WO2004032251A1

WO2004032251A1 - 白色発光装置

Info

Publication number: WO2004032251A1
Application number: PCT/JP2003/012119
Authority: WO
Inventors: Takemasa Yasukawa; Shota Shimonishi; Koichi Ota
Original assignee: Toyoda Gosei Co., Ltd.; Tridonic Optoelectronics Gmbh; Litec Gbr; Leuchtstoffwerk Breitungen Gmbh
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-04-15
Also published as: DE60333025D1; EP1548850A1; EP1548850B1; KR100645403B1; JP2004127988A; CN1682381A; EP1548850A4; ATE471575T1; CN100428505C; US7227190B2; KR20050074444A; TW200414567A; US20050253158A1; TWI278125B

Abstract

枠体１７のカップ１７ａ内におけるリードフレーム１４，１５上にマウント２１で紫色ＬＥＤ１９を固定し、この紫色ＬＥＤ１９をカップ１７ａ内に透明樹脂による封止材２６を充填することで封止する。また、紫色ＬＥＤ１９で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光を発光する赤緑青蛍光体２８～３０を、封止材２６に混入する。このような白色発光装置における封止材２６に、紫色ＬＥＤ１９で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄蛍光体３１を、追加混入する。

Description

明細書白色発光装置本出願は、日本特許出願番号 2002— 286089に基づいており、この日本出願の全内容は、本出願において参照され導入される。技術分野

本発明は、発光素子と蛍光体を有して白色に発光する白色発光装置に関し、例えば LEDディスプレイ、バックライ卜装置、信号機、照光式スィッチ、各種センサ、各種インジケータ等に適用される白色発光装置に関する。背景技術

一般的に発光装置に用いられる発光素子としては、無機 LED (Light Emitting Diode)、有機 LED、レーザーダイオード、無機厚膜エレクトロルミネセンスシートまたは無機薄膜エレクトロルミネセンス部品等が上げられる。 LEDはとりわけ、寿命が長い、場所をとらない、衝撃に強い、さらに狭いスペクトルバンドで発光するという特徴で際立っている。

多数の発光色、特別に広いスペクトルバンドの多数の発光色は、 LEDにおける活性半導体材料の固有の発光では、実現不可能であるか、非効率にしか実現することができない。とりわけこのことは、白色の発光を得る場合にあてはまる。

公知技術水準によれば、半導体では本来実現することができない発光色は、波長変換技術によって得られる。この波長変換技術は、本質的に次の原理に基づいている。すなわち、少なくとも 1つの蛍光体を LEDの上に配置し、その蛍光体によつて、 LEDが発光した光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる波長の光を発光するものである。言い換えれば、 LEDで発光された光を吸収し、その後にフォトルミネセンス光を別の発光色で放射する。

このような原理で白色を発光する発光装置として、紫色 LEDで発光された光を，現在実用化されている赤 ·緑，青各色の蛍光体（以下、纏めて表現する場合は赤緑青蛍光体という）で、波長変換して発光する白色 LEDランプが知られている。赤緑青蛍光体の各々の成分は、次式の通りである。

赤蛍光体： L a ₂0₂ S ： E u， Sm (YOS ： E u)

緑蛍光体： 3 (B a, Mg， Eu， Mu) O · 8 A 1 ₂0₃ (BAM： E u, M n)

青蛍光体：（S r, C a, B a, Eu) ₁₀ (P0₄) ₆ · C 1 ₂

しかし、従来の白色発光装置（白色 LEDランプ）においては、演色性が低いという問題がある。

図 1は、従来の白色発光装置（白色 LEDランプ）の発光強度を示すスペクトル図である。図示されるように、 560〜590 nmの波長の黄色成分が殆ど無いため、この白色 LEDランプの平均演色評価数 R aは約 5 0〜6 0と低い。一般の蛍光灯では、平均演色評価数 R aが約 8 0〜 9 0であり、 1 0 0が理想である。

一方、青色 LEDと蛍光体との組合せによって白色を実現している白色発光装置は、温度の上昇に伴って青色 LEDの発光波長が長波長側にシフトするため、白色発光装置の色ズレが生じる塲合がある。

本発明の目的は、改善された演色性を有する白色発光装置を提供することにある, 更に、本発明の目的は、色ズレが生じにくい白色発光装置を提供することにある, 発明の開示

(A) 本発明により、 50 0 nm以下のピーク波長を有する発光素子と、この発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する第 1の蛍光体と、

少なくとも前記第 1の蛍光体と異なる発光波長を有する第 2の蛍光体とから構成される白色発光装置が提供される。

上記白色発光装置は、次の限定のいずれか若しくは組合せを有してもよい。

1 ) 前記発光波長は 40 0 n m以下のピーク波長からなる。

2) 前記第 2の蛍光体は、青色ないし赤色の発光波長を有する 1種又はそれ以上の蛍光体から成る。 3) 前記第 2の蛍光体は、青色、赤色、緑色光を発光する蛍光体の何れか又はそれら全ての蛍光体から成る。

4) 前記第 1の蛍光体は、アルカリ土類金属珪酸塩から成る。

5) 前記第 1の蛍光体は、ユウ口ピウムで活性化されたアルカリ土類金属珪酸塩から成る。

6 ) 前記第 1の蛍光体は、式：

( 2 - X -y) S r O · X (B a, C a) O · ( l _ a— b— c— d) S i 0₂ · a

P₂0₅ b A 1₂0₃ c B₂〇₃ d G e 0₂ : y E u²⁺

(式中、 0<χ<1. 6、 0. 00 5<y<0. 5、 0<a、 b、 c、 d<0. 5 である）

で示される 2価のユウ口ピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩およびノまたは式：

(2 -x-y) B aO · X (S r， C a) Ο · (1 - a-b- c -d) S i 0₂ · a P₂0₅ b A 1₂0₃ c B₂〇₃ d G e 0₂ : y E u²⁺

(式中、 0. 0 1<χ< 1. 6、 0. 0 0 5<y<0. 5、 0<a、 b、 c、 d< 0. 5である）

で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩であり、この場合、有利に a、 b、じおよび dの値のうちの少なくとも 1つが 0. 0 1より大きい。

