JP2000036625A - 半導体発光装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体発光装置により高輝度で所望の発光色
を発光する。 【解決手段】 本発明による半導体発光装置は、複数の
リード（２）（４）と、複数のリード（２）（４）間に
電気的に接続された半導体発光素子（５）と、複数のリ
ード（２）（４）の一端及び半導体発光素子（５）を封
止する樹脂封止体（７）と、一端に開口部（９ｃ）が設
けられ且つ樹脂封止体（７）に被着された透光性の蛍光
カバー（９）とを備えている。半導体発光素子（５）か
ら照射した光により蛍光カバー（９）内に配合された蛍
光体を励起し、半導体発光素子（５）から生ずる光と蛍
光体によって波長変換された光との混合色となり、半導
体発光素子（５）から生ずる光とは異なる波長の光を樹
脂封止体（７）の外部に取り出す。
を発光する。 【解決手段】 本発明による半導体発光装置は、複数の
リード（２）（４）と、複数のリード（２）（４）間に
電気的に接続された半導体発光素子（５）と、複数のリ
ード（２）（４）の一端及び半導体発光素子（５）を封
止する樹脂封止体（７）と、一端に開口部（９ｃ）が設
けられ且つ樹脂封止体（７）に被着された透光性の蛍光
カバー（９）とを備えている。半導体発光素子（５）か
ら照射した光により蛍光カバー（９）内に配合された蛍
光体を励起し、半導体発光素子（５）から生ずる光と蛍
光体によって波長変換された光との混合色となり、半導
体発光素子（５）から生ずる光とは異なる波長の光を樹
脂封止体（７）の外部に取り出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ型の樹脂封
止体を備えた半導体発光装置に係り、詳細には発光素子
から発光された光を波長変換してレンズ外部に放射する
半導体発光装置に関する。
止体を備えた半導体発光装置に係り、詳細には発光素子
から発光された光を波長変換してレンズ外部に放射する
半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に示す従来の半導体発光装置は、一
端に皿状の支持体（ヘッダ）（１）を備えた第１のリー
ド（２）と、一端にリード細線接続部（メタルポスト）
（３）を備えた第２のリード（４）と、ヘッダ（１）に
接着剤によって固着された半導体発光素子（５）と、半
導体発光素子（５）の上面に形成された２つの電極（図
示せず）とメタルポスト（３）等との間を電気的に接続
する２本のリード細線（６）と、半導体発光素子
（５）、リード細線（６）、第１のリード（２）及び第
２のリード（４）の一端側を被覆する樹脂封止体（７）
とを有する。この半導体発光装置の発光色は、半導体発
光素子（５）の固有の発光波長によって決定され、例え
ば、ＧａＡｌＰ系、ＧａＰ系及びＧａＮ系の半導体発光
素子を半導体発光素子（５）に使用すれば発光色は、そ
れぞれ赤色、緑色及び青色となる。また、ＧａＡｓ系の
半導体発光素子を使用すれば赤外発光の半導体発光装置
が得られる。
端に皿状の支持体（ヘッダ）（１）を備えた第１のリー
ド（２）と、一端にリード細線接続部（メタルポスト）
（３）を備えた第２のリード（４）と、ヘッダ（１）に
接着剤によって固着された半導体発光素子（５）と、半
導体発光素子（５）の上面に形成された２つの電極（図
示せず）とメタルポスト（３）等との間を電気的に接続
する２本のリード細線（６）と、半導体発光素子
（５）、リード細線（６）、第１のリード（２）及び第
２のリード（４）の一端側を被覆する樹脂封止体（７）
とを有する。この半導体発光装置の発光色は、半導体発
光素子（５）の固有の発光波長によって決定され、例え
ば、ＧａＡｌＰ系、ＧａＰ系及びＧａＮ系の半導体発光
素子を半導体発光素子（５）に使用すれば発光色は、そ
れぞれ赤色、緑色及び青色となる。また、ＧａＡｓ系の
半導体発光素子を使用すれば赤外発光の半導体発光装置
が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では
赤、緑、青の中間色又は白色等の混合色の発光が可能な
半導体発光装置の実現が望まれている。中間色又は混合
色を実現するため、半導体発光素子の発光により励起さ
れて蛍光を発する蛍光体を樹脂封止体（７）中に添加
し、半導体発光素子（５）の光を波長変換して樹脂封止
体（７）の外部に放射する半導体発光装置が提案されて
いる。蛍光体を樹脂封止体（７）中に混合する半導体発
光装置は、光の波長変換によって所望の発光色を得られ
る反面、蛍光体による光散乱によって発光輝度が著しく
低下する欠点があった。そこで、本発明では、高輝度で
所望の発光色が得られる半導体発光装置を提供すること
を目的とする。
赤、緑、青の中間色又は白色等の混合色の発光が可能な
半導体発光装置の実現が望まれている。中間色又は混合
色を実現するため、半導体発光素子の発光により励起さ
れて蛍光を発する蛍光体を樹脂封止体（７）中に添加
し、半導体発光素子（５）の光を波長変換して樹脂封止
体（７）の外部に放射する半導体発光装置が提案されて
いる。蛍光体を樹脂封止体（７）中に混合する半導体発
光装置は、光の波長変換によって所望の発光色を得られ
る反面、蛍光体による光散乱によって発光輝度が著しく
低下する欠点があった。そこで、本発明では、高輝度で
所望の発光色が得られる半導体発光装置を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は、複数のリード（２）（４）と、複数のリード
（２）（４）間に電気的に接続された半導体発光素子
