JP3658800B2 - 発光ダイオード - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は発光ダイオードに関するものであり、特に、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を担持し、その光触媒反応によって脱臭、殺菌、防汚、水の浄化等が可能な発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、パイロットランプや各種のインジケータとして、或いは文字や図形等の表示、信号、装飾、デザイン等に、小さな半導体発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）が広く使用されている。
【０００３】
この発光ダイオード（ＬＥＤ）は、構造上においてはリードフレームタイプやステムタイプ等があり、また形状においては面実装用の平面発光形等の特殊な形状のものもあるが、いずれの種類または形状のものにおいても、基本的には、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなるＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止すると共にその放射光に指向性を与える一般にエポキシ樹脂からなるモールドレンズとから形成される（なお、このモールドレンズは、例えば、単なる平板状に形成され、放射光に指向性を与えない場合もあるが、本願明細書では、ＬＥＤチップを封止すると共にその放射光を外部に導く透明材料からなる封止体を一般に「モールドレンズ」という）。また、この発光ダイオードは、使用する光半導体の結晶体の種類によって、またそれの適切なドーピングによって赤、緑、青等の種々の光を発光することができる。そして、紫外線、または色彩のある可視光と共に紫外線を放射する発光ダイオードも知られている。
【０００４】
ところで、近年、二酸化チタンＴｉＯ₂ に代表される光半導体の微粒子による光触媒作用、特に、その強い酸化触媒作用に高い注目が集められている。
【０００５】
この光触媒作用は次のように一般に考えられている。即ち、二酸化チタン等の光半導性を有する粒子状物質をそのバンドキャップエネルギ以上の光（二酸化チタンの場合は４００ｎｍ以下の光、即ち、紫外線）で照射すると、価電子帯の電子が光励起されて伝導帯に移り、伝導帯には自由電子が生成すると共に、価電子帯には正の電荷を帯びた粒子（正孔）が生成する。これらの正孔と電子とは半導体粒子内部を運動し、時間の経過と共に再結合して消滅するが、その粒子外部に空気または水、或いはそれらの正孔や電子よりもエネルギの低い空順位を有する化合物やイオンが存在すると、その粒子表面を通してそれらの正孔と電子が移動する。つまり、半導体粒子表面に移動した正孔は接触する化合物やイオンを直接酸化し、或いは活性酸素の１つである水酸基ラジカルを生成する。また、この酸化反応に対する電子による還元反応は主に酸素の還元であり、電子が付加された酸化性の高い酸素種が生成される。こうして、光半導体微粒子は光が照射されることによって酸化性の活性表面を形成し、有機化合物の分解等に触媒として作用する（「季刊 化学総説 『光が関わる触媒化学』Ｎｏ．２３，１９９４）。
【０００６】
このような光半導体微粒子による酸化触媒作用は、光半導体の中でも二酸化チタンが特に高い。また、二酸化チタンは安定性や安全性にも優れている。そこで、この二酸化チタンの微粉末を薄膜として基体表面に担持して光触媒を形成し、紫外線照射時のその高い酸化力を有機化合物等の分解に利用した種々の応用が既に知られている。
【０００７】
その応用の最もよく知られた例は、海上に流出した原油の分解である。中空のガラスビーズの表面に、上記の二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をコーティングによって担持させる。そして、このガラスビーズを原油が流出した海上に散布する。それによってガラスビーズの表面には原油が付着するが、この付着した原油は、その光触媒が太陽光中の紫外線によって活性化し、強い酸化触媒作用を発揮することによって、分解される。これは実際にはシャーレに水を入れて試験的になされたものであるが、太陽光の下で２週間または１カ月ほどで完全に原油を分解できることが報告されている。
【０００８】
また最近では、室内空気の脱臭または消臭、殺菌（抗菌）、タバコのヤニや油膜等の汚れの分解にもその応用が試みられている。具体的には、これらの例は窓ガラスや蛍光灯のガラスチューブ、或いはタイル等の表面に二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を形成したものであり、自然光または蛍光灯の光に含まれる紫外線を利用してその光触媒を活性化させ、それの酸化触媒反応によって接触するメルカプタン等の臭気化合物、或いはタバコのヤニ等の有機物を分解し、または、細菌等の微生物を死滅させまたはその増殖を抑えるものである。そして、これによる実際の効果も確認され、自動車や高層ビル等の窓ガラス、或いは衛生用のタイルは既に実用化段階に入っている。
【０００９】
更に、最近実用化された例として、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をコップ等のガラス容器の表面に形成したものも知られている。これによれば、蛍光灯の光に含まれる微弱な紫外線によってもその光触媒が活性化されるため、水道水に含まれるカルキ臭を除去し、また有機ハロゲン化合物、特に発ガン性物質のトリハロメタンを分解することができる。また、その光触媒は水のクラスタ（分子の集合体）を微細化する作用もあり、美味しい水ができる効果もある。
【００１０】
その他の応用例は、実用化には至っていないが、産業用排水等の排水の浄化、窒素酸化物等の大気汚染物質の無害化または分解、更には医学的応用としての癌細胞の死滅除去等である。そして、これらの排水処理等の例では、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒をハニカムやセラミックスウール等の表面積の大きい基体に担持させると共に、光源としては強い太陽光、或いは強い紫外線蛍光ランプ（ブラックライト）が用いられている。
【００１１】
なお、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒において、その薄膜を形成する二酸化チタンの粒子径は、十分に小さいほど「量子サイズ効果」等によって光触媒作用が高いことが知られている。そのため、その薄膜は、二酸化チタンのコロイドを基体表面に塗布し焼成する等の方法によって、一般に０．３μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下の膜厚の透明な薄膜として、またはそのような薄膜を多層化した薄膜として形成されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）の薄膜からなる光触媒は、これに紫外線が照射されることによって高い酸化触媒作用を生じ、有機化合物等を分解させることができる。そのため、この光触媒を適当な基体表面に担持させることによって、前述のように、空気の脱臭または消臭、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、或いは水の浄化等に有効に利用することができる。
