JP2001196639A - Ｌｅｄ発光素子及びその製造方法 - Google Patents
Ｌｅｄ発光素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 蛍光体を均一に配置して色むらの少ないＬＥ
Ｄ発光素子を提供する。 【構成】 下から上に向かって広がった傾斜面６をもつ
カップ４と、前記カップ４内に配置したＬＥＤチップ５
と、前記ＬＥＤチップ５が埋没するように前記カップ４
内に充填した第1の樹脂８と、前記ＬＥＤチップ５が発
する光の波長を変換して出力する蛍光体の大部分を含み
前記カップ４の開口を覆うように前記第１の樹脂８の表
面に配置した第2の樹脂９を備えることを特徴とする。
Ｄ発光素子を提供する。 【構成】 下から上に向かって広がった傾斜面６をもつ
カップ４と、前記カップ４内に配置したＬＥＤチップ５
と、前記ＬＥＤチップ５が埋没するように前記カップ４
内に充填した第1の樹脂８と、前記ＬＥＤチップ５が発
する光の波長を変換して出力する蛍光体の大部分を含み
前記カップ４の開口を覆うように前記第１の樹脂８の表
面に配置した第2の樹脂９を備えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤチップが出力す
る光の波長を変換して出力することができるＬＥＤ発光
素子とその製造方法に関する。
る光の波長を変換して出力することができるＬＥＤ発光
素子とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＥＤチップが出力する光の波長を蛍光
体を用いて変換して出力することができるＬＥＤ発光素
子は、例えば、特許第２９２７２７９号公報等に示され
ている。従来の発光素子は、蛍光体を含有する樹脂をカ
ップに充填させた後、これを熱硬化させる。この熱硬化
を行なう際、静置した樹脂内の蛍光体の一部分が自重で
沈降し、図３に示すようにカップの底に堆積する。
体を用いて変換して出力することができるＬＥＤ発光素
子は、例えば、特許第２９２７２７９号公報等に示され
ている。従来の発光素子は、蛍光体を含有する樹脂をカ
ップに充填させた後、これを熱硬化させる。この熱硬化
を行なう際、静置した樹脂内の蛍光体の一部分が自重で
沈降し、図３に示すようにカップの底に堆積する。
【０００３】このように沈降し堆積した蛍光体は、場所
によってその厚さに相違が生じ易い。ＬＥＤチップの上
面、特にその縁では蛍光体の量が少なくなりやすく、一
方、カップ底、特にカップの傾斜面の下縁部分では傾斜
面に沿って沈降する蛍光体の量が多くなりやすい。ま
た、カップの傾斜面に沿って沈降する蛍光体の堆積状態
は、カップの形状の影響を受けやすく、例えば、カップ
の平面形状が円であれば、円形に厚く堆積し、四角形で
あれば四角形に厚く堆積する。そして、堆積厚さの厚い
部分では、チップから出力されて蛍光体で波長変換され
る光の量が多くなる一方で、厚さの薄い部分では、チッ
プから出力されて蛍光体で波長変換される光の量が少な
くなる。その結果、チップから出力された光と蛍光体で
波長変換された光の混色具合が場所によって相違し、色
むらが発生するという問題が有った。この色むらは、カ
ップの形状の影響も受けやすい。
によってその厚さに相違が生じ易い。ＬＥＤチップの上
面、特にその縁では蛍光体の量が少なくなりやすく、一
方、カップ底、特にカップの傾斜面の下縁部分では傾斜
面に沿って沈降する蛍光体の量が多くなりやすい。ま
た、カップの傾斜面に沿って沈降する蛍光体の堆積状態
は、カップの形状の影響を受けやすく、例えば、カップ
の平面形状が円であれば、円形に厚く堆積し、四角形で
あれば四角形に厚く堆積する。そして、堆積厚さの厚い
部分では、チップから出力されて蛍光体で波長変換され
る光の量が多くなる一方で、厚さの薄い部分では、チッ
プから出力されて蛍光体で波長変換される光の量が少な
くなる。その結果、チップから出力された光と蛍光体で
波長変換された光の混色具合が場所によって相違し、色
むらが発生するという問題が有った。この色むらは、カ
ップの形状の影響も受けやすい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、色む
らの発生を防止したＬＥＤ発光素子を提供することを課
題とする。また、蛍光体の厚さを均一にすることができ
るＬＥＤ発光素子を提供することを課題とする。また、
カップの形状に起因する色むらを防止することを課題と
する。
