JP2001077427A - 発光ダイオード及びそれを用いた表示装置 - Google Patents
発光ダイオード及びそれを用いた表示装置Info
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- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Abstract
(57)【要約】
【課題】水平方向に視野角が広く、垂直方向に視野角が
狭い発光ダイオードに関わり、特に中心光度が高く、指
向特性の優れた発光ダイオードを提供するものである。 【解決手段】複数の同色系が発光可能な発光素子を、リ
ード電極と電気的に接続させると共にモールド部材によ
り発光素子を封止してなる発光ダイオードである。特
に、モールド部材が略楕円形状であると共に複数の発光
素子が発光ダイオードの光軸からずれて楕円の長径と略
平行方向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中心に
設けられた電極とリード電極とをワイヤを用いて直列及
び／又は並列に接続されている発光ダイオードである。
狭い発光ダイオードに関わり、特に中心光度が高く、指
向特性の優れた発光ダイオードを提供するものである。 【解決手段】複数の同色系が発光可能な発光素子を、リ
ード電極と電気的に接続させると共にモールド部材によ
り発光素子を封止してなる発光ダイオードである。特
に、モールド部材が略楕円形状であると共に複数の発光
素子が発光ダイオードの光軸からずれて楕円の長径と略
平行方向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中心に
設けられた電極とリード電極とをワイヤを用いて直列及
び／又は並列に接続されている発光ダイオードである。
Description
【０００１】
【発明の実施の形態】本発明は水平方向に視野角が広
く、垂直方向に視野角が狭い発光ダイオードに関わり、
特に正面光度が高く、指向特性の優れた発光ダイオード
を提供することにある。
く、垂直方向に視野角が狭い発光ダイオードに関わり、
特に正面光度が高く、指向特性の優れた発光ダイオード
を提供することにある。
【０００２】
【従来技術】今日、ＲＧＢとも超高輝度に発光可能な発
光ダイオードが開発されたことに伴い、フルカラーディ
スプレイなどの表示装置に利用され始めている。表示装
置に利用される発光ダイオードは、視認者の位置などの
関係から垂直方向よりも水平方向の配光特性にすぐれる
ことが好ましい。そのため、発光ダイオードを構成する
透光性レンズの形状を発光観測面側から見て楕円形状と
して形成させている。
光ダイオードが開発されたことに伴い、フルカラーディ
スプレイなどの表示装置に利用され始めている。表示装
置に利用される発光ダイオードは、視認者の位置などの
関係から垂直方向よりも水平方向の配光特性にすぐれる
ことが好ましい。そのため、発光ダイオードを構成する
透光性レンズの形状を発光観測面側から見て楕円形状と
して形成させている。
【０００３】より具体的には、図６に示す如き発光ダイ
オード６００は、マウントリード６０５となるリード電
極のカップ内にＬＥＤチップ６０１が配置されている。
半導体を介して一対の電極が設けられたＬＥＤチップ
は、一方の電極をＡｇペーストなどを利用してマウント
しているリード電極と電気的に接続させている。ＬＥＤ
チップの他方の電極は、インナーリード６０６となるリ
ード電極と金線などのワイヤ６０３を利用して電気的に
接続させてある。ＬＥＤチップ６０１の各電極と各リー
ド電極６０５、６０６とを電気的に接続させたものをエ
ポキシ樹脂などを利用した透光性モールド部材６０２で
被覆することで発光ダイオードを形成させる。ＬＥＤチ
ップ６０１から放出された光は、透光性モールド部材の
レンズ形状によって指向特性を変えることができる。し
たがって、一方の方向に指向角が狭く且つ他方の方向に
指向角を広くさせるため、発光観測面側から見て略楕円
形状の透光性モールド部材でＬＥＤチップを被覆させる
ことが行われている。これによって、ディスプレイに好
適に用いられる発光ダイオードとすることができる。
オード６００は、マウントリード６０５となるリード電
極のカップ内にＬＥＤチップ６０１が配置されている。
半導体を介して一対の電極が設けられたＬＥＤチップ
は、一方の電極をＡｇペーストなどを利用してマウント
しているリード電極と電気的に接続させている。ＬＥＤ
チップの他方の電極は、インナーリード６０６となるリ
ード電極と金線などのワイヤ６０３を利用して電気的に
接続させてある。ＬＥＤチップ６０１の各電極と各リー
ド電極６０５、６０６とを電気的に接続させたものをエ
ポキシ樹脂などを利用した透光性モールド部材６０２で
被覆することで発光ダイオードを形成させる。ＬＥＤチ
ップ６０１から放出された光は、透光性モールド部材の
レンズ形状によって指向特性を変えることができる。し
たがって、一方の方向に指向角が狭く且つ他方の方向に
指向角を広くさせるため、発光観測面側から見て略楕円
形状の透光性モールド部材でＬＥＤチップを被覆させる
