DE102004015903B4

DE102004015903B4 - Lichtemissionsdiodeneinrichtung

Info

Publication number: DE102004015903B4
Application number: DE102004015903A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kikuchi; Koichi Fukasawa
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2013-11-14
Anticipated expiration: 2024-04-01
Also published as: US20050002194A1; US7222993B2; CN1542989A; DE102004015903A1; JP2004304041A; CN100334747C

Abstract

Lichtemissionsdiodeneinrichtung mit: einem Schaltungssubstrat (2) mit Elektroden; einem unteren Reflektionsfilm (6), der auf einer oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats (2) ausgebildet ist; einer auf der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats montierten und elektrisch mit den Elektroden verbundenen Lichtemissionsdiode (3); einer Harzschicht (4), die die Lichtemissionsdiode auf dem Schaltungssubstrat einkapselt, wobei die Harzschicht eine obere Oberfläche, eine am Substrat haftende untere Oberfläche und zwischen oberer und unterer Oberfläche befindliche seitliche Wandflächen aufweist; einer oberen Reflektionsschicht (8), die auf der oberen Oberfläche der Harzschicht zum teilweisen Durchlassen und zum teilweisen Reflektieren von Licht, das von einer Licht emittierenden Oberfläche der Lichtemissionsdiode ausgesandt wird, vorgesehen ist, wobei die obere Reflektionsschicht (8) auf der Harzschicht, über der Licht emittierenden Oberfläche, vorgesehen ist und eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die obere Oberfläche der Harzschicht, und wobei die Lichtemissionsdiodeneinrichtung ferner derart ausgebildet ist, dass Teile des von der Lichtemissionsdiode emittierten Lichts von der oberen Reflexionsschicht reflektiert und weiterhin von dem unteren Reflexionsfilm reflektiert und durch die seitlichen Wandflächen ausgesandt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtemissionsdioden-(LED)Einrichtung, die in elektronischen Einrichtungen, etwa einem Personalcomputer, einem Drucker, einem PDA, einem Fax-Gerät, einem tragbaren Meldegerät und einem tragbaren Telefon verwendet wird.
In jüngerer Vergangenheit wird eine Flüssigkristallanzeige (LCD) mit einem Hintergrundlicht als eine Beleuchtungspaneeleinrichtung zum Beleuchten diverser elektronischen Komponenten, etwa einem Notebook-Computer mit einem optischen Kommunikationsgerät, einem PDA und einem tragbaren Telefon verwendet. Häufig werden eine LCD-Hintergrundbeleuchtung für ein tragbares Telefon und eine LED zum Ausleuchten diverser Tasten eines tragbaren Telefons als elektronische Komponenten verwendet, die mit einer derartigen LCD ausgestattet sind.
6 ist eine Draufsicht, die ein konventionelles tragbares Telefon zeigt, das in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift JP 2002-024 811 A offenbart ist. Das Mobiltelefon 10 besitzt eine LCD 11, drei LED-Einheiten 12 für die LCD 11, mehrere Tastschalter 13 und mehrere LED-Einheiten 14 zum Beleuchten der Tastschalter 13. Die LED-Einheit besitzt einen LED-Chip, der auf einem aus Glasepoxyharz hergestellten Platinensubstrat montiert ist, wobei der LED-Chip mittels eines transparenten oder durchscheinenden Harzes eingekapselt ist. In der konventionellen Vorrichtung muss eine Reihe von LED-Einheiten vorgesehen werden, da die konventionelle LED-Einheit kein ausgeprägtes Richtungsverhalten zeigt. Daher entsteht ein Problem dahingehend, dass die konventionelle Vorrichtung nicht die Anforderung für geringe Herstellungskosten erfüllen kann.
Die JP 2003-029 654 A beschreibt eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung, bei der eine LED über einer unteren Reflexionsschicht und unter einem teildurchlässigen Spiegel liegend von einer Harzschicht eingebettet ist. Zwischen den beiden Reflexionsschichten wird das Licht mehrfach hin und her reflektiert, um die Abstrahlfläche gegenüber dem von der LED abgestrahlten Lichtkegeln zu vergrößern.
Die US 6 036 328 A beschreibt einen Schirm zur Hintergrundbeleuchtung, bei dem, vom Betrachter aus gesehen, Leuchtdioden den Schirm von unten bestrahlen und die rückwärtige Oberfläche verspiegelt ist.
Die JP 2001-185 762 A beschreibt eine in Harz eingebettete Leuchtdiode, bei der der obere Abschnitt des Harzkörpers derart geformt ist, dass das von der Leuchtdiode imitierte Licht durch Totalreflexion rotationssymmetrisch um etwa 90° abgelenkt wird.
Die GB 2 064 865 A beschreibt einen Leuchtdiodenchip auf einem transparenten Substrat, der von einem Harztropfen eingeschlossen ist. Der Harztropfen weist eine reflektierende Beschichtung auf.
Die JP 61-007 672 A beschreibt eine Leuchtdiode, die in einen transparenten Harzkörper eingeklebt ist. Ein Teil des Harzkörpers besitzt eine reflektierende Beschichtung zur seitlichen Ablenkung des von der Dioden imitierten Lichts.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LED-Einrichtung bereitzustellen, die mehrere Anzeigen beleuchten kann, im Richtungsverhalten steuerbar ist und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß wird eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt.
