(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装着の際に生じるキャップの収縮による厚さのゆがみによる光むらの発生の防止と、品質の安定したＬＥＤ装置の提供。【解決手段】発光ダイオードを封止する封止体外周面に装着されるキャップにおいて、前記キャップの内側を梨地面とする。また、キャップと封止体を接着剤により固定することにより、装着後のずれを防止して色度の安定化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを封止する封止体外周面に装着されるキャップにおいて、前記キャップの内側が梨地面である発光ダイオード用キャップ。
【請求項２】
前記梨地面が、前記キャップを表面がショットブラスト加工された金型を用いて製造することによって形成されたものであ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】
キャップの内側が梨地面である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装着された発光ダイオード装置。
【請求項４】
キャップの内側が梨地面である発光ダイオード用キャップ内に接着剤を適量付着させた後、発光ダイオードを封止する封止体外周面に前記発光ダイオード用キャップを押し付けながら装着することを特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードへ装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、透明封止体が硬化する際に、蛍光体の沈降が生じ色むらとなるため、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体に装着されている。これにより、ＬＥＤからの光は封止体中を透過し、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４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４が接続された一端側で砲弾型の封止体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体５の外面周囲には、封止体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が装着されている。
【０００７】
また、他の例では、封止体５は、図２のように上面が開口した箱形の発光体収容部材６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６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内部を封止体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体５の外面周囲には、やはり、封止体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が装着されている。
【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、全体を封止体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、キャップは封止体５の周囲に装着される。この際、キャップ内に接着剤を付着さておくことにより、装着後、キャップと封止体外表面との間に接着剤を介在させてキャップを封止体に固定させる場合と、接着剤を使用しないでキャップの交換を可能とする場合がある。キャップの装着は、通常、キャップの弾性を利用してキャップを樹脂封止体に押し付けるようにして簡易に装着できるようにしている。
【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、キャップは、透光性でかつ光散乱を防止するために、通常、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍの非常に薄い弾性体で形成されている。キャップの内面が磨き面であると、キャップをＬＥＤに装着する際、キャップが引きつり伸びてしまい、キャップの厚みが部分的に変わってしまうことがあった。このように生じたキャップの厚みのゆがみは、発光ダイオードから受けた光の波長を変換して放射又は通過する際に、光を均一に放射できず光むらが生じる原因となる。したがって、従来は、あらかじめＬＥＤの封止体表面をアルコールで濡らしてからキャップを装着する必要があり、工程として煩雑であった。
【００１１】
また、一度、装着されたキャップが、装着後種々の原因によりずれてしまい、色調が不安定化するという問題もあった。
【００１２】
したがって、本発明は、キャップの封止体への押し付けによる装着に際し、ＬＥＤ表面をアルコールで濡らすなどの作業をすることなく、摩擦の影響を少なくしてスムーズに装着できるようにし、キャップの厚み等にゆがみが発生せず、光むらのない色調の安定したＬＥＤ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、キャップ装着後においても、ずれなどが生じることなく色調が安定したＬＥＤ装置を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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装着されるキャップにおいて、前記キャップの内側を梨地面とすることにより、その装着に際し摩擦の影響を少なくし、スムーズに装着することができ、これによってキャップの厚みにゆがみが生じないようにしたものである。また、キャップと封止体を接着剤により固定することにより、装着後のずれを防止して色度の安定化を図る。
【００１５】
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装着されるキャップにおいて、前記キャップの内側が梨地面である発光ダイオード用キャップ。
