JP2004088009A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水分による蛍光体粒子の劣化を防止できる耐湿性に優れた発光ダイオードを実現する。
【解決手段】ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、ＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定し、また、上記ＬＥＤチップ１６の表面をコーティング材２２で被覆・封止すると共に、該コーティング材２２中に、透光性を有するガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６を混入し、さらに、上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端を、先端に凸レンズ部２８を有する透光性樹脂材３０によって被覆・封止した。
【選択図】 図２
【解決手段】ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上に、ＬＥＤチップ１６をダイボンドにより接続固定し、また、上記ＬＥＤチップ１６の表面をコーティング材２２で被覆・封止すると共に、該コーティング材２２中に、透光性を有するガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６を混入し、さらに、上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端を、先端に凸レンズ部２８を有する透光性樹脂材３０によって被覆・封止した。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）の発光を、所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体粒子を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）に係り、特に、蛍光体粒子の水分による劣化を防止できる耐湿性に優れた発光ダイオードとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長変換用の蛍光体粒子を備えた従来の発光ダイオード６０は、図４に示すように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフレーム６２の先端部６２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ６４を形成し、該リフレクタ６４の底面に発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）６６をＡｇペースト等を介してダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム６２と、ＬＥＤチップ６６底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム６８の先端部６８ａと、上記ＬＥＤチップ６６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続して成る。
【０００３】
上記ＬＥＤチップ６６の上面及び側面は、リフレクタ６４内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材７２によって被覆・封止されており、また、上記コーティング材７２中には、ＬＥＤチップ６６から発光された紫外光等の光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体粒子７４が分散状態で混入されている。
さらに、コーティング材７２で被覆された上記ＬＥＤチップ６６、第１のリードフレーム６２の先端部６２ａ及び端子部６２ｂの上端、第２のリードフレーム６８の先端部６８ａ及び端子部６８ｂの上端は、エポキシ樹脂より成り、先端に凸レンズ部７６を有する透光性樹脂材７８によって被覆・封止されている。
【０００４】
而して、上記第１のリードフレーム６２及び第２のリードフレーム６８を介してＬＥＤチップ６６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ６６が発光して光が放射され、この光が上記コーティング材７２中の蛍光体粒子７４に照射されることにより、所定波長の可視光等の光に波長変換され、波長変換された光が透光性樹脂材７８の凸レンズ部７６で集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のＬＥＤ６０においては、透光性樹脂材７８の構成材料としてエポキシ樹脂が用いられている。このエポキシ樹脂は、機械的強度が大きく、上記ＬＥＤチップ６６等の封止材料として優れた特性を備えてはいるが、一般の有機樹脂と同様に、水分透過率が大きく、耐湿性に劣るという欠点があった。このため、上記従来のＬＥＤ６０が、風雨に曝されやすい屋外等、高湿環境下に置かれた場合、空気中の水分が、エポキシ樹脂で構成された透光性樹脂材７８の表面からＬＥＤ６０内部へ浸入するといった事態を生じていた。
また、リードフレーム６２，６８と透光性樹脂材７８との接着性が弱いと、リードフレーム６２，６８と透光性樹脂材７８との境目が剥離して隙間が形成され、この隙間から空気中の水分がＬＥＤ６０内部へ浸入するといった事態も生じていた。
その結果、ＬＥＤ６０内部に浸入した水分が、更に、透光性エポキシ樹脂等で構成されたコーティング材７２中に浸入し、上記蛍光体粒子７４の種類によっては、該蛍光体粒子７４が水分と反応して変色劣化し、ＬＥＤ６０の輝度低下を生じることがあった。
例えば、蛍光体粒子７４が、ＺｎＳ、（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｓ等の硫化物系の蛍光体で構成されている場合、この蛍光体粒子７４は、ＬＥＤ６０内部に浸入した水分及びＬＥＤチップ６６の光と反応して光分解し、表面に亜鉛金属等の構成金属元素を析出して黒色等に変色劣化し、その結果、ＬＥＤ６０の輝度低下を招来していた。
【０００６】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水分による蛍光体粒子の劣化を防止できる耐湿性に優れた発光ダイオード及びその製造方法を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に係る発光ダイオードは、基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入したことを特徴とする。
上記基体としては、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した上記コーティング材で被覆し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入すれば良い。
尚、上記基体は、リードフレームに限定されず、ＬＥＤチップを配置可能なあらゆる部材を含む。
上記耐湿材としては、ガラス等の無機材料が該当する。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードにあっては、蛍光体粒子を耐湿材で被覆しているので、当該耐湿材によって、ＬＥＤ内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
