JPH0864860A - 色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード - Google Patents
色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオードInfo
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- JPH0864860A JPH0864860A JP19340094A JP19340094A JPH0864860A JP H0864860 A JPH0864860 A JP H0864860A JP 19340094 A JP19340094 A JP 19340094A JP 19340094 A JP19340094 A JP 19340094A JP H0864860 A JPH0864860 A JP H0864860A
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- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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- H01L2924/181—Encapsulation
Abstract
(57)【要約】
【目的】 色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオー
ドを提供する。 【構成】 赤外可視変換発光ダイオードにおいて、赤外
可視変換蛍光体としてエルビウムをドープした塩化バリ
ウムを用い、透明樹脂モールドをインダントロン・ブル
ー顔料を含有する透明樹脂で形成する。
ドを提供する。 【構成】 赤外可視変換発光ダイオードにおいて、赤外
可視変換蛍光体としてエルビウムをドープした塩化バリ
ウムを用い、透明樹脂モールドをインダントロン・ブル
ー顔料を含有する透明樹脂で形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＥＤドットマトリ
ックスなどの固体表示装置などに用いられる赤外可視変
換青色発光ダイオード（以下、青色変換発光ダイオード
という）に関するものである。
ックスなどの固体表示装置などに用いられる赤外可視変
換青色発光ダイオード（以下、青色変換発光ダイオード
という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、青色変換発光ダイオードは、図１
の概略断面図に示されるように赤外発光ダイオードチッ
プ１（以下、ダイオードチップという）のＰ型層を金属
ステム２Ａに、同じくＮ型層をリード線４を経て金属ス
テム２Ｂにボンディングして赤外発光体を形成し、これ
に通電するため金属ステム２Ａ、２Ｂは端子３Ａ、３Ｂ
とリードフレームを構成し、さらに赤外光を青色光に変
換するため前記ダイオードチップ１の表面には赤外青色
光変換蛍光体（以下、変換蛍光体という）を含む透明樹
脂よりなる蛍光体層６が被着され、さらにこれらを保護
する目的で全体を透明樹脂モールド５によりパッケージ
する構造を有する。
の概略断面図に示されるように赤外発光ダイオードチッ
プ１（以下、ダイオードチップという）のＰ型層を金属
ステム２Ａに、同じくＮ型層をリード線４を経て金属ス
テム２Ｂにボンディングして赤外発光体を形成し、これ
に通電するため金属ステム２Ａ、２Ｂは端子３Ａ、３Ｂ
とリードフレームを構成し、さらに赤外光を青色光に変
換するため前記ダイオードチップ１の表面には赤外青色
光変換蛍光体（以下、変換蛍光体という）を含む透明樹
脂よりなる蛍光体層６が被着され、さらにこれらを保護
する目的で全体を透明樹脂モールド５によりパッケージ
する構造を有する。
【０００３】さらに、蛍光体層を構成する変換蛍光体と
しては、例えば特開昭４８−１７４８７においてフッ化
イットリウム、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウムな
ど透明な希土類フッ化物を主な構成物として、これにイ
ッテルビウムとプラセオジウムを増感剤、活性剤として
加えた変換蛍光体が開示されており、このような変換蛍
光体を粉末としエポキシ樹脂あるいはポリスチレン樹脂
に分散含有させ、ダイオードチップ１の表面に塗布ある
いは滴下したのち、固化させ蛍光体層とすることもまた
よく知られているところである。
しては、例えば特開昭４８−１７４８７においてフッ化
イットリウム、フッ化ランタン、フッ化ガドリニウムな
ど透明な希土類フッ化物を主な構成物として、これにイ
