JP2003092429A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光染料又は蛍光顔料を混入した樹脂でＬＥ
Ｄチップを封止し、樹脂レンズから蛍光を発光させてい
たので、輝度の低下や色ムラの問題があった。 【解決手段】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤ
チップ３と、ＬＥＤチップ３の光で蛍光を発する蛍光ガ
ラスに少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合
して形成したレンズ１とを備え、ＬＥＤチップ３をレン
ズ１中の不活性ガスの入った中空部８に収容して封止し
た。
Ｄチップを封止し、樹脂レンズから蛍光を発光させてい
たので、輝度の低下や色ムラの問題があった。 【解決手段】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤ
チップ３と、ＬＥＤチップ３の光で蛍光を発する蛍光ガ
ラスに少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合
して形成したレンズ１とを備え、ＬＥＤチップ３をレン
ズ１中の不活性ガスの入った中空部８に収容して封止し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＬＥＤチップを蛍光
ガラス又は蛍光樹脂で形成したレンズで封止した発光素
子及びその製造方法に関するものである。
ガラス又は蛍光樹脂で形成したレンズで封止した発光素
子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばＵＶ用ＬＥＤチップを色変
換材料(波長変換材料)の蛍光体（蛍光染料）又は蛍光顔
料を混入した樹脂で封止し、ＵＶ用ＬＥＤチップからの
光を励起光として青色、緑色、赤色を出す蛍光染料又は
蛍光顔料と組み合わせて蛍光を発光させ、いろいろの色
を得ることが行われている。
換材料(波長変換材料)の蛍光体（蛍光染料）又は蛍光顔
料を混入した樹脂で封止し、ＵＶ用ＬＥＤチップからの
光を励起光として青色、緑色、赤色を出す蛍光染料又は
蛍光顔料と組み合わせて蛍光を発光させ、いろいろの色
を得ることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、蛍光染
料又は蛍光顔料を混入した樹脂でポッティングによりＬ
ＥＤチップを封止し、樹脂レンズを通して発光させて
も、また蛍光染料又は蛍光顔料を混入した樹脂で樹脂レ
ンズを形成して発光させても、蛍光染料や蛍光顔料は樹
脂中に小粒子として混在して光を分散するので、樹脂レ
ンズ全体が発光することはなく、そのため輝度も低く、
色ムラを発生する問題があった。
料又は蛍光顔料を混入した樹脂でポッティングによりＬ
ＥＤチップを封止し、樹脂レンズを通して発光させて
も、また蛍光染料又は蛍光顔料を混入した樹脂で樹脂レ
ンズを形成して発光させても、蛍光染料や蛍光顔料は樹
脂中に小粒子として混在して光を分散するので、樹脂レ
ンズ全体が発光することはなく、そのため輝度も低く、
色ムラを発生する問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明は蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤ
チップと、ＬＥＤチップの光で蛍光を発する蛍光ガラス
又は蛍光樹脂に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれ
かを混合して形成したレンズとを備え、ＬＥＤチップと
レンズは光学的に結合され、ＬＥＤチップはレンズの中
に封止されるようにしたものである。
ため、本発明は蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤ
チップと、ＬＥＤチップの光で蛍光を発する蛍光ガラス
又は蛍光樹脂に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれ
かを混合して形成したレンズとを備え、ＬＥＤチップと
レンズは光学的に結合され、ＬＥＤチップはレンズの中
に封止されるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【０００６】１は例えば砲弾型をした蛍光ガラスに少な
くとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合して形成し
たレンズ、２は蛍光ガラス板、３はＬＥＤチップ、４は
ボンディングの金ワイヤ、５はリードフレーム、６はカ
ップ、７はリードフレーム、８は不活性ガスが入った中
空部である。
くとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合して形成し
たレンズ、２は蛍光ガラス板、３はＬＥＤチップ、４は
ボンディングの金ワイヤ、５はリードフレーム、６はカ
ップ、７はリードフレーム、８は不活性ガスが入った中
空部である。
【０００７】レンズ１は従来の樹脂製と異なり、ガラス
材料に蛍光材料をドープして作製された蛍光ガラスで形
