JP5274009B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は発光装置に関し、さらに詳しくは、少なくとも１つ以上の発光源と、各発光源から発せられる光を所定の色に波長変換する波長変換手段とを備える発光装置に関する。
発光装置（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）は、消費電力が少なくて寿命が長く、しかも、狭い空間に取付け可能であるほか、振動に強いという特性を有している。最近では、単一色成分、例えば、レッド、ブルー、またはグリーン色のＬＥＤに加えて、白色ＬＥＤが発表されている。白色ＬＥＤは自動車用及び照明用の製品に応用されるに伴い、その需要が急増すると予想されている。
ＬＥＤ技術において、白色の具現方式は、大きく２種類に大別できる。一つは、レッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）色の発光ダイオードを隣設し、各ダイオードからの発光を混色させて白色を具現する方式である。しかしながら、各発光ダイオードは、熱的または時間的な特性が異なるため、使用環境に応じて色合いが異なってき、特に、色むらが生じるなど、均一な混色を具現することができないという問題点がある。
もう一つは、蛍光体を発光ダイオード内に配置し、発光ダイオードからの１次発光の一部と、蛍光体により波長変換された２次発光とが混色されて白色を具現する方式である。 この方式は、発光ピーク波長が４５０ｎｍ〜４９０ｎｍのブルー発光ダイオードと、このブルー発光ダイオードの発光を吸収してほとんど黄色である蛍光光線に変換するＹＡＧ系の蛍光体とを備えることで行われる（例えば、特許文献１、２参照）。
しかしながら、このような後者の白色具現技術においては、ＹＡＧ系の蛍光体の特性から、優れた白色発光特性を得ることができないという短所がある。すなわち、ＹＡＧ系の蛍光体は最大発光値（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｍａｘｉｍｕｍ ｖａｌｕｅ）が発光ピーク波長５６０ｎｍ以下においてのみ高効率を発現するが、発光ピーク波長４５０ｎｍ〜４９０ｎｍのブルーの発光素子と組み合わせられて色温度が６，０００〜８，０００Ｋであり、且つ、演色指数（Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ；ＣＲＩ）が約６０〜７５と低いため、冷たい感じの青色−白色が具現されるのである。
このため、従来の白色ＬＥＤは、様々な製品に適用させるのに限界があり、特に、照明用のものには応用できないという問題がある。
国際公開第ＷＯ９８／０５０７８号パンフレット 国際公開第ＷＯ９８／１２７５７号パンフレット
そこで、本発明は上記従来の発光装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、約２，０００Ｋ〜８，０００Ｋまたは１０，０００Ｋ程度の色温度と９０以上の演色性を有し、且つ、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、屋内外の各種のディスプレイ、特に、自動車及び照明に応用できる、発光特性に優れた波長変換手段を備えた発光装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明による発光装置は、紫外線又は青色の波長領域の少なくともいずれか一つにおいてそれぞれ異なる波長の１次光を発光させる少なくとも１つ以上の発光ダイオードと、前記１次光を可視光線スペクトル領域内の２次光に波長変換する手段とを備えてなることを特徴とする発光装置により達成される。
前記発光装置の好適な一実施の形態は、前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードは、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである第１の発光ダイオードと、発光ピーク波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍである第２の発光ダイオードと、発光ピーク波長が４３０ｎｍ〜５００ｎｍである第３の発光ダイオードとを含んで構成可能である。
前記発光装置の好適な他の実施の形態は、前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードは、発光ピーク波長が３９０ｎｍ〜４５０ｎｍである第１の発光ダイオードと、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである第２の発光ダイオードとを含み、前記１次光を波長変換して可視光線スペクトル領域内の２次光を生じさせる蛍光体とを備えて構成することもできる。
