(57)【要約】【課題】  ＬＥＤチップの上方に配置する蛍光体の量を増大させることのできる高輝度な発光ダイオードを実現する。【解決手段】  絶縁材料より成る基板12の表面12a上にＬＥＤチップ14を接続・固定し、該ＬＥＤチップ14の一方の電極と一方の外部電極16ａとを接続すると共に、ＬＥＤチップ14の他方の電極と他方の外部電極16ａとを接続し、また、上記ＬＥＤチップ14を枠部材20で囲繞すると共に、ＬＥＤチップ14の周囲を、その表面22aがＬＥＤチップ14の表面14aと略面一と成された透光性部材22で被覆すると共に、上記ＬＥＤチップ14の表面14a及び透光性部材22の表面22a上に、蛍光体24が混入されたコーティング材26を配置し、さらに、上記枠部材20内に透光性材料を充填して透光性の蓋部材28を形成した発光ダイオード10。【選択図】        図１
2006093540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、蛍光体が混入されたコーティング材で封止して成る発光ダイオードであって、上記ＬＥＤチップの周囲を、その表面がＬＥＤチップの表面と略面一と成された透光性部材で被覆すると共に、ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面上に、蛍光体が混入されたコーティング材を配置して、上記ＬＥＤチップを封止したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法であって、
平面上に配置されたＬＥＤチップの周囲に、未硬化の透光性材料を所定量充填後、硬化させることにより、ＬＥＤチップの周囲を、その表面がＬＥＤチップの表面と略面一と成された透光性部材で被覆する工程と、
蛍光体が混入された未硬化状態のコーティング材を、上記ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面に充填後、硬化させることにより、ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面上に、コーティング材を配置してＬＥＤチップを封止する工程と、
を備えることを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面上に発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）を配置すると共に、該ＬＥＤチップを、蛍光体が混入されたコーティング材で封止して成る発光ダイオード（ＬＥＤ）及びその製造方法に係り、特に、ＬＥＤチップの上方に配置する蛍光体の量を増大させることのできる高輝度な発光ダイオードと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、この種発光ダイオードの一例を示すものであり、該発光ダイオード60は、絶縁材料より成る基板62の表面62a上に、蛍光体を励起させる波長の紫外線や可視光等の光を発光するＬＥＤチップ64を接続・固定して成る。上記基板62の表面62aは、平面と成されている。
また、上記基板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66a，66bが相互に絶縁された状態で形成されている。
【０００３】
上記ＬＥＤチップ64上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ68をして、一方の外部電極66ａに接続されると共に、ＬＥＤチップ64上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ68を介して、他方の外部電極66ｂに接続されている。
また、上記ＬＥＤチップ64は、基板62の表面62a上に配置された所定高さを備えた枠部材70で囲繞されている。
【０００４】
上記ＬＥＤチップ64は、蛍光体72が分散状態で多数混入された透光性エポキシ樹脂等のコーティング材74によって封止されている。コーティング材64によるＬＥＤチップ64の封止は、蛍光体72が混入された未硬化状態のコーティング材74を、ＬＥＤチップ64上に滴下したり、蛍光体72が混入された未硬化状態のコーティング材74をＬＥＤチップ64に塗布することにより行われる。
さらに、コーティング材74で封止されたＬＥＤチップ64は、該枠部材70内に充填された透光性材料より成る蓋部材76によって封止されている。
【０００５】
而して、上記一対の外部電極66a，66bを介してＬＥＤチップ64に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ64が発光して、上記蛍光体72を励起させる紫外線や可視光等の光が放射される。この光が、上記コーティング材74中の蛍光体72に照射されることにより、所定波長の可視光等の光に波長変換され、波長変換された光が蓋部材76を透過して外部へ放射されるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記ＬＥＤ60においては、光の取出し方向であるＬＥＤチップ64の上方に、十分な量の蛍光体72を配置することが高輝度化を図る上で望ましいものといえる。
