JP3393089B2 - Light emitting diode - Google Patents
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- H10W72/07554—
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- H10W72/547—
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- H10W74/00—
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- H10W90/734—
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- H10W90/736—
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- H10W90/754—
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- H10W90/756—
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長変換型の発光
ダイオードに係り、特に青色発光を白色に変換するタイ
プの発光ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の波長変換型の発光ダイオ
ードとしては、例えば図12に示したものが知られてい
る(特許第2900928号)。これはリードフレーム
型の発光ダイオード1であって、リードフレームの一方
のメタルステム2に凹部3を設け、この凹部3に窒化ガ
リウム系化合物半導体からなる発光ダイオード素子4を
載せて固着すると共に、この発光ダイオード素子4と前
記メタルステム2及びリードフレームの他方のメタルポ
スト5とをそれぞれボンディングワイヤ6,7によって
接続し、さらに全体を砲弾形の透明樹脂9によって封止
した構造のものである。前記透明樹脂9の中には波長変
換用の蛍光材8が分散してあり、発光ダイオード1を点
灯させた時には、発光ダイオード素子4から発した光が
蛍光物質8に当たって黄色に波長変換され、発光ダイオ
ード素子4の元来の青色発光と混色して白色の発光色を
得ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の発光ダイオード1にあっては、発光ダイオード素子
4を封止している透明樹脂9の中に蛍光材8を分散させ
たものであるため、透明樹脂9を通過する光の透過率が
落ちてしまい、白色発光の輝度が低下するといった問題
があった。
【0004】また、透明樹脂9に比べて蛍光材8の比重
が大きいため均一に分散させることが難しく、別々の発
光ダイオード間のみならず一つの発光ダイオードの中で
も色度のバラツキが生じてしまうといった問題があっ
た。
【0005】そこで、本発明の目的は、発光輝度の向上
を図ると共に、色度のバラツキを抑えるようにした発光
ダイオードを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項1に係る発光ダイオードは、基材の
上面に蛍光材含有層を介して発光ダイオード素子の裏面
を固定すると共に、発光ダイオード素子の上面側を樹脂
封止してなる発光ダイオードにおいて、前記基材上面に
設けられた薄板状電極に蛍光材含有層を充填するための
孔を開設し、この孔の内周縁に形成される基材上面と薄
板状電極との間の僅かな段差を蛍光材含有層の厚みを確
保するための堰とする一方、前記薄板状電極の上面に反
射面を形成したことを特徴とする。
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る発光ダイオードの実施の形態を詳細に説明する。
図1乃至図3は、表面実装型の発光ダイオードに適用し
た場合の実施例を示したものである。この実施例に係る
表面実装型発光ダイオード11は、基材となる矩形状の
ガラスエポキシ基板(以下、ガラエポ基板という)12
に一対の電極(カソード電極13とアノード電極14)
をパターン形成し、この電極13,14の下面側をマザ
ーボード15上のプリント配線16,17に半田18で
固定することによって表面実装を実現するものである。
【0023】前記ガラエポ基板12の上面中央部には発
光ダイオード素子20が搭載され、その裏面側に塗布さ
れた蛍光材含有層21によってガラエポ基板12に固定
されている。この発光ダイオード素子20は窒化ガリウ
ム系化合物半導体からなる青色発光素子であり、図3に
示したように、サファイヤ基板22の上面にn型半導体
23とp型半導体24を成長させた構造からなる。n型
半導体23及びp型半導体24は電極25,26を備え
ており、前記ガラエポ基板12に設けられたカソード電
極13及びアノード電極14にボンディングワイヤ2
7,28によって接続されることで青色発光する。
【0024】一方、発光ダイオード素子20の裏面側に
設けられた蛍光材含有層21は、図3に示したように、
接着剤29をベースとした中に適当量の蛍光材30を均
一に分散させたものである。これをガラエポ基板12の
上面に所定の厚さになるように塗布し、その上に発光ダ
イオード素子20を載せ置く。接着剤29が加熱固化す
ることで、発光ダイオード素子20の裏面がガラエポ基
板12の上面に固定される。接着剤29とガラエポ基板
12との間では強い接着力が得られるので、蛍光材含有
層21が剥離するようなことはない。
【0025】前記蛍光材30は、発光ダイオード素子2
0からの発光エネルギによって励起され短波長の可視光
を長波長の可視光に変換するものであり、例えばイット
リウム化合物等の蛍光物質が用いられる。
【0026】従って、上記の実施例において、発光ダイ
