(57)【要約】【課題】耐湿性に優れたＬＥＤを実現する。【解決手段】第１のリードフレーム先端部１２ａのリフレクタ１４底面上にＬＥＤチップ１６を接続すると共に、第２のリードフレームの先端部１８ａとＬＥＤチップ１６とを接続し、また、蛍光体３０を混入したコーティング材２８によって上記ＬＥＤチップ１６を被覆・封止し、さらに、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状の透光性を備えたガラス管２２内に、上記ＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端を収納・配置すると共に、上記ガラス管２２内に透光性を有する充填材２４を封入して、ガラス管２２の開口部を封止した。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するガラス管内にＬＥＤチップを収納すると共に、上記ガラス管内に透光性を有する充填材を封入して、上記ガラス管の開口部を封止したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
開口部を有するガラス管内に、ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体とを収納すると共に、上記ガラス管内に透光性を有する充填材を封入して、上記ガラス管の開口部を封止したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項３】
台座の表面にＬＥＤチップを配置すると共に、上記台座表面をガラスより成るカバー部材で気密に覆い、以て、上記ＬＥＤチップを、上記カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
台座の表面にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを波長変換用の蛍光体が混入されたコーティング材で被覆し、さらに、上記台座表面をガラスより成るカバー部材で気密に覆い、以て、上記ＬＥＤチップ及び蛍光体を、上記カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項５】
上記カバー部材内面と台座表面との間に、透光性を有する充填材を封入したことを特徴とする請求項３又は４に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
ガラス管の開口部を封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内にＬＥＤチップを封入したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項７】
ガラス管の開口部を封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内に、ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体とを封入したことを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は発光ダイオードに係り、特に、耐湿性に優れた発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６に示すように、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）９０は、発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）搭載用の第１のリードフレーム９２の先端部９２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ９４を形成し、該リフレクタ９４の底面に発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップと称する）９６をＡｇペースト等を介してダイボンドすることにより、上記第１のリードフレーム９２と、ＬＥＤチップ９６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、第２のリードフレーム９８の先端部９８ａと、上記ＬＥＤチップ９６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ１００を介して電気的に接続して成る。
さらに、上記ＬＥＤチップ９６、第１のリードフレーム９２の先端部９２ａ及び端子部９２ｂの上端、第２のリードフレーム９８の先端部９８ａ及び端子部９８ｂの上端は、エポキシ樹脂より成り、先端に凸レンズ部１０２を有する透光性樹脂材１０４によって被覆・封止されている。
また、上記第１のリードフレーム９２の端子部９２ｂ及び第２のリードフレーム９８の端子部９８ｂの下端は、透光性樹脂材１０４の下端部を貫通して透光性樹脂材１０４外部へと導出されている。
【０００３】
而して、上記第１のリードフレーム９２及び第２のリードフレーム９８を介してＬＥＤチップ９６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ９６が発光して光が放射され、放射された光は、透光性樹脂材１０４の凸レンズ部１０２によって集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００４】
また、図１７に示すように、波長変換用の蛍光体を備えたＬＥＤも広く用いられている。
このＬＥＤ１１０は、ＬＥＤチップ９６をリフレクタ９４内に充填した透光性エポキシ樹脂等のコーティング材１１２によって被覆・封止すると共に、該コーティング材１１２中に、ＬＥＤチップ９６から発光された光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体１１４が分散状態で多数混入されている。
而して、上記第１のリードフレーム９２及び第２のリードフレーム９８を介してＬＥＤチップ９６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ９６が発光して光が放射され、この光が上記コーティング材１１２中の蛍光体１１４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透光性樹脂材１０４の凸レンズ部１０２で集光されて外部へ放射されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のＬＥＤ９０，１１０においては、透光性樹脂材１０４の構成材料としてエポキシ樹脂が用いられている。このエポキシ樹脂は、機械的強度が大きく、上記ＬＥＤチップ９６等の封止材料として優れた特性を備えてはいるが、耐湿性に劣るという欠点があった。
