JP2012033852A

JP2012033852A - 発光ダイオード

Info

Publication number: JP2012033852A
Application number: JP2010284719A
Authority: JP
Inventors: Akihito Raikubo; 彰人雷久保; Akihiro Kato; 陽弘加藤; Masaharu Wakatsuki; 雅晴若月
Original assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Okaya Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-02-16

Abstract

【課題】凹部内に発光ダイオードチップを配置して成る発光ダイオードにおいて、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角な発光ダイオードを実現する。
【解決手段】ＬＥＤチップ20を凹部17内に配置して、ＬＥＤチップ20を該ＬＥＤチップ20より高さが高い略リング状の枠部材14で囲繞すると共に、該枠部材14の上面14ｂに、蛍光体26を担持して成る円盤状の不織布28を配置して成り、さらに、上記不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させたＬＥＤ10。
【選択図】図１

Description

この発明は、凹部内に発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を配置して成る発光ダイオード（ＬＥＤ）に係り、特に、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角な発光ダイオードに関する。

凹部内に発光ダイオードチップを配置して成る発光ダイオードとして、本出願人は先に、特開２０１０−３７８８号を提案した。
図１４に示すように、この発光ダイオード60は、略リング状の枠部材64と、第１のリードフレーム66及び第２のリードフレーム68を有している。

上記枠部材64の底面64ａ及び底面開口を、第１のリードフレーム66の先端部66ａで覆うことにより凹部67が形成されており、該凹部67内に露出した第１のリードフレーム66の先端部66ａに、ＬＥＤチップ70をダイボンドすることにより、第１のリードフレーム66とＬＥＤチップ70底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。第１のリードフレーム66の後端部66ｂは、枠部材64を貫通して外方へ向かって水平方向に取り出されている。
また、第２のリードフレーム68は、上記枠部材64を貫通して凹部67内に露出する先端部68ａと、枠部材64の外方へ向かって水平方向に取り出されている後端部68ｂを有しており、第２のリードフレーム68の先端部68ａと、上記ＬＥＤチップ70上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ72を介して電気的に接続して成る。

上記枠部材64の上端には、枠部材64上端の内壁を薄くして形成した段部74が形成されており、該段部74上に、蛍光体76を担持して成る円盤状の不織布78（図１５）が載置されている。
不織布78は、図１６及び図１７に示すように、多数の繊維80が立体的に絡み合って
形成されるものであり、繊維80間には多数の空隙82（図１７参照）が形成されており、また、多数の繊維80が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維80の表面積が極めて大きいものである。
図１８に示すように、蛍光体76は、不織布78を構成する繊維80の表面に被着・担持されているものである。

而して、上記第１のリードフレーム66及び第２のリードフレーム68を介してＬＥＤチップ70に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ70が発光して、上記蛍光体76を励起させる光が放射される。この光が、ＬＥＤチップ70の上方に配置されている不織布78に担持された蛍光体76に照射され、所定波長の可視光に波長変換された後、外部へ放射されるのである。
特開２０１０−３７８８号公報

上記特許文献１で提案されたＬＥＤ60は、ＬＥＤチップ24が凹部67内に配置されると共に、蛍光体76を担持した不織布78が、枠部材64の上端内壁に形成した段部74上に配置されているので、蛍光体76で波長変換されて放射される可視光は、視認方向である前方向（図１４における上方向）へ向かって放射されるものであった。
しかしながら、上記ＬＥＤ60が照明用光源として用いられる場合等においては、前方向だけでなく、側方向や後方向へも光を放射する広視野角なＬＥＤ60が求められている。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、凹部内に発光ダイオードチップを配置して成る発光ダイオードにおいて、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角な発光ダイオードを実現することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発光ダイオードは、
ＬＥＤチップを凹部内に配置して、ＬＥＤチップを該ＬＥＤチップより高さが高い部材で囲繞すると共に、上記部材の上方に、ＬＥＤチップの発光を所定波長の可視光に変換して放射する蛍光体を担持した不織布を配置して成り、さらに、上記不織布の周縁部を、上記部材の外端から外方へ突出させたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の発光ダイオードは、請求項１に記載の発光ダイオードにおいて、
上記部材が、ＬＥＤチップを囲繞する枠部材であり、該枠部材の上面に、上記不織布を配置して成り、さらに、上記不織布の周縁部を、上記枠部材の外端から外方へ突出させたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の発光ダイオードは、請求項１又は２に記載の発光ダイオードにおいて、
上記不織布の周縁部から下方へ垂下する垂下部を形成したことを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の発光ダイオードは、請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオードにおいて、
上記不織布の上面に、透光性のレンズ部を形成したことを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の発光ダイオードは、請求項４に記載の発光ダイオードにおいて、
上記レンズ部中に、光散乱材を添加したことを特徴とする。

