JP3978102B2 - 発光ダイオード - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と、該ＬＥＤチップの発光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子を備え、上記蛍光体粒子から発せられる赤色光、緑色光、青色光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、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、紫外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から発光された紫外光等の光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子74、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子74、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子74が分散状態で混入されている。
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が発光して紫外光等の光が放射される。この光が上記コーティング材72中の蛍光体粒子74に照射されることにより、蛍光体粒子74から赤色光、緑色光、青色光が発せられ、これら３色が混色して得られた白色光が、外装体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】
従来のＬＥＤ60にあっては、上記の通り、赤色発光用の蛍光体粒子74、緑色発光用の蛍光体粒子74及び青色発光用の蛍光体粒子74を用い、これら３種類の蛍光体粒子74から発せられる赤色光、緑色光、青色光を混色させて白色光を実現している。
このため、使用する３種類の蛍光体粒子74の発光輝度にばらつきがあると、蛍光体粒子74から発せられる赤色光、緑色光、青色光のバランスが崩れ、いわゆる色ずれを生じていた。
【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、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子及び青色発光用の蛍光体粒子の発光輝度にばらつきがあっても、色ずれを生じることのない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、ＬＥＤチップと、赤色発光用の蛍光体粒子と、緑色発光用の蛍光体粒子と、青色発光用の蛍光体粒子と、蛍光ガラスとを備えた発光ダイオードであって、上記蛍光ガラスは、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードは、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスを備えているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、上記３種類の蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【０００９】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、上記蛍光ガラスで構成された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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子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。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスによりコーティング材を構成したので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、コーティング材を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及びコーティング材を構成する蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００１０】
また、基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記蛍光ガラスで被覆された赤色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された緑色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された青色発光用の蛍光体粒子を混入して上記発光ダイオードを構成しても良い。
【００１１】
この場合、蛍光体粒子を被覆する蛍光ガラスとして、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
また、蛍光体粒子を蛍光ガラスで被覆しているので、蛍光ガラス中の蛍光体粒子と、他の蛍光ガラス中の蛍光体粒子との間に、少なくとも蛍光ガラスの厚さに相当する分の間隔が確保される。この結果、蛍光体粒子同士での光の吸収が低減されることとなり、蛍光体粒子で波長変換された光の取出し効率を向上させることができる。
【００１２】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子と、上記蛍光ガラスより成る蛍光ガラス粒子を混入して上記発光ダイオードを構成しても良い。
この場合、コーティング材中に混入する蛍光ガラス粒子として、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有するものが用いられるので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラス粒子の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及び蛍光ガラス粒子から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
【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、３５０ｎｍ〜４７０ｎｍ波長の紫外光を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
【００１５】
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、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換する透明な蛍光ガラスで構成されている。
蛍光ガラスは、ガラス材料に蛍光材料を添加して形成される透明体であり、ガラス材料としては、例えば、酸化物ガラス、珪酸系ガラス、フツ燐酸塩系ガラス等を用いることができる。
また蛍光材料としては、例えば、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等、或いは、Ｍｎ、Ｚｎ等を単体或いは複数組み合わせて用いることができる。蛍光材料を構成するこれら元素の原子は、通常陽イオン状態となっており、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光の照射を受けて励起され、イオン固有の色の可視光を発光するものである
尚、コーティング材22を構成する蛍光ガラスは、「紫外光」を所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換するものだけに限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16から発光された光を、所定色の可視光に変換するものであれば良い。
【００１６】
また、上記コーティング材22中には、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子24、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子24が分散状態で多数混入されている。
尚、蛍光体粒子24は、「紫外光」を所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換するものだけに限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16の発光された光を、所定色の可視光に変換するものであれば良い。
【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26を有するエポキシ樹脂等より成る透光性樹脂材28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28の下端部を貫通して透光性樹脂材28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】
本発明においては、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスにより、上記コーティング材22を構成している。この結果、発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色を、コーティング材22を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を赤色発光用の蛍光ガラスで構成する。
また、緑色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を緑色発光用の蛍光ガラスで構成する。
さらに、青色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を青色発光用の蛍光ガラスで構成する。
【００１９】
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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24に照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスにより、上記コーティング材22を構成しているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、コーティング材22に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子24及び蛍光ガラスで構成されたコーティング材22から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００２０】
本発明の第１のＬＥＤ10にあっては、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスによりコーティング材22を構成したので、発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色を、コーティング材22を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子24及びコーティング材22を構成する蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００２１】
上記コーティング材22を構成する蛍光ガラスは、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。このゾルゲル法は、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と共に、希土類イオン等の蛍光材料を均一に添加することができる。
