JP2002232020A - Ｌｅｄおよびこれを用いた表示装置、照明装置、液晶のバックライト装置並びに投影装置の光源装置 - Google Patents

Ｌｅｄおよびこれを用いた表示装置、照明装置、液晶のバックライト装置並びに投影装置の光源装置

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JP2002232020A
JP2002232020A JP2001022991A JP2001022991A JP2002232020A JP 2002232020 A JP2002232020 A JP 2002232020A JP 2001022991 A JP2001022991 A JP 2001022991A JP 2001022991 A JP2001022991 A JP 2001022991A JP 2002232020 A JP2002232020 A JP 2002232020A
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led
led chip
sapphire substrate
lead frame
light
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Fumio Ichihara
文夫 市原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＥＤを利用する表示装置、照明装置、液晶
のバックライト装置並びに投影装置の光源装置に適する
リードフレーム電極構造のＬＥＤを提供する。 【解決手段】 サファイア基板１０１上にＬＥＤチップ
１００を構成し、このサファイア基板１０１のＬＥＤチ
ップ１００の構成面に平板状の金属材より作成したリー
ドフレーム電極１０８を接合したＬＥＤであり、リード
フレーム電極１０８とＬＥＤチップ１００の構成面がほ
ぼ同じであるため、リードフレーム電極１０８とＬＥＤ
チップ１００の電極とを電気的に接合しやすく、また、
サファイア基板１０１とリードフレーム電極１０８とが
接合されているため、ＬＥＤチップ１００からの放熱を
良くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＥＤ（発光ダイ
オード）およびこれを用いた表示装置、照明装置、液晶
のバックライト装置並びに投影装置の光源装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図１４は一般的に砲弾型とよばれる従来
のＬＥＤ構造の一例を示す断面図である。図１４におい
て６０１はＬＥＤチップ、６０２はＬＥＤチップ６０１
の電極より取り出したボンディングワイヤ、６０３はＬ
ＥＤチップ６０１の反射鏡を兼ねた電極リード、６０４
はＬＥＤチップ６０１の電極からとりだしたボンディン
グワイヤ、６０５は電極リード、６０６はチップを封止
する透明なプラスチックによる封止材である。
【０００３】ＬＥＤチップ６０１の発光層で発生した光
は等方的に発し、ＬＥＤチップ６０１から発した光の一
部は有効な光としてＬＥＤチップ６０１の前方（図１４
では上方）に向かい、透明なプラスチック材料によりレ
ンズ状に構成された透明な封止材６０６によりＬＥＤチ
ップ６０１前方に向かって集光され、発光光束が有効に
放射される構成である。また、側面前方向に発した光も
封止材６０６によってＬＥＤチップ６０１前方に向かっ
て集光され、発光光束が有効に放射される。
【０００４】一方、ＬＥＤチップ６０１後方（図１４で
は下方）に向かって発した光は、電極であって内面が凹
面となった金属性の反射鏡を兼ねた電極リード６０３に
より反射され、ＬＥＤチップ６０１前方に向かう有効な
光として封止材６０６を通して放出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような一般的に砲
弾型とよばれるＬＥＤにおいては、発光するＬＥＤチッ
プ６０１は反射鏡を兼ねた電極リード６０３の中に取り
付けられており、その機械的スペースの問題からＬＥＤ
チップ６０１のサイズを大きくすることが困難である。
したがって、これらのＬＥＤを組み合わせて表示装置を
構成する目的で、アレー構成の複数のＬＥＤを同一の封
止体内に構成した場合、各々のＬＥＤの電極が取り出せ
ず、高画素のＬＥＤが得られない。そのため、一つの画
面を構成するには多数の個体ＬＥＤを組み合わせる必要
が生じて装置全体の大きさが大きくなるため、小型の表
示装置を構成することは困難である。
【０００６】また、近年、青色ＬＥＤの実用化および補
色蛍光体と組み合わせた白色発光の実用化に伴い、液晶
表示装置のバックライト装置または照明装置としての実