【００１３】
ただ、ここで問題となるのは、その二酸化チタンの薄膜からなる光触媒を活性化し、それによって有機化合物等の分解等の触媒反応を生じさせるためには紫外線が必要であることである。そして、この紫外線源としては、従来では主に、太陽の自然光または蛍光灯の光に含まれる紫外線が利用されている。しかしながら、これらの光を利用することは新たな光源を必要としない利点はあるが、その光触媒による触媒反応系の適用場所等は自ずと限定されたものとなる。即ち、それらの光が当たらないかまたは十分には当たらない場所には光触媒を適用することはできず、光触媒を担持させる基体は、それらの光を十分に受けることができる窓ガラスや蛍光灯のカバー、またはそれらの光の下に置くことができるガラスコップ等に専ら限定される。また、光触媒の光触媒反応によって有機化合物等を完全に分解するためにはある程度の時間が必要であるが、夜間或いは消灯時にはその光触媒反応を生じさせることができない。
【００１４】
そのため、光触媒による触媒反応を生じさせるための紫外線源としては紫外線蛍光ランプ（ブラックライト）の使用が考えられ、また、実際に従来においても、特に、試験等には紫外線蛍光ランプが使用されている。しかし、このような紫外線蛍光ランプは、それを設置するために比較的広い空間と場所とを要し、狭い空間等には設置することができない。また、それの電力消費量も、終日使用される場合にはかなり多いものとなる。したがって、紫外線蛍光ランプの場合も、それが放射する紫外線には人体に有害な遠紫外線が多く含まれることも合わせて、その具体的な適用場所等は限定されるものであった。
【００１５】
そこで、本発明は、光触媒の触媒作用によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、防汚、水の浄化等が可能で、広範な活用用途が見込まれる発光ダイオードの提供を課題とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１にかかる発光ダイオードは、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射する１以上のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップを封止する透明な合成樹脂材料でモールド成形されたレンズと、そのレンズの外側表面に一体に被覆された透明なガラス材料からなるキャップと、そのキャップの表面に担持された光触媒とを具備するものである。
【００１９】
請求項２にかかる発光ダイオードは、請求項１において、前記光触媒を二酸化チタンの薄膜としたものである。
【００２０】
請求項３にかかる発光ダイオードは、請求項１または請求項２において、そのＬＥＤチップが、色彩を有する可視光と前記紫外線とを主に放射するものからなるものである。
【００２１】
請求項４にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、そのＬＥＤチップが、青色の光と前記紫外線とを主に放射するｐｎ接合された窒化ガリウム（ＧａＮ）系光半導体の結晶体からなるものである。
【００２２】
【作用】
請求項１においては、ＬＥＤチップから放射された紫外線は、透明な合成樹脂材料でモールド成形されたレンズを透過し、更にそれを被覆する透明なガラス材料からなるキャップを透過して、その表面に担持された光触媒に当たり、これを活性化する。そして、活性化された光触媒は、前述のように酸化力のある活性表面を形成するため、これに接触する臭成分或いはタバコのヤニ等の有機化合物等を酸化分解し、また、これに接触する細菌等の微生物を死滅させまたはその成育を阻害する。そのため、そのような光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができる発光ダイオードを得ることができる。更に、ＬＥＤチップを複数にしたものにおいては、より多くの紫外線が放射され、また、色彩を有する可視光もより多く放射されるので、光触媒の光触媒反応の能力をより高くし、また、色彩を有する可視光の発光容量を増加することができる。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができ、また有彩色に発光することができると共に、それらの能力の高い発光ダイオードを得ることができる。
【００２５】
請求項２においては、ＬＥＤチップから放射された紫外線は、二酸化チタンの薄膜とした光触媒に当たり、これを効率よく、活性化する。
【００２６】
請求項３においては、ＬＥＤチップから放射される放射光のうちの色彩を有する可視光は、光触媒に吸収されないため、そのままこれを透過する。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができると共に、その色彩に発光する発光ダイオードを得ることができる。
【００２７】
請求項４においては、青色の光が紫外線の波長に近いものであるため、ＬＥＤチップの放射光のスペクトルを範囲を比較的狭いものとすることができ、より高い発光効率を得ることができる。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができると共に、青色に発光することができ、しかも発光効率の良い発光ダイオードを得ることができる。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００２９】
〔第一実施例〕
図１は本発明の第一実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【００３０】
図１のように、全体を１で示す本実施例の発光ダイオードは、ｐｎ接合された半導体の結晶体からなる光（電磁波）を放射するＬＥＤチップ２と、このＬＥＤチップ２を封止するモールドレンズ３とを備えている。なお、このモールドレンズ３はエポキシ樹脂またはアクリル系樹脂等の透明な合成樹脂材料から形成され、また、ＬＥＤチップ２からの放射光に指向性を与えて外部に導くように、レンズ形状に形成されている。また、本実施例の発光ダイオード１はリードフレーム形に形成され、フレームを兼ねた一方の外部リード４の先端にＬＥＤチップ２が融着されると共に、このＬＥＤチップ２のｐ側電極と他方の外部リード４とが金線５により接続されている。なお、この構造は一般の発光ダイオードと同じであり、また、このＬＥＤチップ２とモールドレンズ３とを備えた発光ダイオードの構造は、セラミックステムを備えたステム形等であることもできる。
【００３１】