オード素子20のn型半導体23とp型半導体24との
境界面からの発光は、上方、側方及び下方へ青色光31
として発光するが、特に下方側へ発光した青色光31は
蛍光材含有層21の中に分散されている蛍光材30に当
たって励起され、黄色光32に波長変換されて四方八方
に発光する。そして、この黄色光32が前記発光ダイオ
ード素子20の上方及び側方へ発光した青色光31と混
色し、発光ダイオード11を見た時に白色発光が得られ
ることになる。発光ダイオード素子20の上方は、直方
体形状の樹脂封止体33によって保護され、前述の青色
光31及び波長変換された黄色光32がこの中を直進す
るが、この樹脂封止体33がエポキシ系の透明樹脂を主
成分としており、従来と異なって蛍光材を含まないので
光の透過率が良く、結果的に混色された白色発光の輝度
アップが図られることになる。また、この実施例では接
着剤29の中に蛍光材30を分散させているので、従来
のように樹脂封止体の中に蛍光材を分散させるのとは異
なって、蛍光材30の分散に偏りが生ずるといったこと
がなく、発光時における色度のバラツキが抑えられるこ
とになる。さらに、この実施例では蛍光材含有層21が
樹脂封止体33の上面から遠く離れており、しかも発光
ダイオード素子20の裏面側に隠れているので、紫外線
の影響を受けにくい構造となっている。なお、樹脂封止
体33の中に二酸化ケイ素等の拡散剤を混入させること
によって、より均一な発光を得ることもできる。
【0027】上記蛍光材含有層21の裏面側に銅箔やア
ルミ箔など反射率の高い薄膜層を設けたり、又は図4に
示したように、カソード電極13を延長して載置面35
を形成し、この載置面35の上に蛍光材含有層21を介
して発光ダイオード素子20を固定することによって
も、発光ダイオード素子20の下方側に発した光の反射
効率を上げることができる。
【0028】また、発光ダイオード素子29の上方を保
護する樹脂封止体33は、上述の直方体形状に限定され
ることなく、図5に示したようにドーム状のレンズ部3
4として形成することもできる。レンズ部34を形成す
ることで集光効果による発光輝度のアップを期待するこ
とができる。また、図6に示したように、樹脂封止体3
3の水平上面に補助蛍光材含有層36を薄く形成するこ
とによって、上面での色調整が可能となる。補助蛍光材
含有層36は、有機溶媒の中に上記イットリウム系の蛍
光材30又は別の蛍光材を分散させたものであり、塗料
として樹脂封止体33の上面に印刷したり、シート状に
形成したものを貼付してもよい。補助蛍光材含有層36
は薄く形成されることから、これによって樹脂封止体3
3での光透過率の低下を最小限に抑えることができる。
【0029】図7及び図8は、本発明の第2実施例を示
したものである。この実施例では上記カソード電極13
から延長した載置面35に発光ダイオード素子20の平
面形状より少し小さめの角孔37を開設し、この角孔3
7内に上記蛍光材含有層21を充填し、その上に発光ダ
イオード素子20を載置して固定したものであり、その
他の構成は上記第1の実施例と同様である。この実施例
においては、蛍光材含有層21をこの角孔37に充填し
た時に、角孔37の内周縁が堰38の役目をして蛍光材
含有層21の流れ出しを防ぐので、所定の厚みを確保す
ることができると共に、発光ダイオード素子20の下面
全域に亘って均一な厚みを確保することができる。な
お、所定の厚みを確保するための堰38は、上記カソー
ド電極13の一部をなす載置部35に限定されるもので
はない。
【0030】図9は本発明の第3実施例を示したもので
ある。上記の実施例とは異なって、接着剤29と蛍光材
30とを分離し、透明の有機溶媒の中に上述の蛍光材3
0を分散させた蛍光材含有塗料40をガラエポ基板12
の上面に印刷塗布し、重ね刷りなどによって所定の厚み
に形成したものである。蛍光材含有塗料40を乾燥させ
た後、この上に透明の接着剤29を塗布しその上に発光
ダイオード素子20を載置して固定する。この実施例に
あっては、発光ダイオード素子12の下面側への青色発
光は、接着剤29を通過して蛍光材含有塗料40に分散
された蛍光材30に当たって励起され、黄色発光に波長
変換されて四方八方に発光するが、蛍光材含有塗料40
の厚みを大きく確保することができると共に厚みの調整
が容易であるため、青色発光との混色度合いを調整し易
いといったメリットがある。なお、蛍光材含有塗料40
以外に、蛍光材含有シートを貼付することによって形成
することができる。
【0031】図10は、本発明の第4実施例を示したも
のである。この実施例ではガラエポ基板12の上面中央
部に円筒状の反射枠41を配置し、その中に発光ダイオ
ード素子20を載置したものである。反射枠41は内周
壁42がテーパ面になっており、発光ダイオード素子2
0の発光を内周壁42で反射させて上方向へ集光する働
きを持っている。発光ダイオード素子20は、上述した
図3と同様、接着剤29の中に蛍光材30を分散させた
蛍光材含有層21を介してガラエポ基板12の上面に固
定されている。なお、蛍光材含有層21の裏面側に反射
層を設けることでさらに反射効果を高めることができ
る。また、前記実施例と同様、蛍光材含有層21の接着
剤と蛍光材とを分離して、別々の層で形成することも可
能である。
【0032】図11は本発明の第5実施例を示したもの
であり、発光ダイオード素子20を載置する基材とし
て、上記ガラエポ基板12の代わりに薄板の金属基板4
5を用いたものである。この実施例では金属基板45の
中央部分にすりばち状の凹部46をプレス成形し、この
凹部46の底面47に上記実施例1と同様、接着剤29
の中に蛍光材30を分散させた蛍光材含有層21を介し
て発光ダイオード素子の裏面を固定してある。凹部46
の内周壁48は前記実施例と同様テーパ面になってお
り、反射効率を高めることができる構造になっている。
