JP2003077318A - Ledランプ - Google Patents
LedランプInfo
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Abstract
発光素子間の配光特性の均一化と放熱性の改善、及び混
色性の改良を実現すること。 【解決手段】 5個の発光素子R1,B1,G,B2,
R2をマウントしたパッケージ2の開口部2a内が透明
エポキシ樹脂6で満たされて樹脂封止される。ここで、
透明エポキシ樹脂6が硬化するときに収縮するため、表
面は中央部が凹んで外縁部が高くなる。5個の発光素子
のうち赤色発光素子R1,R2の素子高さが高いので、
一列の両端にマウントすることによって、5個の発光素
子の発光面と透明エポキシ樹脂6の表面との距離が均一
になり、配光特性も均一になる。また、隣接する発光素
子との混色性も向上する。さらに、各発光素子がマウン
トされたリード3のパッケージ2外への突出部がパッケ
ージ2の中央部分に位置しているため、各発光素子の放
熱部までの距離が均等になって放熱が均一になる。
Description
及びこれらと電気的接続をとるリード及びワイヤが合成
樹脂等のパッケージ内に収容され、光透過性の透明エポ
キシ樹脂等の材料によって封止されてなる発光ダイオー
ドランプ(以下、「LEDランプ」とも略する。)に関
するものである。なお、本明細書中ではLEDチップそ
のものは「発光素子」と呼び、複数個のLEDチップを
搭載した発光装置全体を「発光ダイオードランプ」また
は「LEDランプ」と呼ぶこととする。
パッケージに金属製の複数のリードを配し、そのうちの
1つのリードに複数個の発光素子を載置して、他のリー
ドとワイヤボンディングで電気的接続をとって全体を透
明エポキシ樹脂等で封止してなる表面実装型チップLE
D(SMD)タイプのLEDランプが、バックライト用
光源等に用いられている。
の発光素子を有するLEDランプにおいては、各発光素
子間で配光特性のばらつきが生じていた。また、単一発
光素子のパッケージと比較して放熱性が悪化し、各素子
間で放熱性が不均一になり、発光効率も不均一となって
いた。さらに、波長の異なる複数個の発光素子を載置し
た場合の混色性の悪さも問題となっていた。
性の均一化と放熱性の改善、及び混色性の改良を実現す
ることができるSMDタイプのLEDランプを提供する
ことを課題とするものである。
LEDランプは、パッケージ内に複数個の発光素子を光
透過性材料で封止してなるLEDランプであって、前記
複数個の発光素子が前記パッケージの開口部の内部に一
列に配置され、前記複数個の発光素子のうち素子高さの
高いものほど前記一列の外側に配置されて、前記パッケ
ージの開口部の内部が前記光透過性材料で封止されてい
るものである。
過性材料は、液状体から硬化するときに収縮するため
に、その表面がパッケージの中央部ほど凹んでパッケー
ジの外側ほど高くなる。したがって、複数個の発光素子
のうち素子高さの高いものほど一列の外側に配置するこ
とによって、各発光素子の発光面から光透過性材料の表
面までの距離が均一化されて、配光特性も均一化され
る。
発光素子を光透過性材料で封止してなるLEDランプに
おいて、配光特性を向上させることができる。
請求項1の構成において、前記複数個の発光素子をマウ
ントする1枚の導電性のリードの前記パッケージ外への
突出部が前記パッケージの中央部分とされているもので
ある。
距離が均等になって放熱が均一になる。したがって、発
光効率も均一になって優れたLEDランプとなる。
請求項1または請求項2の構成において、前記開口部の
周囲の斜面の傾きは前記パッケージの縦方向と横方向と
で異なり、横方向の斜面の方が傾きが緩やかであるもの
である。
横方向に光が拡がる開口部の構成となるので、薄い導光
板に光を導入することが容易となり、バックライトとし
ての高輝度化にも寄与することになる。また、複数のL
EDランプを用いたときの隣接するLEDランプとの混
色性も向上する。
請求項1乃至請求項3のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光波長の異なる発光素子が一列に狭いピ
ッチで配置されているものである。
の混色性が向上し、LEDランプでフルカラーを発色す
る場合の混色性も良好なものとなる。
