JP2011119604A

JP2011119604A - 発光装置

Info

Publication number: JP2011119604A
Application number: JP2009277790A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Nakatani; 俊浩中谷; Kenji Matsuno; 研二松野
Original assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】特定の色の光を発する発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１００は、リードフレーム３及び４を備え、リードフレーム３の一端部には凹部３ａが設けられている。凹部３ａの底部には、緑色ＬＥＤチップ１がダイボンディングにより接着固定されている。緑色ＬＥＤチップ１は、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有し、例えば、ドミナント波長が５１０ｎｍ〜５３５ｎｍの範囲である。緑色ＬＥＤチップ１の一方の電極は、ワイヤ５によりリードフレーム３とワイヤボンディングされ、他方の電極はワイヤ５によりリードフレーム４とワイヤボンディングされている。リードフレーム３及び４の端部は、先端部が凸状の被覆部としてのレンズ２に収納されている。レンズ２は、エポキシ樹脂等の透光性の樹脂で形成されて、赤色着色剤２１を含有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、特定の色の光を発する発光装置に関する。

従来、光源として用いられてきた蛍光灯又は白熱灯などに比べて、省電力かつ長寿命であるという理由で、ＬＥＤが光源として注目を浴びており、照光スイッチ、バックライト光源、イルミネーション光源、アミューズメント機器の装飾など、広い分野で使用されるようになった。

このようなＬＥＤ（発光装置）は、用途に合わせて、青色、青緑色、緑色、赤色、白色など所要の色を発光することができる。例えば、リードの一端にＬＥＤチップを載置するカップ部を設け、ＬＥＤチップを透明エポキシ樹脂でモールドした発光装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７８９４２８号公報

しかし、従来の発光装置で緑色の光を発光させる場合、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有する緑色ＬＥＤチップを用いたとき、ドミナント波長、すなわち、人が感じる波長は５１０ｎｍ〜５３５ｎｍの範囲であった。また、ＧａＰ系化合物半導体を発光層として有する緑色ＬＥＤチップを用いた場合でも、ドミナント波長は５６５ｎｍ〜５７３ｎｍの範囲であり、ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５０ｎｍの範囲の光を発光することができる発光装置が望まれていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、特定の色の光を発する発光装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る発光装置は、発光素子と、該発光素子が発する光のピーク波長の成分を減衰させる色で着色され、前記発光素子を覆う被覆部とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る発光装置は、第１発明において、前記発光素子は、緑色の光を発し、前記被覆部は、赤色着色剤で着色してあることを特徴とする。

第３発明に係る発光装置は、第１発明において、前記発光素子は、緑色の光を発し、前記被覆部は、黄色着色剤で着色してあることを特徴とする。

第４発明に係る発光装置は、第２発明又は第３発明において、ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５５ｎｍであることを特徴とする。

第１発明にあっては、発光素子と、発光素子が発する光のピーク波長の成分を減衰させる色（例えば、発光素子の光色と異なる色）で着色され、発光素子を覆う被覆部とを備える。発光素子から発せられた光は、被覆部を透過する際にフィルタをかけられ、ピーク波長をシフトさせることができ、所要の特定色の光を発光することができる。

第２発明にあっては、発光素子は、緑色の光を発し、被覆部は、赤色着色剤で着色してある。緑色の光を発する発光素子としては、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有する緑色ＬＥＤチップを用いることができる。また、赤色着色剤としては、公知の染料を使用することができる。緑色発光素子からの光に対して赤色のフィルタをかけることにより、緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。

第３発明にあっては、発光素子は、緑色の光を発し、被覆部は、黄色着色剤で着色してある。緑色の光を発する発光素子としては、例えば、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有する緑色ＬＥＤチップを用いることができる。また、黄色着色剤としては、公知の染料を使用することができる。緑色発光素子からの光に対して黄色のフィルタをかけることにより、緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。

第４発明にあっては、ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５５ｎｍである。例えば、緑色発光素子のドミナント波長が５１０ｎｍ〜５３５ｎｍである場合、赤色着色剤又は黄色着色剤により緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットしてピーク波長を長波長側にシフトさせドミナント波長を５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲にすることができる。

第１発明によれば、発光素子から発せられた光は、異なる色で着色された被覆部を透過する際にフィルタをかけられ、ピーク波長をシフトさせることができ、所要の特定色の光を発光することができる。

第２発明によれば、緑色発光素子からの光に対して赤色のフィルタをかけることにより、緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。

第３発明によれば、緑色発光素子からの光に対して黄色のフィルタをかけることにより、緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長を長波長側にシフトさせることができる。

第４発明によれば、赤色着色剤又は黄色着色剤により緑色発光素子の発光波長の短波長側をカットしてピーク波長を長波長側にシフトさせドミナント波長を５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲にすることができる。

本実施の形態の発光装置の構成例を示す正面断面図である。赤色着色剤のフィルタ特性の一例を示す説明図である。本実施の形態の発光装置の発光スペクトルの一例を示す説明図である。本実施の形態の発光装置の特性の一例を示す説明図である。黄色着色剤のフィルタ特性の一例を示す説明図である。実施の形態３に係る発光装置の構成例を示す正面断面図である。

実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の発光装置１００の構成例を示す正面断面図である。発光装置１００は、発光ダイオードである。図１に示すように、発光装置１００は、リードフレーム３及び４を備え、リードフレーム３の一端部には凹部３ａが設けられている。凹部３ａの底部には、緑色発光素子としての緑色ＬＥＤチップ１がダイボンディングにより接着固定されている。緑色ＬＥＤチップ１は、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有し、例えば、ドミナント波長が５１０ｎｍ〜５３５ｎｍの範囲である。なお、ドミナント波長は、人が感じる波長である。

緑色ＬＥＤチップ１の一方の電極は、ワイヤ５によりリードフレーム３とワイヤボンディングされ、他方の電極はワイヤ５によりリードフレーム４とワイヤボンディングされている。リードフレーム３及び４の端部は、先端部が凸状の被覆部としてのレンズ２に収納されている。レンズ２は、エポキシ樹脂等の透光性の樹脂で形成されて、赤色着色剤２１を含有している。すなわち、赤色着色剤２１を含有するレンズ２は、緑色ＬＥＤチップ１が発する光の光色と異なる色で着色されている。赤色着色剤２１により緑色ＬＥＤチップ１が発する光のピーク波長の成分を減衰させる。

赤色着色剤２１としては、公知の染料を使用することができる。例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１１８、あるいはＣ．Ｉ．アシッドレッド３５＋Ｃ．Ｉ．アシッドイエロ２３などの酸性染料に水及びアルコール類を添加したものを使用することができる。ここで、Ｃ．Ｉ．は、カラーインデックスである。

また、赤色着色剤２１としては、例えば、ラナシンレッドＳ−２ＧＬ（サントス社製）、イルガノールレッドＢＬ（チバガイギー社製）、カヤノールミーリングレッドＲＳ、カヤカランスカーレットＧＬ（日本化薬製）、スミノールレベルビノール３ＧＰ（住友化学製）等を使用することもできる。

赤色着色剤２１の割合は、レンズ２のエポキシ樹脂の重量の１．０％である。なお、赤色着色剤２１の割合は、レンズ２のエポキシ樹脂の重量の０．２％〜１．２％程度含有させることができる。また、赤色着色剤２１の割合は、０．２％〜１．２％程度に限定されず、所要のドミナント波長の範囲に応じて調整することができる。

図２は赤色着色剤２１のフィルタ特性の一例を示す説明図である。図２において、横軸は波長であり、縦軸は透過率を示す。赤色着色剤２１の透過率は、５００ｎｍ付近から立ち上がる。すなわち、波長が５００ｎｍ付近より短い場合には、光の透過が遮断（カット）される。また、波長が５３０ｎｍ〜５４０ｎｍ付近から光の透過率は急激に立ち上がり、光量は減衰されない。

図３は本実施の形態の発光装置１００の発光スペクトルの一例を示す説明図である。図３において、横軸は波長であり、縦軸は相対強度を示す。また、図３において、破線は緑色ＬＥＤチップ１のドミナント波長を示し、実線は発光装置１００のドミナント波長を示す。図３に示すように、緑色ＬＥＤチップ１のドミナント波長は、５１０ｎｍ〜５３５ｎｍの範囲である。

緑色ＬＥＤチップ１からの光に対してレンズ２に含有した赤色着色剤２１による赤色のフィルタをかけることにより、緑色ＬＥＤチップ１の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長（すなわち、ドミナント波長）を長波長側にシフトさせることができる。より具体的には、赤色着色剤２１により緑色ＬＥＤチップ１の発光波長の短波長側をカットしてピーク波長を長波長側に１０ｎｍ〜２０ｎｍシフトさせドミナント波長を５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲にすることができる。なお、発光量は、約３０％程度に減衰するものの、ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲の発光装置を実現することができる。

図４は本実施の形態の発光装置１００の特性の一例を示す説明図である。上述の赤色着色剤２１を含有させたレンズ２で緑色ＬＥＤチップ１をモールドすることにより、図４に示す特性を得ることができた。図４において、Ｎｏ．は発光装置１００の番号である。ピーク波長は発光装置１００の発光強度が最大になる波長であり、ドミナント波長は実際に人間が感じる色の波長である。半値幅は相対発光強度がピーク波長の値に対して半分（５０％）になる波長幅である。電流値及び電圧値は、それぞれ順方向電流及び順方向電圧を示す。