成され、蛍光ガラスには粒子状の蛍光体及び又は蛍光染
料が混合されている。
材料に蛍光材料をドープして作製された蛍光ガラスで形
成され、蛍光ガラスには粒子状の蛍光体及び又は蛍光染
料が混合されている。
【０００８】蛍光材料としては、希土類元素の例えば２
価及び３価のＥｕ（ユーロピウム）、Ｔｂ（テルビウ
ム）、Ｓｍ（サマリウム）、また、Ｍｎ（マンガン）や
Ｚｎ（亜鉛）なども知られており、単独で又は複数の種
類を組合わせて使用される。
価及び３価のＥｕ（ユーロピウム）、Ｔｂ（テルビウ
ム）、Ｓｍ（サマリウム）、また、Ｍｎ（マンガン）や
Ｚｎ（亜鉛）なども知られており、単独で又は複数の種
類を組合わせて使用される。
【０００９】これらの元素の原子は通常陽イオン状態と
なっており、イオンはＬＥＤチップ３の光で励起され、
イオン固有の色の蛍光を発することが知られている。
なっており、イオンはＬＥＤチップ３の光で励起され、
イオン固有の色の蛍光を発することが知られている。
【００１０】蛍光ガラスの組成で代表的なものは次のよ
うな組成である。 緑色蛍光ガラス Ｂ２Ｏ３・ＣａＯ・ＳｉＯ２・Ｌａ２
Ｏ３：Ｔｂ３＋ 赤色蛍光ガラス ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＢａＯ・Ｚｎ
Ｏ：Ｅｕ３＋ 青色蛍光ガラス Ｐ２Ｏ５・ＡｌＦ３・ＭｇＦ２・Ｃａ
Ｆ２・ＳｒＦ２・ＢａＣｌ２：Ｅｕ２＋ また、蛍光ガラスに混合される蛍光体としては、赤色蛍
光体として、例えばＹ（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅ
ｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｇ、
（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｃａ
ＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ等が挙げられ、これら１種若しく
は２種以上の混合物として使用される。
うな組成である。 緑色蛍光ガラス Ｂ２Ｏ３・ＣａＯ・ＳｉＯ２・Ｌａ２
Ｏ３：Ｔｂ３＋ 赤色蛍光ガラス ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３・ＢａＯ・Ｚｎ
Ｏ：Ｅｕ３＋ 青色蛍光ガラス Ｐ２Ｏ５・ＡｌＦ３・ＭｇＦ２・Ｃａ
Ｆ２・ＳｒＦ２・ＢａＣｌ２：Ｅｕ２＋ また、蛍光ガラスに混合される蛍光体としては、赤色蛍
光体として、例えばＹ（ＰＶ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅ
ｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｇ、
（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｃａ
ＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ等が挙げられ、これら１種若しく
は２種以上の混合物として使用される。
【００１１】また、緑色蛍光体としては、例えばＺｎ２
ＳｉＯ4：Ｍｎ、（ＣｅＴｂＭｎ）ＭｇＡｌ
１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（ＣｅＴｂ）Ｍ
ｇＡｌ１１Ｏ１ ９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ：Ａｕ：Ａｌ、（Ｚｎ，
Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ：Ａｌ等が挙げられ、これら１種若しく
は２種以上の混合物として使用される。
ＳｉＯ4：Ｍｎ、（ＣｅＴｂＭｎ）ＭｇＡｌ
１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（ＣｅＴｂ）Ｍ
ｇＡｌ１１Ｏ１ ９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ
Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ：Ａｕ：Ａｌ、（Ｚｎ，
Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ：Ａｌ等が挙げられ、これら１種若しく
は２種以上の混合物として使用される。
【００１２】更に、青色蛍光体としては、（ＳｒＭｇ）
２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ
７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＳｒＣａ
Ｂａ）５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６
Ｏ27：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等が挙げら
れ、これら１種若しくは２種以上の混合物として使用さ
れる。これら３色の蛍光体を適宜選択・混合して用いる
ことで、種々の色の発色が可能となる。