そして、本実施例の発光ダイオード１においては、モールドレンズ３の外側を覆うようにガラス材料からなるキャップ６が一体に設けられ、更にそのキャップ６の外側表面のほぼ全面に、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７が担持されている。またここで、ＬＥＤチップ２は、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線（近紫外線）を主に、即ち十分な容量で放射するものとされている。
【００３２】
そのため、この発光ダイオード１に順電圧を加えて作動すると、ＬＥＤチップ２はその紫外線を含む光を放射し、その紫外線がモールドレンズ３を透過し、更にキャップ６を透過して、その表面の光触媒７に照射される。それによって、光触媒７は活性化され、その触媒作用、特に酸化触媒作用によって、有機化合物の分解等の光触媒反応が生起される。そして、例えば、メルカプタン類或いはタバコの臭成分、或いは有機溶剤等の有機化合物を含む室内等の空気と接触させた場合には、それらの有機化合物が酸化分解されるため、その空気を浄化し、脱臭することができる。
【００３３】
また、この発光ダイオード１（光触媒７）を飲料水等の水と接触させた場合には、それに溶存するトリハロメタン等の有害化合物を分解し、またカルキ臭、カビ臭の原因物質（例えば、２−メチルイソボルネオール）等を分解することができ、その水を浄化することができる。また、活性化された光触媒７は水のクラスタ（水分子の集合体）を細分化する作用も有し、それによって美味しく、また健康に良い水を生成することができる。
【００３４】
更に、活性化された光触媒７の酸化力は、これに接触する細菌、カビ等の微生物を死滅させ、またはその成育を阻害する。そのため、この発光ダイオード１は、殺菌力のある抗菌表面を形成し、衛生的で、また清潔な表面を提供する。
【００３５】
このように、本実施例の発光ダイオード１によれば、空気の浄化（脱臭）、抗菌（殺菌）、付着するタバコのヤニや油膜等による汚染の防止（防汚）、水の浄化等が可能な光触媒反応素子としての発光ダイオードを得ることができる。そして、この発光ダイオード１は小さな素子として形成されるため、狭い場所等を含むあらゆる場所に容易に適用し、設置することができる。
【００３６】
なお、ここで、本実施例の発光ダイオード１を基本的に形成するＬＥＤチップ２、モールドレンズ３、キャップ６、及び光触媒７について、更に詳細に説明する。
【００３７】
〈ＬＥＤチップ〉
ＬＥＤチップ２は、ｐｎ接合された半導体の結晶体からなる。そして、このようなＬＥＤチップはその半導体結晶体の種類等によって種々のスペクトルの光を放射するが、本実施例においては、光触媒７の活性化のために、波長３６０〜４００ｎｍの光（近紫外線）を主に放射するものが使用される。つまり、二酸化チタンは３８０〜３９０ｎｍ（理論値は３８８ｎｍ）に光吸収スペクトルピークを有している。そのため、ＬＥＤチップ２は、その波長３６０〜４００ｎｍの範囲の紫外線を十分に放射することができるものが使用される。
【００３８】
なお、このＬＥＤチップ２は、光触媒反応素子として機能する発光ダイオード１を得るためには、波長３６０〜４００ｎｍのスペクトル範囲内の光のみを放射するものであることが、発光効率及び電力消費の点では好ましい。しかし、実際には、発光ダイオードの放射する光は、半導体レーザの場合とは異なり、一般に少なくとも５０ｎｍのスペクトル範囲を有するため、波長３６０〜４００ｎｍのみの光を放射するＬＥＤチップを得ることは困難である。そのため、ここで使用するＬＥＤチップ２としては、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を十分に含む光（電磁波）を放射するものであればよい。
【００３９】
しかし、このＬＥＤチップ２としては、好ましくは、人体に有害な紫外線、即ち、３２０ｎｍ以下の波長の遠紫外線を放射しないものが好ましい。更に、より好ましいのは、そのような遠紫外線だけでなく、日焼けを生じさせるような紫外線（Ｂランクの紫外線）も放射しない、即ち、３５０ｎｍ以下の波長の紫外線を実質的に放射しないＬＥＤチップである。そして、このようなＬＥＤチップによれば、人体に全く無害な発光ダイオード１を形成することができ、日常生活における用途にも安全に使用することができる。したがって、使用するＬＥＤチップ２としては、波長３５０ｎｍ以上（より好ましくは、３６０ｎｍ以上）の光のみを実質的に放射するものが好ましい（ただし、ＬＥＤチップ２の放射光に遠紫外線が含まれる場合であっても、その少くとも一部は光触媒７によって吸収されることができる）。
【００４０】
これに対して、可視光である４００ｎｍ以上の波長の光は、光触媒７には実質的には吸収されずにこれを透過するが、人体に無害であるため、このような可視光を含む光を放射するＬＥＤチップは、何等問題なく使用することができる。また、そのようなＬＥＤチップを使用することによって、その発光ダイオード１が作動していることを容易に確認することができる。更に、その可視光が明彩色である場合には、発光ダイオード１がそのような色彩色に発光するため、照明や表示手段としての機能を合わせて有する発光ダイオード１を得ることができる。
【００４１】
即ち、ＬＥＤチップ２は、色彩を有する可視光と波長３６０〜４００ｎｍの紫外線とを主に放射するものであることが、好ましい態様の一つである。これによって、可視発光ランプとしての機能を有し、しかも空気の浄化等の光触媒反応を行うことができる発光ダイオード１を得ることができる。
【００４２】
そして、その可視光は赤や緑、或いは青等の任意の有彩色であることができ、また、そのような可視光と上記の紫外線とを主に放射するＬＥＤチップ２は、それを形成する半導体結晶体の種類を選定し、また適切なドーピング処理等を行うことによって適宜得ることができる。しかしながら、その有彩の可視光としてより好ましいのは、波長が４５０ｎｍ程度である青色の光である。それによれば、ＬＥＤチップ２の放射する光のスペクトル範囲を比較的狭いものとすることができ、より高い発光効率を得ることができる。そして、この青色の光と波長３６０〜４００ｎｍの紫外線とを主に放射するＬＥＤチップ２は、それを形成する半導体結晶体として窒化ガリウム（ＧａＮ）系、炭化ケイ素（ＳｉＣ）系、硫化亜鉛（ＺｎＳ）系、硫化セレン（ＳｅＳ）系等の半導体材料を用いて、一般に製造することができる。しかし、これらの半導体材料の中でも、窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体材料によれば、最もそのような光の発光効率が高いＬＥＤチップ２を得ることができる。
【００４３】