用化も進んでいる。しかし、これらは、発光面積が小さ
くかつ輝度も十分満足できるものでないため、複数のＬ
ＥＤや特殊な導光板等を組み合わせることによって実用
化されているが、部品点数の増加、発光面積の不足、輝
度の不足等の課題を有している。また高輝度化の進展に
伴い投影装置の光源としての応用も検討されているが、
その輝度は十分なものが得られていない。
【０００７】そこで、本発明は、ＬＥＤを利用する表示
装置、照明装置、液晶のバックライト装置並びに投影装
置の光源装置に適するリードフレーム電極構造のＬＥＤ
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＬＥＤは、サフ
ァイア基板上にＬＥＤチップを構成し、このサファイア
基板のＬＥＤチップ構成面に平板状の金属材より作成し
たリードフレーム電極を接合したものであり、リードフ
レーム電極とする構成により広いチップ面積のＬＥＤを
構成することが可能となるとともに、一枚の基板上に複
数のＬＥＤチップを構成したときの接続が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、サファ
イア基板上にＬＥＤチップを構成し、前記サファイア基
板のＬＥＤチップ構成面に平板状の金属材より作成した
リードフレーム電極を接合したことを特徴とするＬＥＤ
であり、リードフレーム電極とＬＥＤチップの構成面が
ほぼ同じであるため、リードフレーム電極とＬＥＤチッ
プの電極とを電気的に接合しやすく、また、サファイア
基板とリードフレーム電極とが接合されているため、Ｌ
ＥＤチップからの放熱を良くすることができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プと前記リードフレーム電極とをボンディングワイヤに
より電気的に接続したことを特徴とする請求項１記載の
ＬＥＤであり、リードフレーム電極とＬＥＤチップの電
極とを電気的に容易に接合して生産性を良くすることが
できる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記リードフレ
ーム電極は、平板状の金属よりプレス工法により作成し
たことを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤであ
り、リードフレーム電極を構成しやすくなるため多量生
産において生産性を良くし、かつ、サファイア基板とリ
ードフレーム電極とを平面で接合するためＬＥＤチップ
からの放熱を良くすることができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記リードフレ
ーム電極は、平板状の金属よりエッチング工法により作
成したことを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ
であり、リードフレーム電極を構成しやすくなるため小
ロットでの生産性を良くし、かつ、サファイア基板とリ
ードフレーム電極とを平面で接合するためＬＥＤチップ
からの放熱を良くすることができる。
【００１３】請求項５に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プは、ＧａＮ系化合物半導体であることを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載のＬＥＤであり、サファ
イアに近い格子定数のＧａＮで構成されたＬＥＤチップ
であるためサファイア基板上に構成しやすくなる。
【００１４】請求項６に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プは、前記サファイア基板上に複数構成したことを特徴
とする請求項１から５のいずれかに記載のＬＥＤであ
り、リードフレーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップ
に接続する構成が容易となる。
【００１５】請求項７に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プは、一次元構成のＬＥＤアレーであることを特徴とす
る請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤであり、リ
ードフレーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続
する構成が得やすく、ライン表示装置に適したＬＥＤが
得られる。
【００１６】請求項８に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プは、二次元構成のＬＥＤアレーであることを特徴とす
