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JP2003017751A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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Publication number
JP2003017751A
JP2003017751A JP2001195961A JP2001195961A JP2003017751A JP 2003017751 A JP2003017751 A JP 2003017751A JP 2001195961 A JP2001195961 A JP 2001195961A JP 2001195961 A JP2001195961 A JP 2001195961A JP 2003017751 A JP2003017751 A JP 2003017751A
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JP
Japan
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light
light emitting
emitting element
phosphor
emitted
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001195961A
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English (en)
Inventor
Yoshinobu Suehiro
好伸 末広
Hideyuki Nakano
英幸 中野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP2001195961A priority Critical patent/JP2003017751A/ja
Priority to US10/179,372 priority patent/US6900587B2/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子の光を蛍光体の表面または裏面で反
射させて外部放射させることで、発光素子の光、励起光
（蛍光）ともに外部放射効率を高めること。 【解決手段】 ＬＥＤ１においては、１対のリード３
ａ，３ｂを通じて青色発光素子２に電力が供給される
と、青色発光素子２の上面から光が上方に発せられると
ともに側面及び下面からも光が放射されて蛍光体５に照
射され、蛍光体５の表面あるいは高反射材料としての凹
状の反射鏡３ｃで反射されて、励起光（蛍光）あるいは
照射光として上方に放射される。凹状の反射鏡３ｃの上
方は凸レンズ７の放射面となっているために、発せられ
た励起光及び照射光は集光されて高い外部放射効率で外
部放射される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子の発する
光によって蛍光材料を励起させて蛍光を発する発光ダイ
オード（以下、「ＬＥＤ」とも略する。）に関するもの
である。なお、本明細書中ではＬＥＤチップそのものは
「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載したパッケー
ジ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む発光装置全体
を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこととす
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、青色光を発する発光素子を青色光
により黄色光が励起される蛍光体あるいは同蛍光体を含
有させた樹脂で覆うことにより、発光素子が発する青色
光と青色光により蛍光体で励起される黄色光とにより、
白色に視認される光を外部放射できるものがある。この
ような発光ダイオードの具体例として、図９に示される
ようなものがある。図９は、従来例の発光ダイオードの
全体構成を示す縦断面図である。
【０００３】この発光ダイオード８１は、青色発光素子
８２に電力を供給する銀メッキされた１対のリード８３
ａ，８３ｂのうち、一方のリード８３ａの上端部にカッ
プ８３ｃを設けて、このカップ８３ｃの底面に青色発光
素子８２をマウントしている。青色発光素子８２の表面
の２つの電極と、１対のリード８３ａ，８３ｂとは、２
本のワイヤ８４ａ，８４ｂによってそれぞれボンディン
グされて電気的接続がとられている。カップ８３ｃ内に
は青色発光素子８２を覆って、青色光により黄色光が励
起される蛍光体８５が充填されている。これらの青色発
