JP3511987B2 - 発光ダイオード - Google Patents
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
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- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤディスプレ
イ、バックライト光源、表示器、信号機、照光式スイッ
チ及び各種インジケータなどに利用される発光ダイオー
ド及びその製造方法に係り、特にＬＥＤチップからの発
光を波長変換して発光可能な蛍光物質を有する発光装置
に関する。
イ、バックライト光源、表示器、信号機、照光式スイッ
チ及び各種インジケータなどに利用される発光ダイオー
ド及びその製造方法に係り、特にＬＥＤチップからの発
光を波長変換して発光可能な蛍光物質を有する発光装置
に関する。
【０００２】
【従来技術】発光装置である発光ダイオード（以下、Ｌ
ＥＤとも呼ぶ。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発
光が可能である。また、半導体素子であるため球切れが
なく、初期駆動特性及び耐震性に優れ、さらにＯＮ／Ｏ
ＦＦ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。そのた
め、各種インジケータや種々の光源として広く利用され
ている。しかしながら、ＬＥＤは優れた単色性のピーク
波長を有するが故に白色系などの発光波長を発光するこ
とが難しい。
ＥＤとも呼ぶ。）は、小型で効率が良く鮮やかな色の発
光が可能である。また、半導体素子であるため球切れが
なく、初期駆動特性及び耐震性に優れ、さらにＯＮ／Ｏ
ＦＦ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。そのた
め、各種インジケータや種々の光源として広く利用され
ている。しかしながら、ＬＥＤは優れた単色性のピーク
波長を有するが故に白色系などの発光波長を発光するこ
とが難しい。
【０００３】そこで近年、発光素子によって発光された
光が蛍光体によって色変換されて出力される発光ダイオ
ードが用いられている。この発光ダイオードは、１種類
の発光素子を用いて白色系など他の発光色を発光させる
ことができる。
光が蛍光体によって色変換されて出力される発光ダイオ
ードが用いられている。この発光ダイオードは、１種類
の発光素子を用いて白色系など他の発光色を発光させる
ことができる。
【０００４】上述の発光ダイオードは、例えば、青色系
の発光が可能な発光素子を、該発光素子からの光を吸収
して黄色系の光を発光する蛍光体を含有する樹脂によっ
てモールドすることにより、これらの混色による白色系
の光が発光可能な発光ダイオードを形成することができ
る。
の発光が可能な発光素子を、該発光素子からの光を吸収
して黄色系の光を発光する蛍光体を含有する樹脂によっ
てモールドすることにより、これらの混色による白色系
の光が発光可能な発光ダイオードを形成することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに形成された発光ダイオード間において、著しい発光
色のムラが観測される。
うに形成された発光ダイオード間において、著しい発光
色のムラが観測される。
【０００６】白色系発光ダイオードが屋内用のディスプ
レイや照明に利用され、より色調が厳格に求められる現
在では、これらのバラツキは大きな問題となっている。
レイや照明に利用され、より色調が厳格に求められる現
在では、これらのバラツキは大きな問題となっている。
【０００７】一方、定電力下において発光のバラツキが
極めて少ない白色系発光ダイオードを選択してＬＥＤ表
示器などを構成させることもできるが、歩留まりが極め
て悪いものとなる。
極めて少ない白色系発光ダイオードを選択してＬＥＤ表
示器などを構成させることもできるが、歩留まりが極め
て悪いものとなる。
【０００８】そこで、本発明は、上記問題点を解決し、
光学特性に優れた発光装置を提供することを目的とす
る。
光学特性に優れた発光装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明は、
発光層が窒化物系化合物半導体からなり主発光ピークが
４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲にある発光素子
と、発光素子によって発光された波長の一部を吸収して
異なる波長を発光する蛍光体を含有する樹脂部材とを有
し、発光素子の光と前記蛍光体の光の合成光を発光する
発光ダイオードにおいて、蛍光体はＥｕ及び／又はＣｒ
で付活されたＮ含有ＣａＯ−Ａｌ ２ Ｏ ３ −ＳｉＯ ２ ガラ
スであると共に、蛍光体は平均粒径が３μｍ〜５０μｍ
の凝集体を構成することを特徴とする。これにより、凝
集体の粒径が小さく均一化し発光のバラツキを極力抑え
ることができる。
発光層が窒化物系化合物半導体からなり主発光ピークが
４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲にある発光素子
と、発光素子によって発光された波長の一部を吸収して
異なる波長を発光する蛍光体を含有する樹脂部材とを有
し、発光素子の光と前記蛍光体の光の合成光を発光する
発光ダイオードにおいて、蛍光体はＥｕ及び／又はＣｒ
で付活されたＮ含有ＣａＯ−Ａｌ ２ Ｏ ３ −ＳｉＯ ２ ガラ
スであると共に、蛍光体は平均粒径が３μｍ〜５０μｍ
の凝集体を構成することを特徴とする。これにより、凝
集体の粒径が小さく均一化し発光のバラツキを極力抑え
ることができる。
【００１０】請求項２に記載の発光ダイオードは、上述
の蛍光体に加えてＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍ
からなる群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａ
ｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選ばれた少なくとも１
つの元素とを含み且つＣｅで付活されたガーネット系蛍
光体を有することを特徴とする。これにより、発光素子
の発光波長に対応して所望の発光色の発光を得ることが
でき、簡便で高輝度に信頼性の高い混色発光可能な発光
ダイオードとすることができる。
の蛍光体に加えてＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍ
からなる群から選択される少なくとも１つの元素と、Ａ
ｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選ばれた少なくとも１
つの元素とを含み且つＣｅで付活されたガーネット系蛍
光体を有することを特徴とする。これにより、発光素子
の発光波長に対応して所望の発光色の発光を得ることが
でき、簡便で高輝度に信頼性の高い混色発光可能な発光
ダイオードとすることができる。
【００１１】請求項３に記載の発光ダイオードは、凝集
体を構成する蛍光体の平均粒径が１μｍ〜２０μｍであ
ることを特徴とする。これにより、構成要素である蛍光
体の粒径が小さく均一化し、より発光のバラツキを極力
抑えることができ、良好な色調及び光度を有する発光ダ
イオードが得られる。
体を構成する蛍光体の平均粒径が１μｍ〜２０μｍであ
ることを特徴とする。これにより、構成要素である蛍光
体の粒径が小さく均一化し、より発光のバラツキを極力
抑えることができ、良好な色調及び光度を有する発光ダ
イオードが得られる。
【００１２】請求項４に記載の発光ダイオードは、樹脂
中に凝集体は２億個／ｃｍ2〜６０億個／ｃｍ2含有され
ている。これにより、凝集体間のバラツキが極めて小さ
く樹脂中において蛍光体濃度が均一となるので、色調ム
ラを抑制することができる。また、請求項５に記載の発
光ダイオードは、前記発光素子の発光ピークは、４５０
ｎｍ以上４７５ｎｍの範囲にあって、前記発光素子の光
と前記蛍光体の光の合成光により白色系を発光すること
を特徴とする。また、請求項６に記載の発光ダイオード