（５）と、複数のリード（２）（４）の一端及び半導体
発光素子（５）を封止する樹脂封止体（７）と、一端に
開口部（９ｃ）が設けられ且つ樹脂封止体（７）に被着
された透光性の蛍光カバー（９）とを備え、半導体発光
素子（５）から照射した光により蛍光カバー（９）内に
配合された蛍光体を励起し、半導体発光素子（５）から
生ずる光とは異なる波長の光を樹脂封止体（７）の外部
に取り出す。
装置は、複数のリード（２）（４）と、複数のリード
（２）（４）間に電気的に接続された半導体発光素子
（５）と、複数のリード（２）（４）の一端及び半導体
発光素子（５）を封止する樹脂封止体（７）と、一端に
開口部（９ｃ）が設けられ且つ樹脂封止体（７）に被着
された透光性の蛍光カバー（９）とを備え、半導体発光
素子（５）から照射した光により蛍光カバー（９）内に
配合された蛍光体を励起し、半導体発光素子（５）から
生ずる光とは異なる波長の光を樹脂封止体（７）の外部
に取り出す。
【０００５】本発明の半導体発光装置によれば、半導体
発光素子（５）から生ずる光と蛍光体によって波長変換
された光との混合色を樹脂封止体（７）から取り出すこ
とができるので、高輝度で所望の発光色が得られる。ま
た、市販の半導体発光装置の樹脂封止体（７）に対し、
蛍光カバー（９）を交換することができる。
発光素子（５）から生ずる光と蛍光体によって波長変換
された光との混合色を樹脂封止体（７）から取り出すこ
とができるので、高輝度で所望の発光色が得られる。ま
た、市販の半導体発光装置の樹脂封止体（７）に対し、
蛍光カバー（９）を交換することができる。
【０００６】本発明の実施の形態では、蛍光カバー
（９）は複数種の蛍光体を含み、半導体発光素子（５）
から照射した光により蛍光カバー（９）内の複数種の蛍
光体を励起することによって波長変換された複数種の光
の混合色を取り出す。他の実施の形態では、複数個の小
さな孔を蛍光カバー（９）に形成し、蛍光体によって波
長変換された光と、孔を通じて放出される半導体発光素
子（５）からの光との混合色を取り出すことができ、複
数個の小さな孔により、樹脂封止体（７）と蛍光カバー
（９）との間の空気層の形成も防止できる。蛍光カバー
（９）は樹脂封止体（７）と同一の形状の内面を有し且
つ交換可能に樹脂封止体（７）に被着され、樹脂封止体
（７）に被着された蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）に密着する弾力性を有する。これにより、樹脂封
止体（７）の表面に密着して樹脂封止体（７）と蛍光カ
バー（９）との間での空気層の形成を防止できる。更
に、蛍光カバー（９）の弾力性により、樹脂封止体
（７）に被着した後、振動等の外力が蛍光カバー（９）
に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体（７）か
ら容易には離脱しない。
（９）は複数種の蛍光体を含み、半導体発光素子（５）
から照射した光により蛍光カバー（９）内の複数種の蛍
光体を励起することによって波長変換された複数種の光
の混合色を取り出す。他の実施の形態では、複数個の小
さな孔を蛍光カバー（９）に形成し、蛍光体によって波
長変換された光と、孔を通じて放出される半導体発光素
子（５）からの光との混合色を取り出すことができ、複
数個の小さな孔により、樹脂封止体（７）と蛍光カバー
（９）との間の空気層の形成も防止できる。蛍光カバー
（９）は樹脂封止体（７）と同一の形状の内面を有し且
つ交換可能に樹脂封止体（７）に被着され、樹脂封止体
（７）に被着された蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）に密着する弾力性を有する。これにより、樹脂封
止体（７）の表面に密着して樹脂封止体（７）と蛍光カ
バー（９）との間での空気層の形成を防止できる。更
に、蛍光カバー（９）の弾力性により、樹脂封止体
（７）に被着した後、振動等の外力が蛍光カバー（９）
に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体（７）か
ら容易には離脱しない。
【０００７】樹脂封止体（７）は、円柱状の封止部（７
ａ）と、封止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成さ
れたほぼ半球状のレンズ部（７ｂ）とを備え、蛍光カバ
ー（９）は、円筒状のカバー本体（９ａ）と、カバー本
体（９ａ）に一体に半球状に形成された球面部（９ｂ）
とを備え、カバー本体（９ａ）は樹脂封止体（７）の封
止部（７ａ）に合致する形状を有し、球面部（９ｂ）は
樹脂封止体（７）のレンズ部（７ｂ）に合致する形状を
有し、カバー本体（９ａ）及び球面部（９ｂ）は蛍光カ
バー（９）の弾力性によりそれぞれ樹脂封止体（７）の
封止部（７ａ）及びレンズ部（７ｂ）に密着する。蛍光
カバー（９）は蛍光体による光散乱が減少する厚さで十
分に肉薄なフィルム状に形成される。樹脂封止体（７）
と蛍光カバー（９）との間に透光性の接着剤を充填し
て、樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間の空気
層を除去して発光効率を向上してもよい。
ａ）と、封止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成さ
れたほぼ半球状のレンズ部（７ｂ）とを備え、蛍光カバ
ー（９）は、円筒状のカバー本体（９ａ）と、カバー本
体（９ａ）に一体に半球状に形成された球面部（９ｂ）
とを備え、カバー本体（９ａ）は樹脂封止体（７）の封
止部（７ａ）に合致する形状を有し、球面部（９ｂ）は