２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ
７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、（ＳｒＣａ
Ｂａ）５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６
Ｏ27：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、
ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ等が挙げら
れ、これら１種若しくは２種以上の混合物として使用さ
れる。これら３色の蛍光体を適宜選択・混合して用いる
ことで、種々の色の発色が可能となる。
【００１３】蛍光染料としては、水溶性非反応型である
商品名：５B−E、H１０ＧＦ−ＦＳ（ヘキスト社製）や
水溶性反応型である商品名：ＣＤ−ＢＨ、H１０ＧＦ、
５ＧＨ（保土ヶ谷化学株式会社製）、商品名：フクロレ
ックス、フルオルレッドG（バイエル株式会社製）等が
挙げられる。
商品名：５B−E、H１０ＧＦ−ＦＳ（ヘキスト社製）や
水溶性反応型である商品名：ＣＤ−ＢＨ、H１０ＧＦ、
５ＧＨ（保土ヶ谷化学株式会社製）、商品名：フクロレ
ックス、フルオルレッドG（バイエル株式会社製）等が
挙げられる。
【００１４】また、商品名：ブリリアント・スルフォフ
ラビンＦＦ、ベーシックイエローＨＧ、エオシン、ロー
ダミン６Ｇ、ローダミンＢ等、合成樹脂固溶体（非水溶
性）の蛍光塗料もアクリル樹脂、塩化ビニール樹脂、ア
ルキッド樹脂等各種樹脂に染着、溶解して粉砕した微粒
子のもの（シンロ化株式会社製）が使用可能となる。
ラビンＦＦ、ベーシックイエローＨＧ、エオシン、ロー
ダミン６Ｇ、ローダミンＢ等、合成樹脂固溶体（非水溶
性）の蛍光塗料もアクリル樹脂、塩化ビニール樹脂、ア
ルキッド樹脂等各種樹脂に染着、溶解して粉砕した微粒
子のもの（シンロ化株式会社製）が使用可能となる。
【００１５】蛍光ガラスに混合する場合には、上記した
蛍光体又は蛍光染料のいずれかを使用しても、また蛍光
体と蛍光染料の両者を混合して使用しても良い。
蛍光体又は蛍光染料のいずれかを使用しても、また蛍光
体と蛍光染料の両者を混合して使用しても良い。
【００１６】蛍光ガラス板２は蛍光ガラス（蛍光体及び
又は蛍光染料を混合してあっても無くても良い）を板状
にしたものであって、レンズ１の下部にはめ込んで有機
系の接着剤又は低融点ガラスでレンズ１と接着され、中
空部８を形成する。
又は蛍光染料を混合してあっても無くても良い）を板状
にしたものであって、レンズ１の下部にはめ込んで有機
系の接着剤又は低融点ガラスでレンズ１と接着され、中
空部８を形成する。
【００１７】ＬＥＤチップ３は蛍光材料を励起する光を
発光するものならその波長に限定はなく、可視光や紫外
光、また遠赤外光でも蛍光材料から蛍光を発光させるこ
とができる。
発光するものならその波長に限定はなく、可視光や紫外
光、また遠赤外光でも蛍光材料から蛍光を発光させるこ
とができる。
【００１８】ＬＥＤチップ３は陰極のリードフレーム７
に形成されたカップ６に固着され、その電極から金ワイ
ヤ４により陽極のリードフレーム５に接続されてリード
フレーム５、７に搭載され、レンズ１により封止され
る。
に形成されたカップ６に固着され、その電極から金ワイ
ヤ４により陽極のリードフレーム５に接続されてリード
フレーム５、７に搭載され、レンズ１により封止され
る。
【００１９】さて、蛍光ガラスの製法としては材料を８
００〜１０００℃の高温で溶融し、型に入れて作製する
溶融法が一般的である。溶融法を使用する場合には、こ
の高温はＬＥＤチップ３の耐熱温度を越えている。
００〜１０００℃の高温で溶融し、型に入れて作製する
溶融法が一般的である。溶融法を使用する場合には、こ
の高温はＬＥＤチップ３の耐熱温度を越えている。
【００２０】従って、ＬＥＤチップ３に蛍光ガラスのレ
ンズ１を直接接触させない工夫が必要である。
ンズ１を直接接触させない工夫が必要である。
【００２１】そこで、レンズ１に中空部を形成し、中空
部８に反応性のないガスである窒素、ヘリウム等の不活
性ガスを入れ、その中にＬＥＤチップ３を収容して封止
したのである。
部８に反応性のないガスである窒素、ヘリウム等の不活
性ガスを入れ、その中にＬＥＤチップ３を収容して封止
したのである。
【００２２】このように構成することにより、ＬＥＤチ
ップ３が発光すると、その光によって蛍光ガラスにドー
プされ、均一に分布された蛍光材料のイオンが励起され
て蛍光を発光する。
ップ３が発光すると、その光によって蛍光ガラスにドー
プされ、均一に分布された蛍光材料のイオンが励起され
て蛍光を発光する。
【００２３】更に、この際、蛍光ガラスに混合された蛍
光体及び又は蛍光染料の小粒子も蛍光を発光するので、
レンズ１中のすべての材料が発光体となり、レンズ１の
全体から蛍光が発光され、輝度も高い。
光体及び又は蛍光染料の小粒子も蛍光を発光するので、
レンズ１中のすべての材料が発光体となり、レンズ１の
全体から蛍光が発光され、輝度も高い。
【００２４】第１の実施形態の製造方法について説明す