【０００９】
基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有するガラスで被覆された蛍光体粒子を混入して成る本発明の発光ダイオードにおいて、ガラスで被覆された蛍光体粒子は、次のゾルゲル法を用いて製造できる。
先ず、金属有機化合物と、水と、溶媒と、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合して作製したゾルゲル法によるガラス材料溶液に、蛍光体粒子を加えて混練することによりペーストを形成し、その後、上記ペーストを加熱して、上記溶媒を蒸発させると共に、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応を一部進行させることにより、ガラス材料より成る固形体を形成し、次に、上記固形体を粉砕することにより、上記蛍光体粒子がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成し、最後に、上記粒体を加熱・焼成して、粒体を構成しているガラス材料をガラス化させれば良い。
【００１０】
また、ガラスで被覆された蛍光体粒子は、次の方法でも製造できる。
先ず、微粉末状と成されたフリットガラスに有機樹脂溶液を添加し、これを蛍光体粒子と混合してスラリー状と成し、その後、上記フリットガラスと蛍光体粒子との混合スラリーを撹拌して、上記有機樹脂溶液の一部を蒸発させることにより、蛍光体粒子の表面にフリットガラスを付着させ、その後、所定温度で加熱して、上記有機樹脂溶液を分解・蒸発させると共に、蛍光体粒子表面のフリットガラスを溶融させ、その後、上記フリットガラスを固化させることにより、蛍光体粒子の表面にガラス被膜を形成すれば良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るＬＥＤ１０を示す概略断面図であり、このＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上にＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２と、ＬＥＤチップ１６底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ１６の表面（上面及び側面）は、リフレクタ１４内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材２２によって被覆・封止されている。
【００１２】
また、上記コーティング材２２中には、透光性を有する耐湿材としての非透水性のガラス２４で被覆された多数の蛍光体粒子２６（図２参照）が分散状態で混入されている。
すなわち、図２に拡大して示すように、上記ＬＥＤチップ１６から発光される紫外光等の光を波長変換して、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３個の蛍光体粒子２６が、１つのガラス２４で被覆されている。
もっとも、後述の方法を用いて、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆する場合、図２に示すような赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３個の蛍光体粒子２６が１つのガラス２４で被覆されたものだけが形成される訳ではなく、実際には、図３に示すように、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
本発明のＬＥＤ１０にあっては、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３種類を用いており、この結果、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の３色が混色して白色光が発光されるようになっている。
尚、上記蛍光体粒子２６の平均粒径は、通常、約２μｍ〜４μｍ程度であるが、蛍光体粒子２６の種類（赤色蛍光体粒子２６Ｒ、緑色蛍光体粒子２６Ｇ、青色蛍光体粒子２６Ｂ）によって粒径や比重は異なるものである。
また、１個の蛍光体粒子２６を被覆したガラス２４の平均粒径は、２．５μｍ〜５μｍ程度、２〜３個の蛍光体粒子２６を被覆したガラス２４の平均粒径は、１２μｍ〜１５μｍ程度である。
【００１３】
上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端は、先端に凸レンズ部２８を有するエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材３０によって被覆・封止されている。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、透光性樹脂材２４の下端部を貫通して透光性樹脂材３０外部へと導出されている。
尚、上記第１のリードフレーム１２、第２のリードフレーム１８は、銅、銅亜鉛合金、鉄ニッケル合金等により構成される。
【００１４】
而して、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して紫外光等の光が放射される。
この光が、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光され、これら３色の可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材３０の凸レンズ部２８で集光されて外部へ放射されるのである。
【００１５】
本発明のＬＥＤ１０にあっては、蛍光体粒子２６を、耐湿材としての非透水性のガラス２４で被覆しているので、当該ガラス２４によって、ＬＥＤ１０内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子２６に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子２６の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体粒子２６を使用しても、蛍光体粒子２６の変色劣化を生じることがなく、蛍光体選択の自由度が向上することとなる。
尚、硫化物系の蛍光体としては、例えば、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて青色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて緑色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて赤色系の可視光を発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００１６】
上記においては、蛍光体粒子２６として、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３種類を用いる場合を例に挙げて説明したが、使用する蛍光体粒子２６の数や種類はこれに限定されるものではなく、任意に変更可能であるのは勿論である。