7) 前記赤、緑、青および Zまたは黄色の蛍光体は、前記発光素子を被覆する被覆部材に混入される。

8) 前記被覆部材に混入される前記赤、緑、青およびノまたは黄色の蛍光体は、前記発光素子の近傍に高密度状態で混入される。

9) 前記赤、緑、青および Zまたは黄色の蛍光体は、更に、前記発光素子をリードフレームに固定するための絶縁性の接着材料にも混入される。

(B) 本発明の他の側面により、

マウントリードのカップ内に配置され、 G a N系半導体から成る紫色の光を発光する発光素子と、

前記カップ内に充填され前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材とから構成され、前記封止材は、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体、および、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置が提供される, 上記白色発光装置は、次の限定を有してもよい。

前記白色発光装置は、更に、前記封止材が充填された前記カップと前記マウントリードの一部とを被覆する透明樹脂から成るレンズ状のモールド部材を含む。

(C ) 本発明の他の側面により、

前記カップ内に充填され前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材と、前記封止材が充填された前記力ップと前記マウントリードの一部とを被覆する透明樹脂から成るレンズ状のモールド部材と、

前記モールド部材に嵌合され、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体が混入される蛍光カバーとから構成され、

前記蛍光カバーは、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置が提供される。

(D) 本発明の他の側面により、

紫色の光を発光する発光素子と、

この発光素子から発光される光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板とから構成され、

前記導光板は、その光出力面上に、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体、および、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が塗布される白色発光装置が提供される。

(E ) 本発明の他の側面により、紫色の光を発光する発光素子と、

この発光素子から発光される光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板と、

前記導光板の光出力面上に配置され、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体が混入されるフィルムとから構成され、

前記フィルムは、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置が提供される。図面の簡単な説明

図 1は、従来の白色 LEDランプの発光強度を示すスぺクトル図である。

図 2は、本発明の第 1の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である図 3は、白色 L E Dランプにおける紫色 L E Dの層構成を示す図である。

図 4は、第 1の実施の形態に係る白色 L E Dランプの発光強度を示すスぺクトル図である。

図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である _c 図 6は、本発明の第 3の実施の形態に係る白色 L E Dランプを示す断面図である _c 図 7は、第 3の実施の形態に係る白色 LEDランプにおいてツエナーダイォードを用いた過電圧保護素子を示す回路図である。

図 8は、第 3の実施の形態に係る白色 LEDランプにおいてコンデンサを用いた過電圧保護素子を示す回路図である。

図 9は、本発明の第 4の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である < 図 10 (a) は、本発明の第 5の実施の形態に係る面状光源用装置を示す平面図，図 10 (b) は図 10 (a) の A— A線断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

(第 1の実施の形態）図 2は、本発明の第 1の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である < 図 2に示される白色 LEDランプ 1 0は、 SMD (Surface Mounted Device) 型のものであり、次のような構成となっている。絶縁性を有するガラスエポキシ樹脂基板 1 2の上下側面に、電気的に絶縁された 2つのリードフレーム 1 4, 1 5が金パターンによって形成され、リードフレーム 1 4， 1 5上にプラスチッ製のカツプ 1 7 aを有する枠体 1 7が設けられている。カップ 1 7 aは、その表面が紫色 L ED 1 9で発光された光を反射する反射鏡となっている。リードフレーム 1 4， 1 5は非対称であり、一方のリードフレーム 1 5の上面は、枠体 1 7のカップ 1 7 a が形成する空間底部の中央部分まで形成されているが、他方のリードフレーム 1 4 は、上記空間の底部に少しだけ露出した状態に形成されている。

紫色 LED 1 9は、 3 9 5 nmの紫色光を発光するものであり、リードフレーム 1 5の上面に、銀フイラ含有エポキシ樹脂ペースト等によるマウント 2 1で固着されている。但し、紫色 LED 1 9は、 3 50〜40 0 nmの波長領域の何れかの光を発光するものに置き換えても良い。紫色 LED 1 9の p電極とリードフレーム 1 5は、金製のボンディングワイヤ 2 3により接続され、紫色 LED 1 9の n電極とリードフレーム 1 4は、金製のボンディングワイヤ 24により接続されている。

枠体 1 7のカップ 1 7 aが形成する空間には、固化後に透明となる封止材 2 6が充填されており、この封止材 2 6により紫色 LED 1 9が固定されている。封止材 26は、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂を用いたものであり、この封止材 2 6 には、従来例で説明した赤蛍光体 2 8、緑蛍光体 2 9、青蛍光体 3 0に加え、本発明の特徴要素である黄蛍光体 3 1 (後述で詳細に説明）が混入されている。

但し、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1が混入された封止材 2 6は、枠体 1 7のカップ 1 7 aが形成する空間内一杯に充填されてもよく、また、枠体 1 7の上縁から下がつた部位まで充填されていてもよい。さらに、赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1を混入した封止材 26には、光を拡散する拡散材を混入してもよい。この場合、拡散材によつて、紫色 LED 1 9で発光された光が乱反射して散乱光となるため、紫色 LED 1 9で発光された光が赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1に当たりやすくなつて、赤緑青黄蛍光体 28〜 3 1から放射される光の光量が増加する。この拡散材は、特に限定されるものでなく、周知の物質を使用することができる。黄蛍光体 3 1は、紫色 LED 1 9で発光された 3 9 5 nmの紫色光の波長を、 5 6 0〜59 0 nmの波長の黄色の光に波長変換を行って放射するものである。これを含めた赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1が封止材 26に混入されているが、その混入割合は、封止材 2 6を含めた全ての体積比の 5 %位が望ましい。

黄蛍光体 3 1は、 2価のユーロピウムで賦活されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩からなる。

すなわち、黄蛍光体 3 1が、式：

(2 - x - y) S r O · X (B a, C a) O - (1 - a - b- c - d) S i 0₂ · a P₂〇₅ b A 1 ₂0₃ c B₂〇₃ dGe 0₂ : y Eu^{2 +}

(式中、 0<χ<1. 6、 0. 0 05<y<0. 5、 0<a、 b、 c、 d<0. 5 である）

で示される 2価のユウ口ピウムで活性化されたアル力リ土類金属オルト珪酸塩およびノまたは、式：

(2 -x-y) B aO · X (S r , C a) Ο · ( 1 - a-b- c -d) S i 0₂ · a P ₂0₅ b A 1 ₂O₃ c B₂0₃ d G e 0₂ ： y E u ^{2 +}

(式中、 0. 0 1<χ<1. 6、 0. 0 0 5<y<0. 5、 0<a、 b、 c、 d< 0. 5である）

で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩でもよい。この場合、有利に a、 b、 cおよび dの値のうちの少なくとも 1つが 0. 0 1より大きい。 .

