DE102006009955B4

DE102006009955B4 - Weiße Lichtquelle und Beleuchtungsvorrichtung, die die weiße Lichtquelle verwendet

Info

Publication number: DE102006009955B4
Application number: DE102006009955A
Authority: DE
Inventors: Kenshi Aihara
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2013-08-01
Anticipated expiration: 2026-03-04
Also published as: US20060197098A1; JP2006245443A; US7518150B2; CN1832167A; JP4679183B2; DE102006009955A1; CN100576535C

Abstract

Weiße Lichtquelle (20, 30, 40, 50, 60), aufweisend:
einen blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt (21), der ein Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11) und Vergussharz (26A) aufweist, das gelb fluoreszierende Partikel (14) enthält und das das Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11) bedeckt;
einen rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt (22), der ein Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12) und Vergussharz (26B) aufweist, das rot fluoreszierende Partikel (15) enthält und das das Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12) bedeckt; und
eine Leiterplatte (13, 55, 65), auf der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt (22) einander benachbart als unabhängige Abschnitte angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine weiße Lichtquelle und eine Beleuchtungsvorrichtung, die die weiße Lichtquelle verwendet.
Beschreibung der verwandten Technik
In den vergangenen Jahren war ein Leuchtdioden-(LED)-Bauelement, das konfiguriert ist, um ein Weiß-System-Licht auszusenden, und zwar durch eine Kombination aus einem blauen LED-Element und einem gelb fluoreszierenden Element, das eine komplementäre Farbbeziehung zu von dem blauen LED-Element ausgesendeten blauen Licht hat, als Bauteil hoher Lichtstärke auf dem Markt.
Jedoch besteht das Problem, dass das LED-Element geringe Farbwiedergabeeigenschaften hat, wobei die 'Farbwiedergabeeigenschaften' einen Index darstellen, der die Natürlichkeit einer beim Beleuchten erhaltenen Farbe repräsentiert. Das bedeutet, da weder grüne noch rote Spektralkomponenten in der Kombination des blauen LED-Elements und des gelb fluoreszierenden Elements enthalten sind oder diese nicht ausreichend sind, war es nicht möglich, ausreichende Farbwiedergabeeigenschaften für eine Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige, einer Lichtquelle zur Beleuchtung, oder dergleichen zu erhalten.
Daher wurde herkömmlicherweise eine lichtaussendende Einrichtung vorgeschlagen, die konfiguriert ist, die drei Primärfarben auszusenden, und die Farbwiedergabeeigenschaften dadurch zu verbessern, dass sowohl ein grün fluoreszierendes Material 3 als auch ein rot fluoreszierendes Material 4 in einem ein blaues LED-Element 1 bedeckenden Vergusskörper 2 dispergiert ist, wie beispielsweise in 7A dargestellt ist (als Referenz siehe JP 2001-144 331 A , Ansprüche und 13).
Es wurde auch eine lichtaussendende Einrichtung vorgeschlagen, die konfiguriert ist, die drei Primärfarben auszusenden, und die Farbwiedergabeeigenschaften dadurch zu verbessern, dass jedes von einem blau fluoreszierenden Material 7, einem grün fluoreszierenden Material 3 und einem rot fluoreszierenden Material 4 in einem ein ultraviolettes LED-Element 5 bedeckenden Vergusskörper 6 dispergiert ist, wie beispielsweise in 7B dargestellt (als Referenz siehe JP 2004-127 988 A , Ansprüche und 2).
Jedoch trifft man bei den zuvor erwähnten lichtaussendenden Einrichtungen die folgenden Probleme an.
Die herkömmlichen lichtaussendenden Einrichtungen, welche eine Kombination aus einem einfarbigen LED-Element, wie beispielsweise dem blauen LED-Element 1 oder dem ultravioletten LED-Element 5, und aus einer Mehrzahl von fluoreszierenden Materialien, wie beispielsweise dem blau, grün und rot fluoreszierenden Material 3, 4 und 7 beinhalten und konfiguriert sind, um die drei Primärfarben zu erzielen, haben ausreichende Farbwiedergabeeigenschaften, weisen jedoch eine geringe Aussendeeffizienz auf, was es schwierig macht, die benötigte Lichtstärke zu erzielen.
