JP4805019B2 - 発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
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Description
発光特性ばらつきの小さい白色LEDを作製するためには、樹脂中の蛍光体の分布をできるだけ均一にする必要がある。さらに樹脂中の蛍光体分布を一定にする方法が必要である。
また、混合した蛍光体の特性から作製するLEDの色度座標が確認できるので、事前に蛍光体粉末状態で色度調整ができる。
また、すでに混練した状態の蛍光体を透明樹脂に混練する作業だけなので、作製毎に蛍光体を混合する必要がないため、製造毎の蛍光体比率割合のばらつきを小さくすることができる。
図1は、本発明により製造するLEDの一例を示す断面図である。このLED1は、擂り鉢状の凹部が設けられたLEDパッケージ2と、該LEDパッケージ2の凹部底面に設けられた一対の電極3と、一方の電極3上に実装されたLED素子4と、LED素子4の上部端子と他方の電極とを電気的に接続しているワイヤ5(金細線)と、LED素子4を封止するように凹部内に実装された蛍光体7入りの透明樹脂6とを備えて構成されている。透明樹脂6には、発光の色度が異なる複数種類の蛍光体が均一に分散されている。
まず、使用する複数の蛍光体を適量秤量し、スチロール棒瓶に混合用のアルミナビーズと一緒に入れて、スチロール棒瓶を振り、蛍光体粉末を十分に混合する。
蛍光体粉末が十分に混合されたら、スチロール棒瓶からアルミナビーズを取り出し、蛍光分光光度計にて混合粉末の発光特性を測定する。
緑色蛍光体粉末1.0g、黄色蛍光体粉末0.8gをスチロール棒瓶に混合用のアルミナビーズと一緒に入れて、十分に蛍光体粉末が混合するように、スチロール棒瓶を10分間程度振り、混合した。その後、アルミナビーズを取り出し、混合され得た蛍光体粉末を蛍光分光光度計にて測定を行い、測定したデータより蛍光体粉末の色度座標の計算を行った。青色LED素子と蛍光体粉末の色度座標を結んだ線が、作製される白色LEDの色度の目安になる。目標となる白色のラインでは無かったため、混合蛍光体に黄色蛍光体を加えて、同様の操作を繰り返した。緑色蛍光体粉末1.0g、黄色蛍光体粉末1.0gの混合粉末で測定した場合に、作製する白色LEDの色度座標を通る図3に示すようなラインとなった。混合した蛍光体0.3gとシリコーン樹脂3.6gを混練し、樹脂を撹拌、温度を一定にする機能を持つ塗布装置により、LEDパッケージに所望の色度になる量の蛍光体入り樹脂を塗布し、150度で1時間加熱し、硬化させた。硬化後に作製したLEDの色度の測定を行った。色度分布を図4に示す。色度のばらつきは、色度xでσ=0.002、色度yでσ=0.003であった。蛍光体粉末での測定結果と色度座標が異なっているが、LEDに実装する際のシリコーン樹脂及び、樹脂内の蛍光体濃度により色度座標のずれが起こっている。蛍光体粉末とLEDでの色度のずれを一度確認しておけば、同じ蛍光体で蛍光体粉末の状態で色度の微調整(補正)が可能である。
実施例と同じ蛍光体量となるように、緑色蛍光体0.15g、黄色蛍光体0.15gをシリコーン樹脂3.6gに混練し、実施例と同じ塗布装置により、LEDパッケージに同量塗布し、150度で1時間加熱し、樹脂を硬化させた。作製後にLEDの色度の測定を行った。色度分布を図5に示す。色度のばらつきは、色度xでσ=0.004、色度yでσ=0.006であった。
同じ装置、同じ条件で塗布したが、実施例のように蛍光体を粉末状態で十分に混合してから実装すると、比較例1の場合よりも色度ばらつきが小さくなることが実証された。
Claims (2)
- 発光ダイオード素子の光出力側に、複数種類の蛍光体粉末を透明材料に分散した蛍光体分散層を積層して発光ダイオードを製造する方法において、
複数種類の蛍光体粉末を粉末状態のまま均一に混合して混合粉末とし、
次いで得られた混合粉末について発光特性の測定を行い、得られた混合粉末の発光スペクトルと使用する発光ダイオード素子の発光スペクトルとにより、これらを組み合わせた後に得られる発光ダイオードの発光色の色度座標を計算し、算出した色度が目的の値と異なる場合には、混合粉末にいずれか1種類以上の蛍光体粉末を適量追加して再度均一に混合し、色度補正操作を1回以上行って色度補正後の混合粉末を作製し、
次いで前記色度補正後の混合粉末の所定量を未硬化の透明材料に混合して混練し、次いでこの蛍光体含有材料を発光ダイオード素子の光出力側に適量実装し、透明材料を硬化させて蛍光体分散層を形成することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。 - 発光ダイオード素子が青色発光ダイオード素子であり、複数種類の蛍光体粉末が少なくとも黄色蛍光体と緑色蛍光体を含み、これらの組み合わせによって白色発光ダイオードを製造することを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードの製造方法。
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