なお、このＬＥＤチップ２（発光ダイオード１）を作動させる電源は、一般の発光ダイオードの場合と同じである。特に、低い電圧で作動させることができ、またその消費電力も少ないので、乾電池、或いは充電池等の蓄電池も適宜用いることができる。そのため、本実施例の発光ダイオード１は、電源配線のない場所にも適用することができ、そして光触媒反応を生じさせることができる。また、家庭用の交流電源を使用することもできる。そしてこの場合、例えば、単にシリコンダイオードを用いて半波整流するか、または、２つの発光ダイオード１を互いに逆方向接続して使用すればよいため、簡単にその電源を利用することができる。更に、その電源回路にはスイッチ、タイマ等を設けることもでき、それによって発光ダイオード１の不必要な作動をなくし、消費電力の節約を図ることができる。
【００４４】
〈モールドレンズ〉
モールドレンズ３は、前述のように、ＬＥＤチップ２を封止し、またそれが放射する放射光を外部に透過させるためのものである。そのため、このモールドレンズ３は光透過性の透明な材料から形成され、一般にエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等の合成樹脂材料から形成することができる。なお、この透明な合成樹脂材料は、ＬＥＤチップ２が色彩を有する可視光を紫外線と共に放射する場合、その色彩に着色することもできる。
【００４５】
そして、このモールドレンズ３は、ＬＥＤチップ２を十分に封止できる形状であれば、適宜の形状に形成することができる。例えば、図１の場合においては、ＬＥＤチップ２からの放射光に指向性を与えるために、先端に丸みを有する凸レンズの形状に形成されている。また、レンズ形状だけでなく、例えば、先端が平坦なものとして形成することもでき、この場合、モールドレンズ３の先端部分にシリカ粉等の光分散体を混入することによって、分散（拡散）発光型の発光ダイオード１を得ることができる。
【００４６】
なお、一般の発光ダイオードにおいて、ＬＥＤチップを封止する封止体としては、先端にガラスレンズを備えた金属製キャップも知られている。そこで、モールドレンズ３に代えて、このような金属製キャップをＬＥＤチップ２の封止体として使用することもできる。この場合、光触媒７はそのレンズの外側表面に担持される。しかし、透明な合成樹脂材料からなるモールドレンズ３は、キャスティングモールド法やトランスファモールド法等によって簡単にモールド成形することができるため、製造が容易である利点がある。
【００４７】
〈キャップ〉
キャップ６は、担持体として光触媒７をその外側表面に担持し、光触媒反応表面を提供するためのものであり、モールドレンズ３を覆うようにこれに一体に設けられる。そのため、このキャップ６は、モールドレンズ３と共にＬＥＤチップ２からの放射光を透過できるように、透明な材料から形成される。そして、キャップ６を形成するこの透明材料としては、光触媒７の光触媒作用、特に酸化触媒作用に対して不活性な材料であればよく、ポリカーボネート、或いはアクリル系樹脂等の合成樹脂材料も使用することができる。しかし、合成樹脂材料は、長い間にはその光触媒７の光触媒作用によって劣化するため、余り好ましくはない。また、ガラスセラミックスは化学的に安定な材料であるが、その成形が比較的困難である。そのため、キャップ６を形成する透明材料としては、ガラス材料が化学的な安定性、成形性の点からも好ましい。そして、このガラス材料としては、強度等の点では石英ガラス、或いは高シリカガラスやホウケイ酸ガラス等が好ましいが、通常のソーダ石灰ガラス等も好適に使用することができる。
【００４８】
また、このキャップ６は適宜の形状に形成することができるが、一般にはモールドレンズ３の形状に従った形状、即ち、均一な厚さのカバー状に形成される。しかし、キャップ６はモールドレンズ３と一体に形成されるため、例えば、凸レンズ形状の発光ダイオード１を形成する場合、キャップ６自体の先端部を肉厚に形成することもできる。また、このキャップ６の外側表面には、光触媒７を担持可能な表面積をより拡大し、それによって光触媒反応をより強くするために、凹凸や突起、或いは粗面を形成することもできる。なお、そのような粗面は、械的加工等によって形成することができるが、ガラスの粉末をキャップ６の表面に融着させることによっても形成することもできる。
【００４９】
ところで、本実施例の発光ダイオード１は単一のＬＥＤチップ２を備えたものとして形成され、そのため、キャップ６は鉛筆のキャップのような形状に形成されているが、そのＬＥＤチップ２を複数個配列して同様な発光ダイオード１を形成することも可能であり、その場合、そのキャップ６はそれに応じた形状に形成される。これについては、後の実施例において説明する。
【００５０】
〈光触媒〉
また、このキャップ６の表面に担持される光触媒７は、光半導体である二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）の薄膜、具体的には、その微粒子のコーティングからなっている。なお、同様な光触媒反応を生じる光半導体としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドニウム（ＣｄＳ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、チタン酸ストロンチウム等の種々のものが知られているが、例えば、硫化亜鉛は、光を受けると水中では亜鉛イオンとなって溶解する。これらに対して二酸化チタンは、光触媒反応性が高いだけでなく、化学的に安定であって反応持続性があり（永久的）、しかも人体に全く無害である。
【００５１】
そして、その光触媒７を形成する二酸化チタンの微粒子は、光触媒反応を生じるためには、「量子サイズ効果」等により十分に小さい必要があることが既に知られている。そのため、この二酸化チタンの薄膜は、一般に０．３μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下の膜厚の透明な薄膜として、または、そのような薄膜を多層化した薄膜（例えば、０．７μｍ〜１μｍ程度の透明な薄膜）として形成される。なお、このような薄膜は一般に淡い虹彩を呈する。
【００５２】
このような二酸化チタンの薄膜は、既に知られた種々の方法によって、担持体としてのキャップ６の表面に形成することができる。最も一般的な方法は、二酸化チタンのコロイド（ゾル）をその表面に薄く塗布し、或いは電気泳動法によって沈着させ、次いで焼成する方法である。この方法によれば、十分に小さな二酸化チタン微粒子の薄膜を得ることができ、しかも、ガラス材料からなるキャップ６に強固に被着された薄膜を形成することができる。また、真空蒸着法、或いは気相反応による化学的析出法（気相成長法）は、担持体がプラスチック材料からなる場合等に特に適した方法である。なお、仏具等の工芸用陶磁器に真珠様の光沢を付与するために古くから用いられている「真珠ラスター」も、適宜利用することもできる。これはチタンの樹脂石鹸の溶液であり、これを塗布し、６００℃程度で加熱焼成することによって、二酸化チタンの透明な薄膜を形成することができる。
【００５３】
なお、光触媒７を担持したキャップ６を備える本実施例の発光ダイオード１は、例えば、予めキャップ６の外側表面に光触媒７を担持させた後、このキャップ６をＬＥＤチップ２と共に金型内に配置し、次いでモールドレンズ３をキャスティングモールド法等によってモールド成形する方法で、容易に作製することができる。また、光触媒７を担持させたキャップ６を、透明な接着剤を用いて、予めＬＥＤチップ２をモールドレンズ３で封止した発光ダイオード素子に被せて接着する方法によっても、同様に発光ダイオード１を作製することができる。
