特許 7046178 白色光ＬＥＤパッケージ構造及び白色光源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-24

(45)【発行日】2022-04-01

(54)【発明の名称】白色光ＬＥＤパッケージ構造及び白色光源システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20220325BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20220325BHJP

   F21V 9/38 20180101ALI20220325BHJP

   F21V 9/08 20180101ALI20220325BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20220325BHJP

   F21Y 113/17 20160101ALN20220325BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20220325BHJP

【ＦＩ】

H01L33/50

F21V9/32

F21V9/38

F21V9/08 200

F21V19/00 150

F21V19/00 170

F21Y113:17

F21Y115:10 500

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020526212

(86)(22)【出願日】2018-11-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-13

(86)【国際出願番号】 CN2018116768

(87)【国際公開番号】W WO2019120026

(87)【国際公開日】2019-06-27

【審査請求日】2020-07-07

(31)【優先権主張番号】201711397732.9

(32)【優先日】2017-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】518281982

【氏名又は名称】廈門市三安光電科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＸＩＡＭＥＮ ＳＡＮ’ＡＮ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】５Ｆ．， Ｚｏｎｇｈｅ Ｂｌｄｇ．， Ｎｏ．１７２１， Ｌｕｌｉｎｇ Ｒｄ．， Ｓｉｍｉｎｇ Ｄｉｓｔ． Ｘｉａｍｅｎ， Ｆｕｊｉａｎ ３６１００９， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ 平

(72)【発明者】

【氏名】▲時▼ ▲軍▼朋

(72)【発明者】

【氏名】黄 森▲鵬▼

(72)【発明者】

【氏名】林 振端

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ ▲順▼意

(72)【発明者】

【氏名】徐 宸科

【審査官】村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０７９９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１７０３７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２１４７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５８２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１１０９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／４８－３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、ＬＥＤチップと、波長変換材料層と、を備えた白色光ＬＥＤパッケージ構造であって、少なくとも２種類の波長のＬＥＤチップにおける第１種類のＬＥＤチップのピーク波長が３８５～４２５ｎｍの間にあり、第２種類のチップのピーク波長が第１種類のＬＥＤチップのピーク波長より長くなっており、前記波長変換材料層の放出スペクトルピーク波長は４４０～７００ｎｍの間にあり、前記波長変換材料層は前記ＬＥＤチップにより射出される光を吸収して白色光を放出し、
前記白色光の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓθで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、３８０～７８０ｎｍの範囲内において、白色光は以下の式を満足することを特徴とする白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【数11】

【請求項2】

基板と、ＬＥＤチップと、波長変換材料層と、を備えた白色光ＬＥＤパッケージ構造であって、少なくとも２種類の波長のＬＥＤチップにおける第１種類のＬＥＤチップのピーク波長が３８５～４２５ｎｍの間にあり、第２種類のチップのピーク波長が第１種類のＬＥＤチップのピーク波長より長くなっており、前記波長変換材料層は少なくとも２種類の波長変換材料を有し、そのうち１種類の波長変換材料は該第１種類のＬＥＤチップにより励起され、放出スペクトルピーク波長が４４０～６００ｎｍの間にあり、他の１種類の波長変換材料は該第２種類のＬＥＤチップにより励起され、放出スペクトルピーク波長が５００～７００ｎｍの間にあり、
前記白色光の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓθで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、３８０～７８０ｎｍの範囲内において、白色光は以下の式を満足することを特徴とする白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【数12】

【請求項3】

前記白色光の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓαで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、５１０～６１０ｎｍの範囲内において、白色光は以下の式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【数13】

【請求項4】

前記白色光の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における光の強さの最大値をＰ（λ_ｍａｘ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における黒体放射の光の強さの最大値をＢ（λ_ｍａｘ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_１（λ）で表すと、５１０～６１０ｎｍの範囲内において、白色光は以下の式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【数14】

－０.１５＜Ｄ_１（λ）＜０.１５

【請求項5】

前記白色光の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_２（λ）で表すと、４００～５００ｎｍの範囲内において、白色光は以下の式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【数15】