ッテルビウムとプラセオジウムを増感剤、活性剤として
加えた変換蛍光体が開示されており、このような変換蛍
光体を粉末としエポキシ樹脂あるいはポリスチレン樹脂
に分散含有させ、ダイオードチップ１の表面に塗布ある
いは滴下したのち、固化させ蛍光体層とすることもまた
よく知られているところである。
【０００４】ここにおいて、端子３Ａと３Ｂの間に電流
を流すことによりダイオードチップ１から放射された赤
外光は、蛍光体層６を通過する間に青色変換蛍光体に吸
収された後、主として青色領域に特定波長を有する可視
光に変換されて透明樹脂モールド５を通って外部へ放射
される。
を流すことによりダイオードチップ１から放射された赤
外光は、蛍光体層６を通過する間に青色変換蛍光体に吸
収された後、主として青色領域に特定波長を有する可視
光に変換されて透明樹脂モールド５を通って外部へ放射
される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年電光表示
の多様化は著しく、それにともないＬＥＤドットマトリ
ックスなどの固体表示装置に用いられる発光ダイオード
についても各種の色調が要望されているが、青色の如き
短波長領域においては発光効率の高い注入型発光ダイオ
ードが得られないために、主として青色変換発光ダイオ
ードが用いられている。しかし赤外励起による変換蛍光
体の発光に際しては発光ピークが長波長領域にも生じる
ことが避けられず、このため色の純度が低下し、鮮明な
色調を持つ表示が得られないのが現状である。
の多様化は著しく、それにともないＬＥＤドットマトリ
ックスなどの固体表示装置に用いられる発光ダイオード
についても各種の色調が要望されているが、青色の如き
短波長領域においては発光効率の高い注入型発光ダイオ
ードが得られないために、主として青色変換発光ダイオ
ードが用いられている。しかし赤外励起による変換蛍光
体の発光に際しては発光ピークが長波長領域にも生じる
ことが避けられず、このため色の純度が低下し、鮮明な
色調を持つ表示が得られないのが現状である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは上
述のような観点から、色純度の高い青色変換発光ダイオ
ードを開発すべく研究を行った結果、塩化バリウムにエ
ルビウムをドープして活性化した変換蛍光体は、赤外光
を可視光に変換するのに際して上記特開昭４８−１７４
８７に示される変換蛍光体に比して約２倍以上の効率を
示すと共に、この可視光は図２の波長スペクトルに見ら
れるごとく波長４９２ｎｍの青色光に強い発光ピークを
持つ一方これに隣接する強い発光ピークを持たないの
で、図２に例示するような光の吸収スペクトルを持つイ
ンダントロン・ブルー顔料を分散含有するエポキシ樹脂
で透明樹脂モールドを構成して青色フィルターとすれ
ば、通過光に含まれる波長：５００ｎｍ以上の長波長成
分の殆どが吸収され、可視光はほとんどが波長４９２ｎ
ｍの青色光よりなるので、輝度ならびに色純度の高い鮮
明な発光をする青色変換発光ダイオードが得られるとい
う研究結果を得たのである。
述のような観点から、色純度の高い青色変換発光ダイオ
ードを開発すべく研究を行った結果、塩化バリウムにエ
ルビウムをドープして活性化した変換蛍光体は、赤外光
を可視光に変換するのに際して上記特開昭４８−１７４
８７に示される変換蛍光体に比して約２倍以上の効率を
示すと共に、この可視光は図２の波長スペクトルに見ら
れるごとく波長４９２ｎｍの青色光に強い発光ピークを
持つ一方これに隣接する強い発光ピークを持たないの
で、図２に例示するような光の吸収スペクトルを持つイ
ンダントロン・ブルー顔料を分散含有するエポキシ樹脂
で透明樹脂モールドを構成して青色フィルターとすれ
ば、通過光に含まれる波長：５００ｎｍ以上の長波長成
分の殆どが吸収され、可視光はほとんどが波長４９２ｎ
ｍの青色光よりなるので、輝度ならびに色純度の高い鮮
明な発光をする青色変換発光ダイオードが得られるとい
う研究結果を得たのである。
【０００７】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、赤外可視変換青色発光ダイオー
ドにおいて、蛍光体層はエルビウムをドープして含有す
る塩化バリウムよりなる蛍光体粉を分散含有するエポキ
シ樹脂よりなり、透明樹脂モールドはインダントロン・
ブルー顔料を分散含有するエポキシ樹脂よりなり、か
つ、前記蛍光体粉は、エルビウムを蛍光体粉全体に占め
る割合で２０〜４０原子％ドープしてなる塩化バリウム
よりなり、また、前記蛍光体層は、前記蛍光体粉を蛍光
体層全体に占める割合で１０〜５０重量％を分散含有し
残りを実質的に透明樹脂、望ましくはエポキシ樹脂ある
