JP2004152993A - 発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＥＤチップの青色可視光とＹＡＧ蛍光体の黄色可視光とを混色して得られる白色光における赤色成分の不足を補うことのできる演色性が良好なＬＥＤを実現する。
【解決手段】ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２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１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、青色可視光を発光するＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定し、また、上記ＬＥＤチップ１６の表面を透光性を備えたコーティング材２２で被覆・封止すると共に、該コーティング材２２中に、ＬＥＤチップ１６の発光を黄色可視光に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を赤色可視光に変換する赤色蛍光体２６を分散状態で多数混入した。
【選択図】 図１
【解決手段】ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２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１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、青色可視光を発光するＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定し、また、上記ＬＥＤチップ１６の表面を透光性を備えたコーティング材２２で被覆・封止すると共に、該コーティング材２２中に、ＬＥＤチップ１６の発光を黄色可視光に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を赤色可視光に変換する赤色蛍光体２６を分散状態で多数混入した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、青色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チップの発光を黄色可視光に変換する黄色発光用のＹＡＧ蛍光体を備え、上記ＬＥＤチップから発せられる青色光とＹＡＧ蛍光体から発せられる黄色光との混色により白色光を得ることのできる発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、この種従来の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）６０は、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。
【０００３】
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の発光を黄色可視光に変換するＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等のＹＡＧ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。
【０００４】
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７４から黄色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可視光とＹＡＧ蛍光体７４から放射された黄色可視光と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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＹＡＧ蛍光体７４は、輝度が高く、また耐湿性にも優れていることからＬＥＤ６０用の蛍光体として好適な特性を備えているものであるが、その波長成分として赤色成分を殆ど含んでいないものである。
このため、ＬＥＤチップ６６の青色可視光とＹＡＧ蛍光体７４の黄色可視光とを混色して得られた白色光は、赤色成分の不足により演色性に劣るという欠点を有していた。
【０００６】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤチップ６６の青色可視光とＹＡＧ蛍光体７４の黄色可視光とを混色して得られる白色光における赤色成分の不足を補うことのできる演色性が良好なＬＥＤを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に係る発光ダイオードは、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄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されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードは、ＹＡＧ蛍光体と共に赤色蛍光体を備えているので、上記赤色蛍光体から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体の赤色成分の不足を補うことができ、発光ダイオードの演色性を向上させることができる。
【０００９】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップをコーティング材で被覆すると共に、該コーティング材中に、上記ＹＡＧ蛍光体及び赤色蛍光体を混入して上記発光ダイオードを構成することができる。
上記基体としては、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填したコーティング材で被覆すれば良い。
尚、上記基体は、リードフレームに限定されず、ＬＥＤチップを配置可能なあらゆる部材を含む。
【００１０】
上記赤色蛍光体としては、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体を好適に使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る第１のＬＥＤ１０を示す概略断面図であり、この第１のＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ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１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２と、ＬＥＤチップ１６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１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ１６は、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍ波長の青色又は青紫等の青色系の可視光（以下、青色可視光と称する）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。
【００１２】
上記ＬＥＤチップ１６の上面及び側面は、リフレクタ１４内に充填されたコーティング材２２によって被覆・封止されている。該コーティング材２２は、透光性を有するガラス等の無機材料で構成されている。