図４に示すように、ドミナント波長が５１０ｎｍ〜５３５ｎｍの緑色ＬＥＤチップ１からの光が、赤色着色剤２１によりドミナント波長が１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度長波長側にシフトしてドミナント波長が５４４ｎｍであって、光度が０．８ｃｄ〜０．９ｃｄ程度の発光装置１００を製造することができた。なお、ドミナント波長のシフト量を調整するためには、赤色着色剤２１の含有量を調整すればよい。

本実施の形態では、従来困難であったドミナント波長（５３５ｎｍ〜５５５ｎｍ）の光を発する発光装置を実現することができ、例えば、家電製品のインジケータ、エコリーフのシンボルカラー（印刷の場合、色見本張のＤＩＣ３８９に相当）、環境ラベルなどの色を実現することができる。

実施の形態２
上述の実施の形態では、赤色着色剤を用いたが、着色剤はこれに限定されるものではなく、例えば、黄色着色剤をレンズ２に含有させることもできる。黄色着色剤としては、公知の染料を使用することができる。例えば、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロ２３などの酸性染料に水及びアルコール類を添加したものを使用することができる。ここで、Ｃ．Ｉ．は、カラーインデックスである。

黄色着色剤としては、例えば、イルガノールイエロー４ＧＬＳ（チバガイギー社製）、カヤカランイエローＧＬ１４３（日本化薬製）、スミノールイエローＭＲ（住友化学製）等を使用することもできる。

黄色着色剤の割合は、レンズ２のエポキシ樹脂の重量の１．０％〜２．０％程度とすることができる。なお、黄色着色剤の割合は、１．０％〜２．０％程度に限定されず、所要のドミナント波長の範囲に応じて調整することができる。

図５は黄色着色剤のフィルタ特性の一例を示す説明図である。図５において、横軸は波長であり、縦軸は透過率を示す。黄色着色剤の透過率は、５００ｎｍ付近から立ち上がる。すなわち、波長が５００ｎｍ付近より短い場合には、光の透過が遮断（カット）される。また、波長が５３０ｎｍ〜５４０ｎｍ付近から光の透過率は急激に立ち上がり、光量は減衰されない。

緑色ＬＥＤチップ１からの光に対して黄色のフィルタをかけることにより、緑色ＬＥＤチップ１の発光波長の短波長側をカットし、等価的にピーク波長（すなわち、ドミナント波長）を長波長側にシフトさせることができる。より具体的には、黄色着色剤により緑色ＬＥＤチップ１の発光波長の短波長側をカットしてピーク波長を長波長側に１０ｎｍ〜２０ｎｍ程度シフトさせドミナント波長を５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲にすることができる。なお、発光量は、約３０％程度に減衰するものの、ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５５ｎｍの範囲の発光装置を実現することができる。なお、赤色着色剤を用いた場合に比べて、黄色着色剤を用いた場合には、ドミナント波長のシフト量は少ない。

実施の形態３
図６は実施の形態３に係る発光装置２００の構成例を示す正面断面図である。上述の実施の形態１、２では、発光装置１００は、いわゆる砲弾型のレンズ２とリードフレーム３及び４とを備えたＬＥＤランプの例であったが、発光ダイオードは表面実装型の構成でもよい。図６において、７は配線基板であり、配線基板７の表面には銅箔による配線パターン７１及び７２が互いに離隔して形成されている。配線基板７の表面に形成された一方の配線パターン７１の表面に、緑色ＬＥＤチップ１を実装してある。緑色ＬＥＤチップ１の一方の電極は、ワイヤ５により配線パターン７１とワイヤボンディングされ、他方の電極はワイヤ５により配線パターン７２とワイヤボンディングされている。緑色ＬＥＤチップ１の周囲には、実施の形態１と同様の赤色着色剤２１を含有したエポキシ樹脂等の樹脂で形成されたモールド部６を形成してある。なお、発光ダイオード２００の発光スペクトルは、実施の形態１、２と同様であるので説明を省略する。

上述の実施の形態では、緑色ＬＥＤチップを赤色着色剤又は黄色着色剤で着色されたレンズ又はモールド部で覆う構成であったが、ＬＥＤチップの発光色は緑色に限定されるものではなく、他の発光色であってもよい。この場合には、ＬＥＤチップの発光色と異なる色の着色剤を含有したレンズ又はモールド部でＬＥＤチップを覆うことにより、ピーク波長をシフトさせて、ＬＥＤチップが本来有するドミナント波長とは異なる所望のドミナント波長を有する発光装置を実現することができる。

１緑色ＬＥＤチップ（発光素子）
２レンズ（被覆部）
２１赤色着色剤

Claims

発光素子と、
該発光素子が発する光のピーク波長の成分を減衰させる色で着色され、前記発光素子を覆う被覆部と
を備えることを特徴とする発光装置。
前記発光素子は、緑色の光を発し、
前記被覆部は、
赤色着色剤で着色してあることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記発光素子は、緑色の光を発し、
前記被覆部は、
黄色着色剤で着色してあることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
ドミナント波長が５３５ｎｍ〜５５５ｎｍであることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の発光装置。