JP2006313817A - 多波長の発光ダイオード構造及びその製造工程 - Google Patents

多波長の発光ダイオード構造及びその製造工程 Download PDF

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Abstract

【課題】高い発光効率と確かな光沢を具えた多波長の発光ダイオード構造及びその製造工
程を提供する。
【解決手段】本発明は、各々発光チップの底層及び周辺より上の部位に対応して、少なく
とも一種の既定波長を具えた蛍光材を覆い、発光チップに通電すると、その底層及び周辺
より上の部位の蛍光材を励起して高い発光効率及び予定した出色光を形成する。この出色
光波発光チップが、その底層部位の蛍光材及び周辺より上の部位の蛍光材を励起する。そ
のため、相互干渉現象を防止して、多波長の発光ダイオードの品質を有利に把握できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、多波長の発光ダイオード構造及びその製造工程に関するもので、高い発光効率及び確かな光沢を具えた発光ダイオード及び製造工程を提供するものである。
図1に示すとおり、公知の多波長発光ダイオードは、チップ固定樹脂40で発光チップ10をカップ状のキャリア20内に定置する。更に金線30で発光チップ10と電極端子21を連結し、蛍光粉を具えた蛍光樹脂50で発光チップ10を包む。発光チップ10が通電すると、発光チップの光源が蛍光樹脂50の蛍光粉を励起し、定められた光の色を呈する。
図1に示す多波長の発光ダイオードは、一般に青色チップを使用し、蛍光樹脂50内出混合した黄色蛍光粉51を励起する。それによって白色に近い「擬似白色」を発生する。しかし、類似の多波長発光ダイオードは、単一色の蛍光粉だけで発光チップによって励起された相互補完光としているため、「擬似白色」の光沢が悪く、黄ばみ現象が現れやすい。
また、図2に示す蛍光樹脂に二種の蛍光粉を混合した多波長発光ダイオード構造は、一般に青色チップを使用して蛍光樹脂50内で混合した赤色蛍光粉52及び緑色蛍光粉53を励起し、赤と緑の二色と発光チップ10の青色が結合し、三原色光混合効果を生み出し、白色に近い光の色を呈す。
しかしながら、この種の多波長発光ダイオードは、蛍光粉の分量が異なり、比例をコントロールするのが難しいため、出来上がりの品質を均一にできない。更に異なる蛍光粉は同じ部位に於いて、発光チップの光源励起によって干渉現象を発生する。即ち波長が比較的短い蛍光粉のエネルギーは、波長が比較的長い蛍光粉の吸収消耗によって一部が励起され、且つその消耗率を予測する事ができないため、予期しない色の偏りが発生する。同様に予定した光色を正確に出す事ができない。更に波長が短い蛍光粉は、発光チップに励起されると、波長が僅かに長くなり、僅かに長くなった波長光波は、白色光を発生する他に、
波長が更に長くなった蛍光粉を発射して励起し、発光効率を下げる。そのため、発光輝度が低くなってしまう。
解決しようとする問題点は、「擬似白色」の光沢が悪く、黄ばみ現象が現れやすい点や、発光効率が下がり、そのため、発光輝度が低くなってしまう点である。
本発明は、各々発光チップの底層及び周辺より上の部位に対応して、少なくとも一種の既定波長を具えた蛍光材を覆い、発光チップに通電すると、その底層及び周辺より上の部位の蛍光材を励起して高い発光効率及び予定した出色光を形成する。この出色光波発光チップが、その底層部位の蛍光材及び周辺より上の部位の蛍光材を励起する。そのため、相互干渉現象を防止して、多波長の発光ダイオードの品質を有利に把握できることを最も主要な特徴とする。
本発明の多波長の発光ダイオード構造及びその製造工程は、高い発光効率と確かな光沢を具えるという利点がある。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
図3に示すとおり、公知と同様にチップ固定樹脂40で発光チップ10をキャリア20に定置する。更に金線30で発光チップ10と電極端子21を連結し、蛍光材を具えた蛍光樹脂50で発光チップ10を覆う。発光チップ10が通電すると、発光チップの光源が蛍光樹脂50の蛍光材に励起され、予定した光色を形成する。
そのうち、多波長の発光ダイオード全体は、各々発光チップの底層部位及び周辺より上の部位に相対し、少なくとも既定波長を具えた蛍光材を一種設置する。発光チップが通電すると、底層及び周辺より上の部位蛍光材が励起され、予定の色を形成する。そのため相互干渉が発生せず、高い発光効率と光沢の確かな光色を獲得し、異なる部位の蛍光材分量、比例を容易にコントロールできる。それによって多波長発光ダイオードの品質を確かなものにでき、産業効率も上がる。