Mit anderen Worten muss die Mehrzahl der unterschiedliche Farben aufweisenden fluoreszierenden Materialien durch eine einzelne Farbe des einzelnen LED-Elementes angeregt werden. Demgemäß ist eine große Helligkeit (Leuchtdichte) des von dem einzelnen LED-Element ausgesendeten Licht erforderlich. Außerdem ist es, da jedes der fluoreszierenden Materialien eine unterschiedliche Aussendeeffizienz bezüglich der einzelnen Lichtfarbe hat, nicht möglich, eine ausreichende Lichtstärke und gute Farbwiedergabeeigenschaften für die lichtaussendende Einrichtung zu erzielen.
US 2004/0256626 A1 zeigt eine weiße Lichtquelle mit einer blauen und einer grünen Leuchtdiode, die nebeneinander auf einem Substrat angebracht sind. Die Leuchtdioden sind mit gelb phosphoreszierendem Klebstoff und rot phosphoreszierendem Klebstoff bedeckt. In unterschiedlichen Ausgestaltungen sind der gelb phosphoreszierende Klebstoff und der rot phosphoreszierende Klebstoff entweder einzeln in Schichten übereinander oder in einer gemischten Schicht über den Leuchtdioden angeordnet.
JP 2005-005482 A offenbart unterschiedliche Ausgestaltungen von LED-Lichtquellen mit zwei oder drei Leuchtdioden, die von einem Harz mit fluoreszierenden Partikeln bedeckt sind.
INHALT DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lichtquelle bereitzustellen, die in der Lage ist, weißes Licht hoher Lichtstärke zu erzeugen, und die verbesserte Farbwiedergabeeigenschaften aufweist, und eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Lichtquelle verwendet.
Zur Lösung dieser Aufgabe beinhaltet eine erfindungsgemäße Lichtquelle, die in der folgenden Beschreibung auch als lichtaussendende Einrichtung bezeichnet wird, ein Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement, ein Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement, ein Vergussharz, das gelb fluoreszierende Partikel enthält, und ein Vergussharz, das rot fluoreszierende Partikel enthält, sowie die weiteren in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 7 definierten Merkmale. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist durch den Anspruch 6 definiert. Die abhängigen Ansprüche betreffen optionale Merkmale von Weiterbildungen der Erfindung.
Das Vergussharz mit gelb fluoreszierenden Partikeln ist konfiguriert, um einen Teil des blauen Lichtes vom Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement als Anregungslicht zu absorbieren und Gelb-System-Licht auszusenden.
Das Vergussharz mit rot fluoreszierenden Partikeln ist konfiguriert, um einen Teil des grünen Lichtes vom Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement als Anregungslicht zu absorbieren und Rot-System-Licht auszusenden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematischer Querschnitt, der ein zum Verständnis der Erfindung nützliches Vergleichsbeispiel einer lichtaussendenden Einrichtung darstellt;
2 ist ein schematischer Querschnitt, der eine erste Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
3 ist ein schematischer Querschnitt, der eine zweite Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
4 ist ein schematischer Querschnitt, der eine dritte Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
5 ist ein schematischer Querschnitt, der eine vierte Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung und einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
6 ist ein schematischer Querschnitt, der eine fünfte Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung und der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
7A ist ein schematischer Querschnitt, der ein Beispiel einer herkömmlichen lichtaussendenden Einrichtung darstellt;
7B ist ein schematischer Querschnitt, der ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen lichtaussendenden Einrichtung darstellt;
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend detailliert mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.
1 stellt ein zum Verständnis der Erfindung nützliches Vergleichsbeispiel einer lichtaussendenden Einrichtung dar.
Wie in 1 dargestellt, beinhaltet die lichtaussendende Einrichtung 10 ein Substrat 13, ein blaues LED-Element (Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement) 11, ein grünes LED-Element (Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement) 12 und einen gelb-roten Harzvergusskörper 16, der am Substrat 13 angebracht ist, um die blauen und grünen LED-Elemente 11 und 12 gemeinsam zu bedecken.
Dabei sind das blaue LED-Element 11 und das grüne LED-Element 12 auf eine einzige Fläche, beispielsweise die Oberseite des Substrates 13, beispielsweise mittels einer Ag-Paste oder dergleichen durch Verkleben montiert.
