JP2009152307A - 発光ダイオード素子 - Google Patents

Abstract

【課題】照明ムラを十分に防止することができる発光ダイオード素子を提供すること。
【解決手段】ＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３の光出射面側に配置された透光性層５と、を備えるＬＥＤ素子１０であって、透光性層５は、樹脂６と短径２０μｍ以下の透光性微粒子７とを含有し、透光性微粒子７の屈折率と前記樹脂６の屈折率との差が０．１以上であるＬＥＤ素子１０。
【選択図】図１

Description

本発明は発光ダイオード素子に関する。

発光ダイオードチップ（以下、「ＬＥＤチップ」ともいう。）は、ｐ型半導体とｎ型半導体とを接合（ｐｎ接合）させ、それぞれ正極と負極とに接合したものである。この発光ダイオードは、順方向に電圧を印加して、ｐ型半導体の正孔（ホール）とｎ型半導体の電子（エレクトロン）をｐｎ接合部付近で結合させることで発光する。

このようなＬＥＤチップにおいては、電圧印加のために、光出射面側に電極パターンやワイヤーボンドパッドを形成する必要がある。この電極パターンやワイヤーボンドパッドが形成された部分では、発光しないか、又は光が遮蔽されるので、ＬＥＤチップ表面での発光強度は一定でない。このため、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップの表面像を投影するレンズ、例えばコリメータレンズとを組み合わせた場合、発光強度が一定でない部分が照明ムラとなることが問題となっていた。

この問題に関連して、特許文献１には、ＬＥＤチップの光軸から離れた二軸の楕円回転体形状のコリメータレンズを用いる発明が開示されている。このようなコリメータレンズを用いることにより、光軸がＬＥＤチップの中心にあるワイヤーボンドパッドから外れるので、ワイヤーボンドパッドが投影されることを防止することができる。
特開平３−１２７８７５号公報

しかしながら、ＬＥＤチップの光軸から離れた二軸の楕円回転体形状のコリメータレンズを用いた場合でも、ＬＥＤチップ表面の発光強度が一定でないことに起因する照明ムラが残ることが問題となる。

そこで本発明は、照明ムラを十分に防止することができる発光ダイオード素子を提供することを目的とする。

本発明は、発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップの光出射面側に配置された透光性層とを備える発光ダイオード素子であって、透光性層は、樹脂と短径２０μｍ以下の透光性微粒子とを含有し、透光性微粒子の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１以上である発光ダイオード素子（以下、「第１の発光ダイオード素子」ともいう。）を提供する。

また、本発明は、発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップの光出射面側に配置された透光性層と、発光ダイオードチップ及び透光性層を覆うように設けられた光束制御素子とを備える発光ダイオード素子であって、透光性層は、第１の樹脂と短径２０μｍ以下の透光性微粒子とを含有し、透光性微粒子の屈折率と前記第１の樹脂の屈折率との差は０．１以上であり、光束制御素子には、発光ダイオードチップ及び透光性層を覆うための凹み部が形成されており、発光ダイオードチップ、透光性層及び光束制御素子を接合する第２の樹脂が凹み部に充填されている発光ダイオード素子（以下、「第２の発光ダイオード素子」ともいう。）を提供する。

なお、第１、第２の発光ダイオード素子における透光性層は、本発明の効果が失われない範囲で、その他の成分、例えば微粒子を含有していてもよい。微粒子のサイズについては特に限定はなく、透光性を損なわないように発光光の通過性に優れるものが好ましい。

また、本発明において、樹脂や透光性微粒子等の屈折率は、使用する発光ダイオードチップの発光ピーク波長λ_０についてマルチ分光ゴニオフォトメータ（例えば、テックワールド社製ＴＰＭ−２５００）を用いて２５℃の環境下で測定した値である。

第１、第２の発光ダイオード素子において、透光性層の厚みは２００μｍ以下であることが好ましい。なお、透光性層の厚みとは、透光性層中、透光性微粒子部分の厚みを示す。

第２の発光ダイオード素子において、光束制御素子は脂環族オレフィン樹脂を含有してなる素子であることが好ましい。なお、「脂環族オレフィン樹脂」とは、炭素骨格（Ｃ−Ｃ）及びハイドロカーボン（Ｃ−Ｈ）のみからなる脂環族オレフィンを原料とする樹脂をいう。