請求項1乃至請求項4のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光素子は、少なくとも1個の赤色発光素
子と、少なくとも1個の緑色発光素子と、少なくとも1
個の青色発光素子であるものである。
色、青色の3色の発光素子でLEDランプを構成するこ
とによって、LEDランプから白色光が照射されるた
め、バックライト用光源として使用することができる。
そして、横方向に光が拡がる開口部の構成となるので、
薄い導光板に光を導入することが容易となり、バックラ
イトとしての高輝度化にも寄与することになる。
請求項1乃至請求項5のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光素子は、外側に配置された2個の赤色
発光素子と、その内側に配置された2個の青色発光素子
と、中央に配置された1個の緑色発光素子であるもので
ある。
素子に比較して輝度が低いので、2個ずつ用いることに
よって3色のバランスがとれて、熱負荷バランスが均等
な状態で白色発光を得られる。また、青色発光素子は緑
色発光素子に比較して発光効率が良いので、青色がかっ
た白色光を必要とする用途または電力を小さく抑えたい
用途にも適している。さらに、赤色発光素子は、緑色発
光素子、青色発光素子と比べて素子高さが高いので、一
番外側に配置することによって中央部が凹んだ封止材料
の表面と各発光素子の発光面との距離が均等になり、配
光特性も向上する。
て、図1乃至図3を参照して説明する。図1(a)は本
発明の実施の形態にかかるSMDタイプのLEDランプ
の構成を示す正面図、(b)は(a)のA−A断面を示
す断面図である。図2は本発明の実施の形態にかかるS
MDタイプのLEDランプの回路構成を示す回路図であ
る。図3は本発明の実施の形態にかかるSMDタイプの
LEDランプの配光特性を示す図である。
タイプのLEDランプ1は合成樹脂製のパッケージ2の
開口部2aの上半分に、開口部2aの左端から右端まで
に亘る1枚の金属製のリード3をパッケージ2に挟み込
んでいる。そして、このリード3の上に、2個の赤色発
光素子R1,R2、2個の青色発光素子B1,B2、1
個の緑色発光素子Gの合計5個の発光素子を横一列に狭
い間隔でマウントしている。一方、開口部2aの下半分
には、略中央部にリード3の突出部があり、リード3と
間隔をおいて、5枚のリード4a,4b,4c,4d,
4eがパッケージ2に挟み込まれている。これらのリー
ド3,4a,…,4eとパッケージ2とは、パッケージ
2の射出成形金型内にリード3,4a,…,4eをセッ
トして、パッケージ2をインサート成形することによっ
て一体に形成されている。
うにして行なわれている。赤色発光素子R1,R2のア
ノード側電極は裏面にあるため、赤色発光素子R1,R
2を銀ペーストでリード3上に接着してマウントするこ
とによって、アノード側は接続される。赤色発光素子R
1,R2のカソード側電極は表面にあるため、リード4
a,4eとそれぞれワイヤ5でボンディングされる。こ
れに対して、GaN系の青色発光素子B1,B2、緑色
発光素子Gの電極は両極とも表面にあるため、アノード
側電極は全てリード3の下方への突出部にそれぞれワイ
ヤ5でボンディングされる。また、カソード側電極はリ
ード4b,4c,4dにそれぞれワイヤ5でボンディン
グされる。
の電気的接続について、回路図として表したのが図2で
ある。図2に示されるように、このLEDランプ1の電
気回路はリード3をアノード側の端子とするアノードコ
モン回路になっている。これによって、端子の数を減ら
すことができ、LEDランプ1を小型化することができ
る。
ッケージ2の開口部2a内が透明エポキシ樹脂6で満た
されて樹脂封止される。ここで、透明エポキシ樹脂6が
硬化するときに収縮するため、図1(b)に示されるよ
うに、透明エポキシ樹脂6の表面は中央部が凹んで外縁
部が高くなる。5個の発光素子R1,B1,G,B2,
R2のうち赤色発光素子R1,R2の素子高さが高いの
で、一列の両端にマウントすることによって、5個の発
光素子R1,B1,G,B2,R2の発光面と透明エポ
キシ樹脂6の表面との距離が均一になる。これによっ
て、各発光素子R1,B1,G,B2,R2の配光特性
が一致して優れた配光特性を有するLEDランプとな
る。また、隣接する発光素子との混色性も向上して、混
色性にも優れたLEDランプとなる。
素子R1,B1,G,B2,R2がマウントされたリー