ると、蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ３
とリードフレーム５、７を準備し、ＬＥＤチップ３をカ
ップ６に固着し、ＬＥＤチップ３とリードフレーム５を
金ワイヤ４によりボンディングする。
ると、蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ３
とリードフレーム５、７を準備し、ＬＥＤチップ３をカ
ップ６に固着し、ＬＥＤチップ３とリードフレーム５を
金ワイヤ４によりボンディングする。
【００２５】一方、円筒型の中空部８を設けるように作
った型に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかの小
粒子を混合した蛍光ガラスを入れてレンズ１を形成し、
また蛍光ガラスで円盤状の蛍光ガラス板２を作製する。
った型に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかの小
粒子を混合した蛍光ガラスを入れてレンズ１を形成し、
また蛍光ガラスで円盤状の蛍光ガラス板２を作製する。
【００２６】蛍光ガラス板２にはリードフレーム５、７
を挿入する穴をあけておき、その穴にリードフレーム
５、７を挿入して接着剤等で固定する。
を挿入する穴をあけておき、その穴にリードフレーム
５、７を挿入して接着剤等で固定する。
【００２７】次に不活性ガス雰囲気中で、ＬＥＤチップ
３とリードフレーム５、７を中空部８に収容し、蛍光ガ
ラス板２とレンズ１とを係合し、レンズ１と蛍光ガラス
板２とを接着剤又は低融点ガラスで接着する。
３とリードフレーム５、７を中空部８に収容し、蛍光ガ
ラス板２とレンズ１とを係合し、レンズ１と蛍光ガラス
板２とを接着剤又は低融点ガラスで接着する。
【００２８】以上のように第１の実施形態によれば、少
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
ガラスでレンズ１を形成してＬＥＤチップ３を封止する
ため、蛍光ガラスにドープされた蛍光材料のイオンは蛍
光ガラス中に均一に分布するので、蛍光ガラス全体が発
光し、更に、蛍光ガラスに混合された蛍光体及び又は蛍
光染料の小粒子も蛍光を発光するので、レンズ１中のす
べての材料が発光体となり、輝度も高く、レンズ１から
照射される光に色ムラは発生しない。
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
ガラスでレンズ１を形成してＬＥＤチップ３を封止する
ため、蛍光ガラスにドープされた蛍光材料のイオンは蛍
光ガラス中に均一に分布するので、蛍光ガラス全体が発
光し、更に、蛍光ガラスに混合された蛍光体及び又は蛍
光染料の小粒子も蛍光を発光するので、レンズ１中のす
べての材料が発光体となり、輝度も高く、レンズ１から
照射される光に色ムラは発生しない。
【００２９】また、蛍光ガラスにドープされる蛍光材料
のイオン種を選択することにより、ＬＥＤチップ３から
発光された光によってイオンが励起され、蛍光ガラスか
らＬＥＤチップ３とは別の色が発光され、ＬＥＤチップ
３の発光色と混色させることもできる。
のイオン種を選択することにより、ＬＥＤチップ３から
発光された光によってイオンが励起され、蛍光ガラスか
らＬＥＤチップ３とは別の色が発光され、ＬＥＤチップ
３の発光色と混色させることもできる。
【００３０】更に、蛍光ガラスと蛍光体又は蛍光染料の
発光色(発光波長)を同一にした場合には、輝度をより一
層高くすることができ、また、発光波長や混合比を変え
た場合には混色により広範囲の波長変換を持つ発光素子
を得ることができる。
発光色(発光波長)を同一にした場合には、輝度をより一
層高くすることができ、また、発光波長や混合比を変え
た場合には混色により広範囲の波長変換を持つ発光素子
を得ることができる。
【００３１】また、有機樹脂を使用せずに少なくとも蛍
光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光ガラスを使
用するので、高温動作や紫外線の照射による透明度の劣
化は全く発生せず、吸湿性がないため雨天の屋外使用も
可能で、装置としての防水をすれば水中で使用すること
もできる。
光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光ガラスを使
用するので、高温動作や紫外線の照射による透明度の劣
化は全く発生せず、吸湿性がないため雨天の屋外使用も
可能で、装置としての防水をすれば水中で使用すること
もできる。
【００３２】図２は本発明の第２の実施形態を示す断面
図で、第１の実施形態の不活性ガスを入れた中空部に相
当する部分に樹脂を注入したものである。
図で、第１の実施形態の不活性ガスを入れた中空部に相
当する部分に樹脂を注入したものである。
【００３３】１１は少なくとも蛍光体又は蛍光染料のい
ずれかを混合した蛍光ガラスで形成したレンズ、１３は
ＬＥＤチップ、１４はボンディングの金ワイヤ、１５は
リードフレーム、１６はカップ、１７はリードフレー
ム、１８は樹脂、１９はストッパである。
ずれかを混合した蛍光ガラスで形成したレンズ、１３は
ＬＥＤチップ、１４はボンディングの金ワイヤ、１５は
