(57)【要約】【課題】  一対のリード端子２，３と、一方のリード端子の先端に内周面を円錐形の光反射面９とするように凹み形成したカップ部８と、発光ダイオードチップ４と、前記両リード端子における先端の部分をパッケージする透明合成樹脂体６とから成る発光ダイオードランプにおいて、前記発光ダイオードチップで発光した光を色調変換して出射する場合に、その光の輝度の向上を図る。【解決手段】  前記発光ダイオードチップ４を、その上面に前記ｎ電極４ｄ又はｐ電極４ｅを下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層４ａとｐ半導体層４ｂとをその間に発光層４ｃを挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂１０にて被覆した構造にし、この発光ダイオードチップ４を前記カップ部８の内底面に、前記ｎ電極又はｐ電極を下向きに、前記ｐ電極又はｎ電極を上向きにしてダイボンディングする。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、二本の一対のリード端子と、一方のリード端子の先端に内周面を外向きに広がる形状の光反射面とするように凹み形成したカップ部と、発光ダイオードチップと、前記両リード端子における先端の部分をパッケージする透明合成樹脂体、或いは、前記カップ部内に前記発光ダイオードチップをパッケージするように充填した透明合成樹脂体とから成る発光ダイオードランプにおいて、
前記発光ダイオードチップを、その上面に前記ｎ電極又はｐ電極を下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層とｐ半導体層とをその間に発光層を挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆した構造にし、この発光ダイオードチップを、そのｎ電極又はｐ電極を下向きにｐ電極又はｎ電極を上向きにして前記カップ部の内部に配設して、その下向きのｎ電極又はｐ電極を前記カップ部の内底面に電気的に接続するようにダイボンディングすることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【請求項２】
少なくとも、絶縁体と、この絶縁体に内周面を外向きに広がる形状にして凹み形成したカップ部と、前記カップ部の内面に光反射性を有するように形成した電極膜と、発光ダイオードチップと、前記カップ部内に前記発光ダイオードチップをパッケージするように充填した透明合成樹脂体とから成る発光ダイオードランプにおいて、
前記発光ダイオードチップを、その上面に前記ｎ電極又はｐ電極を下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層とｐ半導体層とをその間に発光層を挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆した構造にし、この発光ダイオードチップを、そのｎ電極又はｐ電極を下向きにｐ電極又はｎ電極を上向きにして前記カップ部の内部に配設して、その下向きのｎ電極又はｐ電極を前記カップ部の内底面における電極膜に接続するようにダイボンディングすることを特徴とする発光ダイオードランプ。
【請求項３】
前記請求項１又は２の記載において、前記発光ダイオードチップにおける上向きのｐ電極又はｎ電極に、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を塗布することを特徴とする発光ダイオードランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製リード端子の先端に凹み形成したカップ部の内底面に発光ダイオードチップをダイボンディングし、前記リード端子における先端の部分を透明合成樹脂にてパッケージするか、前記カップ部内に透明合成樹脂を充填して成る発光ダイオードランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、例えば、ＧａＮ系で青色を発光する発光ダイオードチップが開発され、この青色発光の発光ダイオードチップは、高い輝度を呈することが良く知られている。
【０００３】
また、最近においては、前記青色発光の発光ダイオードチップが高い輝度を有することを利用して、この発光ダイオードチップの表面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆し、前記青色発光の波長を前記被膜中の螢光物質にて一部黄色に変換し、これらの混色によって、高い輝度の白色発光に色調変換することが行われている。
【０００４】
そこで、先行技術としての特許文献１における図５には、二本の金属製リード端子のうち一方のリード端子の先端に、内周面を光の反射面にしたカップ部を凹み形成し、このカップ部の内底面に青色発光の発光ダイオードチップをダイボンディングし、この発光ダイオードチップと他方のリード端子との間を細い金属線にて接続する一方、両リード端子の先端の部分を透明合成樹脂体にてパッケージして成る発光ダイオードランプにおいて、前記カップ部内に、予め、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を、前記発光ダイオードチップの全体を埋没するように充填することによって、白色発光に色調変換することが提案されている。
