JP2003234513A - 蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂 - Google Patents
蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化ガリウム系化合物半導体材料よりなる発
光素子を有する発光ダイオードの視感度を良くし、また
その輝度を向上させる。 【解決手段】 ｎ型及びｐ型に積層された窒化ガリウム
系化合物半導体である発光素子からの光を変換する蛍光
染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード
用樹脂において、前記波長変換発光ダイオード用樹脂中
の蛍光染料又は蛍光顔料は、発光素子からの青色の可視
光により励起されて、励起波長よりも長波長の可視光を
出して発光ダイオードの視感度を良くして成ることを特
徴とする蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発
光ダイオード用樹脂。
光素子を有する発光ダイオードの視感度を良くし、また
その輝度を向上させる。 【解決手段】 ｎ型及びｐ型に積層された窒化ガリウム
系化合物半導体である発光素子からの光を変換する蛍光
染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード
用樹脂において、前記波長変換発光ダイオード用樹脂中
の蛍光染料又は蛍光顔料は、発光素子からの青色の可視
光により励起されて、励起波長よりも長波長の可視光を
出して発光ダイオードの視感度を良くして成ることを特
徴とする蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発
光ダイオード用樹脂。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子を樹脂モールド
で包囲してなる発光ダイオード（以下ＬＥＤという）に
係り、特に一種類の発光素子で多種類の発光ができ、さ
らに高輝度な波長変換発光ダイオードに関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、ＬＥＤは図１に示すような構造
を有している。１は１ｍｍ角以下に切断された例えばＧ
ａＡｌＡｓ、ＧａＰ等よりなる発光素子、２はメタルス
テム、３はメタルポスト、４は発光素子を包囲する樹脂
モールドである。発光素子１の裏面電極はメタルステム
２に銀ペースト等で接着され電気的に接続されており、
発光素子１の表面電極は他端子であるメタルポスト３か
ら伸ばされた金線によりその表面でワイヤボンドされ、
さらに発光素子１は透明な樹脂モールド４でモールドさ
れている。 【０００３】通常、樹脂モールド４は、発光素子の発光
を空気中に効率よく放出する目的で、屈折率が高く、か
つ透明度の高い樹脂が選択されるが、他に、その発光素
子の発光色を変換する目的で、あるいは色を補正する目
的で、その樹脂モールド４の中に着色剤として無機顔
料、または有機顔料が混入される場合がある。例えば、
ＧａＰの半導体材料を有する緑色発光素子の樹脂モール
ド中に、赤色顔料を添加すれば発光色は白色とすること
ができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
樹脂モールドに着色剤を添加して波長を変換するという
技術はほとんど実用化されておらず、着色剤により色補
正する技術がわずかに使われているのみである。なぜな
ら、樹脂モールドに、波長を変換できるほどの非発光物
質である着色剤を添加すると、ＬＥＤそのもの自体の輝
度が大きく低下してしまうからである。 【０００５】ところで、現在、ＬＥＤとして実用化され
ているのは、赤外、赤、黄色、緑色発光のＬＥＤであ
り、青色または紫外のＬＥＤは未だ実用化されていな
い。青色、紫外発光の発光素子はＩＩ−ＶＩ族のＺｎＳ
ｅ、ＩＶ−ＩＶ族のＳｉＣ、ＩＩＩ−Ｖ族のＧａＮ等の
半導体材料を用いて研究が進められ、最近、その中でも
一般式がＧａｘＡｌｌ−ｘＮ（但しｘは０≦ｘ≦１であ
る。）で表される窒化ガリウム系化合物半導体が、常温
で、比較的優れた発光を示すことが発表され注目されて
いる。また、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて、初
めてｐｎ接合を実現したＬＥＤが発表されている（応用
物理，６０巻，２号，ｐ１６３〜ｐ１６６，１９９
１）。それによるとｐｎ接合の窒化ガリウム系化合物半
導体を有するＬＥＤの発光波長は、主として４３０ｎｍ
付近にあり、さらに３７０ｎｍ付近の紫外域にも発光ピ
ークを有している。その波長は上記半導体材料の中で最
も短い波長である。しかし、そのＬＥＤは発光波長が示
すように紫色に近い発光色を有しているため視感度が悪
いという欠点がある。 【０００６】本発明はこのような事情を鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、発光ピークが４３０ｎ
ｍ付近、および３７０ｎｍ付近にある窒化ガリウム系化
合物半導体材料よりなる発光素子を有するＬＥＤの視感
度を良くし、またその輝度を向上させることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ型及びｐ型