Bei diesem Vergleichsbeispiel weist der gelb-rote Harzkörper 16 ein gelb fluoreszierendes Element auf, das Gelb-System-Fluoreszenzpartikel 14 beinhaltet, und ein rot fluoreszierendes Element auf, das Rot-System-Fluoreszenzpartikel 15 beinhaltet. Die gelb fluoreszierenden Partikel 14 und die rot fluoreszierenden Partikel 15 sind im gelb-roten Harzvergusskörper integral ausgebildet (siehe 1).
Das blaue LED-Element 11 weist eine hohe Lumineszenzeffizienz auf und verwendet einen InGaN-System-Verbindungshalbleiter, der einen Lumineszenz-Wellenlängenbereich von beispielsweise 470–490 nm hat. Das grüne LED-Element 12 weist eine hohe Lumineszenzeffizienz auf und verwendet einen InGaN-System- oder GaP-System-Verbindungshalbleiter, der einen Lumineszenz-Wellenlängenbereich von beispielsweise 490–520 nm hat.
Das Substrat 13 hat beispielsweise in der Draufsicht im Wesentlichen die Form eines Quaders und ist ein isolierendes Substrat, das aus Glasepoxidharz, BT-Harz, Keramik, einem Metallkern oder dergleichen hergestellt ist. Das Substrat 13 beinhaltet (nicht dargestellte) Elektrodenmuster, die auf dessen Oberseite ausgebildet sind, um die LED-Elemente mit einer Hauptplatine einer (nicht dargestellten) außenliegenden Vorrichtung elektrisch zu verbinden.
Die elektrische Verbindung eines jeden von dem blauen LED-Element 11 und dem grünen LED-Element 12 zum Substrat 13 ist nicht in den Zeichnungen dargestellt, jedoch sind die Elektroden eines jeden der blauen und grünen LED-Elemente 11 und 12 mit den auf der Oberfläche des Substrates 13 ausgebildeten Elektrodenmustern mittels eines leitenden Klebstoffmaterials wie beispielsweise einer Ag-Paste oder dergleichen und Bond-Drähten elektrisch verbunden.
Die gelb fluoreszierenden Partikel 14 absorbieren einen Teil des vom blauen LED-Element 11 ausgesendeten blauen Lichtes und senden Gelb-System-Licht als Erregungslicht. Beispielsweise können fluoreszierende Partikel, die in Materialien, wie beispielsweise einem YAG-(Yttrium-Aluminium-Granat)-System, einem Terbium-System, einem Strontium-System, einem Phosphat-System, einem Silikat-System, einem Aluminat-System, oder dergleichen enthalten sind, zum Aussenden von gelbem Licht verwendet werden.
Auch absorbieren die rot fluoreszierenden Partikel 15 einen Teil des vom grünen LED-Element 12 ausgesendeten grünen Lichtes und emittieren Rot-System-Licht als Erregungslicht. Beispielsweise kann das fluoreszierende Material CaAlSiN₃ (3-Nitrid von Calzium, Aluminium, Silizium), in dem sich Eu²⁺ (Europium) in fester Lösung befindet, oder dergleichen, zum Aussenden von rotem Licht verwendet werden.
Yttriumoxid-basierte rot fluoreszierende Partikel, die für ihre Verwendung in Kathodenstrahlröhren gut bekannt sind, senden durch Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl oder ultraviolettem Licht in effizienter Weise Licht aus, senden jedoch fast kein Licht bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht aus. Jedoch sendet das fluoreszierende CaAlSiN₃-Material, in dem sich Eu²⁺ in fester Lösung befindet, rotes Licht von einer ähnlich hohen Aussendelichtstärke wie dasjenige aus, das durch die zuvor erwähnten rot fluoreszierenden Partikel bei einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht erzeugt wird, sogar bezogen auf ein Anregungslicht im blauen bis grünen sichtbaren Spektrumsbereich, und fungieren als geeignetes rot fluoreszierendes Material für diese Ausführungsform.
Der gelb-rote Harzvergusskörper 16, der die gelb fluoreszierenden Partikel und die rot fluoreszierenden Partikel gemeinsam enthält, ist durch ein transparentes Harz wie beispielsweise Epoxidharz, Siliziumharz oder dergleichen ausgebildet. Der gelb-rote Harzvergusskörper 16 ist, gemäß der Anwendung, in einer im Wesentlichen quaderartigen Form oder länglichen zylindrischen Form mit abgerundetem Ende gegossen.