【００５４】
このように、本実施例の発光ダイオード１は、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射するＬＥＤチップ２と、そのＬＥＤチップ２を封止する透明な合成樹脂材料からなるモールドレンズ３と、そのモールドレンズ３の外側表面に一体に被覆された透明なガラス材料からなるキャップ６と、そのキャップ６の表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７とを具備するものである。そのため、前述のように、その光触媒７の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、防汚、水の浄化等を行うことができる発光ダイオード１（光触媒反応素子）を得ることができる。
【００５５】
また、そのＬＥＤチップ２として、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線と共に色彩を有する可視光を主に放射するものを使用することもできる。これによれば、可視光は光触媒７には吸収されないため、発光ダイオード１はその色彩に発光するので、脱臭等の光触媒反応を行うことができると共に可視発光ランプとしての機能を有する発光ダイオード１を得ることができる。なおこの場合、紫外線は光触媒７によって吸収されるので、場合によっては有害となるそのような紫外線が除去されるという効果もある。そのため、このような発光ダイオード１は、表示、照明、或いは装飾等を兼ねた用途において好適に利用することができる。
【００５６】
例えば、この発光ダイオード１の複数個を、適当なソケットを介してまたは直接、電線で繋ぎ合せて、クリスマスツリーに使用するような発光照明飾りを形成し、そして、この発光照明飾りをそのまま室内で、または適当な室内装飾基体に取付けて使用することによって、その室内の装飾だけでなく、タバコの臭等を消臭することができる。
【００５７】
また、この発光ダイオード１は、パイロットランプ、インジケータ、或いはドットマトリックスディスプレイとして用いられている一般の可視発光ダイオードに代えて、そのまま使用することもできる。この場合、接触する空気を浄化できる効果もあるが、付着するタバコのヤニや手垢が分解され、常に清浄な発光表面が維持される効果がある。
【００５８】
〔第二実施例〕
図２は本発明の第二実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。なお、同図において、図１の第一実施例と同一または相当する部分には同じ符号を使用している。
【００５９】
図２のように、全体を１０で示す本実施例の発光ダイオードは、図１との対比から分かるように、第一実施例の発光ダイオード１におけるキャップ６を省き、光触媒７をモールドレンズ３の表面に直接担持させたものである。即ち、本実施例の発光ダイオード１０は、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射するＬＥＤチップ２と、そのＬＥＤチップ２を封止する透明な材料からなるモールドレンズ３と、そのモールドレンズ３の表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７とを具備するものである。
【００６０】
そして、これらのＬＥＤチップ２、モールドレンズ３、及び光触媒７に関する技術的詳細は第一実施例の場合と同じであり、また例えば、ＬＥＤチップ２は色彩を有する可視光と波長３６０〜４００ｎｍの紫外線とを主に放射するものであることができる。ただし、本実施例の発光ダイオード１０の場合には、モールドレンズ３は、第一実施例の場合と同様に合成樹脂材料から形成することができるが、必要に応じて、化学的に安定なガラス材料（ただし、低融点の）から形成することもできる。
【００６１】
また、本実施例の発光ダイオード１０の作用と効果も、第一実施例の場合と同様であり、光触媒７の光触媒反応によって空気の浄化等を行うことができる発光ダイオード１０を得ることができる。そして、光触媒７をモールドレンズ３の表面に直接担持させるものであるため、第一実施例の場合よりも、より簡単にまた低コストで製造することができる効果がある。しかし、光触媒７を形成する場合に高い温度を加えることができないため、それの形成方法は真空蒸着法等に限定される。そのため、本実施例の発光ダイオード１０は、光触媒７が比較的剥れ易いため、それの強固な被着が必要とされる用途には不向きである。
【００６２】
〔第三実施例〕
図３は本発明の第三実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。なお、同図において、図１の第一実施例と同一または相当する部分には同じ符号を使用している。
【００６３】
図３のように、全体を２０で示す本実施例の発光ダイオードは、図１の発光ダイオード１におけるモールドレンズ３を省き、光触媒７を担持したキャップ６をＬＥＤチップ２のための封止体としたものである。そのため、本実施例の発光ダイオード２０は、一般にセラミックス材料から形成された基部としてのステム８を備え、このステム８にＬＥＤチップ２が外部リード４と共に取付けられて、固定支持されている。そして、光触媒７を担持したキャップ６は、接着によって、即ち、接着剤層９を介してそのステム８に密封的に固着されている。なお、この接着剤としては、エポキシ系、シリコン系、またはウレタン系等の適宜のものが使用される。
【００６４】
なおここで、ＬＥＤチップ２、キャップ６、及び光触媒７の技術的詳細は第一実施例の場合と同じである。そして、このキャップ６はガラスまたは透明な樹脂材料等の透明材料から形成することができ、またその形状も、図示されたような帽子状の形状だけでなく、半球状、或いは平坦状等のその他の任意の形状とすることができる。また、このキャップ６は、ＬＥＤチップ２からの放射光に指向性を与えるために、その先端部分を凸レンズ等の形状に形成することができる。或いは、その放射光を分散しまたは拡散させるために、そのキャップ６の内面に粗面等を形成することもできる。
【００６５】
このように、本実施例の発光ダイオード２０は、内部が中空なステム型に形成され、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射するＬＥＤチップ２と、そのＬＥＤチップ２を固定支持するステム８と、そのステム８に接着固定され、ＬＥＤチップ２を封止する透明な材料からなるキャップ６と、そのキャップ６の外側表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７とを具備するものである。
【００６６】