に積層された窒化ガリウム系化合物半導体である発光素
子からの光を変換する蛍光染料又は蛍光顔料が添加され
た波長変換発光ダイオード用樹脂において、前記波長変
換発光ダイオード用樹脂中の蛍光染料又は蛍光顔料は、
発光素子からの青色の可視光により励起されて、励起波
長よりも長波長の可視光を出して発光ダイオードの視感
度を良くして成ることを特徴とする蛍光染料又は蛍光顔
料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂である。 【０００８】 【発明の実施の形態】図２は本発明のＬＥＤの構造を示
す一実施例である。１１はサファイア基板の上にＧａＡ
ｌＮがｎ型およびｐ型に積層されてなる青色発光素子、
２および３は図１と同じくメタルステム、メタルポス
ト、４は発光素子を包囲する樹脂モールドである。発光
素子１１の裏面はサファイアの絶縁基板であり裏面から
電極を取り出せないため、ＧａＡｌＮ層のｎ電極をメタ
ルステム２と電気的に接続するため、ＧａＡｌＮ層をエ
ッチングしてｎ型層の表面を露出させてオーミック電極
を付け、金線によって電気的に接続する手法が取られて
いる。また他の電極は図１と同様にメタルポスト３から
伸ばした金線によりｐ型層の表面でワイヤボンドされて
いる。さらに樹脂モールド４には４２０〜４４０ｎｍ付
近の波長によって励起されて４８０ｎｍに発光ピークを
有する波長を発光する蛍光染料５が添加されている。 【０００９】 【発明の効果】蛍光染料、蛍光顔料は、一般に短波長の
光によって励起され、励起波長よりも長波長光を発光す
る。逆に長波長の光によって励起されて短波長の光を発
光する蛍光顔料もあるが、それはエネルギー効率が非常
に悪く微弱にしか発光しない。前記したように窒化ガリ
ウム系化合物半導体はＬＥＤに使用される半導体材料中
で最も短波長側にその発光ピークを有するものであり、
しかも紫外域にも発光ピークを有している。そのためそ
れを発光素子の材料として使用した場合、その発光素子
を包囲する樹脂モールドに蛍光染料、蛍光顔料を添加す
ることにより、最も好適にそれら蛍光物質を励起するこ
とができる。したがって青色ＬＥＤの色補正はいうにお
よばず、蛍光染料、蛍光顔料の種類によって数々の波長
の光を変換することができる。さらに、短波長の光を長
波長に変え、エネルギー効率がよい為、添加する蛍光染
料、蛍光顔料が微量で済み、輝度の低下の点からも非常
に好都合である。
で包囲してなる発光ダイオード（以下ＬＥＤという）に
係り、特に一種類の発光素子で多種類の発光ができ、さ
らに高輝度な波長変換発光ダイオードに関する。 【０００２】 【従来の技術】一般に、ＬＥＤは図１に示すような構造
を有している。１は１ｍｍ角以下に切断された例えばＧ
ａＡｌＡｓ、ＧａＰ等よりなる発光素子、２はメタルス
テム、３はメタルポスト、４は発光素子を包囲する樹脂
モールドである。発光素子１の裏面電極はメタルステム
２に銀ペースト等で接着され電気的に接続されており、
発光素子１の表面電極は他端子であるメタルポスト３か
ら伸ばされた金線によりその表面でワイヤボンドされ、
さらに発光素子１は透明な樹脂モールド４でモールドさ
れている。 【０００３】通常、樹脂モールド４は、発光素子の発光
を空気中に効率よく放出する目的で、屈折率が高く、か
つ透明度の高い樹脂が選択されるが、他に、その発光素
子の発光色を変換する目的で、あるいは色を補正する目
的で、その樹脂モールド４の中に着色剤として無機顔
料、または有機顔料が混入される場合がある。例えば、
ＧａＰの半導体材料を有する緑色発光素子の樹脂モール
ド中に、赤色顔料を添加すれば発光色は白色とすること
ができる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
樹脂モールドに着色剤を添加して波長を変換するという
技術はほとんど実用化されておらず、着色剤により色補
正する技術がわずかに使われているのみである。なぜな
ら、樹脂モールドに、波長を変換できるほどの非発光物
質である着色剤を添加すると、ＬＥＤそのもの自体の輝
度が大きく低下してしまうからである。 【０００５】ところで、現在、ＬＥＤとして実用化され
ているのは、赤外、赤、黄色、緑色発光のＬＥＤであ
り、青色または紫外のＬＥＤは未だ実用化されていな
い。青色、紫外発光の発光素子はＩＩ−ＶＩ族のＺｎＳ
ｅ、ＩＶ−ＩＶ族のＳｉＣ、ＩＩＩ−Ｖ族のＧａＮ等の
半導体材料を用いて研究が進められ、最近、その中でも
一般式がＧａｘＡｌｌ−ｘＮ（但しｘは０≦ｘ≦１であ
る。）で表される窒化ガリウム系化合物半導体が、常温
で、比較的優れた発光を示すことが発表され注目されて
いる。また、窒化ガリウム系化合物半導体を用いて、初
めてｐｎ接合を実現したＬＥＤが発表されている（応用
物理，６０巻，２号，ｐ１６３〜ｐ１６６，１９９
１）。それによるとｐｎ接合の窒化ガリウム系化合物半
導体を有するＬＥＤの発光波長は、主として４３０ｎｍ
付近にあり、さらに３７０ｎｍ付近の紫外域にも発光ピ
ークを有している。その波長は上記半導体材料の中で最
も短い波長である。しかし、そのＬＥＤは発光波長が示
すように紫色に近い発光色を有しているため視感度が悪