Bei diesem Vergleichsbeispiel ist es, dadurch dass jeweils blaues Licht vom blauen LED-Element 11, gelbes Licht von den gelb fluoreszierenden Partikeln 14, grünes Licht von dem grünen LED-Element 12 und rotes Licht von den rot fluoreszierenden Partikeln 15 ausgesendet wird, möglich, die drei Primärfarben des Lichtes (R, G und B) zusammen mit Gelb zu erzielen, das in einer komplementären Farbbeziehung zu Blau steht, wodurch hervorragende Farbwiedergabeeigenschaften für die Lichtaussendevorrichtung gewährleistet werden. Außerdem kann, dadurch dass die gelb fluoreszierenden Partikel 14 und die rot fluoreszierenden Partikel 15 durch Licht vom blauen LED-Element 11 und Licht vom grünen LED-Element 12 angeregt werden, eine hohe Aussendelichtstärke erzielt werden, und die Farbwiedergabeeigenschaften und die Farbtemperatur kann durch Anpassen der Aussendelichtstärke des blauen LED-Elements 11 und des grünen LED-Elements 12 gesteuert werden.
Als Nächstes wird eine erste Ausführungsform der Lichtaussendeeinrichtung gemäß der Erfindung mit Bezug auf 2 erläutert.
Bei den nachfolgend angeführten Ausführungsformen sind Teile, die zu denen des zuvor erwähnten Vergleichsbeispiels identisch sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine Beschreibung von diesen identischen Teilen entfällt.
Die lichtaussendende Einrichtung 20 der ersten Ausführungsform unterscheidet sich von der lichtaussendenden Einrichtung 10 des zuvor erwähnten Vergleichsbeispiels in folgendem Punkt.
Und zwar sind bei der lichtaussendenden Einrichtung 10 des Vergleichsbeispiels das blaue LED-Element 11 und das grüne LED-Element 12 durch den gelb-roten Harzvergusskörper 16 bedeckt, der die gelb fluoreszierenden Partikel 14 und die rot fluoreszierenden Partikel 15 enthält und integral ausgebildet ist.
Im Gegensatz dazu beinhaltet die lichtaussendende Einrichtung 20 der ersten Ausführungsform einen blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21, der einen gelben Harzvergusskörper 26A aufweist, mit dem das blaue LED-Element 11 bedeckt ist, und einen rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22, welcher einen roten Harzvergusskörper 26B aufweist, mit dem das grüne LED-Element 12 bedeckt ist (siehe 2). Gelb fluoreszierende Partikel sind im gelben Harzvergusskörper 26A dispergiert und rot fluoreszierende Partikel sind im roten Harzvergusskörper 26B dispergiert.
Mit anderen Worten sind bei der lichtaussendenden Einrichtung 20 der ersten Ausführungsform die gelb fluoreszierenden Partikel 14 im gelben Harzvergusskörper 26A enthalten, und die rot fluoreszierenden Partikel 15 sind im roten Harzvergusskörper 26B enthalten. Der gelbe Harzvergusskörper 26A und der rote Harzvergusskörper 26B sind so angeordnet, dass sie in Kontakt miteinander sind.
Wenn das blaue LED-Element 11 und das grüne LED-Element 12 gemeinsam durch den einen einzigen gelb-roten Harzvergusskörper 16 bedeckt sind, wie in 1 dargestellt, erregen ein Teil des vom blauen LED-Element 11 ausgesendeten Lichtes und ein Teil des vom grünen LED-Element 12 ausgesendeten Lichtes die gelb fluoreszierenden Partikel 14 und die rot fluoreszierenden Partikel 15, die im gelb-roten Harzvergusskörper 16 gemeinsam angeordnet sind.
Im Gegensatz dazu werden in der lichtaussendenden Einrichtung 20 der ersten Ausführungsform die gelb fluoreszierenden Partikel 14 und die rot fluoreszierenden Partikel 15 unabhängig durch das vom blauen LED-Element 11 kommende blaue Licht bzw. das vom grünen LED-Element 12 kommende grüne Licht angeregt.
Nachfolgend werden eine zweite Ausführungsform und eine dritte Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung mit Bezug auf die 3 und 4 erläutert.