リードフレーム、１６はカップ、１７はリードフレー
ム、１８は樹脂、１９はストッパである。
【００３４】樹脂１８は円柱状の例えばエポキシの透明
樹脂又は透明樹脂に第１の実施形態で説明した蛍光材料
をドープした蛍光樹脂であり、ストッパ１９は樹脂１８
の円周部につば状又は複数の突起状に形成され、レンズ
１１と樹脂１８の係合を保持する作用をする。
樹脂又は透明樹脂に第１の実施形態で説明した蛍光材料
をドープした蛍光樹脂であり、ストッパ１９は樹脂１８
の円周部につば状又は複数の突起状に形成され、レンズ
１１と樹脂１８の係合を保持する作用をする。
【００３５】なお、樹脂１８の溶融温度は低いので、Ｌ
ＥＤチップ１３に影響を与えることはない。
ＥＤチップ１３に影響を与えることはない。
【００３６】このように構成することにより、ＬＥＤチ
ップ１３が発光すると、樹脂１８が透明樹脂の場合は、
透光して、レンズ１１の蛍光ガラス中にドープされ、均
一に分布された蛍光材料のイオンを励起して蛍光を発光
させると共に蛍光ガラス中に混合された蛍光体及び又は
蛍光染料の小粒子からも発光させ、レンズ１１の全体か
ら蛍光が発光される。
ップ１３が発光すると、樹脂１８が透明樹脂の場合は、
透光して、レンズ１１の蛍光ガラス中にドープされ、均
一に分布された蛍光材料のイオンを励起して蛍光を発光
させると共に蛍光ガラス中に混合された蛍光体及び又は
蛍光染料の小粒子からも発光させ、レンズ１１の全体か
ら蛍光が発光される。
【００３７】樹脂１８が蛍光樹脂の場合は、ＬＥＤチッ
プ１３の光の一部が蛍光樹脂中の蛍光材料イオンを励起
して蛍光を発光させ、他は透光してレンズ１１の蛍光ガ
ラス中のイオンを励起して蛍光を発光させると共に蛍光
ガラス中に混合された蛍光体及び又は蛍光染料の小粒子
からも発光させ、レンズ１１の全体から蛍光が発光され
る。
プ１３の光の一部が蛍光樹脂中の蛍光材料イオンを励起
して蛍光を発光させ、他は透光してレンズ１１の蛍光ガ
ラス中のイオンを励起して蛍光を発光させると共に蛍光
ガラス中に混合された蛍光体及び又は蛍光染料の小粒子
からも発光させ、レンズ１１の全体から蛍光が発光され
る。
【００３８】第１の実施形態の製造方法は不活性ガスの
雰囲気中で組み立てなければならないという制約がある
が、第２の実施形態の製造方法はこの制約をなくしたも
のである。
雰囲気中で組み立てなければならないという制約がある
が、第２の実施形態の製造方法はこの制約をなくしたも
のである。
【００３９】第２の実施形態の製造方法を説明すると、
蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ１３とリ
ードフレーム１５、１７を準備し、ＬＥＤチップ１３を
カップ１６に固着し、ＬＥＤチップ１３とリードフレー
ム１５を金ワイヤ１４によりボンディングする。
蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ１３とリ
ードフレーム１５、１７を準備し、ＬＥＤチップ１３を
カップ１６に固着し、ＬＥＤチップ１３とリードフレー
ム１５を金ワイヤ１４によりボンディングする。
【００４０】一方、ストッパ１９となる凹部を備えた円
筒型の中空部を設けるように作った型に少なくとも蛍光
体又は蛍光染料のいずれかの小粒子を混合した蛍光ガラ
スを入れてレンズ１１を形成する。
筒型の中空部を設けるように作った型に少なくとも蛍光
体又は蛍光染料のいずれかの小粒子を混合した蛍光ガラ
スを入れてレンズ１１を形成する。
【００４１】ＬＥＤチップ１３とリードフレーム１５、
１７を中空部に収容し、ＬＥＤチップ１３とリードフレ
ーム１５、１７の周囲を透明樹脂又は蛍光樹脂で密着し
て封止する。
１７を中空部に収容し、ＬＥＤチップ１３とリードフレ
ーム１５、１７の周囲を透明樹脂又は蛍光樹脂で密着し
て封止する。
【００４２】以上のように第２の実施形態によれば、少
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
ガラスでレンズ１１を形成しているので、第１の実施形
態と同様にレンズ１１から照射される光の色ムラは防止
される。
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
ガラスでレンズ１１を形成しているので、第１の実施形
態と同様にレンズ１１から照射される光の色ムラは防止
される。
【００４３】また、透明度の劣化や発光強度の低下は、
樹脂１８として透明樹脂又は蛍光樹脂を使用するが樹脂
量が少なく、また蛍光体及び又は蛍光染料を混合した蛍
光ガラスを使用しているので、従来に比して大幅に改善
され、輝度も高い。
樹脂１８として透明樹脂又は蛍光樹脂を使用するが樹脂
量が少なく、また蛍光体及び又は蛍光染料を混合した蛍
光ガラスを使用しているので、従来に比して大幅に改善
され、輝度も高い。
【００４４】吸湿性については樹脂１８の底部が露出し
ているので存在するが、従来のようにレンズ全体が樹脂
で吸湿するのに較べてはるかに少なく、樹脂の注入口を
小さくすれば更に吸湿性は改善される。
ているので存在するが、従来のようにレンズ全体が樹脂
で吸湿するのに較べてはるかに少なく、樹脂の注入口を
小さくすれば更に吸湿性は改善される。