【００１７】
次に、上記蛍光体粒子２６をゾルゲル法によるガラス２４で被覆する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物と、該金属有機化合物の加水分解のための水と、メタノール、ＤＭＦ（ヂメチルフォルムアミド）等の溶媒と、アンモニア等、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、均質で透明な溶液状態のガラス材料を作製する。
【００１８】
また、上記赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂを所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
尚、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒとしては、例えば、Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、０．５ＭｇＦ２・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、２ＭｇＯ・２ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）３（ＰＯ４）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ等が該当する。
また、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇとしては、例えば、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等が該当する。
更に、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂとしては、例えば、（ＳｒＣａＢａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ４、ＣａＷＯ４：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等が該当する。
【００１９】
次に、上記ガラス材料溶液に、十分に混合された上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成する。この結果、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。
この場合、ガラス材料溶液と蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとは、例えば、ガラス材料溶液１００グラムに対して、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを１００グラム程度の割合で混合される。
【００２０】
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが分散されている。
尚、約２００℃程度の温度での加熱では、金属有機化合物の重合反応が不十分なため、完全にはガラス化していない。
【００２１】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、蛍光体粒子２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、蛍光体粒子２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
【００２２】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図２及び図３に示すような、ガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６が構成される。
【００２３】
尚、上記方法により、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆した場合、上記約８００℃〜１０００℃での加熱・焼成の結果、蛍光体粒子２６とガラス２４との界面においては、組成変化が生じているものと考えられる。
例えば、蛍光体粒子２６が、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎであり、ガラス２４が、ＳｉＯ２である場合、両者の界面は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｍｎに組成変化している。
このように、蛍光体粒子２６とガラス２４との界面においては、蛍光体粒子２６を構成する母体金属元素（Ｂａ，Ｍｇ，Ａｌ）が、蛍光ガラス２４（ＳｉＯ２）中に浸透し、組成変化を生じている結果、蛍光体粒子２６とガラス２４との結合は、非常に強固なものとなっている
【００２４】
尚、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、それぞれ粒径や比重が異なるため、これらを従来のＬＥＤ６０の如く、コーティング材中にそのまま混入した場合、コーティング材中に均一に分布せず、粒径や比重が等しい蛍光体粒子２６の種類毎にほぼ同じ箇所に固まって分布してしまうことがある。この場合、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの発光色が十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
【００２５】
これに対し、本発明にあっては、上記の通り、予め十分に混合させておいた蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂをガラス材料溶液に加えて混練するため、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。そして、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが分散状態で混入されたペーストを、固形体と成した後粉砕して、蛍光体粒子２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。従って、上記粒体を加熱・焼成してガラス２４を構成した場合も、図３に示すように、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
【００２６】
このように、上記本発明方法を用いて、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂをガラス２４で被覆すると、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これらガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６を、上記コーティング材２２中に混入した場合には、同じ種類の蛍光体粒子２６が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散させることができる。従って、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの発光色を十分に混色させることができ、色ムラの生じることがない。
