JP2558747Y2 - Led発光体 - Google Patents

Led発光体

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JP2558747Y2
JP2558747Y2 JP4409191U JP4409191U JP2558747Y2 JP 2558747 Y2 JP2558747 Y2 JP 2558747Y2 JP 4409191 U JP4409191 U JP 4409191U JP 4409191 U JP4409191 U JP 4409191U JP 2558747 Y2 JP2558747 Y2 JP 2558747Y2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、複数のLED発光素子
を用いたLED発光体に関する。
【0002】
【従来の技術】多数のLED発光素子を用いて構成され
るLED発光体としては、例えば、図4に示すような構
造のものが知られている。即ち、このLED発光体は、
配線基板1上に多数のLED発光素子2を配設配線して
点灯・消灯する点灯制御回路を構成し、その上に多数の
円形すり鉢状の透孔3を形成したマスク板4を接合して
各透孔3内にLED発光素子2を収容すると共に、各透
孔3内を透光性樹脂5で封止して複数の発光部6を形成
したものである。
【0003】このようなLED発光体は、それぞれの発
光部6が一つの発光ドットとして機能するもので、発光
部6を選択的に点灯制御して所望の文字、図形、記号等
の表示パターンを点灯表示して用いるものである。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記L
ED発光体では、発光部6がそれぞれ一つの発光ドット
として機能するため大型ドット用途には不向きであり且
つ各発光部6のLED発光素子2から発っせられる光が
円形すり鉢状の各透孔3の傾斜面によって反射されて周
囲に発散放出されるので、屋外の壁面等に配置して点灯
制御した場合、周囲の明るさに対して表示が不明瞭とな
り、しかも指向性やコントラストが低下し、所望の文
字、図形、記号等の表示パターンの実用視野位置での視
認性が低下する問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本考案のLED発光体は、LED発光素子を多数配設
した配線基板上に、多数の透孔を形成し該透孔以外の表
面を光無反射面としたマスク板を重ね合わせ、前記各透
孔内に各LED発光素子を収容してなるLED発光体に
おいて、上記マスク板に形成された透孔の1から複数個
に対応してその表面に前記各透孔の開口表面積総和の5
倍以上の端面積を有する凸レンズ体を配置したことを特
徴とする。
【0006】
【作用】上記構成のLED発光体では、LED発光素子
がそれぞれ収容配置されたマスク板の透孔により発光部
分が構成され、各発光部分を構成する透孔内のLED発
光素子の発した光がそれぞれの透孔によってムダなく有
効に導出されてこの凸レンズ体内を屈折、収束されてビ
ーム状に放出されるようになる。これにより、周囲に光
が散乱し難く、明るくて鋭い指向性を有するようにな
り、且つ、本考案のLED発光体自身が一つの発光ドッ
トとして機能する大型のLED発光体として利用でき
る。しかもマスク板表面に配置された凸レンズ体の端面
積が、対応する発光部分の各透孔の開口表面積総和の少
なくとも5倍以上となっているので、点灯時と消灯時の
コントラストが極めて良好なものとなる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本考案の一実施例を説
明する。
【0008】図1は本考案の一実施例に係るLED発光
体の平面図であり、図2は図1のA−A線に沿った概略
断面図である。
【0009】この実施例は、LED発光素子2が配設さ
れた円形の配線基板1に同じく円形のマスク板4を重ね
合わせて各透孔3を透光性樹脂5にて樹脂封止し、近接
して配置された4箇所の透孔3の表面に凸レンズ体7を
配置してそれぞれ一つの発光部6を構成し、該発光部6
を中央部分及び同心円状の6箇所に設けて集合発光体と
したものである。
【0010】上記配線基板1は、ガラスエポキシや紙フ
ェノール等を基材とした銅張積層板の表面に例えば、導
電パターン8a(例えばカソード側)と導電パターン8
b(例えばアノード側)をエッチング加工等の手段で形
成してある。そして、各導電パターン8b上にLED発
光素子2を銀ペースト等の導電ペーストで固着し、ボン