本発明の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップを凹部内に配置して、ＬＥＤチップを該ＬＥＤチップより高さが高い部材で囲繞すると共に、上記部材の上方に蛍光体を担持して成る不織布を配置して成り、さらに、上記不織布の周縁部を、上記部材の外端から外方へ突出させたので、不織布の周縁部に担持された蛍光体から放射される可視光が、上記部材に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角な発光ダイオードを実現できる。

また、不織布の周縁部を、部材（枠部材）の外端から外方へ突出させると共に、上記周縁部から下方へ垂下する垂下部を形成した場合にも、不織布の周縁部及び垂下部に担持された蛍光体から放射される可視光が、上記部材に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角な発光ダイオードを実現できる。

尚、発光ダイオードは、主として前方向の対象物に対して光を照射するものとして用いられることが多いため、広視野角な場合であっても、側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いものが求められることも多い。
請求項４に記載の発光ダイオードの如く、請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオードにおいて、上記不織布の上面に、透光性のレンズ部を形成した場合には、前方向へ向かう光が、上記レンズ部で集光され、広視野角でありながら側方向や後方向に比べて前方向の光度の高い発光ダイオードが実現できる。

また、請求項５に記載の発光ダイオードの如く、請求項４に記載の発光ダイオードにおいて、上記レンズ部中に、光散乱材を添加した場合には、光を様々な方向へ拡散させて外部へ放射できる。

以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤ10の実施形態を説明する。
本発明に係るＬＥＤ10は図１及び図２に示すように、樹脂やセラミック等の絶縁材料より成り、口径が下端から上端に向かって拡開する略リング状の枠部材14と、銅等より成る第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。上記枠部材14が請求項１に記載の「部材」に該当する。

上記枠部材14の底面14ａ及び底面開口を、第１のリードフレーム16の先端部16ａで覆うことにより凹部17が形成されており、該凹部17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。第１のリードフレーム16の後端部16ｂは、枠部材14を貫通して外方へ向かって水平方向に取り出されている。
而して、凹部17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を配置したことにより、ＬＥＤチップ20は、該ＬＥＤチップ20より高さが高い枠部材14によって囲繞されることとなる。
上記ＬＥＤチップ20は、窒化ガリウム系半導体結晶等で構成されており、後述する蛍光体を励起させる波長の紫外線や青色可視光等の光を発光するものである。

また、第２のリードフレーム18は、上記枠部材14を貫通して凹部17内に露出する先端部18ａと、枠部材14の外方へ向かって水平方向に取り出されている後端部18ｂを有しており、第２のリードフレーム18の先端部18ａと、上記ＬＥＤチップ20上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ22を介して電気的に接続して成る。

上記第１のリードフレーム16の先端部16ａと、第２のリードフレーム18の先端部18ａは、上下方向に所定の間隙を設けて対向配置されることにより、相互に絶縁されている。

上記枠部材14の上面14ｂには、蛍光体26を担持して成る円盤状の不織布28（図３）が配置されている。この結果、ＬＥＤチップ20の上方に、蛍光体26が担持された不織布28が配置され、また、枠部材14の上面開口が上記円盤状の不織布28によって閉塞されることとなる。尚、不織布28は枠部材14の上面14ｂに接着等の手段を介して固着されている。
図１に示すように、上記不織布28は、その周縁部28ａが枠部材14の外端14ｃから外方へ突出している。