－０.２５＜Ｄ_２（λ）＜０.２５

【請求項6】

前記第２種類のＬＥＤチップのピーク波長は４４０～４６０ｎｍの間にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項7】

ピーク波長が５５０～５７０ｎｍの間にある第３種類のＬＥＤチップを更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項8】

前記波長変換材料層は、少なくとも２種類の励起放出スペクトルピーク波長の蛍光パウダーを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項9】

前記波長変換材料層は、励起スペクトルピーク波長が４００～４２５ｎｍ及び４２５～４６０ｎｍの２種類、又は４００～４２５ｎｍ、４２５～４６０ｎｍの２種類及び他の種類の蛍光パウダーを有することを特徴とする請求項８に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項10】

前記波長変換材料層は、少なくとも第１種類、第２種類、第３種類の異なる放出スペクトルピーク波長の蛍光パウダーを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項11】

前記波長変換材料層は、放出スペクトルピーク波長が、４５０～５００ｎｍ、５００～６００ｎｍ及び６００～７００ｎｍの３種類、又は４５０～５００ｎｍ、５００～６００ｎｍ、６００～７００ｎｍの３種類及び他の種類の蛍光パウダーを有することを特徴とする請求項１０に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項12】

前記波長変換材料層の励起スペクトルの波長範囲は比較的に狭く、前記波長範囲の幅は３０～８０ｎｍの間にあることを特徴とする請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項13】

前記波長変換材料層の第１種類のＬＥＤチップのピーク波長における励起効率は７０％以下であり、第２種類のＬＥＤチップのピーク波長における励起効率は８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項14】

前記少なくとも２種類の波長の波長変換材料は混ざり合っていることを特徴とする請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項15】

前記少なくとも２種類の波長の波長変換材料は空間的に離れていることを特徴とする請求項２に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造。

【請求項16】

請求項１～請求項１５のいずれか１つの請求項に記載の白色光ＬＥＤパッケージ構造を有する白色光源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半導体の技術分野に関し、特に、白色光ＬＥＤパッケージ構造及び白色光源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（英語略称ＬＥＤ）は固体半導体発光装置の一種である。現存のＬＥＤ発光装置の多くは、青色光ＬＥＤで緑色、黄色、赤色の蛍光パウダーを励起して混合された白色光を得ているが、このような白色光はスペクトルが連続していないため、中には演色指数が９０に満たないものもある。また、現存の青色光チップで作成した白色光ＬＥＤはブルーライトハザード（図１、図２参照）が著しく、業界及び消費者における議論を引き起こしている。

【0003】

紫色光チップもしくは紫色に近い色のチップを採用してＲＧＢ３色蛍光パウダーを励起することにより、連続スペクトルを実現して太陽光のスペクトルに近い効果（図３、図４参照）を得ることができる。しかし、紫色光チップに切り替えると紫色光から緑色光または赤色光までの波長の差が大きいため、ストークスロスが大きく、発光効率が低くなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は上記従来の技術の不足を克服する白色光ＬＥＤパッケージ構造及び白色光源システムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記問題に鑑みて、本発明は、基板と、ＬＥＤチップと、波長変換材料層と、を備えた白色光ＬＥＤパッケージ構造であって、少なくとも２種類の波長のＬＥＤチップにおける第１種類のＬＥＤチップのピーク波長が３８５～４２５ｎｍの間にあり、第２種類のＬＥＤチップのピーク波長が４４０～４６０ｎｍの間にあり、前記波長変換材料層の放出スペクトルピーク波長は４４０～７００ｎｍの間にあり、前記波長変換材料層は前記ＬＥＤチップにより射出される光を吸収して白色光源を放出することを特徴とする白色光ＬＥＤパッケージ構造を提供する。