ことが行われている。これによって、ディスプレイに好
適に用いられる発光ダイオードとすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
半導体を介して一対の電極が設けられた発光素子６０１
の場合、発光層で発光した光を発光素子の上面側から容
易に取り出し、電流密度を均一にするために発光素子の
上面の略中央部に円形金属電極部を設けている。また、
表面層の抵抗が高い場合においては、電流密度を均一に
するために電極部面積を増やす目的で電極部形状を×型
にしている。このような発光素子上の電極は、発光層か
ら発光した光が上部に設けられた電極に反射され発光素
子内部に向かう。そのため発光素子自体の配光特性は軸
上発光強度がピーク値とならず、光軸上で凹な配光特性
になってしまう。
半導体を介して一対の電極が設けられた発光素子６０１
の場合、発光層で発光した光を発光素子の上面側から容
易に取り出し、電流密度を均一にするために発光素子の
上面の略中央部に円形金属電極部を設けている。また、
表面層の抵抗が高い場合においては、電流密度を均一に
するために電極部面積を増やす目的で電極部形状を×型
にしている。このような発光素子上の電極は、発光層か
ら発光した光が上部に設けられた電極に反射され発光素
子内部に向かう。そのため発光素子自体の配光特性は軸
上発光強度がピーク値とならず、光軸上で凹な配光特性
になってしまう。
【０００５】同様に、発光ダイオードは光放射の対称性
のため、発光素子を光軸上にマウントする。そのため、
発光素子の電極が光軸上に配置されることになり、発光
ダイオードからの光は図７及び図８に示す波線の如く、
光軸上で凹状な配光特性になる。これは発光ダイオード
の配光特性にも影響し、発光観測面側から見て真円形状
のモールド部材を持った発光ダイオードにおいても同様
に光軸上の光度が低下する場合もあるが、発光素子とレ
ンズ頂点との距離を長くすることによって上記問題を解
決することができる。他方、発光観測面側から見て楕円
状のモールド部材を持った発光ダイオードにおいては、
発光素子とレンズとなるモールド部材の頂点との距離を
長くすると、光軸上で発光強度をピークとすることがで
きるものの楕円の長軸方向における配光特性が狭くなる
というトレードオフの関係にある。また、パッケージ外
観寸法の制約も生ずるという問題が生ずる。
のため、発光素子を光軸上にマウントする。そのため、
発光素子の電極が光軸上に配置されることになり、発光
ダイオードからの光は図７及び図８に示す波線の如く、
光軸上で凹状な配光特性になる。これは発光ダイオード
の配光特性にも影響し、発光観測面側から見て真円形状
のモールド部材を持った発光ダイオードにおいても同様
に光軸上の光度が低下する場合もあるが、発光素子とレ
ンズ頂点との距離を長くすることによって上記問題を解
決することができる。他方、発光観測面側から見て楕円
状のモールド部材を持った発光ダイオードにおいては、
発光素子とレンズとなるモールド部材の頂点との距離を
長くすると、光軸上で発光強度をピークとすることがで
きるものの楕円の長軸方向における配光特性が狭くなる
というトレードオフの関係にある。また、パッケージ外
観寸法の制約も生ずるという問題が生ずる。
【０００６】さらに、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の発
光ダイオードを用いたマルチカラーを発光可能な表示装
置では、青色系及び緑色系を発光する発光ダイオードは
窒化物系化合物半導体からなる発光素子を用いて形成さ
せてある。窒化物半導体を用いた発光素子の１つには、
サファイア基板上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形
成させ、表面側の窒化物半導体にその矩形状の隅部に一
対の電極を設けるものがある。そのため、同一面側に一
対の電極をもった発光素子では、上述のごとき問題は実
質的に生じない。しかしながら、高輝度な赤色系の発光
素子を窒化物半導体で形成させることは極めて難しく、
ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等の半導体材料を介して
一対の電極を持った発光素子を利用ことが考えられる。
光ダイオードを用いたマルチカラーを発光可能な表示装
置では、青色系及び緑色系を発光する発光ダイオードは
窒化物系化合物半導体からなる発光素子を用いて形成さ
せてある。窒化物半導体を用いた発光素子の１つには、
サファイア基板上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形
成させ、表面側の窒化物半導体にその矩形状の隅部に一
対の電極を設けるものがある。そのため、同一面側に一
対の電極をもった発光素子では、上述のごとき問題は実
質的に生じない。しかしながら、高輝度な赤色系の発光
素子を窒化物半導体で形成させることは極めて難しく、
ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等の半導体材料を介して
一対の電極を持った発光素子を利用ことが考えられる。