上記不織布28は、図３〜図６に示すように、多数の繊維30が絡み合ってシート状と成され、繊維30間に多数の空隙32（図５参照）が形成されており、また、多数の繊維30が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維30の表面積が極めて大きいものである。

上記繊維30は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂等の樹脂繊維、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から成り、その直径は１〜５０μｍ、長さは０．５〜２０mm、繊維密度は３０〜１００ｇ／ｃｍ^２程度である。光の透過性の観点から、透光性材料で繊維30を構成することが好ましい。
尚、長さが５０〜１００mm程度の長繊維から成る繊維30を用いることも勿論可能である。
上記繊維30の繊維密度や、不織布の厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布を構成する繊維30の総表面積を任意に増減可能である。

上記不織布28に、蛍光体26を分散・添加した透光性の結合剤34を含浸することにより、不織布28を構成する繊維30の表面に、結合剤34を介して蛍光体26を被着・担持させると共に、繊維30間の空隙32に、蛍光体26が添加された結合剤34を充填させている。
図５に示すように、繊維30の表面に被着される蛍光体26の量は、空隙32に充填された結合剤34中の蛍光体26の量よりも多くなっており、さらに、空隙32に充填された結合剤34中の蛍光体26の分布状態は、繊維30に近づくに従って蛍光体24の量が多くなっている。
尚、図５においては、繊維30間の全ての空隙32に結合剤34が充填されている場合を例示したが、これに限定されるものではなく、結合剤34が充填されていない空隙32があっても良い。
上記透光性の結合剤34としては、例えば、シリコン樹脂等の有機材料、ゾルゲルガラス等の無機材料を使用することができる。

上記不織布28に蛍光体26を担持させる方法の一例として以下の方法を用いることができる。
先ず、所定長さのシート状の不織布28を準備すると共に、粒子状の蛍光体26が分散・添加された液状の結合剤34を液槽（図示せず）内に満たしておく。

次に、上記不織布28を、液槽内の結合剤34中に浸漬した状態で真空雰囲気中に導入して脱気処理を行うことにより、繊維30間の空隙32内の空気と結合剤34とを置換させる。
この結果、不織布28を構成する繊維30間の空隙32に、蛍光体26が添加された結合剤34が充填される。
尚、結合剤34に分散・添加された蛍光体26は、液状の結合剤34中で移動するが、固体である繊維30に衝突して移動が妨げられる結果、上記の通り、繊維30表面に被着される蛍光体26の量は、空隙32に充填された結合剤34中の蛍光体26の量よりも多くなり、さらに、空隙32に充填された結合剤34中の蛍光体26の分布状態は、繊維30に近づくに従って蛍光体26の量が多くなる。

その後、不織布28を所定温度で所定時間加熱して、液状の結合剤34を固化させれば良い。
例えば、結合剤34が熱硬化性樹脂であるシリコン樹脂の場合には、８０〜１５０℃で２〜４時間加熱する。
また、結合剤34が液状のゾルゲルガラス材料の場合には、８０〜１２０℃で０．５〜１時間加熱することにより、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させて固体であるゾルゲルガラスを形成する。
上記ゾルゲルガラスは、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合成されるものであり、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。
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。

