(57)【要約】【課題】発光部以外の箇所から光が発せられることのない、発光ダイオードを提供すること。【解決手段】発光ダイオード素子（ＬＥＤチップ１４）の、発光部（１７）及びメサ部（１９）を含む面を、該発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有した封止層（２０）により被覆する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード素子の、発光部及びメサ部を含む面を、該発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有した封止層により被覆してなる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において、
前記封止層は前記発光部から発光する波長域の光の５％を吸収する吸収特性を有することを特徴とする発光ダイオード。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発光ダイオードにおいて、
前記封止層はエポキシ樹脂と前記発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収剤を含むことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項に記載の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードからの光を反射する反射部を有する反射板と、
前記反射部で反射した発光ダイオードからの光を受光する受光素子と、
を備えたことを特徴とするエンコーダ。
【請求項５】
発光ダイオード素子から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有した封止層を形成する封止剤を該発光ダイオード素子上に滴下する工程と、
前記発光ダイオード素子上に滴下された前記封止剤に気体を吹き付ける工程と、
を有することを特徴とする発光ダイオードの被覆方法。
【請求項６】
請求項５に記載の発光ダイオードの被覆方法において、
前記封止剤を硬化させる工程を備えることを特徴とする発光ダイオードの被覆方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード、この発光ダイオードを備えたエンコーダ及び発光ダイオードの被覆方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの封止構造として、セラミック製や合成樹脂製の容器のキャビティ内に発光ダイオード素子を収容し、このキャビティ内に透光性のエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂などの合成樹脂を流し込んで発光ダイオード素子を封止するようにしたものが知られている。
【０００３】
しかし、上記封止構造を採用した発光ダイオードを配線基板上に実装する場合、小型化が難しい問題を抱えている。
【０００４】
そこで、発光ダイオード素子を直接配線基板上に実装することが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０４００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、発光ダイオード素子の発光部から発光して発光ダイオード素子から出た光が、他の部材などで反射して発光ダイオード素子側に戻り、発光ダイオード素子の表面で反射を繰り返すなど、発光部以外の箇所から光が出てしまう課題がある。
【０００７】
本発明は、発光部以外の箇所から光が出ることのない、発光ダイオード、この発光ダイオードを備えたエンコーダ及び発光ダイオードの被覆方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の請求項１に記載の発光ダイオードは、発光ダイオード素子の、発光部及びメサ部を含む面を、該発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有した封止層により被覆してなることを特徴とする。
【０００９】
前記吸収特性は、例えば、封止層を構成する合成樹脂の分子構造自体が備えている場合がある。また、例えば、発光する波長域の光の吸収帯を有する有機、無機化合物などを、封止層を構成する合成樹脂に添加して吸収特性を持たせる場合もある。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発光ダイオードは、前記封止層が、前記発光部から発光する波長域の光の５％の吸収特性を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３に記載の発光ダイオードは、前記封止層がエポキシ樹脂と前記発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収剤を含むことを特徴とする。
【００１２】
吸収剤としては、例えば、発光する波長域の光を吸収する吸収帯をもつ有機、無機化合物などが含まれる。
【００１３】