【００４５】更に、樹脂１８が蛍光樹脂の場合には、Ｌ
ＥＤチップ１３の発光色以外に、蛍光樹脂から発光され
る他色、レンズ１１の蛍光ガラスの蛍光材料イオンから
発光される他色、蛍光ガラス中の蛍光体又は蛍光染料か
ら発光される他色の４色の混色が可能となる。また、蛍
光ガラスに蛍光体及び蛍光染料の両者を混合し、それぞ
れ発光色を変えた場合には５色の混色も可能となる。
ＥＤチップ１３の発光色以外に、蛍光樹脂から発光され
る他色、レンズ１１の蛍光ガラスの蛍光材料イオンから
発光される他色、蛍光ガラス中の蛍光体又は蛍光染料か
ら発光される他色の４色の混色が可能となる。また、蛍
光ガラスに蛍光体及び蛍光染料の両者を混合し、それぞ
れ発光色を変えた場合には５色の混色も可能となる。
【００４６】なお、第１の実施形態の製造方法が不活性
ガスの雰囲気中で実施されるという制約があるのに対
し、第２の実施形態の製造方法はすべて大気中で実施で
きる利点がある。
ガスの雰囲気中で実施されるという制約があるのに対
し、第２の実施形態の製造方法はすべて大気中で実施で
きる利点がある。
【００４７】図３は本発明の第３の実施形態を示す断面
図である。２１は少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいず
れかを混合した蛍光ガラスで形成したレンズ、２３はＬ
ＥＤチップ、２４はボンディングの金ワイヤ、２５はリ
ードフレーム、２６はカップ、２７はリードフレームで
ある。
図である。２１は少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいず
れかを混合した蛍光ガラスで形成したレンズ、２３はＬ
ＥＤチップ、２４はボンディングの金ワイヤ、２５はリ
ードフレーム、２６はカップ、２７はリードフレームで
ある。
【００４８】蛍光ガラスは一般的な溶融法では８００〜
１０００℃の高温で作製されるが、最近では比較的低温
で作製可能なゾルゲル法が提案されている。
１０００℃の高温で作製されるが、最近では比較的低温
で作製可能なゾルゲル法が提案されている。
【００４９】ゾルゲル法は、例えば、各種の金属アルコ
キシドを出発物質として、その加水分解、脱水縮合反応
を利用してガラスを作る方法である。これは従来の溶融
法と比較すると、比較的低温でガラス合成が可能であ
り、各種の希土類イオンを添加して、各色の蛍光ガラス
を得ることができる。
キシドを出発物質として、その加水分解、脱水縮合反応
を利用してガラスを作る方法である。これは従来の溶融
法と比較すると、比較的低温でガラス合成が可能であ
り、各種の希土類イオンを添加して、各色の蛍光ガラス
を得ることができる。
【００５０】ゾルゲル法は溶液状態から出発するため、
複雑な形状にも成型ができ、且つ均一性が高いというメ
リットもある。
複雑な形状にも成型ができ、且つ均一性が高いというメ
リットもある。
【００５１】低温で蛍光ガラスの作製が可能なゾルゲル
法を利用すれば、図３に示したように、ＬＥＤチップ２
３に密着して蛍光ガラスで形成されたレンズ２１により
ＬＥＤチップ２３を封止することができる。
法を利用すれば、図３に示したように、ＬＥＤチップ２
３に密着して蛍光ガラスで形成されたレンズ２１により
ＬＥＤチップ２３を封止することができる。
【００５２】第３の実施形態の製造方法としては、蛍光
材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ２３とリード
フレーム２５，２７を準備し、ＬＥＤチップ２３をカッ
プ２６に固着し、ＬＥＤチップ２３とリードフレーム２
５を金ワイヤ２４によりボンディングし、ＬＥＤチップ
２３とリードフレーム２５，２７を型に入れてその周囲
を少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した
蛍光ガラスで形成したレンズ２１で密着して封止する。
材料を励起する光を発光するＬＥＤチップ２３とリード
フレーム２５，２７を準備し、ＬＥＤチップ２３をカッ
プ２６に固着し、ＬＥＤチップ２３とリードフレーム２
５を金ワイヤ２４によりボンディングし、ＬＥＤチップ
２３とリードフレーム２５，２７を型に入れてその周囲
を少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した
蛍光ガラスで形成したレンズ２１で密着して封止する。
【００５３】以上のように第３の実施形態によれば、第
１の実施形態と同等の効果を奏する。
１の実施形態と同等の効果を奏する。
【００５４】第４の実施形態は、第３の実施形態におけ
る第３図のレンズ２１を少なくとも蛍光体又は蛍光染料
のいずれかを混合した蛍光樹脂で形成したもので、他は
全く同じである。
る第３図のレンズ２１を少なくとも蛍光体又は蛍光染料
のいずれかを混合した蛍光樹脂で形成したもので、他は
全く同じである。
【００５５】蛍光樹脂は、例えばエポキシ等の透明樹脂
に、蛍光ガラスのときと同じ蛍光材料をドープして作成
したものでものである。
に、蛍光ガラスのときと同じ蛍光材料をドープして作成
したものでものである。
【００５６】第４の実施形態の製造方法としては、ＬＥ
Ｄチップとリードフレームを型に入れるまでは第３の実