本発明によれば、照明ムラを十分に防止することができる発光ダイオード素子（以下、「ＬＥＤ素子」ともいう。）が提供される。このようなＬＥＤ素子は、液晶プロジェクタ装置や顕微鏡観察装置等の光源として有用である。

以下、場合により図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ素子１０を示す模式断面図である。ＬＥＤ素子１０は、基板１と、基板１上に配置されたＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップの光出射面側に形成された透光性層５と、ＬＥＤチップ３上のワイヤーボンドパッド（図示せず）から基板１に向かって配線されたワイヤーボンド９ａ及び９ｂとを備える。さらに、透光性層５は、第１の樹脂（樹脂）６及び透光性微粒子７を含有する。

基板１としては、例えば、ＴＯ１８（ＮＥＣショットコンポーネンツ（株）製）、Ｍ３−１５３００−Ｒ（（株）住友金属エレクトロデバイス）等の他、アルミニウムや各種セラミックス製基板を用いることができる。

ＬＥＤチップ３としては、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色又は緑色ＬＥＤチップ、リン化ガリウム（ＧａＰ）系の赤色ＬＥＤチップ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系の青色ＬＥＤチップ等の従来公知のものを使用することができる。また、ＬＥＤチップ３は、サファイア基板等の基板に固定されたものであってもよい。

第１の樹脂６は、ＬＥＤチップ３の出射光を透過する樹脂であることが好ましく、例えばＬＥＤチップ３の発光ピーク波長λ_０における光透過率が９０〜１００％である樹脂であることが好ましい。第１の樹脂６の具体例としては、エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、エピスルフィド系樹脂、チオウレタン系樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。

透光性微粒子７は、ＬＥＤチップ３の出射光を透過する微粒子であることが好ましく、例えばＬＥＤチップ３の発光ピーク波長λ_０における光透過率が９０〜１００％である微粒子であることが好ましい。また、透光性微粒子７は、光取出効率の観点から、ＬＥＤチップ３からの出射光により蛍光発光しない微粒子であることが好ましい。透光性微粒子７の具体例としては、光学ガラスを粉砕して分級したもの、スプレードライヤーにより造粒したものが挙げられる。

透光性微粒子７の短径は２０μｍ以下であり、０．５〜２０μｍであることが好ましい。透光性微粒子７の短径が２０μｍを超えると、第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面における密度がＬＥＤチップ３の大きさに対して小さくなるため、第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面での光の散乱が不十分となり、十分な照明ムラ軽減効果が得られない。 また、透光性微粒子７の短径が０．５μｍ未満であると、透光性層５における光の散乱が大きくなり、発光強度が低下する傾向にある。なお、透光性層５は、本発明の効果が失われない範囲で、その他の成分、例えば微粒子を含有していてもよい。微粒子のサイズについては特に限定はなく、透光性を損なわないように発光光の通過性に優れるものが好ましい。

なお、本発明の効果が失われない範囲とは、照明ムラを十分に防止することができる範囲をいい、より具体的には、後述する第２実施形態において、光束制御素子１５としてコリメータレンズを用い、発光ダイオード素子の配光特性（すなわち発光強度の角度依存性）を測定した場合に、コリメータ角度の範囲内における発光強度のバラツキが、発光強度の最大値に対して１０％以下に抑えられている範囲をいう。

ここでコリメータ角度とは、コリメータレンズの設計上のコリメート性能を表す角度であり、コリメータレンズに用いる材料の屈折率と、コリメータレンズの形状とからシミュレーションによって求められる角度である。より具体的には、ＬＥＤチップの発光面の発光強度分布を一様と仮定し、このＬＥＤチップとコリメータレンズとの組み合わせにより構成される発光ダイオード素子の配光特性をシミュレートしたときに、発光強度が最大値から９５％まで低下する範囲の角度として定義される。

透光性層５における透光性微粒子７の含有量は、第１の樹脂１００質量部に対して、２０〜８０質量部であることが好ましく、４０〜６０質量部であることがより好ましい。透光性微粒子７の含有量が２０質量部未満であると、光の散乱による照明ムラ低下効果が低下する傾向にあり、８０質量部を超えると、透光性微粒子７をＬＥＤチップ３上に固定することが困難となる傾向にある。

