(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明なエポキシ注型樹脂を基材とし、その透明なエポキシ注型樹脂中に、一般式Ａ3Ｂ5Ｘ12：Ｍ（但し、ＡはＹ、Ｇｄ又はＬｕを、ＢはＡｌ、Ｇａを、ＸはＯを、ＭはＣｅ3+、Ｔｂ3+、Ｅｕ3+、Ｃｒ3+、Ｎｄ3+又はＥｒ3+を表す）を持つ蛍光物質の群からの無機発光物質顔料を有し、又は、前記の透明なエポキシ注型樹脂中に、少なくとも１つの、希土類を加えたオルトケイ酸塩、希土類を加えたチオガレート、又は希土類を加えたアルミン酸塩、又は希土類を加えたガーネットを有する無機の発光物質顔料が混合され、かつこの発光物質顔料が≦２０μｍの粒子の大きさとｄ50≦５μｍを有する注型材料（５）を、放射線を発する素子の動作中に電磁放射線を放出する半導体素体（１）を備えた放射線を発する素子中で使用する方法において、半導体素体（１）が放射線を発する素子の動作中に紫外線、青色及び／又は緑色スペクトル範囲の電磁放射線を放出するのに適している半導体層列（７）を備え、かつ、発光物質顔料がこのスペクトル範囲から出る放射線の一部をより大きな波長を備えた放射線に変換し、放射線を発する素子が混合放射線、特に、この放射線と紫外線、青色及び／又は緑色スペクトル範囲を有する混合色光を放出するようにしたことを特徴とする注型材料の使用方法。
【請求項２】
注型材料が半導体素体（１）の少なくとも一部を包囲していることを特徴とする請求項１に記載の注型材料の使用方法。
【請求項３】
半導体素体（１）から放出された青色スペクトル範囲の放射線が４２０ｎｍ或いは４６０ｎｍにおいてルミネセンス強度の最大を示すことを特徴とする請求項１に記載の注型材料の使用方法。
【請求項４】
半導体素体（１）が基本容器（８）の空所（９）に配置され、かつ、この空所（９）が少なくとも部分的に注型材料（５）で満たされていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項５】
注型材料（５）が種々の発光物質顔料（６）を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項６】
注型材料の鉄含有量は≦２０ｐｐｍであることを特徴とする、請求項１乃至５の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項７】
発光物質顔料の鉄含有量は≦５ｐｐｍであることを特徴とする、請求項１乃至６の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項８】
発光物質顔料（６）がシリコーン−コーティングを備えていることを特徴とする、請求項１乃至７の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項９】
揺変性剤として、発熱性ケイ酸を含有することを特徴とする、請求項１乃至８の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１０】
分散剤として、ＣａＦ2を含有することを特徴とする、請求項１乃至９の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１１】
加工補助剤として、グリコールエーテルを含有することを特徴とする、請求項１乃至１０の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１２】
結合剤として、官能性アルコキシシロキサンを含有することを特徴とする、請求項１乃至１１の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１３】
次のもの：
ａ） エポキシ注型樹脂≧６０重量％
ｂ） 発光物質顔料≦２５重量％
ｃ） 揺変性剤≦１０重量％
ｄ） 鉱物性分散剤≦１０重量％
ｅ） 加工補助剤≦３重量％
ｆ） 疏水性剤≦３重量％
ｇ） 結合剤≦２重量％
から構成される、請求項１乃至１２の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１４】
発光物質顔料（６）が球状或いは鱗状であることを特徴とする、請求項１乃至１３の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１５】
発光物質顔料（６）のｄ50が１〜２μｍであることを特徴とする、請求項１乃至１４の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１６】
