JP2006165096A - Envelope for light-emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子が発した光を外部へ放射するようにした発光素子の外囲器に関する。 The present invention relates to an envelope of a light emitting element that emits light emitted by the light emitting element to the outside.
発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)等の発光素子には、光を外部へ効率的に放射するために外囲器(パッケージ)が必要である。その一例として、大型SMD(Surface Mount Device)外囲器がある。 A light emitting element such as a light emitting diode (LED) needs an envelope (package) in order to efficiently emit light to the outside. One example is a large SMD (Surface Mount Device) envelope.
このような外囲器としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。図8の斜視図および図9の断面図に示すように、従来の外囲器は、パッケージ20に内壁が傾斜した凹部21を備え、凹部21の底面に金属製のカソード側のリードフレーム11とアノード側のリードフレーム12が別々に配置される。
As such an envelope, for example, the one described in
発光素子1の下端の電極はリードフレーム11に銀ペースト等の導電性材料で接続され、発光素子1の上端の電極はワイヤ3を通じてリードフレーム12に接続される。凹部21は、内壁に完全拡散反射に近い状態で発光素子1からの光を反射する反射面を備え、パッケージ20は、このような反射が可能となるように白色のポリフタルアミド樹脂で形成される。
The lower electrode of the
この凹部21には、上面の開口部から透明材料30が液体の状態で注入され、その後、加温され硬化される。透明材料30としては、例えば透光性のエポキシ樹脂が用いられる。透明材料の表面は重力が均等にかかるのでほぼ平坦となる。
The
このような構成により、同図の外囲器は、発光素子1が発した直接光およびこの直接光が凹部21の反射面で反射した反射光を透明材料30を介して外部へ放射する。図10は、上記構成の外囲器における放射パターンを示す図である。同図に示すように、その放射角(半値全角)θは110°と比較的広くなっている。
With such a configuration, the envelope shown in the figure radiates the direct light emitted from the
また、白色を含めた混色を実現するために、図11の斜視図に示すように、異なる色の複数の発光素子を外囲器に搭載することもある。同図では、RBG三色の発光素子1a,1b,1cの下端の電極が、それぞれ別個のカソード側のリードフレーム11a,11b,11c上に銀ペーストもしくは共晶半田で接続される。そして、発光素子1a,1b,1cの上端の電極は、それぞれに対応するワイヤ3a,3b,3cを通じて共通のアノード側のリードフレーム12に接続される。この場合も、凹部21に注入された透明材料30の表面はほぼ平坦となる。
ところが、上記各構成の外囲器では、放射角を広くしたり狭くする必要があるときに、放射角を制御することができないという問題がある。また、放射角を制御可能な外囲器を製造する際には、複雑な製造工程を追加することなく、低コストで製造可能とすることが望ましい。 However, the envelopes having the above-described configurations have a problem that the radiation angle cannot be controlled when it is necessary to widen or narrow the radiation angle. Moreover, when manufacturing an envelope in which the radiation angle can be controlled, it is desirable that the envelope can be manufactured at a low cost without adding a complicated manufacturing process.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、発光素子の外囲器について複雑な製造工程を追加することなく放射角を制御可能にすることにある。 This invention is made | formed in view of the above, The place made into the subject is enabling it to control a radiation angle, without adding a complicated manufacturing process about the envelope of a light emitting element.
本発明に係る発光素子の外囲器は、内壁に反射面を備えた凹部と、凹部の中央に配置され、凹部の深さよりも高く、側壁に反射面を備えた凸部と、凹部内で凸部の周囲に配置された発光素子と、凹部に発光素子、凸部を覆うように凸部から注入された粘性を有する透明材料と、を有することを特徴とする。 The envelope of the light-emitting element according to the present invention includes a concave portion having a reflective surface on the inner wall, a convex portion disposed at the center of the concave portion and having a reflective surface on the side wall that is higher than the depth of the concave portion, and the concave portion. It has a light emitting element arranged around the convex part, a light emitting element in the concave part, and a transparent material having viscosity injected from the convex part so as to cover the convex part.
