(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤチップの可視光と蛍光体の可視光との混色可視光を得る場合に、外部へ混色可視光以外の可視光が放射されることを防止したＬＥＤを提供する。【解決手段】青色ＬＥＤチップ１６と、屈折率が空気より大きい透光性結合剤が含浸されると共に蛍光体を担持した不織布２６を有し、青色可視光と、蛍光体の可視光との混色で白色光を得るＬＥＤであり、ＬＥＤチップ１６を非透光性の第１の枠部材２０で囲繞すると共に、第１の枠部材２０上に不織布２６の周縁部２６ａを載置し、ＬＥＤチップ１６を囲繞する非透光性の第２の枠部材３４の内方端部３４ａを不織布２６上に配置すると共に、第２の枠部材３４の内方端部３４ａを、第１の枠部材２０の内方端部２０ａの先端から内方側へ突出させ、突出距離ＬをＬ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）［ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］に設定。【選択図】図６
2010135753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定色の可視光を放射するＬＥＤチップと、屈折率が空気より大きい材料より成る透光性の結合剤が含浸されると共に蛍光体を担持した不織布を有し、上記ＬＥＤチップから放射される所定色の可視光と、上記蛍光体から放射される可視光とを混色させた混色可視光を得る発光ダイオードであって、
上記ＬＥＤチップを非透光性の第１の枠部材で囲繞すると共に、上記第１の枠部材上に、上記不織布の周縁部を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に不織布を配置して成り、
また、上記ＬＥＤチップを囲繞する非透光性の第２の枠部材の内方端部を上記不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、上記第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、該第２の枠部材の内方端部の突出距離Ｌを、
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］
の式を満たすように設定したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
青色可視光を放射するＬＥＤチップと、屈折率が空気より大きい材料より成る透光性の結合剤が含浸されると共に蛍光体を担持した不織布を有し、上記ＬＥＤチップから放射される青色可視光と、上記蛍光体から放射される可視光との混色により白色光を得る発光ダイオードであって、
上記ＬＥＤチップを非透光性の第１の枠部材で囲繞すると共に、上記第１の枠部材上に、上記不織布の周縁部を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に不織布を配置して成り、
また、上記ＬＥＤチップを囲繞する非透光性の第２の枠部材の内方端部を上記不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、上記第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、該第２の枠部材の内方端部の突出距離Ｌを、
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］
の式を満たすように設定したことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
上記第１の枠部材及び第２の枠部材を白色と成したことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
上記第２の枠部材の内方端部に、上方に向かって拡開する傾斜面を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）と蛍光体を担持した不織布を備えた発光ダイオード（ＬＥＤ）に係り、特に、所定色の可視光を発光するＬＥＤチップを枠部材で囲繞すると共に、該枠部材上に蛍光体を担持した不織布を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に、蛍光体を担持した不織布を配置し、ＬＥＤチップから放射される可視光と蛍光体から放射される可視光とを混色させた可視光（以下、混色可視光と称する）を得る発光ダイオードに関する。
例えば、青色可視光を発光するＬＥＤチップを枠部材で囲繞すると共に、該枠部材上に蛍光体を担持した不織布を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に、蛍光体を担持した不織布を配置し、ＬＥＤチップから放射される青色可視光と蛍光体から放射される可視光との混色により白色光を得る発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップと蛍光体を担持した不織布を備えたＬＥＤとして、本出願人は先に、特開２００６−６００９９号を提案した。このＬＥＤは、ＬＥＤチップ上に蛍光体を担持させた不織布を配置した構造である。