具体的には、上記コーティング材22は、リフレクタ14内に、蛍光体粒子24の混入された溶液状態の蛍光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内への蛍光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、溶液状態の蛍光ガラス材料の満たされた槽内に浸漬したり、或いは溶液状態の蛍光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、溶液状態の蛍光ガラス材料をリフレクタ14内に充填しても良い。
上記ゾルゲル法で形成される赤色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物、例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｅｕ３＋やＭｎイオン、Ｓｍイオン等をドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｅｕ３＋源としてＥｕ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＥｕ３＋をドープしたもの等が該当する。
また、緑色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物、例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｔｂイオンをドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｔｂイオン源としてＴｂ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＴｂイオンをドープしたもの等が該当する。
さらに、青色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物 例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｅｕ２＋等をドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｅｕ２＋源としてＥｕ（ＮＯ３）３と、Ａｌイオン源としてＡｌ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＥｕ２＋、Ａｌイオンをドープしたもの等が該当する。
【００２２】
以下、本発明の第１のＬＥＤ10の実施例を示す。
（実施例１）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを用い、上記0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎを５６グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２１グラム、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２３グラムの量で混合する。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、赤色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、酸化雰囲気中にて約２００℃の温度で１時間加熱して、赤色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
（実施例２）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを用い、上記2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎを５６グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２３グラム、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２１グラムの量で混合する。
この場合、青色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、青色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ａｌ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３、Ａｌ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な青色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記青色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、還元雰囲気中で約２００℃の温度で１時間加熱して、青色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
（実施例３）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕを用い、上記2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎを６０グラム、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを２０グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕを３０グラムの量で混合する。
この場合、緑色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、緑色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｔｂ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＴｂ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な緑色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記緑色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、約２００℃の温度で１時間加熱して、緑色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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２ｃｄで、色度座標におけるＸ＝0.2956、Ｙ＝0.3122の白色光が得られた。
（実施例４）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕを５４グラム、緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２４グラム、青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２２グラム用いる。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、赤色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ３＋）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を作製しておく。
そして先ず、上記緑色発光用の蛍光体粒子24（２４グラム）に対して、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液を１０グラム添加して、上記緑色発光用の蛍光体粒子24の表面に、蛍光ガラス材料溶液の被膜を形成する。その後、上記被膜の表面に、赤色発光用の蛍光体粒子24（５４グラム）を付着させた後、２００℃の温度で２０分間焼成することにより、緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24とを強固に接着させる。
次に、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液を１５グラム添加して、強固に接着された上記緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24の表面に、蛍光ガラス材料溶液の被膜を形成する。その後、上記被膜の表面に、青色発光用の蛍光体粒子24（２２グラム）を付着させた後、２００℃の温度で２０分間焼成することにより、青色発光用の蛍光体粒子24を、緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24に強固に接着させる。
そして、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液７５グラムに、強固に接着された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、約２００℃の温度で１時間加熱して、赤色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。
尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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４ｃｄで、色度座標におけるＸ＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
【００２３】
尚、赤色発光用の蛍光体粒子24として、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ等を使用しても良い。
また、緑色発光用の蛍光体粒子24として、Ｚｎ２ＳｉＯ4：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等を使用しても良い。
更に、青色発光用の蛍光体粒子24として、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕ等を使用しても良い。
【００２４】
図２は、本発明に係る第２のＬＥＤ30を示す概略断面図であり、この第２のＬＥＤ30は、コーティング材32を透光性エポキシ樹脂等で構成すると共に、該コーティング材32中に、蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36を分散状態で多数混入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、ＬＥＤチップ16から発光される紫外光を波長変換して、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの３個の蛍光体粒子36が、１つの蛍光ガラス34で被覆されている。
もっとも、後述の方法を用いて、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆する場合、図３に示すような赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの３個の蛍光体粒子36が１つの蛍光ガラス34で被覆されたものだけが形成される訳ではなく、実際には、図４に示すように、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００２５】