いはポリスチレン樹脂よりなり、さらに、前記透明樹脂
モールドは、インダントロン・ブルー顔料を透明樹脂全
体に占める割合で０．５〜５重量％分散含有し残りを実
質的に透明樹脂、望ましくはエポキシ樹脂あるいはポリ
スチレン樹脂またはシリコン樹脂よりなることを特徴と
する色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオードであ
る。
なされたものであって、赤外可視変換青色発光ダイオー
ドにおいて、蛍光体層はエルビウムをドープして含有す
る塩化バリウムよりなる蛍光体粉を分散含有するエポキ
シ樹脂よりなり、透明樹脂モールドはインダントロン・
ブルー顔料を分散含有するエポキシ樹脂よりなり、か
つ、前記蛍光体粉は、エルビウムを蛍光体粉全体に占め
る割合で２０〜４０原子％ドープしてなる塩化バリウム
よりなり、また、前記蛍光体層は、前記蛍光体粉を蛍光
体層全体に占める割合で１０〜５０重量％を分散含有し
残りを実質的に透明樹脂、望ましくはエポキシ樹脂ある
いはポリスチレン樹脂よりなり、さらに、前記透明樹脂
モールドは、インダントロン・ブルー顔料を透明樹脂全
体に占める割合で０．５〜５重量％分散含有し残りを実
質的に透明樹脂、望ましくはエポキシ樹脂あるいはポリ
スチレン樹脂またはシリコン樹脂よりなることを特徴と
する色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオードであ
る。
【０００８】なお、エルビウムをドープした塩化バリウ
ムよりなる変換蛍光体におけるエルビウムの濃度を２０
〜４０原子％限定したのは、エルビウム濃度が２０原子
％未満および４０原子％を超えると赤外光の可視光への
変換効率が低下するためであり、また蛍光体層中の変換
蛍光体の含有量を１０〜５０重量％としたのは変換蛍光
体の含有量が１０重量％未満の場合には所望の高い発光
強度が得られず、５０重量％を超える含有量の場合には
濃度消光現象によりかえって発光強度が低下するからで
ある。また、透明樹脂モールド中のインダントロン・ブ
ルー顔料の含有量を０．５〜５重量％、望ましくは２〜
３重量％としたのはインダントロン・ブルー顔料の含有
量が０．５重量％未満の場合には長波長光の吸収が不充
分で、５重量％を超えると透明樹脂への分散を均一に行
うのが困難となるからである。
ムよりなる変換蛍光体におけるエルビウムの濃度を２０
〜４０原子％限定したのは、エルビウム濃度が２０原子
％未満および４０原子％を超えると赤外光の可視光への
変換効率が低下するためであり、また蛍光体層中の変換
蛍光体の含有量を１０〜５０重量％としたのは変換蛍光
体の含有量が１０重量％未満の場合には所望の高い発光
強度が得られず、５０重量％を超える含有量の場合には
濃度消光現象によりかえって発光強度が低下するからで
ある。また、透明樹脂モールド中のインダントロン・ブ
ルー顔料の含有量を０．５〜５重量％、望ましくは２〜
３重量％としたのはインダントロン・ブルー顔料の含有
量が０．５重量％未満の場合には長波長光の吸収が不充
分で、５重量％を超えると透明樹脂への分散を均一に行
うのが困難となるからである。
【０００９】さらに、透明樹脂モールド中に分散してい
るインダントロン・ブルー顔料の粒径が０．１５μｍ以
上では散乱が著しく増加して透明度が低下するので、上
記顔料の粒径は０．１５μｍ未満であることが望まし
い。
るインダントロン・ブルー顔料の粒径が０．１５μｍ以
上では散乱が著しく増加して透明度が低下するので、上
記顔料の粒径は０．１５μｍ未満であることが望まし
い。
【００１０】
【実施例】次に、この発明の青色変換発光ダイオードを
実施例により具体的に説明する。まず、エルビウムを２
０、３０、４０原子％の割合でドープした塩化バリウム
よりなる３種類の変換蛍光体粉末を、表１に示す割合で
エポキシ樹脂中に分散混合したのち、ダイオードチップ
に０．３ｍｍの厚さに塗布して固化せしめた。つぎに、
長波長成分の光を吸収する顔料として用意した下記化学
式１からなるインダントロン・ブルー顔料を表１に示す
割合でエポキシ樹脂に混合し、プラスチック成型金型を
用いて透明樹脂モールドでパッケージし、本発明青色変
換発光ダイオード１〜７を製造した。
実施例により具体的に説明する。まず、エルビウムを２
０、３０、４０原子％の割合でドープした塩化バリウム
よりなる３種類の変換蛍光体粉末を、表１に示す割合で
エポキシ樹脂中に分散混合したのち、ダイオードチップ
に０．３ｍｍの厚さに塗布して固化せしめた。つぎに、
長波長成分の光を吸収する顔料として用意した下記化学
式１からなるインダントロン・ブルー顔料を表１に示す
割合でエポキシ樹脂に混合し、プラスチック成型金型を
用いて透明樹脂モールドでパッケージし、本発明青色変
