JPH1065221A - 発光ダイオード - Google Patents
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- JPH1065221A JPH1065221A JP9143157A JP14315797A JPH1065221A JP H1065221 A JPH1065221 A JP H1065221A JP 9143157 A JP9143157 A JP 9143157A JP 14315797 A JP14315797 A JP 14315797A JP H1065221 A JPH1065221 A JP H1065221A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 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。
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。 【解決手段】 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
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（以
下ＬＥＤ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。
下ＬＥＤ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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】
【発明の実施の形態】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。
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。
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、プレディッブする
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。
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、プレディッブする
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。
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。
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。
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。
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。
部分を拡大して示す模式断面図。
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
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年５月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 発光ダイオード
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（以
下ＬＥＤという。）に係り、特に発光チップの発光色を
変更して放射するＬＥＤに関する。
下ＬＥＤという。）に係り、特に発光チップの発光色を
変更して放射する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、６は、発光チップ１とリードフ
レーム２とを電気的に接続させるワイヤーである。通
常、樹脂４は発光チップ１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。この樹脂
４は、発光チップ１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、内部に発光チップ１の発光を他
の波長に変換する蛍光物質、または発光波長の一部を吸
収するフィルター物質等の波長変換材料５が混入される
ものがある。この構造のＬＥＤは、波長変換材料５を樹
脂４に均一に分散して混入している。
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、６は、発光チップ１とリードフ
レーム２とを電気的に接続させるワイヤーである。通
常、樹脂４は発光チップ１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。この樹脂
４は、発光チップ１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、内部に発光チップ１の発光を他
の波長に変換する蛍光物質、または発光波長の一部を吸
収するフィルター物質等の波長変換材料５が混入される
ものがある。この構造のＬＥＤは、波長変換材料５を樹
脂４に均一に分散して混入している。
【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の内部で四方八方に散
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１の発光が波長変換材料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。
目的で波長変換材料５を樹脂４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の内部で四方八方に散
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１の発光が波長変換材料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に蛍光物質を使用す
るＬＥＤは、新たな問題点として、異なる発光色のＬＥ
Ｄ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。
るＬＥＤは、新たな問題点として、異なる発光色のＬＥ
Ｄ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】本発明は、このような欠点を解消すること
を目的に開発されたもので、本発明は、波長変換材料で
発光チップの発光色を変換するに際して、変換された光
を効率よく集光して外部に放射される発光輝度を高める
ことを目的とし、さらに、異なる発光色のＬＥＤを近接
して配設して、混色を防止できるＬＥＤを提供すること
をもう一つの目的とする。
を目的に開発されたもので、本発明は、波長変換材料で
発光チップの発光色を変換するに際して、変換された光
を効率よく集光して外部に放射される発光輝度を高める
ことを目的とし、さらに、異なる発光色のＬＥＤを近接
して配設して、混色を防止できる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、前述
の目的を達成するために下記の構成を備える。本発明の
ＬＥＤは、カップ３に装着されている発光チップ１の発
光色を、波長変換材料５で変更して外部に照射する。波
長変換材料５は、発光素子全体を封止する樹脂４から、
発光チップ１を固定しているカップ３内に移されて、発
光チップ１を被覆するように充填されている。
の目的を達成するために下記の構成を備える。本発明の
ＬＥＤは、カップ３に装着されている発光チップ１の発
光色を、波長変換材料５で変更して外部に照射する。波
長変換材料５は、発光素子全体を封止する樹脂４から、
発光チップ１を固定しているカップ３内に移されて、発
光チップ１を被覆するように充填されている。
【０００７】本発明の請求項２に記載するＬＥＤは、波
長変換材料５に、発光チップ１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１の発光波長の一
部を吸収するフィルター物質を使用する。