そして、その作用と効果は、ＬＥＤチップ２として色彩を有する可視光と波長３６０〜４００ｎｍの紫外線とを主に放射するものを用いた場合を含めて、第一実施例の場合と同じであり、光触媒７の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）等を行うことができる発光ダイオード２０を得ることができる。したがってまた、本実施例の発光ダイオード２０は、第一実施例の発光ダイオード１と同じ用途に利用することができる。なお、本実施例の発光ダイオード２０は、製造には比較的手間がかかるが、基部としてのステム８を有するため、ＬＥＤチップ２を正確に位置付け、また配置できる効果がある。
【００６７】
〔第四実施例〕
これまでの実施例の発光ダイオード１，１０，２０は単一のＬＥＤチップ２を備えたもので、最少単位の発光ダイオードとして形成されたものである。そして、これらの発光ダイオード１，１０，２０は、要求される光触媒反応の能力、或いは放射される可視光（色彩光）の容量に応じて、それに必要な個数を例えば束状に集めて使用することができる。しかし、これらを予め一体化し、複数のＬＥＤチップ２を備えた単一の発光ダイオードを形成することもできる。
【００６８】
図４は本発明の第四実施例の発光ダイオードを示す平面図である。また、図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。なお、これらの図において、図１乃至図３の第一実施例乃至第三実施例と同一または相当する部分には、同じ符号を使用している。
【００６９】
図４及び図５のように、全体を３０で示す本実施例の発光ダイオードは、図３の中空のステム型の発光ダイオード２０において、ＬＥＤチップ２を複数（本実施例では、４個）用いて、脱臭等の光触媒反応の能力と、放射する可視光の容量の増大を図ったものである。
【００７０】
具体的には、本実施例の発光ダイオード３０は板状の基部をなすステム８を備え、このステム８に、複数（４個）のＬＥＤチップ２が外部リード４と共に固定的に取付けられ、直線状の配列で支持されている。また、光触媒７を外側表面に担持するキャップ６は、ガラス等の透明材料から、それらのＬＥＤチップ２を覆うようなカバー状（皿状）に形成され、矩形状の平坦な外側表面を備えた形状に形成されている。そして、このキャップ６は、接着剤層９を介して、ステム８に密封的に接着されている。なお、このキャップ６の外側表面及び内側表面の少なくとも一方には、ＬＥＤチップ２からの可視光を分散または拡散するために、粗面が形成されている。なおまた、光触媒７は、キャップ６をステム８に接着する前に予め形成され、その外側表面のほぼ全面に担持されている。
【００７１】
本実施例の発光ダイオード３０はこのように形成され、基本的には図３の第三実施例と同様に、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射する複数のＬＥＤチップ２と、それらのＬＥＤチップ２を固定支持するステム８と、そのステム８に接着固定され、それらのＬＥＤチップ２を封止する透明な材料からなるキャップ６と、そのキャップ６の外側表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７とを具備するものである。なおここで、それらのＬＥＤチップ２は、これまでの実施例と同様に、その紫外線と共に色彩を有する可視光を放射するものであることができる。
【００７２】
したがって、本実施例の発光ダイオード３０の作用効果はこれまでと同じであり、光触媒７の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、防汚、水の浄化等を行うことができる。また、ＬＥＤチップ２として紫外線と共に色彩を有する可視光を含む光を放射するものを使用した場合には、発光ダイオード３０はその色彩に発光するため、表示、照明、或いは装飾等を兼ねた発光ダイオード３０を得ることができる。
【００７３】
なお、このように複数のＬＥＤチップ２を備えた発光ダイオードは、図１の第１実施例及び図２の第二実施例のような全モールド形としても、同様に形成することができる。即ち、これらの場合、本実施例の発光ダイオード３０におけるステム８はモールドレンズ３に代わり、またこのモールドレンズ３がキャップ６内の全空間に充填されることになる。また、ステム８をそのまま備え、このステム８とキャップ６との間の空間に、更に透明な合成樹脂材料を充填してモールドレンズ３を形成することもできる。これらのいずれの形態とするかは、具体的な用途等に応じて決めることができる。
【００７４】
そして、全モールド形に形成した場合も含み、このような複数のＬＥＤチップ２を備えた発光ダイオード３０において、そのＬＥＤチップ２の個数とその全体の大きさ等は、要求される脱臭等の光触媒反応の能力や可視光の発光容量等に応じて、適宜に決めることができる。そのため、このような発光ダイオード３０は、冷蔵庫等の狭い場所だけでなく、トイレ、更衣室等の比較的広い空間の脱臭装置として（または、照明装置を兼ねた脱臭装置として）適用することができる。
【００７５】
また、その全体形状についても、本実施例のような平坦面を有する比較的偏平な形状だけでなく、曲面状、球状または半球状、或いはリング状等の他の任意の形状に形成することができる。ただし、本実施例の発光ダイオード３０のような比較的偏平な形状は、突出しないため、冷蔵庫、食器乾燥機、衣類乾燥機等の内壁面、或いは一般の建造物の壁面等に設置するのに適したものである。そのためまた、このような発光ダイオード３０は、案内等を表示する壁面の表示装置としても適用することができる。更に、発光ダイオード３０のそのような平坦面は、例えば、体重計の足を乗せる部分、即ち踏面部として利用することができる。この場合、光触媒７の殺菌（抗菌）力によって、その踏面部を常に衛生的に保つことができる。なお、ポット等の飲料水の容器の内壁面に適用する場合には、その内壁面の形状に従った曲面状またはリング状に形成することができる。
【００７６】
〔第五実施例（発光ダイオードの適用例）〕
次に、以上の実施例の発光ダイオードの適用例を具体的に説明する。
【００７７】
図６は図１の発光ダイオードを適用した自動車等の収納型の灰皿を示す断面図である。
【００７８】
図６のように、全体を４０とする本実施例の収納型灰皿は、自動車のコンソールボックス４１等に据付けられた開閉形式の灰皿である。そして、この灰皿４０は、灰皿容器４２と、コンソールボックスまたは座席シートの後部壁面４１に取付けられ、この灰皿容器４２を収納すると共にこれを傾動可能に支持する容器状の外囲体４３とを備えて形成されている。なお、これらの他に、灰皿容器４２を閉じた状態と開いた状態とに保持する板バネ等が備えられるが、ここでは図示されていない。
【００７９】
そして、このような灰皿４０において、図１の第一実施例の発光ダイオード１が、その外囲体４３の上側壁面に下方に向けて取付けられている。なお、本実施例において、この発光ダイオード１は、その外囲体４３の上側壁面の左右に（図６の紙面の上下に）対で２個設けられ、また、カーバッテリーによって作動されるようになっている。
【００８０】
