JP3185959U

JP3185959U - ２チップ発光ダイオード

Info

Publication number: JP3185959U
Application number: JP2013003717U
Authority: JP
Inventors: ▲呉▼慶輝
Original assignee: Unity Opto Technology Co Ltd
Current assignee: Unity Opto Technology Co Ltd
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2023-06-28
Also published as: US20140299903A1; TWM462822U; DE202013102741U1; KR20140005389U; CN203218260U

Abstract

【課題】リードフレームと、緑光色チップと、青色光チップと、透光性膠質体と、赤色蛍光層と、を備える２チップ発光ダイオードを提供する。
【解決手段】緑色光チップ１２はリードフレーム１１の底部に設けられて緑色光を出射し、青色光チップ１３はリードフレームの底部、かつ緑色光チップに隣設して青色光を出射する。透光性膠質体１４は緑色光チップと青色光チップの上方にスプレーまたは塗布され、赤色蛍光層１５は透光性膠質体に設けられ、緑色光の光源または青色光の光源によって励起され、混色の光源を発生する。赤色蛍光層は例えば、赤色蛍光シートまたは赤色蛍光体のいずれかを使用しても良い。これにより、緑色光チップと青色光チップによって、赤色蛍光シートまたは赤色蛍光体を励起し、より良い白色の混光効果を発生できる。
【選択図】図１

Description

本考案は発光ダイオードに関し、特に赤色蛍光体の改良により、より良い白色光の混光効果を実現する２チップ発光ダイオードに関する。

公知の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ，ＬＥＤ）構造は主にダイスと、パッケージと、ボンティングワイヤと、リードフレームと、を備え、パッケージに設けられたダイスより光源を出射する。ダイスは材料によって、さまざまな波長の光源を出射でき、公知技術の発光ダイオード可視光の波長範囲において、赤色光、赤橙色光、橙色光、黄色光、黄緑色、緑色光、青色光、白色光などを出射できる。
そのうち、白色光発光ダイオードはＬＥＤ産業の推進ならび研究開発により、発光効率は高く、破損しにくい、汚染がない、超寿命、振動に強い、低消費電力などの長所を有しており、従来の白熱灯、蛍光灯、高輝度放電ランプなど、幅広く従来光源に取り代わっており、もはや２１世紀の新しい光源の代名詞となっている。

しかし、発光ダイオード自体は単色の光源にすぎず、白色光は複数の光色を混光したものである。我々の目で見た白色光は少なくとも２種以上の波長の光色より形成されたもので、一例として、青色光と黄色光とを組み合わせて２波長の白色光が得られる。さらに、青色光と、緑色光と、赤色光とを混光した後に３波長の白色光が得られる。

一方、現在市場にある白色光の発光ダイオードには以下の３種類がある。

イ、赤、青、緑３色の発光ダイオードダイスを組み合わせてなり、それぞれの光色を出射するダイスは使用材料により、電圧特性もそれぞれ異なっている。そのため、この種の白色光発光ダイオードのコストは高く、しかも制御回路の設計も複雑になる。

ロ、日亜化学株式会社が、青色光発光ダイオードを用いて、黄色ＹＡＧ蛍光灯の励起により、白色光発光ダイオードを仕上げたことが公開されている。
しかし、青色光は黄色光に比べて、青色光の占める発光スペクトル範囲が大きく、色温度が高く、しかも色むらを引き起すほか、青色光の発光ダイオードの出射波長が温度の上昇により改変する特性を有し、白色光の光源制御は難しい。さらに、この種の白色光発光ダイオードは、赤色光波長の光源を欠いているため、全体としての演色性は良くない。

ハ、一方、紫外光の発光ダイオードに青、赤、緑色蛍光体を含ませた透光性膠質体を用いて、励起により３波長の白色光が得られる。しかし、発光ダイオードに用いる接着剤のエポキシ樹脂は紫外線によって劣化し変質を引き起す恐れがあり、製造プロセスの難度は高く、発光ダイオードの寿命も比較的に短い問題がある。

よって、以上の問題より、２チップのダイスの出射光源を用いて、赤色蛍光シートまたは赤色蛍光体を励起し、赤色蛍光シートまたは赤色蛍光体の設置構造を改変して、より良い混光効果を発生する２チップ発光ダイオードを設計することが、市場における、一刻の猶予もできない課題となっている。