しかしながら、平面と成された基板表面62a上にＬＥＤチップ64を配置して成る上記ＬＥＤ60にあっては、蛍光体72が混入された未硬化状態のコーティング材74でＬＥＤチップ64を封止すると、コーティング材74及び蛍光体72の相当量が、ＬＥＤチップ64周囲の基板表面62a上へ拡散してしまい、その結果、光の取出し方向であるＬＥＤチップ64の上方には、蛍光体72の一部しか配置されないことから、高輝度な発光ダイオードを得ることが困難であった。
【０００７】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤチップの上方に配置される蛍光体の量を増大させることのできる高輝度な発光ダイオード及びその製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係る発光ダイオードは、平面上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを、蛍光体が混入されたコーティング材で封止して成る発光ダイオードであって、上記ＬＥＤチップの周囲を、その表面がＬＥＤチップの表面と略面一と成された透光性部材で被覆すると共に、ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面上に、蛍光体が混入されたコーティング材を配置して、上記ＬＥＤチップを封止したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る発光ダイオード製造方法は、平面上に配置されたＬＥＤチップの周囲に、未硬化の透光性材料を所定量充填後、硬化させることにより、ＬＥＤチップの周囲を、その表面がＬＥＤチップの表面と略面一と成された透光性部材で被覆する工程と、蛍光体が混入された未硬化状態のコーティング材を、上記ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面に充填後、硬化させることにより、ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面上に、コーティング材を配置してＬＥＤチップを封止する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光ダイオードにあっては、平面上に配置したＬＥＤチップの周囲を、その表面がＬＥＤチップ14の表面と略面一と成された透光性部材で被覆すると共に、ＬＥＤチップの表面及び透光性部材の表面上に、蛍光体が混入されたコーティング材を配置したので、蛍光体の略全量が、光の取出し方向であるＬＥＤチップの上方に配置されることとなり、高輝度な発光ダイオードを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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は、本発明に係る発光ダイオード10を示すものであり、該発光ダイオード10は、樹脂やセラミック等の絶縁材料より成る基板12の表面12a上に、ＬＥＤチップ14を接続・固定して成る。該ＬＥＤチップ14は、窒化ガリウム系半導体結晶等で構成されており、後述する蛍光体を励起させる波長の紫外線や青色可視光等の光を発光するものである。上記基板12の表面12aは、平面と成されている。
また、上記基板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16ａ，16ｂが相互に絶縁された状態で形成されている。
【００１２】
上記ＬＥＤチップ14上面の一方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ18を介して、一方の外部電極16ａに接続されると共に、ＬＥＤチップ14上面の他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ18を介して、他方の外部電極16ｂに接続されている。
また、上記ＬＥＤチップ14は、基板12の表面12a上に配置された所定高さを備えた枠部材20で囲繞されている。
【００１３】
上記ＬＥＤチップ14の周囲は、枠部材20内に充填された透光性部材22で被覆されており、該透光性部材22の表面22aとＬＥＤチップ14の表面14aとは略面一と成されている。
そして、上記ＬＥＤチップ14の表面14a及び透光性部材22の表面22a上に、蛍光体24が分散状態で多数混入された透光性樹脂等のコーティング材26を配置することにより、ＬＥＤチップ14を透光性のコーティング材26で封止して成る。
さらに、上記枠部材20内に、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂等の透光性材料が充填されて透光性の蓋部材28が形成されている。
【００１４】
上記蛍光体24は、紫外線等の光の照射を受けると、この光を所定波長の可視光等の光に波長変換するものであり、例えば以下の組成のものを用いることができる。
紫外線等の光を赤色可視光に変換する赤色発光用の蛍光体24として、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等がある。
また、紫外線等の光を緑色可視光に変換する緑色発光用の蛍光体24として、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等がある。