光素子８２、蛍光体８５等が、透明エポキシ樹脂８６に
よって封止されるとともに、凸レンズ８７の放射面がモ
ールドされている。かかる構成によって、青色発光素子
８２から青色光が放射されると蛍光体８５内をそのまま
通過してきた青色光と、青色光によって蛍光体８５が励
起されて発せられた黄色光とが透明エポキシ樹脂８６内
で混ざり合って外部放射され、白色光として視認される
ことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成においては、青色発光素子８２から発した青色
光及び蛍光体８５で励起された黄色光の外部放射効率が
良くなかった。即ち、青色光は蛍光体層８５を透過した
光のみが外部放射されるが、蛍光体層８５では散乱が生
じるので、外部への平均光路が長く、蛍光体層８５内で
の吸収損失が大きい。また、蛍光体層８５内での散乱光
の一部は青色発光素子８２内へ再入射するが、発光素子
材料の屈折率は大きく、外部へ放射されにくく吸収率が
高いので、青色発光素子８２内での吸収損失も大きい。
一方、黄色の励起光は青色光が通過する蛍光体層８５内
全体で生じるが、青色光密度の高い青色発光素子８２近
傍での発光量が大きい。このため、青色光同様、蛍光体
層８５内、青色発光素子８２内での吸収損失が大きい。
このように、発光素子が発する光を蛍光体層を透過させ
るとともに、蛍光体層による励起光を発光させ、外部放
射する構造では吸収損失が大きいという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、発光素子から発せられ
る光、励起光（蛍光）ともに外部放射効率を高めること
ができる発光ダイオードを提供することを課題とするも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
発光ダイオードは、発光素子と、無機または有機材料の
１以上からなる蛍光材料を含む蛍光体を高反射材料の上
に塗布して形成した蛍光面とを備え、前記蛍光面の前記
発光素子によって照射される側から光を外部に取出すも
のである。
【０００７】かかる構成のＬＥＤにおいては、発光素子
から発せられる光を蛍光体の表面あるいは裏面で反射さ
せて外部に放射させることになる。一般に、蛍光面の表
面付近において、発光素子から照射される光の反射及び
その光を吸収することによる蛍光材料の励起・蛍光の発
光ともに最も多く起こるので、これらの表面で反射した
照射光及び励起光は蛍光体による吸収を受けることな
く、効率良く外部放射される。一方、蛍光面の裏面まで
達して高反射材料で反射される光は、蛍光材料の中を往
復して通過することになるので、大部分の励起光と一部
の照射光が混合されて外部照射される。このように、蛍
光面の表面と裏面で反射される光が合わせられることに
よって、外部照射効率は従来に比べて著しく向上する。
【０００８】このようにして、発光素子から発せられる
光を蛍光体の表面あるいは裏面で反射させて外部放射さ
せることによって、発光素子が発する光、励起光（蛍
光）ともに外部放射効率を高めることができる発光ダイ
オードとなる。
【０００９】請求項２の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１の構成において、前記発光素子の側面に前
記高反射材料の上に形成された蛍光面を有するものであ
る。
【００１０】このように、発光素子の側面にも高反射材
料の上に形成された蛍光面を設けることによって、発光
素子の側面から発せられた光をも反射して励起光及び照
射光として外部放射することができるので、外部放射効
率をさらに向上させることができる。
【００１１】請求項３の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１または請求項２のいずれか１つの構成にお
いて、前記発光素子に対向して前記蛍光面を設けたもの
である。
【００１２】かかる構成のＬＥＤにおいては、発光素子
の発光面から発せられた光の大部分が蛍光面で反射され
るので、蛍光面の表面及び裏面で反射される光量も著し
く増加し、励起光及び照射光として外部放射されるの
で、外部放射効率を飛躍的に向上させることができる。
【００１３】このようにして、発光素子に対向して高反
射材料の上に形成された蛍光面を設けたことによって、
励起光及び照射光の外部放射効率を飛躍的に向上させる
ことができる発光ダイオードとなる。
【００１４】請求項４の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子は紫外線を照射するものであり、前記
蛍光体は紫外線の照射によって発光する無機または有機
材料の１以上からなる蛍光材料が前記高反射材料の上に
塗布されて形成されたものである。
【００１５】紫外線の照射によって発光する蛍光材料に
は様々な色の蛍光を発するものがあり、これによって蛍