エポキシ樹脂等の有機材料と異なり、ガラス等の無機材料は、エネルギーの大きい短波長光を殆ど吸収することがなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子結合力が強いため劣化することが殆どない。このため、ＬＥＤチップ１６を被覆するコーティング材２２を無機材料で構成することにより、ＬＥＤチップ１６から放射されるエネルギーの大きい短波長光によるコーティング材２２の劣化・変色が防止され、コーティング材２２の劣化・変色に起因するＬＥＤ１０の光度減少や色調変化を生じることがない。
【００１３】
また、上記コーティング材２２中には、ＬＥＤチップ１６の発光を約５６０ｎｍ〜約５９０ｎｍ程度の黄色系の可視光（以下、黄色可視光と称する）に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を約６００ｎｍ〜約７８０ｎｍの赤色系の可視光（以下、赤色可視光と称する）に変換する赤色蛍光体２６が分散状態で多数混入されている。
上記ＹＡＧ蛍光体２４としては、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等が該当する。
【００１４】
また、上記赤色蛍光体２６としては、例えば、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体が好適である。
上記硫化物系の蛍光体は、構成成分の割合を変化させることで、赤、緑、青等広範囲の発光波長を容易に得ることができる蛍光体である。
【００１５】
上記コーティング材２２を無機材料としてのガラスで構成する場合には、比較的低温でのガラス合成が可能なゾルゲル法を用いて作製される、いわゆるゾルゲルガラスを用いることができる。
ゾルゲル法は、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシドを出発物質として、その加水分解、脱水縮合反応を利用してガラスを合成するものであり、溶液状態から出発するため、任意の形状のガラスに成形容易である。
【００１６】
具体的には、上記コーティング材２２は、リフレクタ１４内に、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を混入した溶液状態のゾルゲルガラス材料を充填した後、約２００〜４００℃の温度で数時間加熱することにより形成可能である。
尚、リフレクタ１４内へのゾルゲルガラス材料の充填には適宜な方法を用いることができ、例えば、リフレクタ１４形成箇所以外の第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８表面をマスクし、この状態で、溶液状態のゾルゲルガラス材料の満たされた槽内に浸漬したり、或いは溶液状態のゾルゲルガラス材料をスプレー塗布すれば良い。またマイクロディスペンサーを用いて、溶液状態のゾルゲルガラス材料をリフレクタ１４内に充填しても良い。
【００１７】
上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端は、先端に凸レンズ部２８を有するエポキシ樹脂等より成る透光性樹脂材３０によって被覆・封止されている。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、透光性樹脂材３０の下端部を貫通して透光性樹脂材３０外部へと導出されている。
尚、上記第１のリードフレーム１２、第２のリードフレーム１８は、銅、銅亜鉛合金、鉄ニッケル合金等により構成される。
【００１８】
而して、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して青色可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ１６の発光を受けて、ＹＡＧ蛍光体２４から黄色可視光が放射されると共に、赤色蛍光体２６から赤色可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ１６から放射された青色可視光、ＹＡＧ蛍光体２４から放射された黄色可視光、赤色蛍光体２６から放射された赤色可視光と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。
【００１９】
本発明の第１のＬＥＤ１０は、ＹＡＧ蛍光体２４と共に赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。因みに、４５０ｎｍの青色可視光を発光するＬＥＤチップ１６を用い、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅより成るＹＡＧ蛍光体２４と（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇより成る赤色蛍光体２６とを重量比９：１でコーティング材２２中に混入して第１のＬＥＤ１０を作製し、この第１のＬＥＤ１０を２０ｍＡの電流で駆動させたところ、
その輝度が３ｃｄで、色度座標におけるＸ＝０．３２、Ｙ＝０．３５の演色性が良好な白色光を得ることができた。
【００２０】
尚、上記赤色蛍光体２６が硫化物系の蛍光体である場合、ＹＡＧ蛍光体２４と、硫化物系の赤色蛍光体２６との重量比は、ＹＡＧ蛍光体２４：赤色蛍光体２６＝７：３〜９．５：０．５であるのが好ましい。
【００２１】
図２は、本発明に係る第２のＬＥＤ３２を示す概略断面図であり、この第２のＬＥＤ３０は、上記赤色蛍光体２６を（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体で構成すると共に、透光性を有する耐湿材としての非透水性のガラス３４によって、上記赤色蛍光体２６を被覆した点に特徴を有するものである。
すなわち、図３に拡大して示すように、硫化物系の赤色蛍光体２６がガラス３４によって被覆されている。尚、後述の方法を用いて、赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆する場合、１つのガラス３４で被覆される赤色蛍光体２６の数は種々異なるものである。
【００２２】
本発明の第２のＬＥＤ３２にあっても、ＹＡＧ蛍光体２４と共に、透光性を有するガラス３４で被覆された赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第２のＬＥＤ３２において、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆したのは、当該赤色蛍光体２６の耐湿性を向上させるためである。
すなわち、硫化物系の蛍光体は、上記の通り、構成成分の割合を変化させることで広範囲の発光波長を容易に得ることができるという利点を有する一方で、耐湿性に劣るという欠点があった。このため、硫化物系の蛍光体を用いたＬＥＤが高湿環境下等で使用されると、上記硫化物系の蛍光体が、透光性樹脂材の表面等から内部へ浸入した空気中の水分及びＬＥＤチップの光と反応して光分解し、表面に亜鉛金属等の構成金属元素を析出して黒色等に変色劣化してＬＥＤの輝度低下を招来することがあった。
そこで、本発明の第２のＬＥＤ３２にあっては、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を、耐湿材としての非透水性のガラス３４で被覆することにより、第２のＬＥＤ３２内部に浸入してきた水分が赤色蛍光体２６に付着することを防止し、以て、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６の水分劣化に起因する輝度低下を防止しているのである。