【０００７】表示装置に用いられる発光ダイオードは、
単色発光ダイオード間で所望の配光特性を満たすだけで
なく、ＲＧＢ各発光ダイオードの配光特性を揃える必要
がある。そのため上述の半導体を介して一対の電極をも
った発光ダイオードを利用した場合は、各色を発光する
発光ダイオード間の配光特性を合わせることができない
という問題が生ずる。したがって、本発明は比較的に簡
単な構造で一方の方向に視野角が狭く他方の視野角が広
い、且つ光軸上に発光ピークがある発光ダイオードを提
供することにある。また、異なる構造の発光素子を用い
ても指向特性を合わせ色ズレなどの極めて少ない表示装
置を提供することにある。
単色発光ダイオード間で所望の配光特性を満たすだけで
なく、ＲＧＢ各発光ダイオードの配光特性を揃える必要
がある。そのため上述の半導体を介して一対の電極をも
った発光ダイオードを利用した場合は、各色を発光する
発光ダイオード間の配光特性を合わせることができない
という問題が生ずる。したがって、本発明は比較的に簡
単な構造で一方の方向に視野角が狭く他方の視野角が広
い、且つ光軸上に発光ピークがある発光ダイオードを提
供することにある。また、異なる構造の発光素子を用い
ても指向特性を合わせ色ズレなどの極めて少ない表示装
置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような配光特性を改
善する方法として、リード電極先端に設けたカップ部に
少なくとも２個の同色発光素子を、発光素子電極部が光
軸上に位置しないようマウントすることで配光特性が改
善され、軸上発光強度がピークとなり、かつ適度に分散
された発光ダイオードとなる。すなわち、複数の同色系
が発光可能な発光素子を、リード電極と電気的に接続さ
せると共にモールド部材により発光素子を封止してなる
発光ダイオードである。特に、モールド部材が略楕円形
状であると共に複数の発光素子が発光ダイオード（モー
ルド部材からなるレンズ）の光軸からずれて楕円の長径
と略平行方向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中
心に設けられた電極とリード電極とをワイヤを用いて直
列及び／又は並列に接続されている。
善する方法として、リード電極先端に設けたカップ部に
少なくとも２個の同色発光素子を、発光素子電極部が光
軸上に位置しないようマウントすることで配光特性が改
善され、軸上発光強度がピークとなり、かつ適度に分散
された発光ダイオードとなる。すなわち、複数の同色系
が発光可能な発光素子を、リード電極と電気的に接続さ
せると共にモールド部材により発光素子を封止してなる
発光ダイオードである。特に、モールド部材が略楕円形
状であると共に複数の発光素子が発光ダイオード（モー
ルド部材からなるレンズ）の光軸からずれて楕円の長径
と略平行方向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中
心に設けられた電極とリード電極とをワイヤを用いて直
列及び／又は並列に接続されている。
【０００９】本発明の請求項２に記載の発光ダイオード
は、発光素子が配置されるリード電極のカップが発光観
測面側から見てモールド部材の長径方向と略平行な方向
が略垂直な方向よりも長い発光ダイオードである。これ
によって、楕円の長径方向における配光特性を滑らか且
つ広くすることができる。特に、カップが楕円状或いは
トラック状することにより互いに発光素子が近接する中
央部の出力を向上させることができる。
は、発光素子が配置されるリード電極のカップが発光観
測面側から見てモールド部材の長径方向と略平行な方向
が略垂直な方向よりも長い発光ダイオードである。これ
によって、楕円の長径方向における配光特性を滑らか且
つ広くすることができる。特に、カップが楕円状或いは
トラック状することにより互いに発光素子が近接する中
央部の出力を向上させることができる。
【００１０】本発明の請求項３に記載の発光ダイオード
は、前記楕円の長径と略平行方向に一対のリード電極が
配置されていると共に各リード電極と発光素子とをそれ
ぞれ並列接続してなる。これによって、少なくとも二端
子で高輝度に発光可能な発光ダイオードを構成させるこ
とができる。
は、前記楕円の長径と略平行方向に一対のリード電極が
配置されていると共に各リード電極と発光素子とをそれ
ぞれ並列接続してなる。これによって、少なくとも二端
子で高輝度に発光可能な発光ダイオードを構成させるこ
とができる。
【００１１】本発明の請求項４に記載の表示装置は、モ
ールド部材が略楕円形状であると共に複数の発光素子が
発光ダイオードの光軸からずれて楕円の長径と略平行方
向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中心に設けら
れた電極とリード電極とをワイヤを用いて直列及び／又
は並列に接続されている第１の発光ダイオードと、同一
面側に一対の電極を有する発光素子を発光観測面側から
見て略楕円状のモールド部材で被覆してなる第２の発光
ダイオードとを近接配置させた表示装置である。
ールド部材が略楕円形状であると共に複数の発光素子が