Die lichtaussendende Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der lichtaussendenden Einrichtung 20 der ersten Ausführungsform darin, dass der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, wie in 3 dargestellt.
Bei der lichtaussendenden Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform ist es, da der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 in dem vorbestimmten Abstand angeordnet sind, möglich, zu verhindern, dass Licht, das von dem blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21 oder dem rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22 ausgesendet wird, durch Licht beeinträchtigt wird, das von dem jeweils anderen von dem blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21 und dem rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22 ausgesendet wird.
Andererseits unterscheidet sich die lichtaussendende Einrichtung 40 der dritten Ausführungsform von der lichtaussendenden Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform darin, dass der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 mit einer dazwischen angeordneten Lichtabschirmungstrenneinrichtung 41 angeordnet sind.
Und zwar ist bei der lichtaussendenden Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform der Abstand zwischen dem blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21 und dem rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22 hergestellt.
Im Gegensatz dazu sind bei der lichtaussendenden Einrichtung 40 der dritten Ausführungsform der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rotgrünes Licht aussendende Abschnitt 22 durch die Trenneinrichtung 41 optisch getrennt.
Bei der dritten Ausführungsform ist es, da der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 optisch durch die Trenneinrichtung 41 getrennt sind, möglich, ein Eintreten von Licht entweder aus dem blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21 oder dem rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22 in den jeweils anderen zu blockieren.
Als Ergebnis ist es möglich, zu verhindern, dass Licht, das durch den einen Partikeltyp erregt wird, mit einem anderen Partikeltyp kollidiert, was zu einer Beeinträchtigung der Lichteffizienz führen würde.
Die Trenneinrichtung 41 besteht beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, einem Metallmaterial oder dergleichen. Falls eine Reflexionsfläche auf einer Fläche vorgesehen ist, und zumindest auf einer Fläche, die Kontakt mit jedem der Harzvergusskörper hat, kann für die lichtaussendende Einrichtung 40 eine höhere Aussendelichtstärke erzielt werden. Dabei ist die Reflexionsfläche durch eine spiegelnd bearbeitete Oberfläche oder einen Reflexionsfilm ausgebildet.
Als Nächstes werden eine vierte Ausführungsform und eine fünfte Ausführungsform der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung mit Bezug auf die 5 und 6 erläutert.
Die lichtaussendende Einrichtung 50 der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von der lichtaussendenden Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform darin, dass der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 auf einem blau-gelben Substrat 53 bzw. einem rot-grünen Substrat 54 montiert sind, und das blau-gelbe Substrat 53 und das rotgrüne Substrat 54 auf einer Hauptplatine (Schaltungsplatine) 55 montiert sind, wie in 5 dargestellt.
Insbesondere sind bei der lichtaussendenden Einrichtung 30 der zweiten Ausführungsform der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 auf einem Substrat 13 montiert, wie in 3 dargestellt.
Im Gegensatz dazu beinhaltet die lichtaussendende Einrichtung 50 der vierten Ausführungsform eine blau-gelbe Einheit 51, bei der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 auf dem blau-gelben Substrat 53 montiert ist, und eine rot-grüne Einheit 52, bei der der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 auf dem rot-grünen Substrat 54 montiert ist (siehe 5). Wie zuvor erwähnt, sind das blau-gelbe Substrat 53 und das rot-grüne Substrat 54 auf der Hauptplatine 55 montiert.
Unterdessen weisen das blau-gelbe Substrat 53 und das rot-grüne Substrat 54 beispielsweise eine im Wesentlichen quaderartige Form auf und sind aus einem isolierenden Substrat, wie beispielsweise einem Glasepoxidsubstrat, einem BT-Harzsubstrat, einem Keramiksubstrat, einem Metallkernsubstrat, oder dergleichen ausgebildet.
(Nicht dargestellte) Elektrodenmuster zur Verbindung mit der Hauptplatine 55 sind auf dem blau-gelben Substrat 53 bzw. dem rot-grünen Substrat 54 vorgesehen. (Nicht dargestellte) Schaltungsmuster, die für eine Verbindung mit den Elektrodenmustern eines jeden von dem blau-gelben Substrat 53 und dem rot-grünen Substrat 53 konfiguriert sind, sind auf der mindestens einen Fläche der Hauptplatine 55 vorgesehen, auf der das blau-gelbe Substrat 53 und das rot-grüne Substrat 54 montiert sind.
