍＡで駆動すると軸上光度３．６ｃｄ、ＣＩＥ色度（０．３８，０．３９）の白色光が得られた。このＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１４に示す。
（実施例５）
図３に示すように、青色発光素子１１、緑色蛍光体１６としてＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、および赤色蛍光体１７としてＳｒＣａＳ：Ｅｕから構成されるＬＥＤデバイスを作製した。発光素子として青色発光素子１６のみを端子電極２１ａに固定しボンディングワイヤ１５によって端子電極２１ｂに接続したこと、緑色蛍光体１６とともに赤色蛍光体１７を光透過性樹脂１８の中に混練したこと以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤデバイスを作製した。ここで、光透過性樹脂１ｇに対して緑色蛍光体は０．０２ｇ混練し、赤色蛍光体は０．０３ｇ混練した。得られたＬＥＤデバイスの発光スペクトルを図１５に示す。
発光素子を３つ有するものに関して比較すると、実施例２〜実施例４におけるＬＥＤデバイスの軸上光度はそれぞれ４．２ｃｄ、３．０ｃｄ、３．６ｃｄであり、比較例２におけるＬＥＤデバイスの軸上光度２．６より大きくなった。また、それぞれのＬＥＤデバイスの発光スペクトルを比較すると、比較例２におけるＬＥＤデバイスの発光スペクトル（図１１）に比べて、実施例２〜実施例４におけるＬＥＤデバイスの発光スペクトル（図１２〜図１４）は、いずれも緑色領域（５００ｎｍ〜５８０ｎｍ）のスペクトル幅が広がっており、色再現性が向上していた。これは、青色発光体、緑色発光体および赤色発光体から構成される従来のＬＥＤデバイスに替えて、緑色発光体の替りに緑色蛍光体を用いて図１または図２の構成のＬＥＤデバイスを用いたことによるものである。
また、発光素子を１つ有するものに関して比較すると、比較例１におけるＬＥＤデバイスの発光スペクトル（図１０）に比べて、実施例５におけるＬＥＤデバイスの発光スペクトル（図１５）は、青色光、緑色光および赤色光がバランスよく含まれており色再現性が向上するとともに、ＣＣＤなどの感度特性、ＬＣＤ表示装置のカラーフィルタ特性によりよく合致している。これは、青色発光体とＹＡＧ系蛍光体から構成される従来のＬＥＤデバイスに替えて、ＹＡＧ系蛍光体の替りに緑色蛍光体および赤色蛍光体を用いて図３の構成のＬＥＤデバイスを用いたことによるものである。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
（ａ）は本発明にかかる一のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 （ａ）は本発明にかかる別のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 （ａ）は本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 （ａ）は本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 紫色発光素子により励起された緑色蛍光体および緑色発光素子の発光スペクトルを示す図である。 （ａ）は本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 （ａ）は本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスの平面概略図であり、（ｂ）は前記ＬＥＤデバイスの要部断面概略図である。 本発明にかかるＬＥＤデバイスにおいて、青色発光素子および緑色蛍光体の配置を説明する図である。 発光素子における電極の配置を説明する図である。 青色発光素子およびＹＡＧ系蛍光体から構成される従来のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。 青色発光素子、緑色発光素子および赤色発光素子から構成される従来のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。 本発明にかかる一のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。 本発明にかかる別のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。 本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。 本発明にかかるさらに別のＬＥＤデバイスについての発光スペクトルを示す図である。
符号の説明
１１ 青色発光素子、１２ 紫外・紫色発光素子、１３ 赤色発光素子、１４ 導電性接着剤、１５，４５ ボンディングワイヤ、１６ 緑色蛍光体、１７ 赤色蛍光体、１８ 透過性樹脂、１９ 反射ケース、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ 端子電極、３１ シリコンベース、３２，４２電極バンプ、４１ 発光素子。

Claims (9)

  1. 少なくとも、発光ピーク波長が４２０ｎｍ〜４８０ｎｍである青色発光素子と、
    発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである紫外・紫色発光素子と、
    少なくとも前記紫外・紫色発光素子の発光により５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲で蛍光スペクトルを有する緑色蛍光体と、
    発光ピーク波長が６００ｎｍ〜６７０ｎｍである赤色発光素子とを具備し、
    前記青色発光素子が前記緑色蛍光体を励起させないように、前記青色発光素子と前記緑色蛍光体が配置されているＬＥＤデバイス。
  2. 前記緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＡｌＯで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＡｌＯ：Ｅｕを含む請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  3. 前記緑色蛍光体の中に、少なくとも母剤がＳｒＧａＳで賦活剤にＥｕを用いた蛍光体ＳｒＧａＳ：Ｅｕを含む請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  4. 前記緑色蛍光体が、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｒは、ＳｒまたはＢａから選ばれる少なくとも１の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：ＭｎおよびＺｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（Ｑは、Ｓｒ、ＢａまたはＣａから選ばれる少なくとも１の元素）からなる蛍光体群から選ばれる少なくとも１の蛍光体からなる請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
  5. 前記緑色蛍光体が、光透過性で、かつ屈折率ｎがｎ＞１であって、前記緑色蛍光体が、耐熱性、耐水性および光透過性を有するコーティング剤でコーティングされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＬＥＤデバイス。
  6. 前記緑色蛍光体の粒径が２０μｍ以下である請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＬＥＤデバイス。
  7. 請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いたデジタルカメラ。
  8. 請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラの補助光源として用いた携帯電話機器。
  9. 請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤデバイスをバックライト光源として用いたＬＣＤ表示装置。
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