JP2001036150A - 発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集光性を向上させて高輝度の白色発光を得る
こと及び樹脂成形工程の回数を削減することである。 【解決手段】 ガラエポ基板１２上に発光ダイオード素
子２１が搭載されると共に、発光ダイオード素子２１の
上面側が樹脂封止体３５によって保護されてなる発光ダ
イオードにおいて、前記発光ダイオード素子２１が窒化
ガリウム系化合物半導体によって形成された青色発光ダ
イオード素子であり、この青色発光ダイオード素子の裏
面側に蛍光材含有接着層３０を設けると共に、樹脂封止
体３５に凸状のレンズ部３６を形成した。
こと及び樹脂成形工程の回数を削減することである。 【解決手段】 ガラエポ基板１２上に発光ダイオード素
子２１が搭載されると共に、発光ダイオード素子２１の
上面側が樹脂封止体３５によって保護されてなる発光ダ
イオードにおいて、前記発光ダイオード素子２１が窒化
ガリウム系化合物半導体によって形成された青色発光ダ
イオード素子であり、この青色発光ダイオード素子の裏
面側に蛍光材含有接着層３０を設けると共に、樹脂封止
体３５に凸状のレンズ部３６を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長変換型の発光
ダイオードに係り、特に青色発光を白色に変換するタイ
プの発光ダイオードに関するものである。
ダイオードに係り、特に青色発光を白色に変換するタイ
プの発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の波長変換型の発光ダイオ
ードとしては、例えば図１３に示したものが知られてい
る（特開平７−９９３４５号）。これはリードフレーム
型の発光ダイオード１であって、リードフレームの一方
のメタルステム２に凹部３を設け、この凹部３に窒化ガ
リウム系化合物半導体からなる青色発光の発光ダイオー
ド素子４を載せて固着すると共に、この発光ダイオード
素子４とリードフレームの他方のメタルポスト５をボン
ディングワイヤ６によって接続し、さらに全体を砲弾形
の透明樹脂９によって封止した構造のものである。ま
た、前記凹部３内には波長変換用の蛍光材を分散してあ
る蛍光材含有樹脂８が発光ダイオード素子４の上方を被
うようにして充填されている。このような構成からなる
発光ダイオード１にあっては、発光ダイオード素子４か
ら発した青色発光が蛍光材含有樹脂８に分散されている
蛍光材に当たって蛍光材を励起し、これによって波長変
換された光が発光ダイオード素子４の元来の青色発光と
混色し、白色発光として得ることができるものである。
ードとしては、例えば図１３に示したものが知られてい
る（特開平７−９９３４５号）。これはリードフレーム
型の発光ダイオード１であって、リードフレームの一方
のメタルステム２に凹部３を設け、この凹部３に窒化ガ
リウム系化合物半導体からなる青色発光の発光ダイオー
ド素子４を載せて固着すると共に、この発光ダイオード
素子４とリードフレームの他方のメタルポスト５をボン
ディングワイヤ６によって接続し、さらに全体を砲弾形
の透明樹脂９によって封止した構造のものである。ま
た、前記凹部３内には波長変換用の蛍光材を分散してあ
る蛍光材含有樹脂８が発光ダイオード素子４の上方を被
うようにして充填されている。このような構成からなる
発光ダイオード１にあっては、発光ダイオード素子４か
ら発した青色発光が蛍光材含有樹脂８に分散されている
蛍光材に当たって蛍光材を励起し、これによって波長変
換された光が発光ダイオード素子４の元来の青色発光と
混色し、白色発光として得ることができるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発光ダイオード１にあっては、発光ダイオード素子
４の上部近傍を蛍光材含有樹脂８で被っているため、発
光ダイオード素子４からの光透過が蛍光材によって妨げ
られて高輝度の白色発光が得られなかった。
来の発光ダイオード１にあっては、発光ダイオード素子
４の上部近傍を蛍光材含有樹脂８で被っているため、発
光ダイオード素子４からの光透過が蛍光材によって妨げ
られて高輝度の白色発光が得られなかった。
【０００４】また、上記の発光ダイオード１の樹脂成形
工程では、メタルステム２の凹部３内に充填する蛍光材
含有樹脂８の樹脂成形工程と、全体を砲弾形の透明樹脂
９で保護する樹脂成形工程の２回が少なくとも必要にな
ってしまう。
工程では、メタルステム２の凹部３内に充填する蛍光材
含有樹脂８の樹脂成形工程と、全体を砲弾形の透明樹脂
９で保護する樹脂成形工程の２回が少なくとも必要にな
ってしまう。
【０００５】さらに、上記の発光ダイオード１にあって
は、発光ダイオード素子４から発光された光を凹部３の
内周壁に反射させて上方へ集光しているが、発光ダイオ
ード素子４の上方側では蛍光材によって反射した光が四
方八方に散乱してしまうために前記内周壁による光の集
光性が十分には発揮されない。
は、発光ダイオード素子４から発光された光を凹部３の
内周壁に反射させて上方へ集光しているが、発光ダイオ
ード素子４の上方側では蛍光材によって反射した光が四
方八方に散乱してしまうために前記内周壁による光の集
光性が十分には発揮されない。
【０００６】そこで、本発明は、集光性を向上させて高
輝度の白色発光を得ること及び樹脂成形工程の回数を削
減することを目的とした発光ダイオードを提供するもの
である。
輝度の白色発光を得ること及び樹脂成形工程の回数を削
