JPH11163417A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JPH11163417A
JPH11163417A JP9116198A JP9116198A JPH11163417A JP H11163417 A JPH11163417 A JP H11163417A JP 9116198 A JP9116198 A JP 9116198A JP 9116198 A JP9116198 A JP 9116198A JP H11163417 A JPH11163417 A JP H11163417A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体チップを封止してなる発光ダイオード
に着色部材、抗菌部材、光触媒、蓄光部材の内いずれか
一つまたはその組み合わせの機能性部材を備える。 【解決手段】 半導体チップを封止する外装部材（封止
部材）１１１の外面（表面）に、第１の機能性部材１１
２と第２の機能性部材１１３とを備えたビヒクルを塗布
した構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードに
関し、特に着色部材、抗菌部材、蓄光部材、光触媒、反
射防止膜等の機能性部材の内いずれか一つまたはその組
合せを備えた発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】パイロットランプ、インジケータ、文字
や図形の表示、信号、装飾、デザイン等に半導体発光素
子を外装（樹脂モールド、ガラスモールド等）した発光
ダイオード（ＬＥＤ）が広く利用されている。防かび、
防曇等を目的として発光ダイオードの外面に光触媒を備
える構成が例えば、特開平９−８３６１号公報等に提案
されている。発光ダイオードは赤、緑、青等の種々の
光、または紫外線を発する。図９〜図１２は従来の発光
ダイオードを例示する。
【０００３】図９において、発光ダイオード１はｐｎ接
合された半導体の結晶体からなる光を放射するＬＥＤチ
ップ２と、このＬＥＤチップ２を封止するモールドレン
ズ３とを備えている。前記モールドレンズ３はエポキシ
樹脂またはアクリル系樹脂等の透明部材からなる。符号
４は外部リード、５は金線を示す。モールドレンズ３の
外側を覆うようにガラスや樹脂等の透明部材からなるキ
ャップ６が一体的に嵌着されている。モールドレンズ３
とキャップ６との一体化は接着材を用いたり、圧入嵌
合、二色成形等により行われる。前記キャップ６の外面
には二酸化チタン等の光触媒７が０．３μｍ以下の薄膜
状に配設されている。
【０００４】図１０の発光ダイオード１０は、図９にお
ける発光ダイオードのキャップ６を省き、光触媒７をモ
ールドレンズ３の表面に直接担持した構成を示す。
【０００５】図１１の発光ダイオード２０は、図９にお
ける発光ダイオードのモールドレンズ３を省き、光触媒
７をキャップ６の表面に直接担持した構成を示す。
【０００６】図１２の発光ダイオード３０はＬＥＤチッ
プ２を複数備えた構成を示し、矩形カバー状のキャップ
６の外面に光触媒７を備えた構成を示す。
【０００７】蛍光染料または蛍光顔料をモールドレンズ
に混入した発光ダイオードとして例えば、特開平５−１
５２６０９号公報等が提案されている。この場合の発光
ダイオードは視感度を良くし、またその輝度を向上させ
ることを目的として、４２０〜４４０ｎｍ付近によって
励起されて、４８０ｎｍに発光ピークを有する波長を発
光する蛍光染料が添加されている。
【０００８】上記従来の発光ダイオードは光触媒によっ
て殺菌、汗や油煙やタバコの煙等の汚染物質の分解を行
い、かつ着色部材を外装部材（封止部材）に混入して吸
収波長を調整する機能を有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＬＥＤチップ
の外装部材（封止部材）の表面または内部に夜光性（残
光）や抗菌性を備えた発光ダイオードは提案されていな
い。また、殺菌作用を有する抗菌部材と蓄光部材との両
方を備えた発光ダイオード、または蓄光部材と光触媒と
の両方を備えた発光ダイオード、同一表面側に着色部材
と光触媒とを備えた発光ダイオード等は提案されていな
い。
【００１０】本発明は外装部材の表面に着色部材（染料
／顔料）、蛍光染料／顔料、光触媒，蓄光部材，抗菌部
材の内いずれか一つを、またはその組み合わせからなる
機能性部材を備えた発光ダイオードを提供することを目
的とする。これらの機能性部材を備えることにより、発
光ダイオードが防曇、防カビ、夜光性、視感度と輝度の
向上などを図れる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における発光ダイオードは、 （１）半導体チップを封止する外装部材の表面に、少な
くとも２種類以上の機能性部材を配設した構成とした。 （２）半導体チップを封止する外装部材の内部に、少な
くとも２種類以上の機能性部材を混入した構成とした。 （３）半導体チップを封止する外装部材の表面に第１の
機能性部材を配設し、前記外装部材の内部に第２の機能
性部材を混入することにより、少なくとも２種類以上の
機能性部材を備えた構成とした。 （４）半導体チップを封止する外装部材の外面に抗菌部
材を備えた構成とした。 （５）半導体チップを封止する外装部材の外面に蓄光部
材を備えた構成とした。 （６）半導体チップを封止する外装部材内に抗菌部材を
混入した構成とした。 （７）半導体チップを封止する外装部材内に蓄光部材を
混入した構成とした。 （８）半導体チップを封止する外装部材の外面に着色部
材を備えた構成とした。 （９）半導体チップを封止する外装部材内の外面に蓄光
部材を備え、更に重ねて反射防止膜を備えた構成とし
た。 （１０）半導体チップを封止する外装部材の外面に着色
部材を備え、更に重ねて反射防止膜を備えた構成とし
