JP2884640B2 - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JP2884640B2
JP2884640B2 JP1310028A JP31002889A JP2884640B2 JP 2884640 B2 JP2884640 B2 JP 2884640B2 JP 1310028 A JP1310028 A JP 1310028A JP 31002889 A JP31002889 A JP 31002889A JP 2884640 B2 JP2884640 B2 JP 2884640B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、凹面状反射面を有する発光ダイオードに関
し、詳しくは、配光特性が改良された発光ダイオードに
関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、発光ダイオードの発光素子が発する光を有
効に前方に放射するため、種々の構造の発光ダイオード
が案出されている。第5図は従来の発光ダイオードの概
略正面図、第6図はその発光ダイオードの概略構造断面
図、第7図はその発光ダイオードのy軸方向における配
光図である。第5図及び第6図において、1は発光素
子、2,3はリードフレーム、4はワイヤ、5は光透過性
材料、6は凹面状反射面、7は放射面である。
発光素子1は一方のリードフレーム2上にマウントさ
れ、他方のリードフレーム3とはワイヤ4により電気的
に接続されている。また、発光素子1、リードフレーム
2,3の先端部及びワイヤ4は光透過性材料5により一体
的にモールドされている。発光素子1の発光面に対向す
る側に凹面状反射面6が形成され、発光素子1の背面側
に放射面7が形成されている。凹面状反射面6は、光透
過性材料5の一方の面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面
加工したものである。尚、凹面状反射面6は発光素子1
が発する光をx軸方向には広く、y軸方向には狭い配光
とするため、x軸方向に比べy軸方向の径が短い略楕円
形状をしており、また発光素子1はその中心が凹面状反
射面6の中心軸(z軸)上に位置するように配置されて
いる。
上記の構成の構成により、リードフレーム2,3から発
光素子1に電力が供給されると、発光素子1が発光す
る。発光素子1が発する光は凹面状反射面6により反射
され、放射面7より外部に放射される。このように発光
素子1が発する光を一度凹面状反射面6で反射した後に
外部に放射することにより、発光素子が発する光を有効
に前方に放射することができる。このため、かかる発光
ダイオードは、光い視認角を必要とするディスプレイ用
等の光源として用いられる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、従来の発光ダイオードでは、発光素子1の
中心が中心軸(z軸)上に位置しているため、第7図の
配光図に示すように、外部へ放射される光のうち約半分
が上方向に放射される。このため、たとえば高所に設置
し、遠方からでも視認できる発光ダイオード式道路表示
板の光源として使用する場合、発光素子1が発する光の
うち約半分の下方向への光しか有効に利用することがで
きない。このように、従来の発光ダイオードでは、発光
素子が発する光を効率よく必要方向に放射することがで
きないという問題点があった。
また、従来の発光ダイオードでは、第7図に示すよう
に、遠方へ放射しなければならない中心軸方向における
光の放射強度が十分でなく、遠方からの視認性が良くな
いという問題点があり、特に、所要数の発光ダイオード
を縦、横に配列して文字、数字等を構成し情報表示を行
う発光ダイオード式道路表示板の光源としては不適当で
あった。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、発
光素子が発した光を効率よく必要方向に放射することが
でき、しかも中心軸方向における放射強度が大きい発光
ダイオードを提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するための本発明は、発光素子と、
該発光素子に電力を供給するリード部と、前記発光素子
の発光面側に対向して設けられた凹面状反射面とを有
し、前記発光素子が発する光を前記凹面状反射面で反射
した後に外部に放射する発光ダイオードにおいて、前記
凹面状反射面の端縁を含む平面内に前記凹面状反射面の
中心軸に対して直交するx−y座標をとったときに、前
記中心軸から前記x−y座標の一方の軸方向に前記発光
素子の一辺の長さの半分以内の範囲で前記発光素子をず