そのため、本実施例の灰皿４０によれば、喫煙後その灰皿４０内に充満するニコチンやタールを含むタバコの煙を、発光ダイオード１（光触媒７）の光触媒反応によって分解することができ、悪臭の発生源となるその灰皿４０内を消臭し、脱臭することができる。またこの場合、発光ダイオード１のＬＥＤチップ２を、紫外線に加えて色彩を有する可視光、例えば、青色の光を放射するものとすれば、その可視光によって灰皿４０の周囲を照明することができ、夜間での灰皿４０の使用が容易となる効果がある。
【００８１】
このように、第一実施例の発光ダイオード１は、狭い空間である収納型の灰皿４０にも容易に適用することができ、そしてその内部の空気を浄化し、脱臭することができる。なお、このことは第二実施例及び第三実施例の発光ダイオード１０，２０についても全く同じであり、これらをその発光ダイオード１に代えて使用することもできる。また、これらの発光ダイオード１，１０，２０は、自動車のダッシュボードに据付けられた引出し形式の収納型灰皿にも、同様に適用することができる。ただし、この引出し形式の灰皿の場合は比較的広い空間を有しているので、第四実施例のような複数のＬＥＤチップ２を備えた発光ダイオード３０が好適であり、これを、例えば、灰皿容器の収納凹部の上側の壁面に設置することができる。
【００８２】
なお、この収納型の灰皿４０は使用されない時も多いので、例えば、灰皿容器４２が開かれた際に作動するスイッチ手段とタイマ手段とを電源回路に設けて、発光ダイオード１が、必要時のみに所定時間だけ作動されるようにすることが好ましい。
【００８３】
〔第六実施例〕
次に、上記実施例の発光ダイオード、特に、複数のＬＥＤチップを備えた第四実施例の発光ダイオードを特殊な形状に変形し、コースタ（コップ受）として形成した応用例について説明する。
【００８４】
図７はそのコースタを示す断面図である。なお、同図において、これまでの実施例と同一または相当する部分には同一の符号を使用している。
【００８５】
図７のように、全体を５０で示す本実施例のコースタは、図４及び図５の第四実施例（または、図３の第三実施例）の発光ダイオード３０（２０）において、光触媒７を担持するそのキャップ６の外側表面を受皿状に形成して、全体をコースタの形状に変形したものに相当する。即ち、本実施例のコースタ５０は、外側（上側）表面が受皿状に形成されたコースタ本体５１と、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射するＬＥＤチップ２と、このＬＥＤチップ２を固定的に支持する取付基板としてのステム８とを備えて形成されている。そして、このコースタ本体５１はガラス等の透明材料から形成され、またステム８に対して密封的に接着されている。また、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７は、コースタ本体５１の外側表面のほぼ全面に設けられている。なお、ステム８を備えたこの構造は、図１または図２の全モールド形に代えることもできる。
【００８６】
そのため、これらの要素からなる本実施例のコースタ５０は、第一実施例乃至第四実施例（特に、第四実施例）の発光ダイオードと基本的に同じ発光ダイオードを形成している。なお、本実施例では、コースタ本体５１の下面側には、ＬＥＤチップ２の外部リードを保護すると共に、テーブル等の表面に対する載置面を形成する基台部５２が設けられている。この基台部５２は、適宜に着色した合成樹脂材料等から形成することができる。
【００８７】
また、本実施例のコースタ５０においては、複数個のＬＥＤチップ２が用いられ、ステム８に適当に分散されて配置されている。ただし、このＬＥＤチップ２の数は１個であることもできる。そして、これらのＬＥＤチップ２は適当な直流電源、例えば、半波整流した家庭用交流電源によって作動されるようになっている。
【００８８】
したがって、本実施例のコースタ５０によれば、コースタ本体５１の上側表面に担持された光触媒７がＬＥＤチップ２の放射する紫外線によって活性化されるため、その活性化された光触媒７の光触媒反応によって、付着する細菌等に対して殺菌力のある抗菌表面が形成される。そのため、コップｃ等が載せられるコースタ本体５１の上側表面を常に清潔で、衛生的に維持することができる。またこの場合、ＬＥＤチップ２として紫外線と共に色彩を有する可視光を放射するものを用いることによって、その色彩に発光するコースタ５０を形成することができ、それにより、美的効果を高め、また清潔な印象を与えることができる。
【００８９】
このように、第一実施例乃至第四実施例（特に、第四実施例）の発光ダイオードにおいて、そのキャップ６は種々の形状に形成することができ、本実施例のようなコースタ５０に形成することもできる。そのため、例えば、本実施例のコースタ５０のような構造において、そのコースタ本体５１をポットのような飲料水容器の形状に形成し、そしてその内面に光触媒７を担持させることができる。それによって、飲料水を浄化し、また、美味しく健康に良い水を生成することができる飲料水容器を得ることができる。
【００９０】
更に、上記各実施例の発光ダイオードは、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射する１以上のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップを封止する透明材料からなるモールドレンズと、そのモールドレンズの外側表面に担持された二酸化チタンの薄膜からなる光触媒とを具備するものである。このような発光ダイオードは小さな素子として形成され、それを設置するために広い場所を要しないため、狭い場所を含むあらゆる場所に適用することができる。例えば、脱臭のための用途においては、自動車または通常の室内、冷蔵庫、ロッカ、下駄箱、トイレ、押入等の壁面、また、自動車の灰皿、衣類乾燥機や食器乾燥機の内部、エアコンの空気流通経路、生ゴミ容器の蓋、置物または装飾品等が挙げられる。また、この発光ダイオードを水と接触させてその水を浄化する用途においては、各種の飲料水ポット、水道の蛇口、浴槽、観賞魚用水槽等が挙げられる。更に、殺菌または抗菌性の表面の提供のための用途においては、箸立て等の飲食具用容器、衛生容器、歯ブラシ立て等の洗面用容器、或いはこれらの据付け形の収納部、または冷蔵庫の棚等の細菌等が付着しまた繁殖し易い場所（例えば、容器の底）、電話器、体重計、ドアの把手、吊革、椅子の肘掛け部分、水道栓等の多くの人の手足が触れる場所、或いは便座または便器等が挙げられる。そして、これらの場合、その光触媒素子としての発光ダイオードは、その具体的な用途に応じた所望の個数で、または所望の数のＬＥＤチップを含む単一の発光ダイオードとして使用することができる。
【００９１】
また、この発光ダイオードによれば、複数のＬＥＤチップを備えるため、より多くの紫外線が放射され、また、色彩を有する可視光もより多く放射されるので、光触媒の光触媒反応の能力をより高くし、また、色彩を有する可視光の発光容量を増加することができる。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができ、また有彩色に発光することができると共に、それらの能力の高い発光ダイオードを得ることができる効果がある。