長変換材料５に、発光チップ１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１の発光波長の一
部を吸収するフィルター物質を使用する。
【０００８】さらに、本発明の請求項３に記載するＬＥ
Ｄは、発光チップ１が固定されるカップ３内に、第一の
樹脂１１が充填されており、この第一の樹脂１１が充填
されるカップ３の周囲を、発光素子全体を封止する樹脂
４を構成する第二の樹脂１２で包囲して封止している。
波長変換材料５は、発光素子全体を封止する樹脂４であ
る第二の樹脂１２から、カップ３内の第二の樹脂１１に
移して充填している。
Ｄは、発光チップ１が固定されるカップ３内に、第一の
樹脂１１が充填されており、この第一の樹脂１１が充填
されるカップ３の周囲を、発光素子全体を封止する樹脂
４を構成する第二の樹脂１２で包囲して封止している。
波長変換材料５は、発光素子全体を封止する樹脂４であ
る第二の樹脂１２から、カップ３内の第二の樹脂１１に
移して充填している。
【０００９】また、本発明の請求項５に記載するＬＥＤ
は、発光チップ１から放出する発光色が青色である。
は、発光チップ１から放出する発光色が青色である。
【００１０】
【作用】本発明のＬＥＤは、カップの内部に、発光チッ
プを被覆するように波長変換材料を充填している。ここ
に充填される波長変換材料は、発光チップの発光色を変
換してカップの外部に放射する。カップ内の波長変換材
料は、発光色の変換された光を四方八方に散乱させる
が、散乱した光のほとんどは、カップの内面で反射され
て、発光観測面側に集光される。つまり本発明のＬＥＤ
は、発光チップを固定し、かつ、波長変換材料を充填し
ているカップで、発光色の変換された光を、内面で反射
して集光できるので、変換光の集光効率を格段に向上で
きる。
プを被覆するように波長変換材料を充填している。ここ
に充填される波長変換材料は、発光チップの発光色を変
換してカップの外部に放射する。カップ内の波長変換材
料は、発光色の変換された光を四方八方に散乱させる
が、散乱した光のほとんどは、カップの内面で反射され
て、発光観測面側に集光される。つまり本発明のＬＥＤ
は、発光チップを固定し、かつ、波長変換材料を充填し
ているカップで、発光色の変換された光を、内面で反射
して集光できるので、変換光の集光効率を格段に向上で
きる。
【００１１】さらに、本発明のＬＥＤは、波長変換材料
を蛍光物質とした場合、蛍光物質をカップの内部に充填
しているので、外部から入射する光がカップの縁で遮ら
れて、蛍光物質を励起するのを少なくできる。このた
め、接近して配設されるＬＥＤ間の混色を防止すること
ができる。この構造のＬＥＤは、カップを深くして蛍光
物質をカップからはみ出さないようにすることもでき
る。この構造のＬＥＤは、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。
を蛍光物質とした場合、蛍光物質をカップの内部に充填
しているので、外部から入射する光がカップの縁で遮ら
れて、蛍光物質を励起するのを少なくできる。このた
め、接近して配設されるＬＥＤ間の混色を防止すること
ができる。この構造のＬＥＤは、カップを深くして蛍光
物質をカップからはみ出さないようにすることもでき
る。この構造のＬＥＤは、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。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのＬＥＤを例示するもので
あって、本発明はＬＥＤを下記のものに特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのＬＥＤを例示するもので
あって、本発明はＬＥＤを下記のものに特定しない。
【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。
【００１４】図１は本発明の一実施例の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４で封止した構造
としている。図２の従来のＬＥＤと異なるところは、カ
ップ３内部に第一の樹脂１１を充填し、その全体を、発
光素子全体を封止する樹脂である第二の樹脂１２で包囲
していることである。カップに充填される第一の樹脂１
１には、発光チップの発光波長を他の波長に変換、また
は吸収して発光色を変換する波長変換材料５を含有させ
ている。すなわち、従来のＬＥＤは、図１に示すよう
に、波長変換材料５を、発光素子全体を封止する樹脂４
に充填していたが、本発明のＬＥＤは、波長変換材料５
を、発光素子全体を封止する樹脂４から発光チップ１を
固定しているカップ３内に移して充填している。
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４で封止した構造
としている。図２の従来のＬＥＤと異なるところは、カ
ップ３内部に第一の樹脂１１を充填し、その全体を、発
光素子全体を封止する樹脂である第二の樹脂１２で包囲
していることである。カップに充填される第一の樹脂１
１には、発光チップの発光波長を他の波長に変換、また
は吸収して発光色を変換する波長変換材料５を含有させ
ている。すなわち、従来のＬＥＤは、図１に示すよう
に、波長変換材料５を、発光素子全体を封止する樹脂４
に充填していたが、本発明のＬＥＤは、波長変換材料５
を、発光素子全体を封止する樹脂４から発光チップ１を
固定しているカップ３内に移して充填している。
【００１５】本発明のＬＥＤにおいて、第一の樹脂１１
と第二の樹脂１２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１１にのみ波
長変換材料５である蛍光物質を含有させればよい。さら
に、第二の樹脂１２の材料は、図２に示すＬＥＤに使用
されるのと同一の樹脂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体染
料、蛍光顔料、蛍光体等、発光チップ１の発光波長を他
の波長に変換して発光色を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１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１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。
と第二の樹脂１２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１１にのみ波
長変換材料５である蛍光物質を含有させればよい。さら
に、第二の樹脂１２の材料は、図２に示すＬＥＤに使用
されるのと同一の樹脂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体染
料、蛍光顔料、蛍光体等、発光チップ１の発光波長を他
の波長に変換して発光色を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１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１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。
【００１６】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３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。
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３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。
【００１７】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。
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。
【００１８】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。