減することを目的とした発光ダイオードを提供するもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る発光ダイオードは、台座上
に発光ダイオード素子が搭載されると共に、発光ダイオ
ード素子の上面側が樹脂封止体によって保護されてなる
発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子が窒
化ガリウム系化合物半導体によって形成された青色発光
ダイオード素子であり、この青色発光ダイオード素子の
裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、発光ダイオード
素子の周囲には上方に向かって外側に傾斜する反射面を
設けたことを特徴とする。
に、本発明の請求項１に係る発光ダイオードは、台座上
に発光ダイオード素子が搭載されると共に、発光ダイオ
ード素子の上面側が樹脂封止体によって保護されてなる
発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子が窒
化ガリウム系化合物半導体によって形成された青色発光
ダイオード素子であり、この青色発光ダイオード素子の
裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、発光ダイオード
素子の周囲には上方に向かって外側に傾斜する反射面を
設けたことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の請求項２に係る発光ダイオ
ードは、台座上に発光ダイオード素子が搭載されると共
に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体によって
保護されてなる発光ダイオードにおいて、前記発光ダイ
オード素子が窒化ガリウム系化合物半導体によって形成
された青色発光ダイオード素子であり、この青色発光ダ
イオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、
樹脂封止体に凸状のレンズ部を形成したことを特徴とす
る。
ードは、台座上に発光ダイオード素子が搭載されると共
に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体によって
保護されてなる発光ダイオードにおいて、前記発光ダイ
オード素子が窒化ガリウム系化合物半導体によって形成
された青色発光ダイオード素子であり、この青色発光ダ
イオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、
樹脂封止体に凸状のレンズ部を形成したことを特徴とす
る。
【０００９】また、本発明の請求項３に係る発光ダイオ
ードは、台座上に発光ダイオード素子が搭載されると共
に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体によって
保護されてなる発光ダイオードにおいて、前記発光ダイ
オード素子が窒化ガリウム系化合物半導体によって形成
された青色発光ダイオード素子であり、この青色発光ダ
イオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、
発光ダイオード素子の周囲には上方に向かって外側に傾
斜する反射面を設け、また樹脂封止体に凸状のレンズ部
を形成したことを特徴とする。
ードは、台座上に発光ダイオード素子が搭載されると共
に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体によって
保護されてなる発光ダイオードにおいて、前記発光ダイ
オード素子が窒化ガリウム系化合物半導体によって形成
された青色発光ダイオード素子であり、この青色発光ダ
イオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設けると共に、
発光ダイオード素子の周囲には上方に向かって外側に傾
斜する反射面を設け、また樹脂封止体に凸状のレンズ部
を形成したことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の請求項４に係る発光ダイオ
ードは、前記台座を構成する基板がガラスエポキシ基
板、液晶ポリマからなる立体成形基板又は薄板金属基板
のいずれかであることを特徴とする。
ードは、前記台座を構成する基板がガラスエポキシ基
板、液晶ポリマからなる立体成形基板又は薄板金属基板
のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の請求項５に係る発光ダイオ
ードは、前記蛍光材含有層に含まれている蛍光材が、イ
ットリウム化合物であることを特徴とする。
ードは、前記蛍光材含有層に含まれている蛍光材が、イ
ットリウム化合物であることを特徴とする。
【００１２】また、本発明の請求項６に係る発光ダイオ
ードは、前記蛍光材含有層が、接着剤の中に蛍光材を分
散させたものであり、この蛍光材含有接着層によって発
光ダイオード素子の裏面を台座に固着したことを特徴と
する。
ードは、前記蛍光材含有層が、接着剤の中に蛍光材を分
散させたものであり、この蛍光材含有接着層によって発
光ダイオード素子の裏面を台座に固着したことを特徴と
する。
【００１３】また、本発明の請求項７に係る発光ダイオ
ードは、前記蛍光材含有接着層の周囲が、前記台座の上
面に設けられた堰によって囲まれていることを特徴とす
る。
ードは、前記蛍光材含有接着層の周囲が、前記台座の上
面に設けられた堰によって囲まれていることを特徴とす