発光物質顔料として、Ｃｅをドープしたガーネットの群からの粒子が使用される、請求項１乃至１５の１つに記載の注型材料の使用方法。
【請求項１７】
発光物質顔料として、ＹＡＧ：Ｃｅ粒子が使用されることを特徴とする、請求項１乃至１６の１つに記載の注型材料の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に紫外線、青色或いは緑色光を放出する物体を備えたエレクトロルミネセンス素子に使用するための、発光物質が添加されている透明なエポキシ注型樹脂を基材とした注型材料の使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような素子は例えばドイツ特許出願公開第３８０４２９３号明細書により公知である。そこにはエレクトロルミネセンス或いはレーザーダイオードを備え、このダイオードから放出された放出スペクトルが、蛍光を放出し光を変換する有機顔料が添加されている合成樹脂からなる素子によってより大きい波長にずらされる装置が記載されている。この装置から放出された光は、これにより、発光ダイオードから放出された光と異なる色を持っている。合成樹脂に添加された顔料の種類に応じて同一のダイオードの型でもって種々の異なる色に発光する発光ダイオード装置が作られる。
【０００３】
発光ダイオードの多くの潜在的な適用範囲、例えば自動車の電装部品領域における指示器、航空機や自動車の照明装置或いは全色に適したＬＥＤディスプレーにおいて、混色光、特に白色光を放出させる発光ダイオード装置に対する要求が益々発生している。
【０００４】
有機の発光物質を備えた最初に挙げた種類の今まで公知の注型材料は、しかしながら、温度や温度・湿度が加わったときに色位置、即ちエレクトロルミネセンス素子により放出された光の色のずれを示す。
【０００５】
特開平７−１７６７９４号公報には白色光を発するプレーナ型の光源で、透明板の１つの端面に青色光を放出する２つのダイオードが配置され、これらのダイオードにより透明板の中に光を放出するものが記載されている。この透明板は互いに対向する２つの主表面の１つが、透明板がダイオードの青色光で励起されるとき、光を放出するルミネセンス物質で被膜されている。ルミネセンス物質から放出される光はダイオードから放出される青色光とは異なる波長を持っている。この公知の素子においては、ルミネセンス物質を、光源が均質な白色光を放出するように被着することは特に困難である。さらに、例えば透明板の表面の非平滑性によりルミネセンス膜の膜厚が僅かに変動しても放出された光の白色トーンの変動を起こすので、大量生産における再現性にも問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、均質な混合色を放出し、大量生産を適用可能な技術的コストと大幅に再現可能な素子特性をもって可能とするエレクトロルミネセンス素子を作り得るような冒頭に挙げた種類の注型材料の使用方法を提供することにある。この発明は、放出される光をまた温度や温度・湿度の負荷の際にもその色が安定するようにしようとするものである。さらに、このような注型材料の製造方法を提示しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１に記載の特徴を備えた注型材料の使用方法により解決される。この注型材料の使用方法の有利な実施態様は請求項２以降に記載されている。
【０００８】
この発明によれば、透明なエポキシ注型樹脂に一般式Ａ3Ｂ5Ｘ12：Ｍを持つざくろ石マトリクス格子を基材とした無機鉱物性の発光物質顔料粉末が分散され、発光物質顔料粉末が粒子サイズ≦２０μｍと平均粒子直径ｄ50≦５μｍとを持つ。特に好ましくは平均粒子直径ｄ50が１乃至２μｍの間にある。このような粒子の大きさにおいて好ましい製造収量を確保することができる。
【０００９】
無機鉱物性の発光物質は、好ましいことに、極めて温度及び温度・湿度に安定している。
【００１０】
この発明による注型材料の特に好ましい実施例においてはこの注型材料は次のものから構成される。即ち、
ａ）エポキシ注型樹脂≧６０重量％
ｂ）発光物質顔料≦２５重量％
ｃ）揺変性剤≦１０重量％
ｄ）鉱物性分散剤≦１０重量％
ｅ）加工補助剤≦３重量％
ｆ）疏水性剤≦３重量％
ｇ）結合剤≦２重量％
【００１１】
好適なエポキシ注型樹脂は、例えばドイツ特許出願公開第２６４２４６５号明細書の４乃至９頁、特に実施例１乃至４に、及びヨーロッパ特許第００３９０１７号明細書の２乃至５頁、特に実施例１乃至８に記載されており、ここではその公開内容を採用する。