た。 （１１）半導体チップを封止する封止部材の表面に機能
性部材を練り込んでなる透光性フィルムシートを積層配
置した構成とした。
【００１２】外装部材の表面に機能性部材を配設する第
１の手段としては、透明な接着部材（ビヒクル／分散媒
／担体）に機能性部材を含ませ、塗布、または印刷する
構成とした。第２の手段は、外装部材の表面にまず接着
材層を配設し、次に機能性部材を散布する構成とした。
また、必要に応じ、前記機能性部材を押圧して接着材層
内に埋設する構成とした。第３の手段は、機能性部材を
含んだフィルムシートを樹脂基材にラミネート（積層）
する構成とした。この他、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、Ｐ
ＶＤ、電着など任意の手段を用いてよいことは言うまで
もない。
【００１３】本願発明の上記構成において、機能性部材
としては着色部材（染料、顔料）、蛍光染料、蛍光顔
料、抗菌部材、蓄光部材、光触媒等とした。組合せとし
ては、蓄光部材と光触媒，蓄光部材と抗菌部材，光触媒
と抗菌部材，光触媒と着色部材，抗菌部材と着色部材，
蛍光染料／顔料と光触媒，蛍光染料／顔料と抗菌部材等
とした。勿論、これ以外の任意の組合せが可能である。
【００１４】染料としてはアゾ染料、アントラキノン染
料、カルボニウム染料、インジゴイド染料、硫化染料、
フタロシアニン染料等とした。例えば、青色染料として
はシアニンブルー（Ａ１３５１１／デクスター社製、ハ
イソールブルー染料）等を用いればよい。青色以外に
赤、緑、黄色など目的に応じて任意に設定してよいこと
は言うまでもない。蛍光染料としても任意の色、部材と
してよく例えば、青緑色蛍光染料（バスフ社製）等とし
た。顔料も赤、青、緑、黄、白など任意の色、部材とし
てよいことも同様である。
【００１５】着色による光の吸収波長域も任意に設定し
てよい。例えば、緑色の場合は約５２０ｎｍ以下でかつ
約５７０ｎｍ以上の波長域でで高吸収率、赤色の場合は
約６００ｎｍ以下でかつ約６３０ｎｍ以上で高吸収率、
青色の場合は約４２０ｎｍ以下でかつ約５００ｎｍ以上
で高吸収率などとした。
【００１６】外装部材に配設する抗菌部材の形態として
は粉末粒子状または液状の内何れか一つの形態とした。
また、粉末粒子状をなす抗菌部材の外形寸法を約０．０
５ミクロンメートル〜約２０ミクロンメートル程度とし
た。添加量は重量比０．５％〜１０％程度とした。抗菌
部材を封止部材の表面に配設することにより、封止部材
に付着した細菌の生存環境を絶つ。
【００１７】また、抗菌部材としてはゼオライト（抗菌
性金属イオン／銀、銅、亜鉛）、キトサン、ヨモギ、ヒ
ノキ（ヒノキチオール）、ヒバなどの内いずれか一つで
構成した。ゼオライトは銀、銅、亜鉛など殺菌力のある
物質を含んだ抗菌性セラミックスをなす。キトサンはカ
ニ殻やエビ殻に多く含まれる天然多糖で抗菌、抗カビ性
を備える。粉末粒子としてカード表面に埋設、または接
着材に混入、または溶液または水などに混入する割合は
重量比約０．３％〜約数％で十分で、粒径約５ミクロン
メートル以下の微粉末とした。
【００１８】ヨモギはヨモギに含まれるタンニンが抗ア
レルギー、痒み止め効果を、クロロフィル（葉緑素）が
殺菌、制菌などの効果を備え、ヨモギの抽出液を含んだ
粒径約０．０５ミクロンメートル〜約２０ミクロンメー
トルのマイクロカプセルとして埋設、または塗布して対
象物の表面に固定すればよい。ヒノキはヒノキに含まれ
るトロピロンが細菌、カビなどを寄せ付けない防腐剤の
役割を果たし、他の抗菌部材と同様に数ミクロンメート
ルの粒径のマイクロカプセルとして用いればよい。
【００１９】また、液状の抗菌部材としてはヒノキやヒ
バの精油（エッセンシャルオイル）、またはメトロニダ
ゾール、その他に、酢酸銀または硝酸銀を純水に溶解
し、該溶液にＫ↓２ＳＯ↓３とＫ↓２Ｓ↓２Ｏ↓３を順
次添加し、銀のチオスルファト錯体塩または銀塩の内少
なくとも一つを含む溶液としている。また、銀のチオス
ルファト錯体塩または銀塩の内少なくとも一つを含水無
晶形二酸化珪素に担持吸着させ、さらにその外表面に外
殻被覆層を形成した抗菌性複合体、または有機砒素のバ
イナジンなどを重量比約０．５％〜約１０％の割合で混
入させればよい。
【００２０】上記の他に、抗菌部材としてヨードホル
ム、銀シリカゲル系抗菌剤粒子、ジフェニール・エーテ
ル系またはシリコン第４級アンモニゥム塩（商品名ＡＣ
Ｐ−２０，ＴＫ−５２０）、リン酸ジルコニゥムと酸化
銀の混合物、イソチオシアン酸エステルを抗菌成分とし
サイクロデキストリンで包接した化合物等任意に用いて
よい。
【００２１】光触媒としても任意の部材を用いてよい。
例えば、二酸化チタン、または二酸化チタンと活性炭と
の混合物等からなる光触媒の微粉末粒子を用いた。光触
媒の粉末粒子、または光触媒を含んだ接着材の薄膜を対
象物表面に配設することにより、表面の汚れを防いだり
表面の菌を殺したり付着した臭いを取る。即ち、太陽や
蛍光灯など３００ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外線を受けた
光触媒は活性化して有機物（アセトアルデヒドやアンモ
ニア等）、窒素酸化物、塩素化合物等を酸化し分解す
る。
【００２２】二酸化チタンまたは二酸化チタンと活性炭
との混合物等からなる光触媒の微粉末粒子は０．００１
μｍ〜数μｍの外形を有する。また、液状体（ビヒクル
等）に含ませる割合は０．１重量％〜１０重量％程度と
すればよい。塗布膜厚については使用目的に応じ任意に
実施すればよい。例えば０．１μｍ〜数μｍの膜厚に塗
布すればよい。モールドレンズやキャップへの塗布手段
は液状体に混入してスプレー、静電印刷、インクジェッ
トなどにより行う。二酸化チタンを配設する手段として
は、上記の他に真空蒸着、ＣＶＤ、スパッタ、スプレ
ー、電着など任意の手段を用いてよい。
