JP2007043175A - 保護素子を含む側面型発光ダイオード - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は保護素子を含む側面型ＬＥＤに関する。
【解決手段】側面型ＬＥＤにおいて、幅が狭くて長い第１及び第２リードフレームは長手方向に延長された延長部を有し、これら延長部は相互並んで位置する。ＬＥＤチップと保護素子が第１及び第２リードフレームに各々装着され、これらと電気的に連結される。第１及び第２リードフレームを封止するパッケージ本体が上記ＬＥＤチップの周りの外部に開放された第１開放領域と、上記保護素子の周りの外部に開放された第２開放領域及びこれらの間の隔壁を形成する。上記ＬＥＤチップと保護素子を封止するよう上記パッケージ本体の第１及び第２開放空間には第１及び第２封止体が提供され、第１及び第２封止体のうち少なくとも第１封止体は透明である。このようにすると、ＬＥＤチップ及び保護素子とリードフレームの電気連結構造を改善してＬＥＤの体積増加を防止することが出来る。
【選択図】図５

Description

本発明は保護素子を含む側面型発光ダイオード(ＬＥＤ)に関するものとして、より具体的にはＬＥＤチップが、光が保護素子により吸収されないようＬＥＤチップと保護素子との間に隔壁を形成しつつ、これら素子とリードフレームの電気連結構造を改善した側面型ＬＥＤに関する。

携帯電話とＰＤＡ等の小型ＬＣＤはバックライト装置の光源として側面型発光ダイオード(ＬＥＤ)を使用する。このような側面型ＬＥＤは通常図１に図示した通りバックライト装置に装着される。

図１を参照すると、バックライト装置５０は基板５２上に平坦な導光板５４が配置され、この導光板５４の側面には複数の側面型ＬＥＤ１(一つのみ図示)がアレイ形状に配置される。ＬＥＤ１から導光板５４へ入射された光(Ｌ)は導光板５４の底面に提供された微細な反射パターンまたは反射シート５６により上部に反射され導光板５４から出射された後、導光板５４上部のＬＣＤパネル５８にバックライトを提供することとなる。

このようなＬＥＤは静電気、逆電圧または過電圧に弱いものと知られている。特に、側面型ＬＥＤは非常に薄い厚さが要求され、それによって内蔵されたＬＥＤチップもまた小型化されるにつれ、このような所望しない電流/電圧の影響が大きくなるため、これを防止する必要性は大きい。

このため定電圧ダイオードをＬＥＤに提供している。即ち、定電圧ダイオードをＬＥＤチップと並列に連結することにより静電気に効率的に対応するようにしている。好ましい定電圧ダイオードの例としてはツェナーダイオード(Ｚｅｎｅｒ Ｄｉｏｄｅ)が使用される。

以下、図２及び図３を参照に従来技術によるツェナーダイオードが内蔵された側面型ＬＥＤに対して詳細に説明する。

図２は従来技術によるツェナーダイオードが内蔵された側面型ＬＥＤの正面図で、図３は図２の３−３線に沿って切った断面図である。

図２と図３に図示した通り、従来技術によるＬＥＤ１はパッケージ本体１０、このパッケージ本体１０内に予め定められた間隔で配置された一対のリード２０、２２及びリード２０に装着されたＬＥＤチップ３０を含む。

ＬＥＤチップ３０はワイヤ３２によりリード２０、２２に連結され、周りのカップ形状の凹部１２に提供された透明封止体１４により封止される。

一方、リード２２にはツェナーダイオード４０が装着されワイヤ３４で連結されている。このように、ツェナーダイオード４０はＬＥＤチップ３０と並列連結され静電気、逆電圧または過電圧からＬＥＤチップ３０を保護する。

ツェナーダイオード４０は半導体ＰＮ接合ダイオードの一つとして、ＰＮ接合の降伏(Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ)領域で動作特性が表れるよう製作され、主に定電圧用として使用される。ツェナーダイオード４０はツェナー回復現象を利用して一定電圧を得て、ケイ素のｐ−ｎ接合で電流１０ｍＡで動作し、品種によって３〜１２Ｖの定電圧を得ることが出来る。

しかし、従来技術によるＬＥＤ１は、ツェナーダイオード４０をＬＥＤチップ３０と共に同一面に並列に配置するため、ＬＥＤチップ３０から発生した光をツェナーダイオード４０が吸収したり散乱させ、ＬＥＤ１の発光効率を低下させる問題がある。