本発明の多波長の発光ダイオードを実施するとき、図3から図5の構造形態で製造できる。
図3に示すとおり、発光チップ10の底層部位(図ではチップ固定樹脂40の部位)に、波長の長い第一種蛍光材61で覆い、発光チップ10周辺より上の部位(図では蛍光樹脂50の部位)には波長の短い第二種蛍光材62で覆う。実施時、発光チップ10は青色チップとする。発光チップ10の底層部位は赤色蛍光材で覆い、発光チップ周辺より上の部位は緑色蛍光材で覆う。これにより白色光を発生する発光ダイオードが構成される。更に本実施例の多波長発光ダイオードの製造工程には、下述を含む。波長の長い第一種蛍光材と樹脂体を混合したチップ固定樹脂とし、この蛍光樹脂を発光チップのキャリア内に設置して覆う。発光チップを上述のチップ固定樹脂で固定し、チップ固定樹脂を焼き合わせ、金線で発光チップと電極端子を結合する。また、波長の短い第二種蛍光材と樹脂体を混合したチップ固定樹脂とし、蛍光樹脂を発光チップの周辺より上の部位に注ぎ、最後に蛍光樹脂を焼きあわせる等の工程を行う。
図4に示すとおり、発光チップ10の底層部位(図ではチップ固定樹脂40部位)に波長が長い第一種蛍光材61で覆い、発光チップ周辺より上の部位(図では蛍光樹脂50の部位)に波長の短い第二、第三蛍光材62,63で覆う。そのうち、第三種蛍光材63の波長は第一、第二種蛍光材61,62の間に橋架けする。実施時、発光チップ10は青色チップとし、発光チップの底層は赤色蛍光材で覆い、発光チップ周辺より上の部位は緑色蛍光材及び黄色蛍光材で覆う。これにより白色光を発生する発光ダイオードが構成される。更に本実施例の多波長発光ダイオードの製造工程には、下述を含む。波長の長い第一種蛍光材と樹脂体を混合したチップ固定樹脂とし、この蛍光樹脂を発光チップのキャリア内に設置して覆う。発光チップを上述のチップ固定樹脂で固定し、チップ固定樹脂を焼き合わせ、金線で発光チップと電極端子を結合する。また、波長の短い第二種、第三種蛍光材と樹脂体を混合したチップ固定樹脂とし、蛍光樹脂を発光チップの周辺より上の部位に注ぎ、最後に蛍光樹脂を焼きあわせる等の工程を行う。
図5に示すとおり、発光チップ10の底層部位(図ではチップ固定樹脂40部位)に波長が長い第一種、第二種蛍光材61,62で覆い、発光チップ周辺より上の部位(図では蛍光樹脂50の部位)に波長の短い第三蛍光材63で覆う。そのうち、第二種蛍光材62の波長は第一、第三種蛍光材61,63の間に橋架けする。実施時、発光チップ10は青色チップとし、発光チップの底層は赤色及び黄色蛍光材で覆い、発光チップ周辺より上の部位は緑色蛍光材で覆う。これにより白色光を発生する発光ダイオードが構成される。原則として、本実施例の多波長発光ダイオードの製造工程には、下述を含む。波長の長い第一種蛍光材及び第二種蛍光材を各々樹脂体と混合し、それぞれに樹脂餅を作る。第一種蛍光材及び第二種蛍光材によって作られた樹脂餅を発光チップのキャリア内に設置し、更に発光チップを置き、焼き合わせて固定する。金線で発光チップと電極端子を結合する。また、波長の短い第三種蛍光材と樹脂体を混合した蛍光樹脂とし、この蛍光樹脂に発光チップの周辺より上の部位に注ぎ、最後に蛍光樹脂を焼きあわせる等の工程を行う。
もちろん下述の方法でもよく、波長が長い第一種蛍光材及び第二種蛍光材をそれぞれ樹脂体に混合し、各々樹脂餅を作った後、第一種蛍光材及び第二種蛍光材で作った樹脂餅とチップを焼き合わせて固定し、半製品にする。更に上述の半製品を発光チップのキャリア内に置き、焼き合わせて固定する。そして金線で発光チップと電極端子を繋ぐ。波長の短い第三種蛍光材と樹脂体を混合して蛍光樹脂とし、その蛍光樹脂を発光チップ周辺より上の部位に流し込む。最後に蛍光樹脂を焼き合わせ、多波長の発光ダイオードが完成する。
公知の多波長の発光ダイオード構造指示図である。 公知別種の多波長の発光ダイオード構造指示図である。 本発明第一実施例の多波長の発光ダイオード構造指示図である。 本発明第二実施例の多波長の発光ダイオード構造指示図である。 本発明第三実施例の多波長の発光ダイオード構造指示図である。
符号の説明
１０ 発光チップ
２０ キヤリア
２１ 電極端子
３０ 金線
４０ チップ固定樹脂
５０ 蛍光樹脂
５１ 黄色蛍光粉
５２ 赤色蛍光粉
５３ 緑色蛍光粉
６１ 第一種蛍光材
６２ 第二種蛍光材
６３ 第三種蛍光材

Claims (12)