このため、上記従来のＬＥＤ９０，１１０が、風雨に曝されやすい屋外等、高湿環境下に置かれた場合、空気中の水分が、エポキシ樹脂で構成された透光性樹脂材１０４の表面からＬＥＤ９０，１１０内部へ浸入するといった事態を生じていた。
その結果、図１６のＬＥＤ９０の場合には、ＬＥＤチップ９６の表面が水分中の酸素により酸化されて光の吸収膜を形成してしまい、ＬＥＤ９０の輝度低下を生じていた。
また、図１７のＬＥＤ１１０の場合には、上記蛍光体１１４の種類によっては、該蛍光体１１４が、ＬＥＤ１１０内部に浸入した水分と反応して変色劣化し、ＬＥＤ１１０の輝度低下を生じることがある。例えば、蛍光体１１４が、ＺｎＳ、（Ｃｄ，Ｚｎ）Ｓ等の硫化物系の蛍光体である場合、この蛍光体１１４は、ＬＥＤ１１０内部に浸入した水分及びＬＥＤチップ９６の光と反応して光分解し、表面に亜鉛金属等の構成金属元素を析出して黒色等に変色劣化し、その結果、ＬＥＤ１１０の輝度低下を招来していた。
【０００６】
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、耐湿性に優れた発光ダイオードを実現することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発光ダイオードは、開口部を有するガラス管内にＬＥＤチップを収納すると共に、上記ガラス管内に透光性を有する充填材を封入して、上記ガラス管の開口部を封止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にあっては、充填材によって開口部が封止されたガラス管内にＬＥＤチップを収納しているので、空気中の水分が、ガラス管表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発光ダイオードは、開口部を有するガラス管内に、ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体とを収納すると共に、上記ガラス管内に透光性を有する充填材を封入して、上記ガラス管の開口部を封止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にあっては、充填材によって開口部が封止されたガラス管内に、ＬＥＤチップ及び蛍光体を収納しているので、空気中の水分が、ガラス管表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤと比較して、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【０００９】
請求項３に記載の発光ダイオードは、台座の表面にＬＥＤチップを配置すると共に、上記台座表面をガラスより成るカバー部材で気密に覆い、以て、上記ＬＥＤチップを、上記カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入したことを特徴とする。
請求項３に記載の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップの配置された台座表面をガラス製のカバー部材で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップを、カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材表面からＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来の発光ダイオードに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００１０】
請求項４に記載の発光ダイオードは、台座の表面にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップを波長変換用の蛍光体が混入されたコーティング材で被覆し、さらに、上記台座表面をガラスより成るカバー部材で気密に覆い、以て、上記ＬＥＤチップ及び蛍光体を、上記カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入したことを特徴とする。
請求項４に記載の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップの配置された台座表面をガラス製のカバー部材で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップ及び蛍光体を、カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材表面からＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００１１】
上記請求項３に記載の発光ダイオード及び請求項４に記載の発光ダイオードにおいては、カバー部材内面と台座表面との間に、透光性を有する充填材を封入しても良い。
【００１２】
請求項６に記載の発光ダイオードは、ガラス管の開口部を封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内にＬＥＤチップを封入したことを特徴とする。
請求項６に記載の発光ダイオードにあっては、ガラス製の気密容器内にＬＥＤチップを封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来の発光ダイオードに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項７に記載の発光ダイオードは、ガラス管の開口部を封止して気密容器を形成すると共に、該気密容器内に、ＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップの発光を所定波長の光に変換する波長変換用の蛍光体とを封入したことを特徴とする。