また、狭い凹部１２の中にＬＥＤチップ３０と共にツェナーダイオード４０を装着し、これらのワイヤ３２、３４が相互接触しないよう相互間隔を維持しなければならないため、精密かつ慎重な作業が要求される。このような要求事項はＬＥＤ製造の効率を低下させる。

従って、本発明は前述の従来技術の問題を解決するため案出されたものとして、本発明の目的はＬＥＤチップが光が保護素子により吸収されないようＬＥＤチップと保護素子との間に隔壁を形成しつつ、これら素子とリードフレームの電気連結構造を改善した側面型ＬＥＤに関する。

本発明の他の目的は、ＬＥＤチップが光が保護素子によって吸収されないようＬＥＤチップと保護素子との間に隔壁を形成する時、隔壁の高さを低めるか幅を制限することにより隔壁を効率的に提供できる側面型ＬＥＤに関する。

前述の本発明の目的を達成すべく本発明は、長手方向に延長された延長部を有する幅が狭くて長い第１リードフレームと、上記第１リードフレームの上記延長部と幅方向に並んで位置する、長手方向に延長された延長部を有し、上記第１リードフレームと間隔をおいて上記第１リードフレームの長手方向に延びて配置された幅が狭くて長い第２リードフレームと、上記第１リードフレームの装着面に装着され上記第１及び第２リードフレームと電気的に連結されたＬＥＤチップと、上記発光ダイオードチップを電気的異常から保護するよう、上記第２リードフレームの装着面に上記ＬＥＤチップと同一方向に装着され上記第１及び第２リードフレームと電気的に連結された保護素子と、上記ＬＥＤチップの周りの外部に開放された第１開放領域と上記保護素子の周りの外部に開放された第２開放領域を形成するよう上記第１及び第２リードフレームを封止し、上記第１及び第２開放領域の間にＬＥＤチップの光を遮断するよう上記第１及び第２リードフレームの延長部を横切って形成された隔壁を有するパッケージ本体、及び上記ＬＥＤチップと保護素子を封止するよう上記パッケージ本体の第１及び第２開放空間に提供された第１及び第２封止体を含み、上記第１及び第２封止体のうち少なくとも第１封止体は透明な側面型ＬＥＤを提供することを特徴とする。

本発明の側面型ＬＥＤにおいて、上記隔壁の末端は上記透明封止体の外面と同一面を形成することを特徴とする。

この際、上記第２封止体は上記第１封止体と別体に形成されると好ましく、上記第２封止体は透明、半透明及び不透明材料のうち一つであれば好ましい。

本発明の側面型ＬＥＤにおいて、上記隔壁は上記第１及び第２開放空間を相互部分的に分離するよう形成され得る。この際、上記隔壁の末端は上記透明封止体の外面の下に位置するか、上記隔壁の一端は上記第１及び第２開放領域を取り囲む上記パッケージ本体の側壁から分離されると好ましい。また、上記第１及び第２封止体は透明な物質で一体に形成され、上記透明封止体は紫外線吸収剤または短波長光を多波長に変換させる蛍光物質を含有すると好ましい。

また、本発明の側面型ＬＥＤにおいて、上記透明な第１封止体は紫外線吸収剤または短波長光を多波長に変換させる蛍光物質を含有することが出来る。

本発明によると、保護素子がＬＥＤチップと並列連結され過電圧、逆電圧及び静電気のような電気異常からＬＥＤチップを保護することができる。また、隔壁によってＬＥＤチップの周りには独立された一つのＬＥＤ窓が形成されるため、ＬＥＤチップの光が保護素子によって吸収されたりすることはない。従って、ＬＥＤの光放出効率を高めることが出来る。

尚、第１リードフレームの延長部を第１開放領域から隔壁を経て第２開放領域に延長させ保護素子と電気的に連結されるようにすることにより、保護素子のワイヤが隔壁を越えること無く第１リードフレームと電気的に連結されることが出来る。また、第２リードフレームの延長部を第２開放領域から隔壁を経て第１開放領域に延長させＬＥＤチップと電気的に連結されるようにすることにより、ＬＥＤチップのワイヤもまた隔壁を越えること無く第２リードフレームと電気的に連結され得る。このようにすることにより、ワイヤが隔壁を越えることによって引き起こされ得るＬＥＤの体積増加を防止することが出来る。