【００２４】
次に、上記硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を、ゾルゲル法を用いて作製されるガラス３４で被覆する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物と、該金属有機化合物の加水分解のための水と、メタノール、ＤＭＦ（ヂメチルフォルムアミド）等の溶媒と、アンモニア等、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、均質で透明な溶液状態のガラス材料を作製する。
【００２５】
次に、上記ガラス材料溶液に、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成する。この結果、赤色蛍光体２６は、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。
この場合、ガラス材料溶液と赤色蛍光体２６とは、例えば、ガラス材料溶液１００グラムに対して、赤色蛍光体２６を１００グラム程度の割合で混合される。
【００２６】
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記赤色蛍光体２６が分散されている。
尚、約２００℃程度の温度での加熱では、金属有機化合物の重合反応が不十分なため、完全にはガラス化していない。
【００２７】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、赤色蛍光体２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆される赤色蛍光体２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される赤色蛍光体２６の数は種々異なることとなる。
【００２８】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図２及び図３に示すような、ガラス３４で被覆された赤色蛍光体２６が構成される。
【００２９】
尚、図４に示すように、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆し、斯かるガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をコーティング材２２中に混入するようにしても良い。
【００３０】
ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆する方法は次の通りである。
先ず、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
次に、上記ガラス材料溶液に、十分に混合されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成し、該ペースト中にＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を分散させる。
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が分散されている。
【００３１】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体の数や種類は種々異なることとなる。
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図４に示すような、ガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が構成される。
【００３２】
このように、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆し、斯かるガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をコーティング材２２中に混入することにより、色ムラの発生を防止することができる。
すなわち、ＹＡＧ蛍光体２４と、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６とは粒径や比重が異なるため、これらを第１のＬＥＤ１０の如く、コーティング材２２中にそのまま混入した場合、コーティング材２２中に均一に分布せず、ＹＡＧ蛍光体２４と赤色蛍光体２６とが偏在してしまうことがある。この場合、ＹＡＧ蛍光体２４の発光色と赤色蛍光体２６の発光色とが十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
【００３３】
これに対し、上記の通り、予め十分に混合させておいたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をガラス材料溶液に加えて混練するため、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６は、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。そして、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が分散状態で混入されたペーストを、固形体と成した後粉砕して、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成するガラス材料で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数や種類は種々異なることとなる。
このように、上記本発明方法を用いて、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆すると、１つのガラス３４で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これらガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、上記コーティング材２２中に混入した場合には、ＹＡＧ蛍光体２４と赤色蛍光体２６とが偏在することがなく、分散させることができる。従って、ＹＡＧ蛍光体２４の発光色と赤色蛍光体２６の発光色とを十分に混色させることができ、色ムラを生じることがない。
【００３４】
図５は、本発明に係る表面実装型の第３のＬＥＤ４０を示すものである。この第３のＬＥＤ４０は、樹脂等より成る略直方体形状の絶縁基板４２と、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム４４と、第２のリードフレーム４６を備えており、上記第１のリードフレーム４４は、上記絶縁基板４２の表面から一方の側面を通って裏面に至るまで延設され、また、第２のリードフレーム４６は、上記絶縁基板４２の表面から他方の側面を通って裏面に至るまで延設されている。上記第１のリードフレーム４４と第２のリードフレーム４６の先端間及び後端間にはそれぞれ所定の間隙が設けられていて相互に電気絶縁されている。
【００３５】