発光ダイオードの光軸からずれて楕円の長径と略平行方
向に沿って配置され、且つ各発光素子の略中心に設けら
れた電極とリード電極とをワイヤを用いて直列及び／又
は並列に接続されている第１の発光ダイオードと、同一
面側に一対の電極を有する発光素子を発光観測面側から
見て略楕円状のモールド部材で被覆してなる第２の発光
ダイオードとを近接配置させた表示装置である。
【００１２】これによって、視認位置や角度によって色
ズレや色むらの極めて少ない表示装置とすることができ
る。
ズレや色むらの極めて少ない表示装置とすることができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発光ダイオードに
ついて具体的に詳述するが、これのみに限られないこと
はいうまでもない。
ついて具体的に詳述するが、これのみに限られないこと
はいうまでもない。
【００１４】（発光素子１０１）発光素子の具体的材料
としてはＡｌＩｎＧａＰのほか、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌ
Ａｓ、ＩｎＧａＮなどが挙げられ、発光スペクトルによ
ってその組成比を種々選択することができる。また、そ
の構造もホモ構造やダブルへテロ構造のｐｎ接合など種
々とることもできる。本発明の発光ダイオードに利用さ
れる発光素子として、具体的には発光層にＡｌＩｎＧａ
Ｐを用いた赤色系が発光可能なものが挙げられる。例え
ば、一辺が約３０５μｍ角のＬＥＤチップが形成されて
いる。ＬＥＤチップはｎ型ＧａＡｓ基板上に、バッファ
層、クラッド層として働くｎ型ＡｌＩｎＧａＰ層、活性
層として働くＡｌＩｎＧａＰ層、ｐ型のクラッド層とし
て働くＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型のコンタクト層として働
くＩｎＧａＰを積層形成されてある。ｎ型ＧａＡｓ基板
のほぼ全面にはＡｕからなる負極の電極が設けられてい
る。他方、ｐ型コンタクト層として働くＩｎＧａＰの略
中心には発光観測面側から見て直径が約４０μｍの円状
の電極と円状の電極から対角線上に電極の枝が延びてい
る。各発光素子を直列接続させるためには、基板側がｎ
型導電性を有するものと基板側がｐ型導電性を有する発
光素子を用いマウントリードの導電性を利用して比較的
簡単に直列接続させることもできる。
としてはＡｌＩｎＧａＰのほか、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌ
Ａｓ、ＩｎＧａＮなどが挙げられ、発光スペクトルによ
ってその組成比を種々選択することができる。また、そ
の構造もホモ構造やダブルへテロ構造のｐｎ接合など種
々とることもできる。本発明の発光ダイオードに利用さ
れる発光素子として、具体的には発光層にＡｌＩｎＧａ
Ｐを用いた赤色系が発光可能なものが挙げられる。例え
ば、一辺が約３０５μｍ角のＬＥＤチップが形成されて
いる。ＬＥＤチップはｎ型ＧａＡｓ基板上に、バッファ
層、クラッド層として働くｎ型ＡｌＩｎＧａＰ層、活性
層として働くＡｌＩｎＧａＰ層、ｐ型のクラッド層とし
て働くＡｌＧａＩｎＰ層、ｐ型のコンタクト層として働
くＩｎＧａＰを積層形成されてある。ｎ型ＧａＡｓ基板
のほぼ全面にはＡｕからなる負極の電極が設けられてい
る。他方、ｐ型コンタクト層として働くＩｎＧａＰの略
中心には発光観測面側から見て直径が約４０μｍの円状
の電極と円状の電極から対角線上に電極の枝が延びてい
る。各発光素子を直列接続させるためには、基板側がｎ
型導電性を有するものと基板側がｐ型導電性を有する発
光素子を用いマウントリードの導電性を利用して比較的
簡単に直列接続させることもできる。
【００１５】また、これまで発光素子の上部側に設けら
れた電極２０１は、発光素子上面への発光効率を上げる
ため必要以上に大きくできなかったが、本発明のごと
く、光軸上から電極をずらして配置することにより、電
極の大きさを大きくしても光軸上の光を稼ぐことができ
る。そのため発光ダイオードから放出される配光特性
は、凹にならない。しかも電極部を大きくすることで電
流密度が良好になり、発光効率を向上させることもでき
る。さらに、楕円の長軸方向における光量が増えるため
滑らかな配光特性を得ることもできる。
れた電極２０１は、発光素子上面への発光効率を上げる
ため必要以上に大きくできなかったが、本発明のごと
く、光軸上から電極をずらして配置することにより、電
極の大きさを大きくしても光軸上の光を稼ぐことができ
る。そのため発光ダイオードから放出される配光特性
は、凹にならない。しかも電極部を大きくすることで電
流密度が良好になり、発光効率を向上させることもでき
る。さらに、楕円の長軸方向における光量が増えるため
滑らかな配光特性を得ることもできる。
【００１６】（リード電極１０５、１０６）リード電極
として鉄入り銅を打ち抜き及び押し圧により、タイバー
で接続された一対のリードフレームを形成させる。リー
ドフレームの一方は、ＬＥＤチップが配置されるように
カップが形成されたマウントリード１０５として機能
し、他方は、ＬＥＤチップの他方の電極とワイヤによっ