る。
【００１４】また、本発明の請求項８に係る発光ダイオ
ードは、前記蛍光材含有層が接着剤とは分離して形成さ
れ、台座の上面には蛍光材含有樹脂層と接着剤層とが層
状に形成されることを特徴とする。
ードは、前記蛍光材含有層が接着剤とは分離して形成さ
れ、台座の上面には蛍光材含有樹脂層と接着剤層とが層
状に形成されることを特徴とする。
【００１５】また、本発明の請求項９に係る発光ダイオ
ードは、前記蛍光材含有樹脂層が、台座の上面に蛍光材
含有塗料を印刷塗布するか又は蛍光材含有シートを貼付
することによって形成されることを特徴とする。
ードは、前記蛍光材含有樹脂層が、台座の上面に蛍光材
含有塗料を印刷塗布するか又は蛍光材含有シートを貼付
することによって形成されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る発光ダイオードの実施の形態を詳細に説明する。
図１乃至図３は、表面実装型の発光ダイオードに適用し
た場合の実施例を示したものである。この実施例に係る
表面実装型発光ダイオード１１は、台座となる矩形状の
ガラスエポキシ基板（以下、ガラエポ基板という）１２
の上面に一対の上面電極（カソード電極１３とアノード
電極１４）がパターン形成され、これと一体に成形され
た下面電極１５，１６をマザーボード１７上のプリント
配線１８，１９に半田２０で固定することによって表面
実装が実現するものである。
に係る発光ダイオードの実施の形態を詳細に説明する。
図１乃至図３は、表面実装型の発光ダイオードに適用し
た場合の実施例を示したものである。この実施例に係る
表面実装型発光ダイオード１１は、台座となる矩形状の
ガラスエポキシ基板（以下、ガラエポ基板という）１２
の上面に一対の上面電極（カソード電極１３とアノード
電極１４）がパターン形成され、これと一体に成形され
た下面電極１５，１６をマザーボード１７上のプリント
配線１８，１９に半田２０で固定することによって表面
実装が実現するものである。
【００１７】前記ガラエポ基板１２の上面中央部には発
光ダイオード素子２１が搭載されている。この発光ダイ
オード素子２１は窒化ガリウム系化合物半導体からなる
青色発光素子であり、図３に示したように、サファイヤ
基板２２の上面にｎ型半導体２３とｐ型半導体２４を成
長させた構造である。ｎ型半導体２３及びｐ型半導体２
４はそれぞれの電極２５，２６を備えており、前記ガラ
エポ基板１２に設けられたカソード電極１３及びアノー
ド電極１４にボンディングワイヤ２７，２８によって接
続されている。
光ダイオード素子２１が搭載されている。この発光ダイ
オード素子２１は窒化ガリウム系化合物半導体からなる
青色発光素子であり、図３に示したように、サファイヤ
基板２２の上面にｎ型半導体２３とｐ型半導体２４を成
長させた構造である。ｎ型半導体２３及びｐ型半導体２
４はそれぞれの電極２５，２６を備えており、前記ガラ
エポ基板１２に設けられたカソード電極１３及びアノー
ド電極１４にボンディングワイヤ２７，２８によって接
続されている。
【００１８】また、前記発光ダイオード素子２１は、そ
の裏面側に設けられた蛍光材含有接着層３０を介してガ
ラエポ基板１２の上面中央に接着されている。この蛍光
材含有接着層３０は、図３に示したように、透明性のあ
る接着剤３１をベースとしてその中に適当量の蛍光材３
２を均一に分散させたものである。これをガラエポ基板
１２の上面に所定の厚さになるように塗布し、その上に
発光ダイオード素子２１を載せ置き、接着剤３１を加熱
固化することで、発光ダイオード素子２１の裏面がガラ
エポ基板１２の上面に固着される。接着剤３１とガラエ
ポ基板１２との間では強い接着力が得られるので、蛍光
材含有接着層３０が剥離するようなことはない。
の裏面側に設けられた蛍光材含有接着層３０を介してガ
ラエポ基板１２の上面中央に接着されている。この蛍光
材含有接着層３０は、図３に示したように、透明性のあ
る接着剤３１をベースとしてその中に適当量の蛍光材３
２を均一に分散させたものである。これをガラエポ基板
１２の上面に所定の厚さになるように塗布し、その上に
発光ダイオード素子２１を載せ置き、接着剤３１を加熱
固化することで、発光ダイオード素子２１の裏面がガラ
エポ基板１２の上面に固着される。接着剤３１とガラエ
ポ基板１２との間では強い接着力が得られるので、蛍光
材含有接着層３０が剥離するようなことはない。
【００１９】前記蛍光材３２は、発光ダイオード素子２
１から発せられた発光エネルギによって励起され、短波
長の可視光を長波長の可視光に変換するものであり、例
えばイットリウム化合物等の蛍光物質が用いられる。
１から発せられた発光エネルギによって励起され、短波
長の可視光を長波長の可視光に変換するものであり、例
えばイットリウム化合物等の蛍光物質が用いられる。
【００２０】従って、上記の発光ダイオード素子２１に
あっては、ｎ型半導体２３とｐ型半導体２４との境界面
から上方、側方及び下方へ青色光３３が発光するが、特
に下方側へ発光した青色光３３は蛍光材含有接着層３０
の中に分散されている蛍光材３２に当たって蛍光材３２
を励起し、黄色光３４に波長変換されて四方八方に発光
する。そして、この黄色光３４が前記発光ダイオード素
子２１の上方及び側方へ発光した青色光３３と混色して
白色発光が得られることになる。
あっては、ｎ型半導体２３とｐ型半導体２４との境界面
から上方、側方及び下方へ青色光３３が発光するが、特
に下方側へ発光した青色光３３は蛍光材含有接着層３０
の中に分散されている蛍光材３２に当たって蛍光材３２
を励起し、黄色光３４に波長変換されて四方八方に発光
