JPH0783142B2 - 発光ダイオ−ド構造物 - Google Patents

発光ダイオ−ド構造物

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JPH0783142B2
JPH0783142B2 JP61281047A JP28104786A JPH0783142B2 JP H0783142 B2 JPH0783142 B2 JP H0783142B2 JP 61281047 A JP61281047 A JP 61281047A JP 28104786 A JP28104786 A JP 28104786A JP H0783142 B2 JPH0783142 B2 JP H0783142B2
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light emitting
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秀樹 中川
昭司 臼田
博昭 村田
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    • 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
    • H01L2224/4805Shape
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  • Led Device Packages (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
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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、種々の照明燈などに使用する発光ダイオード
構造物に関し、詳細には自動車の照明燈(ヘッドラン
プ、フォグランブなど)、信号燈及び標識燈(テールラ
ンプ、ストップランプ、ターンシグナルランプ、パーキ
ングランプなど)のうち、特に自動車用のストップラン
プの発光源として最適な発光ダイオード構造物に関する
ものである。
[従来技術] 現在、強力な光度を要求される発光源を除き、通常の表
示灯など視認性を主たる目的とする発光源としては、従
来のフィラメントを使用したものに代わり、発光ダイオ
ードを複数個用いて基板上に縦横に整列して取り付けた
発光ダイオード構造物が、フィラメント発光源に比べ長
寿命、低消費電力という利点を有し、加えて構造物自体
が極めて軽く構成できることから、頻繁に用いられるよ
うになってきた。
しかしながら、自動車のストップランプ用などとして発
光ダイオード構造物を用いる場合、単に発光ダイオード
を基板上に整列しただけでは十分な発光光度を達成し得
ない。つまりストップランプ用としては明るさが不足し
ており、他者の視覚に対して強力に注意を訴える程度の
視認性が確保できないものであった。
なお、本発明の発光ダイオード構造物は、前述した如く
特に自動車のストップランプの発光源に適したものであ
るが、ここでいうストップランプは、自動車のリアバン
パの上方の位置に取付けられている通常のストップラン
プのみではなく、たとえば車室の内部において後部窓ガ
ラスを通して自動車の後方から良く見える位置に取付け
るストップランプをも包含するものであり、このストッ
プランプは通常のストップランプよりも高い位置に取付
けるということからハイマウント・ストップランプと呼
称されている。
上述した事情に鑑み、本出願人は先に特願昭61−177434
号明細書にて、日本工業規格(JIS)の自動車用ランプ
類(D5500)の光度基準、またはアメリカ自動車技術協
会(SAE)の光度基準を満足し、自動車のストップラン
プ用として実用しうる発光ダイオード構造物を提案し
た。
第2図は、その実施例の一つを示した断面図であって、
有機高分子モールド発光ダイオード2のモールド部26
は、凸レンズ状の頂部261、外表面が発光ダイオード21
の存在位置を中心として半径r1の球面を呈する肩部26
2、及び残部下位部分263とからなっている。発光ダイオ
ード21から発した光線は、その多くが頂部261の外表面
に向い、頂部261は凸レンズ状曲面に加工されているた
め前方(基板1に垂直な方向)に屈折されて放射してゆ
く。また、残りの肩部262の外表面に向かう光線は、前
記外表面の法線上を通過するため屈折することなく直進
し、パラボラ状の曲面を有する反射鏡31にて前方に反射