【0006】

また、本発明は、基板と、ＬＥＤチップと、波長変換材料層と、を備えた白色光ＬＥＤパッケージ構造であって、少なくとも２種類の波長のＬＥＤチップにおける第１種類のＬＥＤチップのピーク波長が３８５～４２５ｎｍの間にあり、第２種類のチップのピーク波長が第１種類のＬＥＤチップのピーク波長より長くなっており、前記波長変換材料層は少なくとも２種類の波長変換材料を有し、そのうち１種類の波長変換材料は該第１種類のＬＥＤチップにより励起され、放出スペクトル波長が４４０～６００ｎｍの間にあり、他の１種類の波長変換材料は該第２種類のＬＥＤチップにより励起され、放出スペクトル波長が５００～７００ｎｍの間にあることを特徴とする白色光ＬＥＤパッケージ構造をも提供する。

【0007】

前記白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓθで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、３８０～７８０ｎｍの範囲内において、白色光源は以下の式を満足することが好ましい。

【0008】

【数1】

前記白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓθで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、５１０～６１０ｎｍの範囲内において、白色光源は以下の式を満足することが好ましい。

【0009】

【数2】

前記白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における光の強さの最大値をＰ（λ_ｍａｘ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における黒体放射の光の強さの最大値をＢ（λ_ｍａｘ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_１（λ）で表すと、５１０～６１０ｎｍの範囲内において、白色光源は以下の式を満足することが好ましい。

【0010】

【数3】

－０.１５＜Ｄ_１（λ）＜０.１５
前記白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、前記白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_２（λ）で表すと、４００～５００ｎｍの範囲内において、白色光源は以下の式を満足することが好ましい。

【0011】

【数4】

－０.２５＜Ｄ_２（λ）＜０.２５
前記第２種類のＬＥＤチップのピーク波長は４４０～４６０ｎｍの間にあることが好ましい。

【0012】

ピーク波長が５５０～５７０ｎｍの間にある第３種類のＬＥＤチップを更に有することが好ましい。

【0013】

前記波長変換材料層は、少なくとも２種類の励起放出スペクトルピーク波長の蛍光パウダーを有することが好ましい。

【0014】

前記波長変換材料層は、励起スペクトルピーク波長が４００～４２５ｎｍまたは４２５～４６０ｎｍの２種類、または他の種類の蛍光パウダーをも有することが好ましい。

【0015】

前記波長変換材料層は、少なくとも第１種類、第２種類、第３種類の異なる放出スペクトルピーク波長の蛍光パウダーを有することが好ましい。

【0016】

前記波長変換材料層は、放出スペクトルピーク波長が４５０～５００ｎｍまたは５００～６００ｎｍまたは６００～７００ｎｍの３種類、または他の種類の蛍光パウダーをも有するが好ましい。

【0017】

前記波長変換材料層の励起スペクトルは比較的に狭く、３０～８０ｎｍの間にあることが好ましい。

【0018】

前記波長変換材料層の第１種類のＬＥＤチップのピーク波長における励起効率は７０％以下であり、第２種類のＬＥＤチップのピーク波長における励起効率は８０％以上であることが好ましい。

【0019】

前記いずれか１種類の波長変換材料層が放出した光が他の１種類の波長変換材料層により吸収される比率が５０％以下であることが好ましい。

【0020】

前記１種類の波長変換材料層が放出した光が該波長変換材料層の放出のピーク波長にあって、他の波長変換材料層の励起効率は７０％以下であることが好ましい。

【0021】

前記波長変換材料層は混ざり合っているまたは不完全に混ざり合っていることが好ましい。
前記少なくとも２種類の波長の波長変換材料層は空間的に離れていることが好ましい。

【0022】

上記の白色光ＬＥＤパッケージ構造を有する白色光源システムを提供することが好ましい。

【発明の効果】

【0023】

現存の技術と比べて、本発明が提供する白色光ＬＥＤパッケージ構造及び白色光源システムには、少なくとも以下の技術的効果が含まれている：
（１）紫色光チップだけのパッケージ構造と比べて、より少ないストークスロスを実現し、発光効率が従来より良い。
（２）演色性が高く、演色指数Ｒ１～Ｒ１５はいずれも９０を超えている。
（３）ブルーライトハザードを低減することができる。