本考案は前述の公知技術の問題についてなされたものであり、赤色蛍光層の設置を改良することによって、より良い白色光の混光効果を提供できると共に、さまざまな混光の要求に従い、赤色蛍光層の配置位置を改変できる２チップ発光ダイオードを提供することを目的とする。

本考案の目的に基づき、リードフレームと、緑光色チップと、青色光チップと、透光性膠質体と、赤色蛍光層と、を備える２チップ発光ダイオードを提供する。
そのうち、リードフレームは収容空間を有する。緑色光チップは、収容空間の底部に設けられ、緑色光の光源を出射する。青色光チップは収容空間の底部に設けられ、緑色光チップに隣接していて、青色光の光源を出射する。
透光性膠質体は緑色光チップと青色光チップの上方にスプレーまたは塗布され、透光性膠質体から緑色光チップまたは青色光チップまでの高さはｍを有し、かつ条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。赤色蛍光層は赤色蛍光シートであり、透光性膠質体の上方に設けられ、緑色光の光源または青色光の光源の励起により、混色の光源を発生する。

そのうち、赤色蛍光シートが励起によって出射される波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足する。赤色蛍光シートと、緑色光チップと、青色光チップのいずれかまたはその組合せは距離ｈを有し、かつ条件式０＜ｈ≦１０ｍｍ（数式３）を満足している。

本考案の緑色光チップより出射される緑色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式５００ｎｍ≦λＧ≦５４０ｎｍ（数式４）を満足することが好ましい。青色光チップより出射される青色光の光源の波長はλＢを有し、かつ３８０ｎｍ≦λＢ≦４７０ｎｍ（数式５）を満足している。

本考案の目的に基づき、リードフレームと、緑光色チップと、青色光チップと、透光性膠質体と、赤色蛍光層と、を備える２チップ発光ダイオードをさらに提供する。
そのうち、リードフレームは収容空間を有する。緑色光チップは、収容空間の底部に設けられ、緑色光の光源を出射する。青色光チップは、収容空間の底部に設けられ、緑色光チップに隣接し、青色光の光源を出射する。透光性膠質体は緑色光チップと青色光チップの上方にスプレーまたは塗布される。
透光性膠質体と、緑色光チップまたは青色光チップとの高さはｍを有し、かつ条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。赤色蛍光層は赤色蛍光体であり、透光性膠質体の上方にスプレーされ、緑色光の光源または青色光の光源の励起により、混色の光源を発生する。

そのうち、赤色蛍光体が励起により出射光の波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足している。

本考案の緑色光チップより出射される緑色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式５００ｎｍ≦λＧ≦５４０ｎｍ（数式４）を満足することが好ましい。青色光チップより出射される青色光の光源の波長はλＢを有し、かつ条件式３８０ｎｍ≦λＢ≦４７０ｎｍ（数式５）を満足している。

前述のとおり、赤色蛍光層の設置位置により、複数の実施態様が形成される。
赤色蛍光層によって緑色光チップと青色光チップを完全に覆って、かつ緑色光の光源と、青色光の光源によって赤色蛍光体を励起し、白色光の光源を形成することが好ましい。
または、赤色蛍光層によって、緑色光チップまたは青色光チップのいずれかを覆うか、あるいは緑色光チップより出射される緑色光の光源または青色光チップより出射される光源を用いて赤色蛍光層を励起し、白色光の光源を発生しても良い。
さらに、リードフレームの底部は例えばバンプを設けて、係るバンプを緑色光チップと青色光チップの間に取り付けて、緑色光チップと青色光チップとを仕切ることが良い。

本考案の２チップ発光ダイオードの実施例１を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例２を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例３を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例４を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例５を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例６を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例７を示す図である。本考案の２チップ発光ダイオードの実施例８を示す図である。

本考案は前述の説明その他の目的、特徴および長所をよりよく理解するため、以下にて好ましい実施例と、図面とを併せて詳細説明する。

つづいて図１〜４を参照しながら、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例１ないし４を説明する。本考案の２チップ発光ダイオードはすべてリードフレーム１１と、緑色光チップ１２と、青色光チップ１３と、透光性膠質体１４と、赤色蛍光層１５と、を備えている。
リードフレーム１１にて、緑色光チップ１２と青色光チップ１３を収容するための収容空間を有する。緑色光チップ１２は収容空間の底部に設けられ、緑色光の光源を出射し、青色光チップ１３は収容空間の底部に設けられていて、緑色光チップ１２に隣接し、青色光の光源を出射する。
透光性膠質体１４は緑色光チップ１２と、青色光チップ１３の上方にスプレーまたは塗布されており、実施例２ないし実施例４において、赤色蛍光層１５は例えば赤色蛍光シート１５１、１５２、１５３であり、透光性膠質体１４の上方に設置されていて、緑色光の光源または青色光の光源を受け入れ混光した後に白色光の光源が出射される。本考案の理解を簡単にするため、以下の実施例において、同じ素子は同じ符号を割りつけられている。