本発明にあっては、凹部の中央に、凹部の深さよりも高く、側壁に反射面を備えた凸部を配置し、凹部に発光素子、凸部を覆うように凸部から粘性を有する透明材料を注入したことで、透明材料が盛り上がったレンズ状に形成されるので、放射角を変更することが可能となる。そして、この凸部の反射面の角度や高さを調節することにより、透明材料によるレンズの形状が変わるので、簡単に放射角を制御することができる。また、透明材料は、製造工程において凸部に粘性で付着しつつ注入され、レンズ形状を形成しながら凹部内に留まるので、透明材料を凹部に注入する工程を1回で済ますことが可能となる。 In the present invention, a convex portion that is higher than the depth of the concave portion and provided with a reflective surface on the side wall is disposed at the center of the concave portion, and the light emitting element is disposed in the concave portion. By injecting the material, the transparent material is formed into a raised lens shape, so that the radiation angle can be changed. Then, by adjusting the angle and height of the reflection surface of the convex portion, the shape of the lens made of the transparent material changes, so that the radiation angle can be easily controlled. In addition, since the transparent material is injected while adhering to the convex portion with viscosity in the manufacturing process and stays in the concave portion while forming the lens shape, the step of injecting the transparent material into the concave portion can be performed only once. .
本発明の発光素子の外囲器によれば、複雑な製造工程を追加することなく放射角を制御することができる。 According to the envelope of the light emitting element of the present invention, the emission angle can be controlled without adding a complicated manufacturing process.
図1は、一実施の形態における発光素子の外囲器の構成を示す斜視図であり、図2はその断面図である。本外囲器は、枠構造のパッケージ20に、内壁が反射面となる凹部21を備える。パッケージ20は、凹部21の反射面が受けた光を完全拡散反射に近い状態で反射するように、白色のPPA(ポリフタルアミド)樹脂で形成される。この凹部21のの中央には、凹部21の深さよりも高く、側壁に反射面を備えた凸部23が配置される。凸部23は、上部が平坦にカットされた円錐台状である。凸部23は、金型を用いたインジェクションモールドにより凹部21の底面に1回の工程で形成される。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an envelope of a light emitting element in an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view thereof. This envelope includes a
凹部21の底面には、金属製のカソード側のリードフレーム11a,11b,11c…と、アノード側のリードフレーム12a,12b,12c…がそれぞれリング状に配置される。これらリードフレーム11a,11b,11cには、対応するLED(Light Emitting Diode)等による発光素子1a,1b,1c…(以下総称して「発光素子1」という)の下端の電極が銀ペーストあるいは共晶半田によりそれぞれ接続される。各発光素子1は、すべて同色としてもよいし、白色を含む混色を実現するために異色としてもよい。各発光素子1の上端の電極は、それぞれに対応するワイヤ3a,3b,3c…を介して対応するリードフレーム12a,12b,12cに接続される。
On the bottom surface of the
凹部21には、発光素子1、凸部23を覆うように凸部23から粘性を有する透明材料30が液体の状態で注入される。透明材料30としては、例えばエポキシ樹脂を用いる。透明材料30の注入に際しては、透明材料30を凸部23の上部から注入し、その粘性で凸部23に付着させるようにする。本実施形態では、凸部23の上部は平坦面となっているので、この平坦面で透明材料30が受け止められ、透明材料30が粘性によって凸部23から徐々に凹部21に流れて留まるようになり、透明材料30を盛り上がったレンズ状に形成することが可能となっている。この際、透明材料30が凹部21の外にこぼれることがないように、透明材料の注入量を適正に設定しておく。そして、透明材料30の粘性によりレンズ形状が維持されている間に、加熱あるいは紫外線照射を行うことで透明材料30を硬化させる。
A
このような工程を経ることで、最終的には透明材料30について盛り上がったレンズ形状が得られる。各発光素子1から放射された光は、凹部21の内壁の反射面および凸部23の側壁の反射面で拡散反射される。
By passing through such a process, the lens shape which finally rose about the
図3は、本外囲器による放射パターンを示す図である。透明材料30の凸状部分のレンズ効果により、従来の図10のものと比べて狭い放射角が得られている。ただし、凸部23で拡散反射した光の一部は、透明材料30の側部からも放射されるので、同図の放射角パターンには、側部方向への裾がみられる。
FIG. 3 is a diagram showing a radiation pattern by the envelope. Due to the lens effect of the convex portion of the
本外囲器においては、凸部23の反射面の角度や高さを調節することにより、容易に放射角を制御することが可能である。例えば、放射角をより狭くする場合には、図4の断面図に示すように、凸部23の高さを高くしたり、凸部23の反射面の凹部21の底面に対する角度を急峻にする。また、放射角を広くする場合には、これとは逆に凸部23の高さを低くしたり、凸部23の反射面の角度を緩やかにする。このように凸部23の形状を変えることで、透明材料30によるレンズの形状が変わるので、放射角を制御することができる。
In this envelope, the radiation angle can be easily controlled by adjusting the angle and height of the reflecting surface of the