透光性層５の厚みは２００μｍ以下であることが好ましく、０．５〜２００μｍであることがより好ましい。透光性層５の厚みが２００μｍを超えると、透光性層５での光の散乱により発光強度が大きく低下する傾向にある。また、透光性層５の厚みが０．５μｍ未満であると、透光性層５における光の散乱により、発光強度が大きく低下する傾向にある。

ワイヤーボンド９ａ及び９ｂは、ＬＥＤチップ３上のワイヤーボンドパッド及び電極パターン（図示せず）を通して、ＬＥＤチップ３に対して電圧を印加する機能を有する。そして、電圧を印加することによりＬＥＤチップ３は発光する。

上述のＬＥＤ素子１０は、例えば次のような方法で作製することができる。

まず、第１の樹脂６及び透光性微粒子７を混合、攪拌して透光性層用組成物を調製する。次に、この透光性層用組成物を、基板１及びワイヤーボンド９ａ及び９ｂを備えるＬＥＤチップ３の光出射面に塗布した後、エネルギー線照射や加熱処理等により第１の樹脂６を硬化させる。これにより、ＬＥＤ素子１０が得られる。

なお、透光性層用組成物の塗布量は、硬化後の透光性層５の厚みが上述の所定の範囲内になるように適宜設定される。透光性用組成物は、ＬＥＤチップ３の光出射面のみに塗布してもよいし、光出射面及び側面を含むＬＥＤチップ３の全面に塗布してもよい。

また、本実施形態では、ＬＥＤチップ３が透光性層５と接している形態を示したが、これらは必ずしも接している必要はなく、例えばＬＥＤチップ３と透光性層５との間に、樹脂のみからなる層が形成されていてもよい。

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ素子２０を示す模式断面図である。ＬＥＤ素子２０は、基板１と、基板１上に配置されたＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３の光出射面側に形成された透光性層５と、ＬＥＤチップ３上のワイヤーボンドパッド（図示せず）から基板１に向かって配線されたワイヤーボンド９ａ及び９ｂと、ＬＥＤチップ３及び透光性層５を覆うように設けられた光束制御素子１５とを備える。さらに、光束制御素子１５には、ＬＥＤチップ３及び透光性層５を覆うための凹み部１７が形成されており、ＬＥＤチップ３、透光性層５及び光束制御素子１５を接合する第２の樹脂（封止樹脂）１１が凹み部１７に充填されている。さらにまた、光束制御素子１５の凹み部が形成された面と反対側の面は楕円回転体形状となっている。

基板１、ＬＥＤチップ３、透光性層５、ワイヤーボンド９ａ及び９ｂについては、第１実施形態に示したＬＥＤ素子１０と同様の構成とすることができる。

光束制御素子１５は、ＬＥＤ素子２０の出射光を平行化することができる素子であり、片面にＬＥＤチップ３及び透光性層５を覆うための凹み部が形成されている。光束制御素子１５の具体例としては、フライアイレンズやコリメータレンズが挙げられる。

光束制御素子１５の材料としては、従来公知の光学材料を使用することができ、成形性（特に射出成形が容易である）の観点から、熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。さらに、透光性、光学的安定性及び経済性の観点から、脂環族オレフィン樹脂を使用することが好ましい。特に、脂環族オレフィン樹脂は透明であり、光学的にも安定であるので、光束制御素子１５の材料として好適である。

脂環族オレフィン樹脂の具体例としては、ノルボルネン系モノマーの開環メタセシス重合体水素化ポリマー（日本ゼオン（株）製、商品名「ＺＥＯＮＥＸ−４８０Ｒ」等；ＪＳＲ（株）製、商品名「ＡＲＴＯＮ」；三井化学（株）製、商品名「ＡＰＥＬ」等）が挙げられる。

また、光束制御素子１５の材料としては、光束制御素子１５と第２の樹脂１１との界面における全反射を抑制する観点から、第２の樹脂１１の屈折率と略同一の屈折率を有する材料を用いることが好ましい。なお、第２の樹脂１１の屈折率と光束制御素子１５の材料の屈折率との差が大きく、光束制御素子１５と第２の樹脂１１との界面における全反射が生じるおそれがある場合には、凹み部１７を半球形状とすることにより、全反射を軽減することもできる。

