JP3366586B2 - 発光ダイオード - Google Patents
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Description
ルドで包囲してなる発光ダイオード(以下LEDとい
う)に係り、特に一種類の発光素子で多種類の発光がで
き、さらに高輝度な波長変換発光ダイオードに関する。
を有している。1は1mm角以下に切断された例えばG
aAlAs、GaP等よりなる発光素子、2はメタルス
テム、3はメタルポスト、4は発光素子を包囲する樹脂
モールドである。発光素子1の裏面電極はメタルステム
2に銀ペースト等で接着され電気的に接続されており、
発光素子1の表面電極は他端子であるメタルポスト3か
ら伸ばされた金線によりその表面でワイヤボンドされ、
さらに発光素子1は透明な樹脂モールド4でモールドさ
れている。
を空気中に効率よく放出する目的で、屈折率が高く、か
つ透明度の高い樹脂が選択されるが、他に、その発光素
子の発光色を変換する目的で、あるいは色を補正する目
的で、その樹脂モールド4の中に着色剤として無機顔
料、または有機顔料が混入される場合がある。
樹脂モールドに着色剤を添加して波長を変換するという
技術はほとんど実用化されておらず、着色剤により色補
正する技術がわずかに使われているのみである。なぜな
ら、樹脂モールドに、波長を変換できるほどの非発光物
質である着色剤を添加すると、LEDそのもの自体の輝
度が大きく低下してしまうからである。
ているのは、赤外、赤、黄色、緑色発光のLEDであ
り、青色または紫外のLEDは未だ実用化されていな
い。青色、紫外発光の発光素子はII−VI族のZnS
e、IV−IV族のSiC、III−V族のGaN等の
半導体材料を用いて研究が進められ 最近、その中でも
一般式がGaXAl1-XN(但しXは0≦X≦1であ
る。)で表される窒化ガリウム系化合物半導体が、常温
で、比較的優れた発光を示すことが発表され注目されて
いる。また、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて、初
めてpn接合を実現したLEDが発表されている(応用
物理、60巻、2号、p163〜p166、199
1)。それによるとpn接合の窒化ガリウム系化合物半
導体を有するLEDの発光波長は、主として430nm
付近にあり、さらに370nm付近の紫外域にも発光ピ
ークを有している。その波長は上記半導体材料の中で最
も短い波長である。しかし、そのLEDは発光波長が示
すように紫色に近い発光色を有しているため視感度が悪
いという欠点がある。
ので、その目的とするところは、発光素子を有するLE
Dの視感度を良くし、またその輝度を向上させることに
ある。
の発光素子は、n型及びp型に積層された青色の可視光
が発光可能な、一般式GaxAl1−xN(但しXは0
≦X≦1である)で表される窒化ガリウム系化合物半導
体よりなる。この発光ダイオードは、好ましくは、メタ
ル上に配置されると共に、n型及びp型に積層されてな
る窒化ガリウム系化合物半導体である発光素子と、この
発光素子を包囲する断面が凸レンズ状の樹脂と、発光素
子を包囲する前記凸レンズ状の樹脂中にあって、発光素
子からの可視光により励起されて、励起波長よりも長波
長の可視光を出す蛍光染料又は蛍光顔料とを有する。
0nm付近の波長によって励起される蛍光染料又は蛍光
顔料を使用する。
ましくは、メタルに対向する面の反対側に位置する同一
面に一対の電極をワイヤボンデイングしている。さら
に、一の電極は、窒化ガリウム系化合物半導体がエッチ
ングされてn型層の表面を露出させた部分に接続された
オーミック電極とすることができる。
す一実施例である。11はサファイア基板の上にGaA
lNがn型およびp型に積層されてなる青色発光素子、
2および3は図1と同じくメタルステム、メタルポス
ト、4は発光素子を包囲する樹脂モールドである。発光
素子11の裏面はサファイアの絶縁基板であり裏面から
電極を取り出せないため、GaAlN層のn電極をメタ
ルステム2と電気的に接続するため、GaAlN層をエ
ッチングしてn型層の表面を露出させてオーミック電極
を付け、金線によって電気的に接続する手法が取られて
いる。また他の電極は図1と同様にメタルポスト3から
伸ばした金線によりp型層の表面でワイヤボンドされて
いる。さらに樹脂モールド4には420〜440nm付
近の波長によって励起されて480nmに発光ピークを
有する波長を発光する蛍光染料5が添加されている。
蛍光顔料は、発光素子から励起される短波長の光で励起
されて、励起波長よりも長波長光を発光する。逆に長波
長の光によって励起されて短波長の光を発光する蛍光顔
料もあるが、それはエネルギー効率が非常に悪く微弱に
しか発光しない。前記したように窒化ガリウム系化合物
半導体はLEDに使用される半導体材料中で最も短波長
側にその発光ピークを有するものである。そのためそれ
を発光素子の材料として使用した場合、その発光素子を
包囲する樹脂モールドに蛍光染料又は蛍光顔料を添加す
るこにより、最も好適にそれら蛍光物質を励起すること
ができる。したがって、青色LEDの色補正はいうにお
よばず、蛍光染料、蛍光顔料の種類によって数々の波長
の光を変換することができる。さらに、本発明の発光ダ
イオードは、短波長の光を長波長に変えるので、エネル
ギー効率がよく、添加する蛍光染料又は蛍光顔料が微量
で済み、輝度の低下の点からも非常に好都合である。
断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 発光素子を樹脂で包囲してなる発光ダイ
オードにおいて、前記発光素子はn型及びp型に積層さ
れた青色の可視光が発光可能な一般式GaxAl1−x
N(但しXは0≦X≦1である)で表される窒化ガリウ
ム系化合物半導体よりなると共に、前記樹脂は前記発光
素子からの青色の可視光により420nmから440n
m付近の波長によって励起されて、励起波長よりも長波
長の可視光を出して発光ダイオードの視感度を良くする
蛍光染料又は蛍光顔料を有することを特徴とする発光ダ
イオード。 - 【請求項2】 前記発光素子は発光ピークが430nm
付近、および370nm付近にある請求項1に記載の発
光ダイオード。
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1998
- 1998-12-28 JP JP37712898A patent/JP3366586B2/ja not_active Expired - Lifetime
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応用物理、第60巻,第2号,第163−166頁(1991年) |
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