以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照にさらに詳しく説明する。先ず、図４ないし図７を参照に本発明による側面型ＬＥＤを説明する。これら図面において、図４は本発明による側面型ＬＥＤの斜視図で、図５は図４に図示した側面型ＬＥＤの矢印(Ａ)方向から見た正面図で、図６は図５の６−６線に沿って切った断面図で、図７は図５の７−７線に沿って切った断面図である。

本発明による側面型ＬＥＤ１００は第１及び第２開放領域１１６、１１８があるパッケージ本体１１０、このパッケージ本体１１０によって封止された第１及び第２リードフレーム１２０、１２２、第１開放領域１１６に配置されたＬＥＤチップ１０２、第２開放領域１１８に配置された保護素子１０６、ＬＥＤチップ１０２を封止するよう第１開放領域１１６に提供された第１封止体１３０及び保護素子１０６を封止するよう第２開放領域１１８に提供された第２封止体１４０を含む。

パッケージ本体１１０は壁部１１２と隔壁１１４によって形成された第１及び第２開放領域１１６、１１８を形成する。この際、壁部１１２と隔壁１１４は同一高さである。第１開放領域１１６はＬＥＤチップ１０２を収容するよう狭くて長い形状に形成され、ＬＥＤチップ１０２から発生した光を一方向へ放出するに適切な形状を有する。

また、第２開放領域１１８は保護素子１０６を収容するよう大体正方形で形成される。パッケージ本体１１０は一般的に不透明であるか、好ましくは反射率の高い樹脂からなる。これとは異なり、パッケージ本体１１０を透明な材料で作り、開放領域１１６、１１８側の内壁に不透明であるか反射率の高い材料を塗布またはコーティングすることも出来る。

第１及び第２リードフレーム１２０、１２２は電気伝導率と反射率が高い金属からなる。第１リードフレームは１２０は端子機能を遂行するための幅が狭くて長い形状の部材として、長手方向に延長された延長部１２０ａを有する。また、第２リードフレーム１２２は幅が狭くて長い端子機能を遂行するための幅が狭くて長い形状の部材として、長手方向に延長された延長部１２２ａを有する。第１及び第２リードフレーム１２０、１２２は間隔をおいて長さ方向に延びて配置され、延びて第１及び第２リードフレームの延長部１２０ａ、１２２ａは相互間隔をおいて幅方向に並んで位置する。延長部１２０ａ、１２２ａはそれぞれ櫛歯形状をなし、相互に間隔をおいて並んで位置してもよい。

また、第１リードフレーム１２０はＬＥＤチップ１０２を装着させるよう大部分が第１開放領域１１６に位置し、延長部１２０ａが隔壁１１４を経て第２開放領域１１８の中へ延長される。

また、第２リードフレーム１２２は保護素子１０６を装着させるよう大部分が第２開放領域１１８に位置し、延長部１２２ａが隔壁１１４を経て第１開放領域１１６の中へ延長される。このように、第１及び第２リードフレーム１２０、１２２の延長部１２０ａ、１２２ａは幅方向に相互並んで間隔をおいて位置しながら隔壁１１４の下へ延長される。

ＬＥＤチップ１０２は一対のワイヤ１０４によって第１リードフレーム１２０及び第２リードフレーム延長部１２２ａに電気的に連結される。これとは異なり、ＬＥＤチップ１０２の一つの電極を底面に形成し、ソルダバンプ等により第１リードフレーム１２０と直接連結することも出来る。保護素子１０６は一電極が第２リードフレーム１２２に直接接触して電気的に連結され、他の電極がワイヤ１０８を通じ第１リードフレーム延長部１２０ａに電気的に連結される。勿論、保護素子１０６もＬＥＤチップ１０２のように一対のワイヤを通じ第１リードフレーム延長部１２０ａと第２リードフレーム１２２に電気的に連結されることも出来るが、図示している形状が一般的である。

このように、保護素子１０６はＬＥＤチップ１０２と並列連結されＬＥＤチップ１０２を電気的異常、即ち静電気、逆電圧及び過電圧から保護する。一方、保護素子１０６の例にはツェナーダイオードのような定電圧ダイオードがある。

第１開放領域１１６にある透明封止体１３０はＬＥＤチップ１０２を保護するよう形成される。透明封止体１３０は多様な種類の透明な樹脂で形成することが出来る。例えば、エポキシまたはシリコンを使用することができ、ＬＥＤチップ１０２から発生する紫外線を吸収する紫外線吸収剤または単色光を白色光に変換させる蛍光物質などを含有することが出来る。