また、この実施例では金属基板45自体に導電性があっ
て電極となり得るため、ボンディングワイヤ27,28
を金属基板45の上面に接続してある。なお、金属基板
45に設けられたスリット49及び絶縁テープ50は、
カソード電極13側とアノード電極14側とを仕切るた
めのものである。また、金属基板45の裏面側には剛性
を確保するため樹脂51による補強がなされる。
【0033】なお、上記いずれの実施例も、図2に示し
たように、マザーボード15上のプリント配線16,1
7に直接表面実装されるチップ型の発光ダイオードにつ
いて説明したものであるが、この発明の発光ダイオード
は、従来例で説明したリードフレーム型のものにも適用
することができる。即ち、発光ダイオード素子が載置さ
れるメタルステムの凹部に蛍光材を含有した接着剤を塗
布し、その上に窒化ガリウム系化合物半導体からなる発
光ダイオード素子を固着することで、砲弾形の樹脂封止
体の中に蛍光材を分散させなくても高輝度の白色発光を
得ることができる。
【0034】また、上記いずれの実施例も発光ダイオー
ド素子20と一対の電極13,14をボンディングワイ
ヤ27,28によって接続した場合について説明した
が、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば
半田バンプを用いたフリップチップ実装などの接続方法
も含まれるものである。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る発光
ダイオードによれば、発光ダイオード素子の裏面側に蛍
光材含有層を配置し、発光ダイオード素子で発光した光
の波長変換を発光ダイオード素子の裏面側で行うように
したので、発光ダイオード素子の上方側を保護する樹脂
封止体の中に波長変換用の蛍光材を分散させる必要がな
い。そのため、樹脂封止体における光の透過率が蛍光材
を分散させたものに比べてアップし、発光ダイオードの
発光輝度を上げることができるといった効果がある。ま
た、本発明に係る発光ダイオードによれば、前記基材上
面に設けられた薄板状電極に蛍光材含有層を充填するた
めの孔を開設し、この孔の内周縁に形成される基材上面
と薄板状電極との間の僅かな段差を蛍光材含有層の厚み
を確保するための堰としたので、蛍光材含有層を所定の
厚みに確保できると共に、その厚みを管理できるといっ
た効果がある。さらに、本発明に係る発光ダイオードに
よれば、蛍光材含有層が配置される前記薄板状電極の上
面に反射面を形成したので、蛍光材によって波長変換し
た後の黄色発光を効率的に上方へ反射させることがで
き、青色発光との混色が効果的に行われるといった効果
を奏する。
【0036】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、発光ダイオード素子の上方を封止する樹脂体の中に
蛍光材を分散させる必要がないので、従来のように樹脂
封止体の内部で蛍光材の分散に偏りが生ずるといったこ
とがなく、個々の発光ダイオード間において、また一つ
の発光ダイオードの内部においても色度のバラツキを抑
えることができる。
【0037】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、蛍光材を接着剤の中に分散させたことで、発光ダイ
オード素子を接着する工程の中で一緒に蛍光材の配置が
可能となり、工程的にも有利となる。
【0038】
【0039】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、発光ダイオード素子の上方を封止する樹脂封止体の
上面にドーム状のレンズ部を形成して集光させたり、発
光ダイオード素子の周囲に集光効果のあるテーパ面を設
けたりしたことで、白色発光の輝度をさらに上げること
ができる。
【0040】
【0041】また、本発明に係る発光ダイオードによれ
ば、発光ダイオード素子の上方を封止する樹脂封止体の
上面に補助蛍光含有層を設けたことで、上面での色調整
が可能となる。
【0042】また、本発明に係る発光ダイオードは、表
面実装タイプのチップ型発光ダイオードとして最適であ
り、量産性にも優れた構造である。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wavelength conversion type light emitting diode, and more particularly to a type which converts blue light emission into white light. 2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of wavelength conversion type light emitting diode, for example, the one shown in FIG. 12 is known (Japanese Patent No. 2990928). This is a lead frame type light emitting diode 1, in which a concave portion 3 is provided in one metal stem 2 of the lead frame, and a light emitting diode element 4 made of a gallium nitride-based compound semiconductor is mounted on the concave portion 3 and fixed. The light emitting diode element 4 is connected to the metal stem 2 and the other metal post 5 