光面からは様々な色の光を外部放射することができる。
そして、人の目には見えない紫外線を照射して蛍光を発
光させているために、照射光と励起光との色分離の問題
が起きることがない。さらに、紫外線の照射によって発
光する蛍光材料には、赤、緑、青の光の三原色をそれぞ
れ強力に発するものがあることから、これらの蛍光材料
を最適な割合で混合して蛍光体とすることによって、明
るい白色を発するＬＥＤを作成することができる。
【００１６】このようにして、紫外線を発する発光素子
と紫外線の照射によって発光する蛍光材料とを組み合わ
せることによって、様々な色を発する発光ダイオードを
色分離の問題なく作成することができ、さらには明るい
白色を発する発光ダイオードを作成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【００１８】実施の形態１ まず、本発明の実施の形態１について、図１及び図２を
参照して説明する。図１は本発明の実施の形態１にかか
る発光ダイオードの全体構成を示す縦断面図である。図
２は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの変
形例の全体構成を示す縦断面図である。
【００１９】図１に示されるように、本実施の形態１の
ＬＥＤ１は、青色発光素子２に電力を供給する銀メッキ
された１対のリード３ａ，３ｂのうち、一方のリード３
ａの上端部に凹状の反射鏡３ｃを設けて、この凹状の反
射鏡３ｃの凹面に蛍光材料を含んだ蛍光体５が均一な厚
さで塗布され、その底部に透明ペーストを介して青色発
光素子２がマウントされている。青色発光素子２と１対
のリード３ａ，３ｂとは、ワイヤ４ａ，４ｂによってそ
れぞれボンディングされて電気的接続がとられている。
これらの青色発光素子２、１対のリード３ａ，３ｂの先
端部分、凹状の反射鏡３ｃ、ワイヤ４，４ｂ及び蛍光体
５が、透明エポキシ樹脂６によって封止されるととも
に、凸レンズ７の放射面がモールドされている。
【００２０】かかる構成を有するＬＥＤ１においては、
１対のリード３ａ，３ｂを通じて青色発光素子２に電力
が供給されると、青色発光素子２の上面から光が上方に
発せられるとともに側面及び下面からも光が放射されて
蛍光体５に照射される。蛍光体５の表面付近において、
青色発光素子２から照射される光の反射及びその光を吸
収することによる蛍光材料の励起・蛍光の発光ともに最
も多く起こるので、これらの表面で反射した青色光及び
黄色光は蛍光体５による吸収を受けることなく、上方へ
照射される。凹状の反射鏡３ｃの上方は凸レンズ７の放
射面となっているために、発せられた青色光及び黄色光
は透明エポキシ樹脂６内で混ぜ合わされ、白色光となっ
て集光されて外部放射される。
【００２１】一方、青色光が蛍光体５内を通過して高反
射材料としての凹状の反射鏡３ｃで反射されて、再び蛍
光体５表面に戻ってくるまでに黄色の励起光が青色光の
光路全体に亘って生じるが、高反射材料としての凹状の
反射鏡３ｃがあるために蛍光体５内における吸収損失が
小さくなり、青色光と黄色光のかなりの部分が蛍光体５
内から上方に放射される。ここで、高反射材料としての
凹状の反射鏡３ｃで反射される光は蛍光体５の中を往復
して通過するために、蛍光体の厚さが従来の透過型の１
／２で済み、大部分の励起光と一部の照射光が混合され
て外部照射される。そして、蛍光材料の中を往復して通
過することによって、蛍光面作成時における蛍光体５の
塗布厚さを薄くすることができるので、コストダウンに
つながる。
【００２２】このように、図９に示される従来例と異な
り、青色発光素子２から発せられた青色光は上面から発
せられた大部分の光が蛍光体５内を透過することなく直
接凸レンズ７で集光されて外部放射される。また、青色
発光素子２の側面及び下面から発せられて蛍光体５に当
たった青色光は、蛍光体５の表面付近が反射及び青色光
を吸収することによる黄色光の発光ともに最も多く起こ
るので、これらの表面で反射した青色光及び黄色光は蛍
光体５による吸収を受けることなく、上方へ照射され凸
レンズ７で集光されて外部放射される。さらに、蛍光体
５の内部に進入した青色光によって黄色光が励起される
が、これらのうちには散乱して蛍光体５の表面へ出るも
のもあり、高反射材料としての凹状の反射鏡３ｃまで達
して反射されて蛍光体５の内部を進むうちに一部は吸収
され、その他は蛍光体５の表面へ達して外部放射され
る。
【００２３】このようにして、本実施の形態１のＬＥＤ
１においては、青色発光素子２から発せられる光を蛍光
体５の表面あるいは裏面（凹状の反射鏡３ｃ）で反射さ
せて外部放射される光が合わさることによって、発光素
子が発する青色光、励起光（黄色光）ともに外部放射効
率を高めることができる。
【００２４】次に、本実施の形態１の変形例について、
図２を参照して説明する。なお、図１と同一の部分に
