JP2010003791A - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LEDチップ20と、蛍光体28を担持して成る不織布30を備えた発光ダイオードにおいて、上記不織布30を構成する繊維32間に、蛍光体28を保持可能な空隙34を多数形成し、以て、繊維32間の上記空隙34に蛍光体28を保持せしめた。
【選択図】図4
Description
図6は、蛍光体を担持させて成る不織布でLEDチップを覆ったLEDを示すものであり、このLED60は、絶縁材料より成る基板62上に、LEDチップ64を接続・固定して成る。
また、上記基板62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66a,66bが相互に絶縁された状態で形成されている。
不織布72は、多数の繊維が立体的に絡み合って形成されていることから、単位体積当たりの繊維の表面積が極めて大きいものであり、また、図6に示すように、繊維73間には空隙75が多数形成されているものである。
蛍光体70は、上記不織布72を構成する繊維73の表面に担持されているものである(図6及び図7)。
また、上記発光ダイオード60は、単位体積当たりの繊維73の表面積が極めて大きい不織布72を構成する繊維73の表面に蛍光体70を担持せしめたことから、蛍光体70の量及び表面積を飛躍的に増大させることができるのである。
図1は、本発明に係る発光ダイオード10を示すものであり、この発光ダイオード10は、樹脂等の絶縁材料より成り、孔12が形成された略リング状の枠体14と、第1のリードフレーム16及び第2のリードフレーム18を有している。
第1のリードフレーム16は、上記枠体14の底面14aの略全面を覆う先端部16aと、枠体14を貫通して外方へ向かって水平方向に取り出される後端部16bを有している。第1のリードフレーム16の先端部16aの一部は上記孔12内に露出しており、該孔12内に露出した第1のリードフレーム16の先端部16aに、LEDチップ20をダイボンドすることにより、第1のリードフレーム16とLEDチップ20底面の一方の電極(図示せず)とを電気的に接続している。
上記LEDチップ20は、電圧が印加されると、後述する蛍光体を励起する波長の紫外線や青色可視光等の光を発光し、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されている。
また、上記枠体14の孔12内には、シリコン樹脂等より成る透光性のコーティング材24を充填してLEDチップ20を封止して成る。
また、上記繊維32は、透光性を備えており、レーヨン等のセルロース系の化学繊維、ガラス繊維等の短繊維或いは長繊維から成る。
すなわち、不織布30を構成する繊維32は、その直径が、蛍光体28の平均粒径の±50%以内と成されている。
また、上記繊維32で構成される不織布30の繊維密度は、0.3〜0.9g/cm3、目付は20〜80g/m2と成されている。
而して、蛍光体28の平均粒径の±50%の範囲内の直径を有する繊維32で不織布30を構成すると共に、不織布30の繊維密度を0.3〜0.9g/cm3、目付を20〜80g/m2と成したことから、繊維32間に、上記蛍光体28を保持可能な空隙34が多数形成されるのである。
尚、上記空隙34の大きさは、蛍光体28より小さいものから大きいものまで多種多様であり、吹付けられた蛍光体28の相当量は、蛍光体28より大きい空隙34を通って不織布30内部にまで達するため、不織布30の表面近傍にのみ蛍光体28が分布することはない。
また、微粒子状の蛍光体28に振動を与え、振動する蛍光体28が充満した雰囲気中に不織布30を導入することによっても、繊維32間の空隙34に蛍光体28が保持させることができる。この場合、蛍光体28に振動が与えられているため、不織布30の内部にまで蛍光体28を行き渡らせることができる。
紫外線を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体28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、(Sr,Mg)3(PO4):Sn、Y2O3:Eu、CaSiO3:Pb,Mn等がある。
また、紫外線を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体28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、紫外線を青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体28として、(SrCaBa)5(PO4)3Cl:Eu、BaMg2Al16O27:Eu、(Sr,Mg)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。
また、青色可視光を発光するLEDチップ20を用いて白色光を得る場合等において、LEDチップ20から放射される青色可視光を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体28として、Y3(Al,Ga)5O12:Ce、SrGa2S4:Eu、Ca3Sc2Si3O12:Ce、SrSiON:Eu、β−SiAlON:Eu等がある。
さらに、青色可視光を発光するLEDチップ20を用いた場合等において、LEDチップ20から放射される青色可視光を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体28として、(Sr,Ca)S:Eu、(Ca,Sr)2Si5N8:Eu、CaSiN2:Eu、CaAlSiN3:Eu等がある。
上記赤色発光用の蛍光体28、緑色発光用の蛍光体28、青色発光用の蛍光体28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。
尚、上記蛍光体28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。
蛍光ガラスは、ガラス材料に蛍光材料を添加して形成される透明体であり、また、蛍光樹脂は、エポキシ樹脂等の樹脂材料に蛍光材料を添加して形成される透明体である。これら蛍光ガラスや蛍光樹脂を微粒子状と成し、蛍光体28の場合と同様に、上記不織布30に担持させれば良い。
12 孔
14 枠体
16 第1のリードフレーム
18 第2のリードフレーム
20 LEDチップ
24 コーティング材
28 蛍光体
30 不織布
32 繊維
34 空隙
Claims (3)
- 発光ダイオードチップと、蛍光物質を担持して成る不織布を備えた発光ダイオードにおいて、上記不織布を構成する繊維間に、蛍光物質を保持可能な空隙を多数形成し、以て、繊維間の上記空隙に蛍光物質を保持せしめたことを特徴とする発光ダイオード。
- 上記不織布は、繊維の直径が、蛍光物質の平均粒径の±50%以内であり、また、0.3〜0.9g/cm3の繊維密度、20〜80g/m2の目付を有す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又は2に記載の発光ダイオードの製造方法であって、振動する蛍光物質が充満した雰囲気中に上記不織布を導入することにより、不織布を構成する繊維間の空隙に蛍光物質を保持せしめたことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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