ここで、前記１次光を生じさせる発光ダイオード及び前記波長変換する手段が単一のパッケージ内に搭載されることが好ましく、前記単一のパッケージは、基板上に前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードが実装され、前記発光ダイオードの周縁部に前記波長変換する手段が配置されているチップ型に、もしくは、リフレクターが形成された基板上に前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードが実装され、前記発光ダイオードの周縁部に前記波長変換する手段が配置されているトップ型に構成することができる。
このとき、前記チップ型またはトップ型のパッケージの基板を金属性材質から形成すると前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードから発せられる熱を効率よく放出することができる。前記金属性基板に放熱板をさらに取り付けると、熱放出効果が一層良くなる。
前記チップ型及びトップ型のパッケージの基板上には、また、前記発光ダイオード及び前記波長変換する手段を封止するモールド部をさらに備えることが好ましい。このとき、前記モールド部に前記波長変換する手段を均一に分布させてもよい。なお、前記単一のパッケージは、一対の電極リードのうち片側に前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードが実装され、前記発光ダイオードの周縁部に前記波長変換する手段が配置され、前記発光ダイオードと前記波長変換する手段がモールド部により封止されているランプ型に構成可能である。
前記単一のパッケージは、前記少なくとも１つ以上の発光ダイオードから発せられる熱を放出するヒートシンクを備え、前記発光ダイオードの周縁部に前記波長変換する手段が配置されている高出力用のものに構成可能である。このとき、前記ヒートシンクの熱を放出可能に取り付けられる放熱板をさらに備えると、熱放出効果が一層良くなる。
そして、前記各発光ダイオードは、シリコンカーバイドまたはサファイアで形成された基板上に窒化物エピタキシャル層を形成してなる構造を備える種々の発光ダイオードのうちから選択可能である。
なお、前記波長変換する手段は、それぞれ異なる特性を有する単一または１つ以上の蛍光体を混合して構成可能であり、このようにして混合された波長変換する手段は、前記発光ダイオードの側面、上面、及び下面のうち少なくとも一側に配置させるか、あるいは、接着剤またはモールド材で混成された状態で配置可能である。
前記波長変換する手段は、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである蛍光体、発光ピーク波長が５００ｎｍ〜５９０ｎｍである蛍光体、及び発光ピーク波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体の内から選択される少なくともいずれか１つを含んで簡単に構成することができる。
また、他の実施の形態の前記波長変換手段は、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである蛍光体、発光ピーク波長が５００ｎｍ〜５９０ｎｍである蛍光体、及び発光ピーク波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体の内から選択される少なくともいずれか１つを含んで構成可能である。
そして、前記それぞれの蛍光体は、該当スペクトル領域内においてそれぞれ異なる特性を有する単一または１つ以上の蛍光体を備えて構成可能であることはもちろんである。
本発明によれば、異なる発光ピークを有する蛍光体の配合比を適切に調節したり、異なるピーク波長の発光ダイオードを選択することにより、２，０００Ｋないし８，０００Ｋまたは１０，０００Ｋと相対的に高温の色温度を有すると共に、演色指数も９０以上と高い発光装置が得られる。
次に、本発明に係る発光装置を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態による発光装置の概略的な縦断面図であり、２個の発光ダイオード及び波長変換手段が組み合わせられたチップ型のパッケージの発光装置が示してある。
図１を参照すると、基板１の両側端部にそれぞれ電極パターン５が形成されており、一側の電極パターン５の上に互いに異なる波長のブルー色（青色）光を１次的に生じさせる２個の発光ダイオード６、７が実装されている。各発光ダイオード６、７は、導電性接着剤９を介して電極パターン５に実装され、各発光ダイオード６、７の電極と他側の電極パターン（図示せず）は導電性のワイヤー２により接続されている。
２個の発光ダイオード６、７の上面及び側面には波長変換手段３が配置されている。波長変換手段３は、発光ダイオードから発せられるブルー光を可視光線スペクトル領域内の２次光に波長変換する。このような波長変換手段３は、硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂またはシリコン樹脂に混合された形で各発光ダイオード６、７に点在可能である。波長変換手段３は、また、導電性接着剤９に混合された形で各発光ダイオード６、７の下面にも配置させることもできる。
