JP2003303998A - 視覚均一度を高めた発光ダイオード - Google Patents

視覚均一度を高めた発光ダイオード

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JP2003303998A JP2002099495A JP2002099495A JP2003303998A JP 2003303998 A JP2003303998 A JP 2003303998A JP 2002099495 A JP2002099495 A JP 2002099495A JP 2002099495 A JP2002099495 A JP 2002099495A JP 2003303998 A JP2003303998 A JP 2003303998A
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三寶 林
Eiki Kyo
榮貴 許
Keiji Ba
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大幅に視覚均一度を高めた発光ダイオード。 【解決手段】 リードフレームの凹部上表面に放置凹溝
を形成し、放置凹溝内にＬＥＤチップのＬＥＤ基板を設
置且つ被覆し、ＬＥＤチップが僅かにその発光作用層の
みがリードフレームの凹部上表面より突出し、こうして
発光作用層が通電により発光する時、その投射光線がＬ
ＥＤ基板に隔離されて外から見て暗帯を形成するのを防
止し、全体の発光ダイオードの外観視覚が全て発光領域
のように感じられるようにし、こうして大幅に視覚均一
度と発光輝度を高める機能を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一種の発光装置に係
り、特に、大幅に外観視覚均一度を高めた発光ダイオー
ドであって、全体の発光ダイオードの外観視覚が全て発
光領域のように感じられるようにした発光ダイオードに
関する。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードは寿命が長く、体積が小
さく、発熱量が低く、消耗電力が少なく、反応速度が速
く、輻射がなく、単色性発光の特性と長所により、広く
広告用看板、交通標識ランプ、自動車のランプ、通信器
具、消費性電子製品など各種の製品及び環境場面に運用
されている。
【０００３】一般に周知の発光ダイオードは、図１、２
に示されるように、第１リードフレーム１１にＬＥＤチ
ップ１５を放置且つ連接する凹部１９が設けられ、凹部
１９の側辺にさらに環状に、入射光線を反射できる反射
層１１５が設けられている。ＬＥＤチップ１５は発光作
用層１５５及びＬＥＤ基板１５７を組み合わせてなり、
そのうちＬＥＤ基板１５７は凹部１９の上表面に連接
し、ボンディングワイヤ１５３によりＬＥＤチップ１５
の発光作用層１５５が電気的に第２リードフレーム１３
に連接され、その後、さらに発光色及び波長を保護或い
は改変する透明樹脂体１７例えばエポキシ樹脂が環状に
各素子の周辺に設けられて封止し、こうして発光ダイオ
ード１０が形成されている。
【０００４】電源供給開始時、発光作用層１５５が作用
し各方向に向けて予め設けられた色の光源ａ1 、ａ2 及
びａ3 を投射する。しかし、どのような材料で製造され
たＬＥＤ基板１５７であってもそれに向けて投射される
光、例えばａ4 を吸収して基板１５７付近の発光輝度に
影響が生じうる。例えば、もし直接バンドギャップ形態
の三五族化合物、例えばガリウム砒素をＬＥＤ基板材質
とすると、その不透光性により反射層１１５からの二次
反射光源を吸収し、相対的にＬＥＤ発射光源輝度を損耗
させうる。
【０００５】このほか、ＬＥＤ基板１５７を透明材質で
製造するか否かに係わらず、一つの臨界線（例えば光線
ａ3 の光程経路）が存在し、臨界線領域内に存在する凹
部１９上表面は発射光源により基板１５７の吸収の影響
を受けて線輝度が比較的不明瞭な発光暗領域２５（図２
に示される点線領域）を形成しうる。このため全体の発
光ダイオード１０の外観視覚上、光線の明るい発光領域
２７、ＬＥＤチップ２５、及び光線不明瞭の発光暗領域
２９が現出する。このような外観視覚上の発光不均一度
特性は深く発光品質及び製品の応用範囲に影響を与え、
特に大範囲で組合せ使用される製品装置、例えば広告看
板に対して莫大な画像品質への影響を与えた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このため、上述の周知
の発光ダイオードの発生する問題及び欠点に対して解決
方法を提供し、大幅にＬＥＤの発光輝度を高め、また有
効にその発光視覚の均一度を向上することが、本発明の
重点とされる。
【０００７】即ち、本発明の主要な目的は、一種の視覚
均一度を高めた発光ダイオードを提供することにあり、