らの発生を防止したＬＥＤ発光素子を提供することを課
題とする。また、蛍光体の厚さを均一にすることができ
るＬＥＤ発光素子を提供することを課題とする。また、
カップの形状に起因する色むらを防止することを課題と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のＬＥＤ発光素子
は、請求項１に記載のように、下から上に向かって広が
った傾斜面をもつカップと、前記カップ内に配置したＬ
ＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが埋没するように前記
カップ内に充填した第1の樹脂と、前記ＬＥＤチップが
発する光の波長を変換して出力する蛍光体の大部分を含
み前記カップの開口を覆うように前記第１樹脂の表面に
配置した第2の樹脂を備えることを特徴とする。
は、請求項１に記載のように、下から上に向かって広が
った傾斜面をもつカップと、前記カップ内に配置したＬ
ＥＤチップと、前記ＬＥＤチップが埋没するように前記
カップ内に充填した第1の樹脂と、前記ＬＥＤチップが
発する光の波長を変換して出力する蛍光体の大部分を含
み前記カップの開口を覆うように前記第１樹脂の表面に
配置した第2の樹脂を備えることを特徴とする。
【０００６】本発明のＬＥＤ発光素子は、請求項２に記
載のように、前記発光素子において、前記カップとそれ
に隣接したリードピンの先端とを覆う第3の樹脂を備え
ることを特徴とする。
載のように、前記発光素子において、前記カップとそれ
に隣接したリードピンの先端とを覆う第3の樹脂を備え
ることを特徴とする。
【０００７】本発明のＬＥＤ発光素子の製造方法は、請
求項３に記載のように、下から上に向かって広がった傾
斜面をもつカップ内にＬＥＤチップを配置した後、前記
ＬＥＤチップが埋没するように前記カップ内に第１の樹
脂を配置するとともに、前記第１の樹脂の上に、前記Ｌ
ＥＤチップが発する光の波長を変換して出力する蛍光体
の大部分を含んだ第２の樹脂を前記カップの開口を覆う
ように配置することを特徴とする。
求項３に記載のように、下から上に向かって広がった傾
斜面をもつカップ内にＬＥＤチップを配置した後、前記
ＬＥＤチップが埋没するように前記カップ内に第１の樹
脂を配置するとともに、前記第１の樹脂の上に、前記Ｌ
ＥＤチップが発する光の波長を変換して出力する蛍光体
の大部分を含んだ第２の樹脂を前記カップの開口を覆う
ように配置することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を参照
して説明する。図１は本発明のＬＥＤ発光素子の一実施
例を示す断面図である。図に示すように、このＬＥＤ発
光素子１は、一対のリードピン２，３の一方のリードピ
ン２の先端にカップ４を一体に形成し、このカップ４の
中にＬＥＤチップ５を配置している。
して説明する。図１は本発明のＬＥＤ発光素子の一実施
例を示す断面図である。図に示すように、このＬＥＤ発
光素子１は、一対のリードピン２，３の一方のリードピ
ン２の先端にカップ４を一体に形成し、このカップ４の
中にＬＥＤチップ５を配置している。
【０００９】カップ４は、ＬＥＤチップ５を完全に収容
することができる深さを備えているとともに、下から上
向きに広がる傾斜面６を周囲部に一体に備えている。
することができる深さを備えているとともに、下から上
向きに広がる傾斜面６を周囲部に一体に備えている。
【００１０】ＬＥＤチップ５は、可視光、この例では発
光ピーク波長が４７０ｎｍ前後の青色発光ＬＥＤチップ
を用いているが、可視領域や紫外領域にピーク波長を有
する他のＬＥＤチップを用いることもできる。青色発光
ＬＥＤチップは、ＳｉＣやサファイヤ等を基板として用
い、その上に有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等
によって、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ多重量子井戸型の発光層
を含んだ薄膜の結晶成長を行なって形成することができ
る。この時、ドナー不純物としてはＳｉを、アクセプタ
ー不純物としては、Ｍｇを用いることができる。
光ピーク波長が４７０ｎｍ前後の青色発光ＬＥＤチップ
を用いているが、可視領域や紫外領域にピーク波長を有
する他のＬＥＤチップを用いることもできる。青色発光
ＬＥＤチップは、ＳｉＣやサファイヤ等を基板として用