【００２７】
上記においては、蛍光体粒子２６をゾルゲル法によるガラス２４で被覆した場合を例に挙げて説明したが、次の方法によっても、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆することができる。
先ず、低融点で、且つ、蛍光体粒子２６の粒径の約１０分の１程度の微粉末状と成されたフリットガラスに、少量の有機樹脂溶液、例えばニトロセルロース、エチルセルロース等の高分子樹脂溶液を少量添加し、これを予め十分に混合させておいた蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂと混合してスラリー状にする。
その後、フリットガラスと蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとの混合スラリーを撹拌して、上記有機樹脂溶液の一部を蒸発させると、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの表面にフリットガラスが付着する。
その後、４００℃〜５００℃の温度で加熱して、上記有機樹脂溶液を完全に分解・蒸発させると共に、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ表面のフリットガラスを溶融させる。その後、溶融したフリットガラスを固化させれば、蛍光体粒子２６の表面にガラス被膜が形成されて、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードにあっては、蛍光体粒子を耐湿材で被覆しているので、当該耐湿材によって、ＬＥＤ内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＥＤの概略断面図である。
【図２】ガラスで被覆された蛍光体粒子の一例を示す拡大断面図である。
【図３】ガラスで被覆された蛍光体粒子の他の例を示す拡大断面図である。
【図４】従来のＬＥＤランプの断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１のＬＥＤ
１２ 第１のリードフレーム
１４ リフレクタ
１６ ＬＥＤチップ
１８ 第２のリードフレーム
２２ コーティング材
２４ ガラス
２６ 蛍光体粒子
３０ 透光性樹脂材
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）の発光を、所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体粒子を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）に係り、特に、蛍光体粒子の水分による劣化を防止できる耐湿性に優れた発光ダイオードとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長変換用の蛍光体粒子を備えた従来の発光ダイオード６０は、図４に示すように、発光ダイオードチップ搭載用の第１のリードフレーム６２の先端部６２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ６４を形成し、該リフレクタ６４の底面に発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）６６をＡｇペースト等を介してダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム６２と、ＬＥＤチップ６６底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム６８の先端部６８ａと、上記ＬＥＤチップ６６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ７０を介して電気的に接続して成る。
【０００３】
上記ＬＥＤチップ６６の上面及び側面は、リフレクタ６４内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材７２によって被覆・封止されており、また、上記コーティング材７２中には、ＬＥＤチップ６６から発光された紫外光等の光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体粒子７４が分散状態で混入されている。
さらに、コーティング材７２で被覆された上記ＬＥＤチップ６６、第１のリードフレーム６２の先端部６２ａ及び端子部６２ｂの上端、第２のリードフレーム６８の先端部６８ａ及び端子部６８ｂの上端は、エポキシ樹脂より成り、先端に凸レンズ部７６を有する透光性樹脂材７８によって被覆・封止されている。
【０００４】
而して、上記第１のリードフレーム６２及び第２のリードフレーム６８を介してＬＥＤチップ６６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ６６が発光して光が放射され、この光が上記コーティング材７２中の蛍光体粒子７４に照射されることにより、所定波長の可視光等の光に波長変換され、波長変換された光が透光性樹脂材７８の凸レンズ部７６で集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のＬＥＤ６０においては、透光性樹脂材７８の構成材料としてエポキシ樹脂が用いられている。このエポキシ樹脂は、機械的強度が大きく、上記ＬＥＤチップ６６等の封止材料として優れた特性を備えてはいるが、一般の有機樹脂と同様に、水分透過率が大きく、耐湿性に劣るという欠点があった。このため、上記従来のＬＥＤ６０が、風雨に曝されやすい屋外等、高湿環境下に置かれた場合、空気中の水分が、エポキシ樹脂で構成された透光性樹脂材７８の表面からＬＥＤ６０内部へ浸入するといった事態を生じていた。
また、リードフレーム６２，６８と透光性樹脂材７８との接着性が弱いと、リードフレーム６２，６８と透光性樹脂材７８との境目が剥離して隙間が形成され、この隙間から空気中の水分がＬＥＤ６０内部へ浸入するといった事態も生じていた。
その結果、ＬＥＤ６０内部に浸入した水分が、更に、透光性エポキシ樹脂等で構成されたコーティング材７２中に浸入し、上記蛍光体粒子７４の種類によっては、該蛍光体粒子７４が水分と反応して変色劣化し、ＬＥＤ６０の輝度低下を生じることがあった。
例えば、蛍光体粒子７４が、ＺｎＳ、（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｓ等の硫化物系の蛍光体で構成されている場合、この蛍光体粒子７４は、ＬＥＤ６０内部に浸入した水分及びＬＥＤチップ６６の光と反応して光分解し、表面に亜鉛金属等の構成金属元素を析出して黒色等に変色劣化し、その結果、ＬＥＤ６０の輝度低下を招来していた。
【０００６】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、水分による蛍光体粒子の劣化を防止できる耐湿性に優れた発光ダイオード及びその製造方法を実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明に係る発光ダイオードは、基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入したことを特徴とする。