は、前記蛍光体が粒子であって、透光性樹脂に含有され
ていることを特徴とする。さらに請求項７に記載の発光
ダイオードは、前記蛍光体が硝子であることを特徴とす
る。
中に凝集体は２億個／ｃｍ2〜６０億個／ｃｍ2含有され
ている。これにより、凝集体間のバラツキが極めて小さ
く樹脂中において蛍光体濃度が均一となるので、色調ム
ラを抑制することができる。また、請求項５に記載の発
光ダイオードは、前記発光素子の発光ピークは、４５０
ｎｍ以上４７５ｎｍの範囲にあって、前記発光素子の光
と前記蛍光体の光の合成光により白色系を発光すること
を特徴とする。また、請求項６に記載の発光ダイオード
は、前記蛍光体が粒子であって、透光性樹脂に含有され
ていることを特徴とする。さらに請求項７に記載の発光
ダイオードは、前記蛍光体が硝子であることを特徴とす
る。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】本願発明者は種々の実験の結果、
白色系発光ダイオードの発光のバラツキは、蛍光体同士
で固まっている凝集体間のバラツキ及び大きな凝集体の
存在が主な原因となっていることを見出し本発明を成す
に至った。
白色系発光ダイオードの発光のバラツキは、蛍光体同士
で固まっている凝集体間のバラツキ及び大きな凝集体の
存在が主な原因となっていることを見出し本発明を成す
に至った。
【００１７】蛍光体の比重は液状樹脂の数倍に達する。
光の変換効率の低下を防止するため、粒径を分散安定性
が向上するまで小さくすることはできない。そのため、
発光色が白色となるように樹脂中の蛍光体含有量を調整
しても、例えばＳＭＤ（サーフェイス・マウント・デバ
イス）であるチップタイプＬＥＤの場合、注入する蛍光
体含有樹脂中における蛍光体の割合は極めて少ないた
め、蛍光体を均一に分散させることが難しく、発光の色
ムラがみられやすい傾向がある。また、ランプタイプＬ
ＥＤの場合、発光素子が配置されたリード電極先端のカ
ップ内にディスペンサーにより蛍光体含有の樹脂を充填
させるが、樹脂中における蛍光体の分散が安定していな
いため、ディスペンサー中で蛍光体が沈降してしまい注
入精度が低下し、所望の色調が得られにくい。
光の変換効率の低下を防止するため、粒径を分散安定性
が向上するまで小さくすることはできない。そのため、
発光色が白色となるように樹脂中の蛍光体含有量を調整
しても、例えばＳＭＤ（サーフェイス・マウント・デバ
イス）であるチップタイプＬＥＤの場合、注入する蛍光
体含有樹脂中における蛍光体の割合は極めて少ないた
め、蛍光体を均一に分散させることが難しく、発光の色
ムラがみられやすい傾向がある。また、ランプタイプＬ
ＥＤの場合、発光素子が配置されたリード電極先端のカ
ップ内にディスペンサーにより蛍光体含有の樹脂を充填
させるが、樹脂中における蛍光体の分散が安定していな
いため、ディスペンサー中で蛍光体が沈降してしまい注
入精度が低下し、所望の色調が得られにくい。
【００１８】図２は、蛍光体７を硬化前の液状の透光性
樹脂中に分散させた際の、蛍光体の模式的分布状態を示
す。蛍光体７の表面には空気が覆っており、液状樹脂と
混ざりにくく、図２に示す如く大小の蛍光体７が凝集し
た凝集体８となる傾向がある。このような凝集体８を形
成する各蛍光体７に取り込まれ変換された光は、凝集体
８間で反射、光散乱され外部に放出される。そのため、
見かけの光変換効率は一次粒子７のときよりも向上され
ている。
樹脂中に分散させた際の、蛍光体の模式的分布状態を示
す。蛍光体７の表面には空気が覆っており、液状樹脂と
混ざりにくく、図２に示す如く大小の蛍光体７が凝集し
た凝集体８となる傾向がある。このような凝集体８を形
成する各蛍光体７に取り込まれ変換された光は、凝集体
８間で反射、光散乱され外部に放出される。そのため、
見かけの光変換効率は一次粒子７のときよりも向上され
ている。
【００１９】しかし、これらの蛍光凝集体８が図２
（Ａ）の如く大きすぎると蛍光体７の発光の色ムラの原
因となるだけでなく、空気層を取り込み蛍光体７からの
光を閉じ込める等、光学特性に大きく影響を与えるため
所望の色調が得られないと考えられる。
（Ａ）の如く大きすぎると蛍光体７の発光の色ムラの原
因となるだけでなく、空気層を取り込み蛍光体７からの
光を閉じ込める等、光学特性に大きく影響を与えるため
所望の色調が得られないと考えられる。
【００２０】このような凝集体８は分散剤を用いること
によって、ある程度改善できるが、投光性が求められる
発光装置では難しく変色が起こる等の種々の不具合が生
ずる場合がある。
によって、ある程度改善できるが、投光性が求められる
発光装置では難しく変色が起こる等の種々の不具合が生
ずる場合がある。
【００２１】一方、凝集体８を分散させるために機械的
分散処理を長時間行うと、蛍光体７の分散性は向上する
ものの、蛍光体７の表面結晶の摩砕に起因すると思われ
る発光輝度の低下を引き起こす傾向がある。また、光の
通路が少なくなり、光が取り出されにくくなる場合があ
る。
分散処理を長時間行うと、蛍光体７の分散性は向上する
ものの、蛍光体７の表面結晶の摩砕に起因すると思われ
る発光輝度の低下を引き起こす傾向がある。また、光の
通路が少なくなり、光が取り出されにくくなる場合があ
る。
【００２２】発光色が白色となるように液状の透光性樹
脂中に蛍光体７を分散させる際、手や攪拌器で十分に分
散させるのは困難であり、蛍光体７の凝集体８間にバラ
ツキが生じてしまう。特にチップタイプＬＥＤの場合は
ペーストが封止樹脂も兼ねるため、ペースト中の蛍光体
７の濃度は非常に小さく、凝集体８間のバラツキに起因
するペースト単位体積当たりの蛍光体重量のバラツキが
同ロット内に生じやすく、また樹脂の種類及びロット間
の差として見かけ上発生する。結果、ターゲットとする
色調が得られにくくなり、製品の歩留まりが悪くなる。
脂中に蛍光体７を分散させる際、手や攪拌器で十分に分
散させるのは困難であり、蛍光体７の凝集体８間にバラ
ツキが生じてしまう。特にチップタイプＬＥＤの場合は
ペーストが封止樹脂も兼ねるため、ペースト中の蛍光体
７の濃度は非常に小さく、凝集体８間のバラツキに起因
するペースト単位体積当たりの蛍光体重量のバラツキが
同ロット内に生じやすく、また樹脂の種類及びロット間
の差として見かけ上発生する。結果、ターゲットとする
色調が得られにくくなり、製品の歩留まりが悪くなる。
【００２３】そこで本発明は、液状樹脂中に蛍光体７を
分散させる際に、適した条件下で湿式分散処理を施すこ
とにより、歩留まりの向上を図るものである。
分散させる際に、適した条件下で湿式分散処理を施すこ
とにより、歩留まりの向上を図るものである。
【００２４】具体的には、湿式分散処理を行うことで、
樹脂中において蛍光体７が凝集して大きな固まりとなっ
た凝集体８はほぐれ、その間に含まれている空気をモー
ルド樹脂に置き換えられる。これにより、樹脂中の蛍光
体の濃度を均一にすることができる。このように蛍光体
濃度が均一化された樹脂を用いて発光ダイオードを形成
することで、図２（Ｂ）に示す如く蛍光体７の粒径及び
蛍光体同士の凝集による凝集体８の粒径９がより小さく
均一化された、良好な色調を有する発光ダイオードを歩
留まり良く得ることができる。
樹脂中において蛍光体７が凝集して大きな固まりとなっ
た凝集体８はほぐれ、その間に含まれている空気をモー
ルド樹脂に置き換えられる。これにより、樹脂中の蛍光
体の濃度を均一にすることができる。このように蛍光体
濃度が均一化された樹脂を用いて発光ダイオードを形成
することで、図２（Ｂ）に示す如く蛍光体７の粒径及び
蛍光体同士の凝集による凝集体８の粒径９がより小さく
均一化された、良好な色調を有する発光ダイオードを歩
留まり良く得ることができる。
【００２５】図１に本発明の形態である、白色系の光が
発光可能なチップタイプＬＥＤを示す。チップタイプＬ
ＥＤのセラミック成形体パッケージ５内凹部に設けられ
た電極上に窒化ガリウム系半導体を用いた発光素子３を
配置すると共に電気的に接続させ、該凹部に所定の蛍光
体７を含有した透光性樹脂２を注入させる。以下、本実
施の形態の発光ダイオード及び製造方法について詳述す
る。
発光可能なチップタイプＬＥＤを示す。チップタイプＬ