Der obere reflektierende Film ist vorzugsweise mittels Abscheiden oder Plattieren eines Metalls hergestellt.
Diese und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen deutlicher hervor.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 und 4 sind Schnittansichten, die eine dritte Ausführungsform darstellen;
5 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
6 ist eine Draufsicht eines konventionellen tragbaren Telefons.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die LED-Einrichtung 1 umfasst ein Schaltungssubstrat 2, das als einem Harz gebildet ist, etwa einem Glasepoxyharz, einen unteren Reflektionsfilm 6, der auf der Oberfläche des Schaltungssubstrats 2 gebildet ist, und der durch Plattieren von Ag oder Au hergestellt ist, und eine LED 3, die auf dem Schaltungssubstrat 2 montiert ist. Die LED 3 ist mit Elektroden verbunden, die an der Oberfläche des Substrats 2 vorgesehen sind. Die LED 3 ist durch eine transparente oder durchscheinende Harzschicht 4 eingekapselt.
Erfindungsgemäß ist eine Reflektionsschicht 5 auf der Harzschicht 4 ausgebildet. Die Reflektionsschicht 5 umfasst eine Halteplatte 7 und einen oberen Reflektionsfilm 8, der auf der Unterseite der Halteplatte 7 ausgebildet ist. Die Halteplatte 7 ist aus einem transparenten oder durchscheinenden Harz hergestellt. Der obere Reflektionsfilm 8 ist durch Abscheiden oder Plattieren eines reflektierenden Metalls gebildet, das das von der LED 3 ausgesandte Licht reflektieren kann. Der obere Reflektionsfilm 8 wird zu einem dünnen Film, beispielsweise 1 μm dick, bearbeitet, um Licht von der LED 3 teilweise durchzulassen.
Licht, das von der LED 3 ausgesandt wird, geht durch die Harzschicht 4 und die Reflektionsschicht 5 als mittleres durchgelassenes Licht I und seitlich durchgelassenes Licht II. Teile des Lichts, das von der LED ausgesandt wird, werden von dem oberen Reflektionsfilm 8 reflektiert und werden weiterhin von dem unteren Reflektionsfilm 6 auf dem Substrat 2 als erneut reflektiertes Seitenlicht III reflektiert. Das Seitenlicht III wird auch von der Seitenwand der Harzschicht 4 ausgesandt. Somit wird das ausgesandte Licht breit aufgestreut.
Wenn die Dicke des oberen Reflektionsfilms 8 erhöht wird, steigt die Reflektivität an und die Durchlässigkeit nimmt ab. Daher wird die Lichtverteilung intensiviert. Somit kann ein gewünschtes Maß an Lichtdiffusion bzw. Verteilung erreicht werden.
2 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die LED-Einrichtung 1 ist vom Aufbau her identisch zu der ersten Ausführungsform. Daher werden die gleichen Teile wie in der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 belegt. Der Unterschied zu der ersten Ausführungsform besteht darin, dass die Dicke der Harzschicht 4 kleiner als jene der Harzschicht 4 in 1 ist. Durch Verringern der Dicke der Harzschicht 4 kann der Reflektionswinkel des wiederreflektierten Seitenlichts III größer werden, so dass die Lichtverteilung des Lichts III ansteigt.
Somit kann das Maß der Lichtverteilung auch auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Dicke der Harzschicht 4 geändert wird.
3 und 4 sind Schnittansichten einer dritten Ausführungsform. In dieser Ausführungsform wird die Fläche des oberen Reflektionsfilms 8 geändert. Obwohl die Reflektivität des oberen Reflektionsfilms 8 konstant ist, werden das Maß der Diffusion und die Helligkeitsverteilung geändert, indem die Fläche des oberen Reflektionsfilmes 8 variiert wird.
Wenn die Fläche des oberen Reflektionsfilmes 8 wie in 4 vergrößert wird, steigt das Maß der Diffusion des wiederreflektierten Seitenlichts III an. Wenn die Reflektivität des oberen Reflektionsfilms 8 variiert wird, werden natürlich das Maß der Diffusion und die Helligkeitsverteilung unterschiedlich geändert.
Wenn die Fläche des oberen Reflektionsfilmes 8 verringert wird, steigt die Intensität der Strahlung des durchgehenden Seitenlichts II an.
5 ist eine Schnittansicht, die eine Lichtemissionsdiodeneinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der LED-Einrichtung 1 ist die Dicke der Harzschicht 4 reduziert. Da die Harzschicht 4 dünn ist, steigt die Helligkeit des wiederreflektierten Seitenlichts III an.
Wie zuvor beschrieben ist, kann die Verteilung des Lichts stark verändert werden. Wenn die Fläche des oberen Reflektionsfilmes 8 erhöht wird oder die Dicke der Harzschicht 4 reduziert wird, steigt das Maß der Diffusion bzw. der Verteilung des wiederreflektierten Seitenlichts III an. Wenn die Fläche des oberen Reflektionsfilmes 8 verringert wird, steigt die Intensität der Strahlung des durchgelassenen Seitenlichts II an.
Somit kann erfindungsgemäß eine gewünschte Ausdehnung des ausgesandten Lichts von der LED und eine gewünschte Verteilung der Helligkeit erreicht werden.