更に、紫外線等の光を青色可視光に変換する青色発光用の蛍光体24として、(ＳｒＣａＢａ)５(ＰＯ４)３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、（ＳｒＭｇ）２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ7：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｓｎ、Ｓｒ５（ＰＯ4）３Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、ＣａＷＯ4、ＣａＷＯ4：Ｐｂ青色蛍光体、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ)１０(ＰＯ４)６Ｃｌ２：Ｅｕ等がある。
上記赤色発光用の蛍光体24、緑色発光用の蛍光体24、青色発光用の蛍光体24を適宜選択・混合して用いることで、種々の色の発色が可能である。
また、青色の可視光を放射するＬＥＤチップ16を用いて白色光を得る場合には、ＬＥＤチップ16から放射される光を補色としての黄色可視光に変換する黄色発光用の蛍光体24として、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、ＹＢＯ３：Ｃｅ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）（Ａｌ，Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕ、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等がある。
尚、蛍光体24は、有機、無機の蛍光染料や、有機、無機の蛍光顔料を含むものである。
【００１５】
本発明の発光ダイオード10にあっては、一対の外部電極16ａ，16ｂを介してＬＥＤチップ14に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ14が発光して、上記蛍光体24を励起させる紫外線や可視光等の光が放射される。この光が、ＬＥＤチップ14上に配置されているコーティング材26中の蛍光体24に照射され、所定波長の可視光等の光に波長変換された後、透光性の蓋部材28を透過して外部へ放射されるのである。
【００１６】
而して、本発明の発光ダイオード10にあっては、基板12の表面12a上に配置したＬＥＤチップ14の周囲を、その表面22aがＬＥＤチップ14の表面14aと略面一と成された透光性部材22で被覆すると共に、上記ＬＥＤチップ14の表面14a及び透光性部材22の表面22a上に、蛍光体24が混入されたコーティング材26を配置したので、蛍光体24の略全量が、光の取出し方向であるＬＥＤチップ14の上方に配置されることとなり、高輝度な発光ダイオードを実現することができる。
【００１７】
以下において、本発明の発光ダイオード10の製造方法を説明する。
先ず、一対の外部電極16ａ，16ｂが形成された基板12の表面12a上に、ＬＥＤチップ14をダイボンドして接続・固定すると共に、ボンディングワイヤ18を介して、ＬＥＤチップ14上面の一方の電極と一方の外部電極16ａ、ＬＥＤチップ14上面の他方の電極と他方の外部電極16ｂとを接続する。
【００１８】
次に、基板12の表面12a上に枠部材20を配置してＬＥＤチップ14を囲繞した後、枠部材20内に未硬化の透光性材料を所定量充填後、硬化させることにより、ＬＥＤチップ14の周囲を、その表面22aがＬＥＤチップ14の表面14aと略面一と成された透光性部材22で被覆する（図２）。尚、枠部材20内に充填した未硬化の透光性材料が、枠部材20と基板表面12a間の隙間から外部へ流出することを防止するため、透光性部材22の構成材料としては、高粘度の透光性材料を用いるのが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を好適に用いることができる。
次に、枠部材20内に、蛍光体24が混入された未硬化状態のコーティング材26を充填後、硬化させることにより、上記ＬＥＤチップ14の表面14a及び透光性部材22の表面22a上に、蛍光体24が混入されたコーティング材26を配置する（図３）。この結果、ＬＥＤチップ14がコーティング材26で封止される。
最後に、上記枠部材20内に、未硬化状態の透光性材料を充填後、硬化させて蓋部材28を形成することにより、本発明の発光ダイオード10が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る発光ダイオードを模式的に示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る発光ダイオードの製造過程を示す説明図である。
【図３】本発明に係る発光ダイオードの製造過程を示す説明図である。
【図４】従来の発光ダイオードを模式的に示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
10  発光ダイオード
12  基板
14  ＬＥＤチップ
16ａ外部電極
16ｂ外部電極
18  ボンディングワイヤ
20  枠部材
22  透光性部材
24  蛍光体
26  コーティング材
28  蓋部材
【図１】
2006093540.tif 000003
【図２】
2006093540.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006093540.tif 000006