of the lead frame by bonding wires 6 and 7, respectively, and the whole is sealed with a bullet-shaped transparent resin 9. A fluorescent material 8 for wavelength conversion is dispersed in the transparent resin 9, and when the light emitting diode 1 is turned on, light emitted from the light emitting diode element 4 hits the fluorescent material 8 and is converted into a yellow color to emit light. A white light emission color can be obtained by mixing with the original blue light emission of the diode element 4. [0003] However, in the above-mentioned conventional light emitting diode 1, the fluorescent material 8 is dispersed in the transparent resin 9 which seals the light emitting diode element 4. For this reason, there is a problem that the transmittance of light passing through the transparent resin 9 decreases, and the luminance of white light emission decreases. Further, since the specific gravity of the fluorescent material 8 is larger than that of the transparent resin 9, it is difficult to uniformly disperse the fluorescent material 8, and the chromaticity varies not only between different light emitting diodes but also within one light emitting diode. There was a problem. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode in which emission luminance is improved and chromaticity variation is suppressed. [0006] In order to solve the above-mentioned problems, a light-emitting diode according to claim 1 of the present invention comprises a substrate
Together through the fluorescent material-containing layer for fixing the back surface of the light emitting diode element on an upper surface, the upper surface of the light emitting diode element in the resin sealed comprising light emitting diodes, the substrate top surface
For filling the fluorescent material-containing layer into the provided thin plate electrode
Open a hole and make thin contact with the upper surface of the base material formed on the inner peripheral edge of the hole.
Check the slight difference between the plate electrode and the thickness of the phosphor-containing layer.
While maintaining the weir to maintain
The projection surface is formed . [0010] The present invention provides the following. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 to 3 show an embodiment in which the present invention is applied to a surface-mounted light emitting diode. A surface-mounted light emitting diode 11 according to this embodiment has a rectangular glass epoxy substrate (hereinafter, referred to as a glass epoxy substrate) 12 serving as a base material.