【００２３】なお、二酸化チタンはアナターゼ型のもの
が好ましいが、銅、銀、白金、その他の金属でメタライ
ズされたルチル型二酸化チタンとしてもよい。また、Ｗ
Ｏ↓２，Ｃｄｓ，ＳｒＴｉＯ↓２，ＭｏＳ↓２のような
半導体で光触媒を形成するようにしてもよい。
【００２４】さらに、光触媒に水または有機溶剤（アニ
リン等）を含浸させてもよいことも同様である。水また
は有機溶剤を含浸した光触媒を無機、有機の任意のバイ
ンダ、ビヒクル、塗料、接着材等の液状体に混合し、対
象部材の表面に塗布するようにしてもよい。液状体の加
熱、乾燥過程で水または有機溶剤が蒸発し、光触媒の保
持膜に気孔を形成し、光触媒に近紫外線を直接照射可能
にする。
【００２５】さらに、光不活性物質で酸化チタン粒子表
面を覆う構成、または光不活性物質からなる多孔質壁で
二酸化チタン粒子の表面を覆う構成、またはセラミック
スのアパタイトで二酸化チタン粒子の表面を１μｍ厚さ
程度に覆う構成等、いずれか一つの構成としてよい。前
記光不活性物質としては、シリコン、アルミニウム、ジ
ルコニウム、カルシウム、バリウム、スチロンチウム、
マグネシウム、亜鉛、ニオブ等の内、いずれか一つまた
はその組み合わせとした。光不活性物質、光不活性物質
からなる多孔質壁、アパタイト等で二酸化チタンの表面
を被覆することにより、光触媒の担体（保持部材）たと
えば紙、樹脂、繊維等の劣化を軽減できる。
【００２６】蓄光物質としては、例えば根本特殊化学／
Ｎ夜光、またはＳｒＡｌ↓２Ｏ↓４：Ｅｕ（発光ピーク
波長５２０ｎｍ、残光輝度３００ｍｃｄ／ｍ↑２（２０
０ＬＸで４分照射した２０分後の輝度）、残光時間２０
００分以上（０．３２ｍｃｄ／ｍ↑２に減衰するまで要
する時間））、またはＺＮｓ：Ｃｕ、またはＺｎＳ，Ｃ
ｄＳ，ＣａＳ，（ＺｎＣｄ）Ｓ等の一種または二種類の
硫化物系蓄光物質など任意の部材としてよい。蓄光物質
を含んだ接着部材（ビヒクル）の塗布厚さは最小０．１
μｍ〜１０μｍ程度とした。接着部材に配合する蓄光物
質の配合比は０．１重量％〜１０重量％の範囲とした。
【００２７】機能性部材を含ませる接着部材（ビヒク
ル）としては、熱硬化性のアクリル系樹脂部材（例えば
アクリルメラミン樹脂）やアルキッドメラミン樹脂部
材、酢酸ビニール系、フッ素樹脂系、シリコン樹脂系、
エポキシ樹脂系、ウレタン系、ＵＶ樹脂（紫外線硬化樹
脂）等の有機バインダ、ゴム部材（例えば天然ゴム、ブ
チルゴム等）、塩化ビニール、フェノール樹脂等任意の
部材の内いずれか一つとした。モールドレンズやキャッ
プの構成材料は例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹
脂、ポリカーボネート、塩化ビニル、塩化ビニリデン、
スチロール、ポリアセタール、ウレタン、ガラス（例え
ば、シリカガラス、ホウケイサ酸ガラス、ソーダ石灰ガ
ラス）等とした。
【００２８】本願発明は上記した構成によって、着色部
材、光触媒、抗菌部材、蓄光物質などの機能性部材の
内、一つまたは２種類以上の組合せを容易に発光ダイオ
ードの外装部材に配設できる。そして、着色部材は光の
吸収波長域を調整し、抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防
止し、光触媒は大気中または表面に付着した汚染物質を
分解する。また、蓄光物質（蓄光蛍光体、蓄光塗料、蛍
光塗料等と呼ぶ。）は太陽光や蛍光灯の光を吸収・蓄積
し、照明が途切れ暗くなっても一定時間、明るさを維持
でき、周辺を照らし電子機器等の操作を容易にする。
【００２９】
【発明の実施の形態】本発明における第１の発明は、半
導体チップを封止する外装部材の外面（表面）に、第１
の機能性部材に重ねて第２の機能性部材を備えたことを
特徴とする発光ダイオードとしたもので、着色部材、光
触媒、抗菌部材、蓄光物質などの機能性部材を、少なく
とも２種類以上、容易に発光ダイオードの外装部材（封
止部材）に配設できる。また、機能性部材の組合せを任
意に選択できる。さらに、配設する機能性部材の厚さに
よっても輝度調整が可能で、塗布工法等によって量産を
可能にする。
【００３０】さらに、第２の発明は、半導体チップを封
止する外装部材の外面に、第１の機能性部材と第２の機
能性部材とを混合したビヒクルを備えたことを特徴とす
る発光ダイオードとしたもので、着色部材、光触媒、抗
菌部材、蓄光物質などの機能性部材を、少なくとも２種
類以上、容易に発光ダイオードの外装部材に配設でき
る。また、塗布の手間が第１の発明に較べて１／２とな
る。
【００３１】さらに、第３の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に蛍光染料または蛍光顔料の内いずれ
か一方を混入するとともに、前記外装部材の外面に光触
媒を備えたことを特徴とする発光ダイオードとしたもの
で、蛍光染料／蛍光顔料は光の吸収波長域を調整し、光
触媒は表面に付着した汚染物質を分解し、防カビ、防曇
を図れる。
【００３２】さらに、第４の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に蛍光染料または蛍光顔料の内いずれ
か一方を混入するとともに、前記外装部材の外面に抗菌
部材を備えたことを特徴とする発光ダイオードとしたも
ので、蛍光染料／蛍光顔料は光の吸収波長域を調整し、
抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防止する。
【００３３】さらに、第５の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に蓄光部材を混入するとともに、前記
外装部材の外面に光触媒を備えたことを特徴とする発光
ダイオードとしたもので、蓄光物質は照明が途切れ暗く
なっても一定時間、明るさを維持でき、周辺を照らす。
光触媒は表面に付着した汚染物質を分解する。