い、その上に有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等
によって、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ多重量子井戸型の発光層
を含んだ薄膜の結晶成長を行なって形成することができ
る。この時、ドナー不純物としてはＳｉを、アクセプタ
ー不純物としては、Ｍｇを用いることができる。
【００１１】ＬＥＤチップ５は、銀ペーストなどの導電
性接着剤によってカップ４の底に固定された後、金線等
のワイヤボンド線７によってリード３の頂上部に配線が
施される。
性接着剤によってカップ４の底に固定された後、金線等
のワイヤボンド線７によってリード３の頂上部に配線が
施される。
【００１２】チップ配置と配線が施されたカップ４に
は、初めに第１の樹脂８が充填されてその熱硬化が行わ
れる。第１の樹脂８は、後述する蛍光体を含まないエポ
キシ等の透明樹脂で構成され、この樹脂８内にＬＥＤチ
ップ５が完全に埋没するようにカップ４の開口部近くま
で充填される。熱硬化後の第１の樹脂８の上には、その
表面を覆うように第２の樹脂９が配置される。第２の樹
脂９は、ＬＥＤチップ５が発する光を吸収し、例えば黄
色の光に波長変換して出力するＹＡＧ系の蛍光体を含ん
だエポキシ樹脂で構成している。この第２の樹脂９は、
第１の樹脂８が硬化した後に前記カップ４の開口部を覆
うように塗布され、熱硬化される。
は、初めに第１の樹脂８が充填されてその熱硬化が行わ
れる。第１の樹脂８は、後述する蛍光体を含まないエポ
キシ等の透明樹脂で構成され、この樹脂８内にＬＥＤチ
ップ５が完全に埋没するようにカップ４の開口部近くま
で充填される。熱硬化後の第１の樹脂８の上には、その
表面を覆うように第２の樹脂９が配置される。第２の樹
脂９は、ＬＥＤチップ５が発する光を吸収し、例えば黄
色の光に波長変換して出力するＹＡＧ系の蛍光体を含ん
だエポキシ樹脂で構成している。この第２の樹脂９は、
第１の樹脂８が硬化した後に前記カップ４の開口部を覆
うように塗布され、熱硬化される。
【００１３】第２の樹脂９の熱硬化が終了した後、前記
カップ４部分を含めて第１、第２のリード２，３の先端
を覆うように第３の樹脂１０が形成される。第３の樹脂
１０は、第１の樹脂８と同様に前記蛍光体を含まない透
明なエポキシ等の樹脂で構成され、成形用の型を用いて
砲弾形状に形成される。
カップ４部分を含めて第１、第２のリード２，３の先端
を覆うように第３の樹脂１０が形成される。第３の樹脂
１０は、第１の樹脂８と同様に前記蛍光体を含まない透
明なエポキシ等の樹脂で構成され、成形用の型を用いて
砲弾形状に形成される。
【００１４】上記のように構成した発光素子１は、第
１、第２のリード２，３に通電してＬＥＤチップ５を発
光させると、その光は第１の樹脂８を透過し、直接ある
いはカップ４等で反射されて第２の樹脂９に至る。第２
の樹脂９には、ＬＥＤチップ５の光を吸収して波長変換
する蛍光体の殆どが含有されているので、第２の樹脂９
に至った光の一部は、蛍光体によって黄色の光に変換さ
れる。この波長変換された光（黄色）と第２の樹脂９を
通過してきた元の光（青色）が混色され、観察者には白
色として認識される。
１、第２のリード２，３に通電してＬＥＤチップ５を発
光させると、その光は第１の樹脂８を透過し、直接ある
いはカップ４等で反射されて第２の樹脂９に至る。第２
の樹脂９には、ＬＥＤチップ５の光を吸収して波長変換
する蛍光体の殆どが含有されているので、第２の樹脂９
に至った光の一部は、蛍光体によって黄色の光に変換さ
れる。この波長変換された光（黄色）と第２の樹脂９を
通過してきた元の光（青色）が混色され、観察者には白
色として認識される。
【００１５】上記のように、蛍光体の殆どを含有する樹
脂９を第１の樹脂８の上にカップ４の開口を塞ぐように
配置しているので、第１の樹脂８のみに蛍光体を含有さ
せる場合に比べて、蛍光体の偏った沈降による色むらを
防止することができる。また、カップ４の開口を塞ぐよ
うに第２の樹脂９を配置しているので、透明樹脂の最外
表面に蛍光体を塗布する場合に比べて、ＬＥＤチップ５
から発した光が蛍光体層によって波長変換されるまでの
距離を短く、しかも均一な長さに保つことができ、元の
光と波長変換された光の混色具合を均一に保つことがで
きる。
脂９を第１の樹脂８の上にカップ４の開口を塞ぐように
配置しているので、第１の樹脂８のみに蛍光体を含有さ
せる場合に比べて、蛍光体の偏った沈降による色むらを