なお、本実施形態においては、光束制御素子１５の凹み部が形成された面と反対側の面が楕円回転体形状となっている例を示したが、光束制御素子１５の形状は、ニーズに合わせて様々な形状に変えることができる。

第２の樹脂１１としては、第１の樹脂６と同じ樹脂を使用することが好ましい。第２の樹脂１１として、第１の樹脂６と異なる樹脂を使用する場合には、両者の屈折率が略同一であることが好ましい。

上述のＬＥＤ素子２０は、次のような方法により作製することができる。

まず、ＬＥＤ素子１０の場合と同じようにして、基板１、ＬＥＤチップ３、透光性層５、ワイヤーボンド９ａ及び９ｂを形成する。次に凹み部１７が形成された光束制御素子１５を射出成形により作製する。この凹み部１７にＬＥＤチップ３を配置し、凹み部１７に第２の樹脂１１を充填して、エネルギー線照射や加熱処理等により第２の樹脂１１を硬化させる。これにより、ＬＥＤチップ３、透光性層５及び光束制御素子１５が接合され、ＬＥＤ素子２０が得られる。

上述のＬＥＤ素子１０及び２０によれば、照明ムラを十分に防止することができる。このような効果が得られる理由は必ずしも明らかでないが、本発明者らは次のように考えている。

すなわち、ＬＥＤ素子１０及び２０においては、第１の樹脂６及び透光性微粒子７を含有する透光性層５を備えることにより、ＬＥＤチップ３からの出射光が第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面で散乱される。この散乱光により、ＬＥＤチップ３表面での照明ムラが透光性層５を透過した後には軽減されると考えられる。
さらに、第１の樹脂６の屈折率と透光性微粒子７の屈折率との差が０．１以上であることにより、第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面での光の散乱が顕著になり、散乱光による照明ムラ軽減効果がより高まると考えられる。
さらにまた、透光性微粒子７の短径が２０μｍ以下であることにより、第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面における密度がＬＥＤチップ３の大きさ（通常０．３ｍｍ×０．３ｍｍから１．０ｍｍ×１．０ｍｍ）に対して大きくなるため、第１の樹脂６と透光性微粒子７との界面での光の散乱がより顕著になり、散乱光による照明ムラ軽減効果がさらに高まると考えられる。
以上のような効果の相乗作用により、ＬＥＤ素子１０及び２０によれば、照明ムラを十分に防止することができると本発明者らは考えている。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

なお、実施例及び比較例で用いた透光性微粒子の「短径」が所定の範囲にあることは、ふるいにより透光性微粒子を分級した後に、その一部を光学顕微鏡を用いて観察することにより確認した。

実施例及び比較例で用いた透光性微粒子の「平均短径」は、透光性微粒子１００個の短径を走査型電子顕微鏡写真を用いて測定し、それらの算術平均値として求めた。

実施例及び比較例で用いた透光性微粒子の「光学損失」は、透光性微粒子を構成する材料を用いて厚さ１０ｍｍと２ｍｍの２種類の平行平板を作成し、それぞれの両端を光学研磨したものを試料として測定した透過率の差分から、厚さ１０ｍｍあたりの光学損失として求めた。

（実施例１）
ＬＥＤチップとして、サファイア基板とこの基板上に窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）のｐｎ接合が形成された昭和電工製ＧＵ３５Ｒ４７０Ｔチップ（中心波長：４７０ｎｍ（青色）、電流規格２０ｍＡ、消費電力：１２ｍＷ、光出射面のサイズ：３５０μｍ×３５０μｍ）を使用した。このＬＥＤチップを実装基板（ＮＥＣショットコンポーネンツ（株）製、商品名「ＴＯ１８」）上にフェースアップ実装した。

透光性微粒子として、光学ガラス（ＨＯＹＡ（株）製、商品名「Ｅ−ＦＤ５」）を乳鉢で粉砕してふるいにより分級し、短径が２０μｍ以下のガラス粉を採取して使用した。なお、このガラス粉の平均短径は５μｍであり、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率はｎ＝１．６９０であり、１ｃｍ当たりの光学損失は１％以下であった。