【００１２】
揺変性剤としては、例えば発熱性ケイ酸が使用される。この揺変性剤は、発光顔料粉末の沈降を低減するために、エポキシ注型樹脂の濃縮に用いられる。注型樹脂の加工性のためにはさらに流動性及び濡れ性が調整される。
【００１３】
素子の光像を最適化するための鉱物性分散剤としては特にＣａＦ2が使用される。
【００１４】
加工補助剤としては例えばグリコールエーテルが適している。これはエポキシ注型樹脂と発光顔料粉末との間の協調性を改善し、これにより発光顔料粉末とエポキシ注型樹脂との間の分散の安定化のために使用される。この目的ではまたシリコーンを基材とする表面改質剤も使用することができる。
【００１５】
疏水性剤、例えば流動性シリコーンワックスも同様に顔料表面の改質の作用をし、特に無機の顔料表面の有機の樹脂との協調性及び濡れ性が改善される。
【００１６】
結合剤、例えば官能性アルコキシシロキサンは顔料と注型材料の硬化状態におけるエポキシ樹脂との間の接着性を改善する。これによりエポキシ樹脂と顔料との間の境界面が例えば温度変動の場合に剥離することがない。エポキシ樹脂と顔料との間に空隙があると素子における光損失を招くことになる。
【００１７】
エポキシ注型樹脂、特に還元性オキシランドライリングを備えたエポキシ注型樹脂は、好ましくは、モノ及び／又は多官能エポキシ注型樹脂系（≧８０重量％、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル）、還元希釈剤（≦１０重量％、例えば芳香性モノグリシジルエーテル）、多官能アルコール（≦５重量％）、シリコーン基材の脱ガス剤（≦１重量％）及び色数を調整するための脱色成分（≦１重量％）を含む。
【００１８】
注型材料の特に優れた実施例において発光物質顔料は球状或いは鱗状である。
このような顔料のアグロメレーション作用の傾向は好ましいことに非常に小さい。Ｈ2Ｏ含有量は２％以下にある。
【００１９】
無機の発光物質顔料粉末を有するエポキシ注型樹脂の製造及び加工の際には一般に濡れ性の問題の他に沈降の問題も発生する。特にｄ50≦５μｍの発光物質顔料粉末は著しくアグロメレーション作用の傾向がある。最後に挙げた注型材料組成において発光物質顔料は好ましいことに上述の粒子サイズにおいて実質的に凝集がなくかつ均質にエポキシ注型樹脂に分散される。この分散は注型材料を比較的長く保管する場合にも安定している。従って実質的に濡れ性及び／又は沈降の問題は発生しない。
【００２０】
発光物質顔料としてはセリウムをドープしたガーネットの群からの粒子、特にＹＡＧ：Ｃｅ粒子が特に好適に使用される。好ましいドーピング濃度は例えば１％で、好ましい発光物質濃度は例えば１２％である。さらに、特に高純度の発光物質顔料粉末は、好ましくは、≦５ｐｐｍの鉄成分を有している。鉄成分が多すぎると素子の光損失が高くなる。発光物質顔料粉末は著しく磨耗性がある。それ故、注型材料の鉄含有量はその製造の際にかなり上昇する可能性がある。注型材料の鉄含有量は２０ｐｐｍ以下であるのがよい。
【００２１】
無機発光物質ＹＡＧ：Ｃｅは、特に、約１．８４の屈折率を持つ非可溶性の色素顔料であるという特別の長所を持つ。これにより波長変換の他に分散及び散乱効果が生じ、これにより青色のダイオードビームと黄色の変換ビームとの混合がよくなる。
【００２２】
さらに、エポキシ樹脂における発光物質濃度は無機発光物質顔料を使用する場合は、有機顔料の場合のようには、可溶性によって制限されることがないことが特に有利である。
【００２３】
アグロメレーションをさらに減少させるために、発光物質顔料は好ましくはシリコーン被膜を備えていることができる。
【００２４】
この発明による注型材料の優れた製造方法においては、発光物質顔料粉末はエポキシ注型樹脂と混ぜる前に例えば約１０時間、２００℃或いはそれ以上の温度で熱処理される。これにより同様にアグロメレーションの傾向が減少する。
【００２５】
これに代わって或いは付加的に、このために発光物質顔料粉末はエポキシ注型樹脂と混ぜる前に高沸騰のアルコールに浸され、次いで乾燥される。アグロメレーションを減少させるための他の方法は、エポキシ注型樹脂と混ぜる前に発光物質顔料粉末に疏水性のシリコーンワックスを添加することである。顔料をグリコールエーテルの存在の下で、例えば１６時間、６０℃以上の温度で加熱することによる蛍光物質の表面安定化も特に有益である。
【００２６】