請求項７に記載の発光ダイオードにあっては、ガラス製の気密容器内にＬＥＤチップ及び蛍光体を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る第１のＬＥＤ１０を示す概略断面図であり、この第１のＬＥＤ１０は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上にＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２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、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
【００１５】
図１において、２２は、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状の透光性を備えたガラス管であり、該ガラス管２２内に、上記ＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端が収納・配置されると共に、上記ガラス管２２内には、透光性を有する充填材２４が封入されて、ガラス管２２下端の開口部が封止されている。この結果、ガラス管２２内に配置されたＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端は、上記充填材２４によって被覆・封止されることとなる。
上記充填材２４は、水ガラス、ゾルゲルガラス等の無機材料、或いは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の有機材料で構成することができるが、後述の理由により、無機材料で構成するのが好ましい。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、上記充填材２４を貫通してガラス管２２外部へと導出されている。
尚、上記第１のリードフレーム１２、第２のリードフレーム１８は、銅、銅亜鉛合金、鉄ニッケル合金等により構成される。
【００１６】
而して、上記第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して光が放射され、放射された光は、充填材２４及びガラス管２２を透過し、外部へ放射されるようになっている。
尚、ガラス管２２先端の略半球面と、ガラス管２２内に封入された充填材２４とによって、第１のＬＥＤ１０の先端部に、略半球状の凸レンズが形成されることとなり、ＬＥＤチップ１６の光を上記凸レンズで集光して放射できるようになっている。
【００１７】
本発明に係る第１のＬＥＤ１０は、開口部が封止されたガラス管２２内にＬＥＤチップ１６を収納しているので、空気中の水分が、ガラス管２２表面から浸透してＬＥＤ１０内部へ浸入することがない。
もっとも上記充填材２４をエポキシ樹脂で構成した場合には、空気中の水分が、ガラス管２２の下端に露出した充填材２４から徐々に浸透してＬＥＤ１０内部に浸入することもあるが、ＬＥＤチップ９６をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ９０に比べて、ＬＥＤチップ１６をガラス管２２内に収納した第１のＬＥＤ１０は、内部へ浸入する水分の量を大幅に減少させることができるので、従来のＬＥＤ９０と比較して、耐湿性の向上を図ることができる。
尚、上記充填材２４を水ガラスやゾルゲルガラスで構成すれば、ガラス管２２の下端に露出した充填材２４からの水分の浸入も効果的に防止することができ、更なる耐湿性の向上を実現できる。
【００１８】
尚、上記充填材２４をエポキシ樹脂等の有機材料で構成した場合、ＬＥＤチップ１６からエネルギーの大きい紫外光等の短波長光が発光されると、有機材料は短波長光を吸収するため、エネルギーの大きい短波長光によって充填材２４が劣化・変色し、その結果、第１のＬＥＤ１０の光度減少や色調の変化を生じさせるおそれがある。
これに対し、上記充填材２４を水ガラス、ゾルゲルガラス等の無機材料で構成すれば、無機材料は、エポキシ樹脂等の有機材料とは異なり、紫外光等のエネルギーの大きい短波長光を殆ど吸収することがなく、また、短波長光を吸収したとしても、分子結合力が強いため劣化することが殆どない。
従って、第１のＬＥＤ１０の光度減少や色調の変化を防止するため、上記充填材２４を、無機材料で構成するのが適当である。
【００１９】
図２は、本発明に係る第２のＬＥＤ２６を示す概略断面図である。この第２のＬＥＤ２６は、ＬＥＤチップ１６をリフレクタ１４内に充填した透光性材料より成るコーティング材２８によって被覆・封止すると共に、該コーティング材２８中に、ＬＥＤチップ１６から発光された光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体３０を分散状態で多数混入して成り、その他の構成は、上記第１のＬＥＤ１０と実質的に同一である。
上記コーティング材２８は、エポキシ樹脂等で構成することができる。
【００２０】
而して、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して光が放射され、この光が上記コーティング材２８中の蛍光体３０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、波長変換された光は、充填材２４及びガラス管２２を透過し、外部へ放射されるようになっている。
【００２１】
本発明の第２のＬＥＤ２６にあっては、開口部が封止されたガラス管２２内に、ＬＥＤチップ１６及び蛍光体３０を収納しているので、空気中の水分が、ガラス管２２表面から浸透してＬＥＤ２６内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６及び蛍光体１１４をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ１１０と比較して、耐湿性の向上を図ることができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体３０が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