本発明の請求項４に記載のエンコーダは、請求項１ないし３の何れか一項に記載の発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光を反射する反射部を有する反射板と、前記反射部で反射した発光ダイオードからの光を受光する受光素子とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発光ダイオードの被覆方法は、発光ダイオード素子から発光される波長域の光を吸収する吸収特性を有する封止層を形成する封止剤を該発光ダイオード素子上に滴下する工程と、前記発光ダイオード素子上に滴下された前記封止剤に気体を吹き付ける工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
封止剤は、例えば、未硬化の合成樹脂であって気体を吹き付けることによりその表面張力がやぶれて発光ダイオード素子の表面上を流れ得る程度の粘度などを有しているものである。
【００１６】
本発明の請求項６に記載の発光ダイオードの被覆方法は、前記封止剤を硬化させる工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有する封止層で被覆しているので、発光部以外の箇所から光が出ることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の発光ダイオード、この発光ダイオードを装備したエンコーダ及び発光ダイオードの被覆方法の一実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。
【００１９】
図１（ａ）は本発明の発光ダイオードの一実施形態を示す平面図、同図（ｂ）は同斜視図、図２は図１の発光ダイオードを配線基板に搭載した状態の斜視図、図３は本発明の発光ダイオードの被覆方法の一実施形態を示すフローチャート、図４は図１の発光ダイオードを装備した本発明のエンコーダの一実施形態を示す略解斜視図、図５は図４に示すエンコーダの部分拡大側面図である。
【００２０】
本実施形態の発光ダイオード１０は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、カソード電極１１上に、導電性接着剤（銀ペースト）１２を介して発光ダイオード素子としてのＬＥＤチップ１４を接着して構成される。
【００２１】
ＬＥＤチップ１４の、カソード電極１１に固定される側と反対側の面部には電極１３が設けてあり、この電極１３がリード線１５を介してアノード電極１６に接続される。
【００２２】
ＬＥＤチップ１４の発光部１７は、カソード電極１１とアノード電極１６との間に電圧を印加することにより所定の波長の光を発光する。発光部１７は、電極１３が設けられた側の面部に形成した発光窓１８を介して光を発光する。なお、発光窓１８には透明な保護膜（不図示）が設けてあり、発光部１７はこの保護膜により保護される。
【００２３】
ＬＥＤチップ１４の発光部１７とメサ部１９を含む、ＬＥＤチップ１４の表面全体は合成樹脂からなる封止層２０によりコーティングされる。したがって、外部環境により腐食されるリスクの大きい発光部１７やメサ部１９は外部環境から遮断されて保護されることになり、点灯不良などの発生がなく、ＬＥＤチップ１４を容器のキャビティ内に収容して樹脂封止する場合と同様に信頼性を確保することができる。また、封止層２０は、厚すぎることなく、ＬＥＤチップ１４の表面全体を略均一の厚さで覆うようにしていることから、容器のキャビティ内に収容して樹脂封止するものに比して小型薄型化が可能となる。換言すると、ＬＥＤチップ１４自体とそれ程大きさが変わらずに外部環境による腐食を防止して信頼性を確保することが可能になる。
【００２４】
封止層２０は、発光部１７から発する波長域の光を吸収（吸光）する吸収（吸光）特性を有し、例えば発光部１７の光の波長の吸収帯を有する吸収剤（吸光剤）を添加したエポキシ樹脂が使用される。このエポキシ樹脂には、吸収剤が添加されるが、発光部１７からの光を散乱、分散させる原因となる充填剤（フィラー）は添加されない。
【００２５】
吸収剤（吸光剤）としては、例えば発光部１７の光の波長の吸収帯を有する着色剤などの有機、無期化合物が使用される。また、エポキシ樹脂に添加される各種添加剤のうち、発光部１７の光の波長の吸収帯を有する（吸収特性を有する）添加剤がある場合には、吸収剤は添加されない。さらに、封止層２０を構成する合成樹脂自体に発光部１７の光の波長域の吸収帯を有している場合にも吸収剤は添加されない。
【００２６】
封止層２０の吸収率は例えば５％程度に設定される。吸収率が５％程度ならば、発光部１７から発光される光が封止層２０から出る前に吸収されて損失する割合は僅かであり、発光部１７から発光される光のうち略９５％の光は封止層２０を透過して出ていくので、発光強度が大きく低下するおそれがない。
【００２７】
また、図２に示すように、発光部１７からの光Ｌが回転反射円板２７（後述する図４、図５参照）などの他の部材を反射してＬＥＤチップ１４に戻ってくる光ｈ（発光部１７から発光する光Ｈに比して光強度が小さい）は封止層２０に吸収されてしまい、戻ってきた光ｈがＬＥＤチップ１４の面部（金メッキからなる電極１３が形成されていて反射し易い面となっている）で反射を繰り返すおそれがない。すなわち、封止層２０により発光部１７以外の箇所から光が出るのを阻止することが出来る。
【００２８】
次に、図３のフローチャートを参照して本発明の被覆方法の一実施形態について説明する。
【００２９】
ステップＳ１００で図１（ａ）、（ｂ）に示すカソード電極１１、このカソード電極１１上のＬＥＤチップ１４及びアノード電極１６からなる発光ダイオード１０を配線基板２２（図２参照）上に搭載する。