【0024】

本発明の他の特徴及び利点については以下の明細書に説明する。また、部分的に明細書から明らかになり、または本発明を実施することにより理解されるようになる。本発明の他の目的及び他の利点は、明細書、特許請求の範囲、並びに添付の図面において特別に示された構成により実現し、獲得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

添付の図面は本発明に対する更なる理解を提供するため用いられたものであり、明細書を構成する一部でもあり、本発明の実施例と共に本発明を解釈するために用いられるが、本発明を制限するものではない。また、添付図面の数値は概要を描くものであり、正しくスケールに従って作成されたものではない。

【図1】現在市場で主流的な白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される説明図。

【図2】主流的な白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの比較図。

【図3】太陽光に近い白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される説明図。

【図4】太陽光に近い白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの比較図。

【図5】実施例１の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【図6】実施例１と比較例の発光スペクトルグラフ。

【図7】実施例２の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【図8】実施例２と比較例のＤ_１（λ）グラフ。

【図9】実施例２と比較例のＤ_２（λ）グラフ。

【図10】実施例３の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【図11】実施例４の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【図12】実施例５の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【図13】実施例６の白色光ＬＥＤパッケージ構造が示される断面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の実施形態
以下は図面を参照しながら本発明の白色光ＬＥＤパッケージ構造について詳しく説明する。本発明に関して説明する前に、特定の実施例に対して変更することが可能であるため、本発明は以下の実施例により制限されないことを理解すべきである。更に、本発明の範囲は特許請求の範囲のみにより制限されるので、以下の実施例は説明するために用いられたものに過ぎず、本発明を制限するものではないことも理解すべきである。

【0027】

他に定義があるものを除いて、本発明に関して使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野における通常の技術者が普通に理解する意味と同様の意味を持つものである。更に、本発明に関して用いられる用語は、本発明においてこのように明確に定義されたものを除いて、これらの用語がこの明細書における上下の文章及び関連する技術分野における意味と同様な意味を持つものとして解釈されるべきであり、本発明で明確に定義した場合を除いて、理想化又は正式すぎる意味で理解されるべきではない。
実施例1
図５に示されるように、本実施例が提供する白色光ＬＥＤパッケージ構造は、基板（Ｂａｓｅ）と、基板に位置するＬＥＤチップと、ＬＥＤチップに位置する波長変換材料層と、が含まれている。ＬＥＤチップとしては紫色光チップ（Ｖｉｏｌｅｔ ｃｈｉｐ）と青色光チップ（Ｂｌｕｅ ｃｈｉｐ）とを選択し、紫色光チップの波長は３８５～４２５ｎｍで、４１０～４２０ｎｍが好ましい。青色光チップの波長は４４０～４６０ｎｍで、４４５～４６０ｎｍが好ましい。波長変換材料層は２種類の波長の波長変換材料を含むことが可能であり、そのうち１種類の波長変換材料は紫色光ＬＥＤチップにより励起され、放出スペクトル波長は４４０～６００ｎｍであり、他の１つの波長変換材料は青色光チップチップにより励起され、放出スペクトル波長は５００～７００ｎｍであり、波長変換材料の放出スペクトルピーク波長は４５０～７００ｎｍの間にあり、波長変換材料層はＬＥＤチップから射出される光を吸収して白色光源を射出する。

【0028】

具体的に言うと、前記ＬＥＤチップは基板（Ｂａｓｅ）に固定され、フリップチップと、フェイスアップ型チップと、垂直型実装チップと、高電圧チップとのいずれか１つまたはそれらの組み合わせを選択することができる。この実施例ではフリップチップが好ましく、基板（Ｂａｓｅ）は静電気及びサージ保護機能を備えた材料により作成され、ＺｎＯまたはＺｎＯを主体とする材料（他の金属をドープしたものを含む）またはＣａＳｒＺｒＯ_３またはＢａＴｉＯ_３またはＢａＳｒＴｉＯ_３などのチタン酸塩、ジルコニウム酸塩材料を使用することができ、構成としてはマルチレイヤバリスタ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｖａｒｉｓｔｏｒ）もしくはマルチレイヤーセラミックキャパシタ（Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）であることができる。