A pair of electrodes (cathode electrode 13 and anode electrode 14)
Are formed in a pattern, and the lower surfaces of the electrodes 13 and 14 are fixed to printed wirings 16 and 17 on a motherboard 15 with solder 18 to realize surface mounting. A light emitting diode element 20 is mounted on the center of the upper surface of the glass epoxy substrate 12, and is fixed to the glass epoxy substrate 12 by a fluorescent material containing layer 21 applied on the back surface thereof. The light-emitting diode element 20 is a blue light-emitting element made of a gallium nitride-based compound semiconductor, and has a structure in which an n-type semiconductor 23 and a p-type semiconductor 24 are grown on an upper surface of a sapphire substrate 22, as shown in FIG. The n-type semiconductor 23 and the p-type semiconductor 24 have electrodes 25 and 26, and the bonding wires 2 are connected to the cathode electrode 13 and the anode electrode 14 provided on the glass epoxy substrate 12.
Blue light is emitted by being connected by 7, 28. On the other hand, as shown in FIG. 3, the fluorescent material containing layer 21 provided on the back side of the light emitting diode element 20 has:
An appropriate amount of the fluorescent material 30 is uniformly dispersed in the adhesive 29 as a base. This is applied to the upper surface of the glass epoxy substrate 12 so as to have a predetermined thickness, and the light emitting diode element 20 is placed thereon. When the adhesive 29 is solidified by heating, the back surface of the light emitting diode element 20 is fixed to the upper surface of the glass epoxy substrate 12. Since a strong adhesive force is obtained between the adhesive 29 and the glass epoxy substrate 12, the fluorescent material-containing layer 21 does not peel off. The fluorescent material 30 is a light emitting diode element 2
It is excited by luminescence energy from 0 to convert short-wavelength visible light into long-wavelength visible light. For example, a fluorescent substance such as an yttrium compound is used. Therefore, in the above embodiment, the light emitted from the boundary surface between the n-type semiconductor 23 and the p-type semiconductor 24 of the light emitting diode element 20 emits blue light 31 upward, sideward and downward.
In particular, the blue light 31 emitted downward is excited by hitting the fluorescent material 30 dispersed in the fluorescent material containing layer 21, is converted into a yellow light 32, and emits light in all directions. Then, the yellow light 32 mixes with the blue light 31 emitted above and to the side of the light emitting diode element 20, and white light is obtained when the light emitting diode 11 is viewed. The upper part of the light emitting diode element 20 is protected by a rectangular parallelepiped resin sealing body 33, and the blue light 31 and the wavelength-converted yellow light 32 travel straight through the resin sealing body 33. As a main component, a transparent resin is used, and since it does not contain a fluorescent material unlike the related art, the light transmittance is good, and as a result, the luminance of mixed white light emission is increased. Further, in this embodiment, since the fluorescent material 30 is dispersed in the adhesive 29, unlike the conventional method, the fluorescent material 30 is dispersed in the resin sealing body. There is no occurrence of bias, and variation in chromaticity during light emission can be suppressed. Further, in this embodiment, since the fluorescent material containing layer 21 is far away from the upper surface of the resin sealing body 33 and is hidden on the back side of the light emitting diode element 20, the structure is hardly affected by ultraviolet rays. . By mixing a diffusing agent such as silicon dioxide into the resin sealing body 33, more uniform light emission can be obtained. A thin film layer having high reflectivity such as copper foil or aluminum foil is provided on the back side of the fluorescent material-containing layer 21 or, as shown in FIG.
Is formed, and the light emitting diode element 20 is fixed on the mounting surface 35 via the fluorescent material-containing layer 21, so that the reflection efficiency of light emitted below the light emitting diode element 20 can be increased. . Further, the resin sealing body 33 for protecting the upper part of the light emitting diode element 29 is not limited to the above-described rectangular parallelepiped shape, but as shown in FIG.
4 can also be formed. By forming the lens portion 34, it is possible to expect an increase in light emission luminance due to a light condensing effect. In addition, as shown in FIG.