る請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤであり、リ
ードフレーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続
する構成が得やすく、二次元のエリア表示装置に適した
ＬＥＤが得られる。
【００１７】請求項９に記載の発明は、前記ＬＥＤチッ
プは、多色構成のＬＥＤアレーであることを特徴とする
請求項６から８のいずれかに記載のＬＥＤであり、リー
ドフレーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続す
る構成が得やすく、サファイア基板上に多色のＬＥＤチ
ップが配置可能で多色の表示装置に適したＬＥＤが得ら
れる。
【００１８】請求項１０に記載の発明は、前記ＬＥＤチ
ップから発する光または前記ＬＥＤチップによって励起
され発する蛍光は、赤、緑および青のＬＥＤチップの組
み合わせもしくはＬＥＤチップと蛍光体の組み合わせで
あることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載
のＬＥＤであり、リードフレーム電極の構造上、多数の
ＬＥＤに接続する構成が得やすく、フルカラーの表示装
置に適したＬＥＤが得られる。
【００１９】請求項１１に記載の発明は、前記サファイ
ア基板を、光の取り出し窓としたことを特徴とする請求
項１から１０のいずれかに記載のＬＥＤであり、透明な
封止材が不要で放熱性を良くすることができる。
【００２０】請求項１２に記載の発明は、前記サファイ
ア基板上に蛍光体を配置したことを特徴とする請求項１
１に記載のＬＥＤであり、発光色と異なる色の光を効率
的に取り出すことが可能となる。
【００２１】請求項１３に記載の発明は、全体を透明も
しくは半透明の封止材で覆ったことを特徴とする請求項
１から１０のいずれかに記載のＬＥＤであり、光を効率
的に取り出すことが可能となる。
【００２２】請求項１４に記載の発明は、前記封止材の
表面に蛍光体を配置したことを特徴とする請求項１３に
記載のＬＥＤであり、発光色と異なる色の光を取り出す
ことが可能となる。
【００２３】請求項１５に記載の発明は、前記封止材に
蛍光体を混入したことを特徴とする請求項１３に記載の
ＬＥＤであり、発光色と異なる色の光を効率的に取り出
すことが可能となる。
【００２４】請求項１６に記載の発明は、前記封止材の
１つ以上の面に反射板を設けたことを特徴とする請求項
１３から１５のいずれかに記載のＬＥＤであり、光を効
率的に取り出すことが可能となる。
【００２５】請求項１７に記載の発明は、請求項１から
１６のいずれかに記載のＬＥＤで構成された表示装置で
あり、高輝度で広い発光面積をもった表示装置が得られ
る。
【００２６】請求項１８に記載の発明は、請求項１から
１６のいずれかに記載のＬＥＤで構成された照明装置で
あり、高輝度で広い発光面積をもった照明装置が得られ
る。
【００２７】請求項１９に記載の発明は、請求項１から
１６のいずれかに記載のＬＥＤで構成された液晶のバッ
クライト装置であり、高輝度で広い発光面積をもったバ
ックライト装置が得られる。
【００２８】請求項２０に記載の発明は、請求項１から
１６のいずれかに記載のＬＥＤで構成された投影装置の
光源装置であり、高輝度で広い発光面積をもった投影装
置の光源装置が得られる。
【００２９】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
【００３０】（実施の形態１）図１は本発明の第１の実
施の形態におけるＬＥＤの断面図、図２は本発明の第１
の実施の形態におけるＬＥＤの平面図である。
【００３１】図１において、１０１は基材であるサファ
イア基板、１０２はｎ−ＧａＮ層、１０３はｎ電極、１
０４はＩｎＧａＮの活性層、１０５はｐ−ＡｌＧａＮ
層、１０６はｐ−ＧａＮ層、１０７はｐ電極、１０８は
平板状の金属よりプレス工法またはエッチング工法によ
り作成したリードフレーム電極、１０９は機械的な接合
材、１１０および１１１はボンディングワイヤ、１１２
ａおよび１１２ｂは活性層１０４で発生した青色の光で
ある。
【００３２】図１に示すＬＥＤは、基板としてサファイ
ア基板１０１を用い、このサファイア基板１０１上にＧ
ａＮ青色ＬＥＤチップ（以下、「ＬＥＤチップ」と称
す）１００を構成したものである。ＬＥＤチップ１００
は、ｎ−ＧａＮ層１０２、ＩｎＧａＮの活性層１０４、
ｐ−ＡｌＧａＮ層１０５、ｐ−ＧａＮ層１０６、ｎ電極
１０３およびｐ電極１０７により構成される。ＩｎＧａ
Ｎの活性層１０４で発光した光は等方的に発光される。
サファイア基板１０１は透明であり、ＩｎＧａＮの活性
層１０４で発光した光１１２ａ，１１２ｂのうちサファ
