JP2004200541A - Led - Google Patents
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Abstract
【解決手段】柱状の導電材料から成り、第一の部分11aが他方の第二の部分11bより少なくとも一側の端面にて大面積となるように軸方向に切断され、第一の部分及び第二の部分の切断面の間に絶縁層13を備えた端子部11と、上記端子部の第一の部分の一側の端面部分に実装され、その表面がワイヤボンディングにより第二の部分の一側の端面部分と電気的に接続されているLEDチップ12と、を含むように、LED10を構成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LEDに関し、特に自動車の車載用あるいは大電流駆動に適したLEDに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、このようなLEDは、例えば特開2002−223007号(特許文献1)や特開2002−289924号(特許文献2)に開示されている。
【0003】
前者のLEDは、比較的大径の放熱ブロックから成る第一の電極の周囲に絶縁膜を挟んで熱伝導可能に第二の電極を設けると共に、第一の電極の上面に発光チップを載置し、発光チップから第二の電極の上面に対してワイヤボンディングにより電気的に接続することにより、構成されている。
このような構成のLEDによれば、発光チップに対して、第一の電極及び第二の電極間の駆動電圧がボンディングワイヤを介して印加され、発光チップが駆動され発光する。そして、駆動の際に発光チップで発生する熱は、放熱ブロックとして機能する第一の電極そして絶縁膜を介して第二の電極に伝導して、放熱される。従って、発光チップが大電流駆動されたとしても、発光チップは十分に放熱されることになる。
【0004】
また、後者のLEDは、絶縁材料を挟んで互いに貼合せにより一体化された二つの電極の上端に跨るようにして絶縁材料を介して発光チップを載置し、発光部から各電極の上面に対してワイヤボンディングにより電気的に接続することにより、構成されている。
このような構成のLEDによれば、各電極間の駆動電圧がボンディングワイヤを介して発光チップに対して印加され、発光チップが駆動され発光する。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−223007号(第2−3頁,第1図)
【特許文献2】
特開2002−289924号(第2−4頁,第1図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したLEDにおいては、以下のような問題がある。
即ち、前者のLEDにおいては、第一の電極に対して第二の電極をその周囲に被嵌するように構成されていることから、比較的大型になってしまい、また第一の電極及び第二の電極の寸法精度をある程度高くする必要があると共に、組立作業が複雑となり、部品コスト及び組み立てコストが高くなってしまう。
【0007】
また、後者のLEDにおいては、小型化を主目的としており、電極による発光チップの放熱を考慮していないので、大電流駆動の場合には、発光チップの発熱を十分に放熱することができなくなってしまう。さらに、発光チップが二つの電極の上端に絶縁層を跨るように載置されることから、二つの電極の上端面を絶縁材料と共に高精度で同一平面となるように、仕上げる必要があると共に、発光チップから双方の電極への放熱効果が絶縁層の存在によって損なわれてしまう。
【0008】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により低コストで、容易に組み立てられ得ると共に、大電流駆動であっても確実に放熱を行なうことができるようにしたLEDを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、柱状の導電材料から成り、第一の部分が他方の第二の部分より少なくとも一側の端面にて大面積となるように軸方向に切断され、第一の部分及び第二の部分の切断面の間に絶縁層を備えた端子部と、上記端子部の第一の部分の一側の端面部分に実装され、その表面がワイヤボンディングにより第二の部分の一側の端面部分と電気的に接続されているLEDチップと、を含んでいることを特徴とする、LEDにより、達成される。
【0010】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部が全体として円柱状または四角柱状に形成されている。
【0011】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部が、高熱伝導材料から構成されている。