そして、ＬＥＤチップの上方に、蛍光体を担持した上記不織布を配置すると共に、白色光を得ることのできるＬＥＤとして、例えば、図８に示す構造のＬＥＤ60がある。
【０００３】
すなわち、図８のＬＥＤ60は、絶縁材料より成る基板62と、該基板62の表面から側面を経て裏面にまで延設された一対の外部電極64ａ，64ｂを備えており、基板62表面の一方の外部電極64ａ上に、青色可視光を発光するＬＥＤチップ66ダイボンドすることにより、外部電極64ａとＬＥＤチップ66底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、ＬＥＤチップ66上面の他方の電極（図示せず）と他方の外部電極64ｂとをボンディングワイヤ68を介して電気的に接続して成る。
【０００４】
上記ＬＥＤチップ66は、基板62上に配置された所定高さを備えた枠部材70で囲繞されると共に、該枠部材70内に充填した透光性樹脂72で封止されている。
また、上記枠部材70上に、黄色発光用の蛍光体76を担持したシート状の不織布78の周縁部78ａを載置することにより、ＬＥＤチップ66の上方に、蛍光体76を担持した不織布78を配置している。このように、ＬＥＤチップ66を囲繞する枠部材70上に不織布78を載置したので、ＬＥＤチップ66の上方に安定した状態で不織布78を配置することができる。
【０００５】
上記不織布78は、図９乃至図１１に示すように、多数の繊維80が絡み合ってシート状と成され、繊維80間には多数の空隙82（図１１参照）が形成されており、また、多数の繊維80が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維80の表面積が極めて大きいものである。
蛍光体76は、ＬＥＤチップ66から放射される光を黄色可視光に波長変換して放射するものであり、上記不織布78を構成する繊維80の表面に被着・担持されている。
【０００６】
尚、上記枠部材70の上端開口は、樹脂等より成る透光板84によって閉塞されている。
【０００７】
而して、一対の外部電極64ａ，64ｂを介してＬＥＤチップ66に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ66が発光して青色可視光及び紫外光が放射される。また、ＬＥＤチップ66の発光が不織布78に担持された蛍光体76に照射されることにより、蛍光体76から黄色可視光が放射される。そして、ＬＥＤチップ66から放射された青色可視光と、蛍光体76から放射された黄色可視光とが混色することにより白色光が得られるのである。
【特許文献１】特開２００６−６００９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ＬＥＤ60は、ＬＥＤチップ66を囲繞する枠部材70上に不織布78を載置したので、上記の通り、ＬＥＤチップ66の上方に安定した状態で不織布78を配置することができる利点を有するものの、ＬＥＤチップ66の光が枠部材70で遮られるため、該枠部材70上に載置された不織布78の周縁部78ａには、ＬＥＤチップ66の発光が殆ど照射されなかった。このため、不織布78の周縁部78ａに担持された蛍光体76から放射される黄色可視光とＬＥＤチップ66から放射された青色可視光とが混色せず、不織布78の周縁部78ａの蛍光体76から放射された黄色可視光がそのまま外部へ放射される事態を生じていた。
【０００９】
この場合、枠部材70を透明材料や透光材料で構成することが考えられるが、枠部材70を透明材料や透光材料で構成した場合には、ＬＥＤチップ66の青色可視光が枠部材70を透過してＬＥＤ60外部へ放射される事態を生じることとなる。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、所定色の可視光を発光するＬＥＤチップを枠部材で囲繞すると共に、該枠部材上に蛍光体を担持した不織布を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に、蛍光体を担持した不織布を配置して成り、ＬＥＤチップから放射される可視光と蛍光体から放射される可視光との混色可視光を得る構造の発光ダイオードにおいて、発光ダイオード外部へ混色可視光以外の可視光が放射されることを防止できる発光ダイオードを実現することにある。
例えば、青色可視光を発光するＬＥＤチップを枠部材で囲繞すると共に、該枠部材上に蛍光体を担持した不織布を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に、蛍光体を担持した不織布を配置して成り、ＬＥＤチップから放射される青色可視光と蛍光体から放射される可視光との混色により白色光を得る構造の発光ダイオードにおいては、発光ダイオード外部へ白色光以外の可視光が放射されることを防止できる発光ダイオードを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発光ダイオードは、