それは簡単な構造変化を利用し、即ち、発光作用層が投
射する光線を均一に全体のＬＥＤ外観視覚表面上に散布
し、これにより発光明領域と発光暗領域等、明らかに異
なる発光領域範囲の存在する欠点をなくすことにある。
【０００８】本発明の次の目的は、一種の視覚均一度を
高めた発光ダイオードを提供することにあり、それは、
そのＬＥＤチップのＬＥＤ基板は反射層からの二次反射
光を吸収せず、これにより大幅に発光輝度を高める機能
を有するものとする。
【０００９】本発明の別の目的は、一種の視覚均一度を
高めた発光ダイオードを提供することにあり、それは、
簡単な構造変化を利用し、発光作用層の投射する光線を
範囲の比較的小さい発光経路領域内に集中させ、有効に
ＬＥＤの領域範囲発光輝度を高め、またＬＥＤの使用範
囲場面を拡大するものとする。
【００１０】本発明のさらに一つの目的は、一種の視覚
均一度を高めた発光ダイオードを提供することにあり、
それは、その発光明領域と発光暗領域が存在する欠点を
打ち消す構造変化が、リードタイプ、表面実装型、面射
型或いは平面型等の各種の発光ダイオードに適用可能で
あるものとする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、視覚
均一度を高めた発光ダイオードにおいて、放置基板とさ
れ、その上表面に放置凹溝が凹設された、上記放置基板
と、発光ダイオードチップとされ、少なくとも発光作用
層とＬＥＤ基板を具え、該ＬＥＤ基板が該放置凹溝内に
連設されて、該発光作用層のみが放置基板の上表面の水
平延伸位置より突出した、上記発光ダイオードチップ
と、を具えたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発
光ダイオードとしている。請求項２の発明は、請求項１
に記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、
放置基板の内部に凹部と第１リードフレームが設けら
れ、該凹部の表面にさらにＬＥＤ基板に連設し並びにそ
れを被覆する放置凹溝が凹設され、さらにボンディング
ワイヤにより発光作用層が一つの第２リードフレームに
電気的に連接されたことを特徴とする、視覚均一度を高
めた発光ダイオードとしている。請求項３の発明は、請
求項２に記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードにお
いて、凹部の側辺にさらに入射光線を反射する反射層が
設けられたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光
ダイオードとしている。請求項４の発明は、請求項２に
記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、発
光ダイオードがリードタイプ発光ダイオードとされたこ
とを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイオードと
している。請求項５の発明は、請求項１に記載の視覚均
一度を高めた発光ダイオードにおいて、放置基板の上表
面と発光ダイオードチップを被覆する透明樹脂体が設け
られたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイ
オードとしている。請求項６の発明は、請求項１に記載
の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、発光ダ
イオードチップが面射型発光ダイオード及び平面型発光
ダイオードのいずれかとされたことを特徴とする、視覚
均一度を高めた発光ダイオードとしている。請求項７の
発明は、請求項１に記載の視覚均一度を高めた発光ダイ
オードにおいて、放置基板の両側辺にそれぞれ一つの電
極が設けられ、発光ダイオードチップの発光作用層がさ
らに少なくとも一つのボンディングワイヤにより該電極
に電気的に連接されたことを特徴とする、視覚均一度を
高めた発光ダイオードとしている。請求項８の発明は、
請求項７に記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードに
おいて、発光ダイオードが表面実装型発光ダイオードと
されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイ
オードとしている。請求項９の発明は、請求項１に記載
の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、放置基
板が導電特性を有する材料で形成されたことを特徴とす
る、視覚均一度を高めた発光ダイオードとしている。請
求項１０の発明は、請求項１に記載の視覚均一度を高め
た発光ダイオードにおいて、放置基板が三五族化合物、
シリコン、金属及びその組合せ物のいずれかの材料で形
成されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダ
イオードとしている。請求項１１の発明は、請求項１に
記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、放
置基板がＬＥＤ基板と一体とされた発光基板とされたこ
とを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイオードと
している。請求項１２の発明は、請求項１１に記載の視
覚均一度を高めた発光ダイオードにおいて、発光基板の
上表面に凹部が設けられ、該凹部の上に直接発光作用層
が形成されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発
光ダイオードとしている。請求項１３の発明は、請求項
１２に記載の視覚均一度を高めた発光ダイオードにおい
て、凹部の側辺に入射光線を反射する反射層が設けられ
たことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイオー
ドとしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】図３、図４に示されるのは、それ
ぞれ本発明の好ましい実施例の構造断面図、局部拡大図
と局部平面図の組合せ図である。図示されるように、本
発明の発光ダイオード３０は、放置基板３１（本実施例
の第１リードフレーム）に凹部３９が設けられ、且つ凹
部３９の上表面の適当な位置にさらにＬＥＤチップ３５
を放置し且つ連設できる放置凹溝３９５が設けられ、凹
部の側辺にさらに環状に入射光線を反射する反射層３１
５が設けられている。ＬＥＤチップ３５は発光作用層３
５５及びＬＥＤ基板３５７を組み合わせてなり、そのう
ちＬＥＤ基板３５７は放置凹溝３９５内に置かれ、且つ
放置凹溝３９５により全体が被覆され、発光作用層３５
５のみが凹部３９の上表面の水平延伸位置より露出し、
さらにボンディングワイヤ３５３によりＬＥＤチップ３
５が電気的に第２リードフレーム３３に連接され、その
後、さらに発光色及び波長を保護或いは改変する透明樹
脂体３７（例えばエポキシ樹脂）が環状に、各素子の周
辺に設けられて封止している。
【００１３】電源提供開始時、発光作用層３５５が作用
して各方向に予め設けられた色の光源ａ1 、ａ2 及びａ
3 を投射し、且つ本発明のＬＥＤ基板３５７は放置凹溝
３９５内に放置され、これにより発光作用層３５５が投
射し凹部３９上表面に投射される光線はＬＥＤ基板３５
７により妨害されず、言い換えると、いわゆる臨界線の
存在がなく、これにより全体の凹部３９の上表面の外観
視覚上、いずれも同じ発光明領域４７及びＬＥＤチップ
領域４５を有するが、明らかな明暗程度の違いがなく、
ゆえに有効に視覚均一度を向上できる。
【００１４】このほか、本発明のＬＥＤ基板３５７は凹
部３９の放置凹溝３９５内に連設且つ被覆され、これに
より、ＬＥＤ基板３５７をどのような材料で形成して
も、或いは透光性を具備するか否かに係わらず、直接Ｌ
ＥＤ基板３５７方向に投射された光線が影響を受けるほ
か、ほとんどの部分の投射光線は反射層３１５により反
射された二次反射光とされ、ＬＥＤ基板３５７により吸
収されて発光輝度を低下することがなく、ゆえにこれに
より大幅に全体の発光輝度機能を高めることができる。
【００１５】さらに図５に示されるのは本発明の別の実
施例の構造立体図であり、図示されるように、この実施
例は、発光ダイオード５０に放置基板（第１リードフレ
ーム５１）、第２リードフレーム５３、ＬＥＤチップ５
５、ボンディングワイヤ５５３、５５１及び透明樹脂体
（エポキシ樹脂）５７が組み合わされてなる。そのう
ち、放置基板５１上に放置凹溝５９５が設けられて、上
述の実施例の面反射型ＬＥＤ ３５とは異なる態様の平
面型ＬＥＤ５５も、そのＬＥＤ基板５５７を利用して放
置凹溝５９５内に放置且つ連設され得て、並びに放置凹
溝５９５全体に被覆され、僅かに発光作用層５５５が第
１リードフレーム５１の上表面の水平延伸位置より露出
し、これにより、ボンディングワイヤ５５１、５５３で
第１リードフレーム５１、第２リードフレーム５３と電
気的に連接された発光ダイオード５５に通電される時、
適当な光源を投射でき、ＬＥＤ基板５５７の形成する各
種の欠点或いは弊害を受けず、有効に視覚均一度の目的
を達成する。
【００１６】また、図６は本発明のまた一つの実施例の
構造立体表示図である。本発明の発明精神は前述の実施
例のリードタイプＬＥＤ（３０、５０）、或いは本実施
例の表面実装型ＬＥＤ（６０）に応用されうる。図示さ
れるように、放置基板６９の適当な位置にＬＥＤチップ
６５を設置できる放置凹溝６９５が設けられ、並びに放
置基板６９の両側にそれぞれ第１電極６１と第２電極６
３が設けられている。ＬＥＤ基板６５７及び発光作用層
