JP2782717B2 - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光素子に電圧を加えて発光させる発光ダ
イオードの改良に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、発光ダイオードの発光素子が発する光を有
効に前面方向に放射するため、種々の構造の発光ダイオ
ードが案出されている。第10図は従来の反射型発光ダイ
オードの概略断面図である。第10図において51は発光素
子、52はカソード側のリードフレーム、53はアノード側
のリードフレーム、54はワイヤ、55は光透過性樹脂、55
aは光透過性樹脂55の下端面(反射面)である。発光素
子51はカソード側のリードフレーム52上にマウントされ
ており、アノード側のリードフレーム53とはワイヤ54に
より電気的に接続されている。また、発光素子51とワイ
ヤ54とリードフレーム52・53の先端部分とは光透過性樹
脂55により一体的にモールドされている。そして、光透
過性樹脂55の下端面55aは発光素子51を焦点とする放物
面状に形成され、また反射面は下端面55aの表面に鍍金
又は金属蒸着等を施すことにより形成されている。
上記のように構成した発光ダイオードでは、たとえば
発光素子51が発する光は反射面55aにより反射面55aの中
心軸に対して平行な方向に反射された後、発光ダイオー
ドの前面方向に放射される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の発光ダイオードでは、発光素子
51が発する光のうち一部は光路の進路に配置したリード
フレームに衝突して乱反射する。このような光は発光ダ
イオードの前面方向の光度に寄与せず無駄な光となる。
このように、従来の発光ダイオードでは発光素子51から
一直線状に伸びた左右のリードフレーム52・53によって
前面方向に対する光の損失が生じるという欠点があっ
た。
また、複数個の発光素子が取り付けられた発光ダイオ
ード、たとえば多色機能を持たせた発光ダイオードで
は、発光素子の数に対応してリードフレームの数を増や
す必要があるため、リードフレームによる光の損失がさ
らに大きくなるという欠点があった。
更に、従来のリードフレームでは、両方のリードフレ
ームを個々にしっかりと固定しないと、ワイヤボンディ
ングや光透過性樹脂55でモールドする際に、ワイヤが断
線するおそれがあり、製造が容易でないという欠点があ
った。
なお、第10図に示す従来の反射型発光ダイオードに関
連する反射鏡付き発光ダイオードが特開昭55−118681号
公報に開示されている。
該発光ダイオードのリード船はPN接合半導体の軸方向
に沿って長手方向に引き出されているので、発光素子か
ら発した光は前面に形成した放射面に放射される前に遮
られることとなる。このことは、発光素子に対するリー
ド部材の立体角が大きくなるほど光の損失は大きくなる
ことがわかる。そして、反射型発光ダイオードにおいて
は、リード部材の引き出し方向により、リード部材によ
る影の影響が大きくなり放射される光の損失も大きくな
るという問題がある。
一般に、反射型発光ダイオードは光制御効率が高いと
いう利点があるが、その反面リード部材の影による光放
射の損失があるという問題がある。しかも、実用上、発
光素子をマウントするスペースやボンディングを行なう
スペースあるいは発光素子が発する熱の放熱経路を確保
するというリード部材に特有の制約がある。又、この種
発光ダイオードは数ミリ程度の大きさでありリード部材
の大きさを考慮すると、直径5ミリ程度の反射型発光ダ
イオードでは、リード部材の影響による光の損失は10%
を越えることとなる。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、前
面方向の光の損失を少なくすることができると共に、製
造が容易な発光ダイオードを提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するための本発明は、発光素子と、
該発光素子のカソード側に接続されたカソード側リード
部材と、前記発光素子のアノード側に接続されたアノー
ド側リード部材と、前記発光素子の発光面に対向する側
に配置された反射面と該反射面より反射された光を前面
方向に放射する放射面とを有し、前記カソード側リード
部材と前記アノード側リード部材とにより前記発光素子
に電力を供給する発光ダイオードにおいて、前記カソー
ド側リード部材と前記アノード側リード部材とを絶縁物
を介して一体的に形成し、前記各リード部材は前記発光
素子の背面側から一方向にかつ該発光素子の放射中心方
向に対してほぼ90度の方向に引き出され、前記カソード
側リード部材と前記アノード側リード部材とは、前記発
光素子が発し、前記反射面で反射される光の進行方向に
対して重なり合うように配置されたものである。
〔作用〕
本発明は前記の構成により、カソード側リード部材と
アノード側リード部材とが一体的に形成され、カソード
側リード部材とアノード側リード部材とは、発光素子が
発し反射面で反射される光の進行方向に対して重なり合
うように配置されており、かつ発光素子の放射方向に対
してほぼ90度の方向に引き出されているので、従来のも
のに比べて、リード部材による影の総面積が少なくな
り、リード部材による光の損失を減少することができ
る。
また、両方のリード部材が一体的に形成されているの