上記蛍光ガラス34は、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒの発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。また、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇの発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。さらに、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの発光輝度が低い場合には、青色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。
【００２６】
また、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの中で、一の蛍光体粒子36の発光輝度が高く、他の２種類の蛍光体粒子36の発光輝度が低い場合には、発光輝度の低い２種類の蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆し、これら蛍光体粒子36をコーティング材32中に混入すれば良い。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒの発光輝度が高く、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ及び青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス34で被覆した蛍光体粒子36と、青色発光用の蛍光ガラス34で被覆した蛍光体粒子36とを、コーティング材32中に混入すれば良い。
【００２７】
この第２のＬＥＤ30において、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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂに照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、蛍光体粒子36を被覆する蛍光ガラス34は、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、蛍光ガラス34に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ及び蛍光ガラス34から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００２８】
本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を被覆する蛍光ガラス34として、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色を、蛍光ガラス34の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子36及び蛍光ガラス34から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【００２９】
また、上記第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆しているので、蛍光ガラス34中の蛍光体粒子36と、他の蛍光ガラス34中の蛍光体粒子36との間に、少なくとも蛍光ガラス34の厚さに相当する分の間隔が確保される。この結果、蛍光体粒子36同士での光の吸収が低減されることとなり、蛍光体粒子36で波長変換された光の取出し効率を向上させることができる。
勿論、上記蛍光ガラス34は、透明体であり透光性を有しているため、蛍光体粒子36から発光された光が蛍光ガラス34によって吸収されることもない。
【００３０】
尚、上記透光性樹脂材28をエポキシ樹脂で構成した場合には、エポキシ樹脂は耐湿性が十分ではないため、第２のＬＥＤ30が高湿環境下で使用されると、空気中の水分が、透光性樹脂材28の表面から内部へ浸入することがあった。その場合、上記蛍光体粒子36がＺｎＳ、（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｓ等の硫化物系の蛍光体で構成されていると、蛍光体粒子36が第２のＬＥＤ30内部に浸入した水分及びＬＥＤチップ16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ＬＥＤ30の輝度低下を招来することがある。
【００３１】
しかしながら、本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆しているので、当該蛍光ガラス34によって、水分が蛍光体粒子36に付着するのを防止でき、蛍光体粒子36の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体粒子36を使用しても、蛍光体粒子36の変色劣化を生じることがなく、蛍光体選択の自由度が向上することとなる。
尚、硫化物系の蛍光体としては、例えば、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて青色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて緑色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて赤色系の可視光を発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００３２】
次に、上記第２のＬＥＤ30において、蛍光体粒子36を蛍光ガラス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、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、均質で透明な溶液状態の蛍光ガラス材料を作製する。
【００３３】
また、上記赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂを所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
次に、上記蛍光ガラス材料溶液に、十分に混合された上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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、上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、蛍光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、蛍光ガラス材料溶液と蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂとは、例えば、
蛍光ガラス材料溶液１００グラムに対して、蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを１００グラム程度の割合で混合される。
【００３４】
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、蛍光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３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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。
【００３５】
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、蛍光体粒子36に比べて、蛍光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、蛍光体粒子36が蛍光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、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数は１個とは限らず、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００３６】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中で約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蛍光ガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、蛍光ガラス34が形成され、その結果、図３及び図４に示すような、蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36が構成される。
【００３７】
尚、上記方法により、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆した場合、上記約８００℃〜１０００℃での加熱・焼成の結果、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との界面においては、組成変化が生じているものと考えられる。
例えば、蛍光体粒子36が、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎであり、蛍光ガラス34が、ＳｉＯ２：Ｅｕ３＋である場合、両者の界面は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｍｎに組成変化している。
このように、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との界面においては、蛍光体粒子36を構成する母体金属元素（Ｂａ，Ｍｇ，Ａｌ）が、蛍光ガラス34（ＳｉＯ２）中に浸透し、組成変化を生じている結果、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との結合は、非常に強固なものとなっている。
【００３８】
尚、上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、それぞれ粒径や比重が異なるため、これらをコーティング材32中にそのまま混入した場合、コーティング材32中に均一に分布せず、粒径や比重が等しい蛍光体粒子36の種類毎にほぼ同じ箇所に固まって分布してしまうことがある。この場合、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの発光色が十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
これに対し、本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、上記の通り、予め十分に混合させておいた蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを蛍光ガラス材料溶液に加えて混練するため、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、蛍光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、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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、蛍光体粒子36が蛍光ガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。従って、上記粒体を加熱・焼成して蛍光ガラス34を構成した場合も、図４に示すように、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００３９】