２個の発光ダイオード６、７が実装されている基板１の上部は、硬化性樹脂によりモールド１０されている。本実施形態の発光装置１１においては、波長変換手段３が発光ダイオード６、７の上面及び側面に一定の厚さに点在されているが、硬化性モールド部１０に全体的に均一に分布されるように製作可能であることはもちろんである。このような製造方法は、本発明者によって既に出願されている米国特許第６４８２６６４号明細書を参照されたい。
なお、２個のブルー発光ダイオード６、７のうち第１の発光ダイオード６は、その発光ピーク波長が３９０ｎｍ〜４５０ｎｍであり、第２の発光ダイオード７の発光ピーク波長は４４０ｎｍ〜５００ｎｍである。これらの第１及び第２の発光ダイオード６、７としては、例えば、シリコンカーバイドまたはサファイア基板上に窒化物エピタキシャル層を形成してなる発光ダイオードが使用可能である。
波長変換手段３は、単一の蛍光体または複数の蛍光体が選択的に混合されてなる。すなわち、その発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体のうちから選択された少なくとも１つ以上の蛍光体を混合して構成可能である。ここで、各蛍光体は、また、いうまでもなく、該当スペクトル領域内の異なる発光ピークを有する蛍光体を混合してなる。
なお、波長変換手段３は、例えば、化学式が（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ｘＳｉＯ４：Ｅｕ及び／またはＭｎのオルトシリケート系の蛍光体が使用可能である。ここで、例えば、Ｂａ、Ｓｒ、及びＣａの配合比、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ｘＳｉＯ４：Ｅｕと（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ｘＳｉＯ４：Ｍｎの配合比、及び／またはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｎ、及びＥｕの配合比などを適切に調節すると、４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍの発光ピーク波長を有する蛍光体が得られる。こうして配合比の異なる蛍光体を選択的に混合することにより、波長変換手段３を得ることができる。
このような構成の発光装置１１においては、第１の発光ダイオード６と第２の発光ダイオード７に電極パターン５を介して外部電源が供給される。これにより、第１の発光ダイオード６から発光ピーク波長が３９０ｎｍ〜４５０ｎｍであるブルー光が１次的に発せられ、第２の発光ダイオード７から発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍであるブルー光が１次的に発せられる。このとき、蛍光体をブルー色の１次光により励起しながら、それぞれ発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍである２次光を生じさせる。これにより、第１及び第２の発光ダイオード６、７から発せられるブルー色の１次光と、各蛍光体により波長変換された２次光が混色されて、該当可視光線スペクトル領域の色が具現される。
ここで、蛍光体の混合比を適切に調節すると、ユーザーの希望する色を具現することができる。例えば、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである蛍光体と、５００ｎｍ〜５９０ｎｍである蛍光体だけを備える場合、５８０ｎｍ〜７００ｎｍの２次光は発生しない。すなわち、第１の発光ダイオード６と第２の発光ダイオード７から発せられるブルー色の１次光と蛍光体により波長変換された２次光が混色されて、該当可視光線スペクトル領域の色が具現される。そして、蛍光体の混合比だけではなく、該当ピーク波長範囲内にある発光ダイオードを適切に選択して所望の色座標の発光を具現することができる。
以上述べたように、本実施形態により２つの異なる波長のブルー発光ダイオード６、７を備え、異なる発光ピーク（ブルー、グリーン、またはオレンジ）の蛍光体を混合すると、図２に示すような発光スペクトルを有する発光装置が得られる。このように、この実施形態による発光装置は、３，５００Ｋ〜７，５００Ｋの範囲内の色温度及び約８０〜９３程度の演色指数が得られる。
本実施形態においては、発光ダイオードを適切に選択し、且つ、蛍光体の配合比を適切に調節することにより、ユーザーが要求する色座標値の発光を容易に具現することができる。こうして製作した本実施形態による発光装置は、家電製品、オーディオ、及び通信製品などの電子機器だけではなく、屋内外の各種のディスプレイ、特に、自動車及び照明に容易に応用することができる。
図３は、本発明の好適な第２の実施形態による発光装置の概略的な縦断面図であり、３個の発光ダイオード及び波長変換手段が組み合わせられたチップ型のパッケージが示してある。
