JP4969119B2 - 発光ダイオード装置 - Google Patents
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Description
また、拡散板の全光線透過率は、発光効率の観点から90%以上が好ましい。
Sc2O3も例示できる。
なお、ここでいう平均粒子径とはSEM写真(倍率:X30000。任意の2視野)上における2次凝集粒子を除く1次粒子の(最長軸長+最短軸長)/2の値のn=500平均値のことである。
(1) 無機物粉体とともに、ゲル化剤となるポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等のプレポリマーを、分散剤と共に分散媒中に分散してスラリーを調製し、注型後、架橋剤により三次元的に架橋してゲル化させることにより、スラリーを固化させる。
(2) 反応性官能基を有する有機分散媒とゲル化剤とを化学結合させることにより、スラリーを固化させる。この方法は、本出願人の特開2001−335371号公報に記載されている方法である。
基板10上には、接着剤樹脂8を介して発光ダイオード素子5が実装されており、また配線付きのエッジ基板9が搭載されている。基板10と対向するように拡散板1(あるいは拡散板構造3)が実装されており、基板10と拡散板1(拡散板構造3)との間に空間が形成されている。側面の封止は接着剤樹脂7によって行う。
基板10上には、接着剤樹脂8を介して発光ダイオード素子5が実装されており、また配線付きのエッジ基板9が搭載されている。基板10と対向するように拡散板21(あるいは拡散板構造23)が実装されており、基板10と拡散板21(拡散板構造23)との間に空間が形成されている。本例では、拡散板21のエッジにフランジ部21cが形成されており、フランジ部21cが装置の側面の大半を被覆している。フランジ部21cと基板10との感覚は非常に小さい。そして、フランジ部21cの端面周辺とエッジ基板9とが接着剤17によって封止されている。
特開2001−335371号公報記載のゲルキャスト製法にてシート成形を行い、純度99.98%、アルキメデス法による相対密度99.5%以上、平均結晶粒径1μm、厚さ0.3mm、幅40mmの平板状アルミナ焼結体を得た。
実施例1において、原料および焼成条件を若干変え、緻密質透光性アルミナ焼結体の平均結晶粒径を約25μmとした。拡散板としての形状は、厚さを0.5mmとした以外、形状は実施例1と同じにし、表面はポリッシュ加工にて平滑化した。実施例1と同様に直線透過率を測定し、結果を図7に示す。実施例1と同様に円筒状焼結体を作製し、全光線透過率を測定したところ、94%であった。円筒形状は外径8.6mm、内径7.6mmである。
純度99.99%以上、BET表面積9〜15m2/gの高純度アルミナ粉末に、500ppmの酸化マグネシウム粉末を添加した。添加粉末100重量部に対して、分散媒(グルタル酸ジメチル:トリアセチン=90:10重量比)を40重量部、ゲル化剤(4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアナート変成物)を4〜5重量部、分散剤(ポリマレイン酸共重合体)を3重量部、反応触媒(トリエチルアミン)を0.1〜0.3重量部混合した。具体的には、20℃で、分散媒に前記原料粉末を添加して分散し、次いでゲル化剤を添加して分散し、最後に反応触媒を添加することによりスラリーを作製した。このスラリーの粘度は300cpsである。
このスラリーをシート状に成形し、1時間放置してゲル化させた。このように平板シートを成形した後、凸凹形状を加工したロールで平板シートを圧延し、一方の表面に凸凹加工を転写した。更に60〜100℃で乾燥した。このシート状成形体を1,100℃x2時間で大気中で脱脂し、その後水素雰囲気中で焼成した。焼成温度は、1,500℃とし、保持時間を1.5時間とした。
拡散板全体の面積=(10mm×10mm)−(4ヶ所×0.5mm2/個数)≒ 98mm2
凸部の面積=(0.9×0.9mm−0.2×0.2mm×π)×16箇所≒13mm2
平均全光線透過率=凸部面積率×凸部の全光線透過率+非凸部面積率×非凸部の全光線透過率=13mm2
/ 98mm2×97%+(98mm2-13mm2)/98mm2×98%=97.8%
図3、図4または図5を参照しつつ説明したような発光ダイオード装置を作製した。
具体的には、白色アルミナ基板10の一方の表面に、スクリーン印刷にて銀系の厚膜電極をパターニングした。白色アルミナ基板の厚さは0.8mmであり、純度は98%である。この上に赤色もしくは緑色発光ダイオード素子5を接着し、配線した。次に、素子周囲にシール用接着剤7、17を塗布し、上方から、実施例1〜3の各拡散板1、11、21を押付けて接着した。比較のため、セラミック拡散板の代わりに、無色透明樹脂板を接着したものを作製した。
実施例1〜3の各拡散板の内側表面に、スクリーン印刷、もしくはPVD法により蛍光層2を形成した。発光ダイオード素子5を青色発光ダイオードに変えた以外は実施例4と同じである。また、実施例1〜3の各拡散板に、図2のように蛍光層2を設けることにより、いずれの場合も波長が変換され、ダイオードからの青色光と混合されていることを確認した。また、本例においても、ダイオード素子が外部から視認できなかった。
実施例1の平板形状の最外周域に1.5mm幅で高さ1mmの肉厚枠部を設け、断面がコの字形状とした拡散板21を準備した(図1(c))。拡散板の材質は、実施例1の拡散板と同様とした。そして拡散板21をゲルキャスト製法で一体成形し、実施例1と同じ条件で焼結させた。本例では、基板10も拡散板とする。すなわち、実施例1と同じ製法,材質で15mm×15mm、0.8mm厚の焼結体を準備し、これを基板10とした。電極はMoペーストによりスクリーン印刷してパターニングした。基板10に接着剤で発光ダイオード素子を接着し、配線し、次いで拡散板21のフランジ部21cに接着剤を塗布し、上方から押付けて接着した。上下両面から拡散光が出光することを確認した。実施例6においても、外部からダイオード素子は視認できなかった。
Claims (7)
- 発光ダイオード素子、および前記発光ダイオード素子からの発光を拡散させ、拡散光を発光させるための拡散板を備えており、前記拡散板が実質的に均質な緻密質多結晶セラミックからなり、前記拡散板の可視光域における平均直線透過率が10%〜65%であることを特徴とする、発光ダイオード装置。
- 前記拡散板の少なくとも一方の主面に凹凸加工が施されていることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記拡散板の外周部にフランジ部が設けられていることを特徴とする、請求項1または2記載の装置。
- 前記拡散板の少なくとも一方の主面上に形成されており、前記発光ダイオード素子から発光された光の波長を変換する機能を有する蛍光体層を備えていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つの請求項に記載の装置。
- 前記緻密質多結晶セラミックが透光性アルミナからなることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つの請求項に記載の装置。
- 前記拡散板の全光線透過率が90%以上であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つの請求項に記載の装置。
- 前記発光ダイオード素子が前記拡散板に取り付けられていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つの請求項に記載の装置。
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