いという欠点がある。 【０００６】本発明はこのような事情を鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、発光ピークが４３０ｎ
ｍ付近、および３７０ｎｍ付近にある窒化ガリウム系化
合物半導体材料よりなる発光素子を有するＬＥＤの視感
度を良くし、またその輝度を向上させることにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、ｎ型及びｐ型
に積層された窒化ガリウム系化合物半導体である発光素
子からの光を変換する蛍光染料又は蛍光顔料が添加され
た波長変換発光ダイオード用樹脂において、前記波長変
換発光ダイオード用樹脂中の蛍光染料又は蛍光顔料は、
発光素子からの青色の可視光により励起されて、励起波
長よりも長波長の可視光を出して発光ダイオードの視感
度を良くして成ることを特徴とする蛍光染料又は蛍光顔
料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂である。 【０００８】 【発明の実施の形態】図２は本発明のＬＥＤの構造を示
す一実施例である。１１はサファイア基板の上にＧａＡ
ｌＮがｎ型およびｐ型に積層されてなる青色発光素子、
２および３は図１と同じくメタルステム、メタルポス
ト、４は発光素子を包囲する樹脂モールドである。発光
素子１１の裏面はサファイアの絶縁基板であり裏面から
電極を取り出せないため、ＧａＡｌＮ層のｎ電極をメタ
ルステム２と電気的に接続するため、ＧａＡｌＮ層をエ
ッチングしてｎ型層の表面を露出させてオーミック電極
を付け、金線によって電気的に接続する手法が取られて
いる。また他の電極は図１と同様にメタルポスト３から
伸ばした金線によりｐ型層の表面でワイヤボンドされて
いる。さらに樹脂モールド４には４２０〜４４０ｎｍ付
近の波長によって励起されて４８０ｎｍに発光ピークを
有する波長を発光する蛍光染料５が添加されている。 【０００９】 【発明の効果】蛍光染料、蛍光顔料は、一般に短波長の
光によって励起され、励起波長よりも長波長光を発光す
る。逆に長波長の光によって励起されて短波長の光を発
光する蛍光顔料もあるが、それはエネルギー効率が非常
に悪く微弱にしか発光しない。前記したように窒化ガリ
ウム系化合物半導体はＬＥＤに使用される半導体材料中
で最も短波長側にその発光ピークを有するものであり、
しかも紫外域にも発光ピークを有している。そのためそ
れを発光素子の材料として使用した場合、その発光素子
を包囲する樹脂モールドに蛍光染料、蛍光顔料を添加す
ることにより、最も好適にそれら蛍光物質を励起するこ
とができる。したがって青色ＬＥＤの色補正はいうにお
よばず、蛍光染料、蛍光顔料の種類によって数々の波長
の光を変換することができる。さらに、短波長の光を長
波長に変え、エネルギー効率がよい為、添加する蛍光染
料、蛍光顔料が微量で済み、輝度の低下の点からも非常
に好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の一ＬＥＤの構造を示す模式断面図。
【図２】 本発明のＬＥＤの一実施例の構造を示す模式
断面図。 【符号の説明】 １１・・・発光素子 ２・・・メタルステム ３・・・メタルポスト ４・・・樹脂モールド ５・・・蛍光染料。
断面図。 【符号の説明】 １１・・・発光素子 ２・・・メタルステム ３・・・メタルポスト ４・・・樹脂モールド ５・・・蛍光染料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ｎ型及びｐ型に積層された窒化ガリウム
系化合物半導体である発光素子からの光を変換する蛍光
染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード
用樹脂において、 前記波長変換発光ダイオード用樹脂中の蛍光染料又は蛍
光顔料は、発光素子からの青色の可視光により励起され
て、励起波長よりも長波長の可視光を出して発光ダイオ
ードの視感度を良くして成ることを特徴とする蛍光染料
又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹
脂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003067318A JP2003234513A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003067318A JP2003234513A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313286A Division JP3645207B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 発光ダイオード |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004011215A Division JP2004158874A (ja) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | 発光ダイオード |