【０００５】
また、従来における別の発光ダイオードランプにおいては、絶縁体の先端面に内周面を外向きに広がる形状に凹み形成したカップ部を設け、このカップ部の内面に光反射性を有する電極膜を形成し、前記カップ部の内底面に青色発光の発光ダイオードチップをダイボンディングしたのち、前記カップ部の内部に、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を、前記発光ダイオードチップの全体を埋没するように充填することによって、白色発光に色調変換するように構成している。
【特許文献１】特開平９−１９２１３５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、前記した従来のものは、カップ部の内部に発光ダイオードチップをダイボンディングしたのち、前記カップ部の内部の全体に、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を液体の状態で、前記発光ダイオードチップ埋没するように充填するという構成であって、前記発光ダイオードチップから出射された光は、前記カップ部内に充填された螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂の内部を透過する過程で、波長の変換と、前記カップ部の内面における光反射面によってカップ部から出て行く方向への方向変換とを行うものであり、換言すると、螢光物質が分散された光透過性合成樹脂の内部を、光反射面の前後における長い経路にわたって透過することにより、この光透過性合成樹脂を透過するときにおける光の減衰率が可成り大きいから、光の輝度がそれだけ低いという問題がある。
【０００７】
しかも、前記カップ部内への光透過性合成樹脂の充填に際しては、充填量の多い少ないのバラ付きが存在し、このバラ付きが、そのまま、螢光物質の量のバラ付きになり、ひいては、色調のバラ付きになって現れるとい問題もあった。
【０００８】
本発明は、発光ダイオードチップから出射される光の色調を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて変えるようにした発光ダイオードランプにおいて、前記のような問題を招来することがないようにすることを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、
「少なくとも、二本の一対のリード端子と、一方のリード端子の先端に内周面を外向きに広がる形状の光反射面とするように凹み形成したカップ部と、発光ダイオードチップと、前記両リード端子における先端の部分をパッケージする透明合成樹脂体、或いは、前記カップ部内に前記発光ダイオードチップをパッケージするように充填した透明合成樹脂体とから成る発光ダイオードランプにおいて、
前記発光ダイオードチップを、その上面に前記ｎ電極又はｐ電極を下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層とｐ半導体層とをその間に発光層を挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆した構造にし、この発光ダイオードチップを、そのｎ電極又はｐ電極を下向きにｐ電極又はｎ電極を上向きにして前記カップ部の内部に配設して、その下向きのｎ電極又はｐ電極を前記カップ部の内底面に電気的に接続するようにダイボンディングする。」
ことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の請求項２は、
「少なくとも、絶縁体と、この絶縁体に内周面を外向きに広がる形状にして凹み形成したカップ部と、前記カップ部の内面に光反射性を有するように形成した電極膜と、発光ダイオードチップと、前記カップ部内に前記発光ダイオードチップをパッケージするように充填した透明合成樹脂体とから成る発光ダイオードランプにおいて、
前記発光ダイオードチップを、その上面に前記ｎ電極又はｐ電極を下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層とｐ半導体層とをその間に発光層を挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆した構造にし、この発光ダイオードチップを、そのｎ電極又はｐ電極を下向きにｐ電極又はｎ電極を上向きにして前記カップ部の内部に配設して、その下向きのｎ電極又はｐ電極を前記カップ部の内底面における電極膜に接続するようにダイボンディングする。」
ことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明の請求項３は、