第１の樹脂として、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率がｎ＝１．５１８であるエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名「ＹＸ８０００」）を使用した。このエポキシ樹脂と上記ガラス粉とを質量比１：１で混合、攪拌し、透光性層用組成物を得た。この透光性層用組成物を、ＬＥＤチップ上に約０．１μＬ塗布し、１００℃に加熱した恒温槽で２時間硬化させ、透光性層を形成した。

次に、光束制御素子（コリメータレンズ）を以下の方法により作製した。すなわち、脂環族オレフィン樹脂（日本ゼオン（株）製、商品名「ＺＥＯＮＥＸ−４８０Ｒ」、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率：１．５３、熱変形温度：１２０℃以上）を射出成形してコリメータレンズを作製した。なお、このコリメータレンズは、片面が楕円回転体形状であり、もう一方の面がその中心部に半球形状の凹み部を有する平面である。また、このコリメータレンズのコリメータ角度は光軸（回転対称軸）を中心に±７．５°であった。

このコリメータレンズの凹み部に上述の透光性層を形成したＬＥＤチップを配置した。そして、この凹み部に第２の樹脂としてのエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名「ＹＸ８０００」）を充填し、８０℃に加熱した恒温槽に放置し、実装基板上にコリメータレンズを固定した。その後、１００℃に加熱した恒温槽で更に１時間硬化させ封止し、実施例１のＬＥＤ素子を得た。

（比較例１）
透光性層を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１のＬＥＤ素子を得た。

（比較例２）
透光性微粒子として、光学ガラス（ＨＯＹＡ（株）製、商品名「Ｅ−ＦＥＬ６」）を乳鉢で粉砕してふるいにより分級し、短径が２０μｍ以下のガラス粉を採取して使用した他は実施例１と同様にして、比較例２のＬＥＤ素子を得た。なお採取したガラス粉の平均短径は５μｍであり、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率はｎ＝１．５４０であり、１ｃｍ当たりの光学損失は１％以下であった。

［配光特性の評価］
実施例１及び比較例１，２のＬＥＤ素子について、マルチ分光ゴニオフォトメータ（テックワールド社製、ＴＰＭ−２５００）により配光特性を測定した。この測定装置の被検物から光検出部までの距離は２５０ｍｍであり、光検出部直前にφ１ｍｍのスリットが入っているので、角度分解能はｔａｎ^―１（１／２５０）＝０．２度である。実施例１のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図３に、比較例１のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図４に、比較例２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図５に、それぞれ示す。

図３〜５から明らかであるように、実施例１のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフは滑らかな曲線であり、且つコリメータレンズのコリメータ角度（±７．５°）における発光強度のバラツキが１０％以下に抑えられており、照明ムラが十分に防止されている。これに対して、比較例１及び２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフは急峻な変化点を有しており、且つコリメータレンズのコリメータ角度（±７．５°）における発光強度のバラツキは１０％を超えており、照明ムラが生じている。

（実施例２）
ＬＥＤチップとして、サファイア基板とこの基板上に窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）のｐｎ接合が形成された昭和電工製ＧＵ３５Ｒ４７０Ｔチップ（中心波長：４７０ｎｍ（青色）、電流規格２０ｍＡ、消費電力：１２ｍＷ、光出射面のサイズ：３５０μｍ×３５０μｍ）を使用した。このＬＥＤチップを実装基板（ＮＥＣショットコンポーネンツ（株）製、商品名「ＴＯ１８」）上にフェースアップ実装した。

透光性微粒子として、光学ガラス（ＨＯＹＡ（株）製、商品名「Ｅ−ＦＤ５」）を乳鉢で粉砕してふるいにより分級し、短径が２０μｍ以下のガラス粉を採取して使用した。なお、このガラス粉の平均短径は５μｍであり、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率はｎ＝１．６９０であり、１ｃｍ当たりの光学損失は１％以下であった。

第１の樹脂として、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率がｎ＝１．５１８であるエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名「ＹＸ８０００」）を使用した。このエポキシ樹脂と上記ガラス粉とを質量比１：１で混合、攪拌し、透光性層用組成物を得た。この透光性層用組成物を、ＬＥＤチップ上に約０．１μＬ塗布し、１００℃に加熱した恒温槽で２時間硬化させ、透光性層を形成した。