ディングワイヤ10で基板表面の対応する導電パターン
8aと接続し、例えば、同一発光色同士のLED発光素
子をそれぞれ並列(又は直列)パターン接続とし、配線
基板裏面側に外部接続用電極リードを設けて発光色毎に
点灯・消灯できる回路(不図示)を構成している。
【0011】この配線基板1の表面には、上広がりのす
り鉢状透孔3を4個を一組として近接させた状態とし
て、中心部分及びその周りの同心円状に6組形成したシ
リコーンゴム等のゴム弾性体成形品によるマスク板4が
接合され、それぞれの透孔3の内部に上記した各LED
発光素子2がそれぞれ収容されている。そして、該LE
D発光素子2を収容した各透孔3内はシリコーンゴム等
の透光性樹脂5により気密的に封止されている。このマ
スク板4の表面4aは黒色又は灰色系の光無反射面を呈
しており、各透孔3の内周面3aは白色系の光反射面と
なっている。このマスク板4の厚みは、配線基板1上に
配設されたLED発光素子2とボンディングワイヤ10
が封止できるだけの高さがあれば良く、実用上、LED
発光素子2の高さの2〜5倍程度となる。また、このマ
スク板4の透孔3の開口はLED発光素子2とボンディ
ングワイヤ10の配設配線が可能な大きさであれば良
い。
【0012】尚、マスク板4及び各透孔3内の透光性樹
脂5をゴム弾性体とすることにより、本LED発光体の
使用時の熱応力が吸収されるため、極めて信頼性の高い
ものとなる。
【0013】各発光部6を構成するマスク板4の各4箇
所の透孔3に対応して表面にそれぞれ配設される凸レン
ズ体7は、例えば、各透孔3内に充填される透光性樹脂
5と同様に弾性を有する透明のシリコーンゴム等で縦断
面楕円状に成形されて凸レンズの役目を果たす樹脂成形
品であり、その略中心線が発光部6の中心線Lとした状
態でマスク板上に密着一体となっている。この場合、凸
レンズ体7は内部のマスク板4の黒色表面が透けて見え
るように透明となっている。そして、この凸レンズ体7
の端面7aの発光部6の各透孔3上のマスク板4に接触
する端面積S1と各透孔3の開口表面積S2 との関係
は、少なくともS1 ≧5×(4×S2 )の関係式を満足
したものとなっている。即ち、各発光部6を構成する各
透孔3の開口表面積S2 の総和の5倍以上の端面積S1
を有する凸レンズ体7がその中心線と略一致した状態で
マスク板4上に配置されている。
【0014】上記構成のLED発光体では、各発光部6
において、LED発光素子2からの発せられた光が、マ
スク板4の透孔3内部で横方向の光も内周面3aにより
反射させて表面に向けて有効に放出し、対応して配設さ
れた凸レンズ体7内をそれぞれ屈折して収束して鋭いビ
ーム状に放出されるようになる。従って、本考案のLE
D発光体では、発光部6を構成する4個のLED発光素
子2から発せられる光が無駄なく有効に前面に放出さ
れ、しかも凸レンズ体7によって鋭いものとなり、輝度
の向上と鋭い指向性が得られる。このとき、マスク板4
の表面が黒系の光無反射面となっているため、明るい場
所でも点灯時と消灯時のコントラストも極めて良好とな
る。
【0015】このようなLED発光体は、前方が開口し
た円筒状のフードカバー付きのケース枠体(不図示)に
収容され、例えば、それぞれのLED発光体を一つの発
光ドットして多数個を屋外のビル壁面等に縦横に配列
し、所望の文字、記号、図形等の点灯表示に利用され
る。この場合、それぞれの発光ドットとなるLED発光
体が明るくて均一な指向性を有し、且つ、周囲の明るい
場所でも表示のコントラストが良好となって、実用視野
位置での視認性が向上した屋外用途の実用に充分耐え得
る大型のLED発光表示体の発光画素として使用でき
る。
【0016】尚、発光部6を構成する各透孔3の開口表
面積S2 の総和に対する凸レンズ体7の端面7aの端面
積S1 が5倍以上でより大きくなるほど表示面の光無反
射面積比率が高まって点灯・消灯時のコントラストが向
上する。しかし、凸レンズ体7の端面7aの端面積S1
が発光部6を構成する各透孔3の開口表面積S2 の総和
より極めて大きくなると、それぞれ透孔3の開口表面積
S2 が一定であれば、凸レンズ体7自体が大きくなり過
ぎるか、隣接する発光部6の間隔が広くなり過ぎ、各発
光部6の点灯・消灯による表示の画質が低下するといっ
た問題が生じるので、実用上、凸レンズ体7の端面7a
の端面積S1 は発光部6を構成する各透孔3の開口表面
積S2 の総和のほぼ30倍程度までとするのが好まし
い。
【0017】また、各発光部6を構成するそれぞれの透
孔3を発光部6の中心線、即ち凸レンズ体7の中心線L