すなわち、珪酸バリウムの代りに珪酸ストロンチウムまたは珪酸バリウムと珪酸ストロンチウムオルト珪酸塩の混合形が使用される場合に、放射される光の波長が長くなることが意外にも見いだされた。珪素の部分のゲルマニウムによる置換ならびに付加的に存在する P₂〇₃、 A 1₂〇₃およびまたは B₂0₃も発光スぺクトルへの影響を有し、その結果、該発光スペクトルは、それぞれの使用の場合について最適に調整することができる。

有利に蛍光体 3 1は、 2価のユウ口ピウムおよび/またはマンガンで活性化されたアルカリ土類金属アルミン酸塩の群からの別の蛍光体およびノまたは、 Y (V, P, S i ) 0₄： Euまたは次式：

Me (3 -x-y) Mg S i ₂O_s ： xEu, yMn (式中、 0. 00 5<x<0. 5、 0. 0 0 5<y<0. 5、 Meは B aおよび/ または S rおよびまたは C aを表す）

で示されるアルカリ土類金属—マグネシウム—ニ珪酸塩： E u^{2 +}， Mn^{2 +}の群からのさらに別の赤に近い色で発光する蛍光体を有している。

さらに、少量の 1価のイオン、殊にハロゲン化物、が蛍光体格子の中に組み込まれている場合が、結晶化度および放射率について有利であることが見いだされた。スぺクトル領域が 3 0 0から 5 0 0 nmである場合は有利である。この波長領域で，黄蛍光体 3 1は、良好に励起される。

また、黄蛍光体 3 1の製造の重要な工程を説明する。

珪酸塩蛍光体の製造のために、選択した組成に応じて出発物質アルカリ土類金属炭酸塩、二酸化珪素ならびに酸化ユウ口ピウムの化学量論的量を密に混合し、かつ、蛍光体の製造に常用の固体反応で、還元性雰囲気下で、温度 1 1 0 0でおよび 1 4 0 otで所望の蛍光体に変換する。この際、結晶化度にとって、反応混合物に少ない割合で、有利に 0. 2モル未満の割合で塩化アンモニゥムまたは他のハロゲン化物を添加することは、有利である。必要に応じて珪素の一部をゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、リンで置換することもできるし、ユウ口ピウムの一部をマンガンで置換することもでき、このことは、熱により酸化物に分解する上記元素の化合物の相応量の添加によって行なわれる。この場合には反応条件の範囲は、維持される。

得られた珪酸塩は、波長 5 1 0 nmから 60 0 nmで放射し、かつ 1 1 0 nmまでの半値幅を有する。

上記の群からの蛍光体の 1つまたは上記の群から組み合わせた蛍光体の使用によつて、あるいは、 2価のユウ口ピウムおよびまたはマンガンで活性化されたアルカリ土類金属アルミン酸塩および、 Y (V, P, S i ) 0₄： Eu²⁺の群からのさらに別の赤に近い色で発光する蛍光体、 Y₂〇₂S ： Eu^{3 +}、蛍光体の群からの常用の蛍光体との組合せによって、定義された色温度を有する発光色および高い色再現性を得ることができ、このことは、次の実施例で示されているとおりである。

T= 2 7 7 8K (464 nm+S r ₁. ₄B a₀. ₆S i 0₄ : Eu²⁺) ; x = 0. 46 1 9、 y = 0. 4247、 R a = 7 2, T= 2 9 5 0 K (464 nm+S r _{1 4}B a₀. ₆S i 0₄ : E u ²⁺) x = 0. 43 8 0、 y = 0. 40 04、 R a = 7 3、

T= 349 7 K (464 nm+S r _{1 6}B a₀. ₄S i 0₄ : Eu²⁺) x = 0. 40 8 6、 y = 0. 39 9 6、 R a = 74、

T=4 1 8 3 K (464 nm+ S r _t. ₉B a₀. ₀₈Ca₀. ₀₂S i〇₄ E u²⁺) x

= 0. 3 7 6 2、 y = 0. 38 7 3、 R a = 7 5、

T= 6 624K (464 nm+ S . ₉B a _{0 02}Ca ₀. ₀₈ S i〇₄ Eu²⁺) X

= 0. 3 1 0 1、 y = 0. 3 3 0 6、 R a= 7 6、

T= 6 38 5 K (464 nm+ S r ₆B a₀. ₄ S i 0₄ ： E u ^{2 +} + S r _{0 4}B a _x. ₆

S i O_d : Eu²⁺) x 0. 3 1 3 5、 y = 0. 3 3 9 7、 R a = 8 2

T = 42 1 6 K (464 nm+S r ^ ₉B a ₀. ₀₈Ca 0. 02 S i 0₄ : Eu²⁺) x = 0. 3 7 1 0、 y = 0. 36 9 6、 R a = 8 2、

T= 3 9 54K (464 nm+S r ₆B a ₀. ₄S i 0₄： Eu^{2 +} +S r ₀. ₄B a ₆ S i 0₄ : Eu^{2 +} + YV0₄： Eu³⁺) ； x = 0. 3 7 56、 y = 0. 3 8 1 6、 R a = 84、

T= 6489 K (464 nm+ S r _{K 6}B a ₀. ₄S i O₄ : Eu^{2 +} +S r ₀. ₄B a _{1 6} S i 0₄ : Eu^{2 +} +アルミン酸バリウムマグネシウム： Eu2+) ； x = 0. 3 1 1 5 y= 0. 3 3 9 0、 R a = 66、

T= 50 9 7 K (464 nm+ S r , ₆B a 0. 4 (S i 0. 08 B^ 0. 02 ) 0₄： Eu²⁺ +

S r₀₆B a_{1 4}S i 0₄： Eu²⁺) ; x = 0. 342 3、 y = 0. 348 5、 R a = 8 2 T= 50 84K (464 nm+ S r _{1 6}B a₀₄ (S i ₀.₀₈B ₀₀₂) 〇₄： Eu ⁺+S r₀₆B a,₄S i 0₄： Eu²⁺+アルミン酸ストロンチウムマグネシウム： Eu²⁺) ； x = 0. 343 0、 y = 0. 3 5 3 1、 R a = 8 3、

T= 3 36 9 K (464 nm+ S r , ₄B a₀₆S i ₀₉₅G e ₀₀₅O₄： E u ²⁺) ; x = 0. 4 1 34、 y = 0. 3 9 59、 R a = 74,

T= 2 7 8 7 K (466 nm+S r _{l 4}B a₀₆S i ₀.₉₈P₀.₀₂〇₄ : Eu²⁺) ; x = 0. 4 6 3 0、 y= 0. 42 8 0、 R a= 7 2、

T= 2 9 1 3 K (464 nm+ S r , ₄B a_{n fi}S i ₀₉₈ 1₀₀₂〇₄： E u ²⁺) ; x = 0.