防止することができる。また、カップ４の開口を塞ぐよ
うに第２の樹脂９を配置しているので、透明樹脂の最外
表面に蛍光体を塗布する場合に比べて、ＬＥＤチップ５
から発した光が蛍光体層によって波長変換されるまでの
距離を短く、しかも均一な長さに保つことができ、元の
光と波長変換された光の混色具合を均一に保つことがで
きる。
【００１６】尚、上記実施例は、第１、第３の樹脂８，
１０を蛍光体を含まない透明樹脂とした例を示したが、
第２の樹脂９の蛍光体含有率よりも大幅に小さな含有率
の範囲内で蛍光体をごく微量含有させることもできる。
１０を蛍光体を含まない透明樹脂とした例を示したが、
第２の樹脂９の蛍光体含有率よりも大幅に小さな含有率
の範囲内で蛍光体をごく微量含有させることもできる。
【００１７】また、上記実施例は、一対のリードピン
２，３の先端にＬＥＤチップ５を配置して配線を施した
ランプタイプのＬＥＤ発光素子を例にとって説明した
が、本発明は、図２に示すように、チップタイプのＬＥ
Ｄ発光素子１１にも適用することができる。すなわち、
図２に示すように、チップＬＥＤ本体１２の上面に形成
したカップ１３の底面にＬＥＤチップ５を配置し、カッ
プ底面の配線用リード１４との間に金線などのワイヤボ
ンド線７を用いて配線を行なう。カップ１３は、ＬＥＤ
チップ５が埋まる程度の充分な深さを有している。ＬＥ
Ｄチップ５の固定と配線が終わってからカップ１３内に
第１の樹脂８を充填し、熱硬化させる。熱硬化が終わっ
てから、第２の樹脂９を第１の樹脂８を覆うように充填
し、熱硬化させる。ＬＥＤチップ５、第１、第２の樹脂
８，９は、先の例と同じ物を用いることができる。
２，３の先端にＬＥＤチップ５を配置して配線を施した
ランプタイプのＬＥＤ発光素子を例にとって説明した
が、本発明は、図２に示すように、チップタイプのＬＥ
Ｄ発光素子１１にも適用することができる。すなわち、
図２に示すように、チップＬＥＤ本体１２の上面に形成
したカップ１３の底面にＬＥＤチップ５を配置し、カッ
プ底面の配線用リード１４との間に金線などのワイヤボ
ンド線７を用いて配線を行なう。カップ１３は、ＬＥＤ
チップ５が埋まる程度の充分な深さを有している。ＬＥ
Ｄチップ５の固定と配線が終わってからカップ１３内に
第１の樹脂８を充填し、熱硬化させる。熱硬化が終わっ
てから、第２の樹脂９を第１の樹脂８を覆うように充填
し、熱硬化させる。ＬＥＤチップ５、第１、第２の樹脂
８，９は、先の例と同じ物を用いることができる。
【００１８】このように第１の樹脂８内にＬＥＤチップ
５が埋没するようにしてカップ１３内に第１の樹脂８を
配置し、その上に第１の樹脂８よりも少量で、蛍光体の
含有率が第１の樹脂８に比べて大幅に大きな第２の樹脂
９をカップ１３の開口部を塞ぐように配置することによ
り、第２の樹脂９に含有した蛍光体をカップ形状の影響
を受けることなく均一に配置することができる。
５が埋没するようにしてカップ１３内に第１の樹脂８を
配置し、その上に第１の樹脂８よりも少量で、蛍光体の
含有率が第１の樹脂８に比べて大幅に大きな第２の樹脂
９をカップ１３の開口部を塞ぐように配置することによ
り、第２の樹脂９に含有した蛍光体をカップ形状の影響
を受けることなく均一に配置することができる。
【００１９】上記各実施例において、第１の樹脂８をカ
ップの上面と面一に配置し、その上に第２の樹脂９を配
置することもできるが、図１，２に示すように、第２の
樹脂９がカップ４，１３の上面と面一になるように配置
することが望ましい。このように、第２の樹脂９をカッ
プ４，１３の上面と面一に配置すると、カップ４，１３
の開口を確実に塞ぐことができる。また、面一に配置す
ることにより、カップから突出する樹脂９の量を少なく
することができ、外部から第２の樹脂９に当たる不要な
可視光をカップ４，１３によって遮光する割合を高める
ことができる。
ップの上面と面一に配置し、その上に第２の樹脂９を配
置することもできるが、図１，２に示すように、第２の
樹脂９がカップ４，１３の上面と面一になるように配置
することが望ましい。このように、第２の樹脂９をカッ
プ４，１３の上面と面一に配置すると、カップ４，１３
の開口を確実に塞ぐことができる。また、面一に配置す
ることにより、カップから突出する樹脂９の量を少なく
することができ、外部から第２の樹脂９に当たる不要な
可視光をカップ４，１３によって遮光する割合を高める
ことができる。
【００２０】尚、上記各実施例では、第１の樹脂８を硬
化させた後に、第2の樹脂9を硬化させたが、硬化前の第