は、同一の符号を付して説明を省略する。図２に示され
るように、本実施の形態１の変形例のＬＥＤ１１がＬＥ
Ｄ１と異なるのは、凹状の反射鏡３ｃの上方において、
透明エポキシ樹脂６に拡散剤８が混入されていることで
ある。これによって、青色発光素子２からの照射光と照
射光によって励起された黄色光が拡散剤８で拡散されて
良く混ざり合い、青色光と黄色光が混ざり合って白色に
ならずにそのまま別々に青色光と黄色光として出てしま
う色分離の現象を大幅に低減することができる。
【００２５】このようにして、本実施の形態１の変形例
のＬＥＤ１１においては、拡散剤８を混入したことによ
って、照射光と励起光とが良く混ざり合って色分離の現
象が大幅に低減され、所望の色の光を外部放射させるこ
とができる。
【００２６】実施の形態２ 次に、本発明の実施の形態２について、図３及び図４を
参照して説明する。図３は本発明の実施の形態２にかか
る発光ダイオードの全体構成を示す縦断面図である。図
４は本発明の実施の形態２にかかる発光ダイオードの変
形例の全体構成を示す縦断面図である。
【００２７】図３に示されるように、本実施の形態２の
ＬＥＤ２１は、回路パターンの形成された円板状の白色
基板１６上に発光素子２がマウントされ、発光素子２の
周囲にはドーナツ形の白色反射枠１７が白色基板１６上
に固定されている。発光素子２を囲む白色基板１６及び
白色反射枠１７には、蛍光材料を含む蛍光体１５が全面
に均一な厚さで塗布されて蛍光面を形成している。蛍光
面内の中空部分には透明エポキシ樹脂１８が充填される
とともに、上面に放射面１９を形成している。
【００２８】発光素子２の上面から発せられた光は、あ
るものは透明エポキシ樹脂１８を通過して放射面１９か
ら直接外部放射され、あるものは側面の蛍光面の蛍光体
１５に当たって蛍光体１５の表面、または裏面の高反射
材料としての白色反射枠１７で反射されて蛍光材料を励
起して励起光として放射面１９から放射される。このＬ
ＥＤ２１では、蛍光面が発光素子２に対して大きな立体
角をもつため、励起光に変換される割合が大きくなる。
また、屈折率ｎ＝１．５の透明エポキシ樹脂１８とｎ＝
１．０の空気との界面１９で反射された光は再度蛍光面
へ至り、励起光に変換されて放射される。また、発光素
子２の側面から発せられた光は側面または底面の蛍光面
の蛍光体１５に当たって、蛍光材料を励起して励起光と
なり、蛍光面の間を反射しながら上方へ上がって放射面
１９から放射される。
【００２９】このようにして、本実施の形態２のＬＥＤ
２１においては、高反射材料としての白色基板１６及び
白色反射枠１７に蛍光体１５を塗布することによって蛍
光面を形成し、発光素子２から発光された照射光とその
照射光が蛍光面の表側及び裏側で反射されることによっ
て励起された励起光とが混ざり合って上面の放射面１９
から外部放射される。
【００３０】次に、本実施の形態２の変形例について、
図４を参照して説明する。なお、図３と同一の部分に
は、同一の符号を付して説明を省略する。図４に示され
るように、本実施の形態２の変形例のＬＥＤ３１がＬＥ
Ｄ２１と異なるのは、円筒形の透明エポキシ樹脂１８に
よる充填部分が放射面側から円錐形に削り取られている
点である。これによって、放射面２９は凹状の円錐形と
なり、発光素子２から放射面２９へ直接照射された光は
全て反射されて透明エポキシ樹脂２８の周囲の蛍光面へ
照射されるので、発光素子２から発せられた光の全てが
１度は蛍光体２５に照射されることになる。これによっ
て、放射面２９から外部放射される光は全て照射光と励
起光が均一に混合したものとなり、色分離のないＬＥＤ
とすることができる。
【００３１】実施の形態３ 次に、本発明の実施の形態３について、図５を参照して
説明する。図５（ａ）は本発明の実施の形態３にかかる
発光ダイオードの平面図、（ｂ）は発光ダイオードの全
体構成を示す縦断面図である。
【００３２】図５（ａ），（ｂ）に示されるように、本
実施の形態３のＬＥＤ４１は、円形の放射面に突き出た
白色基板４３ａの下面に発光素子４２をマウントし、こ
れと対向して白色反射基板４６の上面を発光素子４２を
焦点とする回転放物面形状に形成して、この回転放物面
上に蛍光体４４を均一な厚さで塗布して蛍光面を形成し
たものである。そして、発光素子４２と蛍光体４４の間
の中空部分には透明エポキシ樹脂４５が充填されてい
る。かかる構成によって、ＬＥＤ４１においては発光素
子４２から発せられた光のほぼ全てが蛍光面に照射され
る。この際、発光素子４２から直接光は外部放射され
ず、発光素子４２からの光は必ず蛍光体４４に一度は至
った後に、外部放射される。また、蛍光体４４は、高反
射材料である白色反射基板４６上に形成されているの
で、蛍光体４４の厚さが従来の透過型の１／２で済む。
【００３３】このようにして、本実施の形態３のＬＥＤ
４１においては、照射光と励起光とが混ざり合った状態