らして配置し、且つ前記一方の軸と前記中心軸とを含む
平面による前記凹面状反射面の切断面の端縁における傾
き角が35度以上55度以内であることを特徴とするもので
ある。
そして、前記凹面状反射面は、その中心軸に垂直な平
面による切断面が略楕円状になるように形成するのが望
ましい。
更に、光透過性材料によって、前記発光素子と前記凹
面状反射面との中空部を充填してもよい。
加えて、発光素子は複数個配置してもよい。
〔作用〕
本発明は前記の構成によって、たとえば発光素子の中
心を凹面状反射面の中心軸からほんのわずか下方にずら
した位置に配置することにより、発光素子が発した光の
大部分は、鉛直方向の下方に反射され、また、これによ
り従来のものに比べて中心軸方向における放射強度が強
くなる。
そして、凹面状反射面をその中心軸に垂直な平面によ
る切断面が略楕円状になるように形成することにより、
長軸方向の放射角を光くすることができる。
また、凹面状反射面を、その中心軸と短軸とを含む平
面による切断面の端縁における傾き角が35度〜55度であ
るように形成することにより、短軸方向の放射角を狭く
することができる。
更に、光透過性材料によって、発光素子と凹面状反射
面との中空部を埋めることにより、光の取り出し効率の
向上を図ることができる。
加えて、発光素子を複数個配置することにより、放射
強度が向上する。
〔実施例〕
以下に本発明の第1の実施例を第1図乃至第3図を参
照して説明する。第1図は本発明の第1の実施例である
発光ダイオードの概略正面図、第2図はその発光ダイオ
ードの概略構造断面図、第3図はその発光ダイオードの
y軸方向における配光図である。本実施例の発光ダイオ
ードは、発光素子1と、リードフレーム2,3と、ワイヤ
4と、光透過性材料5と、凹面状反射面6と、放射面7
とからなる。尚、x軸は凹面状反射面6の端縁における
楕円面の長軸、y軸は凹面状反射面6の端縁における楕
円面の短軸である。
発光素子1は一方のリードフレーム2上にマウントさ
れ、他方のリードフレーム3とはワイヤ4により電気的
に接続されている。また、発光素子1、リードフレーム
2,3の先端部及びワイヤ4は光透過性材料5により一体
的にモールドされている。発光素子1の発光面に対向す
る側に凹面状反射面6が形成され、発光素子1の背面側
に放射面7が形成されている。凹面状反射面6は、光透
過性材料5の一方の面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面
加工したものであり、鏡面加工の際には、2本のリード
フレーム2,3間の短絡を防止するためにリードフレーム
2,3には絶縁を施す必要がある。凹面状反射面6は、た
とえば発光素子1が発する光をx軸方向には広く、y軸
方向には狭い配光とするため、その中心軸(z軸)に垂
直な平面による切断面が略楕円面状に形成され、また、
凹面状反射面6はy−z平面における端縁の傾き角θが
45度となるように形成されている。発光素子1はその中
心を凹面状反射面6の中心軸(z軸)から図の下方に発
光素子1の一辺の長さの1/6だけずらした位置に配置し
てある。
上記の構成によれば、リードフレーム2,3から発光素
子1に電力が供給されると、発光素子1が発光する。発
光素子1が発した光は、凹面状反射面6により反射さ
れ、放射面7より外部に放射される。本実施例の発光ダ
イオードでは、x軸方向の配光はz軸に垂直な平面によ
る切断面を略楕円形状としたことにより、放射角が広
い。
また、y軸方向の配光は第3図に示すように中心軸
(z軸)方向において放射強度のピークをもち、下方向
の放射角が広く、上方向の放射角が狭い特性をもつ。
尚、第3図において、縦軸には放射強度、横軸にはz軸
に対する放射角αをとっている。
更に、第3図と第7図に示す配光特性を比較すれば明
らかなように、本実施例である発光ダイオードは、z軸
方向の放射強度が従来のものに比べて略倍増されてい
る。
したがって、たとえば高所に設置するディスプレイ用
の光源として、本実施例である発光ダイオードを用いる
ことにより、水平方向の視認角が広く、かつ鉛直方向の
視認角が下方にのみ広いので、発光素子1が発した光を
有効に利用することができ、さらに、中心軸方向におけ
る放射強度が大きいので、遠方からも視認しやすいもの
となる。特に、発光ダイオード式道路情報表示板として
用いた場合、その視認性が優れている。
第4図は本発明の第2の実施例である発光ダイオード
の概略正面図である。第2の実施例では、発光素子1が
2個配置されている。発光素子1a,1bはy軸に対して対
称な位置に配置し、2個の発光素子1a,1bはその中心を
x軸から発光素子の一辺の長さの1/6だけy軸下方向に
ずらした位置に配置してある。その他の構成は第1の実