尚、硫化物系の蛍光体としては、例えば、４００〜５００ｎｍ波長の光を受けて青色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｚｎ、４００〜５００ｎｍ波長の光を受けて緑色系の可視光を発光するＺｎＳ：Ｃｕ，ＡｌやＺｎＳ：Ａｕ，Ｃｕ，Ａｌ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ、（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ、４００〜５００ｎｍ波長の光を受けて赤色系の可視光を発光する（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００２２】
次に、図３乃至図７に基づいて、上記第２のＬＥＤ２６の製造方法を説明する。
先ず、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに形成したリフレクタ１４の底面上に、ＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドした後、ボンディングワイヤ２０を介して第２のリードフレーム１８の先端部１８ａとＬＥＤチップ１６とを接続する（図３）。
【００２３】
次に、蛍光体３０が分散状態で混入された未硬化状態のコーティング材２８を、リフレクタ１４内に充填して、ＬＥＤチップ１６を該コーティング材２８で被覆・封止した後、コーティング材２８を硬化させる（図４）。
尚、リフレクタ１４内へのコーティング材２８の充填には適宜な方法を用いることができ、例えば、リフレクタ１４形成箇所以外の第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８表面をマスクし、この状態で、コーティング材２８の満たされた槽内に浸漬したり、或いはコーティング材２８をスプレー塗布すれば良い。またマイクロディスペンサーを用いて、コーティング材２８をリフレクタ１４内に充填しても良い。
【００２４】
次に、図５に示すように、固定冶具３２の凹部３２ａ内に、上記ガラス管２２を、先端側から挿入していき、固定する。この結果、ガラス管２２の開口部が、上方側に配置されることとなる。
次に、上記ガラス管２２の開口部から、ガラス管２２内に未硬化状態の充填材２４を所定量注入する（図６）。
次に、図７に示すように、コーティング材２８で被覆されたＬＥＤチップ１６が接続・配置された第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端を、ガラス管２２内に収容する。
その後、所定温度で加熱する等して、上記充填材２４を硬化させることにより、上記第２のＬＥＤ２６が完成する。
【００２５】
尚、上記第１のＬＥＤ１０を製造する場合には、上記した第２のＬＥＤ２６の製造方法から、「蛍光体３０が分散状態で混入された未硬化状態のコーティング材２８を、リフレクタ１４内に充填して、ＬＥＤチップ１６を該コーティング材２８で被覆・封止した後、コーティング材２８を硬化させる（図４）」工程を省けば良い。
【００２６】
図８は、本発明に係る第３のＬＥＤ３４を示す概略断面図である。この第３のＬＥＤ３４は、鉄、鉄ニッケル合金、銅亜鉛合金等の導電性材料より成るＬＥＤチップ搭載用の台座３６の表面に、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ３８を形成し、該リフレクタ３８の底面上にＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記台座３６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、上記台座３６の裏面には、第１のリード端子４０の一端４０ａが接続されている。
上記台座３６には、貫通孔４２が形成されており、該貫通孔４２には、第２のリード端子４４が挿通されている。また、上記貫通孔４２の内面と第２のリード端子４４との間には、ガラス等より成る絶縁材４６を配置させて、台座３６と第２のリード端子４４間の絶縁を確保している。
上記第２のリード端子４４の一端４４ａは、台座３６の貫通孔４２の上端から若干突出しており、この第２のリード端子４４の一端４４ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とがボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続されている。また、第２のリード端子４４の他端４４ｂは、台座３６の貫通孔４２の下端から外部へ導出されている。
【００２７】
図８において、４８は、ＬＥＤチップ１６の配置された台座３６表面を気密に覆うカバー部材４８であり、該カバー部材４８は、透光性を備えたガラスより成り、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状と成されている。
そして、上記カバー部材４８の下端部４８ａと、上記台座３６周縁のフランジ部３６ａ表面とを低融点ガラス、ガラス接着用ハンダ等の封着材５０を介して気密封止することにより、ＬＥＤチップ１６の配置された台座３６表面が、該カバー部材４８によって気密に覆われ、ＬＥＤチップ１６は、カバー部材４８内面と台座３６表面との間の気密空間内に封入されることとなる。
尚、上記気密空間内には、ドライエアやドライ窒素、或いはドライアルゴン等が封入されている。因みに、上記気密空間内にドライエアを封入する場合には、ドライエア雰囲気中で、カバー部材４８の下端部４８ａと、上記台座３６周縁のフランジ部３６ａ表面との封止作業を行えば良い。
【００２８】
而して、上記第１のリード端子４０及び第２のリード端子４４を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して光が放射され、放射された光は、カバー部材４８を透過し、外部へ放射されるようになっている。
【００２９】
本発明に係る第３のＬＥＤ３４は、ＬＥＤチップ１６の配置された台座３６表面をガラス製のカバー部材４８で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップ１６を、カバー部材４８内面と台座３６表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材４８表面からＬＥＤ３４内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ９０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００３０】