で、発光素子とリード部材とのワイヤボンディング等が
容易となる。
〔実施例〕
以下に本発明の第1の実施例を第1図乃至第3図を参
照して説明する。第1図は本発明の第1の実施例である
発光ダイオードに用いるリード部の概略斜視図、第2図
はそのリード部に発光素子がマウントされワイヤボンデ
ィングされた状態の概略斜視図、第3図は発光ダイオー
ドの概略断面図である。第1図乃至第3図において1は
発光ダイオードに電力を供給するリード部、11は発光素
子、12はワイヤ、13は光透過性樹脂、13aは光透過性樹
脂13の下端面(反射面)である。
本実施例である発光ダイオードに用いるリード部1
は、第1図に示すように絶縁物4と該絶縁物4を挟んで
上下に銅等の金属箔により形成されたカソード側リード
部材2とアノード側リード部材3とからなる。カソード
側リード部材2は絶縁物4の先端部を包み込むように絶
縁物の下面から上面に折曲している。一方、アノード側
リード部材3は絶縁物4端部の少し手前まで形成し、そ
の銅箔の表面には、良好なワイヤボンディングができる
ように、金や銀等による鍍金処理又は箔処理が施してあ
る。また、発光素子11は第2図に示すようにカソード側
リード部材2の折曲部上にマウントされ、該発光素子11
とアノード側リード部材3とはワイヤ12により電気的に
接続されている。又、第2図及び第3図に示すように、
カソード側リード部材2とアノード側リード部材3は一
方向(第3図中、右方向)に発光素子11の放射中心方向
に対してほぼ90度の方向に引き出されている。先端部分
と発光素子11とワイヤ12とは一体的に光透過性樹脂13で
モールドされている。なお、反射面は発光素子の発光面
に対向する側に配置される。すなわち第3図に示すよう
に、光透過性樹脂13の下端面13aは発光素子11を焦点と
する放物面状、たとえば回転放物面状に形成され、また
反射面はこの下端面13aの表面を鍍金又は金属蒸着等に
よって処理することにより形成されている。
このように形成された発光ダイオードは、リード部1
とワイヤ12とにより発光素子11に電力が供給され、発光
素子11が発光する。そして、発光素子11が発する光は回
転放物面状に形成した反射面13aにより反射面13aの中心
軸に対して平行な方向に反射された後、リード部1によ
って乱反射されたものを除き前面方向に放射される。
上記第1の実施例によれば、…カソード側リード部材
2とアノード側リード部材3は光の進行方向に対して一
方向に重なり合うように配置されている。したがって、
リード部材が一直線状に配置されている従来のものに比
べて、リード部材2・3による影の総面積が少なくなる
ので、リード部材2・3による光の損失を略半減するこ
とができる。このように、本実施例である発光ダイオー
ドによればリード部材2・3の影によって生じる光の損
失を低減することができるので、発光素子が発する光を
有効に利用することができる。
第4図は上記第1の実施例の変形例を示す図である。
本変形例は、光透過性樹脂13の代わりに反射面14aが形
成された反射基板14と光透過性板15で形成された光放射
面とを設けたものである。本変形例では、光透過性樹脂
はないが、カソード側リード部材2とアノード側リード
部材3とが絶縁物4を介して一体的に形成されているの
で、リード部1を安定した状態で固定することができ、
発光素子11やワイヤ12を容易に取り付けることができ
る。また、発光素子11を取り付けた後も発光素子11及び
ワイヤ12はリード部1により安定した状態が維持される
ので、振動等によるワイヤ12等の断線を防止することが
できる。このことは、以下に説明する他の実施例につい
ても同様である。尚、発光素子11内で発する光の取り出
し効率を向上するため、反射面14aと光透過性板15との
間の中空部には液状あるいはゲル状の光透過性物質を充
填してもよい。
また、上記第1の実施例によれば、カソード側リード
部材2とアノード側リード部材3は絶縁物4を介して一
体的に形成されているので、リード部1の製造が容易に
なる。第5図は本実施例で用いるリード部の製造方法を
示す図である。第5図に示すように四角形の薄い平板状
の絶縁物21に金属箔22を貼り付け、第5図(a)の点線
で示す不必要な部分(カソード側リード部材2とアノー
ド側リード部材3とを隔絶するための隙間)をエッチン
グ等により直線状に除去して溝部22aを形成し、残った
金属箔の上に鍍金処理を施す。そして、このように形成
された薄板を適当な幅で、溝部22aと垂直になる方向
(第5図(b)の点線)にカットすることにより、容易
にリード部1を量産することができる。
更に、ワイヤボンディングや光透過性樹脂でモールド
するときには、従来、カソード側リード部材とアノード
側リード部材とを別々に固定しなければならなかったの
に対して、上記の実施例によれば、カソード側リード部
材2とアノード側リード部材3とが一体的に形成されて
いるので、リード部の固定が容易となり、しかも両方の
リード部材2・3を確りと固定することができるので、
ワイヤボンディングの作業が容易になる。
第6図は本発明の第2の実施例である発光ダイオード
のリード部を示す概略斜視図である。また、第7図はそ
のリード部に各発光素子を取り付け各々ワイヤボンディ
ングした状態の概略斜視図である。第6図及び第7図に
おいて、3a及び3bはアノード側リード部材、11a及び11b
は発光素子、12a及び12bはワイヤである。尚、本実施例
は第1の実施例とは発光色の異なる2個の発光素子を備