【００３４】さらに、第６の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に蓄光部材を混入するとともに、前記
外装部材の外面に抗菌部材を備えたことを特徴とする発
光ダイオードとしたもので、蓄光物質は照明が途切れ暗
くなっても一定時間、明るさを維持でき、周辺を照ら
す。抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防止する。
【００３５】さらに、第７の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に着色部材を混入するとともに、前記
外装部材の外面に抗菌部材を備えたことを特徴とする発
光ダイオードとしたもので、着色部材は光の吸収波長域
を調整し、抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防止する。
【００３６】さらに、第８の発明は、半導体チップを封
止する外装部材内に少なくとも２種類以上の機能性部材
混入したことを特徴とする発光ダイオードとしたもの
で、２種類の機能性部材を成形過程で外装部材内に備え
られ、量産に適す。
【００３７】さらに、第９の発明は、半導体チップを封
止する外装部材の外面に抗菌部材を備えたことを特徴と
する発光ダイオードとしたもので、抗菌部材は殺菌作用
により防カビ、防曇を行う。
【００３８】さらに、第１０の発明は、半導体チップを
封止する外装部材の外面に蓄光部材を備えたことを特徴
とする発光ダイオードとしたもので、蓄光物質は照明が
途切れ暗くなっても一定時間、明るさを維持でき、周辺
を照らす。また、自己発光して文字・図形を表示する。
【００３９】さらに、第１１の発明は、半導体チップを
封止する外装部材内に抗菌部材を混入したことを特徴と
する発光ダイオードとしたもので、抗菌部材は殺菌作用
により防カビ、防曇を行う。
【００４０】さらに、第１２の発明は、半導体チップを
封止する外装部材内に蓄光部材を混入したことを特徴と
する発光ダイオードとしたもので、蓄光物質は照明が途
切れ暗くなっても一定時間、明るさを維持でき、周辺を
照らす。また、自己発光して文字・図形を表示する。
【００４１】さらに、第１３の発明は、半導体チップを
封止する外装部材の外面に着色部材を練り込んだビヒク
ルを備えたことを特徴とする発光ダイオードとしたもの
で、着色部材は光の吸収波長域を調整し視感度と輝度の
向上を図れる。
【００４２】さらに、第１４の発明は、半導体チップを
封止する外装部材内の外面に蓄光部材を塗布し、更に重
ねて反射防止膜を塗布したことを特徴とする発光ダイオ
ードとしたもので、反射防止膜は視感度を向上させる。
【００４３】さらに、第１５の発明は、半導体チップを
封止する外装部材の外面に着色部材を塗布し、更に重ね
て反射防止膜を塗布したことを特徴とする発光ダイオー
ドとしたもので、反射防止膜は視感度を向上させる。
【００４４】さらに、第１６の発明は、半導体チップを
封止する外装部材の表面に、機能性部材を練り込んでな
る透光性フィルムシートを積層配置したことを特徴とす
る発光ダイオードとしたもので、機能性部材の使用量を
少なくでき、シートの厚さによって輝度を調整できる。
【００４５】以下、本発明の実施の形態における発光ダ
イオードについて図１から図８を用いて説明する。
【００４６】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状、組合せについても図９〜図１２
の形態と同様または任意の構成としてよい。図１におい
て符号１０１は外装部材、１０２は第１の機能性部材、
１０３は第２の機能性部材を示す。
【００４７】図１に示すように、発光ダイオード１００
は、半導体からなるＬＥＤチップを封止する外装部材１
０１の外面（表面）にまず第１の機能性部材１０２を塗
布し、次に、第１の機能性部材１０２に重ねて第２の機
能性部材１０３を備えたことを特徴とする。第１の機能
性部材１０２と第２の機能性部材１０３との組合せを任
意に選択することにより、着色部材（染料、顔料）、蛍
光染料、蛍光顔料、光触媒、抗菌部材、蓄光物質、反射
防止膜などの機能性部材を、少なくとも２種類以上、容
易に外装部材の表面に配設できる。また、各機能性部材
の混入量とともに、各機能性部材の塗布膜厚によっても
輝度調整や呈色調整が可能で、容易に量産できる。
【００４８】各機能性部材はビヒクルたとえば透明なア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル等の樹脂部材
に、それぞれ数重量％〜１０重量％の範囲で混入、練り
込んでなる。各層の塗布厚さは０．０１μｍ〜数μｍの
範囲とした。塗布手段はスプレー、静電印刷、インクジ
ェット、浸漬、スクリーン印刷などの内いずれか一つと
した。勿論、他の任意手段としてよい。
【００４９】なお、前記各機能性部材の配設手段とし
て、必ずしも樹脂系のビヒクルを用いることに限定する
ものでない。分散媒は水、アルコール等の溶媒等であっ
てもよい。また、機能性部材を配設する手段としてビヒ
クルに練り込んで塗布することの他に、外装部材の表面
にまず接着材層を配設し、次に機能性部材を散布する構
成としてもよい。そして、必要に応じ、前記機能性部材
を押圧して接着材層内に埋設する構成とした。さらに、
蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶着等の手段により
配設するようにしてよい。さらに、機能性部材の塗布膜
厚も各機能性部材毎に異ならせてよいことは言うまでも
ない。目的に応じて任意寸法に設定すればよい。
【００５０】外装部材（封止部材）の表面に機能性部材
を備えることにより、着色部材（染料、顔料）や蛍光染
料／蛍光顔料は光の吸収波長域を調整でき視感度と輝度
の向上を図れる。蓄光部材は暗い場所でも一定時間周囲