【0029】

ＬＥＤチップの上方に波長変換材料層が被布されている。波長変換材料層としては、異なる励起スペクトルピーク波長の蛍光パウダー、例えば励起スペクトルピーク波長が４００～４２５ｎｍまたは４２５～４６０ｎｍの２種類、または更に多くの種類の蛍光パウダーを選択することができ、励起スペクトルは比較的に狭く、３０～８０ｎｍの間にあり、異なる放出スペクトルピーク波長の蛍光パウダー、例えば放出スペクトルピーク波長が４５０～５００ｎｍまたは５００～６００ｎｍまたは６００～７００ｎｍの３種類、または更に多くの種類の蛍光パウダーを選択することができる。波長変換材料層はＢ（Ｂｌｕｅ、青色）とＧ（Ｇｒｅｅｎ、緑色）とＲ（Ｒｅｄ、赤色）の３種類の蛍光パウダーが好ましく、Ｂ蛍光パウダー、Ｇ蛍光パウダー、Ｒ蛍光パウダーは完全に混ざり合って紫色光チップと青色光チップとを覆っている。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを選択するとより良く紫色光を吸収することができ、放出波長が４５０～５００ｎｍで、４６０ｎｍ辺りの青色光波長が好ましい。Ｇ蛍光パウダーとしてＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３+蛍光体（蛍光パウダー）を選択することができ、励起波長が４５０ｎｍ、ＬｕＡＧは紫色光をほとんど吸収せず（吸収率は５０％を大きく下回る）、放出波長は５５０ｎｍ辺り、もしくはＥｕをドープしたアルカリ土類金属ケイ酸塩蛍光体（蛍光パウダー）を選択し、最大励起波長は４１０ｎｍ、放出波長は５００～６００ｎｍの間にあって、５４０～５６０ｎｍが好ましい。Ｒ蛍光パウダーはＡＥＣ：Ｅｕ^２+（ＡＥ＝Ｃａ ａｎｄ Ｓｒ）蛍光体（蛍光パウダー）を選択し、そのうちＡＥ＝Ｃａの効果が最もよく、励起波長は４５０ｎｍ辺りで、４１０～４２０ｎｍの条件において、波長の強度が比較的に小さく、即ちこの４１０～４２０ｎｍ波長において、該Ｒ蛍光パウダーの励起効率は７０％以下で、放出波長６００ｎｍ以上であり、６００～７００ｎｍが好ましい。

【0030】

図６に示されているように、比較例は通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された白色光源であり、その青色光のピーク値が比較的に高いため、比較的に連続的なスペクトルを形成することが難しい。一方、本実施例は青色光と紫色光ＬＥＤ及び多種類の蛍光パウダーにより作成された白色光源を使用することを選択したので、発光スペクトルはより自然光に近い（Ｓｕｎｌｉｋｅ）。表１に示されるように、白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、該白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、ｃｏｓθで白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの相似程度を表すと、３８０～７８０ｎｍの範囲内において、本実施例で作成された白色光源は以下の式を満足する。

【0031】

【数5】

一方、比較例は現存の通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された通常の白色光源を選択し、比の値

【0032】

【数6】

ｃｏｓαは白色光ＬＥＤ的スペクトルと黒体放射スペクトルの相似程度を表し、５１０～６１０ｎｍの範囲内において、本実施例により作成された白色光源は以下の関係式を満足する。

【0033】

【数7】

ここで、５１０～６１０ｎｍは人間の目の視覚関数の明所視スペクトル比視感度Ｖ（λ）のＦＷＨＭに対応する波長範囲で、比較例は現存の通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された通常の白色光源を選択し、比の値

【0034】

【数8】

このように、本実施例に作成される白色光源により放出される発光スペクトルはより自然光に近い（Ｓｕｎｌｉｋｅ）。
表１：本実施例で作成される白色光源と比較例で作成される白色光源の比の値ｃｏｓθとｃｏｓαとの比較