図１の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例１の態様図を参照する。図１に示すように、本考案の２チップ発光ダイオード１の赤色蛍光層１５は透光性膠質体１４の上方に粘着していて、赤色蛍光層１５の出射光の波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足している。
リードフレーム１１の底部には緑色光チップ１２と、青色光チップ１３とが設けられ、緑色光チップ１２より出射される緑色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式５００ｎｍ≦λＧ≦５４０ｎｍ（数式４）を満足しており、青色光チップ１３より出射される青色光の光源の波長はλＢを有し、かつ条件式３８０ｎｍ≦λＢ≦４７０ｎｍ（数式５）を満足する。

そのうち、赤色蛍光層１５は緑色光チップ１２と青色光チップ１３の発光面を完全に覆っていて、リードフレーム１１の内側壁に貼り合わされているため、赤色蛍光層１５は緑色光の光源と青色光の光源の励起を完全に受け入れて、白色光の光源を出射することができる。

図に示すように、赤色蛍光層１５は緑色光チップ１２と、青色光チップ１３との間に距離ｈを有しており、関係式０＜ｈ≦１０ｍｍ（数式３）を満足することが好ましい。
赤色蛍光層１５を直接に貼り合わせることを避けるため、透光性膠質体１４の材質はエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）またはシリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）など透光性膠質部材を用いて、緑色光チップ１２と、青色光チップ１３の上方にスプレーまたは塗布されている。

図２の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例２の態様図を参照する。図に示すように、本実施例の２チップ発光ダイオード２とが実施例１と異なる点は、本実施例によるリードフレーム１１は底部にバンプ１１１を設けられ、バンプ１１１を緑色光チップ１２と青色光チップ１３との間に取り付けて、緑色光チップ１２と青色光チップ１３を仕切って置き、緑色光チップ１２と青色光チップ１３からそれぞれ出射する緑色光と青色光の光源がそれぞれ仕切って出射される点である。バンプ１１１の高さは緑色光チップ１２と青色光チップ１３と対応して設けることができ、図に示す高さ比例は例示であり、この限りでない。

図に示すように、図１に示す赤色蛍光層１５の設置位置は、本実施例において、赤色蛍光シート１５１を設けられ、透光性膠質体１４に貼り合わされており、赤色蛍光シート１５１は緑色光チップ１２と、青色光チップ１３との間に距離ｈ１を有し、係る距離ｈ１は関係式０＜ｈ１≦１０ｍｍ（数式３）を満足している。

透光性膠質体１４を取り付けた後には透光性膠質体１４を焼き付け、赤色蛍光シート１５１を粘着した後再度焼き付けた後に、貼り合わせて２チップ発光ダイオード２に仕上げるか、または透光性膠質体１４を取り付けた後、直接に赤色蛍光シート１５１を粘着しても良い。

引き続き図３の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例３の態様図を参照する。実施例３が実施例２と異なる点は、本実施例による２チップ発光ダイオード３の赤色蛍光シート１５２は緑色光チップ１２の上方に取り付けられて、緑色光チップ１２より出射される緑色光の光源を受け入れる点である。
さらに、赤色蛍光シート１５２が励起された後に出射される光源は、緑色光チップ１２に隣設した青色光チップ１３より出射される青色光の光源と混光効果を形成して、より良い白色光の光源が形成される。

そのうち、緑色光チップ１２と、青色光チップ１３と、赤色蛍光シート１５２との間に透光性膠質体１４を設けられ、透光性膠質体１４の高さはｍを有し、条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。

引き続き図４の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例４の態様図を参照する。実施例４が実施例２と異なる点は、本実施例による２チップ発光ダイオード４の赤色蛍光シート１５３は青色光チップ１３の上方に取り付けられ、青色光チップ１３より出射される青色光の光源を受け入れる点である。
さらに、赤色蛍光シート１５３を励起した後に出射される光源は、青色光チップ１３に隣設した緑色光チップ１２より出射される緑色光の光源と混光効果を形成して、より良い白色光の光源が形成される。