される(図示した矢印の通り光線は進む)。従って、頂
部261に入射し、屈折・集光される光線と相乗して前方
への放射光が強力となるものである。
[発明が解決しようとする問題点] 本出願人は前記の構造とすることにより確かにJIS及びS
AEの光度基準を満足する発光ダイオード構造物を得るこ
とに成功したが、当該発光ダイオード構造物を、たとえ
ば前記したハイマウント・ストップランプとして実用的
に適用しようとする場合、様々な改良を要するものであ
った。その改良点の一つとして構造物自体の大きさが挙
げられる。ハイマウント・ストップランプは自動車のリ
アガラス付近に設置されるものであって、本質的に後部
の視界を妨げる作用があり、その外形は可及的に小さい
ものであることが好ましい。第2図に示した従来のモー
ルド構造では肩部262の曲面は、発光ダイオード21の存
在位置を中心とした半径r1の曲面であり、その外表面に
向かった光線は屈折することがなく反射鏡31に向けてテ
ーパ状に拡散するため、パラボラ状の反射鏡31の高さh1
は高く設定せねばならない。高さh1が高くなるというこ
とはパラボラ状であるから開口径d1も大きくなってしま
い、これらを複数配列して発光ダイオード構造物を構成
した場合、おのずからその外形が大きくなってしまうも
のであった。さらに、肩部262の外表面から放射される
光線はテーパ状に拡散するため、光線を前面に効率良く
放射するためには反射鏡31を曲面を有するパラボラ状と
する必要があり、反射鏡の加工も面倒で、コストも高く
つくという問題点もあった。
またハイマウント・ストップランプに限らず、より小さ
く、より薄く、より高性能で安価なものを求めるのが現
代社会におけるニーズの自然な流れであって、本発明者
らはかかるニーズに対応すべく鋭意研究を重ねた結果、
本発明を提案するに至った。
[問題を解決するための手段] 本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
って、透光性の有機高分子にてモールドした発光ダイオ
ードを、発光光線を前面に反射するための反射鏡を具備
させて平面上に配列した発光ダイオード構造物におい
て、前記有機高分子モールド発光ダイオードは外表面が
それぞれ凸レンズ状曲面に形成された頂部と肩部の少な
くとも二部分からなる略ダルマ状を呈する部分を有した
形状であって、かつ前記肩部の凸レンズ状曲面は、入射
した発光光線を集光し反射鏡方向に平行に放射させる曲
面であることを特徴とする発光ダる発光ダイオード構造
物である。
[作用] 本発明の発光ダイオード構造物は一例として第1図にそ
の断面図を示した如く、有機高分子モールド発光ダイオ
ード2のモールド部26は、外表面がそれぞれ凸レンズ状
の曲面に成形された頂部261、肩部264からなる略ダルマ
状を呈する部分と、残部下位部分263より形成されてい
る。また肩部264の凸レンズ状曲面は、発光ダイオード2
1からの発光光線を集光し、反射鏡32の方向に平行に放
射させる如き曲面に形成されている。かかる曲面とした
ことにより頂部261の外表面に向かう光線は、当該曲面
で集光・屈折されて前方(基板1に垂直な方向)に放射
され、さらに肩部264の外表面に向かう光線も当該曲面
にて集光・屈折されて反射鏡32の方向に平行に放射され
る。従って、平行光線を単に反射させるだけで良いから
反射鏡32は曲面を有さない円錐状のものでこと足りる。
また第1図の肩部264の外表面に入射する光線のうち、
頂部261と肩部264の境界点a点に近い部分に入射する光
線は、図示した如くθの角度をもって下方(発光ダイオ
ード21に近い方)に屈折するため、この結果反射鏡32の
高さh2を、第2図の反射鏡31の高さh1に比べて低くする
ことができる(低くしても同様の光度が得られることは
言うまでもない)。
[実施例] 以下、本発明の発光ダイオード構造物を図面に基づいて
説明する。
第1図は本発明の一実施例の断面図であって、1は基
板、2は基板1の上に縦横に整列して碁盤目状に取付け
られた多数の有機高分子モールド発光ダイオード、32は
反射鏡である。
基板1としては、例えばガラス、セラミック、有機高分
子(エポキシ、ガラスエポキシ等)からなる物が用いら
れる。
有機高分子モールド発光ダイオード2の構造につき説明
すると、発光ダイオード21が銀メッキ処理などを施した
導電性を呈するリードフレーム電極22の中央の凹部に導
電性エポキシ樹脂系接着剤によってダイボンディングさ
れている。さらに発光ダイオード21は、正電極+のリー
ド端子23の上側突出端部と金などのワイヤ25を用いてワ
イヤボンディングされている。また、リードフレーム電