このように、上記方法を用いて、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを蛍光ガラス34で被覆すると、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これら蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36を、上記コーティング材32中に混入した場合には、同じ種類の蛍光体粒子36が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散させることができる。従って、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの発光色を十分に混色させることができ、色ムラの発生を防止することができる。
【００４０】
図５は、本発明に係る第３のＬＥＤ40を示す概略断面図であり、この第３のＬＥＤ40は、透光性エポキシ樹脂等で構成されたコーティング材42中に、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子44、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子44を分散状態で多数混入すると共に、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、所定色の可視光に変換する透明な蛍光ガラス粒子46を分散状態で多数混入した点に特徴を有するものである。
【００４１】
上記蛍光ガラス粒子46は、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。また、緑色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。さらに、青色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、青色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。
【００４２】
また、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、一の蛍光体粒子44の発光輝度が高く、他の２種類の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、発光輝度の低い２種類の蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラス粒子46をコーティング材42中に混入すれば良い。
例えば、緑色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が高く、赤色発光用の蛍光体粒子44及び青色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46と、青色発光用の蛍光ガラス粒子46とを、コーティング材42中に混入すれば良い。
【００４３】
この第３のＬＥＤ40において、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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44に照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、蛍光ガラス粒子46は、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、蛍光ガラス粒子46に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子44及び蛍光ガラス粒子46から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００４４】
本発明の第３のＬＥＤ40にあっては、コーティング材42中に混入する蛍光ガラス粒子46として、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色を、蛍光ガラス粒子46の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子44及び蛍光ガラス粒子46から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【００４５】
次に、溶融法を用いて上記蛍光ガラス粒子46を形成する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ等のガラス材料と、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、これらを約１０００℃〜１２００℃の高温で溶融した後、型に入れて成形することにより、ブロック状の蛍光ガラスを形成する。
次に、ボールミルを用いて上記ブロック状の蛍光ガラスを粉砕することにより、所定粒径を有する上記蛍光ガラス粒子46を形成することができる。
上記溶融法によって、蛍光ガラス粒子46を形成した場合において、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＢａＯ・ＺｎＯ：Ｅｕ３＋、緑色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、Ｂ２Ｏ３・ＣａＯ・ＳｉＯ２・Ｌａ２Ｏ３：Ｔｂ３＋、青色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、Ｐ２Ｏ５・ＡｌＦ３・ＭｇＦ２・ＣａＦ２・ＳｒＦ２・ＢａＣｌ２：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００４６】
また、ゾルゲル法を用いた蛍光ガラス粒子46の形成方法は次の通りである。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、重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、希土類イオン等の蛍光材料を均一に添加することができるものである。
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、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、均質で透明な溶液状態の蛍光ガラス材料を作製する。
【００４７】
次に、上記溶液状態の蛍光ガラス材料を、所定の型に入れた後、約８００℃〜１０００℃の高温で加熱すると、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応が進行してガラス化し、ブロック状の蛍光ガラスが形成される。
その後、ボールミルを用いて上記ブロック状の蛍光ガラスを粉砕することにより、所定粒径を有する上記蛍光ガラス粒子46を形成することができる。
【００４８】
尚、このゾルゲル法の場合には、４００℃程度の比較的低温で、上記溶液状態の蛍光ガラス材料を加熱した場合にも蛍光ガラスを形成することができる。
しかし、本発明の如く、約８００℃〜１０００℃の高温で加熱して蛍光ガラスを形成すると、上記希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）が、母体ガラス結晶中に十分に拡散するので、４００℃程度の低温で形成した場合に比較して、蛍光ガラスの発光特性が向上する。すなわち、４００℃程度の低温で蛍光ガラスを形成した場合には、上記希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）の母体ガラス結晶中への拡散が不十分である。
【００４９】
上記第２のＬＥＤ30、第３のＬＥＤ40においては、コーティング材32，42を透光性エポキシ樹脂等で構成した場合を例に挙げて説明したが、第１のＬＥＤ10と同様に、上記コーティング材32，42を蛍光ガラスで構成しても良い。この場合、コーティング材32，42を構成する蛍光ガラスは、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ，44、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ，44、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂ，44の中で、他の蛍光体粒子36，44より発光輝度の低い蛍光体粒子36，44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードは、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスを備えているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、上記３種類の蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【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】 蛍光ガラスで被覆された蛍光体粒子の一例を示す拡大概略断面図である。
【図４】 蛍光ガラスで被覆された蛍光体粒子の他の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 第１のリードフレーム
14 リフレクタ
16 ＬＥＤチップ
18 第２のリードフレーム
22 コーティング材
24 蛍光体粒子
28 透光性樹脂材
30 第２のＬＥＤ
32 コーティング材
34 蛍光ガラス
36 蛍光体粒子
40 第３のＬＥＤ
42 コーティング材
44 蛍光体粒子
46 蛍光ガラス粒子
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と、該ＬＥＤチップの発光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子を備え、上記蛍光体粒子から発せられる赤色光、緑色光、青色光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、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、紫外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から発光された紫外光等の光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子74、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子74、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子74が分散状態で混入されている。
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が発光して紫外光等の光が放射される。この光が上記コーティング材72中の蛍光体粒子74に照射されることにより、蛍光体粒子74から赤色光、緑色光、青色光が発せられ、これら３色が混色して得られた白色光が、外装体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】
従来のＬＥＤ60にあっては、上記の通り、赤色発光用の蛍光体粒子74、緑色発光用の蛍光体粒子74及び青色発光用の蛍光体粒子74を用い、これら３種類の蛍光体粒子74から発せられる赤色光、緑色光、青色光を混色させて白色光を実現している。
このため、使用する３種類の蛍光体粒子74の発光輝度にばらつきがあると、蛍光体粒子74から発せられる赤色光、緑色光、青色光のバランスが崩れ、いわゆる色ずれを生じていた。