樹脂封止体（７）のレンズ部（７ｂ）に合致する形状を
有し、カバー本体（９ａ）及び球面部（９ｂ）は蛍光カ
バー（９）の弾力性によりそれぞれ樹脂封止体（７）の
封止部（７ａ）及びレンズ部（７ｂ）に密着する。蛍光
カバー（９）は蛍光体による光散乱が減少する厚さで十
分に肉薄なフィルム状に形成される。樹脂封止体（７）
と蛍光カバー（９）との間に透光性の接着剤を充填し
て、樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間の空気
層を除去して発光効率を向上してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、発光ダイオードに適用した
本発明による半導体発光装置の実施の形態を図１〜図４
について説明する。図１〜図４では、図５に示す部分と
同一の箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。図
１に示すように、本実施の形態による半導体発光装置
は、レンズ形の樹脂封止体（７）を備えたＬＥＤ（半導
体発光ダイオード）（８）と、樹脂封止体（７）を包囲
する蛍光カバー（９）とを備えている。周知のトランス
ファモールド法又はキャスティング法によって形成され
る樹脂封止体（７）は、円柱状の封止部（７ａ）と、封
止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成されたほぼ半
球状のレンズ部（７ｂ）とを有する。樹脂封止体（７）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もある。図２に示す
ＬＥＤ（８）は、図５に示す従来の半導体発光装置と基
本的に同一の構造を備えているが、樹脂封止体（７）に
は蛍光体は添加されない。図２に示すＬＥＤ（８）の半
導体発光素子（５）には、４３０〜４８０ｎｍ付近に発
光ピークを有する青色系発光色を生ずるＧａＮ系の半導
体発光素子が使用される。蛍光カバー（９）は、例えば
樹脂基材中に半導体発光素子（５）の発光によって励起
されて蛍光を発する蛍光体が添加されている。樹脂基材
は透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）等から選択される。ウレタン、
ナイロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（９）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（７）への装着
が容易である。蛍光体は、光線が照射されたときに、そ
の光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる波長
の可視光線を発射する物質をいう。一般に蛍光体は、基
体、付活体及び融剤よりなる。基体には、亜鉛、カドミ
ウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の稀土
類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等が
適し、銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体
は銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、ア
ルミニウム、鉛、リン、砒素、金等で一般に０.００１
％〜数％程度の微量が用いられる。融剤は普通塩化ナト
リウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウ
ムが使用される。前記無機蛍光体の外、フルオレセイ
ン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体を使用で
きる。
本発明による半導体発光装置の実施の形態を図１〜図４
について説明する。図１〜図４では、図５に示す部分と
同一の箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。図
１に示すように、本実施の形態による半導体発光装置
は、レンズ形の樹脂封止体（７）を備えたＬＥＤ（半導
体発光ダイオード）（８）と、樹脂封止体（７）を包囲
する蛍光カバー（９）とを備えている。周知のトランス
ファモールド法又はキャスティング法によって形成され
る樹脂封止体（７）は、円柱状の封止部（７ａ）と、封
止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成されたほぼ半
球状のレンズ部（７ｂ）とを有する。樹脂封止体（７）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もある。図２に示す
ＬＥＤ（８）は、図５に示す従来の半導体発光装置と基
本的に同一の構造を備えているが、樹脂封止体（７）に
は蛍光体は添加されない。図２に示すＬＥＤ（８）の半
導体発光素子（５）には、４３０〜４８０ｎｍ付近に発
光ピークを有する青色系発光色を生ずるＧａＮ系の半導
体発光素子が使用される。蛍光カバー（９）は、例えば
樹脂基材中に半導体発光素子（５）の発光によって励起
されて蛍光を発する蛍光体が添加されている。樹脂基材
は透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）等から選択される。ウレタン、
ナイロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（９）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（７）への装着