所定色の可視光を放射するＬＥＤチップと、屈折率が空気より大きい材料より成る透光性の結合剤が含浸されると共に蛍光体を担持した不織布を有し、上記ＬＥＤチップから放射される所定色の可視光と、上記蛍光体から放射される可視光とを混色させた混色可視光を得る発光ダイオードであって、
上記ＬＥＤチップを非透光性の第１の枠部材で囲繞すると共に、上記第１の枠部材上に、上記不織布の周縁部を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に不織布を配置して成り、
また、上記ＬＥＤチップを囲繞する非透光性の第２の枠部材の内方端部を上記不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、上記第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、該第２の枠部材の内方端部の突出距離Ｌを、
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］
の式を満たすように設定したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項２に記載の発光ダイオードは、
青色可視光を放射するＬＥＤチップと、屈折率が空気より大きい材料より成る透光性の結合剤が含浸されると共に蛍光体を担持した不織布を有し、上記ＬＥＤチップから放射される青色可視光と、上記蛍光体から放射される可視光との混色により白色光を得る発光ダイオードであって、
上記ＬＥＤチップを非透光性の第１の枠部材で囲繞すると共に、上記第１の枠部材上に、上記不織布の周縁部を載置することにより、ＬＥＤチップの上方に不織布を配置して成り、
また、上記ＬＥＤチップを囲繞する非透光性の第２の枠部材の内方端部を上記不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、上記第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、該第２の枠部材の内方端部の突出距離Ｌを、
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］
の式を満たすように設定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発光ダイオードは、請求項２に記載の発光ダイオードにおいて、上記第１の枠部材及び第２の枠部材を白色と成したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発光ダイオードは、請求項１乃至３に記載の発光ダイオードにおいて、上記第２の枠部材の内方端部に、上方に向かって拡開する傾斜面を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の発光ダイオードにあっては、第２の枠部材の内方端部を不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、突出距離Ｌが、Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］の式を満たすように設定したので、不織布の周縁部の蛍光体から放射され、ＬＥＤチップの所定色の可視光と混色しない可視光が不織布外部へ出射することを防止できる。
【００１６】
また、本発明の請求項２に記載の発光ダイオードにあっては、第２の枠部材の内方端部を不織布上に配置すると共に、第２の枠部材の内方端部を、第１の枠部材の内方端部の先端から内方側へ突出させて成り、突出距離Ｌが、Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）［但し、ｔは不織布の厚さ、ｎ１は結合剤の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］の式を満たすように設定したので、不織布の周縁部の蛍光体から放射され、ＬＥＤチップの青色可視光と混色しない可視光が不織布外部へ出射することを防止できる。
【００１７】
請求項２に記載の発光ダイオードにおいて、第１の枠部材及び第２の枠部材を白色と成した場合には、白色光の吸収を防止して効率よく反射させることができる。
【００１８】
請求項１乃至３に記載の発光ダイオードにおいて、第２の枠部材の内方端部に、上方に向かって拡開する傾斜面を形成した場合には、混色可視光（白色光）を効率良く上方に向かって反射できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明に係る発光ダイオードの実施形態を説明する。
図１に示すように、本発明に係るＬＥＤ10は、樹脂やセラミック等の絶縁材料より成る基板12と、該基板12の表面から側面を経て裏面にまで延設された一対の外部電極14ａ，14ｂを備えており、基板12表面の一方の外部電極14ａ上に、青色可視光を発光するＬＥＤチップ16ダイボンドすることにより、外部電極14ａとＬＥＤチップ16底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、ＬＥＤチップ16上面の他方の電極（図示せず）と他方の外部電極14ｂとをボンディングワイヤ18を介して電気的に接続して成る。