ＥＤのセラミック成形体パッケージ５内凹部に設けられ
た電極上に窒化ガリウム系半導体を用いた発光素子３を
配置すると共に電気的に接続させ、該凹部に所定の蛍光
体７を含有した透光性樹脂２を注入させる。以下、本実
施の形態の発光ダイオード及び製造方法について詳述す
る。
【００２６】（発光素子３）発光素子３は種々の蛍光体
物質を効率よく励起できる比較的バンドエネルギーが高
い半導体発光素子が好適に挙げられる。このような半導
体素子としては、ＭＯＣＶＤ法等により形成された窒化
物系化合物半導体が用いられる。窒化物系半導体はＩｎ
nＡｌmＧａ1-n-mＮ（但し０≦ｎ、０≦ｍ、ｎ＋ｍ≦
ｎ）を発光層として有する。半導体の構造としては、Ｍ
ＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構
造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げ
られる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長
を種々選択することができる。また、半導体活性層を量
子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多
量子井戸構造とすることもできる。
物質を効率よく励起できる比較的バンドエネルギーが高
い半導体発光素子が好適に挙げられる。このような半導
体素子としては、ＭＯＣＶＤ法等により形成された窒化
物系化合物半導体が用いられる。窒化物系半導体はＩｎ
nＡｌmＧａ1-n-mＮ（但し０≦ｎ、０≦ｍ、ｎ＋ｍ≦
ｎ）を発光層として有する。半導体の構造としては、Ｍ
ＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構
造、ヘテロ構造あるいはダブルヘテロ構造のものが挙げ
られる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長
を種々選択することができる。また、半導体活性層を量
子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多
量子井戸構造とすることもできる。
【００２７】本発明の発光ダイオードにおいて白色系を
発光させる場合は、蛍光体７との補色関係や樹脂の劣化
等を考慮して発光素子３の主発光ピークは４００ｎｍ以
上５３０以下が好ましく、より好ましくは４２０ｎｍ以
上４９０ｎｍ以下である。発光素子３と蛍光体７との効
率をそれぞれ向上させるためには４５０ｎｍ以上４７５
ｎｍ以下に主発光ピークを有する発光素子を用いること
が更に好ましい。
発光させる場合は、蛍光体７との補色関係や樹脂の劣化
等を考慮して発光素子３の主発光ピークは４００ｎｍ以
上５３０以下が好ましく、より好ましくは４２０ｎｍ以
上４９０ｎｍ以下である。発光素子３と蛍光体７との効
率をそれぞれ向上させるためには４５０ｎｍ以上４７５
ｎｍ以下に主発光ピークを有する発光素子を用いること
が更に好ましい。
【００２８】（蛍光体７）本実施の形態の発光ダイオー
ドに用いられる蛍光体７は、発光素子から発光された可
視光や紫外線で励起されて、励起した光と異なる波長を
有する光を発光することができる。具体的には、Ｙ、Ｌ
ｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍから選択された少なく
とも１つの元素を含み、Ｃｅで付活されたガーネット系
蛍光体やＺｎＳｉＣｕ等の蛍光体が挙げられる。本発明
では、ＹとＡｌを含みＣｅ付活されたイットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いることが好まし
い。これによって、長期間に渡って発光装置の輝度を高
くでき、信頼性の高い発光ダイオードを形成することが
できる。
ドに用いられる蛍光体７は、発光素子から発光された可
視光や紫外線で励起されて、励起した光と異なる波長を
有する光を発光することができる。具体的には、Ｙ、Ｌ
ｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、及びＳｍから選択された少なく
とも１つの元素を含み、Ｃｅで付活されたガーネット系
蛍光体やＺｎＳｉＣｕ等の蛍光体が挙げられる。本発明
では、ＹとＡｌを含みＣｅ付活されたイットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光体を用いることが好まし
い。これによって、長期間に渡って発光装置の輝度を高
くでき、信頼性の高い発光ダイオードを形成することが
できる。
【００２９】また、一般式（Ｒｅ1-rＳｍr）3（Ａｌ1-s
Ｇａs）5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０≦ｒ＜１、０≦ｓ≦１、
Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａから選択される少なくとも一
種）であらわされる蛍光体を用いることもでき、発光素
子に窒化ガリウム系化合物半導体を用いた場合、耐光性
や効率などの観点から特に好ましい。
Ｇａs）5Ｏ12：Ｃｅ（但し、０≦ｒ＜１、０≦ｓ≦１、
Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａから選択される少なくとも一
種）であらわされる蛍光体を用いることもでき、発光素
子に窒化ガリウム系化合物半導体を用いた場合、耐光性
や効率などの観点から特に好ましい。
【００３０】Ｃｅで付活されたイットリウム・アルミニ
ウム・ガーネット系の蛍光体は、ガーネット構造のた
め、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが
４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピー
クも５３０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまで裾を引くブロ
ードな発光スペクトルを持つ。しかも、組成のＡｌの一
部をＧａで置換することで発光波長が短波長にシフト
し、また組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光
波長が長波長へシフトする。このように組成を変化する
ことで発光色を連続的に調節することが可能である。即
ち、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられ
るなど窒化物半導体の青色系発光を白色系発光に変換す
るための理想条件を備えている。同様に、Ｌｕ、Ｌｃ、
ＳｃやＳｍなどを加えて所望の特性を得るようにしても
良い。
ウム・ガーネット系の蛍光体は、ガーネット構造のた
め、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが
４５０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピー
クも５３０ｎｍ付近にあり７００ｎｍまで裾を引くブロ
ードな発光スペクトルを持つ。しかも、組成のＡｌの一
部をＧａで置換することで発光波長が短波長にシフト
し、また組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光
波長が長波長へシフトする。このように組成を変化する
ことで発光色を連続的に調節することが可能である。即
ち、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられ
るなど窒化物半導体の青色系発光を白色系発光に変換す
るための理想条件を備えている。同様に、Ｌｕ、Ｌｃ、
ＳｃやＳｍなどを加えて所望の特性を得るようにしても
良い。
【００３１】このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓ
ｍ、Ｌａ、Ａｌ及びＧａの原料として酸化物、又は高温
で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量