で全ての反射光が同一方向（図５（ｂ）の上方向）へ照
射されるので、色分離の問題もなく、また外部放射効率
が高くなって光量が大きくなり、明るい発光ダイオード
となる。
【００３４】実施の形態４ 次に、本発明の実施の形態４について、図６及び図７を
参照して説明する。図６は本発明の実施の形態４にかか
る発光ダイオードの全体構成を示す縦断面図である。図
７は本発明の実施の形態４にかかる発光ダイオードの変
形例の全体構成を示す縦断面図である。
【００３５】図６に示されるように、本実施の形態４の
ＬＥＤ５１は白色基板５３の下面にマウントされた発光
素子５２に対向して高反射材料としての金属板５４が配
置されている。この金属板５４は、実施の形態３と同じ
く発光素子５２を焦点とする回転放物面に形成されてお
り、金属板５４の上面には蛍光材料を含む蛍光体５５が
均一な厚さで塗布されて蛍光面が形成されている。これ
らの金属板５４、蛍光体５５、発光素子５２及び白色基
板５３の先端が、透明エポキシ樹脂５６で封止されると
ともに発光素子２の背面側に放射面５７が形成されてい
る。
【００３６】かかる構成を有するＬＥＤ５１において
は、発光素子５２の発する光のほぼ全てが蛍光面に照射
される。この際、発光素子５２から直接光は外部放射さ
れず、発光素子５２からの光は必ず蛍光体５５に一度は
至った後に、外部放射される。また、蛍光体５５は、高
反射材料である金属板５４上に形成されているので、蛍
光体５５の厚さが従来の透過型の１／２で済む。即ち、
放射面５７に略垂直に上方へ外部放射されるので、本実
施の形態４のＬＥＤ５１においては、照射光と励起光と
が混ざり合った状態で全ての反射光が同一方向（図６の
上方向）へ照射されるので、色分離の問題もなく、また
外部放射効率が高くなって光量が大きくなり、明るいＬ
ＥＤとなる。
【００３７】次に、本実施の形態４の変形例について、
図７を参照して説明する。図７に示されるように、本実
施の形態４の変形例のＬＥＤ６１は、白色基板６３の下
面にマウントされた発光素子６２が透明エポキシ樹脂６
４によって封止されるとともに、発光素子６２に対向す
る底面６４ａが回転放物面状に形成される。この底面６
４ａの下側に蛍光材料を含む蛍光体６５が均一な厚さで
塗布され、さらに蛍光体６５の下側に高反射材料として
の銀の薄膜６６が蒸着されて、その下の空間は透明エポ
キシ樹脂６７で充填される。
【００３８】このようにして作成されたＬＥＤ６１は、
発光素子６２に対向して高反射材料としての銀の薄膜６
６が回転放物面状に形成され、その上に蛍光体６５から
なる蛍光面が形成され、全体が透明エポキシ樹脂６４，
６７によって封止されるとともに、上面に放射面６８が
形成されており、結果としては本実施の形態４のＬＥＤ
５１と同様の構成になっている。したがって、発光素子
６２の発する光のほぼ全てが蛍光面に放射される。この
際、発光素子６２から直接光は外部放射されず、発光素
子６２からの光は必ず蛍光体６５に一度は至った後に、
外部放射される。また、蛍光体６５は、高反射材料であ
る銀の薄膜６６上に形成されているので、蛍光体６５の
厚さが従来の透過型の１／２で済む。即ち、放射面６８
に略垂直に上方へ外部放射されるので、ＬＥＤ６１にお
いては、照射光と励起光とが混ざり合った状態で全ての
反射光が同一方向へ照射されるので、色分離の問題もな
く、また外部放射効率が高くなって光量が大きくなり、
明るいＬＥＤとなる。
【００３９】このようにして、本実施の形態４の変形例
のＬＥＤ６１においては、ＬＥＤ５１と全く異なった作
成方法によって同様の構成とすることができ、同様の作
用効果を得ることができる。
【００４０】実施の形態５ 次に、本発明の実施の形態５について、図８を参照して
説明する。図８は本発明の実施の形態５にかかる発光ダ
イオードの全体構成を示す縦断面図である。
【００４１】図８に示されるように、本実施の形態５の
ＬＥＤ７１は、白色基板７３の下面にマウントされた発
光素子７２に対向して高反射材料としての金属板７４が
配置されており、この金属板７４は発光素子７２を焦点
とする回転放物面状に形成されている。金属板７４の上
面には蛍光材料を含む蛍光体７５が均一な厚さで塗布さ
れており、これによって蛍光面が形成されている。これ
らの発光素子７２、白色基板７３の先端部分、金属板７
４及び蛍光体７５が透明エポキシ樹脂７６によって封止
されるとともに、上方が凸レンズとなった放射面７７が
形成されている。これによって、発光素子７２から発せ
られた光はほぼ全て蛍光面で反射されて、照射光と励起
光が混ざり合った状態で上方へ向かう。この際、発光素
子７２から直接光は外部放射されず、発光素子７２から
の光は必ず蛍光体７５に一度は至った後に、外部放射さ
れる。また、蛍光体７５は、高反射材料である金属板７
４上に形成されているので、蛍光体７５の厚さが従来の