を照明する。また、本発明の発光ダイオードを用いたド
ットマトリクス型表示装置において、蓄光部材は電源切
断後も最終映像に相当する文字・図形を一定時間メモリ
ー表示する。抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防止し、光
触媒は有機物、窒素酸化物、塩素化合物等を酸化し分解
する。その結果、モールドレンズやキャップの防曇、防
カビ、視感度の向上、輝度向上を実現する。
【００５１】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状、組合せについても図９〜図１２
の形態と同様または任意の構成としてよい。図２におい
て符号１１１は外装部材、１１２は第１の機能性部材、
１１３は第２の機能性部材を示す。
【００５２】図２に示すように、発光ダイオード１１０
は、半導体からなるＬＥＤチップを封止する外装部材１
１１の外面（表面）に、透明樹脂等からなるビヒクル内
に第１の機能性部材１１２と第２の機能性部材１１３と
を混合したものを所定の膜厚に塗布したことを特徴とす
る。第１の機能性部材１１２と第２の機能性部材１１３
との組合せを任意に選択することにより、着色部材（染
料、顔料）、蛍光染料、蛍光顔料、光触媒、抗菌部材、
蓄光物質、光拡散粒子などの機能性部材を、少なくとも
２種類以上、容易に発光ダイオードの外装部材に配設で
きる。また、各機能性部材の混入量とともに、各機能性
部材の塗布膜厚によっても輝度調整や呈色調整が可能
で、容易に量産できる。
【００５３】各機能性部材はビヒクルたとえば透明なア
クリル系樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル等の樹脂部材
に、それぞれ数重量％〜１０重量％の範囲で混入、練り
込んでなる。塗布厚さは０．０１μｍ〜数μｍの範囲と
した。塗布手段、分散媒、機能性部材の種類、機能性部
材の配設手段についても実施の形態１と同様に実施すれ
ばよい。この実施の形態２の場合も実施の形態１と同様
の作用・効果を有する。
【００５４】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状、組合せについても図９〜図１２
の形態と同様または任意の構成としてよい。図３におい
て符号１２１は外装部材、１２２は第１の機能性部材、
１２３は第２の機能性部材を示す。
【００５５】図３に示すように、発光ダイオード１２０
は、半導体からなるＬＥＤチップを封止する外装部材１
２１の内部に第１の機能性部材１２２を練り込むととも
に、前記外装部材１２１の外面（表面）に、透明樹脂等
からなるビヒクル内に第２の機能性部材１２３を練り込
んだ部材を所定の膜厚に備えたことを特徴とする。第１
の機能性部材１２２と第２の機能性部材１２３との組合
せを任意に選択することにより、着色部材（染料、顔
料）、蛍光染料、蛍光顔料、光触媒、抗菌部材、蓄光物
質、反射防止膜などの機能性部材を、少なくとも２種類
以上、容易に発光ダイオードの外装部材に配設できる。
また、各機能性部材の混入量とともに、第２の機能性部
材の塗布膜厚によっても輝度調整や呈色調整が可能で、
容易に量産できる。
【００５６】外装部材１２１に混入する第１の機能性部
材１２２の添加量は数重量％〜１０重量％の範囲とし
た。第２の機能性部材はビヒクルたとえば透明なアクリ
ル系樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル等の樹脂部材に、
それぞれ数重量％〜１０重量％の範囲で混入、練り込ん
でなる。塗布厚さは０．０１μｍ〜数μｍの範囲とし
た。第２の機能性部材の塗布手段、分散媒、機能性部材
の種類、機能性部材の配設手段についても実施の形態１
と同様に実施すればよい。この実施の形態３の場合も実
施の形態１と同様の作用・効果を有する。
【００５７】なお、第２の機能性部材の配設手段とし
て、必ずしも樹脂系のビヒクルを用いることに限定する
ものでない。分散媒は水、アルコール等の溶媒等であっ
てもよい。また、機能性部材を配設する手段としてビヒ
クルに練り込んで塗布することの他に、外装部材の表面
にまず接着材層を配設し、次に機能性部材を散布する構
成としてもよい。そして、必要に応じ、前記機能性部材
を押圧して接着材層内に埋設する構成とした。さらに、
蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、ＰＶＤ、溶着等の手段により
配設するようにしてよい。さらに、機能性部材の塗布膜
厚も各機能性部材毎に異ならせてよいことは言うまでも
ない。目的に応じて任意寸法に設定すればよい。
【００５８】（実施の形態４）図４は本発明の実施の形
態４における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状についても図９〜図１２の形態と
同様または任意の構成としてよい。図４において、符号
１３１は外装部材、１３２は第１の機能性部材、１３３
は第２の機能性部材を示す。
【００５９】図４に示すように、発光ダイオード１３０
は、半導体からなるＬＥＤチップを封止する外装部材１
３１の内部に、第１の機能性部材１３２と第２の機能性
部材１３３とを練り込んで分散させたことを特徴とす
る。第１の機能性部材１３２と第２の機能性部材１３３
との組合せを任意に選択することにより、着色部材（染
料、顔料）、蛍光染料、蛍光顔料、光触媒、抗菌部材、
蓄光物質などの機能性部材を、少なくとも２種類以上、
容易に発光ダイオードの外装部材に配設できる。また、
各機能性部材の混入量によって輝度調整や呈色調整が可
能で、より優れた量産性を発揮できる。
【００６０】各機能性部材の混入量はそれぞれ数重量％
〜１０重量％の範囲で混入、練り込んでなる。この実施
の形態４の場合も実施の形態１と同様の作用・効果を有
する。