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。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬＥＤ
は、波長変換材料を、発光素子全体を封止する樹脂か
ら、発光チップを配設するカップ内に移して充填してい
る。この構造のＬＥＤは、波長変換材料で発光色の変換
された光を、カップの内面で反射して集光できる。この
ため、本発明のＬＥＤは、変換光の集光効率を格段に向
上して、発光観測面側の輝度を著しく向上できる。
は、波長変換材料を、発光素子全体を封止する樹脂か
ら、発光チップを配設するカップ内に移して充填してい
る。この構造のＬＥＤは、波長変換材料で発光色の変換
された光を、カップの内面で反射して集光できる。この
ため、本発明のＬＥＤは、変換光の集光効率を格段に向
上して、発光観測面側の輝度を著しく向上できる。
【００２０】また、本発明のＬＥＤは、波長変換材料を
カップに充填するので、カップを深くして、波長変換材
料がカップからはみ出さない構造とすることもできる。
この構造のＬＥＤは、ＬＥＤ間の混色が発生せず、例え
ば多数のＬＥＤを互いに接近させて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。
カップに充填するので、カップを深くして、波長変換材
料がカップからはみ出さない構造とすることもできる。
この構造のＬＥＤは、ＬＥＤ間の混色が発生せず、例え
ば多数のＬＥＤを互いに接近させて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。
【００２１】さらに、本発明のＬＥＤは、波長変換材料
を、発光素子全体を封止する樹脂から、発光チップを配
設するカップ内に移して充填している。この構造のＬＥ
Ｄは、波長変換材料を、小さいカップに充填するので、
発光素子全体を封止する樹脂に充填する従来のＬＥＤに
比べて、波長変換材料である蛍光物質等を少量化するこ
とができ、製造コストの低減が実現される。また、小さ
いカップに充填するので、波長変換材料を均一化させや
すい。
を、発光素子全体を封止する樹脂から、発光チップを配
設するカップ内に移して充填している。この構造のＬＥ
Ｄは、波長変換材料を、小さいカップに充填するので、
発光素子全体を封止する樹脂に充填する従来のＬＥＤに
比べて、波長変換材料である蛍光物質等を少量化するこ
とができ、製造コストの低減が実現される。また、小さ
いカップに充填するので、波長変換材料を均一化させや
すい。
【００２２】また、一般に、蛍光物質は短波長側から長
波長側に変換させる方が効率がよい。したがって、本願
発明のＬＥＤは発光チップから可視光のうち短波長側に
ある青色光を放出させ蛍光物質によって、それよりも長
波長側の緑色光を効率よく放出させることができる。さ
らに、蛍光物質によって変換された緑色光は、発光チッ
プから放出される青色光よりも長波長側になっているた
めに、発光チップのバンドギャップよりも小さく発光チ
ップに吸収されにくい。そのため蛍光物質によって変換
された光が発光チップ側に向かったとしても発光チップ
に吸収されずカップで反射され効率よく発光することが
可能である。
波長側に変換させる方が効率がよい。したがって、本願
発明のＬＥＤは発光チップから可視光のうち短波長側に
ある青色光を放出させ蛍光物質によって、それよりも長
波長側の緑色光を効率よく放出させることができる。さ
らに、蛍光物質によって変換された緑色光は、発光チッ
プから放出される青色光よりも長波長側になっているた
めに、発光チップのバンドギャップよりも小さく発光チ
ップに吸収されにくい。そのため蛍光物質によって変換
された光が発光チップ側に向かったとしても発光チップ
に吸収されずカップで反射され効率よく発光することが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のＬＥＤの構造を示す模式断面
図
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のカップの部
分を拡大して示す模式断面図
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のカップの部
分を拡大して示す模式断面図
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４…樹脂 ５…波長変換材料６…ワイヤー １１…第一の樹脂 １２…第二の樹脂
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (2)
- 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143157A JP2998696B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9143157A JP2998696B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 発光ダイオード |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14315897A Division JP3327170B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 発光ダイオードの製造方法 |
| JP9143159A Division JP3036465B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 発光ダイオードを用いたディスプレイ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065221A true JPH1065221A (ja) | 1998-03-06 |
| JP2998696B2 JP2998696B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=15332254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9143157A Expired - Lifetime JP2998696B2 (ja) | 1997-05-17 | 1997-05-17 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998696B2 (ja) |
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| US6940101B2 (en) | 2002-11-25 | 2005-09-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | LED Lamp |
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| US7755095B2 (en) | 2003-12-24 | 2010-07-13 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, lighting module, lighting apparatus, display element, and manufacturing method for semiconductor light emitting device |
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| JP2011205051A (ja) | 2009-06-26 | 2011-10-13 | Fujifilm Corp | 光反射基板およびその製造方法 |
| WO2011078010A1 (ja) | 2009-12-25 | 2011-06-30 | 富士フイルム株式会社 | 絶縁基板、絶縁基板の製造方法、配線の形成方法、配線基板および発光素子 |
-
1997
- 1997-05-17 JP JP9143157A patent/JP2998696B2/ja not_active Expired - Lifetime
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