が容易である。蛍光体は、光線が照射されたときに、そ
の光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる波長
の可視光線を発射する物質をいう。一般に蛍光体は、基
体、付活体及び融剤よりなる。基体には、亜鉛、カドミ
ウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の稀土
類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等が
適し、銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体
は銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、ア
ルミニウム、鉛、リン、砒素、金等で一般に０.００１
％〜数％程度の微量が用いられる。融剤は普通塩化ナト
リウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウ
ムが使用される。前記無機蛍光体の外、フルオレセイ
ン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体を使用で
きる。
【０００９】図３に示すように、蛍光カバー（９）は、
円筒状のカバー本体（９ａ）と、カバー本体（９ａ）に
一体に半球状に形成された球面部（９ｂ）とを備えてい
る。円筒状カバー本体（９ａ）は樹脂封止体（７）の封
止部（７ａ）に合致する形状を備え、球面部（９ｂ）は
樹脂封止体（７）のレンズ部（７ｂ）に合致する形状を
有する。蛍光カバー（９）の内面（９ｄ）は樹脂封止体
（７）と同一の形状を有し、カバー本体（９ａ）の一端
に設けられた開口部（９ｃ）を通じて、蛍光カバー
（９）を樹脂封止体（７）に装着すると、蛍光カバー
（９）の内面（９ｄ）は樹脂封止体（７）の外面に密着
する。即ち、蛍光カバー（９）のカバー本体（９ａ）と
球面部（９ｂ）はそれぞれ樹脂封止体（７）の封止部
（７ａ）とレンズ部（７ｂ）に密着して装着されるの
で、装着後に振動等の外力が蛍光カバー（９）に加えら
れても蛍光カバー（９）は樹脂封止体（７）から容易に
は離脱しない。
円筒状のカバー本体（９ａ）と、カバー本体（９ａ）に
一体に半球状に形成された球面部（９ｂ）とを備えてい
る。円筒状カバー本体（９ａ）は樹脂封止体（７）の封
止部（７ａ）に合致する形状を備え、球面部（９ｂ）は
樹脂封止体（７）のレンズ部（７ｂ）に合致する形状を
有する。蛍光カバー（９）の内面（９ｄ）は樹脂封止体
（７）と同一の形状を有し、カバー本体（９ａ）の一端
に設けられた開口部（９ｃ）を通じて、蛍光カバー
（９）を樹脂封止体（７）に装着すると、蛍光カバー
（９）の内面（９ｄ）は樹脂封止体（７）の外面に密着
する。即ち、蛍光カバー（９）のカバー本体（９ａ）と
球面部（９ｂ）はそれぞれ樹脂封止体（７）の封止部
（７ａ）とレンズ部（７ｂ）に密着して装着されるの
で、装着後に振動等の外力が蛍光カバー（９）に加えら
れても蛍光カバー（９）は樹脂封止体（７）から容易に
は離脱しない。
【００１０】本実施例では、４３０〜４８０ｎｍ付近の
波長によって励起され、５００〜６００ｎｍ付近に発光
ピークを有する発光波長が得られ且つ例えば基体が硫化
亜鉛及び硫化カドミウム、付活体が銅、融剤が塩化バリ
ウム及び塩化カリウムから成る蛍光体を添加する。
波長によって励起され、５００〜６００ｎｍ付近に発光
ピークを有する発光波長が得られ且つ例えば基体が硫化
亜鉛及び硫化カドミウム、付活体が銅、融剤が塩化バリ
ウム及び塩化カリウムから成る蛍光体を添加する。
【００１１】図１に示す本発明の半導体発光装置では、
４３０〜４８０ｎｍ付近に発光ピークを有する青色発光
のＧａＮ系半導体発光素子を半導体発光素子（５）に使
用して、半導体発光素子（５）から発光した光を樹脂封
止体（７）を介して蛍光カバー（９）中の蛍光体に照射
して、蛍光体を励起する。このため、蛍光カバー（９）
中の蛍光体によって５００〜６００ｎｍ付近に発光ピー
クを有する白色光に波長変換されて蛍光カバー（９）の
外部に取り出すことができる。この場合に、蛍光体は蛍
光カバー（９）に添加され、樹脂封止体（７）中には添
加されないので、樹脂封止体（７）内では蛍光体による
光散乱が生じない。また、十分に肉薄なフィルム状の蛍
光カバー（９）内では蛍光体による光散乱は比較的小さ
い。このため、ヘッダ（１）及び樹脂封止体（７）のレ
ンズ部（７ｂ）の形状等によって所望の光指向性が得ら
れ、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制すること
ができる。
４３０〜４８０ｎｍ付近に発光ピークを有する青色発光
のＧａＮ系半導体発光素子を半導体発光素子（５）に使
用して、半導体発光素子（５）から発光した光を樹脂封
止体（７）を介して蛍光カバー（９）中の蛍光体に照射
して、蛍光体を励起する。このため、蛍光カバー（９）
中の蛍光体によって５００〜６００ｎｍ付近に発光ピー
クを有する白色光に波長変換されて蛍光カバー（９）の
外部に取り出すことができる。この場合に、蛍光体は蛍
光カバー（９）に添加され、樹脂封止体（７）中には添
加されないので、樹脂封止体（７）内では蛍光体による
光散乱が生じない。また、十分に肉薄なフィルム状の蛍
光カバー（９）内では蛍光体による光散乱は比較的小さ
い。このため、ヘッダ（１）及び樹脂封止体（７）のレ
ンズ部（７ｂ）の形状等によって所望の光指向性が得ら