442 5、 y = 0. 40 50、. R a = 7 3 次に、白色 LEDランプ 1 0のマウント 2 1について説明する。

マウント 2 1 (接着材料）には、扱いやすさからエポキシ樹脂等の種々の樹脂を用いることができる。マウント 2 1に用いられる樹脂は接着性を有すると共に、極小形状の紫色 L ED 1 9の側面にマウント 2 1がせり上がっても側面で各層間がショートしないよう絶縁性を有する樹脂が好ましい。

マウント 2 1は、紫色 LED 1 9から等方的に発せられる光を透過してカップ 1 7 aの表面の反射鏡で反射させ、白色 LEDランプ 1 0の上方に放出させるため、透明な樹脂を用いる。ここでは、白色 LEDランプ 1 0が白色系の光源なので、マゥント 2 1は、白色光の妨げにならない白色としてもよい。

また、マウント 2 1に赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1を含有させても良い。紫色 LE D 1 9は等方的に発光し、その光はカップ 1 7 aの表面でも反射されるため、それらの光がマウント 2 1中を透過するため、マウント 2 1の中は極めて光密度が高い ₍ そこで、マウント 2 1中に赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有させると、紫色 LED 1 9で発光された光は、マウント 2 1中の赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1で反射され、また、マウント 2 1中の赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1によって励起された光として等方的に新たに放出される。このようにマウント 2 1にも赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1 を含有させると、白色 LEDランプ 1 0はさらに高輝度となる。

また、マウント 2 1に Ag等の無機材料を含有させた樹脂を用いることができる < 高輝度の白色 LEDランプ 1 0を長時間使用すると、マウント 2 1や封止材 2 6には、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の樹脂が用いられているため、紫色 LE D 1 9の極近傍の合成樹脂でできたマウント 2 1や封止材 2 6が、茶色や黒色に着色され劣化し、発光効率が低下する。特に、紫色 LED 1 9近傍のマウント 2 1の着色が発光効率を大きく低下させる。マウント 2 1は、紫色 LED 1 9からの光による耐侯性だけでなく接着性、密着性等も要求されるが、この光による樹脂の劣化は、マウント 2 1に Ag等の無機材料を含有させた樹脂を用いることで解消できる < このようなマウント 2 1は、 A gペーストと赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1をマウントペーストに混ぜ合わせてリードフレーム 1 5上にマウント機器で塗布させ紫色 LE D 1 9を接着させることで簡単に形成させることができる。また、マウント 2 1は、 A g含有のエポキシ樹脂の他に、無機材料を含有させた有機樹脂としてシリコーン樹脂を用いることもできる。マウント 2 1中の無機材料は、樹脂との密着性が良好で、紫色 LED 1 9からの光によって劣化しないことが必要である。そのため、無機材料としては、銀、金、アルミニウム、銅、アルミナ，シリカ、酸化チタン、窒化硼素、酸化錫、酸化亜鉛、 I TOから 1種以上を選択して樹脂に含有させる。特に、銀、金、アルミニウム、銅等は、放熱性を向上させ、導電性を有するので導電性を期待する半導体装置に適用することができる。また、アルミナ、シリカ、酸化チタン、窒化硼素等は耐侯性に強く高反射率を維持させることができる。無機材料は分散性や電気的導通などを考慮してその形状を球状、針状やフレーク状等種々の形状にすることができる。マウント 2 1の樹脂中の無機材料含有量は、放熱性や電気伝導性など種々に調節することができる。しかし、樹脂中の無機材料含有量を多くすると、密着性が低下するため、 5重量％以上から 80 重量％以下とするが、さらに 60重量％以上から 80重量％以下とすればより最適に樹脂の劣化を防止することができる。

また、赤緑青黄蛍光体 28〜3 1をマウント 2 1にも含有させることにより白色 LEDランプ 1 0の輝度をさらに高めることができる。

これにより高輝度、長時間の使用においても発光効率の低下が極めて少ない高輝度な発光が可能な白色 LEDランプ 10を提供することができる。さらに、熱伝導性の良い材料を用いることで紫色 LED 19の特性を安定化させ、色むらを少なくすることもできる。

次に、紫色 LED 1 9の層構成を説明する。

図 3は紫色 LED 1 9の層構成を示す。紫色 LED 1 9は、透明基板として例えばサファイア基板 41を有し、このサファイア基板 41上に、 MOCVD法等により窒化物半導体層として例えば、バッファ層 42、 n型コンタクト層 43、 n型クラッド層 44、 MQW (multi-auantum well) 活性層 45、 p型クラッド層 46、および P型コンタクト層 47を順次形成し、スパッタリング法，真空蒸着法等により、 p型コンタクト層 47上の全面に透光性電極 50、透光性電極 50上の一部に p電極 48、および n型コンタクト層 43上の一部に n電極 49を形成したものである。ノソファ層 4 2は、例えば、 A 1 Nからなり、 n型コンタクト層 43は、例えば、 G aNからなる。 n型クラッド層 44は、例えば、 A 1 yG a 1 - yN (0≤y< l) からなり、 p型クラッド層 46は、例えば、 A l xGa卜 xN (0<x< 1) からなり、 p型コンタクト層 47は、例えば、 GaNからなる。また、 P型クラッド層 4 6のバンドギャップは、 η型クラッド層 44のバンドギャップより大きくする。 η 型クラッド層 44および ρ型クラッド層 46は、単一組成の構成であっても良く、超格子構造となるように、互いに組成が異なる厚み 1 0 OA以下の上記の窒化物半導体膜が積層される構成であっても良い。膜厚を 1 0 OA以下とすることにより、膜中にクラックや結晶欠陥が発生するのを防ぐことができる。

MQW活性層 45は、 I nGaNからなる複数の井戸層と、 A 1 GaNからなる複数のバリア層とからなる。また、超格子層を構成するように、井戸層およびバリァ層の厚みは 1 0 OA以下、好ましくは 60〜 7 OAにする。 I n GaNは、結晶の性質が他の A 1 GaNのような A 1を含む窒化物半導体と比べて柔らかいので、 I nG aNを活性層 45を構成する層に用いることにより、積層した各窒化物半導体層全体にクラックが入り難くなる。なお、 MQW活性層 4 5は、 I nGaNからなる複数の井戸層と、 G aNからなる複数のバリア層とから構成してもよい。また、 A 1 I nGaNからなる複数の井戸層と、 A l I n G aNからなる複数のバリア層とから構成してもよい。但し、バリア層のバンドギャップエネルギーは、井戸層のバンドギャップエネルギーより大きくする。