上記基体としては、例えば、リードフレームが該当し、この場合、リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した上記コーティング材で被覆し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入すれば良い。
尚、上記基体は、リードフレームに限定されず、ＬＥＤチップを配置可能なあらゆる部材を含む。
上記耐湿材としては、ガラス等の無機材料が該当する。
【０００８】
本発明に係る発光ダイオードにあっては、蛍光体粒子を耐湿材で被覆しているので、当該耐湿材によって、ＬＥＤ内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
【０００９】
基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有するガラスで被覆された蛍光体粒子を混入して成る本発明の発光ダイオードにおいて、ガラスで被覆された蛍光体粒子は、次のゾルゲル法を用いて製造できる。
先ず、金属有機化合物と、水と、溶媒と、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合して作製したゾルゲル法によるガラス材料溶液に、蛍光体粒子を加えて混練することによりペーストを形成し、その後、上記ペーストを加熱して、上記溶媒を蒸発させると共に、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応を一部進行させることにより、ガラス材料より成る固形体を形成し、次に、上記固形体を粉砕することにより、上記蛍光体粒子がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成し、最後に、上記粒体を加熱・焼成して、粒体を構成しているガラス材料をガラス化させれば良い。
【００１０】
また、ガラスで被覆された蛍光体粒子は、次の方法でも製造できる。
先ず、微粉末状と成されたフリットガラスに有機樹脂溶液を添加し、これを蛍光体粒子と混合してスラリー状と成し、その後、上記フリットガラスと蛍光体粒子との混合スラリーを撹拌して、上記有機樹脂溶液の一部を蒸発させることにより、蛍光体粒子の表面にフリットガラスを付着させ、その後、所定温度で加熱して、上記有機樹脂溶液を分解・蒸発させると共に、蛍光体粒子表面のフリットガラスを溶融させ、その後、上記フリットガラスを固化させることにより、蛍光体粒子の表面にガラス被膜を形成すれば良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るＬＥＤ１０を示す概略断面図であり、このＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上にＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２と、ＬＥＤチップ１６底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ１６の表面（上面及び側面）は、リフレクタ１４内に充填された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材２２によって被覆・封止されている。
【００１２】
また、上記コーティング材２２中には、透光性を有する耐湿材としての非透水性のガラス２４で被覆された多数の蛍光体粒子２６（図２参照）が分散状態で混入されている。
すなわち、図２に拡大して示すように、上記ＬＥＤチップ１６から発光される紫外光等の光を波長変換して、赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３個の蛍光体粒子２６が、１つのガラス２４で被覆されている。
もっとも、後述の方法を用いて、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆する場合、図２に示すような赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３個の蛍光体粒子２６が１つのガラス２４で被覆されたものだけが形成される訳ではなく、実際には、図３に示すように、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
本発明のＬＥＤ１０にあっては、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３種類を用いており、この結果、赤色可視光、緑色可視光、青色可視光の３色が混色して白色光が発光されるようになっている。
尚、上記蛍光体粒子２６の平均粒径は、通常、約２μｍ〜４μｍ程度であるが、蛍光体粒子２６の種類（赤色蛍光体粒子２６Ｒ、緑色蛍光体粒子２６Ｇ、青色蛍光体粒子２６Ｂ）によって粒径や比重は異なるものである。
また、１個の蛍光体粒子２６を被覆したガラス２４の平均粒径は、２．５μｍ〜５μｍ程度、２〜３個の蛍光体粒子２６を被覆したガラス２４の平均粒径は、１２μｍ〜１５μｍ程度である。
【００１３】
上記コーティング材２２で被覆されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端は、先端に凸レンズ部２８を有するエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材３０によって被覆・封止されている。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、透光性樹脂材２４の下端部を貫通して透光性樹脂材３０外部へと導出されている。
尚、上記第１のリードフレーム１２、第２のリードフレーム１８は、銅、銅亜鉛合金、鉄ニッケル合金等により構成される。
【００１４】
而して、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して紫外光等の光が放射される。
この光が、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに照射されることにより波長変換されて、それぞれ赤色可視光、緑色可視光、青色可視光が発光され、これら３色の可視光が混色して白色光となり、この白色光が透光性樹脂材３０の凸レンズ部２８で集光されて外部へ放射されるのである。
【００１５】
本発明のＬＥＤ１０にあっては、蛍光体粒子２６を、耐湿材としての非透水性のガラス２４で被覆しているので、当該ガラス２４によって、ＬＥＤ１０内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子２６に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子２６の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体粒子２６を使用しても、蛍光体粒子２６の変色劣化を生じることがなく、蛍光体選択の自由度が向上することとなる。