れ、波長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制すること
ができる。
【００１２】本実施例の半導体発光装置は、蛍光体を含
む樹脂の射出成形により所定の形状に形成した蛍光カバ
ー（９）を樹脂封止体（７）に被着することにより簡単
に完成できる。即ち、半導体発光装置の樹脂封止体
（７）に対し、蛍光カバー（９）を交換可能に被着でき
る。特に、蛍光カバー（９）は弾力性を有するため、市
販の半導体発光装置の樹脂封止体（７）に容易に被着す
ることができる。また、蛍光カバー（９）は弾力を有す
ると同時に樹脂封止体（７）と同一の形状の内面を有す
るので、樹脂封止体（７）の表面に密着して樹脂封止体
（７）と蛍光カバー（９）との間での空気層の形成を防
止できる。更に、蛍光カバー（９）の弾力性により、樹
脂封止体（７）に被着した後、振動等の外力が蛍光カバ
ー（９）に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）から容易には離脱しない。
む樹脂の射出成形により所定の形状に形成した蛍光カバ
ー（９）を樹脂封止体（７）に被着することにより簡単
に完成できる。即ち、半導体発光装置の樹脂封止体
（７）に対し、蛍光カバー（９）を交換可能に被着でき
る。特に、蛍光カバー（９）は弾力性を有するため、市
販の半導体発光装置の樹脂封止体（７）に容易に被着す
ることができる。また、蛍光カバー（９）は弾力を有す
ると同時に樹脂封止体（７）と同一の形状の内面を有す
るので、樹脂封止体（７）の表面に密着して樹脂封止体
（７）と蛍光カバー（９）との間での空気層の形成を防
止できる。更に、蛍光カバー（９）の弾力性により、樹
脂封止体（７）に被着した後、振動等の外力が蛍光カバ
ー（９）に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）から容易には離脱しない。
【００１３】本実施の形態では下記の作用効果が得られ
る。 <1> 半導体発光素子（５）から生ずる光と蛍光体によ
って波長変換された光とを混合して所望の発光色が高輝
度で得られる。 <2> 複数種の蛍光体を蛍光カバー（９）に混合するこ
とにより所望の混合色又は中間色の光を取り出すことが
できる。 <3> 蛍光体は蛍光カバー（９）に添加され、樹脂封止
体（７）中には添加されないので、樹脂封止体（７）内
では蛍光体による光散乱が生じない。 <4> また、十分に肉薄なフィルム状の蛍光カバー
（９）内では蛍光体による光散乱は比較的小さい。この
ため、ヘッダ（１）及び樹脂封止体（７）のレンズ部
（７ｂ）の形状等によって所望の光指向性が得られ、波
長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制することができ
る。 <5> 蛍光カバー（９）によって市販の半導体発光素子
（５）から生ずる光とは異なる波長の光を取り出すこと
ができる。 <6> 蛍光カバー（９）を容易に交換して異なる波長の
光を取り出すことができる。 <7> 蛍光カバー（９）が樹脂封止体（７）に密着して
装着されるので、装着後に振動等の外力が蛍光カバー
（９）に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）から容易には離脱しない。 <8> 市販の半導体発光素子（５）に蛍光カバー（９）
を被着できるので、半導体発光装置を安価に製造するこ
とができる。
る。 <1> 半導体発光素子（５）から生ずる光と蛍光体によ
って波長変換された光とを混合して所望の発光色が高輝
度で得られる。 <2> 複数種の蛍光体を蛍光カバー（９）に混合するこ
とにより所望の混合色又は中間色の光を取り出すことが
できる。 <3> 蛍光体は蛍光カバー（９）に添加され、樹脂封止
体（７）中には添加されないので、樹脂封止体（７）内
では蛍光体による光散乱が生じない。 <4> また、十分に肉薄なフィルム状の蛍光カバー
（９）内では蛍光体による光散乱は比較的小さい。この
ため、ヘッダ（１）及び樹脂封止体（７）のレンズ部
（７ｂ）の形状等によって所望の光指向性が得られ、波
長変換に伴う輝度の低下を最小限に抑制することができ
る。 <5> 蛍光カバー（９）によって市販の半導体発光素子
（５）から生ずる光とは異なる波長の光を取り出すこと
ができる。 <6> 蛍光カバー（９）を容易に交換して異なる波長の
光を取り出すことができる。 <7> 蛍光カバー（９）が樹脂封止体（７）に密着して
装着されるので、装着後に振動等の外力が蛍光カバー
（９）に加えられても蛍光カバー（９）は樹脂封止体
（７）から容易には離脱しない。 <8> 市販の半導体発光素子（５）に蛍光カバー（９）
を被着できるので、半導体発光装置を安価に製造するこ
とができる。
【００１４】本発明の前記実施の形態では、相対的に小
さい発光波長の光によって励起されて相対的に大きい発
光波長の光を放出する蛍光体を用いたが、相対的に大き
い発光波長の光によって励起されて相対的に小さい発光
波長の光を放出する蛍光体を用いてもよい。この場合、
発光波長の大きい半導体発光素子を使用して発光波長の
比較的小さい発光色の半導体発光装置を得ることができ
る。
さい発光波長の光によって励起されて相対的に大きい発
光波長の光を放出する蛍光体を用いたが、相対的に大き
い発光波長の光によって励起されて相対的に小さい発光
波長の光を放出する蛍光体を用いてもよい。この場合、
発光波長の大きい半導体発光素子を使用して発光波長の
比較的小さい発光色の半導体発光装置を得ることができ
る。
【００１５】ＬＥＤ（８）の樹脂封止体（７）の中に