換発光ダイオード１〜７を製造した。
【００１１】
【化１】
【００１２】
【表１】
【００１３】つぎに、この結果得られた本発明青色変換
発光ダイオード１〜７について、色の純度を評価する目
的で端子３Ａと３Ｂの間に約１．２ボルトの電圧を加え
て５０ｍＡの電流を流すことによって青色変換発光ダイ
オードを発光させ、このとき放射された可視光の青色、
緑黄色、赤色の各領域におけるピークの波長（波長４９
２ｎｍ、５５０ｎｍ、および６５０ｎｍ）における放射
光の強度をダイオードの中心線上で、青色透明樹脂モー
ルドの表面から３０ｃｍ離れた位置でパワーメータを用
いて測定した。
発光ダイオード１〜７について、色の純度を評価する目
的で端子３Ａと３Ｂの間に約１．２ボルトの電圧を加え
て５０ｍＡの電流を流すことによって青色変換発光ダイ
オードを発光させ、このとき放射された可視光の青色、
緑黄色、赤色の各領域におけるピークの波長（波長４９
２ｎｍ、５５０ｎｍ、および６５０ｎｍ）における放射
光の強度をダイオードの中心線上で、青色透明樹脂モー
ルドの表面から３０ｃｍ離れた位置でパワーメータを用
いて測定した。
【００１４】比較の目的でインダントロン・ブルー顔料
を加えない無色の透明樹脂モールドで赤外発光部をパッ
ケージすること以外は本発明変換発光ダイオードと同じ
方法により比較例変換発光ダイオード１を製造し、また
同様に表１に示す青色発光変換蛍光体粉の含有量の樹脂
層とインダントロン・ブルー顔料を含む透明エポキシ樹
脂モールドよりなる比較例発光ダイオード２〜５を製造
し、これらについてもまた、上記本発明青色変換発光ダ
イオードと同一の条件で発光強度を測定した。
を加えない無色の透明樹脂モールドで赤外発光部をパッ
ケージすること以外は本発明変換発光ダイオードと同じ
方法により比較例変換発光ダイオード１を製造し、また
同様に表１に示す青色発光変換蛍光体粉の含有量の樹脂
層とインダントロン・ブルー顔料を含む透明エポキシ樹
脂モールドよりなる比較例発光ダイオード２〜５を製造
し、これらについてもまた、上記本発明青色変換発光ダ
イオードと同一の条件で発光強度を測定した。
【００１５】さらに、従来青色変換発光ダイオードの評
価のために特開昭４８−１７４８７の開示されている実
施例にもとづきイットリウム、イッテルビウム、プラセ
オジウムをそれぞれ６９、３０、１％のモル比組成を持
つ蛍光体粉末を調製し、無色の透明エポキシの樹脂モー
ルドでパッケージされた従来変換青色発光ダイオード１
を製造し、青色光の測定波長を４９０ｎｍ、赤色光の測
定波長を６００ｎｍとした以外は上記本発明青色変換発
光ダイオードと同一の条件で発光強度を測定した。
価のために特開昭４８−１７４８７の開示されている実
施例にもとづきイットリウム、イッテルビウム、プラセ
オジウムをそれぞれ６９、３０、１％のモル比組成を持
つ蛍光体粉末を調製し、無色の透明エポキシの樹脂モー
ルドでパッケージされた従来変換青色発光ダイオード１
を製造し、青色光の測定波長を４９０ｎｍ、赤色光の測
定波長を６００ｎｍとした以外は上記本発明青色変換発
光ダイオードと同一の条件で発光強度を測定した。
【００１６】色純度と発光強度を評価するため、比較例
１の測定結果の数値を１００とし本発明青色変換発光ダ
イオード１〜７、比較例２〜５、および従来青色変換発
光ダイオード１の測定結果について相対発光強度を算出
しこの算出強度を表１に示した。
１の測定結果の数値を１００とし本発明青色変換発光ダ
イオード１〜７、比較例２〜５、および従来青色変換発
光ダイオード１の測定結果について相対発光強度を算出
しこの算出強度を表１に示した。
【００１７】
【発明の効果】表１から明らかなように本発明青色変換
発光ダイオードは単色の青色光を放射するので色純度が
極めて優れており、かつ発光強度もまた従来青色変換発
光ダイオードに比べて著しく高く、これをドットマトリ
ックスなどの固体表示装置に用いれば鮮明な色調で表示
することが可能となるなどの産業上の効果は極めて大き
い。
発光ダイオードは単色の青色光を放射するので色純度が
極めて優れており、かつ発光強度もまた従来青色変換発
光ダイオードに比べて著しく高く、これをドットマトリ
ックスなどの固体表示装置に用いれば鮮明な色調で表示
することが可能となるなどの産業上の効果は極めて大き
い。
【図１】 青色変換発光ダイオードの断面図
【図２】 本発明変換蛍光体の赤外光励起による発光ス
ペクトルと化学式１に示すインダントロン・ブルー顔料
の吸収スペクトル
ペクトルと化学式１に示すインダントロン・ブルー顔料
の吸収スペクトル
１ ダイオードチップ ２Ａ、２Ｂ 金属ステム ３Ａ、３Ｂ 端子 ４ リード線 ５ 透明樹脂モールド ６ 蛍光体層