イア基板１０１側へ向かう臨界角以内の光１１２ａは、
サファイア基板１０１を通して取り出される。
【００３３】ＬＥＤチップ１００は、サファイア基板１
０１上に構成されており、サファイア基板１０１と密着
性が良くなっている。一方、サファイア基板１０１は、
平板状のリードフレーム電極１０８と接合材１０９によ
って機械的に接合されており、サファイア基板１０１と
リードフレーム電極１０８間の熱抵抗は低くなる。ま
た、リードフレーム電極１０８は平板状の構造であり、
直接外気に触れる構造となっているため、ＬＥＤチップ
のジャンクション空気間の熱抵抗を低くすることができ
る。また、サファイア基板１０１上にＬＥＤチップ１０
０を構成することによって、大きなＬＥＤチップ構成面
積を確保することができるため、ＬＥＤチップ１００に
大きな電流を流すことが可能になる。このように、広い
チップサイズに加え、熱抵抗を下げることが可能なＬＥ
Ｄは、大きな電流を流せるため、明るいものとなる。ま
た、ＬＥＤチップ１００のジャンクション空気間の熱抵
抗が低いため、チップ温度の上昇による発光効率の低下
が少なくなり、高効率のＬＥＤを得ることが可能にな
る。
【００３４】また、サファイア基板１０１上のＬＥＤ構
成面に平板状の金属板より作成したリードフレーム電極
１０８を機械的に接合した構成とすることにより、図２
に示すようにリードフレーム電極１０８とＬＥＤチップ
１００の電極は同一平面側に構成され、リードフレーム
電極１０８とＬＥＤチップ１００電極の間をボンディン
グワイヤで電気的に接続することができ、生産性を上げ
ることが可能になる。
【００３５】（実施の形態２）図３は本発明の第２の実
施の形態におけるＬＥＤの平面図であり、図１および図
２に示すものと同じ構成部材については共通の符号で指
示する。
【００３６】図３に示すＬＥＤは、同一のサファイア基
板１１３の上にＬＥＤチップ１００を複数構成し、平板
状の金属材から作成したリードフレーム電極１０８をサ
ファイア基板１１３に接合し、複数のボンディングワイ
ヤ１１０，１１１で電気的に接続している。
【００３７】このように平板状の金属材よりリードフレ
ーム電極１０８をプレスまたはエッチング工法により作
成することで、図３に示すような複数のＬＥＤを接続す
る場合であっても多数の接続点を簡便に接続でき、生産
性を向上することができる。
【００３８】（実施の形態３）図４は本発明の第３の実
施の形態におけるＬＥＤの平面図であり、図１および図
２に示すものと同じ構成部材については共通の符号で指
示する。
【００３９】図４に示すＬＥＤは、同一のサファイア基
板１１４上に複数のＬＥＤチップ１００を一次元的に配
置し、平板状の金属材から作成したリードフレーム電極
１０８をサファイア基板１１４に接合し、ボンディング
ワイヤ１１０，１１１で電気的に接続している。
【００４０】このように平板状の金属材よりリードフレ
ーム電極１０８を作成することで、図４に示すような複
数のＬＥＤを接続する場合であっても多数の接続点を簡
便に接続でき、生産性を損なわずライン表示の可能なＬ
ＥＤアレーを簡便に構成できる。
【００４１】（実施の形態４）図５は本発明の第４の実
施の形態におけるＬＥＤの平面図であり、前述の例と同
じ構成部材については共通の符号で指示する。
【００４２】図５に示すＬＥＤは、同一のサファイア基
板１１５上に複数のＬＥＤチップ１００を二次元的に配
置し、平板状の金属材から作成したリードフレーム電極
１０８をサファイア基板１１５に接合し、ボンディング
ワイヤ１１６で電気的に接続している。
【００４３】このように平板状の金属材よりリードフレ
ーム電極１０８を作成することで、図５に示すようなエ
リア表示用の多数のＬＥＤを接続する場合であっても多
数の接続点を簡便に接続でき、生産性を損なわずエリア
表示の可能なＬＥＤアレーを簡便に構成できる。
【００４４】（実施の形態５）図６は本発明の第５の実
施の形態におけるＬＥＤの断面図であり、前述の例と同
じ構成部材については共通の符号で指示する。
【００４５】図６に示すＬＥＤは、そのＬＥＤの全体を
蛍光体を配合した透明または半透明の封止材１１８で覆
った構成であり、全体を一体物の封止材１１８で覆うこ
とによって機械的強度を増し、機械的破損を防ぐととも
に外気に触れる事を防止し、ＬＥＤ表面の汚染を防止し
て信頼性を向上させている。
【００４６】また、発光する光の色を変えたい場合、透
明または半透明の封止材１１８に蛍光体を配合すること
により、ＬＥＤより発光した一次光により蛍光体を励起
し、蛍光体より発する蛍光を利用して発光色を変えるこ
とができる。
【００４７】さらに、図６に示す例は、上記構成に加
え、サファイア基板１０１に相対する封止材１１８の一
面に反射板１１９を設けたものである。反射板１１９