上記ＬＥＤチップ16は、例えば、窒化ガリウム系半導体結晶で構成されており、電圧が印加されると、後述する蛍光体を励起する光を発光するものである。
【００２０】
ＬＥＤチップ16は、基板12上に配置された所定高さを備えた環状の第１の枠部材20で囲繞されると共に、該第１の枠部材20内に充填したシリコン樹脂等より成る透光性のコーティング材22で封止されている。第１の枠部材20は非透光性と成されており、白色光の吸収を防止して効率よく反射させるため、白色と成すのが適当である。
【００２１】
また、上記第１の枠部材20上、より具体的には、ＬＥＤチップ16側に位置する第１の枠部材20の内方端部20ａ上に、結合剤32が含浸されると共にＹＡＧ蛍光体等の黄色発光用の蛍光体24を担持したシート状の不織布26の周縁部26ａを載置することにより、ＬＥＤチップ16の上方に、蛍光体24を担持した不織布26を配置している。ＬＥＤチップ16を囲繞する第１の枠部材20上に不織布26を載置することにより、ＬＥＤチップ16の上方に安定した状態で不織布26を配置できる。
【００２２】
上記不織布26は、図２乃至図５に示すように、多数の繊維28が絡み合ってシート状と成され、繊維28間に多数の空隙30（図４参照）が形成されており、また、多数の繊維28が立体的に絡み合っているため、単位体積当たりの繊維28の表面積が極めて大きいものである。
尚、上記繊維28の繊維密度や、不織布の厚さ、目付等を適宜調整することにより、不織布を構成する繊維28の総表面積を任意に増減可能である。
【００２３】
また、上記不織布26には、蛍光体24を分散・添加した透光性の結合剤32を含浸することにより、不織布26を構成する繊維28の表面に、結合剤32を介して蛍光体24を被着・担持させると共に、繊維28間の空隙30に、蛍光体24が添加された結合剤32を充填させて成る。
図４に示すように、繊維28間の全ての空隙30に結合剤32が充填されている。
また、図５に示すように、繊維28の表面に被着される蛍光体24の量は、空隙30に充填された結合剤32中の蛍光体24の量よりも多くなっており、さらに、空隙30に充填された結合剤32中の蛍光体24の分布状態は、繊維28に近づくに従って蛍光体24の量が多くなっている。
【００２４】
上記透光性の結合剤32は、屈折率が空気より大きい材料で構成され、例えば、シリコン樹脂等の有機材料、ゾルゲルガラス等の無機材料を使用することができる。
【００２５】
上記蛍光体24は、ＬＥＤチップ16から発光される光の照射を受けると、この光を黄色可視光に波長変換して放射するものであり、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ等のＹＡＧ蛍光体を用いることができる。
【００２６】
上記繊維28は、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂繊維、レーヨン等のセルロース系の化学繊維、ガラス繊維、金属繊維等の短繊維から成り、その直径は５〜２０μｍ、長さは０．５〜２０mm程度であるが、長さが５０〜１００mm程度の長繊維から成る繊維28を用いることも勿論可能である。
尚、光の透過性の観点から、透光性材料で繊維28を構成するのが好ましい。
【００２７】
上記不織布26に蛍光体24を担持させる方法の一例として以下の方法を用いることができる。
先ず、所定長さのシート状の不織布26を準備すると共に、粒子状の蛍光体24が分散・添加された液状の結合剤32を液槽（図示せず）内に満たしておく。
【００２８】
次に、上記不織布26を、液槽内の結合剤32中に浸漬した状態で真空雰囲気中に導入して脱気処理を行うことにより、繊維28間の空隙30内の空気と結合剤32とを置換させる。
この結果、不織布26を構成する繊維28間の全ての空隙30に、蛍光体24が添加された結合剤32が充填される。
尚、結合剤32に分散・添加された蛍光体24は、液状の結合剤32中で移動するが、固体である繊維28に衝突して移動が妨げられる結果、上記の通り、繊維28表面に被着される蛍光体24の量は、空隙30に充填された結合剤32中の蛍光体24の量よりも多くなり、さらに、空隙30に充填された結合剤32中の蛍光体24の分布状態は、繊維28に近づくに従って蛍光体24の量が多くなる。
【００２９】
その後、不織布26を所定温度で所定時間加熱して、液状の結合剤32を固化させれば良い。
例えば、結合剤32が熱硬化性樹脂であるシリコン樹脂の場合には、８０〜１５０℃で２〜４時間加熱する。
また、結合剤32が液状のゾルゲルガラス材料の場合には、８０〜１２０℃で０．５〜１時間加熱することにより、ゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させて固体であるゾルゲルガラスを形成する。
上記ゾルゲルガラスは、金属アルコキシドや金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物を出発物質として、その加水分解、重合反応を利用して合成されるものであり、溶液状態から出発するため、任意の形状のガラスに成形容易である。