論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｅ、Ｓｍ、Ｌａの希土類元素を化学量論比で酸に溶解し
た溶液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸
化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して
混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモ
ニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中
１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して
焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗
浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができ
る。
ｍ、Ｌａ、Ａｌ及びＧａの原料として酸化物、又は高温
で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量
論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｅ、Ｓｍ、Ｌａの希土類元素を化学量論比で酸に溶解し
た溶液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸
化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムとを混合して
混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモ
ニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中
１３５０〜１４５０℃の温度範囲で２〜５時間焼成して
焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗
浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができ
る。
【００３２】本発明の発光ダイオードにおいて、このよ
うな蛍光物質は２種類以上の蛍光物質を混合させても良
い。具体的には、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ及びＧｄ、ＬａやＳｍ
の含有量が異なる２種類以上のイットリウム・アルミニ
ウム・ガーネット系蛍光体を混合させてＲＧＢ（赤色、
緑色、青色）の波長成分を増やすことなどができる。
うな蛍光物質は２種類以上の蛍光物質を混合させても良
い。具体的には、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ及びＧｄ、ＬａやＳｍ
の含有量が異なる２種類以上のイットリウム・アルミニ
ウム・ガーネット系蛍光体を混合させてＲＧＢ（赤色、
緑色、青色）の波長成分を増やすことなどができる。
【００３３】他にも青色、青緑色や緑色を吸収して赤色
が発光可能な蛍光体である、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活
されたサファイヤ（酸化アルミニウム）蛍光体やＥｕ及
び／又はＣｒで付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2蛍光体（オキシナイトライド蛍光硝子）などが
挙げられる。これらの蛍光体を利用して発光素子からの
光と蛍光体からの光の混色により白色光を得ることもで
きる。
が発光可能な蛍光体である、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活
されたサファイヤ（酸化アルミニウム）蛍光体やＥｕ及
び／又はＣｒで付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−
ＳｉＯ2蛍光体（オキシナイトライド蛍光硝子）などが
挙げられる。これらの蛍光体を利用して発光素子からの
光と蛍光体からの光の混色により白色光を得ることもで
きる。
【００３４】Ｅｕ及び／又はＣｒで付活された窒素含有
ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2蛍光体は、酸化アルミニウ
ム、酸化イットリウム、酸化珪素及び酸化カルシウムな
どの原料に希土類原料を所定に混合した粉末を窒素雰囲
気下において１３００℃から１９００℃（より好ましく
は１５００℃から１７５０℃）において溶融し成形させ
る。成形品をボールミルして洗浄、分離、乾燥、最後に
篩を通して蛍光体を形成させることができる。これによ
り４５０ｎｍにピークをもった励起スペクトルと約６５
０ｎｍにピークがある青色光により赤色発光が発光可能
なＥｕ及び／又はＣｒで付活されたＣａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-
Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とすることができる。
ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2蛍光体は、酸化アルミニウ
ム、酸化イットリウム、酸化珪素及び酸化カルシウムな
どの原料に希土類原料を所定に混合した粉末を窒素雰囲
気下において１３００℃から１９００℃（より好ましく
は１５００℃から１７５０℃）において溶融し成形させ
る。成形品をボールミルして洗浄、分離、乾燥、最後に
篩を通して蛍光体を形成させることができる。これによ
り４５０ｎｍにピークをもった励起スペクトルと約６５
０ｎｍにピークがある青色光により赤色発光が発光可能
なＥｕ及び／又はＣｒで付活されたＣａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-
Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とすることができる。
【００３５】なお、Ｅｕ及び／又はＣｒで付活されたＣ
ａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子の窒
素含有量を増減することによって発光スペクトルのピー
クを５７５ｎｍから６９０ｎｍに連続的にシフトするこ
とができる。同様に、励起スペクトルも連続的にシフト
させることができる。そのため、Ｍｇ、Ｚｎなどの不純
物がドープされたＧａＮやＩｎＧａＮを発光層に含む窒
化ガリウム系化合物半導体からの光と、約５８０ｎｍの
蛍光体の光の合成光により白色系を発光させることがで
きる。特に、約４９０ｎｍの光が高輝度に発光可能なＩ
ｎＧａＮを発光層に含む窒化ガリウム系化合物半導体か
らなる発光素子との組合せに理想的に発光を得ることも
できる。
ａ-Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子の窒
素含有量を増減することによって発光スペクトルのピー
クを５７５ｎｍから６９０ｎｍに連続的にシフトするこ
とができる。同様に、励起スペクトルも連続的にシフト
させることができる。そのため、Ｍｇ、Ｚｎなどの不純
物がドープされたＧａＮやＩｎＧａＮを発光層に含む窒
化ガリウム系化合物半導体からの光と、約５８０ｎｍの
蛍光体の光の合成光により白色系を発光させることがで
きる。特に、約４９０ｎｍの光が高輝度に発光可能なＩ
ｎＧａＮを発光層に含む窒化ガリウム系化合物半導体か
らなる発光素子との組合せに理想的に発光を得ることも
できる。
【００３６】また、上述のＣｅで付活されたＹＡＧ系蛍
光体とＥｕ及び／又はＣｒで付活された窒素含有Ｃａ-
Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とを組
み合わせることにより青色系が発光可能な発光素子を利
用してＲＧＢ（赤色、緑色、青色）成分を高輝度に含む
極めて演色性の高い発光ダイオードを形成させることも
できる。このため、所望の顔料を添加するだけで任意の