施例と同様である。
発光素子1a,1bをこのように配置することにより、第
1の実施例に比べて、凹面状反射面の寸法は同じまま
で、光量を2倍にすることができ、各方向の光度を低下
させることなく、x軸方向(水平方向)における視認角
を広げることができる。
尚、上記の実施例においては、発光素子の中心をx軸
からy軸方向に発光素子の一辺の長さの1/6だけ下方向
にずらした場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、発光素子は、x−y平面上なら
どの方向へずらしてもよいし、また、ずらす距離は発光
素子の一辺の長さの半分以内の範囲にあればよい。
更に、上記の実施例においては、反射面はy−z平面
でのその反射面の端縁の傾き角θが45度である場合につ
いて説明したが、この傾き角θは35度以上55度以内であ
れば、発光素子1が発した光を有効に利用することがで
きる。
加えて、上記の実施例においては、発光素子を1個又
は2個配置した場合について説明したが、発光素子3は
3個以上用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、発光素子の中心
を凹面状反射面の中心軸からわずかにずらした位置に配
置することにより、発光素子が発した光をずらした方向
に片寄らせて放射することができ、しかも凹面状反射面
の中心軸方向における放射強度が大きいので、遠方から
も容易に視認することができる発光ダイオードを提供す
ることができる。したがって、かかる本発明の発光ダイ
オードを用いることにより、視認性の優れた情報表示シ
ステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例である発光ダイオードの概略
正面図、第2図はその発光ダイオードの概略構造断面
図、第3図はその発光ダイオードのy軸方向における配
光図、第4図は本発明の第2の実施例である発光ダイオ
ードの概略正面図、第5図は従来の発光ダイオードの概
略正面図、第6図はその発光ダイオードの概略構造断面
図、第7図はその発光ダイオードのy軸方向における配
光図である。 1,1a,1b……発光素子、 2,3……リードフレーム、4……ワイヤ、 5……光透過性材料、6……凹面状反射面、 7……放射面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 俊也 埼玉県行田市富士見町1丁目20番地 岩 崎電気株式会社開発センター内 (56)参考文献 特開 平1−230274(JP,A) 特開 平1−205480(JP,A) 実開 昭58−106958(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子と、該発光素子に電力を供給する
    リード部と、前記発光素子の発光面側に対向して設けら
    れた凹面状反射面とを有し、前記発光素子が発する光を
    前記凹面状反射面で反射した後に外部に放射する発光ダ
    イオードにおいて、前記凹面状反射面の端縁を含む平面
    内に前記凹面状反射面の中心軸に対して直交するx−y
    座標をとったときに、前記中心軸から前記x−y座標の
    一方の軸方向に前記発光素子の一辺の長さの半分以内の
    範囲で前記発光素子をずらして配置し、且つ前記一方の
    軸と前記中心軸とを含む平面による前記凹面状反射面の
    切断面の端縁における傾き角が35度以上55度以内である
    ことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】前記凹面状反射面はその中心軸に垂直な平
    面による切断面が略楕円状に形成されている請求項1記
    載の発光ダイオード。
  3. 【請求項3】前記発光素子と前記凹面状反射面との中空
    部が光透過性材料により充填されている請求項1又は2
    記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項4】前記発光素子が複数であることを特徴とす
    る請求項1,2又は3記載の発光ダイオード。
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US6677614B1 (en) 1992-12-17 2004-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the device
JP3420612B2 (ja) * 1993-06-25 2003-06-30 株式会社東芝 Ledランプ

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