By making the auxiliary fluorescent material-containing layer 36 thin on the horizontal upper surface of 3, the color can be adjusted on the upper surface. The auxiliary fluorescent material-containing layer 36 is formed by dispersing the yttrium-based fluorescent material 30 or another fluorescent material in an organic solvent, and is printed on the upper surface of the resin sealing body 33 as a coating material or in a sheet shape. The formed one may be attached. Auxiliary fluorescent material containing layer 36
Is formed thin, the resin sealing body 3
3 can minimize the decrease in light transmittance. FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the cathode electrode 13 is used.
A square hole 37 slightly smaller than the planar shape of the light emitting diode element 20 is formed in the mounting surface 35 extended from
7 is filled with the fluorescent material-containing layer 21, on which the light emitting diode element 20 is mounted and fixed. The other configuration is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, when the fluorescent material-containing layer 21 is filled in the square hole 37, the inner peripheral edge of the square hole 37 functions as a weir 38 to prevent the fluorescent material-containing layer 21 from flowing out. The thickness can be secured, and a uniform thickness can be secured over the entire lower surface of the light emitting diode element 20. In addition, the weir 38 for securing the predetermined thickness is not limited to the mounting part 35 which forms a part of the cathode electrode 13. FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. Unlike the above embodiment, the adhesive 29 and the fluorescent material 30 are separated and the fluorescent material 3 is placed in a transparent organic solvent.
The fluorescent material-containing coating material 40 in which 0 is dispersed is applied to the glass epoxy substrate 12.
Is formed by applying a print on the upper surface of the substrate and forming it to a predetermined thickness by overprinting or the like. After the fluorescent material-containing coating material 40 is dried, a transparent adhesive 29 is applied thereon, and the light emitting diode element 20 is placed and fixed thereon. In this embodiment, the blue light emitted to the lower surface side of the light emitting diode element 12 passes through the adhesive 29, hits the fluorescent material 30 dispersed in the fluorescent material-containing paint 40, is excited, and is converted into yellow light. The fluorescent material-containing paint 40 emits light in all directions.
Has a merit that it is easy to adjust the degree of color mixing with blue light emission because the thickness of the light emitting element can be made large and the thickness can be easily adjusted. The fluorescent material-containing paint 40
Alternatively, it can be formed by attaching a phosphor-containing sheet. FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a cylindrical reflection frame 41 is disposed at the center of the upper surface of the glass epoxy substrate 12, and the light-emitting diode element 20 is mounted therein. The reflecting frame 41 has a tapered inner peripheral wall 42, and the light emitting diode element 2
It has the function of reflecting the 0 light emission on the inner peripheral wall 42 and condensing it upward. The light emitting diode element 20 is fixed to the upper surface of the glass epoxy substrate 12 via a fluorescent material containing layer 21 in which a fluorescent material 30 is dispersed in an adhesive 29, as in FIG. The reflection effect can be further enhanced by providing a reflection layer on the back surface side of the fluorescent material containing layer 21. Further, similarly to the above-described embodiment, it is also possible to separate the adhesive and the fluorescent material of the fluorescent material containing layer 21 and form them in separate layers. FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention. As a substrate on which the light emitting diode element 20 is mounted, a thin metal substrate 4 is used instead of the glass epoxy substrate 12.
5 is used. In this embodiment, a mortar-shaped recess 46 is press-formed at the center of the metal substrate 45, and an adhesive 29 is formed on the bottom surface 47 of the recess 46 in the same manner as in the first embodiment.
The back surface of the light emitting diode element is fixed via a fluorescent material containing layer 21 in which a fluorescent material 30 is dispersed. Recess 46
The inner peripheral wall 48 has a tapered surface as in the previous embodiment, and has a structure capable of increasing the reflection efficiency.
In this embodiment, since the metal substrate 45 itself has conductivity and can serve as an electrode, the bonding wires 27 and 28 are used.
Is connected to the upper surface of the metal substrate 45. The slit 49 and the insulating tape 50 provided on the metal substrate 45 are:
It is for separating the cathode electrode 13 side and the anode electrode 14 side. In addition, the rear side of the metal substrate 45 is reinforced by a resin 51 to secure rigidity. In each of the above-described embodiments, as shown in FIG.