中間色も極めて簡単に形成させることができる。本発明
においては何れの蛍光体も無機蛍光体であり、有機の光
散乱剤やＳｉＯ2などを利用して高コントラストと優れ
た量産性が両立した発光ダイオードを形成させることが
できる。
光体とＥｕ及び／又はＣｒで付活された窒素含有Ｃａ-
Ａｌ-Ｓｉ-Ｏ-Ｎ系オキシナイトライド蛍光硝子とを組
み合わせることにより青色系が発光可能な発光素子を利
用してＲＧＢ（赤色、緑色、青色）成分を高輝度に含む
極めて演色性の高い発光ダイオードを形成させることも
できる。このため、所望の顔料を添加するだけで任意の
中間色も極めて簡単に形成させることができる。本発明
においては何れの蛍光体も無機蛍光体であり、有機の光
散乱剤やＳｉＯ2などを利用して高コントラストと優れ
た量産性が両立した発光ダイオードを形成させることが
できる。
【００３７】（湿式分散法）
１．ボールミル
円筒形の容器の中にボールをいれ、容器を回転させるこ
とによりボールとボールの回転時の剪断力で分散させる
方法である。ボールミルの分散に及ぼす要因としては、
容器の大きさと回転速度、ボールの量・材料・サイズ、
分散質（蛍光体）／分散媒（樹脂）比等がある。特に回
転速度が上がると遠心力が働き、ボールが内部の空間に
滝のように落下してしまい、剪断力が得られなくなる。
剪断力を得るにはボールが重力によって回転し、なだれ
状に落下しなければならない。
とによりボールとボールの回転時の剪断力で分散させる
方法である。ボールミルの分散に及ぼす要因としては、
容器の大きさと回転速度、ボールの量・材料・サイズ、
分散質（蛍光体）／分散媒（樹脂）比等がある。特に回
転速度が上がると遠心力が働き、ボールが内部の空間に
滝のように落下してしまい、剪断力が得られなくなる。
剪断力を得るにはボールが重力によって回転し、なだれ
状に落下しなければならない。
【００３８】ボールミルにおける適正粘度は４０Ｐ〜３
００Ｐである。本発明の発光ダイオードに用いるエポキ
シ樹脂の粘度は５０Ｐでありボールミルの使用に適して
いるといえる。また、ボールミルは色替えや洗浄をする
必要がないので簡便に湿式分散を行うことができる。
００Ｐである。本発明の発光ダイオードに用いるエポキ
シ樹脂の粘度は５０Ｐでありボールミルの使用に適して
いるといえる。また、ボールミルは色替えや洗浄をする
必要がないので簡便に湿式分散を行うことができる。
【００３９】２．ロールミル
３本ロールは、３本のロールがそれぞれ異なった速度で
回転しており、そのロール間をミルベースが通過するこ
とによって強力な剪断力を受け分散する。ロールミルの
分散に及ぼす要因としては、回転比と間隙である。２本
ロールの場合は、さらに高い剪断力が得られる。３本ロ
ールの回転比は１：３：９から１：４：１６が好まし
い。また、ロールミルを使用すると、高粘度で分散で
き、凝集体の脱泡が可能となり好ましい。
回転しており、そのロール間をミルベースが通過するこ
とによって強力な剪断力を受け分散する。ロールミルの
分散に及ぼす要因としては、回転比と間隙である。２本
ロールの場合は、さらに高い剪断力が得られる。３本ロ
ールの回転比は１：３：９から１：４：１６が好まし
い。また、ロールミルを使用すると、高粘度で分散で
き、凝集体の脱泡が可能となり好ましい。
【００４０】３．コロイドミル
この分散機は回転子と、固定子であるローターとステー
ターで構成され、ローターとステーターの間の狭い間を
分散質（蛍光体）と分散媒（樹脂）が通過することによ
りこれらの空気を含んだ凝集体の分散が行われるもので
ある。このミルの分散は衝撃力の方が強いため低粘度ミ
ルベースの方が効率がよい。コロイドミルにおける適正
粘度は２Ｐ〜１００Ｐで、最も好ましいのは１５Ｐ程度
である。
ターで構成され、ローターとステーターの間の狭い間を
分散質（蛍光体）と分散媒（樹脂）が通過することによ
りこれらの空気を含んだ凝集体の分散が行われるもので
ある。このミルの分散は衝撃力の方が強いため低粘度ミ
ルベースの方が効率がよい。コロイドミルにおける適正
粘度は２Ｐ〜１００Ｐで、最も好ましいのは１５Ｐ程度
である。
【００４１】４．ハイスピードディスパーサー
回転軸の先につけたディスクあるいはインペラーを９０
０ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転することにより混合あ
るいは分散を行う方法である。１バッチ生産量は良く、
回転軸やディスクの清掃も簡便である。適正粘度は１Ｐ
以下程度で簡易顔料の分散に用いることが好ましい。
０ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍで回転することにより混合あ
るいは分散を行う方法である。１バッチ生産量は良く、
回転軸やディスクの清掃も簡便である。適正粘度は１Ｐ
以下程度で簡易顔料の分散に用いることが好ましい。
【００４２】５．アトライター
ボールミルが主に表面のボールの転がりで分散している
のに対し、アトライターはボール全体を攪拌する。垂直
の回転軸に６本以上の攪拌用バーがついている攪拌軸を
有する容器にボールをいれ、攪拌用バーによって強制的
に攪拌することから強い衝撃力と剪断が得られる方法で
ある。さらに、ミルベースをボールの量より多く仕込
み、下部よりポンプで引き抜いて全体を循環させること
で生産量をある程度自由に変えることができる。ボール
の大きさはボールミルより小さく、分散に寄与する表面
積が大きくなっている。攪拌軸の回転速度をボールミル
以上に上げることが可能で、分散効率を１０倍近く向上
させることができる。また、ボールミルよりも高粘度の
ものでも分散可能である。
のに対し、アトライターはボール全体を攪拌する。垂直
の回転軸に６本以上の攪拌用バーがついている攪拌軸を
有する容器にボールをいれ、攪拌用バーによって強制的
に攪拌することから強い衝撃力と剪断が得られる方法で
ある。さらに、ミルベースをボールの量より多く仕込
み、下部よりポンプで引き抜いて全体を循環させること
で生産量をある程度自由に変えることができる。ボール
の大きさはボールミルより小さく、分散に寄与する表面
積が大きくなっている。攪拌軸の回転速度をボールミル
以上に上げることが可能で、分散効率を１０倍近く向上
させることができる。また、ボールミルよりも高粘度の
ものでも分散可能である。
【００４３】６．サンドミル
サンドミルはディスクをもつ攪拌軸を６００ｒｐｍ〜２
３００ｒｐｍで高速回転させ、砂の遠心力を利用して剪
断と衝突を引き起こさせ分散させる方法である。砂は、
粒径が０．７ｍｍのオタワサンドを用いる。凝集体に砂
粒から加わる力は砂粒の断面積と凝集体の断面積の比に
ほぼ比例する。したがって、凝集体が小さい場合に好ま
しい。また、適正粘度は４Ｐ〜１００Ｐである。
３００ｒｐｍで高速回転させ、砂の遠心力を利用して剪
断と衝突を引き起こさせ分散させる方法である。砂は、
粒径が０．７ｍｍのオタワサンドを用いる。凝集体に砂
粒から加わる力は砂粒の断面積と凝集体の断面積の比に
ほぼ比例する。したがって、凝集体が小さい場合に好ま
しい。また、適正粘度は４Ｐ〜１００Ｐである。
【００４４】７．ビーズミル
サンドミルでは０．７ｍｍφのオタワサンドを用いたの
に対し、ビーズミルの場合大きめの３ｍｍφのビーズを
用いる。これにより、凝集体にかかる剪断力はサンドミ
ルの場合の約５０倍にもなり、高粘化が可能となる。従
って、ビーズミルの使用適正粘度は６０Ｐ〜６０００Ｐ
である。
に対し、ビーズミルの場合大きめの３ｍｍφのビーズを
用いる。これにより、凝集体にかかる剪断力はサンドミ
ルの場合の約５０倍にもなり、高粘化が可能となる。従
って、ビーズミルの使用適正粘度は６０Ｐ〜６０００Ｐ
である。
【００４５】８．ニーダーおよびエクストルーダー
超高粘度及び高粘度の分散媒に分散質を分散させるとき
に用いられる分散機である。適正粘度は７０００Ｐ〜５
００００Ｐである。ニーダーの分散機作は、ブレード
間、トルフブレード間の剪断力である。エクストルーダ
ーは、一般的にスクリュー式で、一軸・二軸・多軸を用
いることができる。
に用いられる分散機である。適正粘度は７０００Ｐ〜５
００００Ｐである。ニーダーの分散機作は、ブレード
間、トルフブレード間の剪断力である。エクストルーダ