上記第１のリードフレーム４４の先端部には、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内面を反射面と成して形成したリフレクタ４８が設けられており、該リフレクタ４８の底面上に、ＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定することにより、第１のリードフレーム４４と、ＬＥＤチップ１６底面の一方の電極とが電気的に接続されている。また、第２のリードフレーム４６と、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極とがボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続されている。
【００３６】
上記ＬＥＤチップ１６の上面及び側面は、上記第１のＬＥＤ１０と同様に、リフレクタ４８内に充填されたコーティング材２２によって被覆・封止されると共に、該コーティング材２２中には、ＬＥＤチップ１６の発光を黄色可視光に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を赤色可視光に変換する赤色蛍光体２６が分散状態で多数混入されている。
さらに、上記ＬＥＤチップ１６、コーティング材２２、絶縁基板４２表面に配置された第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６は、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部５０を有する透光性樹脂材５２によって被覆・封止されている。
【００３７】
上記第３のＬＥＤ４０にあっては、第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して青色可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ１６の発光を受けて、ＹＡＧ蛍光体２４から黄色可視光が放射されると共に、赤色蛍光体２６から赤色可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ１６から放射された青色可視光、ＹＡＧ蛍光体２４から放射された黄色可視光、赤色蛍光体２６から放射された赤色可視光と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５２の凸レンズ部５０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。
【００３８】
本発明の第３のＬＥＤ４０も、第１のＬＥＤ１０及び第２のＬＥＤ３２と同様に、ＹＡＧ蛍光体２４と共に赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。
また、この第３のＬＥＤ４０は、絶縁基板４２の裏面が平坦面であるため、絶縁基板４２裏面に配設された第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６をハンダ付けすることによって、図示しない回路基板への表面実装が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードは、ＹＡＧ蛍光体と共に赤色蛍光体を備えているので、上記赤色蛍光体から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体の赤色成分の不足を補うことができ、発光ダイオードの演色性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１のＬＥＤの概略断面図である。
【図２】本発明に係る第２のＬＥＤの概略断面図である。
【図３】ガラスで被覆された赤色蛍光体の一例を示す拡大概略断面図である。
【図４】ガラスで被覆されたＹＡＧ蛍光体及び赤色蛍光体の一例を示す拡大概略断面図である。
【図５】本発明に係る第３のＬＥＤの概略断面図である。
【図６】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１のＬＥＤ
１２，４４ 第１のリードフレーム
１４，４８ リフレクタ
１６ ＬＥＤチップ
１８，４６ 第２のリードフレーム
２２ コーティング材
２４ ＹＡＧ蛍光体
２６ 赤色蛍光体
３０，５２ 透光性樹脂材
３２ 第２のＬＥＤ
３４ ガラス
４０ 第３のＬＥＤ
【発明の属する技術分野】
この発明は、青色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チップの発光を黄色可視光に変換する黄色発光用のＹＡＧ蛍光体を備え、上記ＬＥＤチップから発せられる青色光とＹＡＧ蛍光体から発せられる黄色光との混色により白色光を得ることのできる発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すように、この種従来の発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）６０は、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。
【０００３】
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の発光を黄色可視光に変換するＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等のＹＡＧ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。
【０００４】
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７４から黄色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可視光とＹＡＧ蛍光体７４から放射された黄色可視光と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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＹＡＧ蛍光体７４は、輝度が高く、また耐湿性にも優れていることからＬＥＤ６０用の蛍光体として好適な特性を備えているものであるが、その波長成分として赤色成分を殆ど含んでいないものである。
このため、ＬＥＤチップ６６の青色可視光とＹＡＧ蛍光体７４の黄色可視光とを混色して得られた白色光は、赤色成分の不足により演色性に劣るという欠点を有していた。
【０００６】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤチップ６６の青色可視光とＹＡＧ蛍光体７４の黄色可視光とを混色して得られる白色光における赤色成分の不足を補うことのできる演色性が良好なＬＥＤを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に係る発光ダイオードは、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄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されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードは、ＹＡＧ蛍光体と共に赤色蛍光体を備えているので、上記赤色蛍光体から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体の赤色成分の不足を補うことができ、発光ダイオードの演色性を向上させることができる。