する。そして、この黄色光３４が前記発光ダイオード素
子２１の上方及び側方へ発光した青色光３３と混色して
白色発光が得られることになる。
【００２１】上記発光ダイオード素子２１及びボンディ
ングワイヤ２７，２８は、ガラエポ基板１２の上面に形
成された透明の樹脂封止体３５によって保護されてい
る。この樹脂封止体３５は全体がドーム状に形成されて
おり、前記発光ダイオード素子２１の丁度真上に凸状の
レンズ部３６が設けられることで上方向への集光性を高
めている。即ち、樹脂封止体３５の中を直進した光がレ
ンズ部３６によって屈折し、上方向への集光性が高めら
れることで白色発光の輝度アップが図られることにな
る。
ングワイヤ２７，２８は、ガラエポ基板１２の上面に形
成された透明の樹脂封止体３５によって保護されてい
る。この樹脂封止体３５は全体がドーム状に形成されて
おり、前記発光ダイオード素子２１の丁度真上に凸状の
レンズ部３６が設けられることで上方向への集光性を高
めている。即ち、樹脂封止体３５の中を直進した光がレ
ンズ部３６によって屈折し、上方向への集光性が高めら
れることで白色発光の輝度アップが図られることにな
る。
【００２２】図４は、本発明の第２実施例を示したもの
である。この実施例ではガラエポ基板１２の上面中央部
に円筒状の反射枠４０を配置し、その中に発光ダイオー
ド素子２１を載置すると共に、この発光ダイオード素子
２１の上方を前記実施例１と同様、レンズ部３６を備え
た樹脂封止体３５によって保護したものである。反射枠
４０は、内周壁４１が上方に向かって外側に傾斜したテ
ーパ状の反射面を形成しており、発光ダイオード素子２
１から発した光を内周壁４１に反射させて上方向へ集光
させる。発光ダイオード素子２１は、上述した図３と同
様、接着剤３１の中に蛍光材３２を分散させた蛍光材含
有接着層３０を介してガラエポ基板１２の上面に固着さ
れている。蛍光材含有接着層３０を設ける際に、反射枠
４０の内周壁４１の下端周縁が堰となって蛍光材含有接
着層３０の流れ出しを防止し、所定の層厚を確保するこ
とができる。
である。この実施例ではガラエポ基板１２の上面中央部
に円筒状の反射枠４０を配置し、その中に発光ダイオー
ド素子２１を載置すると共に、この発光ダイオード素子
２１の上方を前記実施例１と同様、レンズ部３６を備え
た樹脂封止体３５によって保護したものである。反射枠
４０は、内周壁４１が上方に向かって外側に傾斜したテ
ーパ状の反射面を形成しており、発光ダイオード素子２
１から発した光を内周壁４１に反射させて上方向へ集光
させる。発光ダイオード素子２１は、上述した図３と同
様、接着剤３１の中に蛍光材３２を分散させた蛍光材含
有接着層３０を介してガラエポ基板１２の上面に固着さ
れている。蛍光材含有接着層３０を設ける際に、反射枠
４０の内周壁４１の下端周縁が堰となって蛍光材含有接
着層３０の流れ出しを防止し、所定の層厚を確保するこ
とができる。
【００２３】従って、この実施例によれば、発光ダイオ
ード素子２１の下方側に発光した光によって蛍光材含有
接着層３０の中に分散されている蛍光材３２を励起し、
この励起よって波長変換した光が反射枠４０の内周壁４
１に反射して上方へ集光する。このように、反射枠４０
によって反射された集光性のある光及び発光ダイオード
素子２１から直接樹脂封止体３５の中を進む光は、共に
樹脂封止体３５のレンズ部３６でさらに上方向へ集光さ
れるために、前記実施例に比べてより一層輝度アップし
た白色発光が得られることになる。なお、この実施例に
おいて、樹脂封止体３５の上面を平らに形成してもよ
く、その場合にはガラエポ基板１２の上面に設けた反射
枠４０による集光効果だけが得られる。
ード素子２１の下方側に発光した光によって蛍光材含有
接着層３０の中に分散されている蛍光材３２を励起し、
この励起よって波長変換した光が反射枠４０の内周壁４
１に反射して上方へ集光する。このように、反射枠４０
によって反射された集光性のある光及び発光ダイオード
素子２１から直接樹脂封止体３５の中を進む光は、共に
樹脂封止体３５のレンズ部３６でさらに上方向へ集光さ
れるために、前記実施例に比べてより一層輝度アップし
た白色発光が得られることになる。なお、この実施例に
おいて、樹脂封止体３５の上面を平らに形成してもよ
く、その場合にはガラエポ基板１２の上面に設けた反射
枠４０による集光効果だけが得られる。
【００２４】図５及び図６は、本発明の第３実施例を示
したものである。この実施例に係る発光ダイオード１１
は、液晶ポリマを用いて成形した立体成形基板４５を台
座としており、立体成形基板４５の中央部にすり鉢状の
カップ部４６が形成されている。立体成形基板４５の上
面には中央部のスリット４７を挟んで左右にカソード電
極１３とアノード電極１４が形成されている他、前記カ
ップ部４６の内周面には、前記カソード電極１３及びア
ノード電極１４と一体成形の反射面４８が形成されてい
る。この反射面４８は、カップ部４６の底部４９におい
て円形にくり貫かれており、立体成形基板４５が直接見
えている。そして、この底部４９には前述と同様の蛍光
材含有接着層３０が塗布され、その上に載置された発光
ダイオード素子２１が固着されている。なお、発光ダイ
オード素子２１の一対の電極と、前記カソード電極１３
及びアノード電極１４とはボンディングワイヤ２７，２
８によって接続されている。この実施例においても蛍光
材含有接着層３０を設ける際には、反射面４８の下端周
縁が堰となって蛍光材含有接着層３０の流れ出しを防止
し、所定の層厚を確保する。
したものである。この実施例に係る発光ダイオード１１