【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、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子及び青色発光用の蛍光体粒子の発光輝度にばらつきがあっても、色ずれを生じることのない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、ＬＥＤチップと、赤色発光用の蛍光体粒子と、緑色発光用の蛍光体粒子と、青色発光用の蛍光体粒子と、蛍光ガラスとを備えた発光ダイオードであって、上記蛍光ガラスは、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードは、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスを備えているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、上記３種類の蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【０００９】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、上記蛍光ガラスで構成された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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子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。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスによりコーティング材を構成したので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、コーティング材を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及びコーティング材を構成する蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００１０】
また、基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記蛍光ガラスで被覆された赤色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された緑色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された青色発光用の蛍光体粒子を混入して上記発光ダイオードを構成しても良い。
【００１１】
この場合、蛍光体粒子を被覆する蛍光ガラスとして、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
また、蛍光体粒子を蛍光ガラスで被覆しているので、蛍光ガラス中の蛍光体粒子と、他の蛍光ガラス中の蛍光体粒子との間に、少なくとも蛍光ガラスの厚さに相当する分の間隔が確保される。この結果、蛍光体粒子同士での光の吸収が低減されることとなり、蛍光体粒子で波長変換された光の取出し効率を向上させることができる。
【００１２】
基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子と、上記蛍光ガラスより成る蛍光ガラス粒子を混入して上記発光ダイオードを構成しても良い。
この場合、コーティング材中に混入する蛍光ガラス粒子として、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有するものが用いられるので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラス粒子の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子及び蛍光ガラス粒子から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
【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、３５０ｎｍ〜４７０ｎｍ波長の紫外光を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
【００１５】
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、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換する透明な蛍光ガラスで構成されている。
蛍光ガラスは、ガラス材料に蛍光材料を添加して形成される透明体であり、ガラス材料としては、例えば、酸化物ガラス、珪酸系ガラス、フツ燐酸塩系ガラス等を用いることができる。
また蛍光材料としては、例えば、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等、或いは、Ｍｎ、Ｚｎ等を単体或いは複数組み合わせて用いることができる。蛍光材料を構成するこれら元素の原子は、通常陽イオン状態となっており、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光の照射を受けて励起され、イオン固有の色の可視光を発光するものである
尚、コーティング材22を構成する蛍光ガラスは、「紫外光」を所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換するものだけに限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16から発光された光を、所定色の可視光に変換するものであれば良い。
【００１６】
また、上記コーティング材22中には、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子24、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子24が分散状態で多数混入されている。
尚、蛍光体粒子24は、「紫外光」を所定色（赤色、緑色又は青色）の可視光に変換するものだけに限定されず、要するに、ＬＥＤチップ16の発光された光を、所定色の可視光に変換するものであれば良い。
【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26を有するエポキシ樹脂等より成る透光性樹脂材28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28の下端部を貫通して透光性樹脂材28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】
本発明においては、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスにより、上記コーティング材22を構成している。この結果、発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色を、コーティング材22を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を赤色発光用の蛍光ガラスで構成する。
また、緑色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を緑色発光用の蛍光ガラスで構成する。
さらに、青色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低い場合には、上記コーティング材22を青色発光用の蛍光ガラスで構成する。
【００１９】
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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24に照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスにより、上記コーティング材22を構成しているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、コーティング材22に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子24及び蛍光ガラスで構成されたコーティング材22から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００２０】
本発明の第１のＬＥＤ10にあっては、赤色発光用の蛍光体粒子24、緑色発光用の蛍光体粒子24、青色発光用の蛍光体粒子24の中で、他の蛍光体粒子24より発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラスによりコーティング材22を構成したので、発光輝度の低い蛍光体粒子24の発光色を、コーティング材22を構成する蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子24及びコーティング材22を構成する蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止でき、輝度向上を図ることができる。
【００２１】
上記コーティング材22を構成する蛍光ガラスは、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。このゾルゲル法は、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と共に、希土類イオン等の蛍光材料を均一に添加することができる。
具体的には、上記コーティング材22は、リフレクタ14内に、蛍光体粒子24の混入された溶液状態の蛍光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内への蛍光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、溶液状態の蛍光ガラス材料の満たされた槽内に浸漬したり、或いは溶液状態の蛍光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、溶液状態の蛍光ガラス材料をリフレクタ14内に充填しても良い。
上記ゾルゲル法で形成される赤色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物、例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｅｕ３＋やＭｎイオン、Ｓｍイオン等をドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｅｕ３＋源としてＥｕ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＥｕ３＋をドープしたもの等が該当する。
また、緑色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物、例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｔｂイオンをドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｔｂイオン源としてＴｂ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＴｂイオンをドープしたもの等が該当する。
さらに、青色発光用の蛍光ガラスとしては、金属有機化合物 例えば、金属アルコキシド、一般式Ｍ（ＯＲ）n（Ｍ：金属元素、Ｒ：アルキル基、ｎ：金属の酸化数）等の非晶質母体中に、発光中心（蛍光材料）として、例えば、Ｅｕ２＋等をドープした組成のもの、一例として、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４又はその４量体に、Ｅｕ２＋源としてＥｕ（ＮＯ３）３と、Ａｌイオン源としてＡｌ（ＮＯ３）３を使用して、上記非晶質母体中にＥｕ２＋、Ａｌイオンをドープしたもの等が該当する。