上記ゾルゲルガラス材料は、一般式M(OR)n（M:金属元素、R:アルキル基、ｎ：金属の酸化数）の金属有機化合物、水（加水分解のため）、溶媒としてメタノール、DMF（ヂメチルフォルムアミド）、加水分解・重合反応の調整剤としてアンモニアで構成することができ、このゾルゲルガラス材料を加水分解、重合反応させることにより、ゲル化し、硬いガラス状の無機質膜形成が生じてゾルゲルガラスが形成されるのである。
【００３０】
図１において、34は、ＬＥＤチップ16を囲繞する環状の第２の枠部材であり、この第２の枠部材34は、ＬＥＤチップ16側の内方端部34ａが、不織布26上に配置されており、また、図６及び図７に示すように、第２の枠部材34の内方端部34ａは、上記第１の枠部材20の内方端部20ａの先端からＬＥＤチップ16の在る内方側に向かって所定距離Ｌ突出して成る。この結果、第２の枠部材34の内方端部34ａは、不織布26の周縁部26ａ上、及び、周縁部26ａから上記突出距離Ｌに至るまでの不織布26上に配置されることとなる。
上記第２の枠部材34の内方端部34ａには、上方に向かって拡開する傾斜面34ｂを形成することにより、白色光を効率良く上方に向かって反射できるようになっている。また、上記第２の枠部材34も、第１の枠部材20と同様に非透光性と成されており、白色光の吸収を防止して効率よく反射させるため、白色と成すのが適当である。
【００３１】
本発明のＬＥＤ10は、上記第２の枠部材34の内方端部34ａを、第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から内方側へ所定距離Ｌ突出させることにより、不織布26の周縁部26ａの蛍光体24から放射された黄色可視光が不織布26外部へ出射することを防止できるよう構成したものである。
【００３２】
第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から突出する上記第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌは、以下の如く設定される。
すなわち、図６に示すように、第１の枠部材20上に載置した不織布26の厚さをｔ、不織布26に含浸した結合剤32の屈折率をｎ１、不織布26に含浸した結合剤32中から空気中へ出射する光の臨界角をθ１としたとき、第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌは、
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
の式を満たすように設定する。
【００３３】
尚、ここで臨界角（θ１）とは、不織布26に含浸した屈折率が大きい結合剤32の内部を進む光が、屈折率の小さい空気中へ進むときに全反射が起きる最も小さな入射角のことをいう。従って、入射角が臨界角（θ１）以上となる場合には、不織布26に含浸した結合剤32と空気との境界面で光が全て反射（全反射）するため空気中に出ていく光がなくなるのである。
一方、入射角が臨界角（θ１）未満の場合には、光が空気中に出射してしまうため、上記式を満たすように、第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌを設定することにより、第１の枠部材20上に載置した不織布26の周縁部26ａから出射する光を、第２の枠部材34で遮るようにしたのである。
【００３４】
例えば、第１の枠部材20上に載置した不織布26として厚さｔ＝０．３５mm、不織布26に含浸した結合剤32として屈折率ｎ１＝１．４２のシリコン樹脂を用いた場合を例に挙げて説明する。尚、小数点第３位以下は四捨五入とした。
θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）の式より、
θ１＝ｓｉｎ−１（１／１．４２）
＝４４．７７°
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１の式より、
≧０．３５・ｔａｎ４４．７７°
≧０．３５×０．９９
≧０．３５
以上の結果、第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から突出する上記第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌは０．３５mm以上と成される。
【００３５】
また、第１の枠部材20上に載置した不織布26として厚さｔ＝０．３５mm、不織布26に含浸した結合剤32として屈折率ｎ１＝１．４９のアクリル樹脂を用いた場合を例に挙げて説明する。尚、小数点第３位以下は四捨五入とした。
θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）の式より、
θ１＝ｓｉｎ−１（１／１．４９）
＝４２．１６°
Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１の式より、
≧０．３５・ｔａｎ４２．１６°
≧０．３５×０．９１
≧０．３２