は、液晶ポリマを用いて成形した立体成形基板４５を台
座としており、立体成形基板４５の中央部にすり鉢状の
カップ部４６が形成されている。立体成形基板４５の上
面には中央部のスリット４７を挟んで左右にカソード電
極１３とアノード電極１４が形成されている他、前記カ
ップ部４６の内周面には、前記カソード電極１３及びア
ノード電極１４と一体成形の反射面４８が形成されてい
る。この反射面４８は、カップ部４６の底部４９におい
て円形にくり貫かれており、立体成形基板４５が直接見
えている。そして、この底部４９には前述と同様の蛍光
材含有接着層３０が塗布され、その上に載置された発光
ダイオード素子２１が固着されている。なお、発光ダイ
オード素子２１の一対の電極と、前記カソード電極１３
及びアノード電極１４とはボンディングワイヤ２７，２
８によって接続されている。この実施例においても蛍光
材含有接着層３０を設ける際には、反射面４８の下端周
縁が堰となって蛍光材含有接着層３０の流れ出しを防止
し、所定の層厚を確保する。
【００２５】また、前記発光ダイオード素子２１及びボ
ンディングワイヤ２７，２８は、カップ部４６を含んで
立体成形基板４５の上面に形成された透明の樹脂封止体
３５によって保護されている。この実施例では立体成形
基板４５の上面から突出する樹脂封止体３５の厚みが抑
えられ、発光ダイオード１１全体が薄型となる。なお、
立体成形基板４５の下面側には、前記カソード電極１３
及びアノード電極１４一体成形の下面電極１５，１６が
形成されている。
ンディングワイヤ２７，２８は、カップ部４６を含んで
立体成形基板４５の上面に形成された透明の樹脂封止体
３５によって保護されている。この実施例では立体成形
基板４５の上面から突出する樹脂封止体３５の厚みが抑
えられ、発光ダイオード１１全体が薄型となる。なお、
立体成形基板４５の下面側には、前記カソード電極１３
及びアノード電極１４一体成形の下面電極１５，１６が
形成されている。
【００２６】従って、この実施例においても前記第２実
施例と同様、発光ダイオード素子２１の下方側に発光し
た光によって蛍光材含有接着層３０の中に分散されてい
る蛍光材３２を励起し、この励起によって波長変換した
光がカップ部４６の反射面４８に反射し上方側に進むこ
とで集光性が高められ、高輝度の白色発光が得られるこ
とになる。
施例と同様、発光ダイオード素子２１の下方側に発光し
た光によって蛍光材含有接着層３０の中に分散されてい
る蛍光材３２を励起し、この励起によって波長変換した
光がカップ部４６の反射面４８に反射し上方側に進むこ
とで集光性が高められ、高輝度の白色発光が得られるこ
とになる。
【００２７】図７は、本発明の第４実施例を示したもの
である。この実施例に係る発光ダイオード１１は、前記
第３実施例と同様に立体成形基板４５を用いたものであ
るが、発光ダイオード素子２１の上方を封止する樹脂封
止体３５にドーム状のレンズ部３６を形成した点が異な
る。レンズ部３６の中心を発光ダイオード素子２１の略
真上に位置させることでレンズ部３６による集光性が高
められるため、カップ部４６の反射面４８による集光効
果に加えてレンズ部３６による集光性も期待でき、一段
と高輝度の白色発光が得られることになる。
である。この実施例に係る発光ダイオード１１は、前記
第３実施例と同様に立体成形基板４５を用いたものであ
るが、発光ダイオード素子２１の上方を封止する樹脂封
止体３５にドーム状のレンズ部３６を形成した点が異な
る。レンズ部３６の中心を発光ダイオード素子２１の略
真上に位置させることでレンズ部３６による集光性が高
められるため、カップ部４６の反射面４８による集光効
果に加えてレンズ部３６による集光性も期待でき、一段
と高輝度の白色発光が得られることになる。
【００２８】図８及び図９は、本発明の第５実施例を示
したものであり、所定の形状にプレス成形した薄板金属
基板５０を台座として用いたものである。この薄板金属
基板５０の材料には熱伝導率の良い銅や鉄あるいはリン
青銅などが用いられ、中央部分にすり鉢状のカップ部５
１がプレス成形によって形成されている。前記実施例と
同様、カップ部５１の底面５２には接着剤３１の中に蛍
光材３２を分散させた蛍光材含有接着層３０が設けら
れ、その上に発光ダイオード素子２１が固着されてい
る。この実施例では薄板金属基板５０の上に直接蛍光材
含有接着層３０を塗布することから、接着剤３１の絶縁
性が要求される。また、この実施例では薄板金属基板５
０の剛性を確保するために、該基板の裏面側の凹みにエ
ポキシ樹脂５３が充填されている。薄板金属基板５０に
は左右に分割するスリット５４が形成されており、この
薄板金属基板５０自体が一対の上面電極を形成してい
る。
したものであり、所定の形状にプレス成形した薄板金属
基板５０を台座として用いたものである。この薄板金属
基板５０の材料には熱伝導率の良い銅や鉄あるいはリン
青銅などが用いられ、中央部分にすり鉢状のカップ部５
１がプレス成形によって形成されている。前記実施例と
同様、カップ部５１の底面５２には接着剤３１の中に蛍
光材３２を分散させた蛍光材含有接着層３０が設けら
れ、その上に発光ダイオード素子２１が固着されてい
る。この実施例では薄板金属基板５０の上に直接蛍光材
含有接着層３０を塗布することから、接着剤３１の絶縁
性が要求される。また、この実施例では薄板金属基板５
０の剛性を確保するために、該基板の裏面側の凹みにエ
ポキシ樹脂５３が充填されている。薄板金属基板５０に
は左右に分割するスリット５４が形成されており、この
薄板金属基板５０自体が一対の上面電極を形成してい
る。