図９は、本発明に係る第４のＬＥＤ５２を示す概略断面図である。この第４のＬＥＤ５２は、ＬＥＤチップ１６をリフレクタ３８内に充填した透光性材料より成るコーティング材５４によって被覆・封止すると共に、該コーティング材５４中に、ＬＥＤチップ１６から発光された光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体５６を分散状態で多数混入して成り、その他の構成は、上記第３のＬＥＤ３４と実質的に同一である。
【００３１】
而して、第１のリード端子４０及び第２のリード端子４４を介してＬＥＤチップ１６に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１６が発光して光が放射され、この光が上記コーティング材５４中の蛍光体５６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、波長変換された光は、カバー部材４８を透過し、外部へ放射されるようになっている。
【００３２】
本発明の第４のＬＥＤ５２にあっては、ＬＥＤチップ１６の配置された台座３６表面をガラス製のカバー部材４８で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップ１６及び蛍光体５６を、カバー部材４８内面と台座３６表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材４８表面からＬＥＤ３４内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６及び蛍光体１１４をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ１１０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体３０が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００３３】
図１０は、本発明に係る第５のＬＥＤ５８を示す概略断面図である。この第５のＬＥＤ５８は、ＬＥＤチップ１６の配置された台座３６表面をカバー部材４８で覆うと共に、カバー部材４８内面と台座３６表面との間に、水ガラス、ゾルゲルガラス等の無機材料、或いは、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等の有機材料で構成された透光性を有する充填材６０を封入した点に特徴を有している。また、カバー部材４８の下端部４８ａと、台座３６周縁のフランジ部３６ａ表面とは、上記充填材６０を介して封止されている。その他の構成は、上記第３のＬＥＤ３４と実質的に同一である。
【００３４】
本発明に係る第５のＬＥＤ５８は、台座３６表面に配置されたＬＥＤチップ１６が、ガラス製のカバー部材４８によって覆われているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材４８表面からＬＥＤ５８内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ９０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
尚、カバー部材４８先端の略半球面と、上記充填材６０とによって、第５のＬＥＤ５８の先端部に、略半球状の凸レンズが形成されるので、ＬＥＤチップ１６の光を上記凸レンズで集光して放射できるようになっている。
【００３５】
図１１は、本発明に係る第６のＬＥＤ６２を示す概略断面図である。この第６のＬＥＤ６２は、ＬＥＤチップ１６をリフレクタ３８内に充填した透光性材料より成るコーティング材６４によって被覆・封止すると共に、該コーティング材６４中に、ＬＥＤチップ１６から発光された光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体６６を分散状態で多数混入して成り、その他の構成は、上記第５のＬＥＤ５８と実質的に同一である。
この第６のＬＥＤ６２にあっては、台座３６表面に配置されたＬＥＤチップ１６及び蛍光体６６が、ガラス製のカバー部材４８によって覆われているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材４８表面からＬＥＤ６２内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６及び蛍光体１１４をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ１１０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体３０が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００３６】
次に、上記第６のＬＥＤ６２の製造方法を説明する。
先ず、台座３６の裏面に第１のリード端子４０の一端４０ａを、ろう付等により接続する。また、台座３６の貫通孔４２に、第２のリード端子４４を挿通させた状態で、貫通孔４２内に、未硬化状態の絶縁材４６を注入した後、硬化させることにより、上記絶縁材４６を介して、台座３６と第２のリード端子４４とを接続する。
次に、台座３６表面に形成したリフレクタ３８の底面上に、ＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドした後、ボンディングワイヤ２０を介して第２のリード端子４４の一端４４ａと、ＬＥＤチップ１６とを接続する。
次に、蛍光体６６が分散状態で混入された未硬化状態のコーティング材６４を、リフレクタ３８内に充填して、ＬＥＤチップ１６を該コーティング材６４で被覆・封止した後、コーティング材６４を硬化させる。
【００３７】
次に、図１２に示すように、固定冶具６８の凹部６８ａ内に、カバー部材４８を先端側から挿入して固定した後、カバー部材４８の開口部から、カバー部材４８内面に未硬化状態の充填材６０を所定量注入する。
その後、図１２に示すように、コーティング材６４で被覆されたＬＥＤチップ１６が接続・配置された台座３６を、ＬＥＤチップ１６の配置された表面側を下向きにして、該台座３６のフランジ部３６ａ表面がカバー部材４８の下端部４８ａに当接するまで、カバー部材４８内面に収容していく。この際、未硬化状態の充填材６０の一部が、カバー部材４８内面から溢れ出て、台座３６のフランジ部３６ａ表面とカバー部材４８の下端部４８ａとの間に介在することとなる。