  1. 多波長の発光ダイオードは、発光チップの底層部位に波長の長い第一種蛍光材を覆い、また発光チップ周辺より上の部位には波長の短い第二種蛍光材を設置することを特徴とする多波長の発光ダイオード構造。
  2. 前記発光チップは、青色チップであり、その底層部位には赤色蛍光材を設置し、周辺より上の部位には緑色蛍光材を設置することを特徴とする請求項1記載の多波長の発光ダイオード構造。
  3. 多波長の発光ダイオードの製造工程は、下述のとおりで、
    ａ.波長の長い第一種蛍光材と樹脂体を混合してチップ固定樹脂とし、その蛍光樹脂で発光チップを覆ってキャリア内に置き、
    b.発光チップを上述のチップ固定樹脂内で固定し、チップ固定樹脂を焼き合わせ、
    c.発光チップと電極端子を繋ぎ、
    d.波長の短い第二種蛍光材と樹脂体を混合して蛍光樹脂とし、その蛍光樹脂を発光チップの周辺より上部位に注ぎ、
    e.最後に蛍光樹脂を焼き合わせて多波長の発光ダイオードの製造工程が完成することを特徴とする多波長の発光ダイオードの製造工程。
  4. 多波長の発光ダイオードは、発光チップの底層部位に波長の長い第一種蛍光材を設置し、発光チップの周辺より上の部位には波長の短い第二、第三蛍光材で覆うことを特徴とする多波長の発光ダイオード構造。
  5. 前記第三蛍光材は、波長が第一、第二種蛍光材の間を橋架けすることを特徴とする請求項4記載の多波長の発光ダイオード構造。
  6. 前記発光チップは、青色チップで、底層部位は赤色蛍光材を設置し、周辺より上の部位は緑色蛍光材及び黄色蛍光材で覆うことを特徴とする請求項4記載の多波長の発光ダイオード構造。
  7. 多波長の発光ダイオードの製造工程は、下述のとおりで、
    a.波長の長い第一種蛍光材と樹脂体を混合してチップ固定樹脂とし、その蛍光樹脂で発光チップを覆ってキャリア内に置き、
    b.発光チップを上述のチップ固定樹脂内で固定し、チップ固定樹脂を焼き合わせ、
    c.発光チップと電極端子を繋ぎ、
    d.波長の短い第二、第三種蛍光材と樹脂体を混合して蛍光樹脂とし、その蛍光樹脂を発光チップの周辺より上部位に注ぎ、
    e.最後に蛍光樹脂を焼き合わせて多波長の発光ダイオードの製造工程が完成することを特徴とする多波長の発光ダイオードの製造工程。
  8. 多波長の発光ダイオードは、発光チップの底層部位に波長の長い第一、第二種蛍光材を設置し、発光チップの周辺より上の部位は波長の短い第三種蛍光材で覆うことを特徴とする多波長の発光ダイオード構造。
  9. 前記第二種蛍光材は、第一、第三種蛍光材の間を橋架けすることを特徴とする請求項8記載の多波長の発光ダイオード構造。
  10. 前記発光チップは、青色チップで、その発光チップの底層に赤色蛍光材及び黄色蛍光材を設置し、発光チップの周辺より上の部位は緑色蛍光材で覆うことを特徴とする請求項8記載の多波長の発光ダイオード構造。
  11. 多波長の発光ダイオードの製造工程は、下述のとおりで、
    a.波長の長い第一種蛍光材及び第二種蛍光材を各々樹脂体と混合して樹脂餅を作り、
    b.第一種蛍光材及び第二種蛍光材によって作られた樹脂餅を発光チップのキャリア内に置き、その上に発光チップを置き、焼き合わせて固定し、
    c.発光チップと電極端子を繋ぎ、
    d.波長の短い第三種蛍光材と樹脂体を混合して蛍光樹脂とし、その蛍光樹脂を発光チップの周辺より上部位に注ぎ、
    e.最後に蛍光樹脂を焼き合わせて多波長の発光ダイオードの製造工程が完成することを特徴とする多波長の発光ダイオードの製造工程。
  12. 多波長の発光ダイオードの製造工程は、下述のとおりで、
    a.波長の長い第一種蛍光材及び第二種蛍光材を各々樹脂体と混合して樹脂餅を作り、
    b.第一種蛍光材及び第二種蛍光材によって作られた樹脂餅とチップを焼き合わせて固定し、半製品を作り、
    c.上述の半製品を発光チップのキャリア内に置き、焼き合わせて固定し、
    d.発光チップと電極端子を繋ぎ、
    e.波長の短い第三種蛍光材と樹脂体を混合して蛍光樹脂とし、その蛍光樹脂を発光チップの周辺より上部位に注ぎ、
    f.最後に蛍光樹脂を焼き合わせて多波長の発光ダイオードの製造工程が完成することを特徴とする多波長の発光ダイオードの製造工程。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014518007A (ja) * 2011-04-12 2014-07-24 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ルミネッセンスコンバータと、８０より大きいｃｒｉを有する蛍光体強化光源又は照明器具

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