は、反射率の高い材料で塗装やメッキ等の工法により覆
ったものである。
【００４８】このように封止材１１８を反射率の高い反
射板１１９で覆うことにより、ＬＥＤより等方的に発光
した光１１２ａ，１１２ｂのうち、直接窓側に向かわず
反射板１１９側に向かった光１１２ｂを効果的に反射さ
せ、サファイア基板１０１を通して光１１２ｂが取り出
せる。そのため、一方向に効率良く光１１２ａ，１１２
ｂを取り出すことが可能になり、明るいＬＥＤを得るこ
とが可能になる。
【００４９】（実施の形態６）図７は本発明の第６の実
施の形態におけるＬＥＤの断面図であり、前述の例と同
じ構成部材については共通の符号で指示する。
【００５０】図７に示すＬＥＤは、ＬＥＤチップ１００
を構成したサファイア基板１０１を光の取り出し窓とし
た例であり、ＬＥＤチップ１００を構成したサファイア
基板１０１を光の取り出し窓とすることによって、少な
い材料で光を効率的に取り出すことができる。
【００５１】さらに、図７に示す例では、サファイア基
板１０１に相対する封止材１２１の内面を反射率の高い
材料により形成した反射板１２２で覆うことによって、
ＬＥＤより等方的に発光した光１１２ａ，１１２ｂのう
ち、直接窓側に向かわずサファイア基板１０１に相対す
る封止材１２１側に向かった光１１２ｂを効果的に反射
させ、サファイア基板１０１を通してこの光１１２ｂを
取り出すことが可能である。そのため、さらに効率良く
光を取り出すことが可能になり、明るいＬＥＤを得るこ
とが可能になる。
【００５２】（実施の形態７）図８は本発明の第７の実
施の形態におけるＬＥＤの断面図であり、前述の例と同
じ構成部材については共通の符号で指示する。
【００５３】図８に示すＬＥＤは、上記構成に加え、サ
ファイア基板１０１に相対する封止材１２３の内面の一
部を曲面とし、反射率の高い材料により形成した反射板
１２４で覆ったものである。サファイア基板１０１に相
対する封止材１２３の内面を反射率の高い反射板１２４
で覆うことにより、ＬＥＤより等方的に発光した光１１
２ａ，１１２ｂのうち、直接窓側に向かわずサファイア
基板１０１に相対する封止材１２３側に向かう光１１２
ｂが相対する封止材１２３の内面を覆った曲面の反射板
１２４でサファイア窓に対し垂直に近くなるよう効果的
に反射させることが可能になり、サファイア窓を通して
効率的に光が取り出せる。
【００５４】また、このとき、サファイア窓に相対する
封止材１２３の内面形状を球面、放物面または双曲面の
一部とすることによって、さらに効率良く光を取り出す
ことが可能になる。
【００５５】また、図の例では、さらにサファイア基板
１０１の表面に蛍光体１２６を配置し、ＬＥＤの発する
色で蛍光体１２６を励起して多様な色の光を発する構成
としている。このような構成にすることにより、ＬＥＤ
の発する光と異なる多様な色の光源が可能となる。
【００５６】（実施の形態８）図９は本発明の第４の実
施の形態のＬＥＤを用いて構成した第８の実施の形態に
おけるエリア表示装置の平面図であり、前述の例と同じ
構成部材については共通の符号で指示する。
【００５７】第４の実施の形態におけるＬＥＤは、同一
のサファイア基板１１５上に多数のＬＥＤチップ１００
を二次元的に配置し、ＬＥＤチップ１００の各々に個別
のリードフレーム電極１０８を接続したものであり、各
々の電極に印可する電気信号を制御することにより表示
装置を構成できる。図示例では、「Ａ」の文字を表示し
ている。このように多数のリードフレーム電極１０８を
構成することが可能であるため、リードフレーム電極１
０８を各々異なる色のＬＥＤチップ１００に接続するこ
とができ、多彩な色表示の表示装置を構成できる。
【００５８】また、このとき、赤色、青色および緑色の
色表示の組み合わせを用いると、フルカラーの表示装置
を構成することができる。
【００５９】（実施の形態９）図１０は本発明の第９の
実施の形態における表示装置の構成図であり、前述の例
と同じ構成部材については共通の符号で指示する。
【００６０】図１０において、２０２はサファイア基板
２０１上に配置したＬＥＤチップ１００またはＬＥＤチ
ップ１００により励起されて蛍光を発する赤色のＬＥＤ
である。２０３はサファイア基板２０１上に配置したＬ
ＥＤチップ１００またはＬＥＤチップ１００により励起
されて蛍光を発する緑色のＬＥＤである。２０４はサフ
ァイア基板２０１上に配置したＬＥＤチップ１００また
はＬＥＤチップ１００により励起されて蛍光を発する青
色のＬＥＤである。
【００６１】図のように赤色のＬＥＤ２０２、緑色のＬ
ＥＤ２０３および青色のＬＥＤ２０４を１組の画素と
し、それぞれＸ方向２０５、Ｙ方向２０６に配列するこ
とにより、明るい二次元の表示装置を構成できる。すな
わち、従来明るさが不足し複数のＬＥＤを使用する必要