【００６１】（実施の形態５）図５は本発明の実施の形
態５における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状、組合せについても図９〜図１２
の形態と同様または任意の構成としてよい。図５におい
て符号１４１は外装部材、１４２は蓄光部材を示す。図
５に示すように、発光ダイオード１４０は、半導体から
なるＬＥＤチップを封止する外装部材１４１の外面（表
面）に、透明樹脂等からなるビヒクル内に蓄光部材１４
２を練り込んだ部材を所定の膜厚に備えたことを特徴と
する。
【００６２】蓄光部材の混入量とともに、ビヒクルの塗
布膜厚によっても輝度調整が可能となる。蓄光部材１４
２はビヒクルたとえば透明なアクリル系樹脂、エポキシ
樹脂、塩化ビニル等の樹脂部材に、それぞれ数重量％〜
１０重量％の範囲で混入、練り込んでなる。塗布厚さは
０．０１μｍ〜数μｍの範囲とした。蓄光部材１４２の
塗布手段、分散媒は実施の形態１と同様に実施すればよ
い。蓄光物質は照明が途切れ暗くなっても一定時間、明
るさを維持でき、周辺を照らす。また、自己発光して文
字・図形を表示する。
【００６３】図６は、図５における蓄光部材に代えて抗
菌部材１５２または着色部材（染料、顔料）を配設した
実施例を示す。抗菌部材は殺菌作用によりモールドレン
ズやキャップの防カビ、防曇を図れる。着色部材は光の
吸収波長域を調整でき視感度と輝度の向上を図れる。
【００６４】なお、着色部材をビヒクルに含ませて外装
部材の表面に塗布配設することに代え、スパッタ、浸
漬、蒸着、ＣＶＤ、ＰＶＤ等の手段によりモールドレン
ズやキャップの表面に設けた構成としてよいことは言う
までもない。
【００６５】（実施の形態６）図７は本発明の実施の形
態６における発光ダイオードを構成する外装部材（封止
部材）の表面近傍の要部断面図を示す。ＬＥＤチップ、
金線、外部リード等を封止する構成は図９〜図１２の場
合と同様である。また、外装部材を構成するモールドレ
ンズやキャップの形状、組合せについても図９〜図１２
の形態と同様または任意の構成としてよい。
【００６６】図７において、符号１６１は外装部材、１
６２は蓄光部材を示す。図７に示すように、発光ダイオ
ード１６０は、半導体からなるＬＥＤチップを封止する
外装部材１６１の内部に蓄光部材１６２を練り込んで分
散させたことを特徴とする。蓄光部材１６２の混入量に
よって発光ダイオードの輝度調整や呈色調整が可能で、
容易に量産できる。混入量はそれぞれ数重量％〜１０重
量％の範囲で混入、練り込んでなる。蓄光物質は照明が
途切れ暗くなっても一定時間、明るさを維持でき、周辺
を照らす。また、自己発光して文字・図形を表示する。
【００６７】図８は、図７における蓄光部材に代えて抗
菌部材１７２を配設した実施例を示す。抗菌部材は殺菌
作用により外装部材の防カビ、防曇を図れる。
【００６８】（実施の形態７）実施の形態７における発
光ダイオードは、１つまたは複数の機能性部材を含んだ
透光性フィルムシートを、ＬＥＤチップの封止部材表面
にラミネート（積層）する構成とした。（図示せず。） いわゆる、インモールド成形手法を用いるものである。
２つの分割金型からなるキャビティ内に前記透光性フィ
ルムシートとＬＥＤチップを予め配置しておき、前記透
光性フィルムシートが表皮を形成するごとく透光樹脂を
射出、成形してなる。表皮はモールドレンズ、キャップ
の表面全体を覆ってもよいし、頂部を含む一部分として
もよい。透光性フィルムシートに練り込む機能性部材と
しては、着色部材、蓄光部材、抗菌部材、光触媒、蛍光
染料、蛍光顔料等の内いずれか一つ、またはその組み合
わせとしてよい。前記透光性フィルムシートの厚さ寸法
は数μｍ〜１００μｍ程度の範囲とした。この場合の構
成は、機能性部材の使用量を少なくでき、シートの厚さ
によって輝度を調整できる。また、種々のフィルムシー
トを別工程で予め準備でき、射出成形工程での機種切り
換えを容易にする。
【００６９】なお、上記各実施の形態１〜７において、
機能性部材として上記以外の任意部材としてよいことは
言うまでもない。例えば、反射防止膜を最外層に塗布、
または多層にスパッタするようにしてもよい。
【００７０】
【発明の効果】以上のように本発明は、着色部材、蛍光
染料、蛍光顔料、蓄光部材、光触媒、抗菌部材、反射防
止部材、光拡散部材の内いずれか一つ、またはその組合
せの機能性部材を容易に発光ダイオードを構成する外装
部材の表面または内部に配設てきる。
【００７１】抗菌部材はカビや細菌の繁殖を防止し、光
触媒は発光ダイオードの表面に付着した汚染物質（油
煙、タバコのヤニ等）を分解する。これにより、発光ダ
イオードの防カビ、防曇を図れる。
【００７２】蓄光物質は照明が切れてからも一定時間、
自己発光し周囲を照らすとともに、文字・図形を表示す
る。また、消灯後も併設した光触媒を活性化させる。
【００７３】着色部材、蛍光染料、蛍光顔料は光の吸収
波長域を選択でき、視感度、輝度の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図２】本発明の実施の形態２における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図３】本発明の実施の形態３における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図４】本発明の実施の形態４における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図５】本発明の実施の形態５における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図６】本発明の実施の形態５におけるもう一つの発光
ダイオードを構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図７】本発明の実施の形態６における発光ダイオード