その後、所定温度で加熱する等して、上記充填材６０を硬化させることにより、上記第６のＬＥＤ６２が完成する。
【００３８】
図１３は、本発明に係る第７のＬＥＤ７０を示す概略断面図である。
この第７のＬＥＤ７０は、上記第１のＬＥＤ１０と同じく、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ１４を形成し、該リフレクタ１４の底面上にＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム１２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、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａと、上記ＬＥＤチップ１６上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ２０を介して電気的に接続して成る。
【００３９】
図１３において、７２は、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状の透光性を備えたガラス管の開口部を封止して形成した気密容器であり、該ガラス製の気密容器７２内に、上記ＬＥＤチップ１６、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａ及び端子部１２ｂの上端、第２のリードフレーム１８の先端部１８ａ及び端子部１８ｂの上端が封入されている。
また、上記第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂ及び第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂの下端は、上記気密容器７２の封止部７２ａを貫通して外部へと導出されている。
上記気密容器７２内には、ドライエア、ドライ窒素、ドライアルゴン等が封入されたり、或いは真空状態と成される。
【００４０】
上記第７のＬＥＤ７０にあっては、ガラス製の気密容器７２内にＬＥＤチップ１６を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器７２表面から浸透してＬＥＤ７０内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ９０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００４１】
図１４は、本発明に係る第８のＬＥＤ７４を示す概略断面図である。この第８のＬＥＤ７４は、ＬＥＤチップ１６をリフレクタ１４内に充填した透光性材料より成るコーティング材２８によって被覆・封止すると共に、該コーティング材２８中に、ＬＥＤチップ１６から発光された光を所定波長の可視光等の光に変換する波長変換用の蛍光体３０を分散状態で多数混入して成り、その他の構成は、上記第７のＬＥＤ７０と実質的に同一である。
この第８のＬＥＤ７４にあっては、ガラス製の気密容器７２内にＬＥＤチップ１６及び蛍光体３０を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器７２表面から浸透してＬＥＤ７０内部へ浸入することがなく、ＬＥＤチップ９６及び蛍光体１１４をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材１０４で被覆・封止している従来のＬＥＤ１１０に比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
このため、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体３０が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００４２】
次に、上記第８のＬＥＤ７４の製造方法を説明する。
先ず、上記第２のＬＥＤ３０の場合と同様に、第１のリードフレーム１２の先端部１２ａに形成したリフレクタ１４の底面上に、ＬＥＤチップ１６をＡｇペースト等を介してダイボンドした後、ボンディングワイヤ２０を介して第２のリードフレーム１８の先端部１８ａとＬＥＤチップ１６とを接続する（図３参照）。
次に、蛍光体３０が分散状態で混入された未硬化状態のコーティング材２８を、リフレクタ１４内に充填して、ＬＥＤチップ１６を該コーティング材２８で被覆・封止した後、コーティング材２８を硬化させる（図４参照）。
【００４３】
次に、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８の端子部１２ｂ，１８ｂ中途部に溶融したガラスを付着させてガラスビーズ７６を形成する（図１５）。この結果、第１のリードフレーム１２の端子部１２ｂと第２のリードフレーム１８の端子部１８ｂとが、ガラスビーズ７６によって結束される。
次に、図１５に示すように、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有し、上記気密容器７２の元となるガラス管７８内に、上記ガラスビーズ７６を形成した第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８を開口部から挿入する。
次に、上記気密容器７２内を真空状態とする場合には、図示しない排気装置を介して、ガラス管７８の開口部側から、ガラス管７８内の空気を排気する。また、上記気密容器７２内にドライ窒素やドライアルゴン等のガスを封入する場合には、気密容器７２内を真空状態と成した後、上記ガスを封入する。さらに、気密容器７２内にドライエアを封入する場合には、ドライエア雰囲気中で後述するガラス管７８の封止作業を行えばよい。尚、上記ガラスビーズ７６の直径は、ガラス管７８の内径より小と成されているため、ガラスビーズ７６によって気体の排気・封入作業が妨げられることはない。
次に、図１５に示すように、ガラス管７８表面におけるガラスビーズ７６に対応する部分をバーナ８０で加熱溶融させ、ガラス管７８の内面とガラスビーズ７６とを融着させる。この結果、ガラス管７８の開口部が気密に封止され、上記気密容器７２が形成される。