１の樹脂８の上に第２の樹脂９を配置して熱硬化を行な
うことにより、第1、第2の樹脂８，９を同時に硬化させ
ても良い。
化させた後に、第2の樹脂9を硬化させたが、硬化前の第
１の樹脂８の上に第２の樹脂９を配置して熱硬化を行な
うことにより、第1、第2の樹脂８，９を同時に硬化させ
ても良い。
【００２１】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、蛍光体を
均一に配置して色むらの少ないＬＥＤ発光素子を提供す
ることができる。
均一に配置して色むらの少ないＬＥＤ発光素子を提供す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
１ ＬＥＤ発光素子 ４ カップ ５ ＬＥＤチップ ８ 第１の樹脂 ９ 第２の樹脂 １０ 第３の樹脂
Claims (3)
- 【請求項１】 下から上に向かって広がった傾斜面をも
つカップと、前記カップ内に配置したＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップが埋没するように前記カップ内に充填
した第1の樹脂と、前記ＬＥＤチップが発する光の波長
を変換して出力する蛍光体の大部分を含み前記カップの
開口を覆うように前記第１樹脂の表面に配置した第2の
樹脂を備えることを特徴とするＬＥＤ発光素子。 - 【請求項２】 前記カップとそれに隣接したリードピン
の先端とを覆う第3の樹脂を備えることを特徴とする請
求項１記載のＬＥＤ発光素子。 - 【請求項３】 下から上に向かって広がった傾斜面をも
つカップ内にＬＥＤチップを配置した後、前記ＬＥＤチ
ップが埋没するように前記カップ内に第１の樹脂を配置
するとともに、前記第１樹脂の上に、前記ＬＥＤチップ
が発する光の波長を変換して出力する蛍光体の大部分を
含んだ第２の樹脂を前記カップの開口を覆うように配置
することを特徴とするＬＥＤ発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003718A JP2001196639A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｌｅｄ発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003718A JP2001196639A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｌｅｄ発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196639A true JP2001196639A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18532616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003718A Pending JP2001196639A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｌｅｄ発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001196639A (ja) |
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003021691A1 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device, light emitting apparatus and production method for semiconductor light emitting device |
| US6809342B2 (en) | 2002-05-31 | 2004-10-26 | Stanley Electric Co., Ltd. | Light-emitting device and manufacturing method thereof |
| JP2006041084A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Sharp Corp | 光半導体装置、光コネクタおよび電子機器 |
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