JPH08162676A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JPH08162676A
JPH08162676A JP6299775A JP29977594A JPH08162676A JP H08162676 A JPH08162676 A JP H08162676A JP 6299775 A JP6299775 A JP 6299775A JP 29977594 A JP29977594 A JP 29977594A JP H08162676 A JPH08162676 A JP H08162676A
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JP
Japan
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led
resin
colored glass
color
light emitting
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Application number
JP6299775A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Shimizu
義則 清水
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Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 第一にLEDの発光色の色純度を向上させる
と共に、予め設計されたLEDの指向特性を変化させる
ことが少ないLEDを実現することにあり、第二に耐候
性に優れ、屋外でも使用可能なLEDを実現する。 【構成】 モールド樹脂1中にその樹脂と屈折率がほぼ
同一の着色ガラス2が混入されており、その着色ガラス
2により発光色の色補正を行い、色純度を向上させる。

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、
LEDという。)に係り、特にLEDの色純度の向上に
関する。
【0002】
【従来の技術】LEDは赤色、黄色LEDが既に実用化
されており、最近窒化ガリウム系化合物半導体よりなる
高輝度青色LED、緑色LEDが発表されて、LEDの
フルカラー化が実現しつつある。フルカラーが実現する
とLEDディスプレイは屋内用、屋外用とその用途が大
巾に拡大する。
【0003】しかしながら、窒化ガリウム系化合物半導
体は不純物準位により緑色、および青色発光を得ている
ので、発光スペクトルの半値幅が大きく、発光色の色純
度が幾分悪いという欠点がある。
【0004】従来、LEDの発光色の色純度を向上さ
せ、コントラストを上げる技術として、LEDの発光色
以外の波長を吸収する顔料、染料をモールド樹脂に混入
する手段が用いられている。顔料には耐候性のよい無機
顔料が多く使用され、染料には自由に着色できる目的で
有機染料が多く使用されている。しかし、無機顔料を混
入したLEDは、樹脂中で顔料粒子がLEDチップの光
を散乱させるため、LEDの指向特性が悪くなるという
欠点がある。LEDはその使用目的に合わせて、モール
ド樹脂の指向特性が設計されているが、顔料によって指
向特性が変わることは好ましくない。一方、有機染料は
一般に耐候性が悪く、青色LEDのようなエネルギーの
大きい発光色のLEDに使用した際に変色する恐れがあ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は上記問
題を解決するために成されたものであって、その目的と
するところは、まず第一にLEDの発光色の色純度を向
上させると共に、予め設計されたLEDの指向特性を変
化させることが少ないLEDを実現することにあり、第
二に耐候性に優れ、屋外でも使用可能なLEDを実現す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究の結
果、着色物質とガラスの特性をうまく取り入れることで
上記問題が解決できることを新たに見いだした。即ち、
本発明のLEDは発光チップが樹脂で封止されてなるL
EDにおいて、前記樹脂中にはその樹脂と屈折率がほぼ
同一の着色ガラスが混入されていることを特徴とする。
但し、樹脂の屈折率と着色ガラスの屈折率とは発光チッ
プの発光波長において、ほぼ同一であることはいうまで
もない。
【0007】本発明において着色ガラスとは、ガラス組
成によりそれぞれ異なる屈折率を有する透明な着色ガラ
スを指し、例えばその材料として、珪酸塩ガラス、リン
酸塩ガラス、ホウ酸塩ガラス等多くの種類を挙げること
ができ、これらのガラス材料に対し、金属イオン、金属
コロイド、金属酸化物等の着色材料が混入されて溶融さ
れた互いに異なる屈折率を有する数々の着色ガラスを使
用することができる。
【0008】一般にLEDのモールド樹脂にはエポキシ
樹脂が使用される。また発光チップの周囲はストレスを
緩和する目的でシリコーン樹脂も使用される。これらの
樹脂の屈折率はおよそ1.4〜1.6の範囲にある。従
って着色ガラスの屈折率も前記範囲に調整されたものを
用いることが好ましい。
【0009】着色ガラスの色は発光チップの発光色以外
の波長を吸収してLEDの色純度を向上させるため、発
光チップの発光色と同一に着色されたガラスを用いる。
例えば青色LEDであれば、CIE色度図でx値、y値
共できるだけ小さいものを選択し、緑色LEDであれば
緑色の範囲内でy値が大きいものを選択し、赤色LED
であればx値が大きく、y値ができるだけ小さいものを
選択する。
【0010】さらに、前記着色ガラスは球状、または半
球状であることが好ましい。なぜなら、一般にガラスは
モールド樹脂に比べて比重が大きい。従ってモールド装
置で樹脂をモールドする際、着色ガラスをレンズ状の成
形金型中に入れることによって、着色ガラスが樹脂中で
自然に沈降してレンズの頂点に達する。しかも球状であ
るので、着色ガラスがレンズの外に出てくることがない
ので、生産技術の面から非常に都合がよいからである。
また球状であるので沈降速度も早いという利点がある。
さらに好ましくは着色ガラスの曲率半径と、モールド樹
脂のレンズの曲率半径とをほぼ同じにすると、着色ガラ
スがレンズの中に密着したような状態となって、外面的
にも有利である。
【0011】
【作用】本発明のLEDはモールド樹脂の屈折率と着色
ガラスの屈折率がほぼ同一であるので、予めモールド樹
脂の形状で定められたLEDの指向特性を変えることが
ない。しかも、チップの発光色以外の波長を着色ガラス
が吸収するため、LEDの色純度が向上する。さらに、
着色ガラスは耐候性にも優れており、紫外線、熱等で変
色することがないので、長期間の使用に耐えることがで
きる。さらにまた、着色ガラスによりLEDの発光色を
自由に変えることもできる。
【0012】
【実施例】図1に本発明の一実施例に係るLEDの側面
図を示す。これは屈折率1.5のエポキシよりなる樹脂
1でモールドされたLEDの構造を示しており、樹脂1
の内部にはレンズ部分に接するようにして、屈折率1.