があった場合においても、発光面積が広くかつ高効率が
得られる本発明に係るＬＥＤを用いることで少ない部品
によって表示装置を構成できる。また、蛍光体を組み合
わせた本発明に係るＬＥＤを用いれば、多様な波長の光
による表示装置を得ることができる。
【００６２】なお、図示例では、赤色のＬＥＤ２０２、
緑色のＬＥＤ２０３、青色のＬＥＤ２０４を１組の画素
とし、それぞれＸ方向２０５、Ｙ方向２０６の方向に配
列した二次元の表示装置について説明したが、これらの
ＬＥＤ２０２，２０３，２０４を一次元に配列し、一次
元の表示装置を構成できることは明白である。
【００６３】（実施の形態１０）図１１は本発明の第１
０の実施の形態における照明装置の構成を示す断面図で
あり、前述の例と同じ構成部材については共通の符号で
指示する。
【００６４】図１１において、３０１はサファイア基板
１０１上に構成されたＬＥＤチップ１００とサファイア
基板１０１に接合されたリードフレーム電極１０８を用
い、かつ蛍光体を用いた白色のＬＥＤである。この構成
ではさらに明るさを得るため、複数のＬＥＤ３０１が同
時に用いられている。また、３０２はＬＥＤ３０１に電
力を供給する電源、３０３は電源コード、３０４はＬＥ
Ｄ３０１で発した光をさらに効率良く集光する反射面を
兼ねた傘である。
【００６５】このように本発明に係るＬＥＤ３０１を用
いて照明装置を構成すれば、従来明るさが不足し多数の
ＬＥＤを使用する必要があった場合においても、ＬＥＤ
３０１は発光面積が広くかつ高効率が得られるため少な
い部品で構成でき、明るい照明装置を構成できる。ま
た、蛍光体を組み合わせた本発明に係るＬＥＤを表示装
置に用いれば、多様な波長の光による特殊な照明環境の
照明装置を得ることができる。
【００６６】（実施の形態１１）図１２は本発明の第１
１の実施の形態における液晶表示のバックライト装置の
構成を示す断面図であり、前述の例と同じ構成部材につ
いては共通の符号で指示する。
【００６７】図１２において、４０１は光の波長を変換
する蛍光体、４０２は画像を構成し光を空間変調する液
晶の透明電極および偏光フィルタを含む液晶モジュール
である。ＬＥＤで発生した光は直接蛍光体４０１へ向か
う光１１２ａおよびサファイア基板１０１に相対する反
射鏡を兼ねた封止材１２３で反射された光１１２ｂであ
り、いずれもサファイア基板１０１の窓の方向に向か
い、蛍光体４０１で必要とする色に変換される。蛍光体
４０１で変換された光は、その上部にある透明電極およ
び偏光フィルタを含む液晶モジュール４０２により空間
変調され、このとき液晶を透過する光として表示がおこ
なわれる。
【００６８】このように本発明に係るＬＥＤを使用して
液晶表示のバックライト装置を構成すれば、従来明るさ
が不足し複数のＬＥＤを使用したり特殊な形状の導光板
を使用する必要があった場合においても、発光面積が広
くかつ高効率が得られるため少ない部品で構成でき、明
るい液晶バックライト装置を構成できる。また、蛍光体
４０１を組み合わせた本発明に係るＬＥＤを表示装置に
用いれば、白色をはじめとして多様な波長の光による液
晶表示のバックライト装置を得ることができる。
【００６９】（実施の形態１２）図１３は本発明の第１
２の実施の形態における投影装置の光源装置の構成図で
あり、前述の例と同じ構成部材については共通の符号で
指示する。
【００７０】図１３において、５０１は投射レンズ、５
０２は投影スクリーンである。ＬＥＤチップ１００で発
生した光は、同時に直接変調される。発生した光は、投
影レンズ５０１により投影スクリーン５０２上に投影さ
れ、光として表示がおこなわれる。このように、従来液
晶等で空間変調が必要だった投影装置においても、本発
明に係るＬＥＤを用いると発光面積が広くかつ直接変調
されるため、少ない部品で構成でき、明るい投影装置の
光源装置を構成できる。
【００７１】また、多色のＬＥＤまたは蛍光体を組み合
わせた本発明に係るＬＥＤを光源に用いれば、多様な波
長の光による光源を得ることができ、赤、青、緑の光源
のＬＥＤまたは蛍光体との組み合わせの光源を用いれ
ば、フルカラーの投影装置を構成することができる。
【００７２】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、リードフレーム電極とＬＥＤチップの構成面が
ほぼ同じであるため、リードフレーム電極とＬＥＤチッ
プの電極とを電気的に接合しやすく、また、サファイア
基板とリードフレーム電極とが接合されているため、Ｌ
ＥＤチップからの放熱を良くすることができる。
【００７３】請求項２に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極とＬＥＤチップの電極とを電気的に容易に接
合して生産性を良くすることができる。