なお、 MQW活性層 45よりサファイア基板 4 1側、例えば、 n型コンタクト層 43のバッファ層 42側に反射層を形成してもよい。また、反射層は、 MQW活性層 45が積層されているサファイア基板 4 1の表面と反対側の表面に形成してもよレ^ 反射層は、活性層 45からの放出光に対して最大の反射率を有しているものが好ましく、例えば、 A 1から形成してもよく、 GaN系の薄膜の多層膜から形成してもよい。反射層を設けることにより、活性層 45からの放出光を反射層で反射でき、活性層 45からの放出光の内部吸収を減少させ、上方への出力光を増大させることができ、マウント 2 1への光入射を低減してその光劣化を防止することができる。 n このように構成された白色 LEDランプ 1 0において、リードフレーム 1 4， 1 5間に電圧を印加すると、紫色 LED 1 9が 39 5 nmの波長の紫色の光を発光する。

図 4は、第 1の実施の形態に係る白色 L E Dランプの発光強度を示すスぺクトル図である。この紫色の光は、封止材 26中の赤緑青黄の各々の蛍光体 28〜3 1を励起し、励起された各蛍光体 2 8〜 3 1は、図 4の発光強度のスペクトル図に示すように、青 ·緑 ·黄 '赤の各色の光を発光する。この際、黄蛍光体 3 1は、紫色の光で励起され、 5 6 0〜5 9 0 nmの波長の黄色の光を発光する。

また、封止材 2 6中の紫色の光と、青 '緑 *黄 ·赤の各色の光とが混合された光は外部に漏れ出るが、その混合された光は、人間の目では白色に見え、結果として、白色 LEDランプ 60は、白色に発光しているように見える。

このように、第 1の実施の形態の白色 LEDランプ 1 0によれば、図 4と従来例で引用した図 1のスぺクトル図との比較から判るように、青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の光の発光強度を全体的に高くすることができる。従って、各蛍光体 2 8〜3 1で波長変換された光の青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の色成分が十分となり、演色性を向上させることができる。また、平均演色評価数 Raを、従来の約 50〜6 0から、約 8 0 〜9 0に改善することができ、さらに、光度も従来の約 1 6 Omc dから、 2 50 mc dに向上させることができる。

この他、封止材 26に赤緑青黄蛍光体 28〜 3 1を混入する際に、紫色 L E D 1 9の近くを高密度としてもよい。この場合、紫色 LED 1 9の近くで多くの光が波長変換されるので、外部から白色 LEDランプ 1 0を見た際に光源をより小さく見せることが可能となる。

(第 2の実施の形態）

図 5は、本発明の第 2の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である ₍ 但し、この図 5に示す第 2の実施の形態において図 2の各部に対応する部分には同一符号を付す。

この図 5に示す白色 LEDランプ 60は、レンズタイプのものであり、紫色 LE D 1 9は、紫色 LED 1 9の発光を白色 LEDランプ 60の上方に反射させるよう反射鏡としての役割を果たすカップ 1 7 aを形成したメタルステム 6 2にマウント 2 1を介して取り付けられている。メタルステム 6 2は一方のリードフレーム 6 4 に一体形成されており、そのメタルステム 6 2上の紫色 L E D 1 9の一方の電極とリードフレーム 6 4とが金製のボンディングワイヤ 2 3により接続され、他方の電極とリードフレーム 6 5とが金製のボンディングワイヤ 2 4により接続されている, また、紫色 L E D 1 9を固定するため、コーティング部材である封止材 2 6で力ップ 1 7 a内が被覆されている。さらに、リードフレーム 6 5及びメタルステム 6 2の形成されたリードフレーム 6 4がモールド部材である外部樹脂 6 9で封止されている。従って、紫色 L E D 1 9は、封止材 2 6及び外部樹脂 6 9より二重に封止されている。なお、メタルステム 6 2とリードフレーム 6 4は、マウントリードともいう。

封止材 2 6は、カップ 1 7 aの上縁の水平面よりも低くカップ 1 7 a内部に充填させる。これにより、複数の L E Dを近接して配置した場合に、 L E D間の混色が発生せず、 L E Dで平面ディスプレイを実現して解像度の良い画像を得ることがでさる。

封止材 2 6には、赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1が混入されている。この赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1は、上記第 1の実施の形態で説明したように、フォトルミネッセンス効果を有し、紫色 L E D 1 9が発光する光を吸収して、吸収した光の波長と異なる波長の光を発光する。

なお、封止材 2 6として使用されるシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂の代わりに低融点ガラスを用いてもよい。低融点ガラスは、耐湿性に優れるとともに紫色 L E D 1 9に有害なイオンの侵入を阻止することができる。さらに、紫色 L E D 1 9 からの発光を吸収せずにそのまま透過できるため、吸収分を見込んで強く発光させる必要がない。

また、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を混入した封止材 2 6であるシリコーン樹脂、エポキシ樹脂または低融点ガラスに拡散材をさらに混入してもよい。拡散材によつて、発光した紫色 L E D 1 9からの光を乱反射し散乱光とするため、紫色 L E D 1 9からの光が赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1に当たりやすくなつて、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1から発色する光量を増加させることができる。この拡散材は、特に限定されるものでなく、周知の物質を使用することができる。外部樹脂 6 9には、固化後に透明となるェポキシ樹脂を用いることができる。

このように構成された白色 LEDランプ 6 0において、リードフレーム 64, 6 5間に電圧を印加すると、紫色 LED 1 9が 3 9 5 n mの波長の紫色の光を発光する。この紫色の光は、封止材 2 6中の赤緑青黄の各々の蛍光体 2 8〜3 1を励起し，励起された各蛍光体 2 8〜 3 1は、図 4の発光強度のスペクトル図に示すように、青 ·緑 *黄 *赤の各色の光を発光する。この際、黄蛍光体 3 1は、紫色の光で励起され、 5 6 0〜 5 9 0 nmの波長の黄色の光を発光する。

また、封止材 2 6中の紫色の光と、青 ·緑，黄 ·赤の各色の光とが混合された光は、外部樹脂 6 9を通過して外部に漏れ出るが、その混合された光は、人間の目では白色に見え、結果として、白色 LEDランプ 6 0は、白色に発光しているように見える。