【０００９】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップをコーティング材で被覆すると共に、該コーティング材中に、上記ＹＡＧ蛍光体及び赤色蛍光体を混入して上記発光ダイオードを構成することができる。
上記基体としては、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填したコーティング材で被覆すれば良い。
尚、上記基体は、リードフレームに限定されず、ＬＥＤチップを配置可能なあらゆる部材を含む。
【００１０】
上記赤色蛍光体としては、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体を好適に使用することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る第１のＬＥＤ１０を示す概略断面図であり、この第１のＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ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１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、青色系の可視光を発光するＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２と、ＬＥＤチップ１６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１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ１６は、４１０ｎｍ〜４９０ｎｍ波長の青色又は青紫等の青色系の可視光（以下、青色可視光と称する）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。
【００１２】
上記ＬＥＤチップ１６の上面及び側面は、リフレクタ１４内に充填されたコーティング材２２によって被覆・封止されている。該コーティング材２２は、透光性を有するガラス等の無機材料で構成されている。
エポキシ樹脂等の有機材料と異なり、ガラス等の無機材料は、エネルギーの大きい短波長光を殆ど吸収することがなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子結合力が強いため劣化することが殆どない。このため、ＬＥＤチップ１６を被覆するコーティング材２２を無機材料で構成することにより、ＬＥＤチップ１６から放射されるエネルギーの大きい短波長光によるコーティング材２２の劣化・変色が防止され、コーティング材２２の劣化・変色に起因するＬＥＤ１０の光度減少や色調変化を生じることがない。
【００１３】
また、上記コーティング材２２中には、ＬＥＤチップ１６の発光を約５６０ｎｍ〜約５９０ｎｍ程度の黄色系の可視光（以下、黄色可視光と称する）に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を約６００ｎｍ〜約７８０ｎｍの赤色系の可視光（以下、赤色可視光と称する）に変換する赤色蛍光体２６が分散状態で多数混入されている。
上記ＹＡＧ蛍光体２４としては、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等が該当する。
【００１４】
また、上記赤色蛍光体２６としては、例えば、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体が好適である。
上記硫化物系の蛍光体は、構成成分の割合を変化させることで、赤、緑、青等広範囲の発光波長を容易に得ることができる蛍光体である。
【００１５】
上記コーティング材２２を無機材料としてのガラスで構成する場合には、比較的低温でのガラス合成が可能なゾルゲル法を用いて作製される、いわゆるゾルゲルガラスを用いることができる。
ゾルゲル法は、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシドを出発物質として、その加水分解、脱水縮合反応を利用してガラスを合成するものであり、溶液状態から出発するため、任意の形状のガラスに成形容易である。
【００１６】
具体的には、上記コーティング材２２は、リフレクタ１４内に、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を混入した溶液状態のゾルゲルガラス材料を充填した後、約２００〜４００℃の温度で数時間加熱することにより形成可能である。
尚、リフレクタ１４内へのゾルゲルガラス材料の充填には適宜な方法を用いることができ、例えば、リフレクタ１４形成箇所以外の第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８表面をマスクし、この状態で、溶液状態のゾルゲルガラス材料の満たされた槽内に浸漬したり、或いは溶液状態のゾルゲルガラス材料をスプレー塗布すれば良い。またマイクロディスペンサーを用いて、溶液状態のゾルゲルガラス材料をリフレクタ１４内に充填しても良い。
【００１７】
上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端は、先端に凸レンズ部２８を有するエポキシ樹脂等より成る透光性樹脂材３０によって被覆・封止されている。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、透光性樹脂材３０の下端部を貫通して透光性樹脂材３０外部へと導出されている。
尚、上記第１のリードフレーム１２、第２のリードフレーム１８は、銅、銅亜鉛合金、鉄ニッケル合金等により構成される。
【００１８】
而して、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して青色可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ１６の発光を受けて、ＹＡＧ蛍光体２４から黄色可視光が放射されると共に、赤色蛍光体２６から赤色可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ１６から放射された青色可視光、ＹＡＧ蛍光体２４から放射された黄色可視光、赤色蛍光体２６から放射された赤色可視光と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。
【００１９】
本発明の第１のＬＥＤ１０は、ＹＡＧ蛍光体２４と共に赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。因みに、４５０ｎｍの青色可視光を発光するＬＥＤチップ１６を用い、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅより成るＹＡＧ蛍光体２４と（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇより成る赤色蛍光体２６とを重量比９：１でコーティング材２２中に混入して第１のＬＥＤ１０を作製し、この第１のＬＥＤ１０を２０ｍＡの電流で駆動させたところ、
その輝度が３ｃｄで、色度座標におけるＸ＝０．３２、Ｙ＝０．３５の演色性が良好な白色光を得ることができた。
【００２０】
尚、上記赤色蛍光体２６が硫化物系の蛍光体である場合、ＹＡＧ蛍光体２４と、硫化物系の赤色蛍光体２６との重量比は、ＹＡＧ蛍光体２４：赤色蛍光体２６＝７：３〜９．５：０．５であるのが好ましい。