5に調整された着色ガラス2が混入されている。
【0013】このLEDには510nmに主発光波長を
有する窒化ガリウム系化合物半導体よりなる発光チップ
が装着されており、さらに着色ガラス2にはFe、Cu
のイオン、コロイド等を含みエメラルドグリーンに着色
されている。
【0014】上記のようなLEDを実現した場合、発光
チップのスペクトルの半値幅が50nm以上あっても、
着色ガラスで補正されてスペクトルの半値幅を狭くでき
るので色純度が向上する。しかも、屈折率が同じである
ので、着色ガラス2と樹脂1との界面で発光が散乱され
ずに透過して、モールド樹脂のレンズによる指向特性を
変えることがない。レンズの指向特性を変えない範囲で
モールド樹脂の屈折率と、着色ガラスの屈折率を近似さ
せるには、それらの屈折率の差が±5%の範囲内にある
ことが好ましい。
【0015】図5は図1のLED製造時のLEDの構造
を示す断面図である。これはモールド装置の成形金型1
1に、発光チップが装着されたリードフレーム12を挿
入した後、樹脂1を金型11にディスペンサーで注入し
た状態を示している。着色ガラス2は樹脂1を注入する
前、注入後いずれの状態でも金型11の中に入れること
ができる。着色ガラス2を金型11に入れることによ
り、着色ガラス2が沈降してレンズ面と密着するので、
生産技術上非常に都合がよい。
【0016】また図2は本発明の他の実施例に係るLE
Dの側面図であり、着色ガラスを半球状として、さらに
半球状のガラスの曲率半径と、レンズの曲率半径とを近
似させている。このようにレンズの曲率半径とほぼ一致
した曲面を有する着色ガラスを用いることにより、レン
ズ前方(発光観測面側)から見ても、着色ガラスの周縁
部と樹脂との界面が目だたなくなるので非常に好まし
い。
【0017】さらにまた図3も本発明の他の実施例に係
るLEDの側面図であり、これは微粒子(例えば1mm
φ以下)の着色ガラス2を多数、樹脂1のレンズ部に集
合させた状態を示している。このLEDも図1のLED
の手法と同様にして得ることができる。このように、微
粒子の着色ガラスをレンズ部に集合させても図1のLE
Dと同様の効果が得られることはいうまでもない。
【0018】また図4も本発明の他の実施例に係るLE
Dの側面図であり、これは図3と同じく微粒子の着色ガ
ラス2を多数、樹脂1の発光観測面側に集合させた状態
を示している。このLEDはレンズ状の形状を有してお
らず、発光観測面側が平面状となっているが、このよう
なLEDにおいても着色ガラスを適用することができ
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると樹
脂とほぼ同一の屈折率を有する着色ガラスを有している
ので、レンズの指向特性を変えることなく、色純度およ
びコントラストの向上したLEDを実現できる、さらに
着色ガラスは耐候性にも優れており、長期間屋外で使用
しても、着色部の変色もなく安定した色を実現するLE
Dを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るLEDを示す側面
図。
【図2】 本発明の他の実施例に係るLEDを示す側面
図。
【図3】 本発明の他の実施例に係るLEDを示す側面
図。
【図4】 本発明の他の実施例に係るLEDを示す側面
図。
【図5】 図1のLED製造時のLEDの構造を示す断
面図。
【符号の説明】
1・・・・モールド樹脂 2・・・・着色ガラス 11・・・・成形金型 12・・・・リードフレーム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光チップが樹脂でモールドされてなる
    発光ダイオードにおいて、前記樹脂中にはその樹脂と屈
    折率がほぼ同一の着色ガラスが混入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】 前記着色ガラスは半球状または球状であ
    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. 【請求項3】 前記モールド樹脂がレンズ状の形状を有
    しており、そのレンズの曲率半径と、前記着色ガラスの
    曲率半径とがほぼ一致していることを特徴とする請求項
    2に記載の発光ダイオード。
JP6299775A 1994-12-02 1994-12-02 発光ダイオード Pending JPH08162676A (ja)

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