次に、光束制御素子（コリメータレンズ）を以下の方法により作製した。すなわち、脂環族オレフィン樹脂（日本ゼオン（株）製、商品名「ＺＥＯＮＥＸ−４８０Ｒ」、λ_０＝４７０ｎｍにおける屈折率：１．５３）を射出成形してコリメータレンズを作製した。なお、このコリメータレンズは、片面が楕円回転体形状であり、もう一方の面がその中心部に半球形状の凹み部を有する平面である。また、このコリメータレンズのコリメータ角度は±７．５°であった。

このコリメータレンズの凹み部に上述の透光性層を形成したＬＥＤチップを配置した。そして、この凹み部を第２の樹脂としてのエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名「ＹＸ８０００」）を充填し、８０℃に加熱した恒温槽に放置し、実装基板上にコリメータレンズを固定した。その後、１００℃に加熱した恒温槽で更に１時間硬化させ封止し、実施例２のＬＥＤ素子を得た。

（比較例３）
透光性微粒子として、光学ガラス（ＨＯＹＡ（株）製、商品名「Ｅ−ＦＤ５」）を乳鉢で粉砕してふるいにより分級し、短径が２０〜４０μｍのガラス粉を採取して使用した他は実施例２と同様にして、比較例３のＬＥＤ素子を得た。

（比較例４）
透光性微粒子として、光学ガラス（ＨＯＹＡ（株）製、商品名「Ｅ−ＦＤ５」）を乳鉢で粉砕してふるいにより分級し、短径が４０μｍ以上のガラス粉を採取して使用した他は実施例２と同様にして、比較例４のＬＥＤ素子を得た。

［配光特性の評価］
実施例２及び比較例３，４のＬＥＤ素子について上記と同様の方法により、配光特性を測定した。実施例２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図６に、比較例３のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図７に、比較例４のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフを図８に、それぞれ示す。

図６〜８から明らかであるように、実施例２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフは滑らかな曲線であり、且つコリメータレンズのコリメータ角度（±７．５°）における発光強度のバラツキが１０％以下に抑えられており、照明ムラが十分に防止されている。これに対して、比較例３及び４のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフは急峻な変化点を有しており、且つコリメータレンズのコリメータ角度（±７．５°）における発光強度のバラツキは１０％を超えており、照明ムラが生じている。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ素子を示す模式断面図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ素子を示す模式断面図である。 実施例１のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。 比較例１のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。 比較例２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。 実施例２のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。 比較例３のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。 比較例４のＬＥＤ素子の配光特性を示すグラフである。

符号の説明

１…基板、３…ＬＥＤチップ、５…透光性層、６…第１の樹脂、７…透光性微粒子、９ａ，９ｂ…ワイヤーボンド、１０，２０…ＬＥＤ素子、１１…第２の樹脂、１５…光束制御素子。

Claims (4)

1. 発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップの光出射面側に配置された透光性層と、を備える発光ダイオード素子であって、
   前記透光性層は、樹脂と短径２０μｍ以下の透光性微粒子とを含有し、
   前記透光性微粒子の屈折率と前記樹脂の屈折率との差が０．１以上である発光ダイオード素子。
2. 発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップの光出射面側に配置された透光性層と、前記発光ダイオードチップ及び前記透光性層を覆うように設けられた光束制御素子と、を備える発光ダイオード素子であって、
   前記透光性層は、第１の樹脂と短径２０μｍ以下の透光性微粒子とを含有し、
   前記透光性微粒子の屈折率と前記第１の樹脂の屈折率との差は０．１以上であり、
   前記光束制御素子には、前記発光ダイオードチップ及び前記透光性層を覆うための凹み部が形成されており、
   前記発光ダイオードチップ、前記透光性層及び前記光束制御素子を接合する第２の樹脂が前記凹み部に充填されている発光ダイオード素子。
3. 前記透光性層の厚みは２００μｍ以下である、請求項１又は２記載の発光ダイオード素子。
4. 前記光束制御素子は脂環族オレフィン樹脂を含有してなる素子である、請求項２又は３記載の発光ダイオード素子。
   

Images