JP2884642B2 - 発光ダイオード - Google Patents
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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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、発光素子が発する光を凹面状反射面で反射
した後に外部に放射する発光ダイオードに関するもので
ある。
した後に外部に放射する発光ダイオードに関するもので
ある。
従来より、発光ダイオードの発光素子が発する光を有
効に前方に放射するため、種々の構造の発光ダイオード
が案出されている。
効に前方に放射するため、種々の構造の発光ダイオード
が案出されている。
第７図は従来の発光ダイオードの概略正面図、第８図
はその発光ダイオードの概略断面図である。第７図及び
第８図において、51は発光素子、52,53はリードフレー
ム、54はワイヤ、55は光透過性材料、56は凹面状反射
面、57は放射面である。
はその発光ダイオードの概略断面図である。第７図及び
第８図において、51は発光素子、52,53はリードフレー
ム、54はワイヤ、55は光透過性材料、56は凹面状反射
面、57は放射面である。
発光素子51は一方のリードフレーム52上にマウントさ
れ、他方のリードフレーム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、リードフレーム
52,53の先端部及びワイヤ54は光透過性材料55により一
体的に封止されている。発光素子51の発光面に対向する
側に凹面状反射面56が形成され、発光素子51の背面側に
放射面57が形成されている。凹面状反射面56は光透過性
材料55の一方の面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工
したものである。
れ、他方のリードフレーム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、リードフレーム
52,53の先端部及びワイヤ54は光透過性材料55により一
体的に封止されている。発光素子51の発光面に対向する
側に凹面状反射面56が形成され、発光素子51の背面側に
放射面57が形成されている。凹面状反射面56は光透過性
材料55の一方の面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工
したものである。
上記の構成により、リードフレーム52,53から発光素
子51に電力が供給されると、発光素子51が発光する。発
光素子51が発する光は凹面状反射面56により反射され、
放射面57より外部に放射される。このように、発光素子
51が発する光を一度凹面状反射面56で反射した後に外部
に放射することにより、発光素子51が発する光を有効に
前方に放射することができる。
子51に電力が供給されると、発光素子51が発光する。発
光素子51が発する光は凹面状反射面56により反射され、
放射面57より外部に放射される。このように、発光素子
51が発する光を一度凹面状反射面56で反射した後に外部
に放射することにより、発光素子51が発する光を有効に
前方に放射することができる。
ところで、従来の発光ダイオードでは、リードフレー
ム52,53を凹面状反射面56の内部に配置すると、リード
フレーム52,53が凹面状反射面56から露出し、凹面状反
射面56の形成する際に行う鍍金や金属蒸着等によりリー
ドフレーム52,53間が短絡されるので、リードフレーム5
2,53は凹面状反射面56の外部に配置されていた。このた
め、発光素子51の発光面に対する凹面状反射面56の立体
角が制限され、発光素子51が発する光のうち、横方向へ
放射される光は凹面状反射面56に入射せず、制御できな
い無効な光になるという問題点があった。
ム52,53を凹面状反射面56の内部に配置すると、リード
フレーム52,53が凹面状反射面56から露出し、凹面状反
射面56の形成する際に行う鍍金や金属蒸着等によりリー
ドフレーム52,53間が短絡されるので、リードフレーム5
2,53は凹面状反射面56の外部に配置されていた。このた
め、発光素子51の発光面に対する凹面状反射面56の立体