【００２２】
以下、本発明の第１のＬＥＤ10の実施例を示す。
（実施例１）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを用い、上記0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎを５６グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２１グラム、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２３グラムの量で混合する。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、赤色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、酸化雰囲気中にて約２００℃の温度で１時間加熱して、赤色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
（実施例２）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを用い、上記2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎを５６グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２３グラム、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２１グラムの量で混合する。
この場合、青色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、青色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ａｌ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３、Ａｌ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な青色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記青色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、還元雰囲気中で約２００℃の温度で１時間加熱して、青色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
（実施例３）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、
緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、
青色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕを用い、上記2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎを６０グラム、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕを２０グラム、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕを３０グラムの量で混合する。
この場合、緑色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、緑色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｔｂ）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＴｂ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な緑色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を１００グラム作製する。
そして、上記緑色発光用の蛍光ガラス材料溶液に、混合された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、約２００℃の温度で１時間加熱して、緑色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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２ｃｄで、色度座標におけるＸ＝0.2956、Ｙ＝0.3122の白色光が得られた。
（実施例４）
赤色発光用の蛍光体粒子24として、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕを５４グラム、緑色発光用の蛍光体粒子24として、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎを２４グラム、青色発光用の蛍光体粒子24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕを２２グラム用いる。
この場合、赤色発光用の蛍光体粒子24の発光輝度が低いため、上記コーティング材22は、赤色発光用の蛍光ガラス（ＳｉＯ２：Ｅｕ３＋）で構成される。
このため、テトラエトキシシランＳｉ（ＯＣ２Ｈ５）４より成る金属アルコキシドと、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、上記金属アルコキシドの加水分解・重合反応の調整剤と、発光中心（蛍光材料）としてのＥｕ（ＮＯ３）３とを調合し、均質で透明な赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液（固形分５０％）を作製しておく。
そして先ず、上記緑色発光用の蛍光体粒子24（２４グラム）に対して、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液を１０グラム添加して、上記緑色発光用の蛍光体粒子24の表面に、蛍光ガラス材料溶液の被膜を形成する。その後、上記被膜の表面に、赤色発光用の蛍光体粒子24（５４グラム）を付着させた後、２００℃の温度で２０分間焼成することにより、緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24とを強固に接着させる。
次に、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液を１５グラム添加して、強固に接着された上記緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24の表面に、蛍光ガラス材料溶液の被膜を形成する。その後、上記被膜の表面に、青色発光用の蛍光体粒子24（２２グラム）を付着させた後、２００℃の温度で２０分間焼成することにより、青色発光用の蛍光体粒子24を、緑色発光用の蛍光体粒子24と赤色発光用の蛍光体粒子24に強固に接着させる。
そして、上記赤色発光用の蛍光ガラス材料溶液７５グラムに、強固に接着された上記３種類の蛍光体粒子24を添加し、この蛍光体粒子24が分散された蛍光ガラス材料溶液を、リフレクタ14内に充填した後、約２００℃の温度で１時間加熱して、赤色発光用の蛍光ガラスより成るコーティング材22を形成した。
尚、ＬＥＤチップ16上に被覆されたコーティング材22の厚さは、５０μｍ〜７０μｍと成される。
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４ｃｄで、色度座標におけるＸ＝0.2934、Ｙ＝0.3200の白色光が得られた。
【００２３】
尚、赤色発光用の蛍光体粒子24として、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ等を使用しても良い。
また、緑色発光用の蛍光体粒子24として、Ｚｎ２ＳｉＯ4：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等を使用しても良い。
更に、青色発光用の蛍光体粒子24として、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕ等を使用しても良い。
【００２４】
図２は、本発明に係る第２のＬＥＤ30を示す概略断面図であり、この第２のＬＥＤ30は、コーティング材32を透光性エポキシ樹脂等で構成すると共に、該コーティング材32中に、蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36を分散状態で多数混入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、ＬＥＤチップ16から発光される紫外光を波長変換して、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの３個の蛍光体粒子36が、１つの蛍光ガラス34で被覆されている。
もっとも、後述の方法を用いて、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆する場合、図３に示すような赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの３個の蛍光体粒子36が１つの蛍光ガラス34で被覆されたものだけが形成される訳ではなく、実際には、図４に示すように、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００２５】
上記蛍光ガラス34は、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒの発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。また、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇの発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。さらに、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの発光輝度が低い場合には、青色発光用の蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆する。
【００２６】
また、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの中で、一の蛍光体粒子36の発光輝度が高く、他の２種類の蛍光体粒子36の発光輝度が低い場合には、発光輝度の低い２種類の蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラス34で蛍光体粒子36を被覆し、これら蛍光体粒子36をコーティング材32中に混入すれば良い。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒの発光輝度が高く、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ及び青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス34で被覆した蛍光体粒子36と、青色発光用の蛍光ガラス34で被覆した蛍光体粒子36とを、コーティング材32中に混入すれば良い。
【００２７】