ド3のパッケージ2外への突出部がパッケージ2の中央
部分に位置しているため、各発光素子R1,B1,G,
B2,R2の放熱部までの距離が均等になって放熱が均
一になる。したがって、発光効率も均一になって優れた
LEDランプとなる。
おいては、パッケージ2の開口部2aの周囲のうち、横
方向の斜面7aの傾きが緩やかであり、縦方向の斜面7
bの傾きが急峻であることから、開口部2aから発せら
れる光は縦方向には拡がらず、横方向に拡がる。これに
よって、バックライトとして使用する場合に透明アクリ
ル板等の薄い導光板への入射効率が向上して、バックラ
イトの高輝度化にも寄与することになる。
なる5個の発光素子R1,B1,G,B2,R2が横一
列に狭いピッチで配列されていることから、混色性がさ
らに向上し、LEDランプ1でフルカラーを発色する場
合の混色性も良好なものとなる。
の青色発光素子B1,B2と1個の緑色発光素子Gとを
用いているため、全体として青色がかった白色光が放射
される。また、青色発光素子の方が緑色発光素子よりも
発光効率が良いため、低電力化にもつながる。これに対
して、緑色がかった白色光が要求される場合には、2個
の緑色発光素子G1,G2と1個の青色発光素子Bとを
用いれば良い。
のデータについて、図3を参照して説明する。図3は、
LED1の各発光素子R1,B1,G,B2,R2の縦
方向の配光特性について測定したものである。図3に示
されるように、5個の発光素子R1,B1,G,B2,
R2の配光特性はほぼ一致しており、しかもほぼ左右対
称であることから、優れた配光特性を有することが分か
る。これは、前述したように、素子高さが高い赤色発光
素子R1,R2を一列の両端にマウントすることによっ
て、5個の発光素子R1,B1,G,B2,R2の発光
面と透明エポキシ樹脂6の表面との距離が均一になるこ
とによる。
ンプとするため、光の三原色の赤色、緑色、青色の3色
の発光素子を用いた例について説明したが、その他の色
の発光素子を用いても良いし、4色以上の発光素子を用
いたり、2色や1色の発光素子を複数個用いたものとす
ることもできる。
ジ材料として合成樹脂の1種である液晶ポリマーを用い
た例について説明したが、その他の合成樹脂を始めとし
て種々の材料を使用することができる。また、パッケー
ジの成形方法としても、射出成形法に限定されず、種々
の成形方法を用いることができる。
料としての光透過性材料として透明エポキシ樹脂を使用
した例について説明したが、その他にも透明シリコン樹
脂を始めとして、硬化前の流動性、充填性、硬化後の透
明性、強度等の条件を満たすものであれば、どのような
光透過性材料を用いても良い。
状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、本実
施の形態に限定されるものではない。
かかるLEDランプは、パッケージ内に複数個の発光素
子を光透過性材料で封止してなるLEDランプであっ
て、前記複数個の発光素子が前記パッケージの開口部の
内部に一列に配置され、前記複数個の発光素子のうち素
子高さの高いものほど前記一列の外側に配置されて、前
記パッケージの開口部の内部が前記光透過性材料で封止
されているものである。
過性材料は、液状体から硬化するときに収縮するため
に、その表面がパッケージの中央部ほど凹んでパッケー
ジの外側ほど高くなる。したがって、複数個の発光素子
のうち素子高さの高いものほど一列の外側に配置するこ
とによって、各発光素子の発光面から光透過性材料の表
面までの距離が均一化されて、配光特性も均一化され
る。
発光素子を光透過性材料で封止してなるLEDランプに
おいて、配光特性を向上させることができる。
請求項1の構成において、前記複数個の発光素子をマウ
ントする1枚の導電性のリードの前記パッケージ外への
突出部が前記パッケージの中央部分とされているもので
ある。
えて、各発光素子の放熱部までの距離が均等になって放
熱が均一になる。したがって、発光効率も均一になって
優れたLEDランプとなる。
請求項1または請求項2の構成において、前記開口部の
周囲の斜面の傾きは前記パッケージの縦方向と横方向と
で異なり、横方向の斜面の方が傾きが緩やかであるもの
である。
記載の効果に加えて、縦方向には光が拡がらず、横方向
に光が拡がる開口部の構成となるので、薄い導光板に光
を導入することが容易となり、バックライトとしての高