も、蛍光カバー（９）中の蛍光体による光変換を補助す
る少量の蛍光体を添加してもよい。但し、樹脂封止体
（７）中に蛍光体を添加すると、発光輝度を低下するの
で実施例のように、蛍光カバー（９）のみに蛍光体を添
加するのが望ましい。蛍光カバー（９）内に蛍光体と共
に蛍光増感剤を混合してもよい。
も、蛍光カバー（９）中の蛍光体による光変換を補助す
る少量の蛍光体を添加してもよい。但し、樹脂封止体
（７）中に蛍光体を添加すると、発光輝度を低下するの
で実施例のように、蛍光カバー（９）のみに蛍光体を添
加するのが望ましい。蛍光カバー（９）内に蛍光体と共
に蛍光増感剤を混合してもよい。
【００１６】樹脂封止体（７）全体でなく、レンズ部
（７ｂ）のみに蛍光カバー（９）を部分的に被着しても
よい。樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間に空
気層が形成されることを防止するため、蛍光カバー
（９）に小さな孔を複数個形成してもよい。この場合、
蛍光体によって波長変換された光と、孔を通じて放出さ
れる発光素子（５）からの光との混合色を観察すること
ができる。樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間
に透光性の接着剤を充填して、樹脂封止体（７）と蛍光
カバー（９）との間の空気層を除去して発光効率を向上
してもよい。また、例えば図５に示すように、チップＬ
ＥＤ（８）にも本発明を適用することができる。この場
合、基板（１１）上に印刷形成された配線導体がリード
に相当し、樹脂封止体（７）に蛍光カバー（９）が被着
される。蛍光カバー（９）に対向してグラスファイバー
又は導光板等のライトガイド（１０）が設けられる。ラ
イトガイド（１０）の他端（１０ｂ）又は他方の主面
（１０ｄ）には光反射面が形成される。チップＬＥＤ
（８）から照射され且つ蛍光カバー（９）内で波長変換
された光はライトガイド（１０）の一端（１０ａ）から
ライトガイド（１０）内に受光され、ライトガイド（１
０）の他端（１０ｂ）又は一方の主面（１０ｃ）から照
射される。
（７ｂ）のみに蛍光カバー（９）を部分的に被着しても
よい。樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間に空
気層が形成されることを防止するため、蛍光カバー
（９）に小さな孔を複数個形成してもよい。この場合、
蛍光体によって波長変換された光と、孔を通じて放出さ
れる発光素子（５）からの光との混合色を観察すること
ができる。樹脂封止体（７）と蛍光カバー（９）との間
に透光性の接着剤を充填して、樹脂封止体（７）と蛍光
カバー（９）との間の空気層を除去して発光効率を向上
してもよい。また、例えば図５に示すように、チップＬ
ＥＤ（８）にも本発明を適用することができる。この場
合、基板（１１）上に印刷形成された配線導体がリード
に相当し、樹脂封止体（７）に蛍光カバー（９）が被着
される。蛍光カバー（９）に対向してグラスファイバー
又は導光板等のライトガイド（１０）が設けられる。ラ
イトガイド（１０）の他端（１０ｂ）又は他方の主面
（１０ｄ）には光反射面が形成される。チップＬＥＤ
（８）から照射され且つ蛍光カバー（９）内で波長変換
された光はライトガイド（１０）の一端（１０ａ）から
ライトガイド（１０）内に受光され、ライトガイド（１
０）の他端（１０ｂ）又は一方の主面（１０ｃ）から照
射される。
【００１７】
【発明の効果】前記のように、本発明では、半導体発光
素子から生ずる光と蛍光体によって波長変換された光と
の混合により所望の発光色を高輝度で得ることができ
る。蛍光体は蛍光カバーに添加され、樹脂封止体中には
添加されないので、樹脂封止体内では蛍光体による光散
乱が生じない。また、十分に肉薄なフィルム状の蛍光カ
バー内では蛍光体による光散乱は比較的小さい。このた
め、ヘッダ及び樹脂封止体のレンズ部の形状等によって
所望の光指向性が得られ、波長変換に伴う輝度の低下を
最小限に抑制することができる。蛍光カバーを装着し又
は交換することにより容易に異なる波長の光を取り出す
ことができる。市販の半導体発光素子に蛍光カバーを被
着できるので、半導体発光装置を安価に製造することが
できる。また、複数種の蛍光体を蛍光カバーに混合する
ことにより所望の混合色又は中間色の光を取り出すこと
ができる。
素子から生ずる光と蛍光体によって波長変換された光と
の混合により所望の発光色を高輝度で得ることができ
る。蛍光体は蛍光カバーに添加され、樹脂封止体中には
添加されないので、樹脂封止体内では蛍光体による光散
乱が生じない。また、十分に肉薄なフィルム状の蛍光カ
バー内では蛍光体による光散乱は比較的小さい。このた
め、ヘッダ及び樹脂封止体のレンズ部の形状等によって
所望の光指向性が得られ、波長変換に伴う輝度の低下を
最小限に抑制することができる。蛍光カバーを装着し又
は交換することにより容易に異なる波長の光を取り出す
ことができる。市販の半導体発光素子に蛍光カバーを被
着できるので、半導体発光装置を安価に製造することが
できる。また、複数種の蛍光体を蛍光カバーに混合する
ことにより所望の混合色又は中間色の光を取り出すこと
ができる。
【図１】 発光ダイオードに適用した本発明による半導
体発光装置の断面図
体発光装置の断面図
【図２】 蛍光カバーを除去した本発明による半導体発
光装置の断面図
光装置の断面図
【図３】 蛍光カバーの断面図
【図４】 蛍光カバーの横断面図
【図５】 チップＬＥＤに適用した本発明の他の実施例
を示す断面図
を示す断面図
【図６】 従来の発光ダイオードの断面図
（１）・・ヘッダ、 （２）・・第１のリード、