【0035】

【表1】

本実施例により提供される白色光ＬＥＤパッケージ構造により作成される白色光源システムは紫色光チップだけのパッケージ構造と比べて、より少ないストークスロスを実現すると共に、発光効率がより良く、ブルーライトハザードを低減し、演色性が高く、演色指数Ｒ１～Ｒ１５はいずれも９０を超え、ている。陸路上または空中または海洋などに、局部照明や信号の識別などとして運用することができると共に、日常の応用、例えば液晶表示機器（ＬＣＤ）及び一般的照明設備のバックライト、特に携帯電話やカメラのフラッシュライトに応用することができる。

【0036】

実施例２
図７に示されるように、実施例１との相違点は、本実施例はＧ蛍光パウダーとＲ蛍光パウダーとが混ざり合って青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけ紫色光チップを覆う。具体的に言うと、紫色光チップは波長が４１０～４２０ｎｍ、青色光チップは波長が４４５ｎｍ～４６０ｎｍである。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを選択すると、より良く紫色光を吸収することができ、４６０ｎｍ辺りの青色光波長を放射する。Ｇ蛍光パウダーとしてＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３+蛍光体を選択することができ、励起波長が４５０ｎｍ、ＬｕＡＧは紫色光をほとんど吸収せず、放出波長は５５０ｎｍ辺りである。Ｒ蛍光パウダーはＡＥＣ：Ｅｕ^２+（ＡＥ＝Ｃａ ａｎｄ Ｓｒ）蛍光体（蛍光パウダー）を選択し、そのうちＡＥ＝Ｃａの効果が最もよく、励起波長は４５０ｎｍ辺りで、励起効率は比較的に高く（８０％を上回る）、４１０～４２０ｎｍの条件において、波長の強度が比較的に小さく、励起効率が比較的に低く（７０％を下回る）、放出波長は６００ｎｍを超える。Ｇ蛍光パウダー励起波長は４２０ｎｍより大きいため、Ｇ蛍光パウダーとＲ蛍光パウダーとを混合させた上で青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけ紫色光チップを覆うようにする。

【0037】

図８に示されるように、白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における光の強さの最大値をＰ（λ_ｍａｘ）とし、３８０～７８０ｎｍの範囲内における黒体放射の光の強さの最大値をＢ（λ_ｍａｘ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_１（λ）で表すと、５１０～６１０ｎｍの範囲内、即ち人間の目の明所視関数の半値幅範囲において、本実施例で作成される白色光源は以下の式を満足する：

【0038】

【数9】

－０.１５＜Ｄ_１（λ）＜０.１５
一方、比較例は現存の通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された通常の白色光源を選択し、その白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの差の値Ｄ_１（λ）は－０.４～－０.３の間にある。このように、本実施例は紫色光ＬＥＤと青色光チップ及びＲ、Ｇ、Ｂの多種類の蛍光パウダーで白色光源を作成したので、その白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの差の値Ｄ_１（λ）は－０.１５～０.１５の間にあり、即ち、比較例と比べて、Ｄ_１（λ）は明らかに小さく、発光スペクトルはより自然光に近い。
図９に示されているように、白色光源の発光スペクトルをＰ（λ）とし、白色光源と同じ色温度を持つ黒体放射の発光スペクトルをＢ（λ）とし、白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射のスペクトルとの差をＤ_２（λ）で表すと、４００～５００ｎｍの範囲内において、本実施例で作成される白色光源は以下の式を満足する：