Es sei angemerkt, dass die vierte Ausführungsform eine Beleuchtungsvorrichtung bildet, welche die Hauptplatine 55 und die lichtaussendende Einrichtung 50 beinhaltet, welche die blau-gelbe Einheit 53 und die rot-grüne Einheit 54 aufweist und auf der Hauptplatine 55 montiert ist.
Auf diese Weise ist es bei der vierten Ausführungsform, da die lichtaussendende Einrichtung 50, welche eine hohe Lichtstärke und gute Farbwiedergabeeigenschaften aufweist, auf der Hauptplatine 55 montiert ist, möglich, die Lichteffizienz als Hintergrundbeleuchtung für eine Flüssigkristallanzeige oder eine Beleuchtungslichtquelle in verschiedenen Vorrichtungen zu verbessern, und außerdem ist es beim Beleuchten möglich, eine Anpassung der Farbwiedergabeeigenschaften und der Farbtemperatur zu erzielen.
Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der vierten Ausführungsform darin, dass eine Mehrzahl von lichtaussendenden Einrichtungen 60 oder Leiterplatten direkt auf einer Hauptplatine 65 montiert sind, wie in 6 dargestellt.
Insbesondere sind bei der lichtaussendenden Einrichtung 50 der vierten Ausführungsform die blau-gelbe Einheit 51, bei welcher der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt 21 auf dem blau-gelben Substrat 53 montiert ist, und die rot-grüne Einheit 52, bei welcher der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt 22 auf dem rot-grünen Substrat 54 montiert ist, auf der Hauptplatine 55 Seite an Seite montiert.
Im Gegensatz dazu sind bei der fünften Ausführungsform die Mehrzahl von lichtaussendenden Einrichtungen 60 in Abständen auf einer Hauptplatine 65 angeordnet (siehe 6). Jede der Mehrzahl von lichtaussendenden Einrichtungen beinhaltet den blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt 21 und den rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt 22, wie in den Ausführungsformen erwähnt.
(Nicht dargestellte) Elektrodenkontaktflächen und (nicht dargestellte) Schaltungsmuster, die mit dem blauen LED-Element 11 und dem grünen LED-Element 12 mittels eines leitenden Materials, wie beispielsweise einer Ag-Paste oder dergleichen und Bond-Drähten elektrisch verbunden sind, sind auf der Hauptplatine 65 vorgesehen.
Bei der fünften Ausführungsform ist es, da die Mehrzahl von lichtaussendenden Einrichtungen 60 auf der Hauptplatine 65 in einen Array montiert sind, möglich, eine Lichtquelle bereitzustellen, die für eine Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige geeignet ist, die eine große Helligkeit über ein breites Gebiet erfordert.
Die Erfindung ist nicht auf die zuvor erwähnten Ausführungsformen eingeschränkt, und verschiedene Modifikationen und Änderungen können bei diesen Ausführungsformen vorgenommen werden. Beispielsweise werden bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen ein blaues LED-Element 11 und ein grünes LED-Element 12 verwendet, jedoch können anstelle einer Verwendung dieser Arten von LED-Elementen ein blauer LD (Halbleiterlaser) und ein grüner LD verwendet werden.
Außerdem können die lichtaussendenden Einrichtungen 20, 30, 40, 50 und 60 bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen und die diese verwendende Beleuchtungsvorrichtung für die Beleuchtung eines Lichtleitpaneels für eine bei einem Mobiltelefon verwendete relativ kleine Flüssigkristallanzeige, eine relativ große Flüssigkristallanzeige, eine Hintergrundbeleuchtungseinheit in einem Messgerät, einer Anzeigeeinrichtung, usw., oder Beleuchtungsgeräte verwendet werden.
Wie zuvor erwähnt, ist es bei der lichtaussendenden Einrichtung gemäß der Erfindung möglich, blaues Licht von dem Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement, gelbes Licht von den gelb fluoreszierenden Partikeln, grünes Licht von dem Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement und rotes Licht von den rot fluoreszierenden Partikeln auszusenden.