輝度化にも寄与することになる。また、複数のLEDラ
ンプを用いたときの隣接するLEDランプとの混色性も
向上する。
請求項1乃至請求項3のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光波長の異なる発光素子が一列に狭いピ
ッチで配置されているものである。
ずれか1つに記載の効果に加えて、全ての発光波長の発
光素子の混色性が向上し、LEDランプでフルカラーを
発色する場合の混色性も良好なものとなる。
請求項1乃至請求項4のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光素子は、少なくとも1個の赤色発光素
子と、少なくとも1個の緑色発光素子と、少なくとも1
個の青色発光素子であるものである。
色、青色の3色の発光素子でLEDランプを構成するこ
とによって、請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記
載の効果に加えて、LEDランプから白色光が照射され
るため、バックライト用光源として使用することができ
る。そして、横方向に光が拡がる開口部の構成となるの
で、薄い導光板に光を導入することが容易となり、バッ
クライトとしての高輝度化にも寄与することになる。
請求項1乃至請求項5のいずれか1つの構成において、
前記複数個の発光素子は、外側に配置された2個の赤色
発光素子と、その内側に配置された2個の青色発光素子
と、中央に配置された1個の緑色発光素子であるもので
ある。
載の効果に加えて、赤色発光素子と青色発光素子は、緑
色発光素子に比較して輝度が低いので、2個ずつ用いる
ことによって3色のバランスがとれて、熱負荷バランス
が均等な状態で白色発光を得られる。また、青色発光素
子は緑色発光素子に比較して発光効率が良いので、青色
がかった白色光を必要とする用途または電力を小さく抑
えたい用途にも適している。さらに、赤色発光素子は、
緑色発光素子、青色発光素子と比べて素子高さが高いの
で、一番外側に配置することによって中央部が凹んだ封
止材料の表面と各発光素子の発光面との距離が均等にな
り、配光特性も向上する。
EDランプの構成を示す正面図、(b)は(a)のA−
A断面を示す断面図である。
ンプの回路構成を示す回路図である。
ンプの配光特性を示す図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 パッケージ内に複数個の発光素子を光透
過性材料で封止してなるLEDランプであって、 前記複数個の発光素子が前記パッケージの開口部の内部
に一列に配置され、前記複数個の発光素子のうち素子高
さの高いものほど前記一列の外側に配置されて、前記パ
ッケージの開口部の内部が前記光透過性材料で封止され
ていることを特徴とするLEDランプ。 - 【請求項2】 前記複数個の発光素子をマウントする1
枚の導電性のリードの前記パッケージ外への突出部が前
記パッケージの中央部分とされていることを特徴とする
請求項1に記載のLEDランプ。 - 【請求項3】 前記開口部の周囲の斜面の傾きは前記パ
ッケージの縦方向と横方向とで異なり、横方向の斜面の
方が傾きが緩やかであることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載のLEDランプ。 - 【請求項4】 前記複数個の発光波長の異なる発光素子
が一列に狭いピッチで配置されていることを特徴とする
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のLEDラ
ンプ。 - 【請求項5】 前記複数個の発光素子は、少なくとも1
個の赤色発光素子と、少なくとも1個の緑色発光素子
と、少なくとも1個の青色発光素子であることを特徴と
する請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のLE
Dランプ。 - 【請求項6】 前記複数個の発光素子は、外側に配置さ
れた2個の赤色発光素子と、その内側に配置された2個
の青色発光素子と、中央に配置された1個の緑色発光素
子であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいず
れか1つに記載のLEDランプ。
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