（２）前記梨地面が、前記キャップを表面がショットブラスト加工された金型を用いて製造することによって形成されたものであ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）キャップの内側が梨地面である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装着された発光ダイオード装置。
（４）キャップの内側が梨地面である発光ダイオード用キャップ内に接着剤を適量付着させた後、発光ダイオードを封止する封止体外周面に前記発光ダイオード用キャップを押し付けながら装着することを特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【００１６】
本発明において梨地面とは、表面に微細な凹凸が形成された面をいう。具体的には、前記キャップを製造する際の金型にショットブラスト加工を施すことによって形成できる。ショットブラスト加工とは、金属面を無数の小さな鋼鉄球あるいは研磨材の粉末を、通常３０〜１５０ｐｓｉ（２×１０5Ｐａ）の空気圧でノズルから吹き付けて行う表面処理方法である。
【００１７】
本発明の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体に容易に装着することができる。
【００１８】
本発明の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。
【００１９】
本発明のキャップとしては、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。
【００２０】
本発明のキャップを用いた発光装置において、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が用いられる。
【００２１】
本発明のキャップは、接着剤を使用して封止体に固着する場合と接着剤を使用しないで交換可能とする場合がある。使用する接着剤としては、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】
【００２２】
本発明によれば、キャップの封止体への押し付けによる装着に際し、摩擦の影響を少なくしキャップをスムーズに装着できるようにして、キャップが収縮して厚みにゆがみが生じないようにする。また、接着剤の使用により、キャップ装着後においてもずれなどが生じることなく安定しているので、発光装置として使用する際、色むらがなく、色調の安定した光が得られ、発光ダイオード装置の製造における歩留まりが改善されるという効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例により発光ダイオード用キャップの具体的効果について説明する。
【実施例１】
【００２４】
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、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のキャップを成形した。この際、金型としてショットブラスト処理を行ったものとショットブラスト処理を行わなかったもの、それぞれ１０個ずつ作成した。この際、ショットブラスト処理は、東京ブラスト社製の粒度＃１００珪砂を用いて、圧力０．６Ｍｐの条件で行った。
以上のようにして作成したキャップを砲弾型ＬＥＤ封止体に装着して、ＬＥＤ発光装置として使用した。この際、金型としてショットブラスト処理を行ったものを用いて作成したキャップは、キャップ内面が梨地面となっており、装着に際して摩擦抵抗が少なく極めてスムーズに装着することができた。これらの装置を実際に、発光させたところ、金型としてショットブラスト処理を行ったものを使用したものは、１０個中全て光量にばらつきがなく、むらのないきれいな光が生じたのに対し、ショットブラスト処理を行わなかった金型を用いて作成したキャップを使用したＬＥＤ発光装置では、１０個中４個について規格から外れる光むらが生じた。
【実施例２】
【００２５】
実施例１で作成したキャップについて、接着剤を使用してＬＥＤに装着した場合と使用しない場合について、キャップ装着後にキャップに軽く触れることによって、色度の変化の様子をＣＩＥ表色系色度図における色度の分布により比較した。図３は、接着剤を使用しなかった場合において、キャップに触れる前後の色度分布の変化を示す。図４は、同様に、接着剤を使用した場合において、キャップに触れる前後の色度分布の変化を示す。
【００２６】
図３では、キャップに触れる（加圧）前後で、色度の分布のばらつき幅が大きく広がっていることがわかる。これに対して、図４においては、キャップに触れる（加圧）前後で、色度の分布のばらつき幅がさほど広がっていないことがわかる。
【００２７】
このように、接着剤の使用により、キャップの装着が固定化され、外部から何らかの原因で圧力が付加されても、色度の変化を防ぐことができることがわかった。
【００２８】
以上の実施例は、砲弾型ＬＥＤのキャップについて行ったが、チップ型のものであっても、同様にキャップ内側を梨地面とすることにより、キャップの装着がスムーズとなり均一な光が得られ、また、接着剤の使用により色度の安定化が図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】砲弾型ＬＥＤ発光装置の構造を示す。
【図２】箱型ＬＥＤ発光装置の構造を示す。
【図３】接着剤を使用しない場合における、キャップの加圧前後のＬＥＤ装置の色度分布の変化を示す。
【図４】接着剤を使用した場合における、キャップの加圧前後のＬＥＤ装置の色度分布の変化を示す。
【符号の説明】
【００３０】
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  封止体
６  発光体収容部材
７  キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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