て電気的に接続させるインナーリード１０６として機能
する。マウントリード１０５のカップは、底面が略縁な
しの長方形に形成されている。また、リード電極の少な
くとも一方に発光素子１０１を配置させる場合は、発光
素子１０１からの光を有効に発光ダイオードから取り出
すために側壁が形成されたカップを有することが好まし
い。カップの形状や側壁の高さを調節することで配光特
性を調整することができる。本発明においては、複数の
発光素子が配置されるため発光素子の放熱性に優れたリ
ード電極を用いることが好ましい。特に、発光材料にＧ
ａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を使用した発光素子は、
温度上昇に伴い発光効率が低下する傾向にある。また、
発光スペクトルが長波長側へシフトするため、視感度が
低下し光度が下がる。発光素子が複数マウントされてい
るカップリード部を放熱リードとして作用させることが
好ましい。
として鉄入り銅を打ち抜き及び押し圧により、タイバー
で接続された一対のリードフレームを形成させる。リー
ドフレームの一方は、ＬＥＤチップが配置されるように
カップが形成されたマウントリード１０５として機能
し、他方は、ＬＥＤチップの他方の電極とワイヤによっ
て電気的に接続させるインナーリード１０６として機能
する。マウントリード１０５のカップは、底面が略縁な
しの長方形に形成されている。また、リード電極の少な
くとも一方に発光素子１０１を配置させる場合は、発光
素子１０１からの光を有効に発光ダイオードから取り出
すために側壁が形成されたカップを有することが好まし
い。カップの形状や側壁の高さを調節することで配光特
性を調整することができる。本発明においては、複数の
発光素子が配置されるため発光素子の放熱性に優れたリ
ード電極を用いることが好ましい。特に、発光材料にＧ
ａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰ等を使用した発光素子は、
温度上昇に伴い発光効率が低下する傾向にある。また、
発光スペクトルが長波長側へシフトするため、視感度が
低下し光度が下がる。発光素子が複数マウントされてい
るカップリード部を放熱リードとして作用させることが
好ましい。
【００１７】（発光素子の配置）形成されたマウントリ
ード１０５上に上述のＬＥＤチップ１０１を２個用いて
それぞれＡｇを含有させたエポキシ樹脂であるＡｇペー
スト１０４により、ダイボンド固着させる。ダイボンド
固着されたＬＥＤチップ１０１はカップの中心に対し
て、それぞれほぼ左右対称に配置される。各ＬＥＤチッ
プ間の距離が短くなればなるほど正面光度が高くなる。
並列接続の場合は、各チップ間が接触しても電気的に損
傷はないが、量産性よく実装することが難しいため、５
μｍ以上離しておくことが好ましい。直列接続させる場
合はＬＥＤチップ間の短絡を考慮して５０μｍ以上離す
ことがより好ましい。他方、各ＬＥＤチップ間が離れす
ぎると、曲率半径の小さい楕円モールド部材の長径方向
における正面光度が急激に低下する傾向にある。そのた
め、各ＬＥＤチップ間の距離は３５０μｍ以下が好まし
く、３００μｍ以下がより好ましい。さらに好ましくは
２７０μｍ以下である。
ード１０５上に上述のＬＥＤチップ１０１を２個用いて
それぞれＡｇを含有させたエポキシ樹脂であるＡｇペー
スト１０４により、ダイボンド固着させる。ダイボンド
固着されたＬＥＤチップ１０１はカップの中心に対し
て、それぞれほぼ左右対称に配置される。各ＬＥＤチッ
プ間の距離が短くなればなるほど正面光度が高くなる。
並列接続の場合は、各チップ間が接触しても電気的に損
傷はないが、量産性よく実装することが難しいため、５
μｍ以上離しておくことが好ましい。直列接続させる場
合はＬＥＤチップ間の短絡を考慮して５０μｍ以上離す
ことがより好ましい。他方、各ＬＥＤチップ間が離れす
ぎると、曲率半径の小さい楕円モールド部材の長径方向
における正面光度が急激に低下する傾向にある。そのた
め、各ＬＥＤチップ間の距離は３５０μｍ以下が好まし
く、３００μｍ以下がより好ましい。さらに好ましくは
２７０μｍ以下である。
【００１８】（発光素子の電気的接続）次に、直径約３
５μｍの金線１０３を用いて各ＬＥＤチップ１０１の電
極と、同一のインナーリード１０６とをワイヤボンディ
ングさせる。この場合、各ＬＥＤチップから延びるワイ
ヤは互いに接触しても極性が同じであるため実質的に問
題となることがない。
５μｍの金線１０３を用いて各ＬＥＤチップ１０１の電
極と、同一のインナーリード１０６とをワイヤボンディ
ングさせる。この場合、各ＬＥＤチップから延びるワイ
ヤは互いに接触しても極性が同じであるため実質的に問
題となることがない。
【００１９】（モールド部材１０２）発光素子１０１と
リード電極１０５、１０６とが電気的に接続されたもの
に発光観測面側から見て楕円状レンズを形成すべく、楕
円状の凹形状をしたキャスティングケース内を用いる。
キャスティングケース内には、エポキシ樹脂を流し込む
とと共にＬＥＤチップが配置された上述のリードフレー
ム先端を差し込み、１５０℃１時間で仮硬化させる。キ