透過型の１／２で済む。そして、凸レンズの放射面７７
で集光されて外部放射される。
【００４２】このようにして、本実施の形態５のＬＥＤ
７１においては、照射光と励起光とが混ざり合った状態
で全ての反射光が同一方向へ照射されるので、色分離の
問題もなく、また外部放射効率が高くなって光量が大き
くなり、さらに凸レンズの放射面７７を設けたことによ
って集光放射させることが可能になる。
【００４３】上記各実施の形態においては、可視光を発
する発光素子と可視光によって励起されて可視光の蛍光
を発する蛍光材料を含む蛍光体を用いた場合について説
明し、その一例として青色発光素子と青色発光素子の照
射によって黄色蛍光を発する蛍光材料を挙げたが、紫外
線を発する発光素子と紫外線の照射によって励起されて
可視光の蛍光を発する蛍光材料を含む蛍光体を用いるこ
ともできる。紫外線の照射によって発光する蛍光材料に
は様々な色の蛍光を発するものがあり、これによって蛍
光面からは様々な色の光を外部放射することができる。
そして、人の目には見えない紫外線を照射して蛍光を発
光させているために、照射光と励起光との色分離の問題
が起きることがない。さらに、紫外線の照射によって発
光する蛍光材料には、赤、緑、青の光の三原色をそれぞ
れ強力に発するものがあることから、これらの蛍光材料
を最適な割合で混合して蛍光体とすることによって、明
るい白色を発するＬＥＤを作成することができる。但
し、この場合には銀は紫外領域では反射率が低いので、
紫外領域でも反射率の高いアルミニウムでリードフレー
ムや金属板、薄膜を作成する必要がある。
【００４４】また、上記各実施の形態においては、封止
材料として透明エポキシ樹脂を用いているが、硬化前の
流動性・充填性、硬化後の透明性・強度等の条件を満た
すものであれば、どのような封止材料を用いても良い。
【００４５】さらに、上記各実施の形態においては、発
光素子及び蛍光体を樹脂封止した例について説明してい
るが、必ずしも樹脂封止しなくても構わない。
【００４６】発光ダイオードのその他の部分の構成、形
状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記
各実施の形態に限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
かかる発光ダイオードは、発光素子と、無機または有機
材料の１以上からなる蛍光材料を含む蛍光体を高反射材
料の上に塗布して形成した蛍光面とを備え、前記蛍光面
の前記発光素子によって照射される側から光を外部に取
出すものである。
【００４８】かかる構成のＬＥＤにおいては、発光素子
から発せられる光を蛍光体の表面あるいは裏面で反射さ
せて外部に放射させることになる。一般に、蛍光面の表
面付近において、発光素子から照射される光の反射及び
その光を吸収することによる蛍光材料の励起・蛍光の発
光ともに最も多く起こるので、これらの表面で反射した
照射光及び励起光は蛍光体による吸収を受けることな
く、効率良く外部放射される。一方、蛍光面の裏面まで
達して高反射材料で反射される光は、蛍光材料の中を往
復して通過することになるので大部分の励起光と一部の
照射光が混合されて外部照射される。このように、蛍光
面の表面と裏面で反射される光が合わせられることによ
って、外部照射効率は従来に比べて著しく向上する。
【００４９】このようにして、発光素子から発せられる
光を蛍光体の表面あるいは裏面で反射させて外部放射さ
せることによって、発光素子が発する光、励起光（蛍
光）ともに外部放射効率を高めることができる発光ダイ
オードとなる。
【００５０】請求項２の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１の構成において、前記発光素子の側面に前
記高反射材料の上に形成された蛍光面を有するものであ
る。
【００５１】このように、発光素子の側面にも高反射材
料の上に形成された蛍光面を設けることによって、請求
項１に記載の効果に加えて、発光素子の側面から発せら
れた光をも反射して励起光及び照射光として外部放射す
ることができるので、外部放射効率をさらに向上させる
ことができる。
【００５２】請求項３の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１または請求項２のいずれか１つの構成にお
いて、前記発光素子に対向して前記蛍光面を設けたもの
である。
【００５３】かかる構成のＬＥＤにおいては、請求項１
または請求項２に記載の効果に加えて、発光素子の発光
面から発せられた光の大部分が蛍光面で反射されるの
で、蛍光面の表面及び裏面で反射される光量も著しく増
加し、励起光及び照射光として外部放射されるので、外
部放射効率を飛躍的に向上させることができる。
【００５４】このようにして、発光素子に対向して高反
射材料の上に形成された蛍光面を設けたことによって、
励起光及び照射光の外部放射効率を飛躍的に向上させる
ことができる発光ダイオードとなる。
【００５５】請求項４の発明にかかる発光ダイオード
は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成におい
て、前記発光素子は紫外線を照射するものであり、前記
蛍光体は紫外線の照射によって発光する無機または有機
材料の１以上からなる蛍光材料が前記高反射材料の上に
塗布されて形成されたものである。
【００５６】請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記
載の効果に加えて、紫外線の照射によって発光する蛍光
材料には様々な色の蛍光を発するものがあり、これによ
って蛍光面からは様々な色の光を外部放射することがで
きる。そして、人の目には見えない紫外線を照射して蛍
光を発光させているために、照射光と励起光との色分離
の問題が起きることがない。さらに、紫外線の照射によ
って発光する蛍光材料には、赤、緑、青の光の三原色を
それぞれ強力に発するものがあることから、これらの蛍
光材料を最適な割合で混合して蛍光体とすることによっ
て、明るい白色を発するＬＥＤを作成することができ
る。
【００５７】このようにして、紫外線を発する発光素子
と紫外線の照射によって発光する蛍光材料とを組み合わ
せることによって、様々な色を発する発光ダイオードを
色分離の問題なく作成することができ、さらには明るい
白色を発する発光ダイオードを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態１にかかる発光ダ
イオードの全体構成を示す縦断面図である。
【図２】 図２は本発明の実施の形態１にかかる発光ダ
イオードの変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図３】 図３は本発明の実施の形態２にかかる発光ダ
イオードの全体構成を示す縦断面図である。
【図４】 図４は本発明の実施の形態２にかかる発光ダ
イオードの変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図５】 図５（ａ）は本発明の実施の形態３にかかる
発光ダイオードの平面図、（ｂ）は発光ダイオードの全
体構成を示す縦断面図である。
【図６】 図６は本発明の実施の形態４にかかる発光ダ
イオードの全体構成を示す縦断面図である。
【図７】 図７は本発明の実施の形態４にかかる発光ダ
イオードの変形例の全体構成を示す縦断面図である。
【図８】 図８は本発明の実施の形態５にかかる発光ダ
イオードの全体構成を示す縦断面図である。
【図９】 図９は、従来例の発光ダイオードの全体構成
を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 発光
ダイオード ２，４２，５２，６２，７２ 発光素子 ３ｃ，１６，１７，４６，５４，６６，７４ 高反射材
料 ５，１５，２５，４４，５５，６５，７５ 蛍光体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA06 AA11 DA07 DA16 DA19 DA20 DA26 DA44 DA75 DA78 EE23 EE25

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子と、無機または有機材料の１以
    上からなる蛍光材料を含む蛍光体を高反射材料の上に塗
    布して形成した蛍光面とを備え、 前記蛍光面の前記発光素子によって照射される側から光
    を外部に取出すことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項２】 前記発光素子の側面に前記高反射材料の
    上に形成された蛍光面を有することを特徴とする請求項
    １に記載の発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 前記発光素子に対向して前記高反射材料
    の上に形成された蛍光面を設けたことを特徴とする請求
    項１または請求項２に記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項４】 前記発光素子は紫外線を照射するもので
    あり、前記蛍光体は紫外線の照射によって発光する無機
    または有機材料の１以上からなる蛍光材料が前記高反射
    材料の上に塗布されて形成されたものであることを特徴
    とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の発
    光ダイオード。
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