第２の実施形態による発光装置は、前述の図１及び図２の第１の実施形態と同じ構造を有し、単に１個の発光ダイオードだけが追加されている。しかしながら、各発光ダイオード１６、１７、１８及び波長変換手段１３を構成する各蛍光体の特性は異なる。
第１の発光ダイオード１６は、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍであり、第２の発光ダイオード１７は、発光ピーク波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、第３の発光ダイオード１８は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ〜５００ｎｍである。そして、各蛍光体の発光ピーク波長は４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体が選択的に、あるいは、適切な混合比にて選択される。
このような構成においても、外部電源が電極パターン５を介して各発光ダイオードに供給されると、第１、第２、及び第３の発光ダイオードは該当ピーク波長の光をそれぞれ１次的に生じさせる。これにより、蛍光体により励起されながら、１次光の一部が４２０ｎｍ〜４９０ｎｍ、４８０ｎｍ〜５８０ｎｍ、及び５７０ｎｍ〜６９０ｎｍの発光ピーク波長を有する２次光に波長変換される。このとき、各発光ダイオード１６、１７、１８から発せられた１次光と蛍光体により波長変換された２次光が混色されて可視光線スペクトル領域内の発光が具現される。
ここで、各蛍光体は、該当波長範囲内においてそれぞれ異なるピーク波長を有する蛍光体を混合してなる。そして、各蛍光体の混合比を適切に調節することで、ユーザーの希望する色座標に発光をシフトさせることもできるということももちろんである。
以上、本実施形態による発光装置２０によれば、図１及び図２と結び付けて説明したのと同様な目的及び効果が得られる。図４は、本発明の第２の実施形態により異なる発光ピーク波長を有する３個のブルー発光ダイオード１６、１７、１８と、それぞれグリーン、オレンジ、及びレッドの発光ピーク波長を有する蛍光体を混合してなる波長変換手段と、を備えるチップ型のパッケージの発光スペクトルを示す。本実施形態によれば、約２，０００〜７，０００Ｋの範囲内の色温度及び７０〜９０の範囲内の演色指数が得られる。
なお、図５は、本発明の第２の実施形態により異なる発光ピーク波長を有する３個のブルー発光ダイオード１６、１７、１８と、それぞれグリーン及びオレンジの異なる発光ピークを有する蛍光体が混合された波長変換手段とを備えるチップ型のパッケージの発光スペクトルを示す。この実施の形態によれば、約６，８００Ｋ程度の色温度と９３程度の演色指数が得られる。
図１〜図５と結び付けて詳述した本発明の技術的な特徴は、単にチップ型のパッケージにのみ限定されるものではなく、種々の形態のＬＥＤパッケージにそのまま適用しても同じ目的及び効果が得られる。
以下、各種のＬＥＤパッケージにこの技術を適用した実施の形態を図面を参照して説明する。ここで、上述の図１〜図５と同じ要素及び構成に対しては同じ符号を付し、各発光ダイオード及び波長変換手段と関連する技術的な原理も同様に適用される。
図６は、本発明の好適な第３の実施形態によるトップ型のパッケージの発光装置の縦断面図である。
図６から明らかなように、トップ型のパッケージの発光装置３０は、ディスプレイのバックライトなどに適用される発光装置であり、前述の第１及び第２の実施形態とほとんど同一の構造を有し、単に基板上にリフレクター３１が取り付けられている点で異なる。リフレクター３１は、発光ダイオード６から発せられる光を所望の方向に反射する役割を果たす。
このようなトップ型のパッケージ３０にも、異なる発光ピーク波長を有する２個の発光ダイオード（６、７）または３個の発光ダイオード（１６、１７、１８）を実装することができる（図１、３参照）。そして、異なる発光ピーク波長を有する複数の蛍光体を選択的に、あるいは、その配合比を異ならせて混合した波長変換手段を得ることが可能である。このような波長変換手段は、リフレクター３１内において各発光ダイオード６上に点在されるか、あるいは、硬化性樹脂モールド部１０に均一に分布される。
次に、図７は、本発明の好適な第４の実施形態によるサイド型のパッケージの発光装置の斜視図である。
図７から明らかなように、サイド型パッケージの発光装置４０は、図６のトップ型のパッケージとほとんど同じ構造を有し、単に極めて薄い長方形の外観をなす点で異なる。詳しくは、図６と結び付けて行われた上述の記載を参照されたい。
なお、図１〜図７に示す実施形態においては、熱伝導性に優れた金属性材料の基板１を使用することができる。このような構造は、各発光ダイオード（６、７、１６、１７、１８）の作動時に発生する熱を容易に放出することができ、高出力の発光装置を得ることが可能である。ここに別途の放熱板（図示せず）をさらに取り付けると、発光ダイオード（６、７、１６、１７、１８）からの熱を一層効率よく放出することが可能である。