ーは、一般的にスクリュー式で、一軸・二軸・多軸を用
いることができる。
【００４６】以下、本発明の実施例について説明する。
なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるもの
ではない。
なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されるもの
ではない。
【００４７】（実施例１）半値幅が１５ｎｍで主発光ピ
ークが４７０ｎｍの窒化ガリウム半導体を発光層に持っ
た発光素子３を用いる。発光素子３は洗浄させたサファ
イヤ基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導体
層、及び青色（４７０ｎｍ）が発光可能な発光層をＭＯ
ＶＰＥ法により形成する。アニーリング後、ウエハーを
反応容器から取り出し、最上層のｐ型窒化物半導体層の
表面に所定のＳｉＯ2等からなる絶縁膜を成膜した後、
前記絶縁膜表面上に所定の形状のレジスト膜を形成し、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置でｐ型窒化物半
導体層側からエッチングを行い、負電極を形成するｎ型
窒化物半導体層の表面を露出させる。
ークが４７０ｎｍの窒化ガリウム半導体を発光層に持っ
た発光素子３を用いる。発光素子３は洗浄させたサファ
イヤ基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導体
層、及び青色（４７０ｎｍ）が発光可能な発光層をＭＯ
ＶＰＥ法により形成する。アニーリング後、ウエハーを
反応容器から取り出し、最上層のｐ型窒化物半導体層の
表面に所定のＳｉＯ2等からなる絶縁膜を成膜した後、
前記絶縁膜表面上に所定の形状のレジスト膜を形成し、
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置でｐ型窒化物半
導体層側からエッチングを行い、負電極を形成するｎ型
窒化物半導体層の表面を露出させる。
【００４８】次に、前記絶縁膜を酸により剥離した後、
最上層にあるｐ型窒化物半導体層上のほぼ全面に、リフ
トオフ法によりＮｉ／Ａｕからなる第１正電極４を、４
７０ｎｍの波長の光透過率が４０％で且つ表面抵抗率が
２Ω／□となるように、膜厚２００オングストロームで
形成する。次に、前記第１正電極上に、リフトオフ法に
よりＡｕからなる第２正電極５を膜厚０．７μｍで形成
する。一方、エッチングにより露出させたｎ型窒化物半
導体層の表面には、同じくリフトオフ法によりＷ／Ａｌ
／Ｗ／Ａｕからなる負電極６を膜厚０．８μｍで形成す
る。
最上層にあるｐ型窒化物半導体層上のほぼ全面に、リフ
トオフ法によりＮｉ／Ａｕからなる第１正電極４を、４
７０ｎｍの波長の光透過率が４０％で且つ表面抵抗率が
２Ω／□となるように、膜厚２００オングストロームで
形成する。次に、前記第１正電極上に、リフトオフ法に
よりＡｕからなる第２正電極５を膜厚０．７μｍで形成
する。一方、エッチングにより露出させたｎ型窒化物半
導体層の表面には、同じくリフトオフ法によりＷ／Ａｌ
／Ｗ／Ａｕからなる負電極６を膜厚０．８μｍで形成す
る。
【００４９】こうして出来上がった半導体ウエハーにス
クライブラインを引いた後、外力により個々に分割させ
発光素子として３５０μｍ角の発光素子３を形成させ
る。
クライブラインを引いた後、外力により個々に分割させ
発光素子として３５０μｍ角の発光素子３を形成させ
る。
【００５０】次に、パターニングにより、各電極のボン
ディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ
2よりなる絶縁性保護膜を４７０ｎｍの波長において光
透過率が９０％となるように膜厚２μｍで形成する。
ディング部のみを露出させ素子全体を覆うようにＳｉＯ
2よりなる絶縁性保護膜を４７０ｎｍの波長において光
透過率が９０％となるように膜厚２μｍで形成する。
【００５１】以上のように形成された発光素子３を、成
形体パッケージ５凹部にエポキシ樹脂により固定する。
発光素子３の各電極と各リード電極６をそれぞれ３５μ
ｍの金線４を用いてワイヤーボンディングし電気的に接
続する。
形体パッケージ５凹部にエポキシ樹脂により固定する。
発光素子３の各電極と各リード電極６をそれぞれ３５μ
ｍの金線４を用いてワイヤーボンディングし電気的に接
続する。
【００５２】一方、蛍光体として、ＹがＧｄで約２割置
換されたイットリウム・アルミニウム酸化物を用いる。
Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解し
た溶解液を蓚酸で共沈させ、沈殿物を焼成して得られる
共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を
得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウムを混
合して坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼
成して焼成品を得る。焼成品を水中でボールミルを用い
て湿式粉砕して、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して
形成させる。その結果、Ｃｅの置換が０．０３である
（Ｙ0.8Ｇｄ0.2） 3Ａl5Ｏ12：Ｃｅが得られる。
換されたイットリウム・アルミニウム酸化物を用いる。
Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解し
た溶解液を蓚酸で共沈させ、沈殿物を焼成して得られる
共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を
得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウムを混
合して坩堝に詰め、空気中１４００℃の温度で３時間焼
成して焼成品を得る。焼成品を水中でボールミルを用い
て湿式粉砕して、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して
形成させる。その結果、Ｃｅの置換が０．０３である
（Ｙ0.8Ｇｄ0.2） 3Ａl5Ｏ12：Ｃｅが得られる。
【００５３】透光性樹脂として液状で室温粘度が５０Ｐ
であるエポキシ樹脂を用い、上記のようにして作成した
蛍光体と前記エポキシ樹脂との重量比が５．４：１００
となるよう混合する。この混合液をボールミルにより回
転数５０ｒｐｍで２時間混合分散する。分散された蛍光
体含有エポキシ樹脂を発光素子３が配置された成形体パ
ッケージ５凹部に流し込み１２０℃×４時間で硬化成形
させる。
であるエポキシ樹脂を用い、上記のようにして作成した
蛍光体と前記エポキシ樹脂との重量比が５．４：１００
となるよう混合する。この混合液をボールミルにより回
転数５０ｒｐｍで２時間混合分散する。分散された蛍光
体含有エポキシ樹脂を発光素子３が配置された成形体パ
ッケージ５凹部に流し込み１２０℃×４時間で硬化成形
させる。
【００５４】こうして得られる白色系発光ダイオード５
００個に対し、光度及び色調の測定を行う。
００個に対し、光度及び色調の測定を行う。
【００５５】（実施例２）同様に、蛍光体７を透光性樹
脂２であるエポキシ樹脂に分散させる際にボールミルを
使用する時間が８時間である以外は実施例１と同様にし
て発光ダイオードを５００個形成し、光度及び色調の測
定を行う。
脂２であるエポキシ樹脂に分散させる際にボールミルを
使用する時間が８時間である以外は実施例１と同様にし
て発光ダイオードを５００個形成し、光度及び色調の測
定を行う。
【００５６】（実施例３）同様に、蛍光体７を透光性樹
脂２であるエポキシ樹脂に分散させる際にボールミルを
使用する時間が２４時間である以外は実施例１と同様に
して発光ダイオードを５００個形成し、光度及び色調の
測定を行う。
脂２であるエポキシ樹脂に分散させる際にボールミルを
使用する時間が２４時間である以外は実施例１と同様に
して発光ダイオードを５００個形成し、光度及び色調の
測定を行う。
【００５７】（実施例４）透光性樹脂２としてエポキシ