角が制限され、発光素子51が発する光のうち、横方向へ
放射される光は凹面状反射面56に入射せず、制御できな
い無効な光になるという問題点があった。
本発明は上記の事情に基づいてなされたものであり、
発光素子が発する光を効率よく外部に放射することがで
きる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。
発光素子が発する光を効率よく外部に放射することがで
きる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。
上記目的を達成するための本発明は、発光素子と、該
発光素子に電力を供給するリード部と、前記発光素子の
発光面に対向して設けられた凹面状反射面と、前記発光
素子と前記リード部の一部とを封止する光透過性材料と
を有する発光ダイオードにおいて、前記リード部の前記
凹面状反射面と対向する面を前記凹面状反射面の端縁か
ら該端縁の短径の０〜0.2倍位前記凹面状反射面内に入
り込んだ位置に配置し、前記リード部が配置されている
前記凹面状反射面の端縁部を切り欠くことにより前記凹
面状反射面と前記リード部との間に光透過性材料により
隙間を設けて前記リード部と前記凹面状反射面とを電気
的に絶縁し、且つ、前記光透過性材料により前記凹面状
反射面の形状及び前記端縁部の切り欠く部分を一体的に
モールド形成し、更に前記光透過性材料により形成した
前記凹面状反射面の形状に鏡面加工を施すことを特徴と
するものである。
発光素子に電力を供給するリード部と、前記発光素子の
発光面に対向して設けられた凹面状反射面と、前記発光
素子と前記リード部の一部とを封止する光透過性材料と
を有する発光ダイオードにおいて、前記リード部の前記
凹面状反射面と対向する面を前記凹面状反射面の端縁か
ら該端縁の短径の０〜0.2倍位前記凹面状反射面内に入
り込んだ位置に配置し、前記リード部が配置されている
前記凹面状反射面の端縁部を切り欠くことにより前記凹
面状反射面と前記リード部との間に光透過性材料により
隙間を設けて前記リード部と前記凹面状反射面とを電気
的に絶縁し、且つ、前記光透過性材料により前記凹面状
反射面の形状及び前記端縁部の切り欠く部分を一体的に
モールド形成し、更に前記光透過性材料により形成した
前記凹面状反射面の形状に鏡面加工を施すことを特徴と
するものである。
本発明は前記の構成によって、リード部の凹面状反射
面と対向する面を凹面状反射面の端縁部に配置すること
により、リード部による影の影響と凹面状反射面により
制御できる光の効果による全体的な効率がほぼピーク状
態に達するので、光を効率よく外部に放射することがで
きる。
面と対向する面を凹面状反射面の端縁部に配置すること
により、リード部による影の影響と凹面状反射面により
制御できる光の効果による全体的な効率がほぼピーク状
態に達するので、光を効率よく外部に放射することがで
きる。
また、凹面状反射面はリード部の配置されている端縁
部を切欠いて形成し、凹面状反射面とリード部との間に
隙間を設けることにより、凹面状反射面とリード部との
間を容易に絶縁することができる。
部を切欠いて形成し、凹面状反射面とリード部との間に
隙間を設けることにより、凹面状反射面とリード部との
間を容易に絶縁することができる。
以下に本発明の一実施例を第１図乃至第５図を参照し
て説明する。第１図は本発明の発光ダイオードの概略正
面図、第２図はその発光ダイオードの概略断面図、第３
図はその発光ダイオードの概略部分拡大正面図、第４は
その発光ダイオードの概略部分拡大断面図、第５図はそ
の発光ダイオードの概略部分拡大側面図である。第１図
乃至第５図に示す発光ダイオードは発光素子１と、リー
ドフレーム2,3と、ワイヤ４と、光透過性材料５と、凹
面状反射面６と、放射面７とを含むものである。
て説明する。第１図は本発明の発光ダイオードの概略正
面図、第２図はその発光ダイオードの概略断面図、第３
図はその発光ダイオードの概略部分拡大正面図、第４は
その発光ダイオードの概略部分拡大断面図、第５図はそ
の発光ダイオードの概略部分拡大側面図である。第１図
乃至第５図に示す発光ダイオードは発光素子１と、リー
ドフレーム2,3と、ワイヤ４と、光透過性材料５と、凹
面状反射面６と、放射面７とを含むものである。
発光素子１は一方のリードフレーム２上にマウントさ
れ、他方のリードフレーム３とはワイヤ４により電気的