このように、第 2の実施の形態の白色 LEDランプ 6 0によれば、図 4と従来例で引用した図 1のスぺクトル図との比較から判るように、青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の光の発光強度を全体的に高くすることができる。従って、各蛍光体 2 8〜3 1で波長変換された光の青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の色成分が十分となり、演色性を向上させることができる。また、外部樹脂 6 9に赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を混入させても. 同様な効果を得ることができる。

(第 3の実施の形態）

図 6は、本発明の第 3の実施の形態に係る白色 LEDランプを示す断面図である, 但し、この図 6に示す第 3の実施の形態において図 5の各部に対応する部分には同一符号を付す。

この図 6に示す白色 LEDランプ 7 0は、紫色 LED 1 9を静電気等の過電圧から保護できるようにしたもので、図 5に示した白色 L E Dランプ 6 0の構成の光源に過電圧保護素子 7 2を追加した構成となっている。

過電圧保護素子 7 2は、紫色 LED 1 9と同程度の大きさにチップ化されており紫色 LED 1 9とマウント 2 1との間に配設される。本実施の形態においては、図 5の場合と異なり、後述する理由から、紫色 LED 1 9はフリップチップ実装される。過電圧保護素子 7 2は、紫色 LED 1 9及びリードフレーム 64と接続するための電極 74， 7 5 ·を備えている。電極 74は、図 3に示した P電極 48に対向する位置に設けられている。また、電極 7 5は、 n電極 49に対向する位置に設けられ、ボンディングワイヤ 24でリードフレーム 6 5と電気的に接続している。

過電圧保護素子 7 2上の電極 74， 7 5は、それぞれ金バンプ 7 7, 7 8を介して紫色 LED 1 9の p電極 48， n電極 49に接続される。この過電圧保護素子 7 2には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツエナーダイオード、パルス性の電圧を吸収するコンデンサ等を用いることができる。

図 7は、ツエナーダイオードを用いた過電圧保護素子 7 2を示す回路図である。過電圧保護素子 7 2としてのツエナーダイオード 1 0 0は、紫色 LED 1 9に電気的に並列接続され、紫色 LED 1 9のアノードとツエナ一ダイオード 1 0 0のカソードが接続され、紫色 LED 1 9の力ソードとツエナ一ダイオード 1 00のァノ一ドが接続されている。リードフレーム 64とリードフレーム 6 5の間に過大な電圧が印加された場合、その電圧がツエナーダイオード 1 0 0のツエナ一電圧を越えると、紫色 LED 1 9の端子間電圧はツエナー電圧に保持され、このツエナ一電圧以上になることはない。したがって、紫色 LED 1 9に過大な電圧が印加されるのを防止でき、過大電圧から紫色 LED 1 9を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。

図 8は、コンデンサを用いた過電圧保護素子 7 2を示す回路図である。過電圧保護素子 7 2としてのコンデンサ 1 0 2は、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサ 1 0 2は両側に帯状の電極が設けられており、この電極が紫色 LED 1 9のアノード及び力ソードに並列接続される。リードフレーム 64とリードフレーム 6 5の間に過大な電圧が印加された場合、この過大電圧によって充電電流がコンデンサ 1 0 2に流れ、コンデンサ 1 0 2の端子間電圧を瞬時に下げ、紫色 LED 1 9に対する印可電圧が上がらないようにするため、紫色し ED 1 9を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサ 1 0 2がバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。

上記したように、図 6に示す白色 LEDランプ 7 0の紫色 LED 1 9は、図 5の白色 LEDランプ 6 0に対して上下を反転させたフリップチップ実装を行っている < その理由は、過電圧保護素子 7 2を設けたために、過電圧保護素子 7 2と紫色 LE D 1 9の両方に電気的な接続が必要になる。仮に、紫色 LED 1 9と過電圧保護素子 72のそれぞれをボンディングワイヤにより接続した場合、ボンディング数が増えるために、生産性が低下し、また、ボンディングワイヤ同士の接触、断線等が増えるため、信頼性の低下を招く恐れがある。そこで、紫色 LED 1 9をフリツプチップ実装としている。すなわち、図 3に示したサファイア基板 4 1の下面を最上面にし.、 p電極 48を金バンプ 7 7を介して過電圧保護素子 7 2の電極 74に接続し、 n電極 49を金バンプ 7 8を介して過電圧保護素子 7 2の電極 7 5に接続し、ボンデイングワイヤ 2 3, 7を紫色 LED 1 9に接続しないで済むようにしている。なお、紫色 LED 1 9をフリップチップにした場合、図 3に示した透光性電極 5 0は、非透光性の電極に代えることができる。また、 p電極 48の表面と同一高さになるように、 n電極 49を厚くし、あるいは、 n電極 42に新規に導電体を接続し、これを電極としてもよい。

このように構成された第 3の実施の形態の白色 LEDランプ 7 0においても、リ —ドフレーム 64, 6 5間に電圧を印加すると、図 5に示した白色 LEDランプ 6 0と同様に青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の光を発光するので、同様に演色性を向上させることができる。

また、白色 LEDランプ 7 0においては、過電圧保護素子 7 2を設けたことにより、静電気等による過電圧が印加されても、紫色 LED 1 9を損傷させたり、性能劣化を招いたりすることがなくなる。また、過電圧保護素子 7 2がサブマウントとして機能するため、紫色 LED 1 9をフリップチップ実装しても、ボンディングヮィャ 2 3, 24のチップ側におけるボンディング位置の高さは下がることがないの. で、図 5の白色 LEDランプ 6 0の場合 iほぼ同じ高さ位置でボンディングを行うことができる。

なお、過電圧保護素子 7 2に半導体素子を用いる場合、ツエナーダイオード 1 0 0に代えて一般のシリコンダイオードを用いることもできる。この場合、複数のシリコンダイォ一ドを同一極性にして直列接続し、そのトータルの順方向電圧降下 (約 0. 7VX個数）の値は、過電圧に対する動作電圧相当になるようにシリコンダイオードの使用本数を決定する。また、過電圧保護素子 7 2には、可変抵抗素子を用いることもできる。この可変抵抗素子は印加電圧の増加に伴い抵抗値が減少する特性を持ち、ツエナーダイォ一ド 1 0 0と同様に過電圧を抑制することができる。

(第 4の実施の形態）

図 9は、本発明の第 4の実施の形態に係る白色 L E Dランプを示す断面図である。但し、この図 9に示す第 4の実施の形態において図 5の各部に対応する部分には同一符号を付す。