上記蛍光体26は、ＬＥＤチップ20から発光される紫外線や青色可視光等の光を、所定波長の可視光に変換して放射するものである。
上記蛍光体26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。
紫外線を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体26として、Ｍ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、0.5ＭｇＦ_２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ_２：Ｍｎ、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ_２・Ｓｂ_２Ｏ_３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ、ＹＶＯ₄：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）：Ｓｎ、Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ_３：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26として、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ_２ＳｉＯ₄：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ_１１Ｏ_１９、Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｔｂ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｔｂ、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：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26として、(ＳｒＣａＢａ)_５(ＰＯ_４)_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｍｇ）_２Ｐ_２Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ_２Ｐ_２Ｏ_７：Ｓｎ、Ｓｒ_５（ＰＯ₄）_３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)_１０(ＰＯ_４)_６Ｃｌ_２：Ｅｕ等がある。
また、青色可視光を発光するＬＥＤチップ20を光源に用いて白色光を得る場合において、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26として、Ｙ_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ、Ｃａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ、α−ＳｉＡｌＯＮ：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を光源に用いた場合において、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26として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ等がある。
上記赤色発光用の蛍光体26、緑色発光用の蛍光体26、青色発光用の蛍光体26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、蛍光体26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ＬＥＤ10は、第１のリードフレーム16及び第２のリードフレーム18を介してＬＥＤチップ20に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ20から上記蛍光体26を励起する紫外線や青色可視光等の光が発光する。この光が、ＬＥＤチップ20の上方に配置されている不織布28に担持された蛍光体26に照射され、所定波長の可視光に波長変換された後、外部へ放射されるのである。

而して、本発明のＬＥＤ10にあっては、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置すると共に、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させたので、不織布28の周縁部28ａに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。
尚、上記の通り、不織布28を構成する繊維30間には多数の空隙32が形成されていると共に、繊維30間の空隙32に充填される結合剤34は透光性を有しているので、ＬＥＤチップ20から放射された光の一部は、繊維30表面で反射された後、空隙32及び結合剤34中を通過して様々な方向へ進むため、不織布28の周縁部28ａに担持された蛍光体26にもＬＥＤチップ20の光を照射することができる。

本発明者等は、図７に示す暗室36を用いて、本発明のＬＥＤ10と、比較例としての従来のＬＥＤ60を用いて照度特性についての実験を行った。
すなわち、室温２５℃と成された暗室36の上方に、本発明のＬＥＤ10と従来のＬＥＤ60を、本発明のＬＥＤ10の不織布28，従来のＬＥＤ60の不織布78が下側となるよう下向配置し、また、ＬＥＤ10，60の真下位置の暗室底面上に照度計38を設置して測定点（１）とした。さらに、測定点（１）と１００mm間隔で３個の照度計38を設置して測定点（２），（３），（４）を並列配置した。また、測定点（４）の上方且つ暗室底面から１００mmの高さ位置の暗室側面に照度計38を配置して測定点（５）と成すと共に、測定点（５）と１００mm間隔で３個の照度計38を設置して測定点（６）〜（８）を上方に向かって並列配置した。尚、ＬＥＤ10，60は暗室底面から４００mmの高さに配置されている。
実験は、（１）〜（８）の測定点において照度計38による照度の測定後、ＬＥＤ10，60の真下位置の測定点（１）の照度を１００％としたときの他の測定点（２）〜（８）の照度を百分率で算出した。
結果を表１に示す。

表１の結果から、本発明のＬＥＤ10の場合には、前方向の測定点（１）以外の全ての測定点（２）〜（８）において、従来のＬＥＤ60に比べて照度百分率が高くなっており、特に、最も横方向に位置する測定点（８）においては従来のＬＥＤ60が７．０％であるのに対して本発明のＬＥＤ10は４４．３％となっており、広視野角が実現されていることが判る。

図８及び図９は、上記ＬＥＤ10の第１の変形例を示すものであり、該ＬＥＤ10の第１の変形例は、不織布28の周縁部28ａが枠部材14の外端14ｃから外方へ突出すると共に、上記周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂが形成されている点に特徴を有するものである。
而して、このＬＥＤ10の第１の変形例にあっても、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置し、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させると共に、上記周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂを形成したので、不織布28の周縁部28及び垂下部28ｂに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。
また、このＬＥＤ10の第１の変形例は、不織布28の周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂを形成している分、図１及び図２のＬＥＤ10より側方向や後方向からも視認され易く広視野角である。

ところで、ＬＥＤ10は、主として前方向（図１の上方向）の対象物に対して光を照射するものとして用いられることが多いため、広視野角な場合であっても、側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いものが求められることも多い。
そこで、図１０〜図１３に示す本発明のＬＥＤ10の第２の変形例〜第５の変形例は、広視野角であると共に、側方向や後方向に比べて前方向の光度を高めたＬＥＤ10を実現するものである。