を構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図８】本発明の実施の形態６におけるもう一つの発光
ダイオードを構成する外装部材の表面近傍の要部断面図
【図９】従来の発光ダイオードを模式的に示す要部断面
図
【図１０】従来のもう一つの発光ダイオードを模式的に
示す要部断面図
【図１１】従来のもう一つの発光ダイオードを模式的に
示す要部断面図
【図１２】従来のもう一つの発光ダイオードを模式的に
示す要部断面図
【符号の説明】
１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，１
６０，１７０ 発光ダイオード １０１，１１１，１２１，１３１，１４１，１５１，１
６１，１７１ 外装部材（封止部材） １０２，１１２，１２２，１３２ 第１の機能性部材 １０３，１１３，１２３，１３３ 第２の機能性部材 １４２，１６２ 蓄光部材 １５２，１７２ 抗菌部材

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップを封止する外装部材の表面
    に、少なくとも２種類以上の機能性部材を備えたことを
    特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項２】 機能性部材を染料、顔料、蓄光部材、抗
    菌部材、光触媒、反射防止膜の内から選択したことを特
    徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 光不活性物質、光不活性物質からなる多
    孔質壁、セラミックスのアパタイトの内、いずれか一つ
    で光触媒粒子の表面を覆ったことを特徴とする請求項２
    記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項４】 光不活性物質をシリコン、アルミニウ
    ム、ジルコニウム、カルシウム、バリウム、スチロンチ
    ウム、マグネシウム、亜鉛、ニオブの内、いずれか一つ
    またはその組み合わせとしたことを特徴とする請求項３
    記載の発光ダイオード。
  5. 【請求項５】 外装部材の形態をモールドレンズまたは
    キャップの内いずれか一方またはその組み合わせとした
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の
    発光ダイオード。
  6. 【請求項６】 半導体チップを封止する外装部材の表面
    に着色部材層を備え、該着色部材層に重ねて光触媒層を
    備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  7. 【請求項７】 半導体チップを封止する外装部材の表面
    に着色部材と光触媒とを混合した液状体を備えたことを
    特徴とする発光ダイオード。
  8. 【請求項８】 着色部材を染料または顔料の内いずれか
    一方またはその組み合わせとしたことを特徴とする請求
    項６〜７のいずれかに記載の発光ダイオード。
  9. 【請求項９】 光不活性物質、光不活性物質からなる多
    孔質壁、セラミックスのアパタイトの内、いずれか一つ
    で光触媒粒子の表面を覆ったことを特徴とする請求項８
    記載の発光ダイオード。
  10. 【請求項１０】 光不活性物質をシリコン、アルミニウ
    ム、ジルコニウム、カルシウム、バリウム、スチロンチ
    ウム、マグネシウム、亜鉛、ニオブの内、いずれか一つ
    またはその組み合わせとしたことを特徴とする請求項９
    記載の発光ダイオード。
  11. 【請求項１１】 外装部材の形態をモールドレンズまた
    はキャップの内いずれか一方またはその組み合わせとし
    たことを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一つに記
    載の発光ダイオード。
  12. 【請求項１２】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に蓄光部材層を備え、該蓄光部材層に重ねて光触媒を
    備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  13. 【請求項１３】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に蓄光部材と光触媒とを混合した液状体を備えたこと
    を特徴とする発光ダイオード。
  14. 【請求項１４】 光不活性物質、光不活性物質からなる
    多孔質壁、セラミックスのアパタイトの内、いずれか一
    つで光触媒粒子の表面を覆ったことを特徴とする請求項
    １２〜１３のいずれかに記載の発光ダイオード。
  15. 【請求項１５】 半導体チップを封止する外装部材内に
    第１の機能性部材を混入するとともに、前記外装部材の
    表面に第２の機能性部材を備えたことを特徴とする発光
    ダイオード。
  16. 【請求項１６】 半導体チップを封止する外装部材内に
    着色部材を混入するとともに、前記外装部材の表面に光
    触媒を備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  17. 【請求項１７】 半導体チップを封止する外装部材内に
    蓄光部材を混入するととともに、前記外装部材の表面に
    光触媒を備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  18. 【請求項１８】 光不活性物質、光不活性物質からなる
    多孔質壁、セラミックスのアパタイトの内、いずれか一