ャスティングケースからリードフレームを取り出し１２
０℃５時間で本硬化させ発光ダイオードを形成させる。
なお、モールド部材１０２は、エポキシ樹脂、イミド樹
脂などの透光性、耐光性に優れた樹脂のほか、低融点ガ
ラスなどを利用することもできる。また、モールド部材
には、所望に応じて発光素子から放出される波長の一部
をカットするフィルター効果を持つ着色剤や、劣化を防
止させるための紫外線吸収剤、配光特性を滑らかにする
拡散剤など種々の添加剤を含有させることもできる。
リード電極１０５、１０６とが電気的に接続されたもの
に発光観測面側から見て楕円状レンズを形成すべく、楕
円状の凹形状をしたキャスティングケース内を用いる。
キャスティングケース内には、エポキシ樹脂を流し込む
とと共にＬＥＤチップが配置された上述のリードフレー
ム先端を差し込み、１５０℃１時間で仮硬化させる。キ
ャスティングケースからリードフレームを取り出し１２
０℃５時間で本硬化させ発光ダイオードを形成させる。
なお、モールド部材１０２は、エポキシ樹脂、イミド樹
脂などの透光性、耐光性に優れた樹脂のほか、低融点ガ
ラスなどを利用することもできる。また、モールド部材
には、所望に応じて発光素子から放出される波長の一部
をカットするフィルター効果を持つ着色剤や、劣化を防
止させるための紫外線吸収剤、配光特性を滑らかにする
拡散剤など種々の添加剤を含有させることもできる。
【００２０】図１及び図２の如き、形成された発光ダイ
オードは発光観測面側から見て楕円状のレンズを持ち、
楕円の長径方向と平行方向が垂直方向よりも長いカップ
内に２個のＬＥＤチップが配置されている。各ＬＥＤチ
ップは共にワイヤを用いてインナーリードとそれぞれ電
気的に接続されている。同じＬＥＤチップ６０１をカッ
プ内の略中心に１つだけ設けた以外は本発明の発光ダイ
オードと同様にして図６に示す比較のための発光ダイオ
ード６００を形成させた。こうして形成された本発明と
比較のための発光ダイオードの配光特性を図７及び図８
に示す。図４及び図５より本発明の発光ダイオードの方
が光軸上で発光強度が最大となっており、且つ滑らかな
配光特性を示すのに対し、図７及び図８に示す比較のた
めの発光ダイオードは光軸上で十分集光されておらず、
光軸上で凹状となる配光特性となっている。なお、本発
光ダイオードはフルカラー表示装置以外にも実装スペー
スに制約のある時にも有用である。また砲弾型発光ダイ
オードに限らず、表面実装型発光ダイオードにも利用で
きることはいうまでもない。
オードは発光観測面側から見て楕円状のレンズを持ち、
楕円の長径方向と平行方向が垂直方向よりも長いカップ
内に２個のＬＥＤチップが配置されている。各ＬＥＤチ
ップは共にワイヤを用いてインナーリードとそれぞれ電
気的に接続されている。同じＬＥＤチップ６０１をカッ
プ内の略中心に１つだけ設けた以外は本発明の発光ダイ
オードと同様にして図６に示す比較のための発光ダイオ
ード６００を形成させた。こうして形成された本発明と
比較のための発光ダイオードの配光特性を図７及び図８
に示す。図４及び図５より本発明の発光ダイオードの方
が光軸上で発光強度が最大となっており、且つ滑らかな
配光特性を示すのに対し、図７及び図８に示す比較のた
めの発光ダイオードは光軸上で十分集光されておらず、
光軸上で凹状となる配光特性となっている。なお、本発
光ダイオードはフルカラー表示装置以外にも実装スペー
スに制約のある時にも有用である。また砲弾型発光ダイ
オードに限らず、表面実装型発光ダイオードにも利用で
きることはいうまでもない。
【００２１】次に、上述の如き形成された赤色系（Ｒ）
が発光可能な発光ダイオードと、発光素子がサファイア
基板上にバッファ層を介して形成され、活性層がＩｎＧ
ａＮからなる窒化物半導体を用いた発光ダイオードとを
利用して表示装置を形成させた。窒化物半導体を用いた
発光素子は、サファイア基板上に形成された半導体上に
一対の電極が形成されている。正極及び負極の電極は発
光観測面から見て略矩形状の隅部に設けられているた
め、上述と同様の楕円形状を持ったモールド部材で封止
した発光ダイオードを形成させても光軸上の正面光度が
低下することは少ない。発光層のＩｎの組成を変えるこ
とにより、緑色系（Ｇ）が発光可能な発光ダイオード
と、青色系（Ｂ）が発光ダイオードとを形成させてあ
る。ＲＧＢを近接配置させたものを一画素としてドット
マトリックス状に配置させてドットマトリックスディス
プレイとしてある。このような発光ダイオードはＲＧＢ
とも配光特性を合わせることができるため、視認性の優
れた表示装置とすることができる。
が発光可能な発光ダイオードと、発光素子がサファイア
基板上にバッファ層を介して形成され、活性層がＩｎＧ
ａＮからなる窒化物半導体を用いた発光ダイオードとを
利用して表示装置を形成させた。窒化物半導体を用いた
発光素子は、サファイア基板上に形成された半導体上に
一対の電極が形成されている。正極及び負極の電極は発
光観測面から見て略矩形状の隅部に設けられているた
め、上述と同様の楕円形状を持ったモールド部材で封止
した発光ダイオードを形成させても光軸上の正面光度が