発光物質顔料の分散の際に、磨耗を原因とする邪魔な不純物を回避するために、反応容器、攪拌及び分散装置並びに圧延装置はガラス、コランダム、炭化物や窒化物並びに特別に硬化された鋼材からなるものが使用される。アグロメレーションのない発光物質の分散はまた超音波法で或いは篩いやガラスセラミックの溶解多孔質材の使用によっても確保することができる。
【００２７】
白色に光るオプトエレクトロニクス素子を製造するための特に優れた無機の発光物質は蛍光物質ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）である。この物質は特に簡単に従来ＬＥＤの技術分野において使用されてきた透明なエポキシ注型樹脂に混合することができる。更に、発光物質としては希土類をドープしたガーネット、例えばＹ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋及びＹ（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ３＋が考えられる。
【００２８】
混合色を作るためにはさらに特に、希土類を加えたチオガレート、例えばＣａＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋やＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋が適している。同様にこのために希土類を加えたアルミン酸塩、例えばＹＡｌＯ３：Ｃｅ３＋、ＹＧａＯ３：Ｃｅ３＋、Ｙ（Ａｌ，Ｇａ）Ｏ３：Ｃｅ３＋、及び希土類を加えたオルトケイ酸塩Ｍ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋（ＭはＹ又はＳｃを表す）、例えばＹ２ＳｉＯ５：Ｃｅ３＋が考えられる。すべてのイットリウム化合物においてイットリウムは原則としてスカンジウム或いはランタンによって置換することもできる。
【００２９】
この発明による注型材料は放射線を放出する半導体素体、特にＧａxＩｎ1-xＮ或いはＧａxＡｌ1-xＮからなる活性半導体層或いは層列を備え、動作中に紫外線、青色及び／又は緑色スペクトル範囲の放射線を放出する半導体素体において良好に使用される。注型材料中の発光物質粒子はこのスペクトル範囲から出る放射線をより大きな波長を持つ放射線に変換して、半導体素子がこの放射線と紫外線、青色及び／又は緑色スペクトル範囲からの放射線とからなる混合放射線、特に混合色の光を放出するようにする。即ち、例えば、発光物質粒子は半導体素体から放出された放射線の一部をスペクトル的に選択的に吸収し、長波長範囲で放出する。好ましいことに半導体素体から放出された放射線は波長λが５２０μｍ或いはそれ以下において相対的な強度最大値を示し、発光物質粒子からスペクトル的に選択的に吸収された波長範囲はこの強度最大値の外にある。
【００３０】
同様に、好ましいことに、異なる波長で放出する複数の種々の発光物質粒子もまた注型材料に分散される。このことは特に異なるマトリクス格子に異なるドーピングにより達成される。これにより、好ましいことに、素子から放出される光の多種多様な混合及び色温度を作ることが可能である。このことは、全色に適したＬＥＤに特に有利である。
【００３１】
この発明による注型材料の優れた使用方法においては放射線を放出する半導体素体（例えばＬＥＤチップ）は少なくとも部分的にこの注型材料で包囲されている。注型材料は、この場合、同時に素子の被覆（容器）として利用されるのがよい。この構成による半導体素子の利点は、主として、その製造のために慣用的な、従来の発光ダイオード（ラジアル形発光ダイオード）の製造のために使用されてきた生産ラインが使用できるということにある。素子の被覆には従来の発光ダイオードにおいて使用された透明な合成樹脂に代わってこの注型材料が容易に使用される。
【００３２】
この発明による注型樹脂によれば唯一の色の光源、特に唯一の青色光を放出する半導体を備えた発光ダイオードで、混合色、特に白色光が容易に得られる。例えば、青色光を放出する半導体素体でもって白色光を作るために、半導体素体から放出された放射線の一部が無機の発光物質顔料によって青色のスペクトル範囲から青色に対して補色の黄色のスペクトル範囲に変換される。
【００３３】
白色光の色温度或いは色位置は、その場合、発光物質の粒子の大きさ及び濃度を適切に選択することにより変えることができる。さらに、発光物質を混合して、これにより放出される光の所望の色位置を正確に設定することもできる。
【００３４】