【００７４】請求項３に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極を構成しやすくなるため多量生産において生
産性を良くし、かつ、サファイア基板とリードフレーム
電極とを平面で接合するためＬＥＤチップからの放熱を
良くすることができる。
【００７５】請求項４に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極を構成しやすくなるため小ロットでの生産性
を良くし、かつ、サファイア基板とリードフレーム電極
とを平面で接合するためＬＥＤチップからの放熱を良く
することができる。
【００７６】請求項５に記載の発明によれば、サファイ
アに近い格子定数のＧａＮで構成されたＬＥＤチップで
あるためサファイア基板上に構成しやすくなる。
【００７７】請求項６に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続する構
成が容易となる。
【００７８】請求項７に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続する構
成が得やすく、ライン表示装置に適したＬＥＤが得られ
る。
【００７９】請求項８に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続する構
成が得やすく、二次元のエリア表示装置に適したＬＥＤ
が得られる。
【００８０】請求項９に記載の発明によれば、リードフ
レーム電極の構造上、多数のＬＥＤチップに接続する構
成が得やすく、サファイア基板上に多色のＬＥＤチップ
が配置可能で多色の表示装置に適したＬＥＤが得られ
る。
【００８１】請求項１０に記載の発明によれば、リード
フレーム電極の構造上、多数のＬＥＤに接続する構成が
得やすく、フルカラーの表示装置に適したＬＥＤが得ら
れる。
【００８２】請求項１１に記載の発明によれば、透明な
封止材が不要で放熱性を良くすることができる。
【００８３】請求項１２に記載の発明によれば、発光色
と異なる色の光を効率的に取り出すことが可能となる。
【００８４】請求項１３に記載の発明によれば、光を効
率的に取り出すことが可能となる。
【００８５】請求項１４に記載の発明によれば、発光色
と異なる色の光を取り出すことが可能となる。
【００８６】請求項１５に記載の発明によれば、発光色
と異なる色の光を効率的に取り出すことが可能となる。
【００８７】請求項１６に記載の発明によれば、光を効
率的に取り出すことが可能となる。
【００８８】請求項１７に記載の発明によれば、高輝度
で広い発光面積をもった表示装置が得られる。
【００８９】請求項１８に記載の発明によれば、高輝度
で広い発光面積をもった照明装置が得られる。
【００９０】請求項１９に記載の発明によれば、高輝度
で広い発光面積をもったバックライト装置が得られる。
【００９１】請求項２０に記載の発明によれば、高輝度
で広い発光面積をもった投影装置の光源装置が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤの断
面図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤの平
面図
【図３】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤの平
面図
【図４】本発明の第３の実施の形態におけるＬＥＤの平
面図
【図５】本発明の第４の実施の形態におけるＬＥＤの平
面図
【図６】本発明の第５の実施の形態におけるＬＥＤの断
面図
【図７】本発明の第６の実施の形態におけるＬＥＤの断
面図
【図８】本発明の第７の実施の形態におけるＬＥＤの断
面図
【図９】本発明の第４の実施の形態のＬＥＤを用いて構
成した第８の実施の形態におけるエリア表示装置の平面
図
【図１０】本発明の第９の実施の形態における表示装置
の構成図
【図１１】本発明の第１０の実施の形態における照明装
置の構成を示す断面図
【図１２】本発明の第１１の実施の形態における液晶表
示のバックライト装置の構成を示す断面図
【図１３】本発明の第１２の実施の形態における投影装
置の光源装置の構成図
【図１４】従来のＬＥＤ構造の一例を示す断面図
【符号の説明】
１００ ＬＥＤチップ １０１，１１３，１１４，１１５，２０１ サファイア