以上の結果、第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から突出する上記第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌは０．３２mm以上と成される。
【００３６】
本発明の上記ＬＥＤ10は、一対の外部電極14ａ，14ｂを介してＬＥＤチップ16に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ16が発光して青色可視光及び紫外光が放射される。また、ＬＥＤチップ16の発光が不織布26に担持された蛍光体24に照射されることにより、蛍光体24から黄色可視光が放射される。そして、ＬＥＤチップ16から放射された青色可視光と、蛍光体24から放射された黄色可視光とが混色することにより白色光が得られるのである。
【００３７】
尚、第１の枠部材20上に載置される不織布26の周縁部26ａには、第１の枠部材20で遮られるためＬＥＤチップ16の発光が殆ど照射されないので、不織布26の周縁部26ａに担持された蛍光体24から放射される黄色可視光とＬＥＤチップ16から放射される青色可視光とが混色せず、黄色可視光のままとなる。
而して、本発明のＬＥＤ10にあっては、第２の枠部材34の内方端部34ａを不織布26上に配置すると共に、第２の枠部材34の内方端部34ａを、第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から内方側へ突出させて成り、突出距離Ｌが、Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）［但し、ｔは不織布26の厚さ、ｎ１は結合剤32の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］の式を満たすように設定したので、不織布26の周縁部26ａの蛍光体24から放射される黄色可視光が不織布26外部へ出射することを防止できる。
【００３８】
尚、第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌが大きすぎると、ＬＥＤ10外部へ放射すべき白色光も相当量遮ってしまい輝度低下を招くことから、不織布26の周縁部26ａから出射する黄色可視光を遮ると共に、白色光を遮ることがないようにするため、上記突出距離Ｌを、
Ｌ＝ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
と設定するのが最も好ましいといえる。
【００３９】
上記において、ＬＥＤチップ16を封止している透光性のコーティング材22中にも黄色発光用の蛍光体24を混入しも良く、この場合、ＬＥＤ10の輝度向上を図ることができる。
【００４０】
上記においては、不織布26に黄色発光用の蛍光体24を担持させた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記不織布26に緑色発光用の蛍光体と赤色発光用の蛍光体を担持させ、ＬＥＤチップ16から発光される青色可視光と、上記蛍光体から発光される緑色可視光及び赤色可視光とを混色させて白色光を得るＬＥＤにも適用できる。
尚、ＬＥＤチップ16から発光される光を緑色可視光に波長変換して放射する蛍光体として、例えば、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等がある。
また、ＬＥＤチップ16から発光される光を赤色可視光に波長変換して放射する蛍光体として、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等がある。
【００４１】
また、上記においては、青色可視光を発光するＬＥＤチップ16と、ＬＥＤチップ16から発光される光の照射を受けると、この光を黄色可視光に波長変換して放射する蛍光体24を用い、ＬＥＤチップ16の青色可視光と蛍光体24の黄色可視光とを混色させて白色光を得るＬＥＤ10を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
要するに、本発明は、上記ＬＥＤチップ16が所定色の可視光を発光するものであり、また、上記蛍光体24が、ＬＥＤチップ16の光を所定色の可視光に波長変換して放射するものであり、ＬＥＤチップ16から放射される可視光と蛍光体24から放射される可視光とを混色させた混色可視光を得る発光ダイオード10に適用可能である。
【００４２】
而して、本発明のＬＥＤ10は、上記の通り、第２の枠部材34の内方端部34ａを不織布26上に配置すると共に、第２の枠部材34の内方端部34ａを、第１の枠部材20の内方端部20ａの先端から内方側へ突出させて成り、突出距離Ｌが、Ｌ≧ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）［但し、ｔは不織布26の厚さ、ｎ１は結合剤32の屈折率、θ１は結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角］の式を満たすように設定したことにより、ＬＥＤチップ16から放射される所定色の可視光と混色しない不織布26周縁部26ａの蛍光体24から放射される所定色の可視光が、不織布26外部へ出射することを防止できるのである。