尚、硫化物系の蛍光体としては、例えば、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて青色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｃｌ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて緑色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、３６０〜５００ｎｍ波長の光を受けて赤色系の可視光を発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００１６】
上記においては、蛍光体粒子２６として、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂの３種類を用いる場合を例に挙げて説明したが、使用する蛍光体粒子２６の数や種類はこれに限定されるものではなく、任意に変更可能であるのは勿論である。
【００１７】
次に、上記蛍光体粒子２６をゾルゲル法によるガラス２４で被覆する方法について説明する。
先ず、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、Ｙ２Ｏ３等の金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物と、該金属有機化合物の加水分解のための水と、メタノール、ＤＭＦ（ヂメチルフォルムアミド）等の溶媒と、アンモニア等、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合し、均質で透明な溶液状態のガラス材料を作製する。
【００１８】
また、上記赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒ、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇ、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂを所定量用意し、これらを十分に混合させておく。
尚、赤色発光用の蛍光体粒子２６Ｒとしては、例えば、Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、０．５ＭｇＦ２・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、２ＭｇＯ・２ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）３（ＰＯ４）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ等が該当する。
また、緑色発光用の蛍光体粒子２６Ｇとしては、例えば、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ等が該当する。
更に、青色発光用の蛍光体粒子２６Ｂとしては、例えば、（ＳｒＣａＢａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ４、ＣａＷＯ４：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ等が該当する。
【００１９】
次に、上記ガラス材料溶液に、十分に混合された上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを加えて、混練することにより高粘度のペーストを形成する。この結果、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。
この場合、ガラス材料溶液と蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとは、例えば、ガラス材料溶液１００グラムに対して、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを１００グラム程度の割合で混合される。
【００２０】
次に、上記ペーストを約２００℃で、約１時間加熱すると、上記溶媒が蒸発する。また、金属有機化合物の加水分解・重合反応も一部進行して、ガラス材料より成る固形体が形成される。勿論、形成された固形体内には、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが分散されている。
尚、約２００℃程度の温度での加熱では、金属有機化合物の重合反応が不十分なため、完全にはガラス化していない。
【００２１】
次に、ボールミルを用いて上記固形体を粉砕して、所定粒径を有する粒体とする。この場合、蛍光体粒子２６に比べて、ガラス材料で構成された固形体の方が柔らかい（硬度が小さい）ため、固形体の部分で粉砕が生じることとなる。その結果、蛍光体粒子２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成することができる。
尚、この場合、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数は１個とは限らず、各粒体を構成するガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
【００２２】
次に、上記粒体を、還元雰囲気中において、約８００℃〜１０００℃で、約２時間、加熱・焼成する。その結果、粒体を構成しているガラス材料の重合が完全に進行してガラス化し、その結果、図２及び図３に示すような、ガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６が構成される。
【００２３】
尚、上記方法により、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆した場合、上記約８００℃〜１０００℃での加熱・焼成の結果、蛍光体粒子２６とガラス２４との界面においては、組成変化が生じているものと考えられる。
例えば、蛍光体粒子２６が、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎであり、ガラス２４が、ＳｉＯ２である場合、両者の界面は、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｍｎに組成変化している。
このように、蛍光体粒子２６とガラス２４との界面においては、蛍光体粒子２６を構成する母体金属元素（Ｂａ，Ｍｇ，Ａｌ）が、蛍光ガラス２４（ＳｉＯ２）中に浸透し、組成変化を生じている結果、蛍光体粒子２６とガラス２４との結合は、非常に強固なものとなっている
【００２４】
尚、上記３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、それぞれ粒径や比重が異なるため、これらを従来のＬＥＤ６０の如く、コーティング材中にそのまま混入した場合、コーティング材中に均一に分布せず、粒径や比重が等しい蛍光体粒子２６の種類毎にほぼ同じ箇所に固まって分布してしまうことがある。この場合、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの発光色が十分に混色せず、色ムラが生じることとなる。
【００２５】