この第２のＬＥＤ30において、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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂに照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、蛍光体粒子36を被覆する蛍光ガラス34は、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、蛍光ガラス34に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ及び蛍光ガラス34から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００２８】
本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を被覆する蛍光ガラス34として、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂの中で、他の蛍光体粒子36より発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子36の発光色を、蛍光ガラス34の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子36及び蛍光ガラス34から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【００２９】
また、上記第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆しているので、蛍光ガラス34中の蛍光体粒子36と、他の蛍光ガラス34中の蛍光体粒子36との間に、少なくとも蛍光ガラス34の厚さに相当する分の間隔が確保される。この結果、蛍光体粒子36同士での光の吸収が低減されることとなり、蛍光体粒子36で波長変換された光の取出し効率を向上させることができる。
勿論、上記蛍光ガラス34は、透明体であり透光性を有しているため、蛍光体粒子36から発光された光が蛍光ガラス34によって吸収されることもない。
【００３０】
尚、上記透光性樹脂材28をエポキシ樹脂で構成した場合には、エポキシ樹脂は耐湿性が十分ではないため、第２のＬＥＤ30が高湿環境下で使用されると、空気中の水分が、透光性樹脂材28の表面から内部へ浸入することがあった。その場合、上記蛍光体粒子36がＺｎＳ、（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｓ等の硫化物系の蛍光体で構成されていると、蛍光体粒子36が第２のＬＥＤ30内部に浸入した水分及びＬＥＤチップ16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ＬＥＤ30の輝度低下を招来することがある。
【００３１】
しかしながら、本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆しているので、当該蛍光ガラス34によって、水分が蛍光体粒子36に付着するのを防止でき、蛍光体粒子36の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体粒子36を使用しても、蛍光体粒子36の変色劣化を生じることがなく、蛍光体選択の自由度が向上することとなる。
尚、硫化物系の蛍光体としては、例えば、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて青色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて緑色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて赤色系の可視光を発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００３２】
次に、上記第２のＬＥＤ30において、蛍光体粒子36を蛍光ガラス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、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、均質で透明な溶液状態の蛍光ガラス材料を作製する。
【００３３】
また、上記赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂを所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
次に、上記蛍光ガラス材料溶液に、十分に混合された上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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、上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、蛍光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、蛍光ガラス材料溶液と蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂとは、例えば、
蛍光ガラス材料溶液１００グラムに対して、蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを１００グラム程度の割合で混合される。
【００３４】
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、蛍光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３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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。
【００３５】
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、蛍光体粒子36に比べて、蛍光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、蛍光体粒子36が蛍光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、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数は１個とは限らず、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００３６】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中で約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蛍光ガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、蛍光ガラス34が形成され、その結果、図３及び図４に示すような、蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36が構成される。
【００３７】
尚、上記方法により、蛍光体粒子36を蛍光ガラス34で被覆した場合、上記約８００℃〜１０００℃での加熱・焼成の結果、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との界面においては、組成変化が生じているものと考えられる。
例えば、蛍光体粒子36が、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎであり、蛍光ガラス34が、ＳｉＯ２：Ｅｕ３＋である場合、両者の界面は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｍｎに組成変化している。
このように、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との界面においては、蛍光体粒子36を構成する母体金属元素（Ｂａ，Ｍｇ，Ａｌ）が、蛍光ガラス34（ＳｉＯ２）中に浸透し、組成変化を生じている結果、蛍光体粒子36と蛍光ガラス34との結合は、非常に強固なものとなっている。
【００３８】
尚、上記３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、それぞれ粒径や比重が異なるため、これらをコーティング材32中にそのまま混入した場合、コーティング材32中に均一に分布せず、粒径や比重が等しい蛍光体粒子36の種類毎にほぼ同じ箇所に固まって分布してしまうことがある。この場合、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの発光色が十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
これに対し、本発明の第２のＬＥＤ30にあっては、上記の通り、予め十分に混合させておいた蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを蛍光ガラス材料溶液に加えて混練するため、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂは、蛍光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、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂ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、蛍光体粒子36が蛍光ガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。従って、上記粒体を加熱・焼成して蛍光ガラス34を構成した場合も、図４に示すように、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類は種々異なることとなる。
【００３９】
このように、上記方法を用いて、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂを蛍光ガラス34で被覆すると、１つの蛍光ガラス34で被覆される蛍光体粒子36の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これら蛍光ガラス34で被覆された蛍光体粒子36を、上記コーティング材32中に混入した場合には、同じ種類の蛍光体粒子36が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散させることができる。従って、３種類の蛍光体粒子36Ｒ，36Ｇ，36Ｂの発光色を十分に混色させることができ、色ムラの発生を防止することができる。
【００４０】
図５は、本発明に係る第３のＬＥＤ40を示す概略断面図であり、この第３のＬＥＤ40は、透光性エポキシ樹脂等で構成されたコーティング材42中に、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子44、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子44を分散状態で多数混入すると共に、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光を、所定色の可視光に変換する透明な蛍光ガラス粒子46を分散状態で多数混入した点に特徴を有するものである。
【００４１】
上記蛍光ガラス粒子46は、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