【００２１】
図２は、本発明に係る第２のＬＥＤ３２を示す概略断面図であり、この第２のＬＥＤ３０は、上記赤色蛍光体２６を（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体で構成すると共に、透光性を有する耐湿材としての非透水性のガラス３４によって、上記赤色蛍光体２６を被覆した点に特徴を有するものである。
すなわち、図３に拡大して示すように、硫化物系の赤色蛍光体２６がガラス３４によって被覆されている。尚、後述の方法を用いて、赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆する場合、１つのガラス３４で被覆される赤色蛍光体２６の数は種々異なるものである。
【００２２】
本発明の第２のＬＥＤ３２にあっても、ＹＡＧ蛍光体２４と共に、透光性を有するガラス３４で被覆された赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第２のＬＥＤ３２において、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆したのは、当該赤色蛍光体２６の耐湿性を向上させるためである。
すなわち、硫化物系の蛍光体は、上記の通り、構成成分の割合を変化させることで広範囲の発光波長を容易に得ることができるという利点を有する一方で、耐湿性に劣るという欠点があった。このため、硫化物系の蛍光体を用いたＬＥＤが高湿環境下等で使用されると、上記硫化物系の蛍光体が、透光性樹脂材の表面等から内部へ浸入した空気中の水分及びＬＥＤチップの光と反応して光分解し、表面に亜鉛金属等の構成金属元素を析出して黒色等に変色劣化してＬＥＤの輝度低下を招来することがあった。
そこで、本発明の第２のＬＥＤ３２にあっては、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を、耐湿材としての非透水性のガラス３４で被覆することにより、第２のＬＥＤ３２内部に浸入してきた水分が赤色蛍光体２６に付着することを防止し、以て、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６の水分劣化に起因する輝度低下を防止しているのである。
【００２４】
次に、上記硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を、ゾルゲル法を用いて作製されるガラス３４で被覆する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物と、該金属有機化合物の加水分解のための水と、メタノール、ＤＭＦ（ヂメチルフォルムアミド）等の溶媒と、アンモニア等、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、均質で透明な溶液状態のガラス材料を作製する。
【００２５】
次に、上記ガラス材料溶液に、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６を加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成する。この結果、赤色蛍光体２６は、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。
この場合、ガラス材料溶液と赤色蛍光体２６とは、例えば、ガラス材料溶液１００グラムに対して、赤色蛍光体２６を１００グラム程度の割合で混合される。
【００２６】
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記赤色蛍光体２６が分散されている。
尚、約２００℃程度の温度での加熱では、金属有機化合物の重合反応が不十分なため、完全にはガラス化していない。
【００２７】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、赤色蛍光体２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆される赤色蛍光体２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される赤色蛍光体２６の数は種々異なることとなる。
【００２８】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図２及び図３に示すような、ガラス３４で被覆された赤色蛍光体２６が構成される。
【００２９】
尚、図４に示すように、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆し、斯かるガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をコーティング材２２中に混入するようにしても良い。
【００３０】
ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆する方法は次の通りである。
先ず、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
次に、上記ガラス材料溶液に、十分に混合されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成し、該ペースト中にＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を分散させる。
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が分散されている。
【００３１】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体の数や種類は種々異なることとなる。
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図４に示すような、ガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が構成される。
【００３２】
このように、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、共にガラス３４で被覆し、斯かるガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をコーティング材２２中に混入することにより、色ムラの発生を防止することができる。
すなわち、ＹＡＧ蛍光体２４と、硫化物系の蛍光体で構成された赤色蛍光体２６とは粒径や比重が異なるため、これらを第１のＬＥＤ１０の如く、コーティング材２２中にそのまま混入した場合、コーティング材２２中に均一に分布せず、ＹＡＧ蛍光体２４と赤色蛍光体２６とが偏在してしまうことがある。この場合、ＹＡＧ蛍光体２４の発光色と赤色蛍光体２６の発光色とが十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
【００３３】