【００２９】従って、発光ダイオード素子２１の各電極
と薄板金属基板５０の左右上面とをボンディングワイヤ
２７，２８によって接続することで発光ダイオード素子
２１への導通が図られる。前記カップ部５１の内周壁
は、先の第４実施例と同様にテーパ状の反射面５５にな
っており、発光ダイオード素子２１の上方を封止する樹
脂封止体３５に設けられたドーム状のレンズ部３６と共
に集光性を高めている。なお、この実施例においても反
射面５５の下端周縁が蛍光材含有接着層３０の厚みを確
保する堰の役割を果たしている。
と薄板金属基板５０の左右上面とをボンディングワイヤ
２７，２８によって接続することで発光ダイオード素子
２１への導通が図られる。前記カップ部５１の内周壁
は、先の第４実施例と同様にテーパ状の反射面５５にな
っており、発光ダイオード素子２１の上方を封止する樹
脂封止体３５に設けられたドーム状のレンズ部３６と共
に集光性を高めている。なお、この実施例においても反
射面５５の下端周縁が蛍光材含有接着層３０の厚みを確
保する堰の役割を果たしている。
【００３０】なお、薄板金属基板５０を用いた発光ダイ
オード１１においても、前記実施例４と同様、上面を平
らに形成した直方体形状の樹脂封止体３５としてもよ
い。
オード１１においても、前記実施例４と同様、上面を平
らに形成した直方体形状の樹脂封止体３５としてもよ
い。
【００３１】図１０及び図１１は、上記第１実施例にお
いて、発光ダイオード素子２１の裏面側に設けられた蛍
光材含有接着層３０の厚みを確保する場合の他の手段を
示したものである。この場合には上記カソード電極１３
をガラエポ基板１２の上面中央部まで延ばし、そこに発
光ダイオード素子２１の平面形状より少し小さめの角孔
６０を開設し、この角孔６０内に上記蛍光材含有接着層
３０を充填すると共に、その上に発光ダイオード素子２
１を載置して固着したものである。この手段では、蛍光
材含有接着層３０を角孔６０内に充填した時に、角孔６
０の内周縁６１が堰の役目をして蛍光材含有接着層３０
の流れ出しを防ぐので、所定の厚みを確保することがで
きると共に、発光ダイオード素子２１の下面全体に亘っ
て均一な厚みを確保することができる。
いて、発光ダイオード素子２１の裏面側に設けられた蛍
光材含有接着層３０の厚みを確保する場合の他の手段を
示したものである。この場合には上記カソード電極１３
をガラエポ基板１２の上面中央部まで延ばし、そこに発
光ダイオード素子２１の平面形状より少し小さめの角孔
６０を開設し、この角孔６０内に上記蛍光材含有接着層
３０を充填すると共に、その上に発光ダイオード素子２
１を載置して固着したものである。この手段では、蛍光
材含有接着層３０を角孔６０内に充填した時に、角孔６
０の内周縁６１が堰の役目をして蛍光材含有接着層３０
の流れ出しを防ぐので、所定の厚みを確保することがで
きると共に、発光ダイオード素子２１の下面全体に亘っ
て均一な厚みを確保することができる。
【００３２】図１２は、前記第１実施例において、蛍光
材含有接着層３０の接着剤３１と蛍光材３２とを分離
し、透明樹脂材の中に上述の蛍光材３２を分散させた蛍
光材含有樹脂層３０ａをガラエポ基板１２の上面に形成
すると共に、その上に透明性の接着剤３１を塗布して２
層構造としたものである。蛍光材含有樹脂層３０ａは、
塗布回数を重ねることによって所定の厚みに形成するこ
とができる。この実施例にあっては、発光ダイオード素
子２１から裏面側に向かう青色発光は、接着剤３１を通
過したのち蛍光材含有樹脂層３０ａ内に分散されている
蛍光材３２を励起し、黄色発光に波長変換されて四方八
方に発光するが、蛍光材含有樹脂層３０ａの厚みを大き
く確保することができると共に厚みの調整が容易である
ため、青色発光との混色度合いを調整し易いといったメ
リットがある。なお、蛍光材含有樹脂層３０ａを、蛍光
材含有シートによって形成することもできる。
材含有接着層３０の接着剤３１と蛍光材３２とを分離
し、透明樹脂材の中に上述の蛍光材３２を分散させた蛍
光材含有樹脂層３０ａをガラエポ基板１２の上面に形成
すると共に、その上に透明性の接着剤３１を塗布して２
層構造としたものである。蛍光材含有樹脂層３０ａは、
塗布回数を重ねることによって所定の厚みに形成するこ
とができる。この実施例にあっては、発光ダイオード素
子２１から裏面側に向かう青色発光は、接着剤３１を通
過したのち蛍光材含有樹脂層３０ａ内に分散されている
蛍光材３２を励起し、黄色発光に波長変換されて四方八
方に発光するが、蛍光材含有樹脂層３０ａの厚みを大き
く確保することができると共に厚みの調整が容易である
ため、青色発光との混色度合いを調整し易いといったメ
リットがある。なお、蛍光材含有樹脂層３０ａを、蛍光
材含有シートによって形成することもできる。
【００３３】なお、上記いずれの実施例も、図２に示し
たように、マザーボード１７上のプリント配線１８，１
９に直接表面実装されるチップ型の発光ダイオードにつ
いて説明したものであるが、この発明の発光ダイオード
は、従来例で説明したリードフレーム型のものにも適用
することができる。即ち、発光ダイオード素子が載置さ
れる台座の一部に蛍光材含有接着層を塗布し、その上に
窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色の発光ダイオ
ード素子を固着することで、高輝度の白色発光を得るこ
とができる。
たように、マザーボード１７上のプリント配線１８，１
９に直接表面実装されるチップ型の発光ダイオードにつ
いて説明したものであるが、この発明の発光ダイオード