Demzufolge ist es möglich, die drei Primärfarben, Rot (R), Grün (G) und Blau (B) gemeinsam mit Gelb zu erzielen, das in einer komplementären Farbbeziehung zu Blau steht, wodurch verbesserte Farbwiedergabeeigenschaften gewährleistet werden. Außerdem ist es möglich, eine hohe Lichtstärke durch Anregen der fluoreszierenden Partikel mittels der zwei Halbleiter-Lichtaussendeelemente wie beispielsweise zwei LEDs zu erzielen, und die Farbwiedergabeeigenschaften und die Farbtemperatur durch eine Anpassung der Aussendelichtstärke eines jeden der zwei Halbleiter-Lichtaussendeelemente anzupassen.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung der Erfindung ist es, da die zuvor erwähnte lichtaussendende Einrichtung auf der Leiterplatte montiert ist, möglich, eine Beleuchtung durch weißes Licht mit verbesserten Farbwiedergabeeigenschaften zu erzielen, und zwar als eine Beleuchtungslichtquelle oder eine Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige in verschiedenen Einrichtungen, und die Farbwiedergabeeigenschaften oder die Farbtemperatur während der Beleuchtung anzupassen.

Claims

Weiße Lichtquelle (20, 30, 40, 50, 60), aufweisend: einen blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt (21), der ein Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11) und Vergussharz (26A) aufweist, das gelb fluoreszierende Partikel (14) enthält und das das Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11) bedeckt; einen rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt (22), der ein Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12) und Vergussharz (26B) aufweist, das rot fluoreszierende Partikel (15) enthält und das das Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12) bedeckt; und eine Leiterplatte (13, 55, 65), auf der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt (22) einander benachbart als unabhängige Abschnitte angeordnet sind.
Weiße Lichtquelle (20) nach Anspruch 1, bei der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rotgrünes Licht aussendende Abschnitt (22) nebeneinander angeordnet sind, wobei einander zugewandte Seitenflächen des Vergussharzes (26A) des blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitts (21) und des Vergussharzes (26B) des rot-grünes Licht aussendenden Abschnitts (22) miteinander in Kontakt stehen.
Weiße Lichtquelle (30, 40, 50, 60) nach Anspruch 1, bei der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rotgrünes Licht aussendende Abschnitt (22) mit einem vorbestimmten Abstand zwischen einander zugewandten Seitenflächen des Vergussharzes (26A) des blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitts (21) und des Vergussharzes (26B) des rot-grünes Licht aussendenden Abschnitts (22) angeordnet sind.
Weiße Lichtquelle (40) nach Anspruch 1, bei der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rotgrünes Licht aussendende Abschnitt (22) mit einer lichtabschirmenden Trennung (41) zwischen einander zugewandten Seitenflächen des Vergussharzes (26A) des blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitts (21) und des Vergussharzes (26B) des rot-grünes Licht aussendenden Abschnitts (22) angeordnet sind.
Weiße Lichtquelle (20, 30, 40, 50, 60) nach Anspruch 1, bei der die rot fluoreszierenden Partikel (15) fluoreszierende CaAlSiN₃-Partikel umfassen, in denen sich Eu²⁺ in fester Lösung befindet.
Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend: mehrere weiße Lichtquellen (20, 30, 40, 50, 60), von denen jede gemäß Anspruch 1 ausgestaltet ist; und eine weitere Leiterplatte, an der die mehreren weißen Lichtquellen (20, 30, 40, 50, 60) angebracht sind.
Weiße Lichtquelle (50), aufweisend: einen blau-gelbes Licht aussendenden Abschnitt (21), der ein erstes Substrat (53) aufweist, ein auf dem ersten Substrat (53) angebrachtes Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11), Vergussharz (26A), das gelb fluoreszierende Partikel (14) enthält und das das Blau-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (11) auf dem ersten Substrat (53) bedeckt; einen rot-grünes Licht aussendenden Abschnitt (22), der ein zweites Substrat (54) aufweist, ein auf dem zweiten Substrat (54) angebrachtes Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12), Vergussharz (26B), das rot fluoreszierende Partikel (15) enthält und das das Grün-System-Halbleiter-Lichtaussendeelement (12) auf dem zweiten Substrat (54) bedeckt; und eine Leiterplatte (55), an der der blau-gelbes Licht aussendende Abschnitt (21) und der rot-grünes Licht aussendende Abschnitt (22) als voneinander unabhängige Abschnitte angebracht sind.