すなわち、図１０は、本発明の上記ＬＥＤ10の第２の変形例を示すものであり、該第２の変形例は、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置すると共に、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させ、さらに、上記不織布28の上面28ｃに透光性樹脂等より成る透光性のレンズ部40を形成した点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記ＬＥＤ10と同一である。

上記レンズ部40は、枠部材14の上面14ｂに配置した不織布28の上方から、不織布28の上面28ｃに、レンズ部40の構成材料である液状樹脂を所定量滴下し、表面張力を利用して薄いレンズ状に液状樹脂を硬化させることにより形成することができる。
この方法でレンズ部40を形成した場合には、液状樹脂が不織布28の繊維30間の空隙32に入り込むため、不織布28とレンズ部40との接合強度を大きくすることができ、レンズ部40が不織布28から剥離することを抑制できる。尚、不織布28の上面28ｃに滴下する液状樹脂の粘土を調整することにより、表面張力で形成されるレンズ部40の厚さを調整することができる。
上記レンズ部40の構成材料となる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の有機系樹脂や無機系樹脂を使用することができる。

而して、このＬＥＤ10の第２の変形例にあっては、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置すると共に、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させたので、不織布28の周縁部28ａに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。

また、このＬＥＤ10の第２の変形例は、不織布28の上面28ｃに透光性のレンズ部40を形成したので、前方向へ向かう光が、上記レンズ部40で集光され、広視野角でありながら側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いＬＥＤ10が実現できる。

図１１は、本発明の上記ＬＥＤ10の第３の変形例を示すものであり、該第３の変形例は、上記レンズ部40中に酸化チタン等より成る微粒子状の光散乱材42を添加した点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記第２の変形例と同一である。

而して、このＬＥＤ10の第３の変形例にあっては、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置すると共に、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させたので、不織布28の周縁部28ａに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。

また、このＬＥＤ10の第３の変形例は、不織布28の上面28ｃに透光性のレンズ部40を形成したので、前方向へ向かう光が、上記レンズ部40で集光され、広視野角でありながら側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いＬＥＤ10が実現できる。

さらに、このＬＥＤ10の第３の変形例は、レンズ部40中に酸化チタン等より成る微粒子状の光散乱材42を添加したので、光を様々な方向へ拡散させて外部へ放射できる。

図１２は、本発明の上記ＬＥＤ10の第４の変形例を示すものであり、該第４の変形例は、枠部材14の上面14ｂに配置した不織布28の周縁部28ａが枠部材14の外端14ｃから外方へ突出すると共に、上記周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂが形成され、さらに、上記不織布28の上面28ｃに透光性のレンズ部40が形成されている点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記ＬＥＤ10の第１の変形例と同一である。

而して、このＬＥＤ10の第４の変形例にあっては、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置し、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させると共に、上記周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂを形成したので、不織布28の周縁部28及び垂下部28ｂに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。

また、このＬＥＤ10の第４の変形例は、不織布28の上面28ｃに透光性のレンズ部40を形成したので、前方向へ向かう光が、上記レンズ部40で集光され、広視野角でありながら側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いＬＥＤ10が実現できる。

図１３は、本発明の上記ＬＥＤ10の第５の変形例を示すものであり、該第５の変形例は、上記レンズ部40中に微粒子状の光散乱材42を添加した点に特徴を有するものであり、その他の構成は上記第４の変形例と同一である。

而して、このＬＥＤ10の第５の変形例にあっては、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに蛍光体26を担持して成る不織布28を配置し、該不織布28の周縁部28ａを枠部材14の外端14ｃから外方へ突出させると共に、上記周縁部28ａから下方へ垂下する垂下部28ｂを形成したので、不織布28の周縁部28及び垂下部28ｂに担持された蛍光体26から放射される可視光は、上記枠部材14に遮られることがなく側方向や後方向を含む様々な方向へ放射されることとなり、その結果、前方向だけでなく側方向や後方向からも視認できる広視野角なＬＥＤ10を実現できる。