は、従来例で説明したリードフレーム型のものにも適用
することができる。即ち、発光ダイオード素子が載置さ
れる台座の一部に蛍光材含有接着層を塗布し、その上に
窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色の発光ダイオ
ード素子を固着することで、高輝度の白色発光を得るこ
とができる。
【００３４】また、上記いずれの実施例も発光ダイオー
ド素子と電極をボンディングワイヤによって接続した場
合について説明したが、この発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば半田バンプを用いたフリップチップ
実装などの接続方法も含まれるものである。
ド素子と電極をボンディングワイヤによって接続した場
合について説明したが、この発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば半田バンプを用いたフリップチップ
実装などの接続方法も含まれるものである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発光
ダイオードによれば、窒化ガリウム系化合物半導体から
なる青色発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を
設けると共に、発光ダイオード素子の周囲には上方に向
かって外側に傾斜する反射面を設けたので、発光ダイオ
ード素子の裏面側で波長変換した後の発光を効率的に上
方へ反射させることができ、集光性の良い高輝度の白色
発光が得られることになる。また、樹脂封止体に凸状の
レンズ部を形成したことで、樹脂封止体を透過する光の
集光性がより一層向上する。
ダイオードによれば、窒化ガリウム系化合物半導体から
なる青色発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を
設けると共に、発光ダイオード素子の周囲には上方に向
かって外側に傾斜する反射面を設けたので、発光ダイオ
ード素子の裏面側で波長変換した後の発光を効率的に上
方へ反射させることができ、集光性の良い高輝度の白色
発光が得られることになる。また、樹脂封止体に凸状の
レンズ部を形成したことで、樹脂封止体を透過する光の
集光性がより一層向上する。
【００３６】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設け
たことで、封止するための樹脂成形を一回で済ませるこ
とができ、従来に比べて工数的にも簡易になってコスト
削減ができる。
ば、発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設け
たことで、封止するための樹脂成形を一回で済ませるこ
とができ、従来に比べて工数的にも簡易になってコスト
削減ができる。
【００３７】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、堰を設けてその中に蛍光材含有層を配置したり、蛍
光材含有層を印刷やシートによって形成したことで、蛍
光材含有層の厚みを確保できると共に、その厚みを管理
できるといった効果がある。
ば、堰を設けてその中に蛍光材含有層を配置したり、蛍
光材含有層を印刷やシートによって形成したことで、蛍
光材含有層の厚みを確保できると共に、その厚みを管理
できるといった効果がある。
【００３８】また、本発明に係る発光ダイオードは、表
面実装タイプのチップ型発光ダイオードとして最適であ
り、量産性にも優れた構造である。
面実装タイプのチップ型発光ダイオードとして最適であ
り、量産性にも優れた構造である。
【図１】本発明に係る発光ダイオードの第１実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図２】上記発光ダイオードをマザーボードに実装した
時の上記図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
時の上記図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】上記発光ダイオードにおいて、発光ダイオード
素子の裏面側での波長変換の原理を示す図である。
素子の裏面側での波長変換の原理を示す図である。
【図４】本発明に係る発光ダイオードの第２実施例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】本発明に係る発光ダイオードの第３実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図６】前記図５においてＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。
る。
【図７】本発明に係る発光ダイオードの第４実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図８】本発明に係る発光ダイオードの第５実施例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図９】前記図８においてＣ−Ｃ線に沿った断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明に係る発光ダイオードにおいて、カソ
ード電極の一部に堰を設けた場合の部分斜視図である。
ード電極の一部に堰を設けた場合の部分斜視図である。
【図１１】上記堰を設けた場合の発光ダイオードの断面
図である。
図である。
