JP2010003782A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
発光ダイオード及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010003782A JP2010003782A JP2008159902A JP2008159902A JP2010003782A JP 2010003782 A JP2010003782 A JP 2010003782A JP 2008159902 A JP2008159902 A JP 2008159902A JP 2008159902 A JP2008159902 A JP 2008159902A JP 2010003782 A JP2010003782 A JP 2010003782A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- led chip
- sol
- coating material
- led
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
- H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
Abstract
【課題】無機材料であるガラスで構成されたコーティング材のクラック及び気泡の発生を防止できると共に、発光均一性の高いＬＥＤ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、短波長光を発光するＬＥＤチップ16をダイボンドにより接続固定すると共に、該ＬＥＤチップ16を、微粉末状の白色系無機顔料25が添加されたゾルゲルガラスで構成したコーティング材22によって被覆・封止し、また、該コーティング材22中に、上記ＬＥＤチップ16から発光された短波長光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の蛍光体24を分散状態で混入した。
【選択図】図１
【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、短波長光を発光するＬＥＤチップ16をダイボンドにより接続固定すると共に、該ＬＥＤチップ16を、微粉末状の白色系無機顔料25が添加されたゾルゲルガラスで構成したコーティング材22によって被覆・封止し、また、該コーティング材22中に、上記ＬＥＤチップ16から発光された短波長光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の蛍光体24を分散状態で混入した。
【選択図】図１
Description
この発明は、紫外光等の短波長光を発光する発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を、無機材料であるガラスより成るコーティング材で被覆した発光ダイオード（ＬＥＤ）に係り、特に、無機材料であるガラスで構成されたコーティング材のクラック及び気泡の発生を防止できると共に、発光均一性の高い発光ダイオードと、その製造方法に関する。
紫外光等の短波長光を発光するＬＥＤチップをエポキシ樹脂等の有機材料で構成されたコーティング材で被覆・封止した場合、有機材料は、ＬＥＤチップから発光された短波長光の一部を吸収してしまい、その結果、エネルギーの大きい短波長光によってコーティング材が劣化・変色し、ＬＥＤの光度減少や色調の変化を生じさせることとなる。
そこで、本出願人は、先に、短波長光を発光するＬＥＤチップをガラス等の無機材料で構成されたコーティング材で被覆して成るＬＥＤを提案した（特開２００３−１９７９７６号）。
図３に示すように、このＬＥＤ60は、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、紫外光を発光するＬＥＤチップ66を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。
図３に示すように、このＬＥＤ60は、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、紫外光を発光するＬＥＤチップ66を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。
上記ＬＥＤチップ66の上面及び側面は、リフレクタ64内に充填されたガラス等の無機材料より成るコーティング材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から発光された短波長光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の蛍光体74が分散状態で混入されている。
さらに、上記ＬＥＤチップ66、コーティング材72、第１のリードフレーム62及び第２のリードフレーム68の上端部は、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部76を有する外装体78によって被覆・封止されている。
さらに、上記ＬＥＤチップ66、コーティング材72、第１のリードフレーム62及び第２のリードフレーム68の上端部は、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部76を有する外装体78によって被覆・封止されている。
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が発光して紫外光が放射され、該紫外光が上記コーティング材72中の蛍光体74に照射されることにより、紫外光が所定色の可視光に波長変換され、該可視光が外装体78の凸レンズ部76によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
上記ＬＥＤ60にあっては、ＬＥＤチップ66の上面及び側面を被覆・封止するコーティング材72を、ガラス等の無機材料で構成したことから、ＬＥＤチップ66から発光された短波長光を吸収することが殆どなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子結合力が強いため劣化することが殆どない。従って、エネルギーの大きい短波長光によるコーティング材72の劣化・変色が防止され、コーティング材72の劣化に起因したＬＥＤ60の光度減少や色調変化を生じることがないのである。
本出願人が提案した上記特開２００３−１９７９７６号のＬＥＤ60においては、コーティング材72をガラスで構成する場合には、比較的低温でのガラス合成が可能なゾルゲル法を用いて作製される、いわゆるゾルゲルガラスを用いることが適当である旨を開示した。