に接続されている。また、発光素子１、リードフレーム
2,3の先端部及びワイヤ４は光透過性材料５により一体
的に封止されている。発光素子１の発光面に対向する側
に凹面状反射面６が形成され、発光素子１の背面側に放
射面７が形成されている。凹面状反射面６は、光透過性
材料５の凸面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工した
ものである。
れ、他方のリードフレーム３とはワイヤ４により電気的
に接続されている。また、発光素子１、リードフレーム
2,3の先端部及びワイヤ４は光透過性材料５により一体
的に封止されている。発光素子１の発光面に対向する側
に凹面状反射面６が形成され、発光素子１の背面側に放
射面７が形成されている。凹面状反射面６は、光透過性
材料５の凸面を鍍金や金属蒸着等によって鏡面加工した
ものである。
上記の構成により、リードフレーム2,3から発光素子
１に電力が供給されると、発光素子１が発光する。発光
素子１が発する光は凹面状反射面６により反射され、放
射面７より外部に放射される。このように発光素子１が
発する光を一度凹面状反射面６で反射した後に外部に放
射することにより、発光素子１が発する光を有効に前方
に放射することができる。
１に電力が供給されると、発光素子１が発光する。発光
素子１が発する光は凹面状反射面６により反射され、放
射面７より外部に放射される。このように発光素子１が
発する光を一度凹面状反射面６で反射した後に外部に放
射することにより、発光素子１が発する光を有効に前方
に放射することができる。
ところで、従来より使用されている発光ダイオードに
は前述の問題点があったため、リードフレームを凹面状
反射面の外部に配置していたが、凹面状反射面の端縁と
リードフレームとの配置をどのように設計すれば効率よ
く光を外部に放射できるか具体的に検討がなされていな
かった。
は前述の問題点があったため、リードフレームを凹面状
反射面の外部に配置していたが、凹面状反射面の端縁と
リードフレームとの配置をどのように設計すれば効率よ
く光を外部に放射できるか具体的に検討がなされていな
かった。
今、特に、凹面状反射面が回転放物状であり、その焦
点の位置に発光素子を配置した発光ダイオードを考え
る。そして、凹面状反射面の端縁6aの半径をＲとする。
点の位置に発光素子を配置した発光ダイオードを考え
る。そして、凹面状反射面の端縁6aの半径をＲとする。
従来の発光ダイオードのようにリードフレームが凹面
状反射面の外部に配置されていれば、リードフレームと
凹面状反射面との間隙が多少違っても、リードフレーム
の影の影響（凹面状反射面で反射された光に対するリー
ドフレームにより前方に放射されない光の割合）は略同
じである。一方、本実施例の発光ダイオードにおいて
は、リードフレーム2,3の凹面状反射面と対向する面
（以下、単にリードフレームの下面と称する。）を含む
平面によりカットされる凹面状反射面の切断面（以下、
単に切断面と称する。）の半径をｒ（≦Ｒ）とすると、
切断面の面積は半径ｒの２乗に比例するのに対して、リ
ードフレームの下面の面積は半径ｒに比例するため、凹
面状反射面とリードフレームの下面との間隔（以下、単
に間隔と称する。）が大きいほど、切断面におけるリー
ドフレームの占める面積の割合が大きくなりリードフレ
ームによる影の影響が大きくなる。
状反射面の外部に配置されていれば、リードフレームと
凹面状反射面との間隙が多少違っても、リードフレーム
の影の影響（凹面状反射面で反射された光に対するリー
ドフレームにより前方に放射されない光の割合）は略同
じである。一方、本実施例の発光ダイオードにおいて
は、リードフレーム2,3の凹面状反射面と対向する面
（以下、単にリードフレームの下面と称する。）を含む
平面によりカットされる凹面状反射面の切断面（以下、
単に切断面と称する。）の半径をｒ（≦Ｒ）とすると、
切断面の面積は半径ｒの２乗に比例するのに対して、リ
ードフレームの下面の面積は半径ｒに比例するため、凹
面状反射面とリードフレームの下面との間隔（以下、単
に間隔と称する。）が大きいほど、切断面におけるリー
ドフレームの占める面積の割合が大きくなりリードフレ
ームによる影の影響が大きくなる。
間隔が0.2Rであるように形成された発光ダイオードに
おいては、リードフレームの下面が凹面状反射面の端縁