そのうち、本実施例において、緑色光チップ１２と、青色光チップ１３と、赤色蛍光シート１５２との間に透光性膠質体１４が設けられ、透光性膠質体１４の高さはｍを有し、条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。

次に図５〜８を参照しながら、本考案の２チップ発光ダイオード実施例５ないし８を説明する。本考案の２チップ発光ダイオードはすべてリードフレーム２１と、緑色光チップ２２と、青色光チップ２３と、透光性膠質体２４と、赤色蛍光層２５と、を備えている。
リードフレーム２１に緑色光チップ２２と、青色光チップ２３とが内設されている。緑色光チップ２２はリードフレーム２１の底部に設けられ、緑色光の光源を出射し、青色光チップ２３はリードフレーム２１の底部に設けられていて、緑色光チップ２２に隣接し、青色光の光源を出射する。
透光性膠質体２４を緑色光チップ２２と、青色光チップ２３の上方にスプレーまたは塗布しており、実施例６ないし実施例８において、赤色蛍光層２５は例えば赤色蛍光体２５１、２５２、２５３を用いて、スプレーまたは蒸着法などによって、透光性膠質体２４の上方に設置されていて、緑色光の光源、青色光の光源またはその組合せものを受け入れて混光した後に白色光の光源を出射する。
本考案の理解を簡単にするため、以下の実施例において、同じ素子は同じ符号を割りつけられている。

図５の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例５の態様図を参照する。図５に示すように、本考案の２チップ発光ダイオード５の赤色蛍光層２５はスプレーまたは蒸着法などによって、透光性膠質体２４の上方に設けられ、赤色蛍光層２５の出射光の波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足している。
リードフレーム２１の底部に緑色光チップ２２と、青色光チップ２３とが設けられ、緑色光チップ２２より出射される緑色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式５００ｎｍ≦λＧ≦５４０ｎｍ（数式４）を満足しており、青色光チップ２３より出射される青色光の光源の波長はλＢを有し、かつ条件式３８０ｎｍ≦λＢ≦４７０ｎｍ（数式５）を満足する。

そのうち、赤色蛍光層２５を完全に緑色光チップ２２と青色光チップ２３の上方を覆っていて、緑色光チップ２２と青色光チップ２３より緑色光の光源と青色光の光源とを受け入れるため、赤色蛍光層２５は緑色光の光源と青色光の光源の励起を完全に受け入れて、極めて良い混光効果の白色光の光源を形成される。

図に示すように、赤色蛍光層２５は緑色光チップ２２と、青色光チップ２３との間に距離ｈを有しており、関係式０＜ｈ≦１０ｍｍ（数式３）を満足することが好ましい。赤色蛍光層２５を直接に貼り合わせることを避けるため、透光性膠質体２４の材質はエポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙ）またはシリコン（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ）など透光性膠質部材を用いて、緑色光チップ２２と、青色光チップ２３の上方にスプレーまたは塗布されている。

図６の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例６の態様図を参照する。図に示すように、本実施例の２チップ発光ダイオード６と実施例５と異なる点は、本実施例によるリードフレーム２１の底部にバンプ２１１を設け、バンプ２１１を緑色光チップ２２と青色光チップ２３との間に取り付けて、緑色光チップ２２と青色光チップ２３を仕切って置き、緑色光チップ２２と青色光チップ２３からそれぞれ出射する緑色光と青色光の光源をそれぞれ仕切って出射する点である。
バンプ２１の高さは例えば、緑色光チップ２２と青色光チップ２３に対応して設けることができ、図に示す高さ比例は例示であり、この限りでない。

図に示すように、図５に示す赤色蛍光層２５の設置位置は、本実施例において、赤色蛍光体２５１を設け、スプレーまたは蒸着法などによって、均一に透光性膠質体２４に貼り合わせており、緑色光チップ２２と、青色光チップ２３との間に距離ｈ１を有し、係る距離ｈ１は関係式０＜ｈ１≦１０ｍｍ（数式３）を満足している。

そのうち、透光性膠質体２４を緑色光チップ２２と青色光チップ２３の上方に取り付けた後、透光性膠質体２４を焼き付け、赤色蛍光体２５１をスプレーまたは蒸着した上、焼き付け固化して２チップ発光ダイオード６に仕上げるか、または透光性膠質体２４を取り付けた後に、赤色蛍光体２５１を透光性膠質体２４の上方に直接スプレーまたは蒸着してから、赤色蛍光体２５１を焼き付けて固化させる。