Although a chip type light emitting diode directly surface mounted on 7 has been described, the light emitting diode of the present invention can also be applied to the lead frame type described in the conventional example. That is, an adhesive containing a fluorescent material is applied to the concave portion of the metal stem on which the light emitting diode element is mounted, and the light emitting diode element made of a gallium nitride-based compound semiconductor is fixed thereon, thereby forming a shell-shaped resin seal. High-luminance white light emission can be obtained without dispersing the fluorescent material in the stationary body. In each of the above embodiments, the case where the light emitting diode element 20 and the pair of electrodes 13 and 14 are connected by the bonding wires 27 and 28 has been described. However, the present invention is not limited to this. Connection methods such as flip chip mounting using solder bumps are also included. As described above, according to the light emitting diode of the present invention, the phosphor-containing layer is disposed on the back surface side of the light emitting diode element to convert the wavelength of the light emitted by the light emitting diode element. Since it is performed on the back side of the light emitting diode element, it is not necessary to disperse the fluorescent material for wavelength conversion in the resin sealing body protecting the upper side of the light emitting diode element. Therefore, there is an effect that the light transmittance of the resin sealing body is increased as compared with the case where the fluorescent material is dispersed, and the light emission luminance of the light emitting diode can be increased. Ma
According to the light emitting diode of the present invention,
For filling the fluorescent material-containing layer in the thin plate electrode provided on the surface
A hole for the base material formed on the inner periphery of the hole
The slight difference between the thickness of the phosphor-containing layer and the thickness of the phosphor-containing layer
The fluorescent material containing layer is
It is said that the thickness can be secured and the thickness can be controlled.
Has an effect. Furthermore, in the light emitting diode according to the present invention,
According to the above, on the thin plate electrode on which the fluorescent material containing layer is disposed
Since the reflective surface is formed on the surface,
After the yellow emission can be efficiently reflected upward.
Color mixing with blue light emission
To play. Further, according to the light emitting diode of the present invention, it is not necessary to disperse the fluorescent material in the resin body for sealing the upper part of the light emitting diode element. The dispersion of the fluorescent material is not biased, and the variation in chromaticity can be suppressed between individual light emitting diodes or even within one light emitting diode. According to the light emitting diode of the present invention, since the fluorescent material is dispersed in the adhesive, the fluorescent material can be arranged together in the step of bonding the light emitting diode elements. This is also advantageous. Further, according to the light emitting diode of the present invention, a dome-shaped lens portion is formed on the upper surface of the resin sealing member for sealing the upper part of the light emitting diode element to collect light, By providing a tapered surface having a light condensing effect around the element, the luminance of white light emission can be further increased. According to the light emitting diode of the present invention, since the auxiliary fluorescent-containing layer is provided on the upper surface of the resin sealing body for sealing the upper part of the light emitting diode element, color adjustment on the upper surface can be achieved. It becomes possible. The light emitting diode according to the present invention is most suitable as a chip type light emitting diode of a surface mount type and has a structure excellent in mass productivity.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光ダイオードの第1の実施例を
示す斜視図である。
【図2】上記発光ダイオードをマザーボードに実装した
時の上記図1におけるA−A線に沿った断面図である。
【図3】上記発光ダイオードにおいて、発光ダイオード
素子の裏面側での波長変換の原理を示す図である。
【図4】カソード電極の一部からなる反射層の上に発光
ダイオード素子を載置した時の発光ダイオードの斜視図
である。
【図5】封止樹脂体にドーム状のレンズ部を形成した場
合の発光ダイオードの断面図である。
【図6】封止樹脂体の上面に補助蛍光材含有層を形成し
た場合の発光ダイオードの断面図である。
【図7】本発明に係る発光ダイオードの第2実施例にお
いて、カソード電極の一部に堰を設けた付近を示す部分
斜視図である。
【図8】上記第2実施例における発光ダイオードの断面
図である。
【図9】本発明に係る発光ダイオードの第3実施例にお
いて、接着剤層と蛍光材含有層を分離して2層構造とし
た場合の発光ダイオードの断面図である。
【図10】本発明に係る発光ダイオードの第4の実施例
において、発光ダイオード素子の周囲に反射枠を設けた
場合の発光ダイオードの断面図である。
【図11】本発明に係る発光ダイオードの第5の実施例
において、薄板の金属基板を用いた時の発光ダイオード
の断面図である。
【図12】従来の波長変換型発光ダイオードの一例を示
す断面図である。
【符号の説明】
11 発光ダイオード
12 ガラエポ基板(基材) 13 カソード電極
14 アノード電極
15 マザーボード
20 発光ダイオード素子
21 蛍光材含有層 29 接着剤
30 蛍光材
33 樹脂封止体
34 レンズ部
36 補助蛍光材含有層
37 角孔
38 堰
40 蛍光材含有塗料
41 反射枠
45 金属基板(基材)
48 内周壁BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a light emitting diode according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1 when the light emitting diode is mounted on a motherboard. FIG. 3 is a diagram showing the principle of wavelength conversion on the back side of the light emitting diode element in the light emitting diode. FIG. 4 is a perspective view of a light-emitting diode when a light-emitting diode element is mounted on a reflective layer that is a part of a cathode electrode. FIG. 5 is a cross-sectional view of a light emitting diode when a dome-shaped lens portion is formed on a sealing resin body. FIG. 6 is a cross-sectional view of a light emitting diode when an auxiliary phosphor-containing layer is formed on an upper surface of a sealing resin body. FIG. 7 is a partial perspective view showing the vicinity of a part of a cathode electrode provided with a weir in a second embodiment of the light emitting diode according to the present invention. FIG. 8 is a sectional view of a light emitting diode according to the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view of a light-emitting diode according to a third embodiment of the present invention, in which an adhesive layer and a phosphor-containing layer are separated into a two-layer structure. FIG. 10 is a sectional view of a light-emitting diode according to a fourth embodiment of the present invention, in which a reflection frame is provided around a light-emitting diode element. FIG. 11 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention when a thin metal substrate is used. FIG. 12 is a sectional view showing an example of a conventional wavelength conversion type light emitting diode. [Description of Signs] 11 Light-emitting diode 12 Glass epoxy substrate (base material) 13 Cathode electrode 14 Anode electrode 15 Mother board 20 Light-emitting diode element 21 Fluorescent material containing layer 29 Adhesive 30 Fluorescent material 33 Resin sealing body 34 Lens part 36 Auxiliary fluorescent material Content layer 37 Square hole 38 Weir 40 Fluorescent material-containing paint 41 Reflection frame 45 Metal substrate (base material) 48 Inner peripheral wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−163526(JP,A) 特開 平11−68166(JP,A) 特開 平11−68169(JP,A) 特開 平10−151794(JP,A) 特開 平5−63239(JP,A) 特開 平11−46019(JP,A) 特開 平11−87784(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01L 21/52 H01L 23/29 H01L 23/31 JICSTファイル(JOIS)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-10-163526 (JP, A) JP-A-11-68166 (JP, A) JP-A-11-68169 (JP, A) JP-A-10-168 151794 (JP, A) JP-A-5-63239 (JP, A) JP-A-11-46019 (JP, A) JP-A-11-87784 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 33/00 H01L 21/52 H01L 23/29 H01L 23/31 JICST file (JOIS)
Claims (1)
ダイオード素子の裏面を固定すると共に、発光ダイオー
ド素子の上面側を樹脂封止してなる発光ダイオードにお
いて、前記基材上面に設けられた薄板状電極に蛍光材含有層を
充填するための孔を開設し、この孔の内周縁に形成され
る基材上面と薄板状電極との間の僅かな段差を蛍光材含
有層の厚みを確保するための堰とする一方、前記薄板状
電極の上面に反射面を形成した ことを特徴とする発光ダ
イオード。(57) [Claim 1] A light emitting device in which the back surface of a light emitting diode element is fixed to the upper surface of a base material via a phosphor-containing layer and the upper surface side of the light emitting diode element is resin-sealed. In the diode, a fluorescent material-containing layer is provided on a thin plate electrode provided on the upper surface of the base material.
Open a hole for filling, formed on the inner periphery of this hole
The slight difference between the upper surface of the substrate and the thin plate electrode
While the weir is used to secure the thickness of the layered structure,
A light-emitting diode having a reflective surface formed on an upper surface of an electrode .
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