と同位置になるように形成された発光ダイオードに比べ
て、発光素子の発光面に対する凹面状反射面の立体角
（以下、単に立体角と称する。）は約２割増加し、切断
面の面積に対するリードフレームの面積は、切断面の半
径を0.8Rとして、２乃至３割増加する。また、発光素子
にもよるが、凹面状反射面の回転軸に対し90度の方向に
放射される光は、回転軸方向に放射される光の１乃至３
割の放射強度をもつので、前者の発光ダイオードは後者
の発光ダイオードに比べて、凹面状反射面により制御で
きる光は２乃至６％増加する。例えば、Ｒ＝2.5mm、リ
ードフレームの幅が0.4mmの場合には、前者の発光ダイ
オードにおける放射面に対するリードフレームの面積は
１割であり、リードフレームによる損失は１割である。
これに対して後者の発光ダイオードにおいては、放射面
に対するリードフレームの面積は1.2〜1.3割であり、前
者の発光ダイオードに比べて、リードフレームによる損
失が２乃至３％増加する。
おいては、リードフレームの下面が凹面状反射面の端縁
と同位置になるように形成された発光ダイオードに比べ
て、発光素子の発光面に対する凹面状反射面の立体角
（以下、単に立体角と称する。）は約２割増加し、切断
面の面積に対するリードフレームの面積は、切断面の半
径を0.8Rとして、２乃至３割増加する。また、発光素子
にもよるが、凹面状反射面の回転軸に対し90度の方向に
放射される光は、回転軸方向に放射される光の１乃至３
割の放射強度をもつので、前者の発光ダイオードは後者
の発光ダイオードに比べて、凹面状反射面により制御で
きる光は２乃至６％増加する。例えば、Ｒ＝2.5mm、リ
ードフレームの幅が0.4mmの場合には、前者の発光ダイ
オードにおける放射面に対するリードフレームの面積は
１割であり、リードフレームによる損失は１割である。
これに対して後者の発光ダイオードにおいては、放射面
に対するリードフレームの面積は1.2〜1.3割であり、前
者の発光ダイオードに比べて、リードフレームによる損
失が２乃至３％増加する。
間隔が０から0.2Rの範囲にあるように形成された発光
ダイオードにおいては、リードフレームによる影の影響
が２割以下であれば、リードフレームによる影の影響
は、凹面状反射面により制御できる光の効果に比べて顕
著ではない。このため、リードフレームによる影の影響
と凹面状反射面により制御できる光の効果による全体的
な効率においては、間隔が0.2Rの発光ダイオードは、間
隔０の発光ダイオードに比べて、少なくとも、光量が大
幅に減少することはなく、ほぼ同程度である。
ダイオードにおいては、リードフレームによる影の影響
が２割以下であれば、リードフレームによる影の影響
は、凹面状反射面により制御できる光の効果に比べて顕
著ではない。このため、リードフレームによる影の影響
と凹面状反射面により制御できる光の効果による全体的
な効率においては、間隔が0.2Rの発光ダイオードは、間
隔０の発光ダイオードに比べて、少なくとも、光量が大
幅に減少することはなく、ほぼ同程度である。
リードフレームが凹面状反射面の外部に配置されてい
る従来の発光ダイオードでは、凹面状反射面とリードフ
レームの下面との間を小さくするにしたがい、立体角が
大きくなるため、凹面状反射面により制御できる光が増
加し、外部に放射できる光の効率が向上する。そして、
間隔が０の発光ダイオードにおいて、光の効率が略ピー
クになり、上記のように間隔が0.2Rの発光ダイオードに
おいても効率のピーク状態が維持される。
る従来の発光ダイオードでは、凹面状反射面とリードフ
レームの下面との間を小さくするにしたがい、立体角が
大きくなるため、凹面状反射面により制御できる光が増
加し、外部に放射できる光の効率が向上する。そして、
間隔が０の発光ダイオードにおいて、光の効率が略ピー
クになり、上記のように間隔が0.2Rの発光ダイオードに
おいても効率のピーク状態が維持される。
しかし、発光ダイオードにおける間隔を大きくしてい
くと、立体角は大きくなるが、この増加した立体角方向
への発光素子の放射強度が弱いため、凹面状反射面によ
り制御できる光の増加は望めず、また、前述のようにリ
ードフレームによる影の影響が増加する。更に、間隔を
大幅に大きくすると、発光素子に対し凹面状反射面が近
くなり、ずれ角も大きくなるため、凹面状反射面に到達
しても制御できない光が増加する。このように、発光ダ