この図 9に示す白色 L E Dランプ 1 1 0は、発光素子から発光された光を波長変換してレンズ型の樹脂封止体外部に放射するものであり、リードフレーム 6 4， 6 5と、メタルステム 6 2と、紫色 L E D 1 9と、マウント 2 1と、ボンディングヮィャ 2 3， 2 4と、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含まない封止材 2 6と、外部樹脂 6 9と、カップ 1 7 aとを含む構成の他に、外部樹脂 6 9の外面に密着して包囲し且つ赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有する透光性の蛍光カバー 1 1 2を備えて構成されている。

蛍光カバー 1 1 2の樹脂基材は、例えば、透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチロール、ベークライト、 C R 3 9 (アクリル · グリコール，カーボネート樹脂）等であり、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂は、蛍光カバ一 1 1 2にある程度の弾力性を付与するため、外部樹脂 6 9への装着が容易である。

また、蛍光カバ一 1 1 2は、外部樹脂 6 9の外面に密着する形状、即ち円筒形状のカバ一上部に半球形状のカバーが一体形成された形状を成しており、外部樹脂 6 9に着脱自在に取り付けられている。また、蛍光カバー 1 1 2は、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1による光散乱を小さくするため薄いフィルム状とするのが好ましい。さらに、蛍光カバー 1 1 2は、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有する樹脂の射出成形により所定の形状に形成した後、外部樹脂 6 9に密着すると比較的簡単に完成できるが、外部樹脂 6 9と蛍光カバー 1 1 2との間に空気層が形成されないよう (こするため、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含む樹脂原料を外部樹脂 6 9に直接噴霧した後、硬化させて蛍光カバー 1 1 2を形成してもよい。

このように構成された白色 L E Dランプ 1 1 0において、紫色 L E D 1 9からの出射光は、封止材 2 6及び外部樹脂 6 9を介して蛍光カバー 1 1 2に入射される。この入射光の一部が赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1により吸収され、同時に波長変換されて外部へ出射される。これによつて蛍光カバー 1 1 2の外面から観測される発光色は、それらの光を合成した色となり、例えば前述の原理から白色となる。

このように、第 4の実施の形態の白色 L E Dランプ 1 1 0によれば、紫色 L E D 1 9の樹脂封止体である封止材 2 6及び外部樹脂 6 9には赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1を含有しないが、外部樹脂 6 9の外面を被覆する蛍光カバ一 1 1 2に赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有させたので、図 5に示した白色 L E Dランプ 6 0と同様に青 ·緑 ·黄 ·赤の各色の光を発光させることができ、同様に演色性を向上させることができる。

また、封止材 2 6及び外部樹脂 6 9では、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有しないので、赤緑青黄蛍光体 2 8〜 3 1による光散乱が生じない。また、蛍光カバー 1 1 2は薄いフィルム状を成すので、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1による光散乱は比較的小さい。このため、外部樹脂 6 9のレンズ部の形状を任意形状（上記実施の形態では半球状）とすることによって所望の光指向性が得られ、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制することができる。

また、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1は、蛍光カバー 1 1 2に含有させる他、蛍光力バー 1 1 2の表面に塗布しても、含有させたと同様の効果を得ることができる。さらに、市販の半導体発光素子に蛍光カバー 1 1 2を装着できるので、白色 L E Dランプを安価に製造することができる。

(第 5の実施の形態）

図 1 0 ( a ) ( b ) は、本発明の第 5の実施の形態に係る面状光源用装置を示し. ( a ) は平面図、（b ) は（a ) の A— A線断面図である。但し、この図 1 0に示す第 5の実施の形態において図 2の各部に対応する部分には同一符号を付す。

この図 1 0に示す面状光源用装置 1 2 0は、例えば、液晶パネルのバックライ卜装置として適用され、液晶パネルの裏面側から液晶パネルに光を照射し、非発光性である液晶パネルの文字や画像に明るさゃコントラストを与えることにより、その視認性を向上させるものであり、次の要素を備えて構成されている。

即ち、面状光源用装置 1 2 0は、透明の概略矩形状の導光板 1 2 2と、この導光板 1 2 2の側面にアレイ状に配列されて埋め込まれることにより導光板 1 2 2と光学的に接続された複数の紫色 LED 1 9と、導光板 1 2 2の光の出射面 1 2 2 aを除く他の面を包囲して導光板 1 2 2に取り付けられた光を反射する光反射ケース 1 24と、導光板 1 2 2の出射面 1 2 2 aと対向する光の反射面 1 2 6に規則的で微細な凹凸模様を形成して成る光拡散模様 1 2 8と、導光板 1 2 2に出射面 1 2 2 a を覆い取り付けられ、内部に赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1を含有する透明のフィルム 1 30とから構成されている。

また、各紫色 LED 1 9は、ボンディングワイヤ及びリードフレーム等の電源供給用の手段を介して電源から所定電圧の駆動電圧が供給されるように光反射ケース 1 24に取り付けられている。光拡散模様 1 2 8は、紫色 LED 1 9から出射された光を導光板 1 2 2の内部で拡散するものである。

このように構成された面状光源用装置 1 2 0において、各紫色 LED 1 9に駆動電圧が印加されると、駆動された各紫色 LED 1 9から光が出射される。この出射光は、導光板 1 2 2の中を所定方向に進み、反射面 1 2 6に形成された光拡散模様 1 28に当たって反射拡散しながら出射面 1 2 2 aからフィルム 1 30を通過して面状の出射光として出射される。紫色 LED 1 9の出射光は、フィルム 1 3 0を通過する際に、一部が赤緑青黄蛍光体 28〜3 1により吸収され、同時に波長変換されて出射される。これによつてフィルム 1 3 0の前面から観測される発光色は、それらの光を合成した色となり、例えば前述の原理から白色となる。

• このように、第 5の実施の形態の面状光源用装置 1 2 0によれば、紫色 LED 1 9からの出射光を導光板 1 2 2に入射させ、この入射された光を導光板 1 2 2の反射面 1 2 6に形成された光拡散模様 1 2 8で反射拡散させながら出射面 1 2 2 aからフィルム 1 30へ出射し、このフィルム 1 3 0において、光の一部が赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1により吸収され、同時に波長変換されて出射されるように構成したので、図 2に示す白色 LEDランプ 1 0と同様に演色性を向上させることができる, また、赤緑青黄蛍光体 28〜 3 1と紫色 LED 1 9とが直接接触しない構造となつているので、赤緑青黄蛍光体 2 8〜3 1の劣化を長期間抑制することができ、長期間に渡り面状光源の所定の色調を保持することができる。

