JPH0799345A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JPH0799345A
JPH0799345A JP24144993A JP24144993A JPH0799345A JP H0799345 A JPH0799345 A JP H0799345A JP 24144993 A JP24144993 A JP 24144993A JP 24144993 A JP24144993 A JP 24144993A JP H0799345 A JPH0799345 A JP H0799345A
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JP
Japan
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resin
light emitting
wavelength
light
cup
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JP24144993A
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Kosuke Matoba
功祐 的場
Akito Kishi
明人 岸
Shuji Nakamura
修二 中村
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＬＥＤの樹脂に波長変換材料を含有させて発
光チップの波長変換を行う際、まず変換された発光の集
光をよくしてＬＥＤの輝度を高めることを目的とし、ま
た蛍光顔料を使用した際、波長の異なるＬＥＤを近接し
て設置しても混色の起こらないＬＥＤを提供する。 【構成】 ＬＥＤの封止樹脂が、カップ３内部を充填す
る第一の樹脂１１と、その第一の樹脂を包囲する第二の
樹脂１２とからなり、第一の樹脂１１には発光チップの
発光波長を他の波長に変換する蛍光物質、または発光波
長を一部吸収するフィルター物質等の波長変換材料５が
含有されていることにより、波長変換光がカップ３に反
射されるため輝度、集光効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオード（以下Ｌ
ＥＤという。）に係り、特に発光チップの発光波長を異
なる波長に変換する、または発光チップの発光を一部吸
収するＬＥＤに関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来のＬＥＤの一構造を示す模式
断面図であり、１は化合物半導体よりなる発光チップ、
２はリードフレーム、３は発光チップの発光を発光観測
面側に反射させる目的で設けられたカップ、４は発光素
子全体を封止する樹脂である。通常、樹脂４は発光チッ
プの発光を空気中に効率よく放出する目的で透明度の高
い樹脂が選択されるが、他にその発光チップの発光色を
変換する目的で、あるいは色を補正する目的で、その樹
脂４の中に発光チップの発光を他の波長に変換する蛍光
物質、または発光波長の発光波長を一部吸収するフィル
ター物質５（以下、波長変換材料５という。）が混入さ
れる場合がある。この場合、波長変換材料５は樹脂４に
均一に分散するように混入されるのが通常である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
目的で波長変換材料５を樹脂４中に均一に分散させる
と、この図に示すように、波長変換された光、または不
要な波長がカットされた光は樹脂４中で四方八方に散乱
してしまい、集光が悪くなるという問題がある。図２の
矢印は発光チップの光が波長変換材料５にあたり、波長
変換された光が散乱する様子を模式的に示した図であ
る。つまり、波長変換された光が散乱されることによ
り、発光観測面側の光量が減少して輝度が低くなるので
ある。
【０００４】また、波長変換材料５を蛍光物質に限定し
た場合、新たな問題点として、異なる発光色のＬＥＤを
接近して設置した際に、他のＬＥＤ発光による蛍光物質
のよけいな発光の問題がある。例えば、青色発光チップ
で緑色発光が得られる蛍光物質を含む緑色ＬＥＤと、単
なる青色発光チップのみからなる青色ＬＥＤとを同一平
面上に水平に近接して並べた場合、緑色ＬＥＤを消灯し
て、青色ＬＥＤを点灯すると、青色ＬＥＤから洩れ出る
光、つまり散乱する光により、緑色ＬＥＤの蛍光物質が
励起され、消灯した緑色ＬＥＤがあたかも点灯したよう
な状態となり、両ＬＥＤの混色が発生する。
【０００５】従って本発明の目的とするところは、ＬＥ
Ｄの樹脂に波長変換材料を含有させて発光チップの波長
変換を行う際、まず変換された発光の集光をよくしてＬ
ＥＤの輝度を高めることを目的とし、また蛍光顔料を使
用した際、波長の異なるＬＥＤを近接して設置しても混
色の起こらないＬＥＤを提供することをもう一つの目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＬＥＤは、発光
チップの発光を発光観測面側に反射するカップの底部に
発光チップが載置された発光素子全体を、樹脂で封止し
てなるＬＥＤであって、前記樹脂は前記カップ内部を充
填する第一の樹脂と、その第一の樹脂を包囲する第二の
樹脂とからなり、前記第一の樹脂には発光チップの発光
波長を他の波長に変換する蛍光物質、または発光チップ
の発光波長を一部吸収するフィルター物質が含有されて
いることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明のＬＥＤは、発光チップの発光を第一の
樹脂内において所望の波長に変換、または不要な波長を
一部吸収する。このようにして波長変換された光は四方
八方に散乱するが、散乱した光のほとんどはカップによ
り反射され、発光観測面側に集光される。つまり本願の
カップは第一の樹脂内で波長変換材料により波長変換さ
れた光を反射して集光できるので、変換光の集光効率が