イオードの間隔を0.2R以上に大きくすると、外部に放射
できる光の効率は低下する。
くと、立体角は大きくなるが、この増加した立体角方向
への発光素子の放射強度が弱いため、凹面状反射面によ
り制御できる光の増加は望めず、また、前述のようにリ
ードフレームによる影の影響が増加する。更に、間隔を
大幅に大きくすると、発光素子に対し凹面状反射面が近
くなり、ずれ角も大きくなるため、凹面状反射面に到達
しても制御できない光が増加する。このように、発光ダ
イオードの間隔を0.2R以上に大きくすると、外部に放射
できる光の効率は低下する。
これらの事情により、第１図乃至第５図に示す発光ダ
イオードにおいては、リードフレーム2,3の下面が凹面
状反射面６の端縁6aと同位置になるように形成してあ
る。したがって、本実施例においては、光を効率よく外
部に放射することができ、また、外部への光の放射角度
を容易に制御することができる。
イオードにおいては、リードフレーム2,3の下面が凹面
状反射面６の端縁6aと同位置になるように形成してあ
る。したがって、本実施例においては、光を効率よく外
部に放射することができ、また、外部への光の放射角度
を容易に制御することができる。
ところで、本実施例のようにリードフレームの下面が
凹面状反射面の内部に配置された発光ダイオードにおい
ては、リードフレーム2,3間の短絡を防止する必要があ
る。
凹面状反射面の内部に配置された発光ダイオードにおい
ては、リードフレーム2,3間の短絡を防止する必要があ
る。
そのため、本実施例の発光ダイオードにおいては、第
３図乃至第５図に示すように、リードフレーム2,3の下
方に位置する端縁部を切欠いて形成した切欠き部８が凹
面状反射面６に形成されている。この切欠き部８の深さ
は光学的には小さい方が望ましいが、樹脂を注入してモ
ールド形成する際にリードフレーム2,3の短絡を防止す
るためには、リードフレーム2,3と切欠き部８との隙間
に樹脂が十分に回り込むための空間が必要である。この
空間は、粘度が小さい透明のエポキシ樹脂等を用いるな
らば0.1mmで十分であるが、粘度が大きい赤外用の黒色
のエポキシ樹脂等を用いるならば0.2mm程度必要であ
る。
３図乃至第５図に示すように、リードフレーム2,3の下
方に位置する端縁部を切欠いて形成した切欠き部８が凹
面状反射面６に形成されている。この切欠き部８の深さ
は光学的には小さい方が望ましいが、樹脂を注入してモ
ールド形成する際にリードフレーム2,3の短絡を防止す
るためには、リードフレーム2,3と切欠き部８との隙間
に樹脂が十分に回り込むための空間が必要である。この
空間は、粘度が小さい透明のエポキシ樹脂等を用いるな
らば0.1mmで十分であるが、粘度が大きい赤外用の黒色
のエポキシ樹脂等を用いるならば0.2mm程度必要であ
る。
このように、本実施例においては、光を効率よく外部
に放射することができるとともに、凹面状反射面を形成
する際にリードフレームが短絡するのを容易に防止する
ことができる。
に放射することができるとともに、凹面状反射面を形成
する際にリードフレームが短絡するのを容易に防止する
ことができる。
尚、第１図乃至第５図に示す実施例では、リードフレ
ームの下面が凹面状反射面の端縁と同位置である場合に
ついて説明したが、リードフレームの下面は凹面状反射
面の端縁の内部に配置されていても、間隔が切断面の短
径の0.2倍以下であればよい。
ームの下面が凹面状反射面の端縁と同位置である場合に
ついて説明したが、リードフレームの下面は凹面状反射
面の端縁の内部に配置されていても、間隔が切断面の短
径の0.2倍以下であればよい。
また、上記の実施例では、凹面状反射面が回転放物面
や回転楕円面等の回転面である場合について説明した
が、第６図に示すように凹面状反射面は一般の放物面や
楕円面等でもよい。
や回転楕円面等の回転面である場合について説明した
が、第６図に示すように凹面状反射面は一般の放物面や
楕円面等でもよい。
更に、上記の実施例では、１つの発光素子を用いた場
合について説明したが、発光素子は２個以上用いてもよ
い。
合について説明したが、発光素子は２個以上用いてもよ
い。
以上説明したように本発明によれば、リード部の凹面
状反射面と対向する面が凹面状反射面の端縁部配置され
ていることにより、光を効率よく外部に放射することが
できる発光ダイオードを提供することができる。