この注型材料は、放出される放射線スペクトルが４２０μｍと４６０μｍとの間の、特に４３０μｍ（例えばＧａxＡｌ1-xＮを基材とする半導体素体）或いは４５０μｍ（例えばＧａxＩｎ1-xＮを基材とする半導体素体）の波長において強度の最大を示す放射線放出半導体において特に優れて使用される。このような半導体素子により、好ましいことに、ＣＩＥの色図表の殆ど全ての色及び混合色を作り出すことができる。エレクトロルミネセンス半導体材料からなる放射線放出半導体素体の代わりに、しかしまた他のエレクトロルミネセンス物質、例えば重合体材料を使用することもできる。
【００３５】
この注型材料は、エレクトロルミネセンス半導体素体が予め作られた、場合によっては既にリードフレームを備えた容器の空所に配置され、この空所が注型材料で満たされている発光性半導体素子（例えば、発光ダイオード）に対して特に好適である。このような半導体素子は従来の生産ラインで大量に製造できる。このためにはただ半導体を容器に取り付けた後に注型材料がこの空所に満たされねばならない。
【００３６】
白色光を放出する半導体素子は、好ましいことに、発光物質を半導体素体から放出される青色光が補色の波長範囲に、特に青色及び黄色に、或いは例えば青、緑及び赤の加算的三重点に変換されるように選ぶことにより、この発明による注型材料でもって実現することができる。この場合、黄色もしくは緑色或いは赤色光は発光物質を介して作られる。これにより作られた白色光の色調（ＣＩＥ色図表における色位置）は、その場合、発光物質の混合及び濃度を適切に選択することにより変えることができる。
【００３７】
エレクトロルミネセンス半導体から放出される放射線と発光物質によって変換される放射線の混合を、従って発光素子から放出される光の色の均質性を改善するために、この発明による注型材料の好ましい構成においては、付加的に、青色に発光し、半導体から放出される放射線のいわゆる方向性を弱める顔料が添加される。なお、方向性とは、半導体から放出された放射線が優先的な放射方向を持つことと解される。
【００３８】
青色光を放出するエレクトロルミネセンス半導体素体を備え、白色光を放出するこの発明による半導体素子は、注型材料として使用されるエポキシ樹脂に無機の発光物質ＹＡＧ：Ｃｅ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+）を混合することにより、特に優れて実現することができる。半導体素体から放出される青色光の一部は、この場合、無機の発光物質Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+によって黄色のスペクトル範囲に、それ故青色に対する補色の波長範囲にずらされる。白色光の色調（ＣＩＥ色図表における色位置）は、その場合、顔料の濃度を適切に選択することにより変えることができる。
【００３９】
注型材料には付加的に光を散乱する粒子、いわゆる散乱剤を添加することができる。これにより、好ましいことに、半導体素子の色印刷及び発光特性がさらに改善される。
【００４０】
この発明による注型材料によれば、好ましいことに、エレクトロルミネセンス半導体により可視光線の他に放出された紫外線も可視光線に変換される。これにより半導体から放出される光の明るさが明らかに高まる。
【００４１】
この発明による白色光を放出し、ルミネセンス変換色素としてＹＡＧ：Ｃｅが使用されている半導体素子の特別な利点は、この発光物質が青色光で励起されたとき吸収と放出との間で約１００ｎｍのスペクトルのずれを起こすということにある。これにより発光物質により放出された光の再吸収の著しい削減、従ってより高い光収量を得ることができる。さらに、ＹＡＧ：Ｃｅは高い熱的及び光化学的（例えば、ＵＶの）安定性（有機の発光物質より遙に高い）を持っているので、屋外適用及び／又は高温領域用の白色光放出ダイオードも実現可能である。
【００４２】
ＹＡＧ：Ｃｅは、今までに再吸収、光収量、熱的及び光化学的安定性及び加工性に関して最も適した発光物質であることが明らかにされた。しかしながら、セリウムを加えた他の蛍光物質、特にセリウムを加えたガーネットの型も考えられる。
【００４３】
一次放射線の波長変換はマトリックス格子における活性な遷移金属中心の結晶界分解により決定される。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２のガーネット格子においてＹをＧｄ及び／又はＬｕにより並びにＡｌをＧａにより置換することにより、放出波長は、さらにドーピングの方式による場合のように、種々の形にずらすことができる。Ｃｅ３＋中心をＥｕ３＋及び／又はＥｒ３＋に置換することにより対応のシフトを生じさせることができる。Ｎｄ３＋及びＥｒ３＋の対応のドーピングによりその上比較的大きいイオン半径及び従って比較的小さい結晶界分割に基づき赤外線放出素子も可能となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