「前記請求項１又は２の記載において、前記発光ダイオードチップにおける上向きのｐ電極又はｎ電極に、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を塗布する。」
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
前記発光ダイオードチップを、その上面に前記ｎ電極又はｐ電極を下面にｐ電極又はｎ電極を備え、このｎ電極とｐ電極との間にｎ半導体層とｐ半導体層とをその間に発光層を挟んで積層状に形成し、更に、前記ｎ電極及びｐ電極を除く側面を、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて被覆した構造にすることにより、前記発光ダイオードチップにおける発光層で発光する光は、主として、前記ｎ電極及びｐ電極間における側面より、当該側面を被覆する光透過性合成樹脂を透過して、横向きに出射される。
【００１３】
そこで、前記構造の発光ダイオードチップを、そのｎ電極又はｐ電極を下向きにｐ電極又はｎ電極を上向きにして、リード端子又は絶縁体に凹み形成したカップ部の内部に配設して、その下向きのｎ電極又はｐ電極を前記カップ部の内底面、又は内底面における電極膜に電気的に接続するようにダイボンディングすることにより、側面の光透過性合成樹脂を透過して横向きに出射される光は、前記光透過性合成樹脂を透過するときにおいて波長が変換され、この波長が変換された後の光が、前記カップ部の内周面における光反射面にてカップ部内から出て行く方向に反射されることになる。
【００１４】
つまり、先行技術のように、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂の内部を透過する途中で、波長の変換と光の反射とを行うのではなく、最初に、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて波長を変換し、この波長を変換した後において、光の反射を行うものであることにより、光の減衰率を、前記先行技術の場合によりも大幅に低減できるから、発光ダイオードランプとしての光の輝度を著しく向上できるのである。
【００１５】
しかも、前記カップ部の内部における全体に螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を充填するという構成でないことにより、前記螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて波長を変換した色調のバラ付きを、前記先行技術の場合によりも僅少にとどめることができるのである。
【００１６】
この場合において、請求項３に記載した構成にすることにより、発光ダイオードチップにおける上向きのｐ電極又はｎ電極から漏れ出る光を、当該上向きのｐ電極又はｎ電極に対して塗布した螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂にて、発光ダイオードチップにおける側面における光透過性合成樹脂と同様の色調に変換できることができるし、また、螢光物質の粉末を含む光透過性合成樹脂を、発光ダイオードチップにおける側面と、上面とに形成することにより、色度の微妙な調整が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面について説明する。
【００１８】
図１は、第１の実施の形態による発光ダイオードランプ１を示す。
【００１９】
この発光ダイオードランプ１は、金属板製の二本一対のリード端子２，３と、この両リード端子２，３のうち一方のリード端子２の先端面にダイボンディングした以下に述べる構造の発光ダイオードチップ４と、この発光ダイオードチップ４と前記他方のリード端子３との間をワイヤボンディングした金属線５と、前記両リード端子２，３における先端の部分をパッケージする透明合成樹脂製のモールド部６とから成っている。
【００２０】
なお、前記モールド部６の先端は、前記発光ダイオードチップ４の箇所又はその近傍に焦点を有するレンズ部７に形成されている。
【００２１】
また、前記一方の先端のうち前記発光ダイオードチップ４がダイボンディングされる部分には、カップ部８が凹み形成され、このカップ部８における内周面は、円錐形の光反射面９に形成されている。
【００２２】
この場合において、前記両リード端子２，３が、光の反射性を有しない金属製であるときには、前記両リード端子２，３における表面のうち少なくとも前記カップ部８の内面には、光を反射する金属によるメッキ、例えば、銀メッキが施されている。
【００２３】
次に、図２及び図３は、前記発光ダイオードチップ４の詳細を示す。
【００２４】
この発光ダイオードチップ４は、ｎ型ＳｉＣ結晶基板等の透明な厚さの厚いｎ型半導体層４ａの下面に、ｐ型半導体層４ｂをその間に青色発光の発光層４ｃを挟んで積層形成し、前記ｎ型半導体層４ａの上面にｎ電極４ｄを、前記ｐ型半導体層４ｂの下面にｐ電極４ｅを各々形成して成る構造、つまり、ｎ型半導体層４ａとｐ型半導体層４ｂとをその間に青色発光の発光層４ｃを挟んで積層し、この積層方向の上面に前記ｎ型半導体層４ａに繋がるｎ電極４ｄを、前記積層方向の下面に前記ｐ型半導体層４ｂに繋がるｐ電極４ｅを各々形成した構造である。