【図１２】本発明に係る発光ダイオードにおいて、蛍光
材含有樹脂層と接着剤層とを分離して２層構造とした場
合の断面図である。
材含有樹脂層と接着剤層とを分離して２層構造とした場
合の断面図である。
【図１３】従来の波長変換型発光ダイオードの一例を示
す断面図である。
す断面図である。
１１ 発光ダイオード １２ ガラエポ基板（台座） １３ カソード電極 １４ アノード電極 ２１ 発光ダイオード素子 ３０ 蛍光材含有接着層（蛍光材含有層） ３０ａ 蛍
光材含有樹脂層（蛍光材含有層） ３１ 接着剤 ３２ 蛍光材 ３５ 樹脂封止体 ３６ レンズ部 ４０ 反射枠 ４１ 内周壁（反射面） ４５ 立体成形基板 ４６ カップ部 ４８ 反射面 ５０ 薄板金属基板 ５５ 反射面 ６１ 角孔の内周縁（堰）
光材含有樹脂層（蛍光材含有層） ３１ 接着剤 ３２ 蛍光材 ３５ 樹脂封止体 ３６ レンズ部 ４０ 反射枠 ４１ 内周壁（反射面） ４５ 立体成形基板 ４６ カップ部 ４８ 反射面 ５０ 薄板金属基板 ５５ 反射面 ６１ 角孔の内周縁（堰）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年７月２２日（１９９９．７．２
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 康介 山梨県富士吉田市上暮地１丁目23番１号 株式会社シチズン電子内 Ｆターム(参考） 5F041 AA06 AA11 CA40 CA46 DA01 DA20 DA43 DA57 DA58 EE23 5F047 AA10 BA21 BB11 BB16 CA08
Claims (9)
- 【請求項１】 台座上に発光ダイオード素子が搭載され
ると共に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体に
よって保護されてなる発光ダイオードにおいて、 前記発光ダイオード素子が窒化ガリウム系化合物半導体
によって形成された青色発光ダイオード素子であり、こ
の青色発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設
けると共に、発光ダイオード素子の周囲には上方に向か
って外側に傾斜する反射面を設けたことを特徴とする発
光ダイオード。 - 【請求項２】 台座上に発光ダイオード素子が搭載され
ると共に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体に
よって保護されてなる発光ダイオードにおいて、 前記発光ダイオード素子が窒化ガリウム系化合物半導体
によって形成された青色発光ダイオード素子であり、こ
の青色発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設
けると共に、樹脂封止体に凸状のレンズ部を形成したこ
とを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項３】 台座上に発光ダイオード素子が搭載され
ると共に、発光ダイオード素子の上面側が樹脂封止体に
よって保護されてなる発光ダイオードにおいて、 前記発光ダイオード素子が窒化ガリウム系化合物半導体
によって形成された青色発光ダイオード素子であり、こ
の青色発光ダイオード素子の裏面側に蛍光材含有層を設
けると共に、発光ダイオード素子の周囲には上方に向か
って外側に傾斜する反射面を設け、また樹脂封止体に凸
状のレンズ部を形成したことを特徴とする発光ダイオー
ド。 - 【請求項４】 前記台座を構成する基板がガラスエポキ
シ基板、液晶ポリマからなる立体成形基板又は薄板金属
基板のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記蛍光材含有層に含まれている蛍光材
が、イットリウム化合物であることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか記載の発光ダイオード。 - 【請求項６】 前記蛍光材含有層が、接着剤の中に蛍光
材を分散させたものであり、この蛍光材含有接着層によ
って発光ダイオード素子の裏面を台座に固着したことを
特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の発光ダイオ
ード。 - 【請求項７】 前記蛍光材含有接着層の周囲が、前記台
座の上面に設けられた堰によって囲まれていることを特
徴とする請求項６記載の発光ダイオード。 - 【請求項８】 前記蛍光材含有層が接着剤とは分離して
形成され、台座の上面には蛍光材含有樹脂層と接着剤層
とが層状に形成されることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか記載の発光ダイオード。 - 【請求項９】 前記蛍光材含有樹脂層が、台座の上面に
蛍光材含有塗料を印刷塗布するか又は蛍光材含有シート
を貼付することによって形成されることを特徴とする請
求項８記載の発光ダイオード。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20462399A JP3492945B2 (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 発光ダイオード |
| CNB008011915A CN1224112C (zh) | 1999-06-23 | 2000-06-20 | 发光二极管 |
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