【００４３】
尚、上記の通り、第２の枠部材34の内方端部34ａの突出距離Ｌが大きすぎると、ＬＥＤ10外部へ放射すべき混色可視光も相当量遮ってしまい輝度低下を招くことから、不織布26の周縁部26ａから出射する所定色の可視光を遮ると共に、混色可視光を遮ることがないようにするため、上記突出距離Ｌを、
Ｌ＝ｔ・ｔａｎθ１、θ１＝ｓｉｎ−１（１／ｎ１）
と設定するのが最も好ましい。
【００４４】
上記で説明した青色可視光を発光するＬＥＤチップ16と、ＬＥＤチップ16から発光された光を黄色可視光に波長変換して放射する蛍光体24を用いて混色可視光としての白色光を得る場合以外としては、例えば以下の場合がある。
先ず、青色可視光を発光するＬＥＤチップ16と、ＬＥＤチップ16から発光された光を赤色可視光に波長変換して放射する赤色発光用の蛍光体24を用いる場合がある。この場合には、赤色可視光を放射する蛍光体24の量に応じて、青紫〜紫〜赤紫〜桃色の混色可視光が得られる。
尚、赤色発光用の蛍光体24としては、Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（Ｍは、Ｌａ、Ｇｄ、Ｙの何れか１種）、0.5ＭｇＦ２・3.5ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、2ＭｇＯ・2ＬｉＯ２・Ｓｂ２Ｏ３：Ｍｎ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）3（ＰＯ4）：Ｓｎ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＣａＳｉＯ３：Ｐｂ，Ｍｎ、、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＣａＳｉＮ２：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ等がある。
【００４５】
また、青色可視光を発光するＬＥＤチップ16と、ＬＥＤチップ16から発光された光を緑色可視光に波長変換して放射する緑色発光用の蛍光体24を用いる場合がある。この場合には、青緑の混色可視光が得られ、蛍光体の量に応じて、その濃淡が変化する。
尚、緑色発光用の蛍光体24としては、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ4：Ｍｎ、（Ｃｅ，Ｔｂ，Ｍｎ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、ＬａＰＯ4：Ｃｅ，Ｔｂ、（Ｃｅ，Ｔｂ）ＭｇＡｌ１１Ｏ１９、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等がある
【００４６】
尚、ＬＥＤチップ16の発光色は、上記した青色、赤色に限定されるものではなく、ＬＥＤチップ16からの発光によって励起される蛍光体24の発光色との混合色が所望の色になるように、適宜選定し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す部分拡大図である。
【図４】本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す要部拡大図である。
【図５】本発明に係る発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る発光ダイオードを模式的に示す要部拡大断面図である。
【図７】本発明に係る発光ダイオードにおける透光板を取り除いた状態の平面説明図である。
【図８】従来の発光ダイオードを模式的に示す断面図である。
【図９】従来の発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す斜視図である。
【図１０】従来の発光ダイオードにおける蛍光体を担持した不織布を模式的に示す部分拡大図である。
【図１１】従来の発光ダイオードにおける不織布を構成する繊維を模式的に示す拡大図である。
【符号の説明】
【００４８】
10    発光ダイオード
12    基板
14ａ 外部電極
14ｂ 外部電極
16    ＬＥＤチップ
18    ボンディングワイヤ
20    第１の枠部材
20ａ 第１の枠部材の内方端部  
22    透光性樹脂
24    蛍光体
26    不織布
26ａ 不織布の周縁部
28    繊維
30    空隙
32    結合剤
34    第２の枠部材
34ａ 第２の枠部材の内方端部
34ｂ 傾斜面
36    透光板
Ｌ    第１の枠部材20の内方端部の先端から突出する第２の枠部材の内方端部の突出距      離
ｎ１   結合剤の屈折率
ｔ    不織布の厚さ
θ１   不織布に含浸した結合剤中から空気中へ出射する光の臨界角
【図１】
2010135753.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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