【0012】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部の第一の部分または第二の部分が、その側面の切断面に沿った端縁に沿って、位置決め用の突条部を備えている。
【0013】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記第一の部分及び/または第二の部分の切断面の中間領域に凹部が設けられており、この凹部内に絶縁層が進入している。
【0014】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記絶縁層が、端子部の一側の端面全体を覆い、さらに一側の端面の周囲に回り込むように延びている。
【0015】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記第一の部分が、その他側の端面に凹部を備えている。
【0016】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部の一側の端面部分に対して、着脱可能に指向性に対応したレンズが取り付けられている。
【0017】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部の一側の端面部分の周縁領域にて、端子部または絶縁層にレンズ位置決め用の係合部が形成されていて、上記レンズが、この係合部に係合する係合部を備えている。
【0018】
本発明によるLEDは、好ましくは、上記端子部が、軸方向に短く、扁平に形成されている。
【0019】
上記構成によれば、柱状、好ましくは円柱状または四角柱状の端子部の第一の部分の一側の端面に載置された発光チップに対して、端子部の第一の部分及び第二の部分に印加された駆動電圧が、一方で第一の部分から直接に、また他方で第二の部分からボンディングワイヤを介してLEDチップに対して供給されることにより、LEDチップが駆動され発光する。
その際、駆動によりLEDチップに発生する熱は、第一の部分そして絶縁層を介して第二の部分に対して放熱されるので、LEDチップが大電流駆動されたとしても、LEDチップに発生する熱が十分に放熱されることになり、大電流駆動が可能になる。
また、LEDチップは、大面積である第一の部分の一側の端面部分に実装されるので、容易に且つ確実に実装され得ると共に、第一の部分及び第二の部分の間の絶縁層を跨がないので、LEDチップから端子部への放熱効果が損なわれるようなことはない。
【0020】
上記端子部が、高熱伝導材料から構成されている場合には、LEDチップから端子部の第一の部分そして第二の部分への放熱がより一層効果的に行なわれ得る。
【0021】
上記端子部の第一の部分または第二の部分が、その側面の切断面に沿った端縁に沿って、位置決め用の突条部を備えている場合には、本LEDを各種機器のシャーシやパネル等に取り付ける際に、この突条部を目安に正しく実装することができる。
【0022】
上記第一の部分及び/または第二の部分の切断面の中間領域に凹部が設けられており、この凹部内に絶縁層が進入している場合には、端子部の第一の部分と第二の部分の間に位置する絶縁層が、これら第一の部分及び第二の部分の間から脱落してしまうことがない。
【0023】
上記絶縁層が、端子部の一側の端面全体を覆い、さらに一側の端面の周囲に回り込むように延びている場合には、絶縁層が端子部の一側の端面の周囲を拘束することになり、端子部の第一の部分と第二の部分の分離を阻止すると共に、LEDチップのボンディングワイヤの切断を防止することができる。
【0024】
上記第一の部分が、その他側の端面に凹部を備えている場合には、表面積が増加し、放熱性が向上する。
【0025】
上記端子部の一側の端面部分に対して、着脱可能に指向性に対応したレンズが取り付けられている場合には、LEDに要求される指向性に対応した複数種類の光学特性を有するレンズを用意しておくことにより、適宜のレンズを端子部の一側の端面に装着することにより、所望の指向性を実現することができると共に、端子部及びLEDチップから成るLED本体部分の量産効果により、製造コストを低減することができ、また流通在庫の低減により、流通コストを低減することができる。
【0026】
上記端子部の一側の端面部分の周縁領域にて、端子部または絶縁層にレンズ位置決め用の係合部が形成されていて、上記レンズが、この係合部に係合する係合部を備えている場合には、端子部にレンズを装着する際に、双方の係合部を互いに係合させることにより、レンズを端子部に対して正確に位置決めすることができる。
【0027】
上記端子部が、軸方向に短く、扁平に形成されている場合には、LED全体が扁平に構成されることになり、実装高さが大幅に低減されることになる。