第２開放領域１１８にある封止体１４０は保護素子１０６を封止するよう形成される。封止体１４０は前述の透明封止体１３０とは異なり材料の種類に制限はない。

このように構成すると、保護素子１０６がＬＥＤチップ１０２と並列連結され過電圧、逆電圧及び静電気のような電気異常からＬＥＤチップ１０２を保護することが出来る。また、隔壁１１４によってＬＥＤチップ１０２の周りには独立された一つのＬＥＤ窓が形成されるため、ＬＥＤチップ１０２の光が保護素子１０６により吸収されたりすることはない。従って、ＬＥＤ１００の光放出効率を高めることが出来る。

尚、第１リードフレーム１２０の延長部１２０ａを第１開放領域１１６から隔壁１１４を経て第２開放領域１１８に延長させ保護素子１０６と電気的に連結されるようにすることにより、保護素子１０６のワイヤ１０８が隔壁１１４を越えること無く第１リードフレーム１２０と電気的に連結されることが出来る。

また、第２リードフレーム１２２の延長部１２２ａを第２開放領域１１８から隔壁１１４を経て第１開放領域１１６に延長させＬＥＤチップ１０２と電気的に連結されるようにすることにより、ＬＥＤチップ１０２のワイヤ１０４もまた隔壁１１４を越えること無く第２リードフレーム１２２と電気的に連結されることが出来る。

以下、図８を参照に本発明の他の実施例による側面型ＬＥＤを説明する。ここで図８は、本発明の他の実施例による側面型ＬＥＤの図７に対応する断面図である。

図８を参照すると、本実施例の側面型ＬＥＤ１００−１は隔壁１１４−１が側壁１１２より低く形成された点を除いては、前述の側面型ＬＥＤ１００と実質的に同一である。従って、同一であるか対応する構成要素には同一の図面符号を付与しその説明は省略する。

隔壁１１４−１が側壁１１２より低く形成されるため、隔壁１１４−１の左右の第１及び第２開放領域１１６−１，１１８−１は一つに連結され、これら開放領域１１６−１，１１８−１に樹脂を提供すると、この樹脂は一つの封止体１３０−１を形成する。このようにすると、隔壁１１４−１の末端は封止体１３０−１の表面の下に位置することとなる。

この構成は次のような追加の長所がある。隔壁１１４−１を側壁と同一の高さに形成しようとすると側壁１１２側から、または第１及び第２リードフレーム１２０、１２２の隙間（間隔）を通じ隔壁１１４−１側へ樹脂が円滑に移動しなければならない。しかし、樹脂の流動性を考慮した際、樹脂の移動が制約され、隔壁１１４−１の末端に未成形が生じ得る。従って、隔壁１１４−１の高さを低めると樹脂移動が多少制約されても隔壁１１４−１の末端の未成形を防止できる。

以下、図９と図１０を参照に本発明のまた異なる実施例による側面型ＬＥＤに対して説明する。これら図面において、図９は本発明のまた異なる実施例による側面型ＬＥＤの他の変形例の正面図で、図１０は図９の１０−１０線に沿って切った断面図である。

図９と図１０を参照すると、本実施例の側面型ＬＥＤ１００−２は隔壁１１４−２が側壁１１２より低く形成され、一端が側壁１１２まで延長されない点を除いては前述の側面型ＬＥＤ１００と実質的に同一である。従って、同一であるか対応する構成要素には同一の図面符号を付与しその説明は省略する。

このように隔壁１１４−２が側壁１１２より低く形成され、一端が側壁１１２から分離されるため、隔壁１１４−２の左右の第１及び第２開放領域１１６−２、１１８−２は一つに連結され、これら開放領域１１６−２、１１８−２に樹脂を提供すると一つの封止体１３０−２が形成される。このようにすると、隔壁１１４−２の末端は封止体１３０−２の表面の下に位置することとなる。

この構成は次のような追加の長所を有する。隔壁１１４−２を側壁と同一高さに形成しようとすると、側壁１１２側から、または第１及び第２リードフレーム１２０、１２２の間の間隔を通じ隔壁１１４−２側へ樹脂が円滑に移動しなければならない。しかし、樹脂の流動性を考慮した際、樹脂の移動が制約され隔壁１１４−２の末端に未成形が生じ得る。従って、隔壁１１４−２の高さを低め、その幅を減らすと樹脂の移動が多少制約されても隔壁１１４−２の末端の未成形を防止できる。