【００３０】
ステップＳ１０１で封止層２０（図１（ａ）、（ｂ）参照）を形成する封止剤としての未硬化のエポキシ樹脂をＬＥＤチップ１４の電極１３が形成された側の面部上に滴下する。滴下したエポキシ樹脂は、その表面張力によりＬＥＤチップ１４の面部上で盛り上がった状態となる。なお、エポキシ樹脂には、ＬＥＤチップ１４の発光部１７から発光する波長域の光を吸収する吸収帯を有する吸収剤が添加されている。
【００３１】
ステップＳ１０２で表面張力によりＬＥＤチップ１４上で盛り上がったエポキシ樹脂にエアーを吹き付けると、表面張力が破れてエポキシ樹脂がＬＥＤチップ１４の表面に沿って流れ、発光部１７、メサ部１９を含んだ、ＬＥＤチップ１４の表面全体を略均一の厚さで覆うようになる。
【００３２】
ステップＳ１０３で配線基板２２と共にＬＥＤチップ１４をオーブンに入れてエポキシ樹脂を加熱硬化させる。
【００３３】
これにより、エポキシ樹脂が硬化し、エポキシ樹脂からなる封止層２０によりＬＥＤチップ１４の表面全体が略均一の厚さで被覆される。また、ステップＳ１０２の工程でエアーが直接吹き付けられるＬＥＤチップ１４の発光部１７が配置された側の面部は、封止層２０が厚すぎることなく、適度な厚さで封止層２０により覆われることになる。
【００３４】
このようにして、吸収剤を添加したエポキシ樹脂からなる封止剤でＬＥＤチップ１４を被覆することにより、上述した作用効果を有する発光ダイオード１０を安価に提供することが可能になる。
【００３５】
次に、図４及び図５を参照して上述した発光ダイオード１０を使用したロータリーエンコーダ２５について説明する。
【００３６】
ロータリーエンコーダ２５は、反射型で、発光素子としての発光ダイオード１０（カソード電極１１、ＬＥＤチップ１４及びアノード電極１６）と、受光素子としての一対のフォトダイオード２６と、この一対のフォトダイオード２６とそれぞれ対向した反射部２７ａ、２７ａを円周方向に沿って適宜間隔をあけて配置した回転反射円板２７とを備える。
【００３７】
発光ダイオード１０と一対のフォトダイオード２６は同じ配線基板２２上に発光ダイオード１０の両側にフォトダイオード２６が位置するように並列状態で搭載される。
【００３８】
回転反射円板２７は、その一方の面の外周部箇所に反射部２７ａ、２７ａが形成されていて、発光ダイオード１０からの光を反射部２７ａによりフォトダイオード２６側に反射させるように、配線基板２２上に搭載した発光ダイオード１０及びフォトダイオード２６と対向するように配置される。
【００３９】
上記ロータリーエンコーダ２５によれば、回転反射円板２７で反射した光がＬＥＤチップ１４の面部（金メッキからなる電極１３が形成されていて反射し易い面）で反射を繰り返す前にその面部を覆う封止層２０により吸収されて、フォトダイオード２６にはＬＥＤチップ１４の発光部１７で発光し、反射部２７ａで反射した光のみが入射することから、フォトダイオード２６の出力にはノイズが少なく、高精度の計測が行える。
【００４０】
また、発光ダイオード１０は、ＬＥＤチップ１４を容器のキャビティ内に収容して合成樹脂により封止せず、配線基板２２上に直接搭載するようにしてあるので、ロータリーエンコーダ２５の小型薄型化を図ることが出来る。
【００４１】
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００４２】
例えば封止層２０としてエポキシ樹脂から構成した場合を示したが、透明なシリコーン樹脂に発光部１７の光の波長の吸収帯（吸光帯）を有する吸収剤（吸光剤）を添加して構成してもよい。
【００４３】
また、本発明の発光ダイオード１０はロータリーエンコーダ２５以外にも使用することができ、特に配線基板２２上に直接搭載する場合などにおいて、小型薄型化が要求されるときに有効である。
【００４４】
また、本発明の発光ダイオードの被覆方法において、加熱硬化工程を省略し、合成樹脂を滴下し、エアーを吹き付けた後、室温で放置して合成樹脂を硬化させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の発光ダイオードの一実施形態を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は斜視図である。
【図２】図１の発光ダイオードを配線基板に搭載した状態の斜視図である。
【図３】本発明の発光ダイオードの被覆方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図４】図１の発光ダイオードを装備した本発明のエンコーダの一実施形態を示す略解斜視図である。
【図５】図４に示すエンコーダの部分拡大側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０          発光ダイオード
１４          ＬＥＤチップ（発光ダイオード素子）
１７          発光部
１９          メサ部
２０          封止層
２５          ロータリーエンコーダ
２６          フォトダイオード（受光素子）
２７          回転反射円板（反射板）
２７ａ        反射部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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