【0028】
このようにして、本発明によれば、端子部全体を軸方向に切断して、その切断面の間に絶縁層を備えることによって、全体を比較的小型に構成し、また互いに電気的に絶縁された第一の部分及び第二の部分を二つの電極として使用し、第一の部分の大面積の一側の端面上にLEDチップを載置することにより、LEDチップを容易に実装し得ると共に、LEDチップの放熱効果を最大にすることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図1乃至図11を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0030】
図1及び図2は、本発明によるLEDの第一の実施形態の構成を示している。
図1及び図2において、LED10は、ほぼ円筒状に形成された端子部11と、端子部11の上面に配置されたLEDチップ12と、を含んでいる。
【0031】
上記端子部11は、全体が例えばCu,Al等の熱伝導性の高い導電材料から構成されていると共に、中心からずれた位置にて軸方向に切断されることにより、第一の部分11aと第二の部分11bとに分割されており、第一の部分11a及び第二の部分11bがそれぞれ第一の電極及び第二の電極として使用されるようになっている。
そして、この第一の部分11aと第二の部分11bの切断面の間には、絶縁層13が設けられている。絶縁層13は、熱伝導性を有する絶縁材料から構成されており、これにより、上記第一の部分11a及び第二の部分11bが、互いに電気的に絶縁されると共に、熱的に接続されるようになっている。
【0032】
上記第一の部分11aは、その上端面にて、第二の部分11bより大きな面積を備えるように構成されており、その上端面の中心付近に、LEDチップ12がダイボンディング等により実装され、第一の部分11aと電気的に接続されている。
尚、第一の部分11aは、少なくともその上端面が比較的大面積を有していればよいので、第一の部分11aと第二の部分11bを切断する切断面は、軸方向に対して斜めに延びるようにしてもよく、また平面である必要もない。
さらに、図示の場合、第一の部分11aの上端面の中心付近は、LEDチップ12から周囲に出射する光を光軸方向(図示の場合上方)に向かって反射させるために、環状の反射面11cを備えている。
【0033】
また、上記第二の部分11bは、その上面が、ボンディングワイヤ14により上記LEDチップ12の上面と電気的に接続されている。
さらに、上記端子部11の第一の部分11a及び第二の部分11bは、それぞれ図示しない給電ラインと接続されることにより、外部からLEDチップ12のための駆動電圧が印加されるようになっている。
【0034】
本発明実施形態によるLED10は、以上のように構成されており、外部から端子部11の第一の部分(第一の電極)11a及び第二の部分(第二の電極)11bの間に駆動電圧が印加されると、駆動電流が第一の部分11aから、LEDチップ12,ボンディングワイヤ14を介して第二の部分11bへ(または逆に)流れることになり、LEDチップ12が駆動されて、光を出射する。
このとき、駆動によってLEDチップ12に発生する熱は、LEDチップ12全体が第一の部分11aの上面に接触していることから、端子部11の第一の部分11aに効率よく伝導され、そして絶縁層13を介して第二の部分11bに伝導され、さらに端子部11全体に伝導することにより、効果的に放熱されることになる。
従って、LEDチップ12が大電流駆動されたとしても、LEDチップ12に発生する大量の熱が、端子部11全体に伝導することにより、十分に放熱され得るので、LEDチップ12の大電流駆動が可能になる。
【0035】
図3は、本発明によるLEDの第二の実施形態を示している。
図3において、LED20は、図1及び図2に示したLED10とほぼ同様の構成であって、端子部11の第二の部分11bの外周面にて、切断面に沿って位置決め用の突条部21を備えている点でのみ異なる構成になっている。
この突条部21は、図示の場合、端子部11の第二の部分11bの下方領域のみに設けられているが、軸方向の全長に亘って設けられていてもよい。
また、突条部21は、端子部11の第一の部分11aの切断面に沿って設けられていてもよい。
尚、図3においては、端子部11の第一の部分11aと第二の部分11bを分離する切断面は、図1の場合と比較して、第二の部分11bをより小さくするように配置されており、第二の部分11bの外周面に関して、周囲方向全体に突条部21が設けられている。
【0036】
このような構成のLED20によれば、図1及び図2に示したLED10と同様に作用すると共に、本LED20を各種機器のシャーシ,パネル等に取り付ける際に、この突条部21を目安にして、端子部11の第二の部分(第二の電極)11bの位置を確認することができるので、本LED20を正しく実装することができる。