すなわち、ゾルゲル法は、例えば、金属アルコキシドや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の加水分解、重合反応を利用して金属−酸素の結合からできた重合体を作るものである。例えば、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてアンモニアなどを調合した均質な透明なゾル溶液を作り、このゾル溶液を加水分解、重合反応させることにより、ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲルガラスが形成される。アルキル基（Ｒ）等の組成を適宜選定することにより、コーティング材72に適したゾルゲルガラスが得られるのである。
特開２００３−１９７９７６号
しかしながら、ゾルゲルガラス等のガラスで構成した従来のコーティング材72は構造強度が必ずしも十分とはいえず、ＬＥＤチップ66発光時の熱衝撃等を受けてクラックを生じることがあった。
また、コーティング材72中に蛍光体74が均一に分散されていない場合等においては、コーティング材72から光を均一に放射することができなかった。
また、コーティング材72中に蛍光体74が均一に分散されていない場合等においては、コーティング材72から光を均一に放射することができなかった。
また、上記したゾルゲル法によるゾルゲルガラスの形成過程においては、溶媒であるメタノールが蒸発することに起因して、形成されたゾルゲルガラスより成るコーティング材72中に気泡が発生したり、溶媒蒸発後の収縮現象によりコーティング材72にクラックを生じることがあった。
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、無機材料であるガラスで構成されたコーティング材のクラック及び気泡の発生を防止できると共に、発光均一性の高いＬＥＤと、その製造方法を実現することにある。
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、ＬＥＤチップを透光性を備えたガラスより成るコーティング材で被覆して成る発光ダイオードにおいて、上記コーティング材を、微粉末状の白色系無機顔料が添加されたゾルゲルガラスで構成したことを特徴とする。
上記白色系無機顔料としては、例えば、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛が該当する。
上記白色系無機顔料としては、例えば、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛が該当する。
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、微粉末状の白色系無機顔料を添加して成る溶液状態のゾルゲルガラス材料でＬＥＤチップを被覆した後、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより、微粉末状の白色系無機顔料が添加されたゾルゲルガラスより成るコーティング材を形成することを特徴とする。
本発明に係る発光ダイオードにあっては、ゾルゲルガラスより成るコーティング材中に微粉末状の白色系無機顔料を添加することにより、コーティング材の構造強度を向上させたので、ＬＥＤチップ発光時の熱衝撃等を受けてクラックが発生することを防止できる。
また、光反射率の高い白色系無機顔料をコーティング材中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
また、光反射率の高い白色系無機顔料をコーティング材中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
本発明に係る発光ダイオードの製造方法にあっては、溶液状態のゾルゲルガラス材料中に微粉末状の白色系無機顔料を添加したことにより、ゾルゲルガラス材料中の非蒸発成分（白色系無機顔料）が増加するので、気泡の発生を防止できると共に、溶媒蒸発後の収縮現象が抑制されてクラックの発生を防止できる。
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、本発明に係る第１のＬＥＤ10を示す断面図であり、この第１のＬＥＤ10は、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、主発光波長が短波長光（４００ｎｍ以下の紫外光及び４１０ｎｍ程度の青色可視光）であるＬＥＤチップ16を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は、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成することができる。
図１は、本発明に係る第１のＬＥＤ10を示す断面図であり、この第１のＬＥＤ10は、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、主発光波長が短波長光（４００ｎｍ以下の紫外光及び４１０ｎｍ程度の青色可視光）であるＬＥＤチップ16を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は、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成することができる。
上記ＬＥＤチップ16の上面及び側面は、リフレクタ14内に充填されたコーティング材22によって被覆・封止されており、また、該コーティング材22中には、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光等の短波長光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の蛍光体24が分散状態で混入されている。
上記蛍光体24としては、例えば以下の組成のものを用いることができる。
紫外光等の短波長光を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体24として、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等がある。
また、紫外光等の短波長光を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体24として、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等がある。
更に、紫外光等の短波長光を青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕ等がある。