【0039】

【数10】

－０.２５＜Ｄ_２（λ）＜０.２５。

【0040】

一方、比較例は現存の通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された通常の白色光源を選択し、その白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの差の値Ｄ_２（λ）は－０.５～０.７の間にある。このように、本実施例は紫色光ＬＥＤと青色光チップ及びＲ、Ｇ、Ｂの多種類の蛍光パウダーで白色光源を作成たので、その白色光ＬＥＤのスペクトルと黒体放射スペクトルとの差の値Ｄ_２（λ）は－０.１５～０.１５の間にあり、即ち、比較例と比べて、Ｄ_２（λ）は明らかに小さく、発光スペクトルはより自然光に近い。
通常の青色光ＬＥＤ及び蛍光パウダーにより作成された通常の白色光源は、青色光チップのエネルギー変換効率が高く、発光効率がより良いが、その青色光のピーク値が比較的に高いため、比較的に連続的なスペクトルを形成することが難しい。また、紫色光チップはＳｕｎｌｉｋｅなスペクトルが得られるが、発光効率は比較的低い。したがって、本実施例はこれら２種類のチップを同一の基板（例えばカップ）に固定し、紫色光を吸収しないが青色光を吸収する蛍光パウダーを選択してパッケージを行い、且つＳｕｎｌｉｋｅなスペクトルを達成すべく、励起波長が４５０ｎｍ辺りの赤色蛍光パウダーと黄緑色蛍光パウダーを選択して青色光チップに対してパッケージを行い、励起波長が４１０～４２０ｎｍの青色蛍光パウダーを選択して紫色光チップに対してパッケージを行うことにより、白色光を得ることができる。

【0041】

実施例３
図１０に示されるように、実施例１との相違点は、本実施例はＧＹ（黄緑）蛍光パウダーとＢ蛍光パウダーとが混ざり合って紫色光チップを覆い、Ｒ蛍光パウダーだけ青色光チップを覆う。具体的に言うと、紫色光チップは波長が４１０～４２０ｎｍ、青色光チップは波長が４４５ｎｍ～４６０ｎｍである。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを洗濯するとより良く紫色光を吸収することができ、４６０ｎｍ辺りの青色光波長を放射する。ＧＹ蛍光パウダーとしてＥｕがドープされたアルカリ土類金属ケイ酸塩蛍光体（蛍光パウダー）を選択することができ、最大励起波長は４１０ｎｍ、放出波長が５００～６００ｎｍの間にあると励起効率が最大になる。Ｒ蛍光パウダーはＡＥＣ：Ｅｕ^２+（ＡＥ＝Ｃａ ａｎｄ Ｓｒ）蛍光体（蛍光パウダー）を選択することができ、そのうちＡＥ＝Ｃａの効果が最もよく、励起波長は４５０ｎｍ辺りで、４１０～４２０ｎｍの条件において、波長の強度が比較的に小さく、励起効率が比較的に低く（７０％を下回る）、放出波長は６００ｎｍを超える。ＧＹ最大励起波長は４２０ｎｍより小さいため、ＧＹ蛍光パウダーとＢ蛍光パウダーとを混合させた上で紫色光チップを覆い、Ｒ蛍光パウダーだけ紫色光チップを覆うようにする。

【0042】

実施例４
図１１に示されるように、実施例１との相違点は、本実施例はＢ蛍光パウダー、Ｇ蛍光パウダー、Ｒ蛍光パウダーがそれぞれＶチップ、Ｂチップ、Ｇチップそれぞれを覆う。具体的に言うと、紫色光チップは波長が４１０～４２０ｎｍ、青色光チップは波長が４４５ｎｍ～４６０ｎｍ、緑色光チップは波長が５２０～６７０ｎｍである。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを洗濯するとより良く紫色光を吸収することができ、４６０ｎｍ辺りの青色光波長を放射する。Ｇ蛍光パウダーとしてＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３+蛍光体を選択することができ、励起波長が４５０ｎｍ、ＬｕＡＧは紫色光をほとんど吸収せず（吸収率は５０％を大きく下回る）、放出波長は５５０ｎｍ辺りである。Ｒ蛍光パウダーとしてはＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ^２+（ＣＡＳＮ）蛍光体を選択することができ、比較的に大きい２つの励起波長は４５０ｎｍ辺り及び５５０ｎｍ辺りであり、放出波長は６００ｎｍを超える。Ｂ蛍光パウダーは４１０ｎｍにおいて最大励起効率（８０％を上回る）に到達し、Ｇ蛍光パウダーは４５０ｎｍ辺りにおいて最大励起効率（８０％を上回る）に到達し、Ｒ蛍光パウダーは５５０ｎｍにおいて最大励起効率（８０％を上回る）に到達する。従って、Ｂ蛍光パウダー、Ｇ蛍光パウダー、Ｒ蛍光パウダーはそれぞれＶチップ、Ｂチップ、Ｇチップそれぞれを覆う。