一方、隔壁１１４−２は図９の下端で側壁１１２から分離されるが、上端で側壁１１２から分離されることも出来る。また、隔壁１１４−２の両端全てを側壁１１２から分離することも可能である。尚、隔壁１１４−２は少なくとも一端が側壁１１２から分離されるよう形成しつつ末端は側壁１１２と同一高さに形成することも出来る。

上記では本発明の好ましい実施例を参照に説明したが、該当技術分野における通常の知識を有している者であれば、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが分かる。

側面型ＬＥＤを採用したバックライト装置の側面図である。 従来技術によるツェナーダイオードが内蔵された側面型ＬＥＤの正面図である。 図２の３-３線に沿って切った断面図である。 本発明の好ましい実施例による側面型ＬＥＤの斜視図である。 図４に図示した側面型ＬＥＤの矢印(Ａ)方向から見た正面図である。 図５の５-５線に沿って切った断面図である。 図５の６-６線に沿って切った断面図である。 本発明の他の実施例による側面型ＬＥＤの図７に対応する断面図である。 本発明のまた異なる実施例による側面型ＬＥＤの他の変形例の正面図である。 図９の１０−１０線に沿って切った断面図である。

符号の説明

１００、１００−１、１００−２ ＬＥＤ
１０２ ＬＥＤチップ
１０４、１０８ ワイヤ
１０６ 保護素子
１１０、１１０−１、１１０−２ パッケージ本体
１１４、１１４−１、１１４−２ 隔壁
１２０、１２２ リードフレーム
１２０ａ、１２２ａ リードフレーム延長部
１３０、１３０−１、１３０−２、１４０ 封止体

Claims (10)

1. 長手方向に延長された延長部を有する幅が狭くて長い第１リードフレームと、
   前記第１リードフレームの前記延長部と幅方向に並んで位置する、長手方向に延長された延長部を有し、前記第１リードフレームと間隔をおいて前記第１リードフレームの長手方向に延びて配置された幅が狭くて長い第２リードフレームと、
   前記第１リードフレームの装着面に装着され前記第１及び第２リードフレームと電気的に連結されたＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップを電気的異常から保護するよう、前記第２リードフレームの装着面に前記ＬＥＤチップと同一な方向に装着され前記第１及び第２リードフレームと電気的に連結された保護素子と、
   前記ＬＥＤチップの周りの外部に開放された第１開放領域と前記保護素子の周りの外部に開放された第２開放領域を形成するよう前記第１及び第２リードフレームを封止し、前記第１及び第２開放領域の間にＬＥＤチップの光を遮断するよう前記第１及び第２リードフレームの延長部を横切って形成された隔壁を有するパッケージ本体と、
   前記ＬＥＤチップと保護素子を封止するよう前記パッケージ本体の第１及び第２開放空間に提供された第１及び第２封止体を含み、
   前記第１及び第２封止体のうち少なくとも第１封止体は透明であることを特徴とする側面型ＬＥＤ。
2. 前記隔壁の末端は前記透明封止体の外面と同一面を形成することを特徴とする請求項１に記載の側面型ＬＥＤ。
3. 前記第２封止体は前記第１封止体と別体に形成されることを特徴とする請求項２に記載の側面型ＬＥＤ。
4. 前記第２封止体は透明、半透明及び不透明材料のうち一つからなることを特徴とする請求項３に記載の側面型ＬＥＤ。
5. 前記隔壁は前記第１及び第２開放空間を相互部分的に分離するよう形成されることを特徴とする請求項１に記載の側面型ＬＥＤ。
6. 前記隔壁の末端は前記透明封止体の外面の下に位置することを特徴とする請求項５に記載の側面型ＬＥＤ。
7. 前記隔壁の一端は前記第１及び第２開放領域を取り囲む前記パッケージ本体の側壁から分離されることを特徴とする請求項５に記載の側面型ＬＥＤ。
8. 前記第１及び第２封止体は透明な物質で一体に形成されることを特徴とする請求項５に記載の側面型ＬＥＤ。
9. 前記透明封止体は紫外線吸収剤または短波長光を多波長に変換させる蛍光物質を含有することを特徴とする請求項５に記載の側面型ＬＥＤ。
10. 前記透明な第１封止体は紫外線吸収剤または短波長光を多波長に変換させる蛍光物質を含有することを特徴とする請求項１に記載の側面型ＬＥＤ。
    

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