極22は負電極−のリード端子24に接続されている。この
リード端子23、24を有する発光ダイオード21は透光性の
優れた有機高分子、たとえばクリアエポキシにてモール
ドされたモールド部26を有している。
モールド部26は、外表面がそれぞれ凸レンズ状の曲面に
成形された頂部261、肩部264からなる略ダルマ状を呈す
る部分と、残部下位部分263より形成されている。また
肩部264の凸レンズ状曲面は前述したとおり、発光ダイ
オード21からの発光光線を集光し、反射鏡方向に平行に
放射させる如き曲面に形成されており、すなわち肩部26
4の外表面の曲面はかかる曲面となるような半径r2にて
形成されている。頂部261の外表面の曲面もそのように
形成されている方が、光線を有効に前面に放射するには
効果的である。なお、本明細書で言う「平行」とは、完
全なる平行状態のみと限定解釈されるものではなく、平
行に近い状態のものをも包含する。また光線の状態の説
明は本発明の発光ダイオード構造物の一断面上における
光線の状態を述べたものである。
第3図は本発明の他の実施例を示した断面図であって、
肩部264の凸レンズ状曲面は、肩部264と頂部261の境界
点aと発光ダイオード21の存在位置点とを結ぶ直線上に
中心点を有する半径r3の曲面に形成されている。かかる
曲面とすることにより肩部264の外表面に入射する光線
のうちa点に近い部分に入射する光線は、屈折されるこ
となく反射鏡32に向けてほぼ直進する。さらに半径r
3は、a点付近以外に入射する光線も、a点付近に入射
し屈折されない光線に平行に、屈折して放射させる如き
曲面となるように選択されている。すなわち、肩部264
から放射される光線は平行に円錐状の反射鏡32に向かう
ことになる。
第4図は本発明にかかる第3図に示した発光ダイオード
構造物と、第2図に示した従来の発光ダイオード構造物
(図中点線で示す)とを重ね合わせて比較した図を示し
ている。それぞれの肩部262,264のa点付近に入射した
光線は屈折することなく直進し、本発明の構造では円錐
状の反射鏡32にb点で反射され、従来の構造ではパラボ
ラ状の反射鏡31のc点で反射されることになる。このc
点における接線X−X線と円錐状の反射鏡32の断面の線
とは平行になるため、本発明の構造における反射鏡32の
開口径d3及び高さh3は、従来の構造における反射鏡の開
口径d1及び高さh1に比べ大幅に小さくできるものであ
る。
発光ダイオード21としては、市販されているもので構わ
ず、その発光色にも別に特定はなく、たとえば自動車の
ストップランプに使用する場合は赤色、ターンシグナル
ランプや室内燈の場合は黄色、緑色の信号燈では緑色な
ど、用途に応じて所望の発光色のものを選択すれば良
い。しかして、JIS及びSAEの高度基準を満たすという観
点から、できるだけ発光輝度の高いものを使用すること
が好ましい。その一例として、特に本発明の発光ダイオ
ード構造物を自動車のストップランプに使用する場合に
その構造物に用いる発光ダイオードとしては、特願昭61
−92895号明細書に記載されている発光ダイオード、す
なわち活性層のキァリア濃度が1015〜1019/cm3で、ダブ
ルヘテロ構造を有するものを使用することが好ましい。
前記明細書に記載の発光ダイオードは、通常の発光ダイ
オードよりも低電圧で高い発光輝度が得られ、低電圧に
より熱の発生量が少なくなると共にチップにおける発光
輝度の不良が少なく、量産が可能となりコストを低くす
ることができ、本発明の発光ダイオード構造物に最適で
ある。
主として肩部264からの放射光線を前方に放射する役割
を果たす反射鏡32としては、発光ダイオード21からの発
光光線を反射・集光させて効率よく反射鏡32の前方(基
板1に垂直な方向)に集束光として放射するものであれ
ば、各種構造のものを特に制限はなく(たとえばパラボ
ラ反射鏡の如きものなど)用いることができるが、本発
明の発光ダイオード構造物は前述したとおり、肩部264
から放射される光線は平行光線であるため特に曲面を有
したパボラ反射鏡を用いる必要はなく、単に光線を反射
させるだけで良いから曲面を有さない円錐状のもので充
分に光線を効率的に放射することができる。また反射鏡
32は、たとえば金、銀、アルミニウム、ニッケル、クロ
ム、亜鉛、錫等の金属を蒸着またはメッキしたガラスや
合成樹脂からなるもの、あるいは表面を鏡面仕上げした
ステンレス板、アルミニウム板からなるもの等により構
成することができる。
この発光ダイオード構造物を実際に自動車のハイマウン
ト・ストップランプに使用する場合には第3図に示すよ
うに、反射鏡32の上に赤色拡散カバーを4を取付け、ま