【0037】
図4及び図5は、本発明によるLEDの第三の実施形態を示している。
図4及び図5において、LED30は、図1及び図2に示したLEDとほぼ同様の構成であって、端子部11の上端付近に絶縁部31を備えている点で異なる構成になっている。
この絶縁部31は、端子部11の(LEDチップ12及びボンディングワイヤ14の接続部を除いて)上端面全体を覆うと共に、端子部11の外周面に回り込むように形成されている。
さらに、絶縁部31は、端子部11の第一の部分11a及び第二の部分11bの間の絶縁層13と一体に構成されている。
尚、この場合、端子部11の第二の部分11bの切断面の中間領域に凹部11dが形成されており、これに対応して、絶縁層13がこの凹部11d内に進入している。
【0038】
このような構成のLED30によれば、図1及び図2に示したLED10と同様に作用すると共に、絶縁部31が、端子部11の上端付近を周囲を拘束することにより、端子部11の第一の部分11aと第二の部分11bの分離を阻止すると共に、LEDチップ12のボンディングワイヤ14の切断を防止することができる。
さらに、絶縁層13の一部が、端子部11の第二の部分11bの切断面に形成された凹部11d内に進入していることにより、端子部11の第一の部分11a及び第二の部分11bの間から絶縁層13が脱落することを阻止することができる。
【0039】
図6は、本発明によるLEDの第四の実施形態を示している。
図6において、LED40は、図1及び図2に示したLED10とほぼ同様の構成であって、端子部11の下面、特に第一の部分11aの下面に凹部41を備えている点でのみ異なる構成になっている。
このような構成のLED40によれば、図1及び図2に示したLED10と同様に作用すると共に、端子部11の下面に凹部41が備えられていることにより、表面積が増加し、放熱性が向上する。
【0040】
図7及び図8は、本発明によるLEDの第四の実施形態を示している。
図7及び図8において、LED50は、図4及び図5に示したLED30とほぼ同様の構成であって、絶縁部31の上方に出射光に指向性を付与するためのレンズ51を備えている点でのみ異なる構成になっている。
上記レンズ51は、透光性材料から構成されており、図示の場合、上面及び下面が共に上方に向かって凸状に、そして全体として凸レンズとして形成されている。
【0041】
また、上記レンズ51は、絶縁部1の上方にて端子部11に対して着脱可能に取り付けられている。その際、レンズ51の下面周縁部に備えられた係合部としての凸部51aが、端子部11の周縁に備えられた係合部としての係合穴11e内に係合することにより、端子部11に対して正しく位置決めされるようになっている。
そして、上記レンズ51は、本LED50に要求される各種指向性に対応した複数種類の光学特性を有するレンズを用意しておくことにより、適宜のレンズ51を端子部11に対して取り付けることにより、所望の指向性を有することができるようになっている。
尚、レンズ51の下面と絶縁部31の上面との間の内部空間には、図示の場合シリコンジェル52が封入されている。
【0042】
このような構成のLED50によれば、図6に示したLED30と同様に作用すると共に、所定の光学特性を有するレンズ51を取り付けることにより、当該レンズ51の光学特性に基づいて、LEDチップ12から出射する光に所望の指向性を付与することができる。
【0043】
図9は、本発明によるLEDの第六の実施形態を示している。
図9において、LED60は、図1及び図2に示したLED10と同様の構成であって、ほぼ円柱状の端子部11の代わりに、四角柱状の端子部61を備えている点でのみ異なる構成になっている。
【0044】
ここで、端子部61は、端子部11と同様にして、中心からずれた位置にて軸方向に切断されることにより、第一の部分61aと第二の部分61bとに分割されており、第一の部分61a及び第二の部分61bがそれぞれ第一の電極及び第二の電極として使用されるようになっている。
そして、この第一の部分61aと第二の部分61bの切断面の間には、絶縁層62が設けられている。絶縁層62は、熱伝導性を有する絶縁材料から構成されており、これにより、上記第一の部分61a及び第二の部分61bが、互いに電気的に絶縁されると共に、熱的に接続されるようになっている。
【0045】
このような構成のLED60によれば、図1及び図2に示したLED10と同様に作用して、外部から端子部61の第一の部分61a及び第二の部分61bの間に駆動電圧が印加されると、LEDチップ12が駆動され、光を出射する。