【００２５】
なお、この発光ダイオードチップ４の周囲における側面の一部には、その上部における横幅寸法Ｗ１を下部における横幅寸法Ｗ２よりも小さくするようにした傾斜面４′が形成されている。
【００２６】
更に、前記発光ダイオードチップ４のうちその上面におけるｎ電極４ｄ及び下面におけるｐ電極４ｅを除く側面は、青色発光を白色発光に色調変換するようにした螢光物質を粉末の状態で含む光透過性合成樹脂１０にて被覆されている。
【００２７】
そして、前記構造の発光ダイオードチップ４を、前記一方のリード端子２におけるカップ部８内に、そのｐ電極４ｅを下向きにｎ電極４ｄを上向きにして供給して、前記ｐ電極４ｅがカップ部８の内底面に対して電気的に導通するように導電性ペースト又は半田にてダイボンディングし、次いで、前記発光ダイオードチップ４における上向きのｎ電極４ｄに対して、他方のリード端子３からの金属線５を接続する。
【００２８】
そして、最後に、前記両リード端子２，３の先端の部分を、先端にレンズ部を有する透明合成樹脂体６にて、両リード端子２，３の一部が当該透明合成樹脂体６の下面から下向きに突出するようにパッケージする。
【００２９】
この構成において、両リード端子２，３の間に通電することによる前記発光ダイオードチップ４の発光層４ｃでの青色発光は、主として、前記発光ダイオードチップ４の側面からカップ部８の内周面における光反射面９に向かって横向きに出射されるときにおいて、前記側面を被覆する光透過性合成樹脂１０を透過することにより、この光透過性合成樹脂１０に含まれている螢光物質にて、白色発光に色調変換され、次いで、前記光反射面９にて、前記カップ部８内から出て行く方向に反射される。
【００３０】
この場合において、前記発光ダイオードチップ４の発光層４ｃでの青色発光のうち一部は、上面におけるｎ電極４ｄから上向きに出射されることになるが、この場合には、この上面におけるｎ電極４ｄを、図４に示す第２の実施の形態による発光ダイオードランプ１１のように、前記ワイヤボンディングによる金属線５を接続したあとにおいて、同じく、螢光物質を粉末の状態で含む光透過性合成樹脂１２に被覆することにより、前記発光ダイオードチップ４の発光層４ｃでの青色発光の総てを白色発光に色調変換することができる。
【００３１】
また、本発明は、前記第１及び第２の実施の形態のように、前記一方のリード端子２におけるカップ部８内に、前記発光ダイオードチップ４を、そのｎ電極４ｄを上向きにｐ電極４ｅを下向きにしてダイボンディングして、上向きのｎ電極４ｄに他方のリード端子３からの金属線５を接続する場合に限らず、図５に示す第３の実施の形態による発光ダイオードランプ２１のように、前記一方のリード端子２におけるカップ部８内に、前記発光ダイオードチップ４を、そのｐ電極４ｅを上向きにｎ電極４ｄを下向きにしてダイボンディングして、上向きにｐ電極４ｅに他方のリード端子３からの金属線５を接続するという構成にしても良く、これにより、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
更にまた、前記図５に示す構成にした場合において、青色発光のうち一部が、上面におけるｐ電極４ｅから上向きに出射されるときには、前記ｐ電極４ｅを、図６に示す第４の実施の形態による発光ダイオードランプ３１のように、前記ワイヤボンディングによる金属線５を接続したあとにおいて、同じく、螢光物質を粉末の状態で含む光透過性合成樹脂３２に被覆することにより、前記発光ダイオードチップ４の発光層４ｃでの青色発光の総てを白色発光に色調変換することができる。
【００３３】
次に、図７及び図８は、第５の実施の形態による発光ダイオードランプ４１を示す。
【００３４】
この発光ダイオードランプ４１は、金属板製の二本一対のリード端子２′，３′のうち一方のリード端子２′の先端面に、カップ部８′を、その内周面が外向きに広がる光反射面９とするように凹み形成し、このカップ部８′の内部に、前記図２及び図３に示す構造にした発光ダイオードチップ４を、そのｐ電極４ｅを下向きにｎ電極４ｄを上向きにして供給して、前記ｐ電極４ｅがカップ部８′の内底面に対して電気的に導通するように導電性ペースト又は半田にてダイボンディングし、次いで、前記発光ダイオードチップ４における上向きのｎ電極４ｄに対して、他方のリード端子３′からの金属線５′を接続する。      
【００３５】
そして、最後に、前記両リード端子２′，３′の全体を、板状にした透明合成樹脂体６′にて、両リード端子２′，３′における一部が当該透明合成樹脂体６′における一つの表面６ａ′に接続用端子２ａ′，３ａ′として露出するようにパッケージするという構成にしたものである。
【００３６】
このように構成することにより、前記した各実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、板状体で、且つ、この板状体における一つの表面に半田付けするための接続用端子２ａ′，３ａ′を備えた形態であることにより、面実装型の発光ダイオードランプ４１に構成することができる。