たは取付けることなく、第4図に示す如くハイマウント
・ストップランプのケーシング5に組み込んで、自動車
の車室内において後部窓ガラスを通して自動車の後方か
ら良く見える位置に取付ける。この場合、赤色拡散カバ
ー4から発散される光が赤色であれば、発光ダイオード
の発光色や拡散カバーの色には特に制限はなく、たとえ
ば、赤色発光ダイオード及び赤色の拡散カバーを使用し
てもよいが、赤色発光ダイオードを用いた場合は必ずし
も赤色の拡散カバーを使用する必要はなく、たとえば無
色の拡散カバーであっても構わない。
[効果] 本発明の発光ダイオード構造物は、本出願人が先に提案
した、発光光度を従来に比べて著しく向上させた特願昭
61−177434号明細書に記載されている発光ダイオード構
造物をさらに実用的にすべくなされた発明であって、前
記明細書に記載されているものに比べて次のような利点
を有する。
反射鏡32は、特に成形用金型費用が高くつくパラボ
ラ状とする必要はなく、円錐状のもので足りるため製造
コストが安くなる。
反射鏡32の高さを従来の高さに比べて低くしても同
じ発光光度を得ることができるので構造物自体を薄くす
ることができる。
反射鏡32の開口径を従来の開口径よりも小さくで
き、高密度に発光ダイオード21を配列することができ
る。すなわち、構造物自体を小さくしても同様の発光光
度が得られるものである。
上記のような利点を有する本発明の発光ダイオード構造
物は、特にハイマウント・ストップランプに使用する場
合、安価に、構造物自体を小さく、そして薄く構成でき
ることから極めて実用的なものであって、また、現代社
会においてもてはやされる、いわゆる軽薄短小の時流に
合った有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の発光ダイオード構造物の一実施例の断
面図、第2図は従来の発光ダイオード構造物の断面図、
第3図は本発明の発光ダイオード構造物の他の実施例の
断面図、第4図は第2図及び第3図に示した発光ダイオ
ード構造物を重ね合わせた比較図、第5図は第1図に示
した構造物を自動車のハイマウント・ストップランプに
使用すべく赤色拡散カバーを取付けた時の断面図、第6
図は第5図に示したものを自動車のハイマウント・スト
ップランプのケーシングに組み込んだ時の斜視図であ
る。 1……基板、2……有機高分子モールド発光ダイオー
ド、21……発光ダイオード、26……モールド部、261…
…頂部、262、264……肩部、31、32……反射鏡。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】透光性の有機高分子にてモールドした発光
    ダイオードを、発光光線を前面に反射するための反射鏡
    を具備させて平面上に配列した発光ダイオード構造物に
    おいて、前記有機高分子モールド発光ダイオードは外表
    面がそれぞれ凸レンズ状曲面に形成された頂部と肩部の
    少なくとも二部分からなる略ダルマ状を呈する部分を有
    した形状であって、かつ前記肩部の凸レンズ状曲面は、
    入射した発光光線を集光し反射鏡方向に平行に放射させ
    る曲面であることを特徴とする発光ダイオード構造物。
  2. 【請求項2】前記肩部の凸レンズ状曲面は、前記肩部と
    頂部の境界点と前記発光ダイオードの存在位置点とを結
    ぶ直線上に径の中心点を有する曲面であることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の発光ダイオード構
    造物。
  3. 【請求項3】前記発光ダイオードは、活性層のキァリア
    濃度が1015〜1019/cm3で、ダブルヘテロ構造を有するも
    のであることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
    載の発光ダイオード構造物。
  4. 【請求項4】前記反射鏡は有機高分子モールド発光ダイ
    オードを基底として、上部に向け開口面積が拡大してい
    る円錐状であることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の発光ダイオード構造物。
  5. 【請求項5】前記発光ダイオード構造物が自動車用スト
    ップランプであることを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の発光ダイオ
    ード構造物。
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