次に比較例の発光素子の外囲器について説明する。図5の斜視図に示すように、比較例の外囲器は、図8に示した従来の外囲器において、透明樹脂30の平坦な表面の上に盛り上がったレンズ状の凸部分が別の工程で形成された構成である。この工程では、凹部21の開口部分に逆椀状の金型を配置し、この金型に透明材料30を注入することで、透明材料30の平坦な表面の上にレンズ状の凸部分を追加して形成する。その他、図8と同一物には同一の符号を付す。
Next, the envelope of the light emitting element of the comparative example will be described. As shown in the perspective view of FIG. 5, the envelope of the comparative example is different from the conventional envelope shown in FIG. 8 in that the lens-shaped convex portion raised on the flat surface of the
図6の放射パターンに示すように、比較例の外囲器も放射角が狭くなっている。しかし、比較例の凸部分は、透明材料30の平坦な表面の上に違和感なく連続して接着させなければならず、このために難しい工程が増え、製造コストが増加することとなる。
As shown in the radiation pattern of FIG. 6, the envelope of the comparative example also has a narrow radiation angle. However, the convex portion of the comparative example must be continuously adhered on the flat surface of the
したがって、本実施の形態によれば、パッケージ20の凹部21における中央に、凹部21の深さよりも高く、側壁に反射面を備えた凸部23を配置し、凹部21に発光素子1、凸部23を覆うように凸部23から粘性を有する透明材料30を注入したことで、透明材料30が盛り上がったレンズ状に形成されるので、放射角を変更することが可能となる。そして、この凸部23の反射面の角度や高さを調節することにより、透明材料30によるレンズの形状が変わるので、簡単に放射角を制御することができる。また、透明材料30は、製造工程において凸部23に粘性で付着しつつ注入され、レンズ形状を形成しながら凹部21内に留まるので、透明材料30を凹部21に注入する工程を1回で済ますことが可能となる。よって、複雑な製造工程を追加することなく放射角を制御することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
本実施の形態によれば、凸部23の上部を平坦面としたことで、注入された透明材料30がこの平坦面で受け止められ、透明材料30が粘性によって凸部23から徐々に凹部21に流れて留まるようになるので、透明材料30を確実に盛り上がったレンズ状に形成することができる。
According to the present embodiment, since the upper portion of the
本実施の形態によれば、凸部23を円錐台状のような単純な形状としたことで、金型を用いたインジェクションモールドにより凹部21の底面に凸部23を1回の工程で形成でき、複雑な工程を経ることなく凸部23を形成することができる。
According to the present embodiment, since the
なお、本実施の形態においては、凸部23を円錐台状としたが、これに限られるものではない。例えば、図7の斜視図に示すように、凸部24を円柱状としてもよい。このように、凸部24を円柱状とした場合も、上部は平坦面であるので、注入された透明材料30を受け止めることができ、透明材料を確実に盛り上がったレンズ状に形成することができる。また、円柱状のような単純な形状としたことで、金型を用いたインジェクションモールドにより凹部21の底面に凸部24を1回の工程で形成でき、複雑な工程を経ることなく、凸部24を形成することができる。なお、図7において、図1と同一物には同一の符号を付すものとし、重複した説明は省略する。
In the present embodiment, the
1,1a,1b,1c…発光素子
2,2a,2b,2c…電極
3,3a,3b,3c…ワイヤ
11,11a,11b,11c…リードフレーム
12,12a,12b,12c…リードフレーム
20…パッケージ
21…凹部,23,24…凸部
30…透明材料
DESCRIPTION OF
Claims (3)
凹部の中央に配置され、凹部の深さよりも高く、側壁に反射面を備えた凸部と、
凹部内で凸部の周囲に配置された発光素子と、
凹部に発光素子、凸部を覆うように凸部から注入された粘性を有する透明材料と、
を有することを特徴とする発光素子の外囲器。 A recess with a reflective surface on the inner wall;
A convex portion disposed in the center of the concave portion, higher than the depth of the concave portion, and provided with a reflective surface on the side wall;
A light emitting device disposed around the convex portion in the concave portion;
A transparent material having a viscosity injected from the convex portion so as to cover the light emitting element and the convex portion in the concave portion;
An envelope of a light-emitting element, comprising:
The envelope of the light emitting element according to claim 1, wherein the convex portion has a truncated cone shape or a cylindrical shape.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004351148A JP2006165096A (en) | 2004-12-03 | 2004-12-03 | Envelope for light-emitting element |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103378278A (en) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 展晶科技(深圳)有限公司 | Light emitting diode encapsulating structure |
US8766298B2 (en) | 2006-09-01 | 2014-07-01 | Cree, Inc. | Encapsulant profile for light emitting diodes |
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2004
- 2004-12-03 JP JP2004351148A patent/JP2006165096A/en active Pending
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