JP2001196636A - 発光素子 - Google Patents
発光素子Info
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- transmitting layer
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/85—Packages
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- H10H20/853—Encapsulations characterised by their shape
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】発光ダイオードの発光時における熱の放散性を
改善してその温度上昇による輝度特性の低下を抑えるこ
とができるとともに、耐久性を高めることができる発光
素子を提供する。 【解決手段】基板１の上に発光ダイオード２が設けら
れ、この発光ダイオード２がフレーク状のガラス材料を
溶融して成形された光透過層４により覆われている。
改善してその温度上昇による輝度特性の低下を抑えるこ
とができるとともに、耐久性を高めることができる発光
素子を提供する。 【解決手段】基板１の上に発光ダイオード２が設けら
れ、この発光ダイオード２がフレーク状のガラス材料を
溶融して成形された光透過層４により覆われている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光源として発光
ダイオードを用いた発光素子に関する。
ダイオードを用いた発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の発光素子は、基板の上に光源と
しての発光ダイオードを取り付け、この発光ダイオード
をレンズとして機能する光透過層で覆い、この光透過層
で発光ダイオードの出射光の指向特性をコントロールす
るようにしている。そして従来、光透過層はアクリル系
の樹脂材料で成形されている。
しての発光ダイオードを取り付け、この発光ダイオード
をレンズとして機能する光透過層で覆い、この光透過層
で発光ダイオードの出射光の指向特性をコントロールす
るようにしている。そして従来、光透過層はアクリル系
の樹脂材料で成形されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂材
料は熱伝導率が低く、このため発光ダイオードが樹脂製
の光透過層で覆われている従来の発光素子においては、
その発光ダイオードの発光時における熱の放散性が悪
く、このため発光ダイオードの温度が徐々に上昇して輝
度特性が低下するという問題がある。また、樹脂材料か
らなる光透過層は硬度が低く、このため表面に比較的容
易に傷等が付いて耐久性が低下する難点がある。さら
に、樹脂材料を用いた場合には、樹脂材料の屈折率の範
囲が限定されており、高屈折率とすることができない。
料は熱伝導率が低く、このため発光ダイオードが樹脂製
の光透過層で覆われている従来の発光素子においては、
その発光ダイオードの発光時における熱の放散性が悪
く、このため発光ダイオードの温度が徐々に上昇して輝
度特性が低下するという問題がある。また、樹脂材料か
らなる光透過層は硬度が低く、このため表面に比較的容
易に傷等が付いて耐久性が低下する難点がある。さら
に、樹脂材料を用いた場合には、樹脂材料の屈折率の範
囲が限定されており、高屈折率とすることができない。
【０００４】この発明は、このような点に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、発光ダイオード
の発光時における熱の放散性を改善してその温度上昇に
よる輝度特性の低下を抑えることができるとともに、耐
久性を高めることができる発光素子を提供することにあ
る。
れたもので、その目的とするところは、発光ダイオード
の発光時における熱の放散性を改善してその温度上昇に
よる輝度特性の低下を抑えることができるとともに、耐
久性を高めることができる発光素子を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、基板
の上に発光ダイオードが設けられ、この発光ダイオード
がフレーク状のガラス材料を溶融して成形された光透過
層により覆われていることを特徴としている。
の上に発光ダイオードが設けられ、この発光ダイオード
がフレーク状のガラス材料を溶融して成形された光透過
層により覆われていることを特徴としている。
【０００６】請求項２の発明は、発光ダイオードを覆っ
た前記光透過層の上には石英ガラスレンズが設けられて
いることを特徴としている。
た前記光透過層の上には石英ガラスレンズが設けられて
いることを特徴としている。
【０００７】請求項３の発明は、発光ダイオードを覆っ
た前記光透過層およびこの光透過層の上に設けられた前
記石英ガラスレンズの外周が樹脂層で覆われてモールド
されていることを特徴としている。
た前記光透過層およびこの光透過層の上に設けられた前
記石英ガラスレンズの外周が樹脂層で覆われてモールド
されていることを特徴としている。
【０００８】請求項４の発明は、前記石英ガラスレンズ
の上に光ファイバーが前記樹脂層を介して接合されてい
ることを特徴としている。
の上に光ファイバーが前記樹脂層を介して接合されてい
ることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の発光素子においては、
上記のように、基板の上に発光ダイオードが設けられ、
この発光ダイオードが無機材料であるフレーク状のガラ
ス材料を溶融して成形された光透過層により覆われてい
る。
上記のように、基板の上に発光ダイオードが設けられ、
この発光ダイオードが無機材料であるフレーク状のガラ
ス材料を溶融して成形された光透過層により覆われてい
る。
【００１０】無機材料は樹脂材料に比べて熱伝導率が高
く、したがって発光ダイオードが無機材料であるガラス
材料で覆われているこの発明の発光素子においては、そ
の発光ダイオードの発光時における熱が光透過層を良好
に伝導して外気中に効率よく放散され、このため発光ダ
イオードの温度上昇を抑えてその輝度特性の低下を防止
することができる。
く、したがって発光ダイオードが無機材料であるガラス
材料で覆われているこの発明の発光素子においては、そ
の発光ダイオードの発光時における熱が光透過層を良好
に伝導して外気中に効率よく放散され、このため発光ダ
イオードの温度上昇を抑えてその輝度特性の低下を防止
することができる。
【００１１】また、無機材料は樹脂材料に比べて硬質で
あり、したがって光透過層を無機材料であるガラス材料
で成形することによりその耐久性を高めることができ
る。そして、フレーク状のガラス材料を用いることで、
フレーク状のガラス材料の成分を調整することによっ
て、融点を低く設定することができ、かつ光透過層の屈
折率を広範囲に設計することができる。
あり、したがって光透過層を無機材料であるガラス材料
で成形することによりその耐久性を高めることができ
る。そして、フレーク状のガラス材料を用いることで、
フレーク状のガラス材料の成分を調整することによっ
て、融点を低く設定することができ、かつ光透過層の屈
折率を広範囲に設計することができる。
【００１２】さらに、光透過層の上には石英ガラスレン
ズを設けることが可能である。光透過層の上に石英ガラ
スレンズを設けると、発光ダイオードの出射光が石英ガ
ラスレンズを通ることにより青色、紫外光などの短波長
の光透過特性が向上する。
ズを設けることが可能である。光透過層の上に石英ガラ
スレンズを設けると、発光ダイオードの出射光が石英ガ
ラスレンズを通ることにより青色、紫外光などの短波長
の光透過特性が向上する。
【００１３】また、光透過層および石英ガラスレンズの
外周に樹脂層を設け、この樹脂層で光透過層および石英
ガラスレンズの外周をモールドすることが可能である。
外周に樹脂層を設け、この樹脂層で光透過層および石英
ガラスレンズの外周をモールドすることが可能である。
【００１４】このように樹脂層で光透過層および石英ガ
ラスレンズの外周をモールドすることにより光透過層お
よび石英ガラスレンズの耐衝撃性を高めることができ
る。
ラスレンズの外周をモールドすることにより光透過層お
よび石英ガラスレンズの耐衝撃性を高めることができ
る。
【００１５】石英ガラスレンズの上に光ファイバーを前
記樹脂層を介して接合するようにすることも可能であ
る。このように、石英ガラスレンズの上に光ファイバー
を樹脂層を介して接合することにより、石英ガラスレン
ズを透過した発光ダイオードの出射光をその光ファイバ
ーにほとんど損失なく集中して入射させることができ、
かつ石英ガラスレンズと光ファイバーとを樹脂層を用い
て強固に接合保持することができる。
記樹脂層を介して接合するようにすることも可能であ
る。このように、石英ガラスレンズの上に光ファイバー
を樹脂層を介して接合することにより、石英ガラスレン
ズを透過した発光ダイオードの出射光をその光ファイバ
ーにほとんど損失なく集中して入射させることができ、
かつ石英ガラスレンズと光ファイバーとを樹脂層を用い
て強固に接合保持することができる。
【００１６】
【実施例】以下、この発明の具体的な実施例について図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１７】図１にはこの発明の第１の実施例による発
光素子を示してあり、この発光素子は基板１を備え、こ
の基板１上の中央部に発光ダイオード２が取り付けら
れ、この発光ダイオード２のリード３が基板１の下方に
導出されている。
光素子を示してあり、この発光素子は基板１を備え、こ
の基板１上の中央部に発光ダイオード２が取り付けら
れ、この発光ダイオード２のリード３が基板１の下方に
導出されている。
【００１８】そして基板１の上に、レンズとして機能す
る光透過層４が設けられ、この光透過層４により前記発
光ダイオード２が覆われている。この光透過層４は無機
材料であるフレーク状のガラス材料（ガラスフリット）
を溶融して所定の形状に成形する方法で形成されてい
る。
る光透過層４が設けられ、この光透過層４により前記発
光ダイオード２が覆われている。この光透過層４は無機
材料であるフレーク状のガラス材料（ガラスフリット）
を溶融して所定の形状に成形する方法で形成されてい
る。
【００１９】このような発光素子においては、発光ダイ
オード２を覆って光の指向特性をコントロールする光透
過層４が樹脂材料に比べて熱伝導率の高い無機材料で形
成されているから、発光ダイオード２の発光時における
熱がその無機材料からなる光透過層４を伝導して外気中
に良好に放散され、このため発光ダイオード２の温度上
昇を抑えてその輝度特性の低下を防止することができ
る。
オード２を覆って光の指向特性をコントロールする光透
過層４が樹脂材料に比べて熱伝導率の高い無機材料で形
成されているから、発光ダイオード２の発光時における
熱がその無機材料からなる光透過層４を伝導して外気中
に良好に放散され、このため発光ダイオード２の温度上
昇を抑えてその輝度特性の低下を防止することができ
る。
【００２０】また、無機材料は樹脂材料に比べて硬質で
あり、したがって光透過層４を無機材料であるガラスフ
リットで成形することによりその耐久性を高めることが
できる。
あり、したがって光透過層４を無機材料であるガラスフ
リットで成形することによりその耐久性を高めることが
できる。
【００２１】さらに、樹脂材料で形成するより高屈折率
材料を用いることができるので、発光ダイオード２から
の光を所定の方向に導光することが容易となる。そし
て、フレーク状のガラス材料を用いることで、フレーク
状のガラス材料の成分を調整することによって、融点を
低く設定することができるともに、光透過層の屈折率を
広範囲に設計することができる。
材料を用いることができるので、発光ダイオード２から
の光を所定の方向に導光することが容易となる。そし
て、フレーク状のガラス材料を用いることで、フレーク
状のガラス材料の成分を調整することによって、融点を
低く設定することができるともに、光透過層の屈折率を
広範囲に設計することができる。
【００２２】図２にはこの発明の第２の実施例を示して
あり、この実施例においては、基板１の上に発光ダイオ
ード２を覆うように無機材料であるガラスフリットで成
形された光透過層４が設けられているとともに、この光
透過層４の上に楕円球状をなす石英ガラスレンズ５がそ
のほぼ下半部を光透過層４の内部に埋没させて発光ダイ
オード２と対向するように設けられている。
あり、この実施例においては、基板１の上に発光ダイオ
ード２を覆うように無機材料であるガラスフリットで成
形された光透過層４が設けられているとともに、この光
透過層４の上に楕円球状をなす石英ガラスレンズ５がそ
のほぼ下半部を光透過層４の内部に埋没させて発光ダイ
オード２と対向するように設けられている。
【００２３】すなわち、石英ガラスレンズ５はガラスフ
リットからなる光透過層４を接着材として用いて基板１
の上に固定されている。
リットからなる光透過層４を接着材として用いて基板１
の上に固定されている。
【００２４】このような構成の発光素子においては、前
記第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、発光
ダイオード２の出射光が石英ガラスレンズ５を通ること
により青色、紫外光などの短波長の光透過特性が向上す
る効果が得られる。
記第１の実施例と同様の効果が得られるとともに、発光
ダイオード２の出射光が石英ガラスレンズ５を通ること
により青色、紫外光などの短波長の光透過特性が向上す
る効果が得られる。
【００２５】そして、ガラスフリットからなる光透過層
４を基板１に対する石英ガラスレンズ５の固定用の接着
材として利用することができるから、別途の接着手段が
不要で、製造コストを軽減することができる。
４を基板１に対する石英ガラスレンズ５の固定用の接着
材として利用することができるから、別途の接着手段が
不要で、製造コストを軽減することができる。
【００２６】図３にはこの発明の第３の実施例を示して
あり、この実施例においては、前記第２の実施例と同様
に、基板１の上に光透過層４および石英ガラスレンズ５
が設けられている。そしてこれら光透過層４および石英
ガラスレンズ５の外周にアクリル系樹脂あるいはエポキ
シ系樹脂等からなる樹脂層６が設けられ、この樹脂層６
により光透過層４および石英ガラスレンズ５の外周がモ
ールドされている。
あり、この実施例においては、前記第２の実施例と同様
に、基板１の上に光透過層４および石英ガラスレンズ５
が設けられている。そしてこれら光透過層４および石英
ガラスレンズ５の外周にアクリル系樹脂あるいはエポキ
シ系樹脂等からなる樹脂層６が設けられ、この樹脂層６
により光透過層４および石英ガラスレンズ５の外周がモ
ールドされている。
【００２７】このような構成の発光素子においては、前
記第２実施例と同様の効果が得られるとともに、無機材
料からなる光透過層４および石英ガラスレンズ５の周囲
が樹脂層６で覆われているから、この樹脂層６で光透過
層４および石英ガラスレンズ５を保護して耐衝撃性を高
めることができる。
記第２実施例と同様の効果が得られるとともに、無機材
料からなる光透過層４および石英ガラスレンズ５の周囲
が樹脂層６で覆われているから、この樹脂層６で光透過
層４および石英ガラスレンズ５を保護して耐衝撃性を高
めることができる。
【００２８】図４には第４の実施例を示してある。前記
第３の実施例においては光透過層４および石英ガラスレ
ンズ５の周囲の全体を樹脂層６で覆ったが、この第４の
実施例においては、光透過層４の下部の外周を外部に露
出させ、その露出部を除く光透過層４および石英ガラス
レンズ５の周囲の全体を樹脂層６で覆ってあり、このよ
うな構成においても前記第３の実施例と同様の効果を得
ることができる。
第３の実施例においては光透過層４および石英ガラスレ
ンズ５の周囲の全体を樹脂層６で覆ったが、この第４の
実施例においては、光透過層４の下部の外周を外部に露
出させ、その露出部を除く光透過層４および石英ガラス
レンズ５の周囲の全体を樹脂層６で覆ってあり、このよ
うな構成においても前記第３の実施例と同様の効果を得
ることができる。
【００２９】図５には第５の実施例を示してあり、この
実施例においては、前記第４の実施例と同様に、基板１
の上に光透過層４および石英ガラスレンズ５が設けら
れ、これら光透過層４および石英ガラスレンズ５の外周
にアクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂等からなる樹
脂層６が設けられ、この樹脂層６により光透過層４の下
部の外周を除く光透過層４および石英ガラスレンズ５の
外周が覆われている。
実施例においては、前記第４の実施例と同様に、基板１
の上に光透過層４および石英ガラスレンズ５が設けら
れ、これら光透過層４および石英ガラスレンズ５の外周
にアクリル系樹脂あるいはエポキシ系樹脂等からなる樹
脂層６が設けられ、この樹脂層６により光透過層４の下
部の外周を除く光透過層４および石英ガラスレンズ５の
外周が覆われている。
【００３０】そして、石英ガラスレンズ５の上部に光フ
ァイバー７が接合されている。この光ファイバー７は下
端面が石英ガラスレンズ５に接触し、その上部側が石英
ガラスレンズ５の上方側に延び出るように樹脂層６を介
して一体的に石英ガラスレンズ５に組み付けられてい
る。
ァイバー７が接合されている。この光ファイバー７は下
端面が石英ガラスレンズ５に接触し、その上部側が石英
ガラスレンズ５の上方側に延び出るように樹脂層６を介
して一体的に石英ガラスレンズ５に組み付けられてい
る。
【００３１】このような発光素子においては、前記第３
の実施例と同様の効果が得られるととともに、石英ガラ
スレンズ５を透過した発光ダイオード２の出射光が光フ
ァイバー７にほとんど損失なく集中して入射し、また石
英ガラスレンズ５と光ファイバー７とを樹脂層６を用い
て強固に接合保持することができる。
の実施例と同様の効果が得られるととともに、石英ガラ
スレンズ５を透過した発光ダイオード２の出射光が光フ
ァイバー７にほとんど損失なく集中して入射し、また石
英ガラスレンズ５と光ファイバー７とを樹脂層６を用い
て強固に接合保持することができる。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明の発光素子に
よれば、発光ダイオードの発光時における熱が無機材料
からなる光透過層を伝導して外気中に良好に放散され、
このため発光ダイオードの温度上昇を抑えてその輝度特
性の低下を防止することができ、また光透過層が無機材
料であるフレーク状のガラス材料を溶融して成形された
ものであるからその耐久性を高めることができる。
よれば、発光ダイオードの発光時における熱が無機材料
からなる光透過層を伝導して外気中に良好に放散され、
このため発光ダイオードの温度上昇を抑えてその輝度特
性の低下を防止することができ、また光透過層が無機材
料であるフレーク状のガラス材料を溶融して成形された
ものであるからその耐久性を高めることができる。
【００３３】さらに、請求項２の発明によれば、発光ダ
イオードの出射光が石英ガラスレンズを通ることにより
青色、紫外光などの短波長の光透過特性が向上する効果
が得られ、請求項３の発明によれば、光透過層および石
英ガラスレンズの周囲を覆った樹脂層により光透過層お
よび石英ガラスレンズを保護してその耐衝撃性を高める
ことができ、請求項４の発明によれば、石英ガラスレン
ズに接合させた光ファイバーに発光ダイオードの出射光
をほとんど損失なく集中して入射させることができ、か
つその石英ガラスレンズと光ファイバーとを樹脂層を介
して強固に接合保持することができる。
イオードの出射光が石英ガラスレンズを通ることにより
青色、紫外光などの短波長の光透過特性が向上する効果
が得られ、請求項３の発明によれば、光透過層および石
英ガラスレンズの周囲を覆った樹脂層により光透過層お
よび石英ガラスレンズを保護してその耐衝撃性を高める
ことができ、請求項４の発明によれば、石英ガラスレン
ズに接合させた光ファイバーに発光ダイオードの出射光
をほとんど損失なく集中して入射させることができ、か
つその石英ガラスレンズと光ファイバーとを樹脂層を介
して強固に接合保持することができる。
【図１】この発明の第１の実施例に係る発光素子の断面
図。
図。
【図２】この発明の第２の実施例に係る発光素子の断面
図。
図。
【図３】この発明の第３の実施例に係る発光素子の断面
図。
図。
【図４】この発明の第４の実施例に係る発光素子の断面
図。
図。
【図５】この発明の第５の実施例に係る発光素子の断面
図。
図。
１…基板 ２…発光ダイオード ３…リード ４…光透過層 ５…石英ガラスレンズ ６…樹脂層 ７…光ファイバー
Claims (4)
- 【請求項１】基板の上に発光ダイオードが設けられ、こ
の発光ダイオードがフレーク状のガラス材料を溶融して
成形された光透過層により覆われていることを特徴とす
る発光素子。 - 【請求項２】発光ダイオードを覆った前記光透過層の上
には石英ガラスレンズが設けられていることを特徴とす
る請求項１に記載の発光素子。 - 【請求項３】発光ダイオードを覆った前記光透過層およ
びこの光透過層の上に設けられた前記石英ガラスレンズ
の外周が樹脂層で覆われてモールドされていることを特
徴とする請求項２に記載の発光素子。 - 【請求項４】前記石英ガラスレンズの上に光ファイバー
が前記樹脂層を介して接合されていることを特徴とする
請求項３に記載の発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000962A JP2001196636A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000000962A JP2001196636A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001196636A true JP2001196636A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=18530228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000000962A Pending JP2001196636A (ja) | 2000-01-06 | 2000-01-06 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001196636A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069685A3 (en) * | 2002-02-14 | 2004-07-01 | Enfis Ltd | A light system |
| JP2012089864A (ja) * | 2004-04-06 | 2012-05-10 | Cree Inc | 少なくとも一つのカプセル化層がナノ粒子群を含む複数のカプセル化層を有する発光素子およびその形成方法 |
| US10256378B2 (en) | 2015-05-28 | 2019-04-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | LED device, LED module and ultraviolet light emitting device |
-
2000
- 2000-01-06 JP JP2000000962A patent/JP2001196636A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069685A3 (en) * | 2002-02-14 | 2004-07-01 | Enfis Ltd | A light system |
| JP2012089864A (ja) * | 2004-04-06 | 2012-05-10 | Cree Inc | 少なくとも一つのカプセル化層がナノ粒子群を含む複数のカプセル化層を有する発光素子およびその形成方法 |
| US8946755B2 (en) | 2004-04-06 | 2015-02-03 | Cree, Inc. | Light-emitting devices having multiple encapsulation layers with at least one of the encapsulation layers including nanoparticles and methods of forming the same |
| US10256378B2 (en) | 2015-05-28 | 2019-04-09 | Sumitomo Chemical Company, Limited | LED device, LED module and ultraviolet light emitting device |
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