低下することは少ない。発光層のＩｎの組成を変えるこ
とにより、緑色系（Ｇ）が発光可能な発光ダイオード
と、青色系（Ｂ）が発光ダイオードとを形成させてあ
る。ＲＧＢを近接配置させたものを一画素としてドット
マトリックス状に配置させてドットマトリックスディス
プレイとしてある。このような発光ダイオードはＲＧＢ
とも配光特性を合わせることができるため、視認性の優
れた表示装置とすることができる。
【００２２】続いて、直列接続させた本発明の発光ダイ
オードを示す。図３に示す、発光ダイオード３００は、
２本のリード電極３０５、３０７及び１本の放熱リード
３０６から形成されている。放熱リード先端３０６に
は、発光素子３０１、３１１から発光された光を上面に
放射させる目的で楕円カップ部が形成されており、楕円
カップ部長手方向に２個の発光素子３０１、３１１が並
ぶようにダイボンドされる。２個の発光素子は各々ｐ型
半導体、ｎ型半導体が基板上面にエピタキシャル成長さ
れており、前者は発光素子上面の金属電極部がｐ電極、
後者はｎ電極になっている。同カップ部内にＡｇペース
トなどを利用した導電性接着剤によってダイボンドされ
た２個の発光素子は、上面の金属電極部がｐ電極である
発光素子３０１がアノードリード電極にワイヤ３０３で
ワイヤボンディングされると共に上面の金属電極部がｎ
電極である発光素子３１１がカソードリード電極にワイ
ヤ３１３でワイヤーボンディングされ、電気的に直列接
続される。その上に楕円形状のモールド部材３０２で被
覆させてある。この発光ダイオードを基板実装する際に
は、例えば基板上に発光ダイオード１個につき３個のス
ルーホールが設けてあり、両端のリードははんだを介し
て電気的に接続される。しかしながら、先端にカップ部
を形成したリードは、はんだを介して基板上に接続され
るものの電気的には中立とさせてある。そのためこのリ
ードが放熱対策用リード電極として機能する。更に基板
上に放熱リード電極下に放熱専用ランドを形成すれば、
より一層の放熱効果が期待することができる。
オードを示す。図３に示す、発光ダイオード３００は、
２本のリード電極３０５、３０７及び１本の放熱リード
３０６から形成されている。放熱リード先端３０６に
は、発光素子３０１、３１１から発光された光を上面に
放射させる目的で楕円カップ部が形成されており、楕円
カップ部長手方向に２個の発光素子３０１、３１１が並
ぶようにダイボンドされる。２個の発光素子は各々ｐ型
半導体、ｎ型半導体が基板上面にエピタキシャル成長さ
れており、前者は発光素子上面の金属電極部がｐ電極、
後者はｎ電極になっている。同カップ部内にＡｇペース
トなどを利用した導電性接着剤によってダイボンドされ
た２個の発光素子は、上面の金属電極部がｐ電極である
発光素子３０１がアノードリード電極にワイヤ３０３で
ワイヤボンディングされると共に上面の金属電極部がｎ
電極である発光素子３１１がカソードリード電極にワイ
ヤ３１３でワイヤーボンディングされ、電気的に直列接
続される。その上に楕円形状のモールド部材３０２で被
覆させてある。この発光ダイオードを基板実装する際に
は、例えば基板上に発光ダイオード１個につき３個のス
ルーホールが設けてあり、両端のリードははんだを介し
て電気的に接続される。しかしながら、先端にカップ部
を形成したリードは、はんだを介して基板上に接続され
るものの電気的には中立とさせてある。そのためこのリ
ードが放熱対策用リード電極として機能する。更に基板
上に放熱リード電極下に放熱専用ランドを形成すれば、
より一層の放熱効果が期待することができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の発光ダイオードの構成とするこ
とによって、光軸上の正面光度を高くさせると共にモー
ルド部材の曲率の小さいレンズ形状方向に対しても滑ら
かな配光特性を得ることができる。
とによって、光軸上の正面光度を高くさせると共にモー
ルド部材の曲率の小さいレンズ形状方向に対しても滑ら
かな配光特性を得ることができる。
【図１】 本発明の発光ダイオードの模式的断面図であ
る。
る。
【図２】 本発明の発光ダイオードの模式的平面図であ
る。
る。
【図３】 本発明の別の発光ダイオードの模式的斜視図
である。
である。
【図４】 本発明の水平方向における配光特性を示す図
である。
である。
【図５】 本発明の垂直方向における配光特性を示す図
である。
である。
【図６】 本発明と比較のために示す発光ダイオードの
模式的斜視図である。
模式的斜視図である。
【図７】 本発明の発光ダイオードと比較のために示す
発光ダイオードの水平方向における配光特性を示す図で
ある。
発光ダイオードの水平方向における配光特性を示す図で
ある。
【図８】 本発明の発光ダイオードと比較のために示す
発光ダイオードの垂直方向における配光特性を示す図で
ある。
発光ダイオードの垂直方向における配光特性を示す図で
ある。