施形態と同じで、その周囲を少なくとも蛍光体又は蛍光
染料のいずれかを混合した蛍光樹脂で形成したレンズで
封止して完成する。
Ｄチップとリードフレームを型に入れるまでは第３の実
施形態と同じで、その周囲を少なくとも蛍光体又は蛍光
染料のいずれかを混合した蛍光樹脂で形成したレンズで
封止して完成する。
【００５７】以上のように第４の実施形態によれば、少
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
樹脂でレンズを形成してＬＥＤチップを封止するため、
蛍光樹脂にドープされた蛍光材料のイオンは蛍光樹脂中
に均一に分布するので、蛍光樹脂全体が発光し、更に、
蛍光樹脂に混合された蛍光体及び又は蛍光染料の小粒子
も蛍光を発光するので、レンズ中のすべての材料が発光
体となり、輝度も高く、レンズから照射される光の色ム
ラは防止される。
なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光
樹脂でレンズを形成してＬＥＤチップを封止するため、
蛍光樹脂にドープされた蛍光材料のイオンは蛍光樹脂中
に均一に分布するので、蛍光樹脂全体が発光し、更に、
蛍光樹脂に混合された蛍光体及び又は蛍光染料の小粒子
も蛍光を発光するので、レンズ中のすべての材料が発光
体となり、輝度も高く、レンズから照射される光の色ム
ラは防止される。
【００５８】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、少な
くとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光ガ
ラス又は蛍光樹脂でレンズを形成するので、レンズ全体
が発光して、輝度が高く、色ムラは防止される。
くとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合した蛍光ガ
ラス又は蛍光樹脂でレンズを形成するので、レンズ全体
が発光して、輝度が高く、色ムラは防止される。
【図１】本発明の第１の実施形態を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施形態を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施形態を示す断面図
１，１１，２１ レンズ
２ 蛍光ガラス板
３，１３，２３ ＬＥＤチップ
５，１５，２５ リードフレーム
７，１７，２７ リードフレーム
１８ 樹脂
１９ ストッパ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 陽弘
東京都世田谷区三軒茶屋２−46−３ 岡谷
電機産業株式会社東京事業所内
Ｆターム(参考） 4H001 CA04 XA08 XA12 XA13 XA14
XA15 XA16 XA23 XA25 XA30
XA39 XA57 XA58 XA65 YA29
YA58 YA63 YA65
5F041 AA05 DA07 DA18 DA43 DA47
DA56 DA61 DA77 EE11
Claims (15)
- 【請求項１】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥＤ
チップと、前記ＬＥＤチップの光で蛍光を発する蛍光ガ
ラスに少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合
して形成したレンズとを備え、 前記ＬＥＤチップとレンズは光学的に結合され、前記Ｌ
ＥＤチップは前記レンズの中に封止されたことを特徴と
する発光素子。 - 【請求項２】 前記ＬＥＤチップは前記レンズの中で不
活性ガスの入った中空部に収容されて封止されたことを
特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項３】 前記中空部は前記レンズと蛍光ガラス板
で形成されたことを特徴とする請求項２記載の発光素
子。 - 【請求項４】 前記ＬＥＤチップは透明樹脂又は蛍光樹
脂で封止され、更にその周囲が前記レンズで封止された
ことを特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項５】 前記透明樹脂又は蛍光樹脂には前記レン
ズと係合するストッパを設けたことを特徴とする請求項
４記載の発光素子。 - 【請求項６】 前記ＬＥＤチップは前記レンズと密着し
て封止されたことを特徴とする請求項１記載の発光素
子。 - 【請求項７】 前記蛍光ガラスはガラス材料に蛍光材料
をドープして作製されたことを特徴とする請求項１〜６
のいずれかに記載の発光素子。 - 【請求項８】 前記蛍光ガラスはゾルゲル法により作製
されたことを特徴とする請求項７記載の発光素子。 - 【請求項９】 前記蛍光材料が希土類元素であることを
特徴とする請求項７又は８記載の発光素子。 - 【請求項１０】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥ
Ｄチップの周囲を、前記ＬＥＤチップの光で蛍光を発す
る蛍光樹脂に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれか
を混合して形成したレンズで封止したことを特徴とする
発光素子。 - 【請求項１１】 前記蛍光樹脂は透明樹脂に蛍光材料を
ドープして作製されたことを特徴とする請求項１０記載
の発光素子。 - 【請求項１２】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥ
Ｄチップとリードフレームを準備し、前記ＬＥＤチップ
を前記リードフレームに搭載する工程と、 中空部を設けて蛍光ガラスに少なくとも蛍光体又は蛍光
染料のいずれかを混合してレンズを形成する工程と、 蛍光ガラスで蛍光ガラス板を形成する工程と、 前記蛍光ガラス板に前記ＬＥＤチップを搭載したリード
フレームを挿入して固定する工程と、 不活性ガス雰囲気中で、前記ＬＥＤチップとリードフレ
ームを前記中空部に収容し、前記レンズと蛍光ガラス板
とを接着する工程とを備えたことを特徴とする発光素子
の製造方法。 - 【請求項１３】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥ
Ｄチップとリードフレームを準備し、前記ＬＥＤチップ
を前記リードフレームに搭載する工程と、 中空部を設けて蛍光ガラスに少なくとも蛍光体又は蛍光
染料のいずれかを混合してレンズを形成する工程と、 前記ＬＥＤチップとリードフレームを前記中空部に収容
し、前記ＬＥＤチップとリードフレームの周囲を透明樹
脂又は蛍光樹脂で封止する工程とを備えたことを特徴と
する発光素子の製造方法。 - 【請求項１４】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥ
Ｄチップとリードフレームを準備し、前記ＬＥＤチップ
を前記リードフレームに搭載する工程と、 前記ＬＥＤチップとリードフレームの周囲を蛍光ガラス
に少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合して
形成したレンズで密着して封止する工程とを備えたこと
を特徴とする発光素子の製造方法。 - 【請求項１５】 蛍光材料を励起する光を発光するＬＥ
Ｄチップとリードフレームを準備し、前記ＬＥＤチップ
を前記リードフレームに搭載する工程と、 前記ＬＥＤチップとリードフレームの周囲を蛍光樹脂に
少なくとも蛍光体又は蛍光染料のいずれかを混合して形
成したレンズで封止する工程とを備えたことを特徴とす
る発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281580A JP2003092429A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001281580A JP2003092429A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003092429A true JP2003092429A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19105382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001281580A Pending JP2003092429A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003092429A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008055406A1 (fr) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Chang Hsin High Intensity Led (Dong Guan) Co., Ltd | Del de lumière blanche |
| EP2048717A1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | Unity Opto Technology Co., Ltd. | Structure of light-emitting diode |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001281580A patent/JP2003092429A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008055406A1 (fr) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Chang Hsin High Intensity Led (Dong Guan) Co., Ltd | Del de lumière blanche |
| EP2048717A1 (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-15 | Unity Opto Technology Co., Ltd. | Structure of light-emitting diode |
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