６５５が組み合わされてなる発光ダイオード６５がＬＥ
Ｄ基板６５７により放置凹溝６９５内に連設され、並び
にボンディングワイヤ６５３により電極６１（或いは６
３）と電気的に連接され、さらに発光樹脂体６７で全て
の素子を保護するか或いは発光波長及び色を改変し、こ
うして同様に本発明の視覚均一度を高め全体発光輝度を
高める目的を達成する。
【００１７】本発明の放置基板６９は並びにどのような
材料を選択するかに制限はなく、また、導電性を有する
か否かの特性にも制限はない。これにより、金属、三五
族化合物、シリコン等の各種合金或いは化合物の全てが
適用可能であり、例えば、この実施例では、もし導電特
性を具備しない材料で放置基板６９を形成したならば、
即ちさらに一つのボンディングワイヤで第２電極６３と
ＬＥＤ基板６５７を電気的に連接すれば、電源を提供す
る目的を達成できる。
【００１８】このほか、図７に示されるのは本発明のま
た別の実施例の構造断面図である。図示されるように、
本発明は外観視覚の均一度を高める効果を有し、このた
め直接ＬＥＤ基板と放置基板を一体とした発光基板７５
７に設計し、言い換えると、一つの発光基板７５７の上
表面に直接凹部７５３が形成され、並びにその上表面に
発光作用層７５５が形成され、さらに凹部７５３の周辺
に環状に光線反射する反射層７５９が設けられ、これに
より外観視覚均一度を高めるもともとの目的のほか、投
射光線を比較的小さい範囲領域に集中させる機能を達成
する。
【００１９】最後に、図８は本発明のさらに一つの実施
例の構造断面図であり、図示されるように、前述の実施
例中、その発光基板７５７の、例えば三五族化合物を使
用しての製造コストは比較的高く、このためこの実施例
では、コストの比較的低いシリコン化合物を使用して放
置基板９５の材質基礎を形成し、そのうえに凹部５９
１、放置凹溝５９３及び反射層９５９を設け、放置凹溝
９５３内にＬＥＤチップ８５を放置できるＬＥＤ基板８
５７を設け、ＬＥＤチップ８５の発光作用層８５５が放
置凹溝９５３外に露出し、同様に視覚均一度を高める目
的を達成する。
【００２０】
【発明の効果】総合すると、本発明は発光装置、特に大
幅に外観視覚均一度を向上できる発光ダイオードを提供
し、それは、全体の発光ダイオードの外観視覚を全て発
光明領域のように感じさせることができる。ゆえに本発
明は新規性、進歩性及び産業上の利用価値を有する発明
である。なお、本発明に基づきなしうる細部の修飾或い
は改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとす
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の発光ダイオードの構造断面図である。
【図２】周知の発光ダイオードの局部拡大及び対応平面
図である。
【図３】本発明の実施例の構造断面図である。
【図４】図３の局部拡大及び対応平面図である。
【図５】本発明の別の実施例の構造立体図である。
【図６】本発明のまた別の実施例の構造立体図である。
【図７】本発明のさらにまた別の実施例の構造立体図で
ある。
【図８】本発明のもう一つの実施例の構造立体図であ
る。
【符号の説明】
１０ ＬＥＤ １１ 第１リ
ードフレーム １１５ 反射層 １３ 第２リ
ードフレーム １５ ＬＥＤチップ １５３ ボン
ディングワイヤ １５５ 発光作用層 １５７ ＬＥ
Ｄ基板 １７ 透明樹脂体 １９ 凹部 ２５ ＬＥＤチップ領域 ２７ 発光明
領域 ２９ 発光暗領域 ３０ ＬＥＤ ３１ 第１リードフレーム ３１５ 反射
層 ３３ 第２リードフレーム ３５ ＬＥＤ
チップ ３５３ ボンディングワイヤ ３５５ 発光
作用層 ３５７ ＬＥＤ基板 ３７ 透明樹
脂体 ３９ 凹部 ３９５ 放置
凹溝 ４５ ＬＥＤチップ領域 ４７ 発光明
領域 ５０ ＬＥＤ ５１ 第１リ
ードフレーム ５３ 第２リードフレーム ５５ 平面型
ＬＥＤチップ ５５１ ボンディングワイヤ ５５３ ボン
ディングワイヤ ５５５ 発光作用層 ５５７ ＬＥ
Ｄ基板 ５７ 透明樹脂体 ５９５ 放置
凹溝 ６０ 表面実装型ＬＥＤ ６１ 第１電
極 ６３ 第２電極 ６５ 面射型
ＬＥＤチップ ６５３ ボンディングワイヤ ６５５ 発光
作用層 ６５７ ＬＥＤ基板 ６７ 透明樹
脂体 ６９ 放置基板 ６９５ 放置
凹溝 ７５ ＬＥＤチップ ７５３ 凹部 ７５５ 発光作用層 ７５７ 発光
基板 ７５９ 反射層 ８５ ＬＥＤ
チップ ８５５ 発光作用層 ８５７ ＬＥ
Ｄ基板 ９５ 放置基板 ９５１ 凹部 ９５３ 放置凹溝 ９５９ 反射
層
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA04 DA07 DA12 DA18 DA25 DA26 DA44 DB01 FF01 FF11

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 視覚均一度を高めた発光ダイオードにお
