JP5074696B2 - 発光ダイオード - Google Patents

Description

本発明は、屋外用ディスプレイなどのディスプレイとして実装される発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」とよぶ）に関する。

屋外用ディスプレイとして、ベース部分に固定され、その光放射面が凸形状のレンズ（または砲弾形のレンズ）をもつＬＥＤが複数個用いられることがある。この従来のＬＥＤを図５Ａおよび図５Ｂに示す。ここで、図５Ａは、凸形状のレンズ部を有する従来のＬＥＤ１００の上面図であり、図５Ｂは、図５Ａに示すＬＥＤをＹ方向からみたときの正面図である。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、従来のＬＥＤ１００は、ＬＥＤ素子２０と、これに接続するリード部またはリードフレーム３０と、ＬＥＤ素子２０を覆う凸形状のレンズ５０を支持するベース部４０とを備えている。
そして、上記のＬＥＤ１００を複数個用いてＬＥＤ表示装置２００を作成する場合には、ベース部４０での反射によるコントラストの低下を防ぐため、各ＬＥＤ１００の間に黒色の樹脂材料が設けられるのが一般的である。

上記の樹脂材料が設けられたＬＥＤ１００およびＬＥＤ表示装置２００の一例として、例えば特許文献１に記載されたＬＥＤが挙げられる。この特許文献１には、従来技術として、凸形状のレンズを備えたＬＥＤを基板上に複数個配置し、各ＬＥＤ間に黒色の樹脂材料が注入された発光ダイオードランプ（発光ダイオード表示装置）が記載されている。

一般に、複数の並べたＬＥＤの間に樹脂材料を注入する場合に、樹脂材料が所望の量（または適切な高さになる量）だけ注入されていることを確認するのは困難である。特に、樹脂材料を注入する際に樹脂材料が凸形状のレンズ部（放射面）に接すると、図６に示すように、レンズ部に接する部分において、樹脂材料の表面張力によって樹脂材料の表面がメニスカス形状となる。すると、樹脂材料１１０が光放射面であるレンズ部５０を所望の高さを超えて覆うことがある。この場合には、レンズ部から放射される光がこの樹脂材料によって吸収されるので、コントラストの低下や視野角の低下が生じることがある。
特開平６−８５３２９号公報

本発明は、半球状の光放射面を有するレンズ部を備えたＬＥＤの基部を樹脂材料により覆う際の樹脂材料の充填を容易にするものである。

本発明は、ベース部と、ベース部の上にあって半球状の光放射面を有するレンズ部と、ベース部とレンズ部の間にあって、レンズ部よりも大きな径を有するステップ部とを備えてなる発光ダイオードを提供する。

ここで、上記の発光ダイオードは、ステップ部が切り欠きまたは突起を有する態様や、前記レンズ部と前記ステップ部とが一体的に成形されている態様、前記光放射面側であって前記ベース部に垂直な方向から見たときの前記ステップ部の面積が、前記レンズ部の占める面積を除いた前記ベース部の残りの面積の半分以下である態様、前記切り欠きの位置が前記発光ダイオードの極性を表すものである態様がある。

また、本発明は、上記のいずれかの発光ダイオードを複数個備え、前記ステップ部の高さによって規定された量の樹脂材料が該発光ダイオードの間に注入されている発光ダイオード表示装置を提供する。

さらに、本発明は、発光素子と電源電力を供給するリード部とをベース部に取り付けるステップと、発光素子を覆うように、半球状の光放射面を有するレンズ部をベース部に取り付けるステップと、リード部を覆うのに十分な樹脂材料の量を規定する高さを有し、その一部に幅の異なる部分を有するステップ部を、前記レンズ部の外側側面を取り囲むように設けるステップとを含んでなる、発光ダイオードの製造方法を提供する。ここで、ステップ部とレンズ部とを一体的に成形することを更に含む態様であることが好ましい。このように、ステップ部とレンズ部とを（例えば、射出成型、押出成型、注型、鋳型、切削、光照射などの技術を用いて）一体的に加工・成形することによって、取り付け作業の効率を高めることができ、製造コストを安くすることができる。

本発明によれば、ベース部から突出した半球状の光放射面を有するレンズ部の外側側面に設けられたステップ部によって、樹脂材料がレンズ部に直接に接しないように構成されている。そして、このステップ部の高さは、ＬＥＤのリード部とベース部を確実に覆うのに十分な樹脂材料の量を規定するものである。また、ステップ部に切り欠きを設けることによって、注入された樹脂材料が所定の量に達しようとしていることを作業員が容易に確認することができる。そのため、適量の樹脂材料を容易に注入することができ、コントラストの低下や視野角の低下などの課題を解決したＬＥＤを提供することができる。また、上記のＬＥＤを複数個用いることにより、屋外用ディスプレイとして使用可能なコントラストが高く視野角の広いＬＥＤ表示装置を得ることができる。

図１Ａおよび図１Ｂに、本発明の実施に用いられる発光ダイオード１を示す。ここで、図１Ａは、本発明の実施に用いられるＬＥＤを、光放射面側であってベース部に垂直な方向からみた場合を示している。また、図１Ｂは、図１ＡのＬＥＤをＸ方向（ベース部に平行な方向）からみた場合を示している。
この発光ダイオード１は、ＬＥＤ素子などの発光素子２と、発光素子２に電力を供給するリードまたはリードフレーム３と、リード３を覆うベース部４と、ベース部４に結合して発光素子２を覆うように設けられた、半球状の光放射面を有するレンズ部５と、レンズ部５の外側側面を取り囲むように配置され、その一部に幅の異なる部分を有するステップ部６とを備えてなる。ここで、ステップ部６は、リードまたはリードフレーム３やベース部４を覆うのに十分な樹脂材料の量を規定する高さを有している。