これに対し、本発明にあっては、上記の通り、予め十分に混合させておいた蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂをガラス材料溶液に加えて混練するため、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂは、ガラス材料で構成されたペースト中に分散されることとなる。そして、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが分散状態で混入されたペーストを、固形体と成した後粉砕して、蛍光体粒子２６がガラス材料で被覆された状態の粒体を形成すると、各粒体を構成する蛍光ガラス材料で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。従って、上記粒体を加熱・焼成してガラス２４を構成した場合も、図３に示すように、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類は種々異なることとなる。
【００２６】
このように、上記本発明方法を用いて、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂをガラス２４で被覆すると、１つのガラス２４で被覆される蛍光体粒子２６の数や種類が種々異なるものが多数形成されるため、これらガラス２４で被覆された蛍光体粒子２６を、上記コーティング材２２中に混入した場合には、同じ種類の蛍光体粒子２６が同じ箇所に固まって分布することはなく、分散させることができる。従って、３種類の蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの発光色を十分に混色させることができ、色ムラの生じることがない。
【００２７】
上記においては、蛍光体粒子２６をゾルゲル法によるガラス２４で被覆した場合を例に挙げて説明したが、次の方法によっても、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆することができる。
先ず、低融点で、且つ、蛍光体粒子２６の粒径の約１０分の１程度の微粉末状と成されたフリットガラスに、少量の有機樹脂溶液、例えばニトロセルロース、エチルセルロース等の高分子樹脂溶液を少量添加し、これを予め十分に混合させておいた蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂと混合してスラリー状にする。
その後、フリットガラスと蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂとの混合スラリーを撹拌して、上記有機樹脂溶液の一部を蒸発させると、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂの表面にフリットガラスが付着する。
その後、４００℃〜５００℃の温度で加熱して、上記有機樹脂溶液を完全に分解・蒸発させると共に、蛍光体粒子２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ表面のフリットガラスを溶融させる。その後、溶融したフリットガラスを固化させれば、蛍光体粒子２６の表面にガラス被膜が形成されて、蛍光体粒子２６をガラス２４で被覆することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る発光ダイオードにあっては、蛍光体粒子を耐湿材で被覆しているので、当該耐湿材によって、ＬＥＤ内部に浸入してきた水分が蛍光体粒子に付着することを防止でき、従って、蛍光体粒子の水分劣化に起因する輝度低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＥＤの概略断面図である。
【図２】ガラスで被覆された蛍光体粒子の一例を示す拡大断面図である。
【図３】ガラスで被覆された蛍光体粒子の他の例を示す拡大断面図である。
【図４】従来のＬＥＤランプの断面図である。
【符号の説明】
１０ 第１のＬＥＤ
１２ 第１のリードフレーム
１４ リフレクタ
１６ ＬＥＤチップ
１８ 第２のリードフレーム
２２ コーティング材
２４ ガラス
２６ 蛍光体粒子
３０ 透光性樹脂材
Claims (6)
- 基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入したことを特徴とする発光ダイオード。
- 上記基体が、リードフレームであり、該リードフレームに設けた凹部内面を反射面と成して形成したリフレクタの底面上に、上記ＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、上記リフレクタ内に充填した上記コーティング材で被覆し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有する耐湿材で被覆された蛍光体粒子を混入したことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
- 上記耐湿材が、無機材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
- 上記耐湿材が、ガラスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光ダイオード。
- 基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有するガラスで被覆された蛍光体粒子を混入して成る発光ダイオードの製造方法であって、金属有機化合物と、水と、溶媒と、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応の調整剤とを調合して作製したガラス材料溶液に、蛍光体粒子を加えて混練することによりペーストを形成し、その後、上記ペーストを加熱して、上記溶媒を蒸発させると共に、上記金属有機化合物の加水分解・重合反応を一部進行させることにより、ガラス材料より成る固形体を形成し、次に、上記固形体を粉砕することにより、上記蛍光体粒子がガラス材料で被覆された状態の粒体を多数形成し、さらに、上記粒体を加熱・焼成して、粒体を構成しているガラス材料をガラス化させ、以て、ガラスで被覆された蛍光体粒子を構成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
- 基体の一面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを透光性を備えたコーティング材で封止し、さらに、上記コーティング材中に、透光性を有するガラスで被覆された蛍光体粒子を混入して成る発光ダイオードの製造方法であって、先ず、微粉末状と成されたフリットガラスに有機樹脂溶液を添加し、これを蛍光体粒子と混合してスラリー状と成し、その後、上記フリットガラスと蛍光体粒子との混合スラリーを撹拌して、上記有機樹脂溶液の一部を蒸発させることにより、蛍光体粒子の表面にフリットガラスを付着させ、その後、所定温度で加熱して、上記有機樹脂溶液を分解・蒸発させると共に、蛍光体粒子表面のフリットガラスを溶融させ、その後、上記フリットガラスを固化させることにより、蛍光体粒子の表面にガラス被膜を形成し、以て、ガラスで被覆された蛍光体粒子を構成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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