図８は、本発明の好適な第５の実施形態によるランプ型のパッケージの発光装置の縦断面図である。
本実施形態によるランプ型のパッケージの発光装置５０は、一対のリード電極５１、５２を備え、一側のリード電極５１の上端部にダイオードホルダー５３が形成されている。ダイオードホルダー５３はカップ状を有し、その内部に２個の発光ダイオード（６、７）または３個の発光ダイオード（１６、１７、１８）が実装される。各発光ダイオード（６、７）、または発光ダイオード（１６、１７、１８）は、前述の実施の形態と同様に、互いに異なる発光ピーク波長を有する。実装された各発光ダイオード（６、７）、または発光ダイオード（１６、１７、１８）の電極は、他側の電極リード５２と導電性ワイヤー２により接続されている。
カップ状のダイオードホルダー５３の内部には、一定量の波長変換手段（３または１３）入りエポキシ樹脂によって覆われている。波長変換手段（３または１３）もまた、上述の実施の形態と同様に、互いに異なる発光ピークを有する蛍光体を選択的に混合してなる。各蛍光体はまた、該当波長の領域内において特定の発光ピークを有する蛍光体を混合してなることができるということはもちろんである。
そして、発光ダイオード（６、７）、または発光ダイオード（１６、１７、１８）と波長変換手段（３または１３）が組み合わせられたダイオードホルダー５３の外部は、硬化性樹脂、例えば、エポキシまたはシリコンなどによりモールド１０されている。
図９は、本発明の好適な第６の実施形態による高出力用パッケージ型の発光装置の概略的な縦断面図である。
図９から明らかなように、高出力用パッケージ型の発光装置６０は、複数の個別のヒートシンク６１、６２にそれぞれ発光ダイオード（６、７）、または発光ダイオード（１６、１７、１８）が実装されており、発光ダイオード（６、７）の上面及び側面に波長変換手段３が配置されたハウジング６３を備える。外部電源が供給される複数のリードフレーム６４がハウジング６３の外部に突出されている。
図１０は、本発明の好適な第７の実施形態による高出力用パッケージ型の発光装置の概略的な縦断面図である。
本実施形態の高出力用パッケージ型の発光装置７０においては、ハウジング７３内に単一のヒートシンク７１が収納されて部分的に外部に露出され、一対のリードフレーム７４が外部に突出されている。ヒートシンク７１の上面に発光ダイオード６、７または１６、１７、１８が実装され、各リードフレーム７４と導電性ワイヤー（図示せず）を介して接続されている。波長変換手段３または１３が発光ダイオード６の上面及び側面に配置されていることはいうまでもない。
高出力用パッケージの第６の実施形態の発光装置６０及び第７の実施形態の発光装置７０においても、ヒートシンク（６１、６２、７１）と各発光ダイオード（６、７）、発光ダイオード（１６、１７、１８）との間の接着部分に波長変換手段３を配置できることはもちろんである。そして、ハウジング６３、７３の上部にレンズを設けることもできる。ここで、第７の実施形態の発光装置７０によるパッケージは、第６の実施形態の発光装置６０によるそれと比較して、その高さを最小化できるという長所がある。
このような高出力用パッケージ型の発光装置６０、７０において、２個の発光ダイオード（６、７）を用いる場合、発光ピーク波長が３９０ｎｍ〜４５０ｎｍである第１の発光ダイオードと、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである第２の発光ダイオードが選択可能である。この場合、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体を選択的に混合してなる波長変換手段を用いることが好ましい。
なお、３個の発光ダイオード（１６、１７、１８）を用いる場合、第１の発光ダイオードは発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍであり、第２の発光ダイオードは発光ピーク波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍであり、第３の発光ダイオードは発光ピーク波長が４３０ｎｍ〜５００ｎｍであるものを選択することができる。この場合、波長変換手段は、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜５９０ｎｍ、及び５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体のうち選択的に混合して構成可能である。
なお、このような構成の高出力用パッケージ型の発光装置６０、７０においては、ヒートシンク６１、６２、７１とは別体に、あるいは、一体に形成された放熱板（図示せず）を取り付けることが好ましい。これにより、高い入力電源による各発光ダイオードの作動時に、各発光ダイオードから発せられる熱を効率よく放出することができる。放熱板は、空気対流方式あるいはファンなどを用いた強制循環方式により冷却することができるということはもちろんである。