このとき、駆動によってLEDチップ12に発生する熱は、端子部61の第一の部分61aそして絶縁層62を介して第二の部分61bに伝導され、端子部61全体に伝導することにより、効果的に放熱されることになる。
【0046】
図10は、本発明によるLEDの第七の実施形態を示している。
図10において、LED70は、図4及び図5に示したLED30と同様の構成であって、ほぼ円柱状の端子部11の代わりに、四角柱状の端子部71を備えている点でのみ異なる構成になっている。
【0047】
ここで、端子部71は、端子部11と同様にして、中心からずれた位置にて軸方向に切断されることにより、第一の部分71aと第二の部分71bとに分割されており、第一の部分71a及び第二の部分71bがそれぞれ第一の電極及び第二の電極として使用されるようになっている。
そして、この第一の部分71aと第二の部分71bの切断面の間には、絶縁層72が設けられている。絶縁層72は、熱伝導性を有する絶縁材料から構成されており、これにより、上記第一の部分71a及び第二の部分71bが、互いに電気的に絶縁されると共に、熱的に接続されるようになっている。
【0048】
このような構成のLED70によれば、図4及び図5に示したLED30と同様に作用して、外部から端子部71の第一の部分71a及び第二の部分71bの間に駆動電圧が印加されると、LEDチップ12が駆動され、光を出射する。
このとき、駆動によってLEDチップ12に発生する熱は、端子部71の第一の部分71aそして絶縁層72を介して第二の部分71bに伝導され、端子部71全体に伝導することにより、効果的に放熱されることになる。
【0049】
図11は、本発明によるLEDの第八の実施形態を示している。
図11において、LED80は、図1及び図2に示したLED10と同様の構成であって、ほぼ円柱状の端子部11の代わりに、軸方向に極めて短く扁平な円柱状の端子部81を備えている点でのみ異なる構成になっている。
【0050】
ここで、端子部81は、端子部11と同様にして、中心からずれた位置にて軸方向に切断されることにより、第一の部分81aと第二の部分81bとに分割されており、第一の部分81a及び第二の部分81bがそれぞれ第一の電極及び第二の電極として使用されるようになっている。
そして、この第一の部分81aと第二の部分81bの切断面の間には、絶縁層82が設けられている。絶縁層82は、熱伝導性を有する絶縁材料から構成されており、これにより、上記第一の部分81a及び第二の部分81bが、互いに電気的に絶縁されると共に、熱的に接続されるようになっている。
【0051】
このような構成のLED80によれば、図1及び図2に示したLED10と同様に作用して、外部から端子部81の第一の部分81a及び第二の部分81bの間に駆動電圧が印加されると、LEDチップ12が駆動され、光を出射する。
このとき、駆動によってLEDチップ12に発生する熱は、端子部81の第一の部分81aそして絶縁層82を介して第二の部分81bに伝導され、端子部81全体に伝導することにより、効果的に放熱されることになる。
【0052】
上述した実施形態においては、端子部11,62,72,82の第一の部分及び第二の部分を分離する切断面は、軸方向に沿って延びているが、これに限らず、軸方向に関して斜めに延びていてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、柱状、好ましくは円柱状または四角柱状の端子部の第一の部分の一側の端面に載置された発光チップに対して、端子部の第一の部分及び第二の部分に印加された駆動電圧が、一方で第一の部分から直接に、また他方で第二の部分からボンディングワイヤを介してLEDチップに対して供給されることにより、LEDチップが駆動され発光する。
その際、駆動によりLEDチップに発生する熱は、第一の部分そして絶縁層を介して第二の部分に対して放熱されるので、LEDチップが大電流駆動されたとしても、LEDチップに発生する熱が十分に放熱されることになり、大電流駆動が可能になる。
また、LEDチップは、大面積である第一の部分の一側の端面部分に実装されるので、容易に且つ確実に実装され得ると共に、第一の部分及び第二の部分の間の絶縁層を跨がないので、LEDチップから端子部への放熱効果が損なわれるようなことはない。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により低コストで、容易に組み立てられ得ると共に、大電流駆動であっても確実に放熱を行なうことができるようにした、極めて優れたLEDが提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるLEDの第一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図2】図1のLEDの概略縦断面図である。