Claims (4)
- 【請求項１】 赤外可視変換青色発光ダイオードにおい
て、蛍光体層はエルビウムをドープして含有する塩化バ
リウムよりなる蛍光体粉を分散含有するエポキシ樹脂よ
りなり、透明樹脂モールドはインダントロン・ブルー顔
料を分散含有するエポキシ樹脂よりなることを特徴とす
る色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード。 - 【請求項２】 上記蛍光体粉は、蛍光体粉全体に占める
割合でエルビウム：２０〜４０原子％をドープしてなる
塩化バリウムよりなることを特徴とする上記請求項１記
載の色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード。 - 【請求項３】 上記蛍光体層は、上記請求項２記載の蛍
光体粉を蛍光体層全体に占める割合で１０〜５０重量％
を分散含有し残りを実質的にエポキシ樹脂よりなること
を特徴とする上記請求項１記載の色純度の高い赤外可視
変換青色発光ダイオード。 - 【請求項４】 上記透明樹脂モールドは、透明樹脂全体
に占める割合でインダントロン・ブルー顔料：０．５〜
５重量％を分散含有し残りを実質的にエポキシ樹脂より
なることを特徴とする上記請求項１記載の色純度の高い
赤外可視変換青色発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19340094A JPH0864860A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19340094A JPH0864860A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864860A true JPH0864860A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16307323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19340094A Withdrawn JPH0864860A (ja) | 1994-08-17 | 1994-08-17 | 色純度の高い赤外可視変換青色発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864860A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803711A1 (de) * | 1996-04-24 | 1997-10-29 | Mannesmann VDO AG | Beleuchtung für eine Anzeige |
| WO1998015983A1 (en) * | 1996-10-09 | 1998-04-16 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| US6204545B1 (en) | 1996-10-09 | 2001-03-20 | Josuke Nakata | Semiconductor device |
| JP2002317178A (ja) * | 1996-09-20 | 2002-10-31 | Siemens Ag | 波長変換注型材料及びその製造方法並びに発光素子 |
| EP1439586A3 (de) * | 1996-06-26 | 2005-07-06 | Osram Opto Semiconductors GmbH | Lichtabstrahlendes halbleiterbauelement mit Lumineszenzkonversionselement |
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| JP2008270831A (ja) * | 1997-07-07 | 2008-11-06 | Asahi Rubber:Kk | 発光ダイオード光源の製造方法及び該製造方法により得られた発光ダイオード光源 |
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| JP2014209656A (ja) * | 1996-07-29 | 2014-11-06 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置と表示装置 |
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-
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