（３）・・リード細線接続部、 （４）・・第２のリー
ド、 （５）・・半導体発光素子、 （６）・・リード
細線、 （７）・・樹脂封止体、 （７ａ）・・封止
部、 （７ｂ）・・レンズ部、 （８）・・ＬＥＤ、
（９）・・蛍光カバー、 （９ａ）・・カバー本体、
（９ｂ）・・球面部、 （９ｃ）・・開口部、 （９
ｄ）・・内面、
（３）・・リード細線接続部、 （４）・・第２のリー
ド、 （５）・・半導体発光素子、 （６）・・リード
細線、 （７）・・樹脂封止体、 （７ａ）・・封止
部、 （７ｂ）・・レンズ部、 （８）・・ＬＥＤ、
（９）・・蛍光カバー、 （９ａ）・・カバー本体、
（９ｂ）・・球面部、 （９ｃ）・・開口部、 （９
ｄ）・・内面、
【手続補正書】
【提出日】平成１１年９月８日（１９９９．９．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、発光ダイオードに適用した
本発明による半導体発光装置の実施の形態を図１〜図４
について説明する。図１〜図４では、図６に示す部分と
同一の箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。図
１に示すように、本実施の形態による半導体発光装置
は、レンズ形の樹脂封止体（７）を備えたＬＥＤ（半導
体発光ダイオード）（８）と、樹脂封止体（７）を包囲
する蛍光カバー（９）とを備えている。周知のトランス
ファモールド法又はキャスティング法によって形成され
る樹脂封止体（７）は、円柱状の封止部（７ａ）と、封
止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成されたほぼ半
球状のレンズ部（７ｂ）とを有する。樹脂封止体（７）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もある。図２に示す
ＬＥＤ（８）は、図５に示す従来の半導体発光装置と基
本的に同一の構造を備えているが、樹脂封止体（７）に
は蛍光体は添加されない。図２に示すＬＥＤ（８）の半
導体発光素子（５）には、４３０〜４８０ｎｍ付近に発
光ピークを有する青色系発光色を生ずるＧａＮ系の半導
体発光素子が使用される。蛍光カバー（９）は、例えば
樹脂基材中に半導体発光素子（５）の発光によって励起
されて蛍光を発する蛍光体が添加されている。樹脂基材
は透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）等から選択される。ウレタン、
ナイロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（９）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（７）への装着
が容易である。蛍光体は、光線が照射されたときに、そ
の光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる波長
の可視光線を発射する物質をいう。一般に蛍光体は、基
体、付活体及び融剤よりなる。基体には、亜鉛、カドミ
ウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の稀土
類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等が
適し、銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体
は銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、ア
ルミニウム、鉛、リン、砒素、金等で一般に０.００１
％〜数％程度の微量が用いられる。融剤は普通塩化ナト
リウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウ
ムが使用される。前記無機蛍光体の外、フルオレセイ
ン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体を使用で
きる。
本発明による半導体発光装置の実施の形態を図１〜図４
について説明する。図１〜図４では、図６に示す部分と
同一の箇所には同一の符号を付し、説明を省略する。図
１に示すように、本実施の形態による半導体発光装置
は、レンズ形の樹脂封止体（７）を備えたＬＥＤ（半導
体発光ダイオード）（８）と、樹脂封止体（７）を包囲
する蛍光カバー（９）とを備えている。周知のトランス
ファモールド法又はキャスティング法によって形成され
る樹脂封止体（７）は、円柱状の封止部（７ａ）と、封
止部（７ａ）の一端側にこれと一体に形成されたほぼ半
球状のレンズ部（７ｂ）とを有する。樹脂封止体（７）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もある。図２に示す
ＬＥＤ（８）は、図５に示す従来の半導体発光装置と基
本的に同一の構造を備えているが、樹脂封止体（７）に
は蛍光体は添加されない。図２に示すＬＥＤ（８）の半
導体発光素子（５）には、４３０〜４８０ｎｍ付近に発
光ピークを有する青色系発光色を生ずるＧａＮ系の半導
体発光素子が使用される。蛍光カバー（９）は、例えば
樹脂基材中に半導体発光素子（５）の発光によって励起
されて蛍光を発する蛍光体が添加されている。樹脂基材
は透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）等から選択される。ウレタン、
ナイロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（９）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（７）への装着
が容易である。蛍光体は、光線が照射されたときに、そ
の光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる波長
の可視光線を発射する物質をいう。一般に蛍光体は、基
体、付活体及び融剤よりなる。基体には、亜鉛、カドミ
ウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の稀土
類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等が
適し、銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体
は銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、ア
ルミニウム、鉛、リン、砒素、金等で一般に０.００１
％〜数％程度の微量が用いられる。融剤は普通塩化ナト
リウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウ
ムが使用される。前記無機蛍光体の外、フルオレセイ
ン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体を使用で
きる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 伸幸 埼玉県新座市北野３丁目６番３号 サンケ ン電気株式会社内 (72)発明者 川栄 裕之 埼玉県新座市北野３丁目６番３号 サンケ ン電気株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 複数のリードと、該複数のリード間に電
気的に接続された半導体発光素子と、前記複数のリード
の一端及び前記半導体発光素子を封止する樹脂封止体
と、一端に開口部が設けられ且つ前記樹脂封止体に被着
された透光性の蛍光カバーとを備え、前記半導体発光素
子から照射した光により前記蛍光カバー内に配合された
蛍光体を励起し、前記半導体発光素子から生ずる光とは
異なる波長の光を前記樹脂封止体の外部に取り出す半導
体発光装置において、 前記半導体発光素子から生ずる光と前記蛍光体によって
波長変換された光との混合色を前記樹脂封止体から取り
出すことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記蛍光カバーは複数種の蛍光体を含
み、前記半導体発光素子から照射した光により前記蛍光
カバー内の前記複数種の蛍光体を励起することによって
波長変換された複数種の光の混合色を取り出す請求項１
に記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】 複数個の小さな孔を前記蛍光カバーに形
成し、前記蛍光体によって波長変換された光と、前記孔
を通じて放出される前記半導体発光素子からの光との混
合色を取り出す請求項１又は２に記載の半導体発光装
置。 - 【請求項４】 前記蛍光カバーは前記樹脂封止体と同一
の形状の内面を有し且つ交換可能に前記樹脂封止体に被
着され、 前記樹脂封止体に被着された前記蛍光カバーは前記樹脂
封止体に密着する弾力性を有する請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の半導体発光装置。 - 【請求項５】 前記樹脂封止体は、円柱状の封止部と、
該封止部の一端側にこれと一体に形成されたほぼ半球状
のレンズ部とを備え、前記蛍光カバーは、円筒状のカバ
ー本体と、該カバー本体に一体に半球状に形成された球
面部とを備え、前記カバー本体は前記樹脂封止体の前記
封止部に合致する形状を有し、前記球面部は前記樹脂封
止体の前記レンズ部に合致する形状を有し、 前記カバー本体及び前記球面部は前記蛍光カバーの弾力
性によりそれぞれ前記樹脂封止体の前記封止部及び前記
レンズ部に密着する請求項１〜４のいずれか１項に記載
の半導体発光装置。 - 【請求項６】 前記蛍光カバーは前記蛍光体による光散
乱が減少する厚さで十分に肉薄なフィルム状に形成され
る請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装
置。 - 【請求項７】 前記樹脂封止体と前記蛍光カバーとの間
に接着剤が充填された請求項１〜６のいずれか１項に記
載の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20436599A JP3564330B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| JP2004136310A Division JP4019065B2 (ja) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | 半導体発光装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000036625A true JP2000036625A (ja) | 2000-02-02 |
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ID=16489319
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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