(57)【要約】      （修正有）【課題】キャップの封止体への押し付けによる被着の際に、キャップの内側表面に塗布されていた接着剤をはみ出さずにするか、はみ出す量を少なくする。【解決手段】発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着されるキャップにおいて、前記キャップ内側側壁の一部と前記体外周面との間に間隙が形成されるように、前記側壁の一部の肉厚が薄く、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅くする。【選択図】図３
2005251816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着されるキャップにおいて、前記キャップの内側側壁の一部の肉厚が薄く、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅いことを特徴とする発光ダイオード用キャップ。
【請求項２】
前記側壁の肉厚の薄い部分が前記側壁に凹部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード用キャップ。
【請求項３】
前記側壁の肉厚の薄い部分が前記キャップの端部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード用キャップ。
【請求項４】
前側壁の肉厚の薄い部分と他の部分との肉厚の差が０．０１〜０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の発光ダイオード用キャップ。
【請求項５】
前記キャップの深さが前記頂点までの高さより０．０５〜０．２ｍｍ浅いことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の発光ダイオード用キャップ。
【請求項６】
キャップの内側側壁の一部の肉厚を薄くされた、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅くされた発光ダイオード用キャップが接着剤により発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着された発光ダイオード装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードへ被着して発光ダイオードからの光を拡散光にさせるとともに、輝度および発光波長を調整するための、蛍光体や着色剤を含有する発光ダイオード用キャップの形状に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は、光を放射する半導体発光素子であり、電気エネルギーを紫外線、可視光、赤外光などに変換するものである。例えば、可視光を利用するものとしては，ＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ等の発光材料で形成した半導体発光素子があり、これらを透明樹脂等で封止したＬＥＤランプが広く使用されている。また、発光材料をプリント基板や金属リードの上面に固定し、数字や文字をかたどった透明樹脂ケースで封止したディスプレイ型のＬＥＤランプなども多用されている。
【０００３】
また、発光ダイオードは半導体素子であるため、寿命が長く、信頼性も高く、光源として用いた場合には、その交換作業も軽減できることから、携帯通信機器、パーソナルコンピュータ周辺機器、ＯＡ機器、家庭用電気機器、オーディオ機器、各種スイッチ、バックライト用光源、掲示板等の各種表示装置などの構成部品として広く使用されている。更に、車載機器の表示部のバックライト照明用光源としてＬＥＤランプが注目され、メーター、ヒーターコントロールパネル、オーディオなどの表示部のバックライト照明に利用されており、特に白色又は青緑領域において高輝度で発光するＬＥＤランプが求められている。
【０００４】
このようなＬＥＤランプは、各種の蛍光体粉末を、半導体素子を封止する透明樹脂中に含有させることにより、ＬＥＤから放射される光の色を変化させることにより得ることが可能である。例えば、青色ＬＥＤからの光を透明樹脂中の蛍光体に当て、この蛍光体の働きによって青色ＬＥＤの発光波長を白色や緑色の波長に変換して放射している。
【０００５】
この際、透明封止体中に蛍光体を分散させると、蛍光体による光散乱によって発光輝度が低下してしまうため、透明封止体の外表面にのみキャップを設けることが行われている。そこで、キャップは封止体とは別に成形し、接着剤を介して封止樹脂に被着されている。これにより、ＬＥＤからの光は封止樹脂中を透過し、キャップ内の蛍光体に当って波長が変換され、放射される。
【０００６】
図１は、従来のＬＥＤ発光装置の構造を示す一実施例である。一対の配線導体１及び２と、上記配線導体の一方の配線導体に電気的に接続された半導体発光素子３と、この半導体発光素子３と上記配線導体の他方の配線導体とを電気的に接続するボンディングワイヤとを、上記配線導体の上記半導体発光素子及びボンディングワイヤが接続された一端側で砲弾型の封止樹脂５により封止される。このような砲弾型の発光ダイオードの封止樹脂５の外面周囲には、封止樹脂５と同一形状の内面を有する蛍光体が配合されたキャップ７が接着剤層６を介して被着されている。