【００９２】
なお、上記各実施例の光触媒７は、二酸化チタンの薄膜からなるものであるが、本発明を実施する場合には、他の光触媒の使用が可能である。特に、二酸化チタンの薄膜からなる光触媒７の場合には、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射するＬＥＤチップ２が使用でき、人体に無害な近紫外線の使用が可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１にかかる発光ダイオードは、ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射する１以上のＬＥＤチップと、そのＬＥＤチップを封止する透明な合成樹脂材料でモールド成形されたレンズと、そのレンズの外側表面に一体に被覆された透明なガラス材料からなるキャップと、そのキャップの表面に担持された光触媒とを具備するものである。
【００９４】
したがって、この発光ダイオードによれば、ＬＥＤチップから放射された紫外線は、透明な合成樹脂材料でモールド成形されたレンズを透過し、更にそれを被覆する透明なガラス材料からなるキャップを透過して、その表面に担持された光触媒に当たり、これを活性化する。そして、活性化された光触媒は、酸化力のある活性表面を形成するため、これに接触する空気中の臭成分、水中のハロゲン化合物、或いはタバコのヤニ等の有機化合物等を酸化分解し、また、これに接触する細菌等の微生物を死滅させまたはその成育を阻害する。そのため、光触媒のそのような光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができる発光ダイオードを得ることができ、そして、その光触媒素子としての発光ダイオードは、その具体的な用途に応じた所望の個数で、または所望の数のＬＥＤチップを含む単一の発光ダイオードとして使用することができる効果がある。
【００９９】
請求項２にかかる発光ダイオードは、請求項１に加えて、光触媒を二酸化チタンの薄膜としたものであるから、ＬＥＤチップから放射された紫外線は、二酸化チタンの薄膜とした光触媒に当たり、これを効率よく、活性化する。このような発光ダイオードは小さな素子として形成され、それを設置するために広い場所を要しないため、狭い場所を含むあらゆる場所に適用することができる。例えば、この発光ダイオードを水と接触させてその水を浄化する用途においては、各種の飲料水ポット、水道の蛇口、浴槽、観賞魚用水槽等が挙げられる。更に、殺菌または抗菌性の表面の提供のための用途においては、箸立て等の飲食具用容器、衛生容器、歯ブラシ立て等の洗面用容器、或いはこれらの据付け形の収納部、または冷蔵庫の棚等の細菌等が付着しまた繁殖し易い場所（例えば、容器の底）、電話器、体重計、ドアの把手、吊革、椅子の肘掛け部分、水道栓等の多くの人の手足が触れる場所、或いは便座または便器等が挙げられる。
【０１００】
請求項３にかかる発光ダイオードは、請求項１または請求項２に加えて、そのＬＥＤチップが、色彩を有する可視光と前記紫外線とを主に放射するものからなるものであるから、請求項１または請求項２の効果に加えて、この発光ダイオードによれば、ＬＥＤチップから放射される放射光のうちの色彩を有する可視光は、光触媒に吸収されないため、そのままこれを透過する。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができると共に、その色彩に発光する発光ダイオードを得ることができる効果がある。
【０１０１】
請求項４にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、そのＬＥＤチップが、青色の光と前記紫外線とを主に放射するｐｎ接合された窒化ガリウム（ＧａＮ）系光半導体の結晶体からなるものであるから、請求項１乃至請求項３のいずれか１項の効果に加えて、この発光ダイオードによれば、青色の光が紫外線の波長に近いものであるため、ＬＥＤチップの放射光のスペクトルを範囲を比較的狭いものとすることができ、より高い発光効率を得ることができる。そのため、光触媒の光触媒反応によって空気の浄化（脱臭）、殺菌（抗菌）、タバコのヤニ等の防汚、水の浄化等を行うことができると共に、青色に発光することができ、しかも発光効率の良い発光ダイオードを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の第一実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図２】 図２は本発明の第二実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図３】 図３は本発明の第三実施例の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図４】 図４は本発明の第四実施例の発光ダイオードを示す平面図である。
【図５】 図５は図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】 図６は図１（または、図２、図３）の発光ダイオードを使用した自動車等の収納型灰皿を示す断面図である。
【図７】 図７は図４及び図５の発光ダイオードを変形して形成したコースタを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１０，２０，３０ 発光ダイオード
２ ＬＥＤチップ
３ モールドレンズ
６ キャップ
７ 光触媒（二酸化チタンの薄膜）
８ ステム

Claims (4)

1. ｐｎ接合された光半導体の結晶体からなり、波長３６０〜４００ｎｍの紫外線を主に放射する１以上のＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップを封止する透明な合成樹脂材料でモールド成形されたレンズと、
   前記レンズの外側表面に一体に被覆された透明なガラス材料からなるキャップと、
   前記キャップの表面に担持された光触媒と
   を具備することを特徴とする発光ダイオード。
2. 前記光触媒は、二酸化チタンの薄膜からなることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
3. 前記ＬＥＤチップは、色彩を有する可視光と波長３６０〜４００ｎｍの紫外線とを主に放射するものからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光ダイオード。
4. 前記ＬＥＤチップは、青色の光と前記紫外線とを主に放射するｐｎ接合された窒化ガリウム（ＧａＮ）系光半導体の結晶体からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光ダイオード。

Images