【図3】本発明によるLEDの第二の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図4】本発明によるLEDの第三の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図5】図5のLEDの概略縦断面図である。
【図6】本発明によるLEDの第四の実施形態の構成を示す概略縦断面図である。
【図7】本発明によるLEDの第五の実施形態の構成を示す概略縦断面図である。
【図8】図7のLEDの概略横断面図である。
【図9】本発明によるLEDの第六の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図10】本発明によるLEDの第七の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図11】本発明によるLEDの第八の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
10,20,30,40,50,60,70,80 LED
11,61,71,81 端子部
11a,61a,71a,81a 第一の部分(第一の電極)
11b,61b,71b,81b 第二の部分(第二の電極)
12 LEDチップ
13,62,72,82 絶縁層
14 ボンディングワイヤ
21 突条部
31 絶縁部
41 凹部
51 レンズ
52 シリコンジェル
Claims (11)
- 柱状の導電材料から成り、第一の部分が他方の第二の部分より少なくとも一側の端面にて大面積となるように軸方向に切断され、第一の部分及び第二の部分の切断面の間に絶縁層を備えた端子部と、
上記端子部の第一の部分の一側の端面部分に実装され、その表面がワイヤボンディングにより第二の部分の一側の端面部分と電気的に接続されているLEDチップと、
を含んでいることを特徴とする、LED。 - 上記端子部が全体として円柱状に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のLED。
- 上記端子部が全体として四角柱状に形成されていることを特徴とする、請求項1に記載のLED。
- 上記端子部が、高熱伝導材料から構成されていることを特徴とする、請求項1から3の何れかに記載のLED。
- 上記端子部の第一の部分または第二の部分が、その側面の切断面に沿った端縁に沿って、位置決め用の突条部を備えていることを特徴とする、請求項1から4の何れかに記載のLED。
- 上記第一の部分及び/または第二の部分の切断面の中間領域に凹部が設けられており、この凹部内に絶縁層が進入していることを特徴とする、請求項1から5の何れかに記載のLED。
- 上記絶縁層が、端子部の一側の端面全体を覆い、さらに一側の端面の周囲に回り込むように延びていることを特徴とする、請求項1から6の何れかに記載のLED。
- 上記第一の部分が、その他側の端面に凹部を備えていることを特徴とする、請求項1から7の何れかに記載のLED。
- 上記端子部の一側の端面部分に対して、着脱可能に指向性に対応したレンズが取り付けられていることを特徴とする、請求項1から8の何れかに記載のLED。
- 上記端子部の一側の端面部分の周縁領域にて、端子部または絶縁層にレンズ位置決め用の係合部が形成されていて、
上記レンズが、この係合部に係合する係合部を備えていることを特徴とする、請求項9に記載のLED。 - 上記端子部が、軸方向に短く、扁平に形成されていることを特徴とする、請求項1から10の何れかに記載のLED。
Priority Applications (1)
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JP2002369269A JP2004200541A (ja) | 2002-12-20 | 2002-12-20 | Led |
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JP (1) | JP2004200541A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-12-20 JP JP2002369269A patent/JP2004200541A/ja active Pending
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JP2012084786A (ja) * | 2010-10-14 | 2012-04-26 | Showa Denko Kk | Ledパッケージ |
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