【０００７】
また、他の例では、封止樹脂５は、図２のように上面が開口した箱型の発光体収容部材８の内底から一対のリード１、２を発光体収容部材６の外部へ延出し、この発光体収容部材８の内部に半導体発光素子３やリード細線４，４を収容し、これらを接続して発光体収容部材８内部を封止樹脂５で封止した構造を有する。このようないわゆるチップ型の発光ダイオード封止樹脂５の外面周囲には、やはり、封止樹脂５と同一形状の内面を有する蛍光体が配合されたキャップ７が接着剤層６を介して被着されている。
【０００８】
さらに、最近では、フリップチップ型と呼ばれるワイヤレスタイプのリード線を用いずに半導体発光素子の端子部を底面にして、全体を封止樹脂で封止した構造を有するものも使用されている。
【０００９】
このように、いずれのタイプにおいても、キャップは封止樹脂５の周囲に接着剤を介して被着される。通常、キャップの封止体の表面に接触する内側側面に接着剤を塗布した後、該キャップを樹脂封止体にキャップして押し付けるようにして被着している。
【特許文献１】特開平１０−２００１６５号公報
【特許文献２】特開平９−２７６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このようなキャップの封止体への押し付けによる被着に際し、キャップの内側表面に塗布されていた接着剤がキャップの内側から外にはみ出し、発光ダイオードの端子に付着してしまうという問題があった。そして、半導体発光素子の端子に付着した接着剤は、端子のはんだ付け不良の原因となっていた。
【００１１】
このように、はみ出した接着剤は除去しなければならず、また、製造工程が煩雑となり、また、これを完全に取り除くことは困難であった。はみ出した接着剤に起因するはんだ付け不良の原因となり、これによってリードが端子からはずれてしまうという事故が避けられなかった。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、キャップの封止体への押し付けによる被着に際し、キャップの内側表面に塗布されていた接着剤がキャップの内側から外に流れ出ることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着されるキャップにおいて、前記キャップ内側側壁の一部と前記封止体外周面との間に間隙が形成されるように、前記側壁の一部の肉厚を薄く形成することによって、キャップを封止体外周部に装着する際、キャップの内側表面に塗布されていた接着剤が前記間隙に溜まり、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅くすることにより、接着剤がキャップの外にはみ出るのを防止するか、又ははみ出る量を十分に少なくすることができる。
本発明の具体的な構成は、次のとおりである。
（１）発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着されるキャップにおいて、前記キャップの内側側壁の一部の肉厚が薄く、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅いことを特徴とする発光ダイオード用キャップ。
（２）前記側壁の肉厚の薄い部分が前記側壁に凹部を形成していることを特徴とする上記（１）に記載の発光ダイオード用キャップ。
（３）前記側壁の肉厚の薄い部分が前記キャップの端部に形成されていることを特徴とする上記（１）に記載の発光ダイオード用キャップ。
（４）前側壁の肉厚の薄い部分と他の部分との肉厚の差が０．０１〜０．１５ｍｍであることを特徴とする上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の発光ダイオード用キャップ。
（５）前記キャップの深さが前記頂点までの高さより０．０５〜０．２ｍｍ浅いことを特徴とする上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の発光ダイオード用キャップ。
（６）キャップの内側側壁の一部の肉厚を薄くされた、及び／又は前記キャップの深さが発光ダイオードの底面から前記封止体の頂点までの高さより浅くされた発光ダイオード用キャップが接着剤により発光ダイオードを封止する封止体外周面に被着された発光ダイオード装置。
【００１４】
本発明の発光装置において、封止体には、透光性を有するエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネートなどの樹脂又はガラスなどが用いられる。
【００１５】
本発明の発光装置において、キャップの樹脂基材としては、透光性のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチロール、ベークライト等樹脂やシリコーンゴム等の透明性ゴムを用いることができる。特に、シリコーン樹脂やシリコーンゴムなどの弾性体を用いると、その弾性変形を利用して、キャップを押圧して封止樹脂に容易に被着することができる。
【００１６】