図２に、図１のＬＥＤ１を複数個用いて、ＬＥＤ１のステップ部６によって規定される量の樹脂材料７を注入して作成したＬＥＤ表示装置１０を示す。ここで、ベース部４を覆うように注入された樹脂材料７がレンズ部５に接することを、ステップ部６によって防いでいる。また、図２に示すように、ステップ部６の高さ付近まで樹脂材料７を注入すると、ステップ部６に接している部分の樹脂材料７の形状が、その表面張力によってステップ部６から離れるにつれて盛り上がる形状となる。このことは、注入すべき樹脂材料７の注入量がやや多い場合であっても、ＬＥＤ１やＬＥＤ１を用いた表示装置１０の特性に悪影響を与えにくい構造を備えているという点で従来品よりも有利である。

図３に、ＬＥＤ１のステップ部６に切り欠きを設けた態様を示す。図３では、切り欠き６０Ａおよび６０Ｂが示されている。この切り欠き６０Ａおよび６０Ｂは、その位置によってＬＥＤ１の極性を表すものとすることができる。ここでの極性は、電極のプラスとマイナスの位置などを含みうる。これにより、作業員がＬＥＤの極性を容易に理解することができる。

また、図４に示すように、この切り欠き６０Ａおよび６０Ｂへと樹脂材料７が達しているかどうかを判断することによって、樹脂材料７が適切な注入量に達しつつあることを作業員は容易に理解することができる。

なお、図３および図４では、切り欠き６０Ａ、６０Ｂを設けた場合について説明したが、これに限らずに、例えばステップ部６に突起を設けてもよい。

以上のように、本発明の実施に用いられるＬＥＤ１およびこれを用いた表示装置１０を説明してきたが、これらは単なる例示であり、特許請求の範囲に記載した本発明を実施するためには、上記の装置構成とは異なる、数多くの装置構成を採用できることが当業者にとって明らかであることを理解されたい。

Ａは、本発明の実施に用いられるＬＥＤを、光放射面側であってベース部に垂直な方向からみたときの状態を示す上面図である。Ｂは、Ａに示すＬＥＤをＸ方向から見たときの正面図である。 図１のＬＥＤを複数個用いて、ＬＥＤのステップ部によって規定される量の樹脂材料を注入したＬＥＤ表示装置の断面図である。 ＬＥＤの極性を表す切り欠き部を図１のＬＥＤのステップ部に設けた態様を示す上面図である。 図３のＬＥＤに樹脂材料を注入した態様を示す上面図である。 Ａは、凸形状のレンズ部を有する従来のＬＥＤの上面図である。Ｂは、Ａに示すＬＥＤをＹ方向からみたときの正面図である。 図５の従来のＬＥＤを複数個用いて、そのＬＥＤの間に樹脂材料を注入したＬＥＤ表示装置の断面図である。

符号の説明

１ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
２ ＬＥＤ素子
３ リード部、リードフレーム部
４ ベース部
５ レンズ部
６ ステップ部
６０Ａ、６０Ｂ 切り欠き
７ 樹脂材料
１０ ＬＥＤ表示装置

Claims (6)

1. 複数の発光ダイオードを含む発光ダイオード表示装置を製造するための方法であって、
   ベース部と、該ベース部上に配置されたレンズ部と、該ベース部と該レンズ部との間に配置されたステップ部と、を各々が備えた複数の発光ダイオードを生成し、ここで、前記ステップ部は、所定の高さの側面と、前記レンズ部の径よりも大きく且つ前記ベース部の長さ又は幅よりも小さい径の上面とを有するように生成され、
   前記複数の発光ダイオードを並べて隔置し、
   前記複数の発光ダイオードの各々の間に、樹脂材料を、前記ステップ部の前記側面に接するように前記ステップ部の前記所定の高さ付近にまで注入し、ここで、該ステップ部の前記所定の高さは、前記樹脂材料の量を規定するものであり、及び、
   前記規定の量を幾らか越えた前記樹脂材料が注入された場合であっても、前記樹脂材料が前記レンズ部に接することになることを防止するために、前記樹脂材料が、その表面張力により、前記ステップ部の前記側面から離れるにつれて、前記所定の高さを越えて盛り上がった形状になるように、前記樹脂材料を形成する
   ことを含み、
   前記レンズ部は、半球状の光放射面を有し、且つ、内側に発光ダイオード素子を有していることからなる、方法。
2. 前記ステップ部に切り欠きか又は突起を設けることを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記レンズ部と前記ステップ部とを一体的に成形することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記光放射面側であって前記ベース部に垂直な方向から見たときの前記ステップ部の面積は、前記レンズ部の占める面積を除いた前記ベース部の残りの面積の半分以下であることからなる、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 前記切り欠き又は突起の位置が、前記発光ダイオードの極性を表すものであることからなる、請求項２乃至４のいずれかに記載の方法。
6. 前記切り欠きは、該切り欠きへと前記樹脂材料が達しているかどうかを判断することによって、前記樹脂材料が前記規定の注入量に達しつつあることを作業員が確認するためのものであることからなる、請求項２乃至５のいずれかに記載の方法。

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