状反射面と対向する面が凹面状反射面の端縁部配置され
ていることにより、光を効率よく外部に放射することが
できる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図は本発明の実施例である発光ダイオードの概略正
面図、第２図はその発光ダイオードの概略断面図、第３
図はその発光ダイオードの概略部分拡大正面図、第４図
はその発光ダイオードの概略部分拡大断面図、第５図は
その発光ダイオードの概略部分拡大側面図、第６図はそ
の変形例である発光ダイオードの概略正面図、第７図は
従来の発光ダイオードの概略正面図、第８図はその発光
ダイオードの概略断面図である。 １……発光素子、2,3……リードフレーム、 ４……ワイヤ、５……光透過性材料、 ６……凹面状反射面、6a……端縁、 ７……放射面、８……切欠き部。
面図、第２図はその発光ダイオードの概略断面図、第３
図はその発光ダイオードの概略部分拡大正面図、第４図
はその発光ダイオードの概略部分拡大断面図、第５図は
その発光ダイオードの概略部分拡大側面図、第６図はそ
の変形例である発光ダイオードの概略正面図、第７図は
従来の発光ダイオードの概略正面図、第８図はその発光
ダイオードの概略断面図である。 １……発光素子、2,3……リードフレーム、 ４……ワイヤ、５……光透過性材料、 ６……凹面状反射面、6a……端縁、 ７……放射面、８……切欠き部。
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子と、該発光素子に電力を供給する
リード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けられ
た凹面状反射面と、前記発光素子と前記リード部の一部
とを封止する光透過性材料とを有する発光ダイオードに
おいて、前記リード部の前記凹面状反射面と対向する面
を前記凹面状反射面の端縁から該端縁の短径の０〜0.2
倍位前記凹面状反射面内に入り込んだ位置に配置し、前
記リード部が配置されている前記凹面状反射面の端縁部
を切り欠くことにより前記凹面状反射面と前記リード部
との間に光透過性材料により隙間を設けて前記リード部
と前記凹面状反射面とを電気的に絶縁し、且つ、前記光
透過性材料により前記凹面状反射面の形状及び前記端縁
部の切り欠く部分を一体的にモールド形成し、更に前記
光透過性材料により形成した前記凹面状反射面の形状に
鏡面加工を施すことを特徴とする発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311227A JP2884642B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1311227A JP2884642B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 発光ダイオード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171783A JPH03171783A (ja) | 1991-07-25 |
| JP2884642B2 true JP2884642B2 (ja) | 1999-04-19 |
Family
ID=18014627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1311227A Expired - Lifetime JP2884642B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 発光ダイオード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2884642B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1311227A patent/JP2884642B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03171783A (ja) | 1991-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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