樹脂の代わりに、溶剤を加え室温粘度を７０Ｐに調節し
たアクリル樹脂を用い、蛍光体７と前記樹脂との重量比
が５．４：１００となるよう混合し、ロールミルを回転
数３０ｒｐｍで３回通過させ混合分散させたものを発光
素子３が配置された成形体パッケージ５凹部に流し込み
１２０℃×３時間で硬化成形させる以外は実施例１と同
様にして発光ダイオードを形成すると、実施例３と同様
な効果が得られる。
樹脂の代わりに、溶剤を加え室温粘度を７０Ｐに調節し
たアクリル樹脂を用い、蛍光体７と前記樹脂との重量比
が５．４：１００となるよう混合し、ロールミルを回転
数３０ｒｐｍで３回通過させ混合分散させたものを発光
素子３が配置された成形体パッケージ５凹部に流し込み
１２０℃×３時間で硬化成形させる以外は実施例１と同
様にして発光ダイオードを形成すると、実施例３と同様
な効果が得られる。
【００５８】（実施例５）同じ励起光源の可視発光スペ
クトルで異なる色が発光可能な２種類の蛍光体を用いた
以外は実施例１と同様にして発光ダイオードを形成す
る。２種類の蛍光体は、粒径が７．３μｍである（Ｙ
0.995Ｇｄ0.005）３Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ0.25と、Ｅｕ及び
Ｃｒで付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
蛍光体を用いる。このようにして得られた発光ダイオー
ドは実施例１と同様の効果が得られる。また、実施例１
よりも高いコントラスト比を得られる発光ダイオードと
することができる。これは、蛍光体ボディーカラーであ
る黄色と赤色が混ざるためと考えられる。なお、本実施
例の発光ダイオードよりも演色性が高くピンクの顔料を
混合させることによって中間色も高輝度に発光させるこ
とができる。
クトルで異なる色が発光可能な２種類の蛍光体を用いた
以外は実施例１と同様にして発光ダイオードを形成す
る。２種類の蛍光体は、粒径が７．３μｍである（Ｙ
0.995Ｇｄ0.005）３Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ0.25と、Ｅｕ及び
Ｃｒで付活された窒素含有ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2
蛍光体を用いる。このようにして得られた発光ダイオー
ドは実施例１と同様の効果が得られる。また、実施例１
よりも高いコントラスト比を得られる発光ダイオードと
することができる。これは、蛍光体ボディーカラーであ
る黄色と赤色が混ざるためと考えられる。なお、本実施
例の発光ダイオードよりも演色性が高くピンクの顔料を
混合させることによって中間色も高輝度に発光させるこ
とができる。
【００５９】（比較例１）比較のために蛍光体７を透光
性樹脂２に分散させる際にボールミルを使用せず、攪拌
器（２Ｈ）を使用した以外は実施例１と同様にして発光
ダイオードを５００個形成し、光度及び色調を測定す
る。
性樹脂２に分散させる際にボールミルを使用せず、攪拌
器（２Ｈ）を使用した以外は実施例１と同様にして発光
ダイオードを５００個形成し、光度及び色調を測定す
る。
【００６０】図２は硬化前の液状の透光性樹脂２に蛍光
体７を分散させた際の模式的分散状態である。（Ａ）は
比較例１の、（Ｂ）は実施例１の結果である。凝集体は
大小の蛍光体が凝集し不規則な形をしている。そのた
め、凝集体の断面を真円に置き換えてその真円の粒径を
測定することで、それぞれの条件での凝集体の平均粒径
を決定する。それぞれの凝集体の平均粒径は（Ａ）では
約３０ｎｍ、（Ｂ）では約５ｎｍである。このことか
ら、ボールミルを使用することで凝集体の粒径は遙かに
小さく均等化させたといえる。
体７を分散させた際の模式的分散状態である。（Ａ）は
比較例１の、（Ｂ）は実施例１の結果である。凝集体は
大小の蛍光体が凝集し不規則な形をしている。そのた
め、凝集体の断面を真円に置き換えてその真円の粒径を
測定することで、それぞれの条件での凝集体の平均粒径
を決定する。それぞれの凝集体の平均粒径は（Ａ）では
約３０ｎｍ、（Ｂ）では約５ｎｍである。このことか
ら、ボールミルを使用することで凝集体の粒径は遙かに
小さく均等化させたといえる。
【００６１】各ボールミル使用時間における光度測定結
果と色調測定結果をそれぞれ図３と図４及び図５〜図８
に示す。図３、４に示すように、ボールミル無使用で攪
拌器（２Ｈ）を使用した場合、光度と色調共に大きなバ
ラツキがみられる。これは、蛍光体表面に気泡が存在
し、屈折率及びバラツキ差による散乱発生が原因と思わ
れる。ミル時間が増すにつれて光度はアップし、光度と
色調は攪拌器の時に比べ遙かに収束される。図４〜図８
からミル時間２時間以降で色調収束は飽和していること
が確認できる。
果と色調測定結果をそれぞれ図３と図４及び図５〜図８
に示す。図３、４に示すように、ボールミル無使用で攪
拌器（２Ｈ）を使用した場合、光度と色調共に大きなバ
ラツキがみられる。これは、蛍光体表面に気泡が存在
し、屈折率及びバラツキ差による散乱発生が原因と思わ
れる。ミル時間が増すにつれて光度はアップし、光度と
色調は攪拌器の時に比べ遙かに収束される。図４〜図８
からミル時間２時間以降で色調収束は飽和していること
が確認できる。
【００６２】以上説明したように、本発明は、発光層が
窒化物系化合物半導体からなる発光素子と、発光素子に
よって発光された光の少なくとも一部を吸収して吸収し
た光の波長を変換し異なる波長を発光する蛍光体を含有
する樹脂部材を有する発光ダイオードにおいて、前記蛍
光体による凝集体の粒径が３μｍ〜５０μｍとなるよう
に、蛍光体物質を含有させた液状樹脂に予め湿式分散処
理を施して用いる。これにより、歩留まり良く、収束し
た色調を有し且つ光度の高い発光ダイオードが得られ
る。また、色調の収束はミル時間２時間以降で飽和する
ことがわかる。また、発光ダイオードにおいて、蛍光体
含有樹脂中における蛍光凝集体の分布状態を２億個／ｃ
ｍ2〜６０億個／ｃｍ2とする。これにより、発光出力を
低下させることなく発光のバラツキの少ない発光ダイオ
ードとすることができる。
窒化物系化合物半導体からなる発光素子と、発光素子に
よって発光された光の少なくとも一部を吸収して吸収し
た光の波長を変換し異なる波長を発光する蛍光体を含有
する樹脂部材を有する発光ダイオードにおいて、前記蛍
光体による凝集体の粒径が３μｍ〜５０μｍとなるよう
に、蛍光体物質を含有させた液状樹脂に予め湿式分散処
理を施して用いる。これにより、歩留まり良く、収束し
た色調を有し且つ光度の高い発光ダイオードが得られ
る。また、色調の収束はミル時間２時間以降で飽和する
ことがわかる。また、発光ダイオードにおいて、蛍光体
含有樹脂中における蛍光凝集体の分布状態を２億個／ｃ
ｍ2〜６０億個／ｃｍ2とする。これにより、発光出力を
低下させることなく発光のバラツキの少ない発光ダイオ
ードとすることができる。
【図１】本発明の発光装置の模式的断面図。
【図２】（Ａ）比較例１の発光装置における樹脂中での
蛍光体の分布状態。（Ｂ）実施例１の発光装置における
樹脂中での蛍光体の分布状態。
蛍光体の分布状態。（Ｂ）実施例１の発光装置における
樹脂中での蛍光体の分布状態。
【図３】樹脂中へ蛍光体を分散させる際のボールミル使
用時間に対する色調変化。
用時間に対する色調変化。
【図４】樹脂中へ蛍光体を分散させる際のボールミル使
用時間に対する光度変化。
用時間に対する光度変化。
【図５】樹脂中への蛍光体の分散において、ボールミル
を無使用（０時間）の時の色調領域。
を無使用（０時間）の時の色調領域。
【図６】樹脂中への蛍光体の分散において、ボールミル
を２時間使用の時の色調領域。
を２時間使用の時の色調領域。
【図７】樹脂中への蛍光体の分散において、ボールミル
を８時間使用の時の色調領域。
を８時間使用の時の色調領域。
【図８】樹脂中への蛍光体の分散において、ボールミル
を２４使用の時の色調領域。
を２４使用の時の色調領域。
１・・・発光装置
２・・・蛍光体含有の透光性樹脂
３・・・ＬＥＤチップ
４・・・金線
５・・・成形体パッケージ
６・・・リード電極
７・・・蛍光体の粉体
８・・・蛍光体の凝集体
９・・・凝集体の粒径