上述の本実施形態の発光装置６０、７０による構成においては、外部から電源が供給されると、各発光ダイオードが該当ピーク波長を有する光を１次的に生じさせる。これにより、蛍光体が１次光により励起されながら、それぞれ該当発光ピークの２次光を生じさせる。このとき、各発光ダイオードから発せられる１次光と各蛍光体により波長変換された２次光が混色されて、該当可視光線スペクトル領域の色が具現される。ここで、蛍光体の配合比を適切に調節すると、ユーザーが希望する色座標の色を容易に具現することができる。
なお、上述の記載及び図示の実施の形態においては、２または３個の発光ダイオードが実装されている例についてのみ説明しているが、請求範囲において請求するように、少なくとも１つの発光ダイオードを各実施の形態のものに実装させて本発明の目的及び効果を達成できることはもちろんである。
このような本発明の発光装置は、色温度及びカラー再現率に優れており、且つ、ユーザーが要求する色座標値の発光を容易に具現することができることから、携帯電話やノート型パソコン、そして、各種の電子製品のキーボード用やバックライト用に種々に採用でき、特に、自動車及び屋内外の照明用に種々に応用することができる。
本発明の好適な第１の実施形態による発光装置の概略的な縦断面図であって、２個の発光ダイオード及び波長変換手段を備えるチップ型のパッケージの発光装置を示す図である。 本発明の好適な第１の実施形態による発光装置の発光スペクトルを示すグラフであって、２個の異なるピーク波長を有するブルー色の発光ダイオードと、それぞれグリーン、イエロー、及びオレンジ色の発光ピークを有する蛍光体が混合された波長変換手段とを備えるチップ型のパッケージの発光スペクトルを示す図である。 本発明の好適な第２の実施形態による発光装置の概略的な縦断面図であって、３個の発光ダイオード及び波長変換手段を備えるチップ型のパッケージの発光装置の縦断面図である。 本発明の好適な第２の実施形態による発光装置の発光スペクトルを示すグラフであって、３個の異なるブルー色の発光ダイオードと、グリーン、オレンジ、及びレッドの蛍光体が混合されてなる波長変換手段とを備えるチップ型のパッケージの発光装置の発光スペクトルを示す図である。 ３個の異なるブルー色の発光ダイオードと、グリーン及びオレンジの蛍光体が混合されてなる波長変換手段とを備えるチップ型のパッケージの発光装置の発光スペクトルを示す図である。 本発明の好適な第３の実施形態によるトップ型のパッケージの発光装置の概略的な縦断面図である。 本発明の好適な第４の実施形態によるサイド型パッケージの発光装置の斜視図である。 本発明の好適な第５の実施形態によるランプ型のパッケージの発光装置の概略的な縦断面図である。 本発明の好適な第６の実施形態による高出力用パッケージ型の発光装置の概略的な縦断面図である。 本発明の好適な第７の実施形態による高出力用パッケージ型の発光装置の概略的な縦断面図である。
符号の説明
１ 基板
２ 導電性ワイヤー
３、１３ 波長変換手段
５ 電極パターン
６、７、１６、１７、１８ 発光ダイオード
９ 接着剤
１０ モールド（部）
１１、２０、３０、４０、５０、６０、７０ 発光装置
３１ リフレクター
５１、５２ リード電極
６１、６２、７１ ヒートシンク

Claims (17)

  1. 紫外線の波長領域の１次光を発光させる発光ダイオードと青色の波長領域の１次光を発光させる発光ダイオードとを備える少なくとも２つ以上の発光ダイオードと、
    前記発光ダイオードから発せられた紫外線の波長領域及び青色の波長領域の各１次光によって励起され且つ各前記１次光を可視光線スペクトル領域内の２次光に波長変換する手段とを備え、
    前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードは、発光ピーク波長が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍである第１の発光ダイオードと、
    発光ピーク波長が４００ｎｍ〜４５０ｎｍである第２の発光ダイオードと、
    発光ピーク波長が４３０ｎｍ〜５００ｎｍである第３の発光ダイオードとを含み、
    前記波長変換する手段は蛍光体からなり、前記蛍光体を均一に分布させた硬化性モールドが前記紫外線の波長領域の１次光を発光させる発光ダイオードの上部及び前記青色の波長領域の１次光を発光させる発光ダイオードの上部に設けられてなることを特徴とする発光装置。
  2. 前記１次光を発光させる発光ダイオード及び前記波長変換する手段は、単一のパッケージ内に搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記波長変換する手段は、前記発光ダイオードのそれぞれの周囲に配置され、発光ピーク波長が互いに異なる２種以上の蛍光体が混合されたものからなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記波長変換する手段は、前記発光ダイオードの側面及び下面のうち少なくともいずれか一側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  5. 前記波長変換する手段は、発光ピーク波長が４４０ｎｍ〜５００ｎｍである蛍光体、発光ピーク波長が５００ｎｍ〜５９０ｎｍである蛍光体、及び発光ピーク波長が５８０ｎｍ〜７００ｎｍである蛍光体の内から選択される少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする請求項１または３に記載の発光装置。