にできるだけ近接配置すると、より各透孔3の発した光
が凸レンズ体7の略中心線Lにほぼ沿った状態で収束し
て前面真正面に向けてビーム状に放出され、各発光部6
の集合体としてのLED発光体として均一で鋭い指向性
のものとなる。
【0018】一方、この透孔3が凸レンズ体7の中心線
Lとずれているとそのずれに応じてそれぞれの透孔3か
らの光の収束とビームの放出方向の角度がずれることに
なり、このことはLED発光体としての指向性を用途目
的に合わせて自由に設計できる利点となる。即ち、本考
案のLED発光体では、輝度半値角度で±60°〜±3
°程度の範囲で所望の指向特性となるように各発光部6
毎に凸レンズ体7の形状や透孔3の配置を自由に設計す
ることが可能であり、この場合、発光部6の数が多い程
自由度は大きい。また、特に、輝度半値角度で±10°
〜±3°程度の狭角のものとすることも容易となる特徴
を有する。
【0019】さらに、各発光部6は1から複数個の透孔
3で構成可能であるが、あまり多すぎると凸レンズ体7
自体が大型になるので、10箇所程度までの透孔3で発
光部6を構成するのが好適である。そして、一つの透孔
3に対して1個のLED発光素子2を配設配置したもの
を示したが、各透孔3内に発光色の異なる2個乃至3個
程度のLED発光素子2を配設配線して収容したもので
あってもよい。
【0020】尚、図3に一部を断面で示すように、凸レ
ンズ体7を予め各発光部6の位置に合わせて一体に成形
して凸レンズ一体成形品70を構成し、該凸レンズ一体
成形品70をマスク板4の表面に載置するようにしても
よい。この場合、凸レンズ一体成形品70をマスク板4
に載置するだけですむので取り付けが簡単になるといっ
た特徴がある。さらに、この凸レンズ体7を耐熱性の優
れた透明プラスチック成形品としても良い。
【0021】また、実施例のLED発光体は円形の例を
示したが、矩形状であっても良いことはいうまでもな
く、さらに、各透孔3が矩形状であっても複数の透孔3
の開口表面積の総和の5倍以上の端面積をもった凸レン
ズ体7を配置すればよい。尚、本考案のLED発光体
は、外径サイズが15φ以上(矩形状であっては一片が
15mm以上)、好ましくは、50φ以上(矩形状であ
っては一片が40mm以上)の大型に好適であり、この
場合、発光部6の数は少なくとも3個以上、実用的に
は、5個〜100個程度の集合体とするのが好ましい。
また、このときの各発光部6の凸レンズ体7のサイズは
最大部分での直径で3mm以上30mm程度の範囲で設
計するのが適している。
【0022】
【考案の効果】以上の説明から明らかなように、本考案
のLED発光体では、発光部の各透孔内のLED発光素
子の発した光がそれぞれ有効に表面に放射され且つそれ
ぞれの光が凸レンズ体内を屈折して発光部の略中心線上
にほぼ収束されビーム状にまっすぐに放出されて輝度の
向上と鋭い指向性が得られ、しかも周囲の明るい所でも
点灯・消灯時のコントラストが良好に保たれたものとな
る。従って、例えば、屋外等に多数配列してそれぞれを
一つの発光ドットとして所望の表示パターンを点灯表示
した場合でも、実用視野位置でのコントラストが良好
で、明るく視認性が向上した表示体を構成でき、屋外用
途の実用に充分耐え得るLED発光体を提供できるとい
った効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係るLED発光体の概略平
面図。
【図2】図1のA−A線に沿った概略断面図。
【図3】本考案の他の実施例に係るドットマトリクスL
ED発光体の概略断面図。
【図4】従来のドットマトリクスLED発光体の概略断
面図。
【符号の説明】
1 配線基板 2 LED発光素子 3 透孔 4 マスク板 6 発光部 7 凸レンズ体 L 中心線 S1 凸レンズ体の端面積 S2 透孔の開口表面積

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】LED発光素子を多数配設した配線基板上
    に、多数の透孔を形成し該透孔以外の表面を光無反射面
    としたマスク板を重ね合わせ、前記各透孔内に各LED
    発光素子を収容してなるLED発光体において、上記マ
    スク板に形成された透孔の1から複数個に対応してその
    表面に前記各透孔の開口表面積総和の5倍以上の端面積
    を有する凸レンズ体を配置したことを特徴とするLED
    発光体。
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