この発明のさらなる特徴、長所及び合目的性について２つの実施例を図１乃至８と関連して以下に説明する。
各図において同一もしくは同一に機能する部分は同一の符号で示される。
【００４５】
図１のルミネセンス半導体素子においては、半導体素体１は導電性の接続手段、例えば金属蝋材或いは接着剤によりその裏側の接触１１で第一の電気端子２に固定されている。表側の接触１２はボンディングワイヤ１４により第二の電気端子３に接続されている。
【００４６】
半導体素体１の自由表面及び電気端子２、３の部分領域は、硬化された、注型材料５で直接包囲されている。この注型材料は特に次の組成を持っている。即ち、エポキシ注型樹脂８０〜９０重量％、発光物質顔料（ＹＡＧ：Ｃｅ）≦１５重量％、ジエチレングリコールモノメチルエーテル≦２重量％、テゴプレン６８７５−４５≦２重量％、エアロシル２００≦５重量％。
【００４７】
この発明による半導体素子の図２に示された実施例は、半導体素体１と電気端子２及び３の部分領域が注型材料の代わりに透明な被覆１５で包囲されている点で、図１のものと異なる。この透明な被覆１５は半導体素体１から放出された放射線の波長変換の作用はせず、例えば発光ダイオードの技術分野で従来使われているエポキシ、シリコーン或いはアクリル樹脂、或いは例えば無機ガラスのような他の適当な透光性物質からなる。
【００４８】
透明の被覆１５上には、図２に示すように、注型材料からなり、被覆１５の全表面を覆う層４が被着されている。この層４はこの表面の部分領域のみを覆うようにすることも同様に考えられる。層４は、例えば発光物質粒子６を添加されている透明なエポキシ樹脂からなる。この場合も、白色光を発する半導体素子の発光物質としてはＹＡＧ：Ｃｅが特に適している。
【００４９】
図３に示した、この発明による注型材料を備えた特に好ましい素子においては、第一及び第二の電気端子２、３が空所９を備えた透明な、必要に応じて既製の基本容器８に埋め込まれている。ここで「既製」とは、容器８が、半導体素体が端子２に取り付けられる前に、既に端子２、３に例えば射出成形により形成されていることを意味する。容器８は、例えば透光性の樹脂からなり、空所９はその形状に関して半導体素体によって動作中放出される光の反射体１７として（場合によっては、空所９の内壁に適当に被膜することにより）形成されている。このような容器８は特にプリント板に表面実装可能な発光ダイオードにおいて使用される。容器は半導体素体を組み立てる前に、電気端子２、３を備えている帯導体（リードフレーム）に、例えば射出成形により取り付けられる。
【００５０】
空所９は注型材料５で満たされ、この注型材料の組成は図１の説明と関連して上記に挙げたものに一致する。
【００５１】
図４にはいわゆるラジアル形のダイオードが示されている。この場合、エレクトロルミネセンス半導体素体１は第一の電気端子２の反射体として形成されている部分１６に例えばろう付け或いは接着により固定されている。このような容器構造形状は発光ダイオードの技術では公知であり、従って詳細に説明する必要はない。
【００５２】
半導体素体１の自由表面は発光物質粒子６を備えた注型材料５で直接覆われ、この注型材料は別の透明な被覆１０で取り囲まれている。
【００５３】
完全を期すために、ここで、図４の構造形状においても図１の素子と同様に、発光物質粒子６を備えた硬化性注型材料５からなる一体被覆も使用できることは勿論であることに触れておきたい。
【００５４】
図５の実施例においては層４（上述のように可能な物質）が直接半導体素体１上に被着されている。この半導体素体と電気端子２、３の部分領域は、この層４を通過する光線の波長変更を起こさず、例えば発光ダイオードの技術分野において使用可能な透明エポキシ樹脂或いはガラスから作られている透明な被覆１０で包囲されている。
【００５５】
層４を備え、被覆を備えていないこのような半導体素体１が、有効に発光ダイオードの技術において公知の全ての容器形状（例えば、ＳＭＤ容器、ラジアル形容器（図４参照））においても使用できることは当然である。
【００５６】