本発明の発光装置において、キャップに配合される蛍光体としては、無機蛍光体、顔料、有機蛍光染料、擬似顔料などが挙げられ、無機蛍光体としては、Ｙ3−ＸＧａＸＡｌ5Ｏ１2：Ｃｅ（０≦ｘ≦３）、ＢａＭｇＡｌ16Ｏ27：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ16Ｏ27：Ｅｕ、Ｍｎ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ2Ｏ8など、顔料としてはフタロシアニン系、アゾ系、イソインドリノン系、キナクリドン系、レーキ顔料などの有機顔料やコバルトブルー、群青、酸化鉄などの無機顔料、有機蛍光染料としてはぺリレン系、ナフタルイミド系、クマリン系、シアニン系、フラビン系、ローダミン系など、擬似顔料としてはプラスチックの粉末を蛍光性のある染料で着色した蛍光顔料などを好適に用いることができる。
【００１７】
本発明の発光装置において、キャップとしては、上述したような蛍光体を樹脂基材に混合分散させて成形することにより得られた樹脂成形体を用いるが、このような樹脂成形体は、未硬化の樹脂に色調変換材料を添加混合し、圧縮成形等の従来公知の方法で成形硬化させることにより得ることができる。
【００１８】
本発明に使用される接着剤は、シリコーン系接着剤、エポキシ系接着剤など、既成の接着剤を使うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、前記キャップを前記封止樹脂に被着する際に、接着剤のはみ出しを防止することができ、流出した接着剤の除去をする必要がなくなる。これによって、発光ダイオード端子にはみ出した接着剤が付着することがないため、端子とリード線とのはんだ付け不良が防止できる。これにより、信頼性及び寿命が著しく向上したＬＥＤ装置が提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づいた実施例を挙げて本発明の発光ダイオード用キャップの具体的形状について説明する。
【実施例】
【００２１】
シリコーン材料（信越化学工業社製ＫＥ−９６１Ｔ−Ｕ）に加硫剤を０．５％添加し、それぞれ異なる４種類の金型に適量し、１７０℃で１０分間保持、プレスすることにより、シリコーンゴムからなる肉厚０．３ｍｍのキャップ（１）〜（４）を成形した。キャップ（１）〜（４）の断面形状をそれぞれ図３〜６に示す。（１）は、キャップ内側面の端部から０．５ｍｍを他の部分より０．１ｍｍ薄く（肉厚０．２ｍｍ）したものであり、（２）は、キャップ内側面の端部より０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの間に幅０．３ｍｍ深さ０．１ｍｍの凹部（肉厚０．２ｍｍ）を形成したものあり、（３）は、キャップ内側面の端部から０．４ｍｍを他の部分より０．１ｍｍ薄く（肉厚０．２ｍｍ）し、かつ、キャップの深さを（１）より０．１ｍｍ浅くしたもの、（４）は従来のキャップである。このように成形した各キャップ内側表面に接着剤としてシリコーン系接着剤（信越化学工業製ＫＥ４８９６）をディスペンサーにより適量塗布し箱型タイプＬＥＤに被せた。この際、キャップからはみ出した接着剤の最下位のＬＥＤ底面からの高さの平均値を測定したところ、それぞれ、（１）１．２７ｍｍ、（２）１．３５ｍｍ、（３）１．２７ｍｍ、（４）１．１７ｍｍであった。この値は、ＬＥＤ底面からの高さで示されているため、高いほど接着剤のはみ出し量が少ないことになる。このように、（４）の従来例に比較して、本発明のキャップ（１）〜（３）はキャップ最端部からの接着剤のはみ出し距離が短く、ＬＥＤ端子まで到着することはなかった。
【００２２】
以上の実施例は箱型タイプのキャップについてのものであるが、本発明はこれに限らず、砲弾型のもの及びフリップチップ型のものであっても同様の構成とすることにより、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の砲弾型ＬＥＤ発光装置の構造を示す。
【図２】従来の箱型ＬＥＤ発光装置の構造を示す。
【図３】キャップ内側面の端部に肉厚の薄い部分を設けたキャップの断面図を示す。
【図４】キャップ内側面の中間部に凹部を形成した場合のキャップの断面図を示す。
【図５】キャップ内側面の端部に肉厚の薄い部分を設け、かつ、キャップの深さを浅くした場合のキャップの断面図を示す。
【図６】従来の発光ダイオード用キャップの断面図を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１  配線導体（アノードリード）
２  配線導体（カソードリード）
３  半導体発光素子
４  ボンディングワイヤ
５  封止樹脂
６  接着剤層
７  キャップ
８  発光体収容部材                                                         
【図１】
2005251816.tif 000003
【図２】
2005251816.tif 000004
【図３】
2005251816.tif 000005
【図４】
2005251816.tif 000006
【図５】
2005251816.tif 000007
【図６】
2005251816.tif 000008