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
C09K 11/00 - 11/89
Claims (5)
- 【請求項１】 発光層が窒化物系化合物半導体からなり
主発光ピークが４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲に
ある発光素子と、該発光素子によって発光された波長の
一部を吸収して異なる波長を発光する蛍光体を含有する
樹脂部材とを有し、前記発光素子の光と前記蛍光体の光
の合成光を発光する発光ダイオードにおいて、 前記蛍光体はＥｕ及び／又はＣｒで付活されたＮ含有Ｃ
ａＯ−Ａｌ ２ Ｏ ３ −ＳｉＯ ２ ガラスであると共に、該蛍
光体は平均粒径が３μｍ〜５０μｍの凝集体を構成する
ことを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記蛍光体に加えてＹ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌ
ａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選択される少なくとも
１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選ば
れた少なくとも１つの元素とを含み且つＣｅで付活され
たガーネット系蛍光体を有する請求項１に記載の発光ダ
イオード。 - 【請求項３】 前記蛍光体の平均粒径は１μｍ〜２０μ
ｍである請求項１乃至２に記載の発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記樹脂中に前記凝集体は２億個／ｃｍ
２〜６０億個／ｃｍ２含有されていることを特徴とする
請求項１乃至請求項３に記載の発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記発光素子の発光ピークは、４５０ｎ
ｍ以上４７５ｎｍの範囲にあって、前記発光素子の光と
前記蛍光体の光の合成光により白色系を発光することを
特徴とする請求項１乃至４に記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000237874A JP3511987B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-08-07 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-255481 | 1999-09-09 | ||
| JP25548199 | 1999-09-09 | ||
| JP2000237874A JP3511987B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-08-07 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001148516A JP2001148516A (ja) | 2001-05-29 |
| JP3511987B2 true JP3511987B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=26542232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000237874A Expired - Lifetime JP3511987B2 (ja) | 1999-09-09 | 2000-08-07 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007138696A1 (ja) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd. | 発光素子実装用基板、発光素子パッケージ体、表示装置及び照明装置 |
| CN103733362A (zh) * | 2011-08-16 | 2014-04-16 | 三星电子株式会社 | 具有改善的发光效力的led器件 |
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| KR100923804B1 (ko) | 2001-09-03 | 2009-10-27 | 파나소닉 주식회사 | 반도체발광소자, 발광장치 및 반도체발광소자의 제조방법 |
| JP2003147346A (ja) * | 2001-11-15 | 2003-05-21 | Kansai Tlo Kk | 希土類錯体を用いた光機能材料及び発光装置 |
| KR20040017926A (ko) * | 2002-08-22 | 2004-03-02 | 웬-치 호 | 광-혼합 층 및 광-혼합 방법 |
| JP2005272484A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Fujikura Ltd | 発光デバイス |
| JP4645089B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2011-03-09 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置および蛍光体 |
| JP4880887B2 (ja) | 2004-09-02 | 2012-02-22 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置 |
| TWI413274B (zh) | 2005-03-18 | 2013-10-21 | Mitsubishi Chem Corp | 發光裝置，白色發光裝置，照明裝置及影像顯示裝置 |
| JP5721921B2 (ja) * | 2005-03-28 | 2015-05-20 | 三菱化学株式会社 | 白色発光装置及び照明装置 |
| WO2007037120A1 (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 白色発光型ｌｅｄランプおよびそれを用いたバックライト並びに液晶表示装置 |
| JP2007091960A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Nitto Denko Corp | 光半導体素子封止用樹脂組成物およびそれを用いて得られる光半導体装置 |
| CN102181280A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-09-14 | 东莞市银河光电有限公司 | 一种白光smd led生产用胶饼的制备工艺 |
-
2000
- 2000-08-07 JP JP2000237874A patent/JP3511987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007138696A1 (ja) | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Fujikura Ltd. | 発光素子実装用基板、発光素子パッケージ体、表示装置及び照明装置 |
| US7977696B2 (en) | 2006-05-31 | 2011-07-12 | Fujikura Ltd. | Light-emitting element mounting substrate, light-emitting element package, display device, and illumination device |
| CN103733362A (zh) * | 2011-08-16 | 2014-04-16 | 三星电子株式会社 | 具有改善的发光效力的led器件 |
| CN103733362B (zh) * | 2011-08-16 | 2017-03-29 | 三星电子株式会社 | 具有改善的发光效力的led器件 |
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