上述の素子の全てにおいて放出される光の色印象を最適化するために並びに放射特性を適合化するために、注型材料５、場合によっては透明被覆１５及び／又は場合によっては透明被覆１０は光を散乱する粒子、特にいわゆる散乱剤を備えることができる。このような散乱剤の例は金属性の充填材、特にＣａＦ2、ＴｉＯ2、ＳｉＯ2、ＣａＣＯ3或いはＢａＳＯ4、或いは有機の顔料である。これらの物質は簡単な方法でエポキシ樹脂に添加することができる。
【００５７】
図６、７及び８には青色光を発する半導体素体（図６）（λ〜４３０ｎｍにおいてルミネセンス最大）もしくはこのような半導体素体により作られた、白色光を放出する半導体素子（図７及び８）の放出スペクトルが示されている。横軸にはそれぞれ波長λがｎｍ単位で、縦軸にはそれぞれ相対エレクトロルミネセンス（ＥＬ）強度がとられている。
【００５８】
半導体素体から放出された図６による光の中一部だけが長波長の波長範囲に変換されるので、混合色として白色光が生ずる。図７の破線３０は、２つの補色波長範囲（青及び黄）からの光線を、従って全体として白色光を放出する半導体素子の放出スペクトルを示す。この放出スペクトルはこの場合約４００ｎｍと約４３０ｎｍとの間（青）及び約５５０ｎｍと約５８０ｎｍとの間（黄）の波長において各々最大を示す。実線３１は３つの波長範囲からなる白色（青、緑及び赤からなる加算３重点）を混ぜる半導体素子の放出スペクトルを表す。この放出スペクトルはここでは例えば約４３０ｎｍ（青）、約５００ｎｍ（緑）及び約６１５ｎｍ（赤）の波長においてそれぞれ最大を示す。
【００５９】
図８は、図６による放出スペクトルを放出する半導体素体を備え、発光物質としてＹＡＧ：Ｃｅが使用されている、白色光を放出する半導体素子の放出スペクトルを示す。半導体素体から放出された図６による光線の中の一部だけが長波長の波長範囲に変換されるので、混合色として白色光が生ずる。図８の種々の種類の破線３０乃至３３は、注型材料５のエポキシ樹脂がそれぞれ異なるＹＡＧ：Ｃｅ濃度を持っているときの、この発明による半導体素子の放出スペクトルを表す。各放出スペクトルは、λ＝４２０ｎｍとλ＝４３０ｎｍとの間、即ち青色スペクトル範囲において、及びλ＝５２０ｎｍとλ＝５４５ｎｍとの間、即ち緑色スペクトル範囲において、それぞれ強度最大を示し、長波長の強度最大を持つ放出帯は大部分黄色スペクトル範囲にある。図８のグラフは、この発明による半導体素子においてはエポキシ樹脂中の発光物質の濃度を変えることにより簡単に白色光のＣＩＥ色位置を変えることができることを明らかにしている。
【００６０】
この発明の上述の素子についての説明は、当然のことながら、この発明をこれらに限定するものとして見做されるべきではない。例えば、発光ダイオードチップ或いはレーザーダイオードチップのような半導体素体として、例えば同様な発光スペクトルを放出する高分子ＬＥＤも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による注型材料を備えた第一の半導体素子の概略断面図
【図２】この発明による注型材料を備えた第二の半導体素子の概略断面図
【図３】この発明による注型材料を備えた第三の半導体素子の概略断面図
【図４】この発明による注型材料を備えた第四の半導体素子の概略断面図
【図５】この発明による注型材料を備えた第五の半導体素子の概略断面図
【図６】ＧａＮを基材とする層列を備え青色光を発する半導体の放出スペクトルの概略図
【図７】この発明による注型材料を備え白色光を発する２つの半導体素子の放出スペクトルの概略図
【図８】白色光を発する他の半導体素子の放出スペクトルの概略図
【符号の説明】
１          半導体素体
２、３      電気端子
４          層
５          注型材料
６          発光物質粒子
８          容器
９          空所
１０          透明被覆
１１、１２  接触
１４        ボンディングワイヤ
１５          被覆
１６          反射体として形成されている部分
１７          反射体
【図１】
0004001703.tif 000002
【図２】
0004001703.tif 000003
【図３】
0004001703.tif 000004
【図４】
0004001703.tif 000005
【図５】
0004001703.tif 000006
【図６】
0004001703.tif 000007
【図７】
0004001703.tif 000008
【図８】
0004001703.tif 000009