上記赤色発光用の蛍光体24、緑色発光用の蛍光体24、青色発光用の蛍光体24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である。
また、青色の可視光を放射するＬＥＤチップ16を用いて白色光を得る場合には、ＬＥＤチップ16から放射される光を補色としての黄色可視光に変換する黄色発光用の蛍光体24として、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、ＹＢＯ３：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等がある。
尚、蛍光体24は、有機、無機の蛍光染料や、有機、無機の蛍光顔料を含むものである。
紫外光等の短波長光を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体24として、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等がある。
また、紫外光等の短波長光を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体24として、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等がある。
更に、紫外光等の短波長光を青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕ等がある。
上記赤色発光用の蛍光体24、緑色発光用の蛍光体24、青色発光用の蛍光体24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である。
また、青色の可視光を放射するＬＥＤチップ16を用いて白色光を得る場合には、ＬＥＤチップ16から放射される光を補色としての黄色可視光に変換する黄色発光用の蛍光体24として、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、ＹＢＯ３：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等がある。
尚、蛍光体24は、有機、無機の蛍光染料や、有機、無機の蛍光顔料を含むものである。
上記コーティング材22は、０．０１〜２μｍ程度の微粉末状の白色系無機顔料25が分散状態で添加されたゾルゲルガラスで構成されている。この白色系無機顔料25としては、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛を好適に使用することができる。白色系の無機顔料25は光反射率が高いので、微粉末状の白色系無機顔料25をコーティング材22中に添加することにより、光を拡散させて均一に発光させることができる。また、コーティング材22中に微粉末状の白色系無機顔料25を添加することにより、コーティング材22の構造強度を向上させることができる。
尚、コーティング材22を構成するゾルゲルガラスに対する白色系無機顔料25の添加割合は、０．０１〜０．３重量％と成すのが、上記光拡散及び構造強度向上の効果を十分に得る上で適当である。
尚、コーティング材22を構成するゾルゲルガラスに対する白色系無機顔料25の添加割合は、０．０１〜０．３重量％と成すのが、上記光拡散及び構造強度向上の効果を十分に得る上で適当である。
ＬＥＤチップ16を被覆する上記コーティング材22は、低温でのガラス合成が可能なゾルゲル法を用いて製造される。ゾルゲル法は、金属アルコキシドや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を出発物質として、その加水分解、重合反応を利用してゾルゲルガラスを合成するものであり、溶液状態から出発するため、任意の形状のガラスに成形容易である。このゾルゲル法によるガラス形成は常温で行うことができる。
具体的には、リフレクタ１４内に、上記蛍光体24及び微粉末状の白色系無機顔料25を分散・添加して成る溶液状態のゾルゲルガラス材料を充填して、ＬＥＤチップ16を
溶液状態のゾルゲルガラス材料で被覆した後、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより形成可能である。
上記ゾルゲルガラス材料は、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてアンモニアで構成することができ、このゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより、ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲルガラスが形成されるのである。
具体的には、リフレクタ１４内に、上記蛍光体24及び微粉末状の白色系無機顔料25を分散・添加して成る溶液状態のゾルゲルガラス材料を充填して、ＬＥＤチップ16を
溶液状態のゾルゲルガラス材料で被覆した後、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより形成可能である。
上記ゾルゲルガラス材料は、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてアンモニアで構成することができ、このゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより、ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲルガラスが形成されるのである。
本発明の上記方法にあっては、溶液状態のゾルゲルガラス材料中に微粉末状の白色系無機顔料25を分散・添加したことにより、ゾルゲルガラス材料のチキソトロピック粘性が増加するので、蛍光体24がコーティング材22の下方に沈降することが防止され、蛍光体24をコーティング材22中に均一分散させることができる。
また、溶液状態のゾルゲルガラス材料中に微粉末状の白色系無機顔料25を分散・添加したことにより、ゾルゲルガラス材料中の非蒸発成分（白色系無機顔料25）が増加するので、気泡の発生を防止できると共に、溶媒蒸発後の収縮現象が抑制されてクラックの発生を防止できる。
また、溶液状態のゾルゲルガラス材料中に微粉末状の白色系無機顔料25を分散・添加したことにより、ゾルゲルガラス材料中の非蒸発成分（白色系無機顔料25）が増加するので、気泡の発生を防止できると共に、溶媒蒸発後の収縮現象が抑制されてクラックの発生を防止できる。
上記ＬＥＤチップ16、コーティング材22、第１のリードフレーム12及び第２のリードフレーム18の上端部は、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部26を有する外装体28によって被覆・封止されている。