例えば、赤色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。また、緑色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、緑色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。さらに、青色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、青色発光用の蛍光ガラス粒子46を用いる。
【００４２】
また、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、一の蛍光体粒子44の発光輝度が高く、他の２種類の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、発光輝度の低い２種類の蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有する蛍光ガラス粒子46をコーティング材42中に混入すれば良い。
例えば、緑色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が高く、赤色発光用の蛍光体粒子44及び青色発光用の蛍光体粒子44の発光輝度が低い場合には、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46と、青色発光用の蛍光ガラス粒子46とを、コーティング材42中に混入すれば良い。
【００４３】
この第３のＬＥＤ40において、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が発光して紫外光が放射される。
この紫外光が、上記赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44に照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光される。
また、上記の通り、蛍光ガラス粒子46は、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、ＬＥＤチップ16から発光された紫外光は、蛍光ガラス粒子46に照射されることにより波長変換されて、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の何れかが発光されることとなる。
そして、３種類の蛍光体粒子44及び蛍光ガラス粒子46から発光された赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材28の凸レンズ部26で集光されて外部へ放射されるのである。
【００４４】
本発明の第３のＬＥＤ40にあっては、コーティング材42中に混入する蛍光ガラス粒子46として、赤色発光用の蛍光体粒子44、緑色発光用の蛍光体粒子44、青色発光用の蛍光体粒子44の中で、他の蛍光体粒子44より発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられているので、発光輝度の低い蛍光体粒子44の発光色を、蛍光ガラス粒子46の発光色によって補うことができる。このため、蛍光体粒子44及び蛍光ガラス粒子46から、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【００４５】
次に、溶融法を用いて上記蛍光ガラス粒子46を形成する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ等のガラス材料と、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、これらを約１０００℃〜１２００℃の高温で溶融した後、型に入れて成形することにより、ブロック状の蛍光ガラスを形成する。
次に、ボールミルを用いて上記ブロック状の蛍光ガラスを粉砕することにより、所定粒径を有する上記蛍光ガラス粒子46を形成することができる。
上記溶融法によって、蛍光ガラス粒子46を形成した場合において、赤色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＢａＯ・ＺｎＯ：Ｅｕ３＋、緑色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、Ｂ２Ｏ３・ＣａＯ・ＳｉＯ２・Ｌａ２Ｏ３：Ｔｂ３＋、青色発光用の蛍光ガラス粒子46の組成としては、例えば、Ｐ２Ｏ５・ＡｌＦ３・ＭｇＦ２・ＣａＦ２・ＳｒＦ２・ＢａＣｌ２：Ｅｕ２＋が挙げられる。
【００４６】
また、ゾルゲル法を用いた蛍光ガラス粒子46の形成方法は次の通りである。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、重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、希土類イオン等の蛍光材料を均一に添加することができるものである。
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、希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）とを調合し、均質で透明な溶液状態の蛍光ガラス材料を作製する。
【００４７】
次に、上記溶液状態の蛍光ガラス材料を、所定の型に入れた後、約８００℃〜１０００℃の高温で加熱すると、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応が進行してガラス化し、ブロック状の蛍光ガラスが形成される。
その後、ボールミルを用いて上記ブロック状の蛍光ガラスを粉砕することにより、所定粒径を有する上記蛍光ガラス粒子46を形成することができる。
【００４８】
尚、このゾルゲル法の場合には、４００℃程度の比較的低温で、上記溶液状態の蛍光ガラス材料を加熱した場合にも蛍光ガラスを形成することができる。
しかし、本発明の如く、約８００℃〜１０００℃の高温で加熱して蛍光ガラスを形成すると、上記希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）が、母体ガラス結晶中に十分に拡散するので、４００℃程度の低温で形成した場合に比較して、蛍光ガラスの発光特性が向上する。すなわち、４００℃程度の低温で蛍光ガラスを形成した場合には、上記希土類元素の２価及び３価のＥｕ、Ｔｂ、Ｓｍ等の蛍光材料（発光中心）の母体ガラス結晶中への拡散が不十分である。
【００４９】
上記第２のＬＥＤ30、第３のＬＥＤ40においては、コーティング材32，42を透光性エポキシ樹脂等で構成した場合を例に挙げて説明したが、第１のＬＥＤ10と同様に、上記コーティング材32，42を蛍光ガラスで構成しても良い。この場合、コーティング材32，42を構成する蛍光ガラスは、赤色発光用の蛍光体粒子36Ｒ，44、緑色発光用の蛍光体粒子36Ｇ，44、青色発光用の蛍光体粒子36Ｂ，44の中で、他の蛍光体粒子36，44より発光輝度の低い蛍光体粒子36，44の発光色と、同一若しくは同等の発光色を有するものが用いられる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードは、赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有する蛍光ガラスを備えているので、発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色を、蛍光ガラスの発光色によって補うことができる。このため、上記３種類の蛍光体粒子及び蛍光ガラスから、赤色光、緑色光、青色光がバランス良く発せられ、色ずれの発生を効果的に防止することができる。
【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】 蛍光ガラスで被覆された蛍光体粒子の一例を示す拡大概略断面図である。
【図４】 蛍光ガラスで被覆された蛍光体粒子の他の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 第１のリードフレーム
14 リフレクタ
16 ＬＥＤチップ
18 第２のリードフレーム
22 コーティング材
24 蛍光体粒子
28 透光性樹脂材
30 第２のＬＥＤ
32 コーティング材
34 蛍光ガラス
36 蛍光体粒子
40 第３のＬＥＤ
42 コーティング材
44 蛍光体粒子
46 蛍光ガラス粒子
Claims (7)
- ＬＥＤチップと、赤色発光用の蛍光体粒子と、緑色発光用の蛍光体粒子と、青色発光用の蛍光体粒子と、蛍光ガラスとを備えた発光ダイオードであって、上記蛍光ガラスは、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子の中で、他の蛍光体粒子より発光輝度の低い蛍光体粒子の発光色と、同一の発光色を有す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、上記蛍光ガラスで構成された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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子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。
- 基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記蛍光ガラスで被覆された赤色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された緑色発光用の蛍光体粒子、上記蛍光ガラスで被覆された青色発光用の蛍光体粒子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。
- 基体の一面上に上記ＬＥＤチップを配置し、該ＬＥＤチップを、透光性を備えた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、上記赤色発光用の蛍光体粒子、緑色発光用の蛍光体粒子、青色発光用の蛍光体粒子と、上記蛍光ガラスより成る蛍光ガラス粒子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コーティング材で被覆したことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の発光ダイオード。
- 上記蛍光体粒子が、母体と付活剤より成り、上記母体は、カドミウム、亜鉛、マグネシウム、シリコン、ストロンチウム、希土類元素の酸化物、希土類元素の酸硫化物、希土類元素の硫化物、希土類元素の珪酸塩、希土類元素の燐酸塩、希土類元素のバナジン酸塩から選択され、上記付活剤は、鉛、銀、銅、マンガン、クロム、希土類元素、亜鉛、アルミニウム、リン、砒素、金から選択されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の発光ダイオード。
- 上記赤色発光用の蛍光体粒子が、Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎの何れか１種以上、
上記緑色発光用の蛍光体粒子が、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ4：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの何れか１種以上、
上記青色発光用の蛍光体粒子が、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕの何れか１種以上であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の発光ダイオード。
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