【００３７】
次に、図９及び図１０は、第５の実施の形態による発光ダイオードランプ５１を示す。      
【００３８】
この発光ダイオードランプ５１は、板状にした絶縁体５２の先端面に、内周面を外向きに広がる形状にしたカップ部８″を凹み形成して、このカップ部８″の内面に、銀等の金属にて光反射性を有する電極膜２″を形成し、前記カップ部８″の内部に、前記図２及び図３に示す構造にした発光ダイオードチップ４を、そのｐ電極４ｅを下向きにｎ電極４ｄを上向きにして供給して、前記ｐ電極４ｅがカップ部８″内の電極膜２″に対して電気的に導通するように導電性ペースト又は半田にてダイボンディングし、次いで、前記発光ダイオードチップ４における上向きのｎ電極４ｄに対して、前記絶縁体５２の表面に形成した他方の電極膜３″からの金属線５″を接続する。
【００３９】
そして、最後に、前記カップ部８″の内部に、透明合成樹脂体６″を、当該透明合成樹脂体６″にて前記発光ダイオードチップ４及び前記金属線５″をパッケージするように充填するという構成にしたものである。
【００４０】
このように構成することにより、前記した各実施の形態と同様の効果を得ることができることに加えて、全体が薄型の板状体で、且つ、金属製のリード端子を使用しない、従って、軽量の面実装型の発光ダイオードランプ５１に構成できる。
【００４１】
なお、これら第５の実施の形態及び第６の実施の形態のいずれも、前記カップ部８′，８″を、横に長い長方形にすることにより、液晶表示装置等におけるバックライト光源として使用できるように構成しているが、これら第５の実施の形態及び第６の実施の形態のいずれにも、前記図４に示す第２の実施の形態、図５に示す第３の実施の形態、及び図６に示す第４の実施の形態を適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態による発光ダイオードランプを示す要部拡大図である。
【図２】本発明に使用する発光ダイオードチップの一部切欠側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】第２の実施の形態による発光ダイオードランプを示す要部拡大図である。
【図５】第３の実施の形態による発光ダイオードランプを示す要部拡大図である。
【図６】第４の実施の形態による発光ダイオードランプを示す要部拡大図である。
【図７】第５の実施の形態による発光ダイオードランプを示す縦断正面図である。
【図８】図７のVIII−VIII視断面図である。
【図９】第６の実施の形態による発光ダイオードランプを示す縦断正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ視断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，１１，２１，３１，４１，５１    発光ダイオードランプ
２，２′                            一方のリード端子
３，３′                            他方のリード端子
２″                                一方の電極膜
３″                                他方の電極膜
４                                  発光ダイオードチップ
４ａ                                ｎ型半導体層
４ｂ                                ｐ型半導体層
４ｃ                                発光層
４ｄ                                ｎ電極
４ｅ                                ｐ電極
５，５′，５″                      金属線
６，６′，６″                      透明合成樹脂体
８，８′，８″                      カップ部
９                                  光反射面
１０                                光透過性合成樹脂
１２，３２                          光透過性合成樹脂
５２                                絶縁体
【図１】
2005340494.tif 000003
【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】
2005340494.tif 000009
【図８】
2005340494.tif 000010
【図９】
2005340494.tif 000011
【図１０】
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