える点で相違するが、その他は第1の実施例と同様であ
るので、本実施例の発光ダイオードの概略断面図は省略
する、以下、第3の実施例においても同様であるので、
発光ダイオードの概略断面図は省略する。また、第6図
及び第7図に示す第2の実施例及び以下に説明する第3
の実施例において上記第1図乃至第3図に示す第1の実
施例と同一の機能を有するものは同一の符号を付すこと
によりその詳細な説明を省略する。
本実施例のカソード側リード部材2は折曲部2aに2個
の発光素子11a・11bを取り付けることができ、アノード
側リード部材は2個配置されている。また、カソード側
リード部材2とアノード側リード部材3a・3bとは絶縁物
4の表面に形成され、各リード部材2・3a・3bは各々絶
縁されている。その他の構成は第1の実施例と同様であ
る。
本実施例では、カソード側リード部材2上に発色の異
なる2個の発光素子11a・11bをマウントし、発光素子11
aとアノード側リード部材3aとはワイヤ12aにより、また
発光素子11bとアノード側リード部材3bとはワイヤ12bに
より各々電気的に接続されている。上記の実施例によれ
ば、多色機能を持った発光ダイオードとなる。その他の
作用・効果は第1の実施例と同様である。尚、同様の構
造により、3個以上の発光素子を取り付けることも可能
である。
第8図は本発明の第3の実施例である発光ダイオード
に用いるリード部の概略斜視図である。また、第9図は
そのリード部に発光素子をマウントしワイヤボンディン
グした状態の概略斜視図である。第3の実施例における
リード部1は、第8図に示すように金属フレーム(カソ
ード側リード部材5)上に先端部分を除いて絶縁層7が
形成され、その絶縁層7上に銅等の金属箔処理によりア
ノード側リード部材6が形成されている。そして、その
金属箔上には良好なワイヤボンディングができるよう
に、金や銀等による鍍金処理又は箔処理が施されてい
る。以上のような構成により前記第1の実施例と同様の
作用・効果が生じる。
ところで、第3の実施例においてはアノード側リード
部材6を金属箔で形成した場合について説明したが、ア
ノード側リード部材6も金属フレームとし、2本の金属
フレーム(カソード側リード部材5及びアノード側リー
ド部材6)を絶縁層7を介して上下に重ね、一体的に形
成したものであってもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、カソード側リー
ド部材とアノード側リード部材とが一体的に形成され、
カソード側リード部材とアノード側リード部材とは、発
光素子が発し、反射面で反射される光の進行方向に対し
て重なり合うように配置されているので、前面方向の光
の損失を少なくすることができると共に、製造が容易な
発光ダイオードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例である発光ダイオードに
用いるリード部の概略斜視図、第2図はそのリード部に
発光素子がマウントされた状態の概略斜視図、第3図は
発光ダイオードの概略断面図、第4図は第1の実施例の
変形例を示す図、第5図はリード部の製造方法を示す
図、第6図は本発明の第2の実施例である発光ダイオー
ドのリード部を示す図、第7図はそのリード部に発光素
子を取り付けた状態の概略斜視図、第8図は本発明の第
3の実施例である発光ダイオードに用いるリード部の概
略斜視図、第9図はそのリード部に発光素子を取り付け
た状態の概略斜視図、第10図は従来の反射型発光ダイオ
ードの概略断面図である。 1……リード部、 2・5……カソード側リード部材、 3・3a・3b・6……アノード側リード部材、 4……絶縁物、7……絶縁層、 11・11a・11b……発光素子、 12・12a・12b……ワイヤ、 13……光透過性樹脂、 13a……下端面(反射面)、14……反射基板、 14a……反射面、15……光透過性板、 21……絶縁物、22……金属箔、 22a……溝。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子と、該発光素子のカソード側に接
    続されたカソード側リード部材と、前記発光素子のアノ
    ード側に接続されたアノード側リード部材と、前記発光
    素子の発光面に対向する側に配置された反射面と該反射
    面より反射された光を前面方向に放射する放射面とを有
    し、前記カソード側リード部材と前記アノード側リード
    部材とにより前記発光素子に電力を供給する発光ダイオ
    ードにおいて、前記カソード側リード部材と前記アノー
    ド側リード部材とを絶縁物を介して一体的に形成し、前
    記各リード部材は前記発光素子の背面側から一方向にか
    つ該発光素子の放射中心方向に対してほぼ90度の方向に
    引き出され、前記カソード側リード部材と前記アノード
    側リード部材とは、前記発光素子が発し、前記反射面で
    反射される光の進行方向に対して重なり合うように配置
    されたことを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】前記カソード側リード部材及び前記アノー
    ド側リード部材は少なくとも一方が金属箔又は金属フレ
    ームを用いたものである請求項1記載の発光ダイオー
    ド。
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