    いて、 放置基板とされ、その上表面に放置凹溝が凹設された、
    上記放置基板と、 発光ダイオードチップとされ、少なくとも発光作用層と
    ＬＥＤ基板を具え、該ＬＥＤ基板が該放置凹溝内に連設
    されて、該発光作用層のみが放置基板の上表面の水平延
    伸位置より突出した、上記発光ダイオードチップと、 を具えたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダ
    イオード。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、放置基板の内部に凹部と第１リ
    ードフレームが設けられ、該凹部の表面にさらにＬＥＤ
    基板に連設し並びにそれを被覆する放置凹溝が凹設さ
    れ、さらにボンディングワイヤにより発光作用層が一つ
    の第２リードフレームに電気的に連接されたことを特徴
    とする、視覚均一度を高めた発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、凹部の側辺にさらに入射光線を
    反射する反射層が設けられたことを特徴とする、視覚均
    一度を高めた発光ダイオード。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、発光ダイオードがリードタイプ
    発光ダイオードとされたことを特徴とする、視覚均一度
    を高めた発光ダイオード。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、放置基板の上表面と発光ダイオ
    ードチップを被覆する透明樹脂体が設けられたことを特
    徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイオード。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、発光ダイオードチップが面射型
    発光ダイオード及び平面型発光ダイオードのいずれかと
    されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイ
    オード。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、放置基板の両側辺にそれぞれ一
    つの電極が設けられ、発光ダイオードチップの発光作用
    層がさらに少なくとも一つのボンディングワイヤにより
    該電極に電気的に連接されたことを特徴とする、視覚均
    一度を高めた発光ダイオード。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、発光ダイオードが表面実装型発
    光ダイオードとされたことを特徴とする、視覚均一度を
    高めた発光ダイオード。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた発
    光ダイオードにおいて、放置基板が導電特性を有する材
    料で形成されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた
    発光ダイオード。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた
    発光ダイオードにおいて、放置基板が三五族化合物、シ
    リコン、金属及びその組合せ物のいずれかの材料で形成
    されたことを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイ
    オード。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の視覚均一度を高めた
    発光ダイオードにおいて、放置基板がＬＥＤ基板と一体
    とされた発光基板とされたことを特徴とする、視覚均一
    度を高めた発光ダイオード。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の視覚均一度を高め
    た発光ダイオードにおいて、発光基板の上表面に凹部が
    設けられ、該凹部の上に直接発光作用層が形成されたこ
    とを特徴とする、視覚均一度を高めた発光ダイオード。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の視覚均一度を高め
    た発光ダイオードにおいて、凹部の側辺に入射光線を反
    射する反射層が設けられたことを特徴とする、視覚均一
    度を高めた発光ダイオード。
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