格段に向上する。
【０００８】さらに、波長変換材料を蛍光物質とした場
合、蛍光物質を含む第一の樹脂をカップの縁部の水平面
よりも低くなるように充填すると、外部から入射する光
がカップの縁で遮られ、蛍光物質にまで到達しないこと
により、ＬＥＤ間の混色を防止することができる。簡単
にいうと、カップ深さを深くして蛍光物質を含む第一の
樹脂がカップからはみ出さないようにすることにより、
蛍光物質の励起源を発光チップの発光波長のみに制限で
きる。
【０００９】
【実施例】図１は本願の一実施例のＬＥＤの構造を示す
模式断面図であり、図２と同様に、カップ３を有するリ
ードフレーム２上に化合物半導体よりなる発光チップ１
を載置した発光素子全体を、樹脂で封止した構造として
いる。しかし、図２と異なるところは、封止樹脂がカッ
プ３内部を充填する第一の樹脂１１と、その第一の樹脂
を包囲する第二の樹脂１２とからなり、第一の樹脂１１
には発光チップの発光波長を他の波長に変換、または一
部吸収する変換する波長変換材料５が含有されている。
【００１０】本発明のＬＥＤにおいて、第一の樹脂１１
と第二の樹脂の材料は同一材料でもよく、例えば両方と
もエポキシ樹脂で構成し、第一の樹脂にのみ蛍光物質５
を含有させればよい。さらに、第二の樹脂１２の材料は
図２の樹脂４と同一でもよいことはいうまでもない。ま
た、波長変換材料５は蛍光物質であれば蛍光染料、蛍光
顔料、蛍光体等、発光チップの発光波長を他の波長に変
換できる材料であればどのようなものを使用してもよ
く、またフィルター物質であれば発光チップの発光の不
要な波長を吸収し、色純度をよくする材料が選択され、
通常発光チップの発光色と同一色を有する無機、有機の
フィルター顔料が使用される。
【００１１】このような構造のＬＥＤを得るには、例え
ばＬＥＤ製造工程において、通常カップ３の空気を追い
出す目的で、予め発光チップ１を載置したカップ内部を
樹脂でプレディップするのであるが、プレディップする
際に第一の樹脂１１に波長変換材料５を含有させてお
き、波長変換材料５を含む第一の樹脂１１が硬化した
後、第二の樹脂１２で封止することにより得ることがで
きる。また予め波長変換材料５を含む第一の樹脂１１を
カップ３内部に注入してもよい。このようにして、波長
変換材料５を含む第一の樹脂１１をカップの３の内部に
充填し、第一の樹脂１１で波長変換された光のほとんど
がカップ３の反射鏡内に戻り、発光観測面に反射するこ
とによりＬＥＤの集光が格段に向上する。
【００１２】また第一の樹脂１１と第二の樹脂１２とを
異なる材料とし、第一の樹脂１１、第二の樹脂１２の屈
折率を順に小さくして空気の屈折率１に近くなるように
設定することにより波長変換された光の外部量子効率が
向上する。なおこの場合、第一の樹脂１１の材料には、
発光チップ１の屈折率よりも小さい材料を選定すること
は言うまでもない。
【００１３】図３、および図４は本発明の他の実施例に
係るＬＥＤのカップ３の部分を拡大して示す模式断面図
であり、図３は第一の樹脂１１の表面が凸状になって硬
化してカップ３に充填された状態、図４は逆に凹状とな
って硬化して充填された状態を示している。いずれの状
態においても、波長変換材料５を蛍光物質とした場合、
その蛍光物質を含む第一の樹脂１１がカップ３の縁部の
水平面よりも低くなるように充填されており、カップ３
からはみ出していないので、カップ３の縁部により蛍光
物質を励起する外部光を遮断でき、ＬＥＤの混色を防止
することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬＥＤは
カップ内部に波長変換材料を含有する第一の樹脂を充填
しているため、変換光がカップ内部で反射して集光され
るため、輝度は倍以上に向上する。また、蛍光顔料を第
一の樹脂に含有させて波長変換を行う場合、カップ深さ
を深くして、第一の樹脂がカップからはみ出さないよう
にすることにより、ＬＥＤ間の混色が発生せず、例えば
ＬＥＤで平面ディスプレイを実現した際には、非常に解
像度のよい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一ＬＥＤの構造を示す模式断面図。
【図２】 従来のＬＥＤの構造を示す模式断面図。
【図３】 本発明の他の実施例に係るＬＥＤのカップ３
の部分を拡大して示す模式断面図。
【図４】 本発明の他の実施例に係るＬＥＤのカップ３
の部分を拡大して示す模式断面図。
【符号の説明】
１・・・発光チップ ２・・・リードフレーム ３・・・カップ ５・・・波長変換材料 １１・・・第一の樹脂 １２・・・第二の樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/29 23/31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光チップの発光を発光観測面側に反射
    するカップの底部に発光チップが載置された発光素子全
    体を、樹脂で封止してなる発光ダイオードであって、前
    記樹脂は前記カップ内部を充填する第一の樹脂と、その
    第一の樹脂を包囲する第二の樹脂とからなり、前記第一
    の樹脂には発光チップの発光波長を他の波長に変換する
    蛍光物質、または発光チップの発光波長を一部吸収する
    フィルター物質が含有されていることを特徴とする発光
    ダイオード。
  2. 【請求項２】 前記第一の樹脂の樹脂に含まれる物質が
    蛍光物質であって、前記第一の樹脂は前記カップの縁部
    の水平面よりも低くなるように充填されていることを特
    徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
JP24144993A 1993-09-28 1993-09-28 発光ダイオード Pending JPH0799345A (ja)

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