引き続き図７の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例７の態様図を参照する。実施例７が実施例６と異なる点は、本実施例による２チップ発光ダイオード７の赤色蛍光体２５２は緑色光チップ２２の上方に取り付けて、緑色光チップ２２より出射される緑色光の光源を受け入れる点である。
さらに、赤色蛍光体２５２を励起した後に出射される光源は、緑色光チップ２２に隣設した青色光チップ２３より出射される青色光の光源と混光効果を形成して、より良い白色光の光源が形成される。

そのうち、緑色光チップ２２と、青色光チップ２３と、赤色蛍光体２５２との間に透光性膠質体２４を設けられ、透光性膠質体２４の高さはｍを有し、条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。

引き続き図８の、本考案の２チップ発光ダイオードの実施例８の態様図を参照する。実施例８が実施例６と異なる点は、本実施例による２チップ発光ダイオード８の赤色蛍光体２５３は青色光チップ２３の上方に取り付けて、青色光チップ２３より出射される青色光の光源を受け入れる点である。
さらに、赤色蛍光体２５３を励起した後に出射される光源は、青色光チップ２３に隣設した緑色光チップ２２より出射される緑色光の光源と混光効果を形成して、より良い白色光の光源が形成される。

そのうち、本実施例において、緑色光チップ２２と、青色光チップ２３と、赤色蛍光体２５３との間に透光性膠質体２４を設け、透光性膠質体２４の高さはｍを有し、条件式ｍ＞０（数式１）を満足している。

１、２、３、４、５、６、７、８２チップ発光ダイオード
１１、２１リードフレーム
１１１、２１１バンプ
１２、２２緑色光チップ
１３、２３青色光チップ
１４、２４透光性膠質体
１５、２５赤色蛍光層
１５１、１５２、１５３赤色蛍光シート
２５１、２５２、２５３赤色蛍光体
ｈ、ｈ１距離
ｍ高さ

Claims

２チップ発光ダイオードであって、
リードフレームと、
前記リードフレームの底部に設け、緑色光の光源を出射する緑色光チップと、
前記リードフレームの底部に設け、前記緑色光チップに隣接し、青色光の光源を出射する青色光チップと、
前記緑色光チップと、前記青色光チップの上方にスプレーまたは塗布する透光性膠質体と、
前記透光性膠質体の上方に設けられ、前記緑色光の光源または前記青色光の光源の励起により、混色の光源を発生する赤色蛍光層と、を備えることを特徴とする、
２チップ発光ダイオード。
前記赤色蛍光層は赤色蛍光シートであり、前記透光性膠質体に粘着され、励起によって発光の波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記赤色蛍光シートと、前記青色光チップのいずれかまたはその組合せものの間に距離ｈを有し、かつ条件式０＜ｈ≦１０ｍｍ（数式３）を満足することを特徴とする、請求項２記載の２チップ発光ダイオード
前記赤色蛍光層は赤色蛍光体であり、スプレーまたは蒸着法によって、前記透光性膠質体に粘着され、前記赤色蛍光体は励起によって発光の波長はλＲを有し、かつ条件式６００ｎｍ≦λＲ≦６７０ｎｍ（数式２）を満足することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記赤色蛍光層が前記緑色光チップと、前記青色光チップの上方を完全に覆っていて、前記緑色光チップと前記青色光チップより出射される緑色光の光源と青色光の光源を受け入れて、赤色蛍光層を励起して、白色光の光源を形成することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記赤色蛍光層は前記緑色光チップまたは前記青色光チップの上方に設けられて、前記緑色光チップまたは前記青色光チップのいずれかより出射される光源を受け入れることを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記緑色光チップより出射される緑色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式５００ｎｍ≦λＧ≦５４０ｎｍ（数式４）を満足することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記青色光チップより出射される青色光の光源の波長はλＧを有し、かつ条件式３８０ｎｍ≦λＧ≦４７０ｎｍ（数式５）を満足することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記透光性膠質体と、前記緑色光チップまたは前記青色光チップの高さはｍを有し、かつ条件式ｍ＞０（数式１）を満足することを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。
前記リードフレームの底部にバンプを設けられ、前記バンプは前記緑色光チップと前記青色光チップとの間に取り付けて、前記緑色光チップと前記青色光チップを仕切ることを特徴とする、請求項１記載の２チップ発光ダイオード。