基板 １０２ ｎ−ＧａＮ層 １０３ ｎ電極 １０４ ＩｎＧａＮの活性層 １０５ ｐ−ＡｌＧａＮ層 １０６ ｐ−ＧａＮ層 １０７ ｐ電極 １０８ リードフレーム電極 １０９ 接合材 １１０，１１１，１１６ ボンディングワイヤ １１２ａ，１１２ｂ 光 １１８，１２１，１２３ 封止材 １１９，１２２，１２４ 反射板 １２６ 蛍光体 ２０２ 赤色のＬＥＤ ２０３ 緑色のＬＥＤ ２０４ 青色のＬＥＤ ３０１ 白色のＬＥＤ ３０２ 電源 ３０３ 電源コード ３０４ 傘 ４０１ 蛍光体 ４０２ 液晶モジュール ５０１ 投射レンズ ５０２ 投影スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:02 Ｆ２１Ｓ 1/02 Ｇ Ｆターム(参考） 5C094 AA22 AA34 BA23 CA19 CA23 DB01 5F041 AA42 AA47 CA40 CA46 CA74 CA91 DA07 DA14 DA34 DB01 FF11 5G435 AA12 BB04 BB12 BB15 EE26 GG23 GG26 GG27

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】サファイア基板上にＬＥＤチップを構成
    し、前記サファイア基板のＬＥＤチップ構成面に平板状
    の金属材より作成したリードフレーム電極を接合したこ
    とを特徴とするＬＥＤ。
  2. 【請求項２】前記ＬＥＤチップと前記リードフレーム電
    極とをボンディングワイヤにより電気的に接続したこと
    を特徴とする請求項１記載のＬＥＤ。
  3. 【請求項３】前記リードフレーム電極は、平板状の金属
    よりプレス工法により作成したことを特徴とする請求項
    １または２記載のＬＥＤ。
  4. 【請求項４】前記リードフレーム電極は、平板状の金属
    よりエッチング工法により作成したことを特徴とする請
    求項１または２記載のＬＥＤ。
  5. 【請求項５】前記ＬＥＤチップは、ＧａＮ系化合物半導
    体であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
    記載のＬＥＤ。
  6. 【請求項６】前記ＬＥＤチップは、前記サファイア基板
    上に複数構成したことを特徴とする請求項１から５のい
    ずれかに記載のＬＥＤ。
  7. 【請求項７】前記ＬＥＤチップは、一次元構成のＬＥＤ
    アレーであることを特徴とする請求項１から６のいずれ
    かに記載のＬＥＤ。
  8. 【請求項８】前記ＬＥＤチップは、二次元構成のＬＥＤ
    アレーであることを特徴とする請求項１から６のいずれ
    かに記載のＬＥＤ。
  9. 【請求項９】前記ＬＥＤチップは、多色構成のＬＥＤア
    レーであることを特徴とする請求項６から８のいずれか
    に記載のＬＥＤ。
  10. 【請求項１０】前記ＬＥＤチップから発する光または前
    記ＬＥＤチップによって励起され発する蛍光は、赤、緑
    および青のＬＥＤチップの組み合わせもしくはＬＥＤチ
    ップと蛍光体の組み合わせであることを特徴とする請求
    項１から９のいずれかに記載のＬＥＤ。
  11. 【請求項１１】前記サファイア基板を、光の取り出し窓
    としたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに
    記載のＬＥＤ。
  12. 【請求項１２】前記サファイア基板上に蛍光体を配置し
    たことを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ。
  13. 【請求項１３】全体を透明もしくは半透明の封止材で覆
    ったことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記
    載のＬＥＤ。
  14. 【請求項１４】前記封止材の表面に蛍光体を配置したこ
    とを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ。
  15. 【請求項１５】前記封止材に蛍光体を混入したことを特
    徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ。
  16. 【請求項１６】前記封止材の１つ以上の面に反射板を設
    けたことを特徴とする請求項１３から１５のいずれかに
    記載のＬＥＤ。
  17. 【請求項１７】請求項１から１６のいずれかに記載のＬ
    ＥＤで構成された表示装置。
  18. 【請求項１８】請求項１から１６のいずれかに記載のＬ
    ＥＤで構成された照明装置。
  19. 【請求項１９】請求項１から１６のいずれかに記載のＬ
    ＥＤで構成された液晶のバックライト装置。
  20. 【請求項２０】請求項１から１６のいずれかに記載のＬ
    ＥＤで構成された投影装置の光源装置。
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