これに対し、上記の通り、予め十分に混合させておいたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をガラス材料溶液に加えて混練するため、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６は、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。そして、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６が分散状態で混入されたペーストを、固形体と成した後粉砕して、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成するガラス材料で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数や種類は種々異なることとなる。
このように、上記本発明方法を用いて、ＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６をガラス３４で被覆すると、１つのガラス３４で被覆されるＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これらガラス３４で被覆されたＹＡＧ蛍光体２４及び赤色蛍光体２６を、上記コーティング材２２中に混入した場合には、ＹＡＧ蛍光体２４と赤色蛍光体２６とが偏在することがなく、分散させることができる。従って、ＹＡＧ蛍光体２４の発光色と赤色蛍光体２６の発光色とを十分に混色させることができ、色ムラを生じることがない。
【００３４】
図５は、本発明に係る表面実装型の第３のＬＥＤ４０を示すものである。この第３のＬＥＤ４０は、樹脂等より成る略直方体形状の絶縁基板４２と、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム４４と、第２のリードフレーム４６を備えており、上記第１のリードフレーム４４は、上記絶縁基板４２の表面から一方の側面を通って裏面に至るまで延設され、また、第２のリードフレーム４６は、上記絶縁基板４２の表面から他方の側面を通って裏面に至るまで延設されている。上記第１のリードフレーム４４と第２のリードフレーム４６の先端間及び後端間にはそれぞれ所定の間隙が設けられていて相互に電気絶縁されている。
【００３５】
上記第１のリードフレーム４４の先端部には、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内面を反射面と成して形成したリフレクタ４８が設けられており、該リフレクタ４８の底面上に、ＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定することにより、第１のリードフレーム４４と、ＬＥＤチップ１６底面の一方の電極とが電気的に接続されている。また、第２のリードフレーム４６と、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極とがボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続されている。
【００３６】
上記ＬＥＤチップ１６の上面及び側面は、上記第１のＬＥＤ１０と同様に、リフレクタ４８内に充填されたコーティング材２２によって被覆・封止されると共に、該コーティング材２２中には、ＬＥＤチップ１６の発光を黄色可視光に変換するＹＡＧ蛍光体２４と、ＬＥＤチップ１６の発光を赤色可視光に変換する赤色蛍光体２６が分散状態で多数混入されている。
さらに、上記ＬＥＤチップ１６、コーティング材２２、絶縁基板４２表面に配置された第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６は、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部５０を有する透光性樹脂材５２によって被覆・封止されている。
【００３７】
上記第３のＬＥＤ４０にあっては、第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して青色可視光が放射される。また、ＬＥＤチップ１６の発光を受けて、ＹＡＧ蛍光体２４から黄色可視光が放射されると共に、赤色蛍光体２６から赤色可視光が放射される。
そして、ＬＥＤチップ１６から放射された青色可視光、ＹＡＧ蛍光体２４から放射された黄色可視光、赤色蛍光体２６から放射された赤色可視光と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５２の凸レンズ部５０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。
【００３８】
本発明の第３のＬＥＤ４０も、第１のＬＥＤ１０及び第２のＬＥＤ３２と同様に、ＹＡＧ蛍光体２４と共に赤色蛍光体２６を備えているので、上記赤色蛍光体２６から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体２４の赤色成分の不足を補うことができ、ＬＥＤの演色性を向上させることができる。
また、この第３のＬＥＤ４０は、絶縁基板４２の裏面が平坦面であるため、絶縁基板４２裏面に配設された第１のリードフレーム４４及び第２のリードフレーム４６をハンダ付けすることによって、図示しない回路基板への表面実装が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードは、ＹＡＧ蛍光体と共に赤色蛍光体を備えているので、上記赤色蛍光体から放射される赤色可視光によって、ＹＡＧ蛍光体の赤色成分の不足を補うことができ、発光ダイオードの演色性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１のＬＥＤの概略断面図である。
【図２】本発明に係る第２のＬＥＤの概略断面図である。
【図３】ガラスで被覆された赤色蛍光体の一例を示す拡大概略断面図である。
【図４】ガラスで被覆されたＹＡＧ蛍光体及び赤色蛍光体の一例を示す拡大概略断面図である。
【図５】本発明に係る第３のＬＥＤの概略断面図である。
【図６】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１のＬＥＤ
１２，４４ 第１のリードフレーム
１４，４８ リフレクタ
１６ ＬＥＤチップ
１８，４６ 第２のリードフレーム
２２ コーティング材
２４ ＹＡＧ蛍光体
２６ 赤色蛍光体
３０，５２ 透光性樹脂材
３２ 第２のＬＥＤ
３４ ガラス
４０ 第３のＬＥＤ
Claims (4)
- 青色系の可視光を発光するＬＥＤチップと、黄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されていることを特徴とする発光ダイオード。
- 基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップをコーティング材で被覆すると共に、該コーティング材中に、上記ＹＡＧ蛍光体及び赤色蛍光体を混入したことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
- 上記基体が、リードフレームであり、該リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した上記コーティング材で被覆したことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
- 上記赤色蛍光体が、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等の硫化物系の蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオード。
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