１００・・・発光ダイオード １０１・・・ＬＥＤチップ １０２・・・透光性モールド部材 １０３・・・ワイヤー １０４・・・ダイボンド樹脂 １０５・・・インナーリード １０６・・・マウントリード ２０１・・・発光素子の中心に設けられた電極 ３００・・・発光ダイオード ３０１・・・上面の金属電極部がｐ電極の発光素子 ３０２・・・モールド部材 ３０３・・・ワイヤ ３０４・・・ダイボンド樹脂 ３０５・・・リード電極 ３０６・・・放熱リード ３０７・・・リード電極 ３１１・・・上面の金属電極部がｎ電極の発光素子 ３１３・・・ワイヤ ６００・・・発光ダイオード ６０１・・・ＬＥＤチップ ６０２・・・透光性モールド部材 ６０３・・・ワイヤ ６０５・・・マウントリード ６０６・・・インナーリード
Claims (4)
- 【請求項１】 発光観測面側略中心に電極が設けられた
同色系が発光可能な複数の発光素子を直列又は並列に接
続させると共に該発光素子をモールド部材により封止し
た発光ダイオードであって、前記モールド部材は発光観
測面側から見て略楕円形状であると共に前記複数の発光
素子は発光ダイオードの光軸に対して略対称に前記モー
ルド部材の楕円長径と略平行方向に沿って配置されてい
ることを特徴とする発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記発光素子が配置されるリード電極の
カップは、発光観測面側から見て前記モールド部材の楕
円長径方向と略平行な方向が略垂直な方向よりも長い請
求項１に記載の発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記楕円長径と略平行方向に一対のリー
ド電極が配置されていると共に各リード電極と発光素子
とをそれぞれ並列接続してなる請求項１記載の発光ダイ
オード。 - 【請求項４】 請求項１に記載された第１の発光ダイオ
ードと、同一面側に一対の電極を有する発光素子を発光
観測面側から見て略楕円状のモールド部材で被覆してな
る第２の発光ダイオードとを近接配置させた表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24655099A JP3833019B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24655099A JP3833019B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001077427A true JP2001077427A (ja) | 2001-03-23 |
| JP3833019B2 JP3833019B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=17150093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24655099A Expired - Fee Related JP3833019B2 (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3833019B2 (ja) |
Cited By (20)
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|---|---|---|---|---|
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| US6853010B2 (en) | 2002-09-19 | 2005-02-08 | Cree, Inc. | Phosphor-coated light emitting diodes including tapered sidewalls, and fabrication methods therefor |
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| US9841175B2 (en) | 2012-05-04 | 2017-12-12 | GE Lighting Solutions, LLC | Optics system for solid state lighting apparatus |
| US9951938B2 (en) | 2009-10-02 | 2018-04-24 | GE Lighting Solutions, LLC | LED lamp |
| CN109185736A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-11 | 欧普照明股份有限公司 | 配光元件、光源模组、光源组件及照明灯具 |
| US10340424B2 (en) | 2002-08-30 | 2019-07-02 | GE Lighting Solutions, LLC | Light emitting diode component |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24655099A patent/JP3833019B2/ja not_active Expired - Fee Related
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