    つで光触媒粒子の表面を覆ったことを特徴とする請求項
    １６〜１７のいずれかに記載の発光ダイオード。
  19. 【請求項１９】 半導体チップを封止する外装部材内に
    蓄光部材を混入するとともに、前記外装部材の表面に抗
    菌部材を備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  20. 【請求項２０】 半導体チップを封止する外装部材内に
    着色部材を混入するとともに、前記外装部材の表面に抗
    菌部材を備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  21. 【請求項２１】 半導体チップを封止する外装部材内に
    少なくとも２種類以上の機能性部材を混入したことを特
    徴とする発光ダイオード。
  22. 【請求項２２】 半導体チップを封止する外装部材内に
    着色部材と光触媒とを混入したことを特徴とする発光ダ
    イオード。
  23. 【請求項２３】 半導体チップを封止する外装部材内に
    蓄光部材と光触媒とを混入したことを特徴とする発光ダ
    イオード。
  24. 【請求項２４】 光不活性物質、光不活性物質からなる
    多孔質壁、セラミックスのアパタイト内、いずれか一つ
    で光触媒粒子の表面を覆ったことを特徴とする請求項２
    ２〜２３のいずれかに記載の発光ダイオード。
  25. 【請求項２５】 半導体チップを封止する外装部材内に
    着色部材と抗菌部材とを混入したことを特徴とする発光
    ダイオード。
  26. 【請求項２６】 半導体チップを封止する外装部材内に
    蓄光部材と抗菌部材とを混入したことを特徴とする発光
    ダイオード。
  27. 【請求項２７】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面にゼオライト、キトサン、ヨモギ、ヒノキ、ヒバなど
    の内いずれか一つからなる抗菌部材を備えたことを特徴
    とする発光ダイオード。
  28. 【請求項２８】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に蓄光部材を備えたことを特徴とする発光ダイオー
    ド。
  29. 【請求項２９】 半導体チップを封止する外装部材内に
    ゼオライト、キトサン、ヨモギ、ヒノキ、ヒバなどの内
    いずれか一つからなる抗菌部材を混入したことを特徴と
    する発光ダイオード。
  30. 【請求項３０】 半導体チップを封止する外装部材内に
    光拡散粒子を混入したことを特徴とする発光ダイオー
    ド。
  31. 【請求項３１】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に着色部材を塗布したことを特徴とする発光ダイオー
    ド。
  32. 【請求項３２】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に着色部材を練り込んだビヒクルを備えたことを特徴
    とする発光ダイオード。
  33. 【請求項３３】 半導体チップを封止する外装部材内の
    表面に蓄光部材を備え、更に重ねて反射防止膜を備えた
    ことを特徴とする発光ダイオード。
  34. 【請求項３４】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に着色部材を備え、更に重ねて反射防止膜を備えたこ
    とを特徴とする発光ダイオード。
  35. 【請求項３５】 半導体チップを封止する封止部材の表
    面に、機能性部材を練り込んでなる透光性フィルムシー
    トを積層配置したことを特徴とする発光ダイオード。
  36. 【請求項３６】 透光性フィルムシートに練り込む機能
    性部材を着色部材、蓄光部材、抗菌部材、光触媒、蛍光
    染料、蛍光顔料の内いずれか一つ、またはその組み合わ
    せとしたことを特徴とする請求項３５記載の発光ダイオ
    ード。
  37. 【請求項３７】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に第１の機能性部材層を備え、該第１の機能性部材層
    に重ねて第２の機能性部材層を備えたことを特徴とする
    発光ダイオード。
  38. 【請求項３８】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に第１の機能性部材と第２の機能性部材とを混合した
    液状体を備えたことを特徴とする発光ダイオード。
  39. 【請求項３９】 第１および第２の機能性部材を着色部
    材、蓄光部材、抗菌部材、光触媒、蛍光染料、蛍光顔料
    の内いずれか一つ、またはその組み合わせとしたことを
    特徴とする請求項３７〜３８のいずれか１項に記載の発
    光ダイオード。
  40. 【請求項４０】 外装部材の形態をモールドレンズまた
    はキャップの内いずれか一方またはその組み合わせとし
    たことを特徴とする請求項１２〜３７のいずれか一項に
    記載の発光ダイオード。
  41. 【請求項４１】 半導体チップを封止する外装部材の表
    面に第１の機能性部材層を備え、該第１の機能性部材層
    に重ねて光触媒層をスパッタまたは蒸着したことを特徴
    とする発光ダイオード。
  42. 【請求項４２】 第１の機能性部材を着色部材、蓄光部
    材、抗菌部材、蛍光染料、蛍光顔料の内いずれか一つ、
    またはその組み合わせとしたことを特徴とする請求項４
    １に記載の発光ダイオード。
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