また、このＬＥＤ10の第５の変形例は、不織布28の上面28ｃに透光性のレンズ部40を形成したので、前方向へ向かう光が、上記レンズ部40で集光され、広視野角でありながら側方向や後方向に比べて前方向の光度の高いＬＥＤ10が実現できる。

さらに、このＬＥＤ10の第５の変形例は、レンズ部40中に酸化チタン等より成る微粒子状の光散乱材42を添加したので、光を様々な方向へ拡散させて外部へ放射できる。

上記においては、不織布28を、ＬＥＤチップ20を囲繞する枠部材14の上面14ｂに接触させて配置した場合を例示したが、これに限定されるものではなく、若干の間隙を設けて枠部材14の上方に不織布28を配置しても良い。もっとも、枠部材14の上面14ｂに不織布28を配置した場合の方が、不織布28とＬＥＤチップ20間の距離が小さく、ＬＥＤチップ20の光を不織布28に担持された蛍光体26により多く照射できるので好ましい。

また上記においては、不織布28が円盤状の場合を例示したが、これに限定されるものではなく、四角盤等の角盤状の不織布等、他の盤状の不織布28を用いることも勿論できる。

本発明に係る発光ダイオードを模式的に示す概略断面図である。本発明に係る発光ダイオードにおける不織布を取り外した状態を模式的に示す平面図である。本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す斜視図である。本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す部分拡大図である。本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す要部拡大図である。本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す要部拡大断面図である。本発明に係る発光ダイオードと比較例の発光ダイオードの照度特性測定に使用した暗室を示す説明図である。本発明に係る発光ダイオードの第１の変形例を模式的に示す概略断面図である。本発明に係る発光ダイオードの第１の変形例における蛍光体を担持した不織布を模式的に示す斜視図である。本発明に係る発光ダイオードの第２の変形例を模式的に示す概略断面図である。本発明に係る発光ダイオードの第３の変形例を模式的に示す概略断面図である。本発明に係る発光ダイオードの第４の変形例を模式的に示す概略断面図である。本発明に係る発光ダイオードの第５の変形例を模式的に示す概略断面図である。従来の係る発光ダイオードを模式的に示す概略断面図である。従来の発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す斜視図である。従来の発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す部分拡大図である。従来の発光ダイオードにおける不織布を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。従来の発光ダイオードにおける不織布を構成する繊維を模式的に示す拡大断面図である。

10 ＬＥＤ
14 枠部材
14ａ枠部材の底面
14ｂ枠部材の上面
14ｃ枠部材の外端
16 第１のリードフレーム
16ａ第１のリードフレームの先端部
16ｂ第１のリードフレームの後端部
17 凹部
18 第２のリードフレーム
18ａ第２のリードフレームの先端部
18ｂ第２のリードフレームの後端部
20 ＬＥＤチップ
22 ボンディングワイヤ
26 蛍光体
28 不織布
28ａ不織布の周縁部
28ｂ不織布の垂下部
28ｃ不織布の上面
30 繊維
32 空隙
34 結合剤
36 暗室
38 照度計
40 レンズ部
42 光散乱材

Claims

ＬＥＤチップを凹部内に配置して、ＬＥＤチップを該ＬＥＤチップより高さが高い部材で囲繞すると共に、上記部材の上方に、ＬＥＤチップの発光を所定波長の可視光に変換して放射する蛍光体を担持した不織布を配置して成り、さらに、上記不織布の周縁部を、上記部材の外端から外方へ突出させたことを特徴とする発光ダイオード。
上記部材が、ＬＥＤチップを囲繞する枠部材であり、該枠部材の上面に、上記不織布を配置して成り、さらに、上記不織布の周縁部を、上記枠部材の外端から外方へ突出させたことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
上記不織布の周縁部から下方へ垂下する垂下部を形成した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。
上記不織布の上面に、透光性のレンズ部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオード。
上記レンズ部中に、光散乱材を添加したことを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオード。