JPH11261114A - 発光ダイオ―ド - Google Patents

発光ダイオ―ド

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JPH11261114A JP10377128A JP37712898A JPH11261114A JP H11261114 A JPH11261114 A JP H11261114A JP 10377128 A JP10377128 A JP 10377128A JP 37712898 A JP37712898 A JP 37712898A JP H11261114 A JPH11261114 A JP H11261114A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤの視感度を良くして輝度を向上させ
る。 【解決手段】 発光ダイオードは、メタル上に配置され
ると共に、ｎ型及びｐ型に積層されてなる窒化ガリウム
系化合物半導体である発光素子と、この発光素子を包囲
する断面が凸レンズ状の樹脂と、発光素子を包囲する前
記凸レンズ状の樹脂中にあって、発光素子からの可視光
により励起されて、励起波長よりも長波長の可視光を出
す蛍光染料又は蛍光顔料とを有する。

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。
【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ＧａXＡｌ1-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、発光素子を有するＬＥ
Ｄ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】本発明の発光ダイオード
は、メタル上に配置されると共に、ｎ型及びｐ型に積層
されてなる窒化ガリウム系化合物半導体である発光素子
と、この発光素子を包囲する断面が凸レンズ状の樹脂
と、発光素子を包囲する前記凸レンズ状の樹脂中にあっ
て、発光素子から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す蛍光染料又は蛍光顔料とを
有する。
【０００８】本発明の請求項２の発光ダイオードは、４
２０〜４４０ｎｍ付近の波長によって励起される蛍光体
染料又は蛍光顔料を使用する。
【０００９】本発明の請求項３の発光ダイオードの発光
素子は、メタルに対向する面の反対側に位置する同一面
に一対の電極をワイヤボンディングしている。さらに、
一方の電極は、窒化ガリウム系化合物半導体がエッチン
グされてｎ型層の表面を露出させた部分に接続されたオ
ーミック電極である。
【００１０】
【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。
【００１１】
【発明の効果】本発明の発光ダイオードの蛍光染料又は
蛍光顔料は、発光素子から励起される短波長の光で励起
されて、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又は蛍光顔料を添加す
るこにより、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、本発明の発光ダ
イオードは、短波長の光を長波長に変えるので、エネル
ギー効率がよく、添加する蛍光染料又は蛍光顔料が微量
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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メタル上に配置されると共に、ｎ型及び
    ｐ型に積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体であ
    る発光素子と、この発光素子を包囲する断面が凸レンズ
    状の樹脂と、発光素子を包囲する前記凸レンズ状の樹脂
    中にあって、発光素子から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す蛍光染料又は蛍光
    顔料とを有することを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項２】 前記蛍光体染料又は蛍光顔料が４２０〜
    ４４０ｎｍ付近の波長によって励起される請求項１記載
    の発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 前記発光素子は、メタルに対向する面の
    反対側に位置する同一面に一対の電極がワイヤボンディ
    ングされると共に一方の電極は窒化ガリウム系化合物半
    導体がエッチングされてｎ型層の表面を露出させた部分
    に接続されたオーミック電極を有する請求項１記載の発
    光ダイオード。
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