| JP2004011214A Division JP3724490B2 (ja) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | 発光ダイオード |
| JP2004280288A Division JP3724498B2 (ja) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | 発光ダイオード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003234513A true JP2003234513A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27785866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003067318A Withdrawn JP2003234513A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 蛍光染料又は蛍光顔料が添加された波長変換発光ダイオード用樹脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003234513A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004363635A (ja) * | 2004-09-27 | 2004-12-24 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光ダイオード |
| JP2006060254A (ja) * | 2005-10-31 | 2006-03-02 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光ダイオード |
| CN100373647C (zh) * | 2004-03-26 | 2008-03-05 | 京瓷株式会社 | 发光装置及照明装置 |
| US7878663B2 (en) | 2006-10-03 | 2011-02-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Image display apparatus |
| US8659034B2 (en) | 1996-03-26 | 2014-02-25 | Cree, Inc. | Solid state white light emitter and display using same |
| US9115868B2 (en) | 2011-10-13 | 2015-08-25 | Intematix Corporation | Wavelength conversion component with improved protective characteristics for remote wavelength conversion |
| US9739444B2 (en) | 2007-03-05 | 2017-08-22 | Intematix Corporation | Light emitting diode (LED) based lighting systems |
| US10204888B2 (en) | 2011-04-13 | 2019-02-12 | Intematix Corporation | LED-based light sources for light emitting devices and lighting arrangements with photoluminescence wavelength conversion |
| US10234725B2 (en) | 2015-03-23 | 2019-03-19 | Intematix Corporation | Photoluminescence color display |
| US10557594B2 (en) | 2012-12-28 | 2020-02-11 | Intematix Corporation | Solid-state lamps utilizing photoluminescence wavelength conversion components |
-
2003
- 2003-02-04 JP JP2003067318A patent/JP2003234513A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
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| US9698313B2 (en) | 1996-03-26 | 2017-07-04 | Cree, Inc. | Solid state white light emitter and display using same |
| US8659034B2 (en) | 1996-03-26 | 2014-02-25 | Cree, Inc. | Solid state white light emitter and display using same |
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