最後に、ガラス管７８、第１のリードフレーム１２及び第２のリードフレーム１８の端子部１２ｂ，１８ｂの余計な部分を切除すれば、上記第８のＬＥＤ７４が完成する。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発光ダイオードにあっては、充填材によって開口部が封止されたガラス管内にＬＥＤチップを収納しているので、空気中の水分が、ガラス管表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００４５】
請求項２に記載の発光ダイオードにあっては、充填材によって開口部が封止されたガラス管内に、ＬＥＤチップ及び蛍光体を収納しているので、空気中の水分が、ガラス管表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤと比較して、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００４６】
請求項３に記載の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップの配置された台座表面をガラス製のカバー部材で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップを、カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材表面からＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来の発光ダイオードに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００４７】
請求項４に記載の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップの配置された台座表面をガラス製のカバー部材で気密に覆うことにより、ＬＥＤチップ及び蛍光体を、カバー部材内面と台座表面との間の気密空間内に封入しているので、空気中の水分が、ガラス製のカバー部材表面からＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【００４８】
請求項６に記載の発光ダイオードにあっては、ガラス製の気密容器内にＬＥＤチップを封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップをエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来の発光ダイオードに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
【００４９】
請求項７に記載の発光ダイオードにあっては、ガラス製の気密容器内にＬＥＤチップ及び蛍光体を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器表面から浸透してＬＥＤ内部へ浸入することがない。このため、ＬＥＤチップ及び蛍光体をエポキシ樹脂より成る透光性樹脂材で被覆・封止している従来のＬＥＤに比べて、耐湿性の向上を図ることができる。
この結果、硫化物系の蛍光体等、水分と反応し易い蛍光体を使用しても、蛍光体が水分と反応して変色劣化を生じる危険性を低減させることができ、蛍光体選択の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１のＬＥＤの概略断面図である。
【図２】本発明に係る第２のＬＥＤの概略断面図である。
【図３】第２のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図４】第２のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図５】第２のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図６】第２のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図７】第２のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図８】本発明に係る第３のＬＥＤの概略断面図である。
【図９】本発明に係る第４のＬＥＤの概略断面図である。
【図１０】本発明に係る第５のＬＥＤの概略断面図である。
【図１１】本発明に係る第６のＬＥＤの概略断面図である。
【図１２】本発明に係る第６のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る第７のＬＥＤの概略断面図である。
【図１４】本発明に係る第８のＬＥＤの概略断面図である。
【図１５】本発明に係る第８のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図１６】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【図１７】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【符号の説明】
１０　　第１のＬＥＤ
１２　　第１のリードフレーム
１２ｂ　第１のリードフレームの端子部
１４　　リフレクタ
１６　　ＬＥＤチップ
１８　　第２のリードフレーム
１８ｂ　第２のリードフレームの端子部
２２　　ガラス管
２４　　充填材
２６　　第２のＬＥＤ
２８　　コーティング材
３０　　蛍光体
３４　　第３のＬＥＤ
３６　　台座
３８　　リフレクタ
４０　　第１のリード端子
４２　　貫通孔
４４　　第２のリード端子
４８　　カバー部材
５０　　封着材
５２　　第４のＬＥＤ
５４　　コーティング材
５６　　蛍光体
５８　　第５のＬＥＤ
６０　　充填材
６２　　第６のＬＥＤ
６４　　コーティング材
６６　　蛍光体
７０　　第７のＬＥＤ
【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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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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