【0043】

実施例５
図１２に示されるように、実施例１との相違点は、本実施例はＧ蛍光パウダーとＲ蛍光パウダーとＣ（シアン色）蛍光パウダーとが混ざり合って青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけ紫色光チップを覆う。具体的に言うと、紫色光チップは波長が４１０～４２０ｎｍ、青色光チップは波長が４４５ｎｍ～４６０ｎｍである。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを選択するとより良く紫色光を吸収することができ、４６０ｎｍ辺りの青色光波長を放射する。Ｃ蛍光パウダーはＬＭＧＮ～４９０～Ｂを選択し、励起波長は４６０ｎｍ，放出波長は５００ｎｍ辺りである。Ｇ蛍光パウダーとしてＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３+蛍光体を選択することができ、励起波長が４５０ｎｍ、ＬｕＡＧは紫色光をほとんど吸収せず、放出波長は５５０ｎｍ辺りである。Ｒ蛍光パウダーはＡＥＣ：Ｅｕ^２+（ＡＥ＝Ｃａ ａｎｄ Ｓｒ）蛍光体（蛍光パウダー）を選択することができ、そのうちＡＥ＝Ｃａの効果が最もよく、励起波長は４５０ｎｍ辺りで、４１０～４２０ｎｍの条件において、波長の強度が比較的に小さく、放出波長は６００ｎｍを超える。Ｇ蛍光パウダーの励起波長は４２０ｎｍを超えるので、Ｇ蛍光パウダーと、Ｒ蛍光パウダーと、Ｃ蛍光パウダーとを混合させて上で青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけ紫色光チップの上を覆うようにする。ここで注意すべきなのは、Ｂ蛍光パウダー、Ｇ蛍光パウダー、Ｃ蛍光パウダー、Ｒ蛍光パウダーはそれぞれ個別に覆うこともでき、あるいは混合してパッケージすることも可能である。

【0044】

実施例６
図１３に示されるように、実施例１との相違点は、本実施例はＧ蛍光パウダーとＲ蛍光パウダーは混ざり合って青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけ紫色光チップを覆う。このほか蛍光パウダーの上に湿気と空気とから隔離する保護層（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）を設置することにより、パッケージ基板（Ｂａｓｅ）上の金属を保護して硫化しないようにする。具体的に言うと、紫色光チップは波長が４１０～４２０ｎｍ、青色光チップは波長が４４５ｎｍ～４６０ｎｍである。Ｂ蛍光パウダーとして励起波長が３９０ｎｍのものを選択するとより良く紫色光を吸収することができ、４６０ｎｍ辺りの青色光波長を放射する。Ｇ蛍光パウダーとしてＬｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３+蛍光体を選択することができ、励起波長が４５０ｎｍ、ＬｕＡＧは紫色光をほとんど吸収せず（吸収率は５０％を大きく下回る）、放出波長は５５０ｎｍ辺りである。ＲはＡＥＣ：Ｅｕ^２+（ＡＥ＝Ｃａ ａｎｄ Ｓｒ）蛍光体（蛍光パウダー）を選択することができ、そのうちＡＥ＝Ｃａの効果が最もよく、励起波長は４５０ｎｍ辺りで、４１０～４２０ｎｍの条件において、波長の強度が比較的に小さく、放出波長は６００ｎｍを超える。Ｇ蛍光パウダーの励起波長は４２０ｎｍを超えるので，Ｇ蛍光パウダーとＲ蛍光パウダーとを混合して青色光チップを覆い、Ｂ蛍光パウダーだけで紫色光チップの上を覆い、これにより各蛍光パウダーを空間的に離れさせることができる。

【0045】

理解すべきなのは、上記具体的な実施形態は本発明の一部の好ましい実施例であり、上記実施例は更に各種の組み合わせ、変化をすることができる。本発明の範囲は以上の実施例に制限されず、本発明に基づくあらゆる変化は、本発明の保護される範囲内にある。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】