而して、上記第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が発光して短波長光が放射され、該短波長光が上記コーティング材22中の蛍光体24に照射されることにより、短波長光が所定色の可視光に波長変換され、該可視光が外装体28の凸レンズ部26によって集光されて外部へ放射されるのである。
上記第１のＬＥＤ10は、ＬＥＤチップ16の表面（上面及び側面）を被覆・封止するコーティング材22を、無機材料であるゾルゲルガラスで構成したことから、ＬＥＤチップ16から発光された短波長光を吸収することが殆どなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子結合力が強いため劣化することが殆どない。従って、エネルギーの大きい短波長光によるコーティング材22の劣化・変色が防止され、コーティング材22の劣化に起因したＬＥＤ10の光度減少や色調変化を生じることがない。
本発明の第１のＬＥＤ10にあっては、ゾルゲルガラスより成るコーティング材22中に微粉末状の白色系無機顔料25を添加することにより、コーティング材22の構造強度を向上させたので、ＬＥＤチップ16発光時の熱衝撃等を受けてクラックが発生することを防止できる。
また、光反射率の高い白色系無機顔料25をコーティング材22中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
また、光反射率の高い白色系無機顔料25をコーティング材22中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
図２は、本発明に係る表面実装型の第２のＬＥＤ30を示すものである。
この第２のＬＥＤ30は、樹脂等より成る絶縁基板32の表面にＬＥＤチップ16を接続・固定して成る。また、上記絶縁基板32の表面から側面を経て裏面にまで延設された一対の外部電極34ａ，34ｂが相互に絶縁された状態で形成されている。絶縁基板32の表面及び裏面は平坦面と成されている。
上記ＬＥＤチップ16上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ20を介して、一方の外部電極34ａに接続されると共に、ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ20を介して、他方の外部電極34ｂに接続されている。
この第２のＬＥＤ30は、樹脂等より成る絶縁基板32の表面にＬＥＤチップ16を接続・固定して成る。また、上記絶縁基板32の表面から側面を経て裏面にまで延設された一対の外部電極34ａ，34ｂが相互に絶縁された状態で形成されている。絶縁基板32の表面及び裏面は平坦面と成されている。
上記ＬＥＤチップ16上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ20を介して、一方の外部電極34ａに接続されると共に、ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ20を介して、他方の外部電極34ｂに接続されている。
上記ＬＥＤチップ16は、絶縁基板30の表面上に配置された金属又はガラス等より成る枠体36で囲繞され、ＬＥＤチップ16の上面及び側面は、枠体36内に充填された上記微粉末状の白色系無機顔料25が添加されたコーティング材22によって被覆・封止されていると共に、該コーティング材22中には、上記ＬＥＤチップ16から発光された紫外光等の短波長光を所定波長の可視光に変換する波長変換用の蛍光体24が分散状態で混入されている。上記枠体36は、ＬＥＤチップ16をコーティング材22で封止する際に、溶液状態のゾルゲルガラス材料が絶縁基板30表面に拡散してしまうことを防止するために設けられたものである。
上記ＬＥＤチップ16、コーティング材22、蛍光体24、絶縁基板32表面に配置された外部電極34ａ，34ｂは、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部38を有する外装体40によって被覆・封止されている。
上記ＬＥＤチップ16、コーティング材22、蛍光体24、絶縁基板32表面に配置された外部電極34ａ，34ｂは、透光性エポキシ樹脂等より成り、先端に凸レンズ部38を有する外装体40によって被覆・封止されている。
上記第２のＬＥＤ30にあっては、一対の外部電極34ａ，34ｂを介してＬＥＤチップ16に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して短波長光が放射され、該短波長光が上記コーティング材22中の蛍光体24に照射されることにより、短波長光が所定色の可視光に波長変換され、該可視光が外装体40の凸レンズ部38によって集光されて外部へ放射されるのである。
本発明の第２のＬＥＤ30にあっても、第１のＬＥＤ10と同じく、ゾルゲルガラスより成るコーティング材22中に微粉末状の白色系無機顔料25を添加することにより、コーティング材22の構造強度を向上させたので、ＬＥＤチップ16発光時の熱衝撃等を受けてクラックが発生することを防止できる。
また、光反射率の高い白色系無機顔料25をコーティング材22中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
さらに、この第２のＬＥＤ30は、絶縁基板32の裏面が平坦面であるため、絶縁基板32の裏面に配設された外部電極34ａ，34ｂをハンダ付けすることによって、図示しない回路基板への表面実装が可能である。
また、光反射率の高い白色系無機顔料25をコーティング材22中に添加したので、光を拡散させることができ、発光均一性が高い。
さらに、この第２のＬＥＤ30は、絶縁基板32の裏面が平坦面であるため、絶縁基板32の裏面に配設された外部電極34ａ，34ｂをハンダ付けすることによって、図示しない回路基板への表面実装が可能である。
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 蛍光体
25 白色系無機顔料
28 外装体
30 第２のＬＥＤ
32 絶縁基板
34ａ外部電極
34ｂ外部電極
36 枠体
40 外装体
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 蛍光体
25 白色系無機顔料
28 外装体
30 第２のＬＥＤ
32 絶縁基板
34ａ外部電極
34ｂ外部電極
36 枠体
40 外装体
Claims (3)
- ＬＥＤチップを透光性を備えたガラスより成るコーティング材で被覆して成る発光ダイオードにおいて、上記コーティング材を、微粉末状の白色系無機顔料が添加されたゾルゲルガラスで構成したことを特徴とする発光ダイオード。