また、赤緑青黄蛍光体 28 ~ 3 1は、フィルム 1 3 0に含有させる他、フィルム 1 30の表面に塗布しても含有させたと同様の効果を得ることができる。また、紫色 LED 1 9は、導光板 1 2 2に埋め込まれることによって導光板 1 2 2と光学的に接続されているが、この他、紫色 LED 1 9を導光板 1 2 2の端面に接着したり、紫色 LED 1 9の発光を光ファイバ一等の光伝導手段によって導光板 1 2 2の端面に導くことにより、紫色 LED 1 9と導光板 1 2 2とを光学的に接続しても良い。また、紫色 LED 1 9は 1個でも良い。

以上説明した第 1〜第 5の実施の形態においては、波長 400 nm以下のピーク波長を有する LEDが用いられ、その発光波長は紫外線ないし可視光線でも認識度が低い紫である。一方、人間の目で感じる色は、 LEDおよび蛍光体から出る光の混色である。このため、例え LEDの発光波長が多少長波長側にずれても、 LED から出る光は認識度が低いので色ズレが起こりにくレ^

また、第 1〜第 5の実施の形態においては、赤緑青黄色の蛍光体を用いて白色を実現していたが、これに代え、 2価のユーロピウムで賦活されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩（黄色の蛍光体）と青色の蛍光体との 2種類を用いて白色を実現してもよい。この場合、白色発光装置の輝度が高くなる。産業上の利用の可能性

以上説明したように、本発明によれば、従って、発光素子で発光された紫色の光が、赤 ·緑 ·青 ·黄の各色の蛍光体で波長変換されるので、赤 ·緑 ·青各色の蛍光体によって殆んど得られなかった黄色成分の光を得ることができるため、演色性を向上させることができる。

また、波長 40 0 nm以下のピーク波長を有する発光素子が用いられ、その発光波長は紫外線ないし可視光線でも認識度が低い紫である。一方、人間の目で感じる色は、 LEDおよび蛍光体から出る光の混色である。このため、例え LEDの発光波長が多少長波長側にずれても、 L EDから出る光は認識度が低いので色ズレが起こりにくレ^

Claims

請求の範囲

1. 50 Onm以下のピーク波長を有する発光素子と、

この発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する第 1の蛍光体と、

少なくとも前記第 1の蛍光体と異なる発光波長を有する第 2の蛍光体とから構成される白色発光装置。

2. 前記発光波長は 400 nm以下のピーク波長からなる、請求の範囲 1に記載の白色発光装置。

3. 前記第 2の蛍光体は、青色ないし赤色の発光波長を有する 1種又はそれ以上の蛍光体から成る、請求の範囲 1に記載の白色発光装置。

4. 前記第 2の蛍光体は、青色、赤色、緑色光を発光する蛍光体の何れか又はそれら全ての蛍光体から成る、請求の範囲 1に記載の白色発光装置。

5. 前記第 1の蛍光体は、アルカリ土類金属珪酸塩から成る、請求の範囲 1〜4のいずれかに記載の白色発光装置。

6. 前記第 1の蛍光体は、ユウ口ピウムで活性化されたアルカリ土類金属珪酸塩から成る、請求の範囲 1〜 4のいずれかに記載の白色発光装置。

7. 前記第 1の蛍光体は、式：

(2 -x-y) S r O · X (B a， C a) 〇 · （1一 a_b— c— d) S i 0₂ · a

P₂0₅ b A 1₂0₃ c B₂〇₃ d G e 0₂ : y E u²⁺

(式中、 0<χ<1. 6、 0. 005<y<0. 5、 0<a、 b、 c、 d<0. 5 である）で示される 2価のユウ口ピウムで活性化されたアルカリ土類金属オルト珪酸塩および Zまたは式：

(2 -x-y) B aO · X (S r， C a) 0 · (1 - a-b- c -d) S i 0₂ · a P₂〇₅ b A 1₂0₃ c B₂0₃ dGe0₂ : y Eu²⁺

で示されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩であり、この場合、有利に a、 b、 cおよび dの値のうちの少なくとも 1つが 0. 0 1より大きい、請求の範囲 1〜4のいずれかに記載の白色発光装置。

8. 前記赤、緑、青および Zまたは黄色の蛍光体は、前記発光素子を被覆する被覆部材に混入される、請求の範囲 1〜4のいずれかに記載の白色発光装置。

9. 前記被覆部材に混入される前記赤、緑、青およびノまたは黄色の蛍光体は、前記発光素子の近傍に高密度状態で混入される、請求の範囲 8に記載の白色発光装置

1 0. 前記赤、緑、青およびまたは黄色の蛍光体は、更に、前記発光素子をリードフレームに固定するための絶縁性の接着材料にも混入される、請求の範囲 8に記載の白色発光装置。

1 1. マウントリードのカップ内に配置され、 GaN系半導体から成る紫色の光を発光する発光素子と、

前記カップ内に充填され前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材とから構成され、

前記封止材は、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体、および、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置。

1 2 . 前記白色発光装置は、更に、前記封止材が充填された前記カップと前記マウントリードの一部とを被覆する透明樹脂から成るレンズ状のモールド部材を含む、請求の範囲 1 1に記載の白色発光装置。

1 3 . マウントリードのカップ内に配置され、 G a N系半導体から成る紫色の光を発光する発光素子と、

前記カップ内に充填され前記発光素子を封止する透明樹脂から成る封止材と、前記封止材が充填された前記カップと前記マウントリードの一部とを被覆する透明樹脂から成るレンズ状のモールド部材と、

前記モールド部材に嵌合され、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体が混入される蛍光力バーとから構成され、

前記蛍光カバ一は、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置。

1 4 . 紫色の光を発光する発光素子と、

前記導光板は、その光出力面上に、前記発光素子で発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体、および、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が塗布される白色発光装置。

1 5 . 紫色の光を発光する発光素子と、

この発光素子から発光される光を導入して光出力面から出力する略矩形の導光板と、前記導光板の光出力面上に配置され、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる赤、緑および青色の波長の光をそれぞれ発光する赤、緑および青色の蛍光体が混入されるフィルムとから構成され、

前記フィルムは、前記発光素子から発光される光を吸収し、この吸収した光の波長と異なる黄色の波長の光を発光する黄色の蛍光体が混入される白色発光装置。