  6. 前記の蛍光体は、前記該当スペクトル領域内においてそれぞれ異なる発光ピーク波長を有する２種以上の蛍光体を含むことを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
  7. 前記の蛍光体は、化学式が（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ｘＳｉＯ４：Ｅｕ及び（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ｘＳｉＯ４：Ｍｎのオルトシリケート系の蛍光体のうち、少なくとも１種から成ることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
  8. 前記単一のパッケージは、基板と、該基板上に実装される前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードと、前記発光ダイオードの周縁部に配置される波長変換する手段とを備えるチップパッケージとして形成されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  9. 前記単一のパッケージは、リフレクターが形成された基板と、該基板上に実装される前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードと、前記発光ダイオードの周縁部に配置される前記波長変換する手段とを備えるトップ型のパッケージとして形成されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  10. 前記基板は、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードから発せられる熱を放出する金属性材質のもので形成されることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
  11. 前記金属性材質のもので形成された基板に取り付けられる放熱板をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置。
  12. 前記基板上に前記発光ダイオード及び前記波長変換する手段を封止するモールド部をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
  13. 前記モールド部に前記波長変換する手段が均一に分布されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置。
  14. 前記単一のパッケージは、一対の電極リードと、該一対の電極リードのうち片側に実装された前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードと、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードの周縁部に配置される波長変換する手段と、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードと前記波長変換する手段を封止するモールド部とを備えるランプパッケージとして形成されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  15. 前記単一のパッケージは、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードと、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードの周縁部に配置される波長変換する手段と、前記少なくとも２つ以上の発光ダイオードから発せられる熱を放出するヒートシンクとを備える高出力パッケージとして形成されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
  16. 前記ヒートシンクから熱を放出可能に取り付けられる放熱板をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の発光装置。
  17. 前記各発光ダイオードは、シリコンカーバイドまたはサファイアで形成された基板上に窒化物エピタキシャル層を形成してなる構造を備えることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
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