- 上記白色系無機顔料が、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
- 請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法であって、微粉末状の白色系無機顔料を添加して成る溶液状態のゾルゲルガラス材料でＬＥＤチップを被覆した後、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより、微粉末状の白色系無機顔料が添加されたゾルゲルガラスより成る上記コーティング材を形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008159902A JP2010003782A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008159902A JP2010003782A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010003782A true JP2010003782A (ja) | 2010-01-07 |
Family
ID=41585272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008159902A Pending JP2010003782A (ja) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | 発光ダイオード及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010003782A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101937964A (zh) * | 2010-08-24 | 2011-01-05 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | Led封装结构及封装方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003179270A (ja) * | 2002-11-07 | 2003-06-27 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
-
2008
- 2008-06-19 JP JP2008159902A patent/JP2010003782A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003179270A (ja) * | 2002-11-07 | 2003-06-27 | Sanken Electric Co Ltd | 半導体発光装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101937964A (zh) * | 2010-08-24 | 2011-01-05 | 深圳市洲明科技股份有限公司 | Led封装结构及封装方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6156542B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP4857735B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2004071908A (ja) | 発光装置 | |
| JP2007227791A (ja) | 発光装置の製造方法および発光装置 | |
| JP2008111080A (ja) | 蛍光体表面処理方法、蛍光体、蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置、および照明装置 | |
| JPWO2005091387A1 (ja) | 発光装置および照明装置 | |
| JP2005064233A (ja) | 波長変換型ｌｅｄ | |
| JP2005524737A (ja) | 波長変換する反応性樹脂材料及び発光ダイオード素子 | |
| JP2005191420A (ja) | 波長変換層を有する半導体発光装置およびその製造方法 | |
| JP4543712B2 (ja) | 発光装置の製造方法 | |
| JP2009013186A (ja) | 被覆蛍光体粒子、被覆蛍光体粒子の製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、画像表示装置、および照明装置 | |
| US20050264194A1 (en) | Mold compound with fluorescent material and a light-emitting device made therefrom | |
| JP2007116133A (ja) | 発光装置 | |
| JP2002076445A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP7053980B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2007059898A (ja) | 半導体発光装置 | |
| JP2003197977A (ja) | 発光ダイオードの製造方法 | |
| JP2003069084A (ja) | 発光装置 | |
| JP4899431B2 (ja) | 窒化物系蛍光体及びそれを用いた発光装置 | |
| JP5900586B2 (ja) | 発光装置 | |
| JP2005019662A (ja) | 発光装置 | |
| JP2011077214A (ja) | Ｌｅｄランプ | |
| JP2010003790A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JP2010003783A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| JP2010003776A (ja) | 発光ダイオードの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110318 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120410 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120807 |