Claims

Lichtemissionsdiodeneinrichtung mit: einem Schaltungssubstrat (2) mit Elektroden; einem unteren Reflektionsfilm (6), der auf einer oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats (2) ausgebildet ist; einer auf der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats montierten und elektrisch mit den Elektroden verbundenen Lichtemissionsdiode (3); einer Harzschicht (4), die die Lichtemissionsdiode auf dem Schaltungssubstrat einkapselt, wobei die Harzschicht eine obere Oberfläche, eine am Substrat haftende untere Oberfläche und zwischen oberer und unterer Oberfläche befindliche seitliche Wandflächen aufweist; einer oberen Reflektionsschicht (8), die auf der oberen Oberfläche der Harzschicht zum teilweisen Durchlassen und zum teilweisen Reflektieren von Licht, das von einer Licht emittierenden Oberfläche der Lichtemissionsdiode ausgesandt wird, vorgesehen ist, wobei die obere Reflektionsschicht (8) auf der Harzschicht, über der Licht emittierenden Oberfläche, vorgesehen ist und eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die obere Oberfläche der Harzschicht, und wobei die Lichtemissionsdiodeneinrichtung ferner derart ausgebildet ist, dass Teile des von der Lichtemissionsdiode emittierten Lichts von der oberen Reflexionsschicht reflektiert und weiterhin von dem unteren Reflexionsfilm reflektiert und durch die seitlichen Wandflächen ausgesandt werden.
Die Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die obere Reflektionsschicht (8) mittels Abscheiden oder Plattieren eines Metalls hergestellt ist.
Die Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der untere Reflexionsfilm (6) mittels Plattieren von Ag oder Au hergestellt ist.