JP3399266B2 - 全色発光型発光ダイオードランプ - Google Patents
全色発光型発光ダイオードランプInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光の3原色である赤
色と緑色と青色の放射光をそれぞれ放射する3個の発光
ダイオードチップを備えた全色発光型発光ダイオードラ
ンプ(RGBランプ)に関するものであり、特に、その
配光性を向上した全色発光型発光ダイオードランプに関
するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、小さな半導体発光素子である
発光ダイオード(なお、以下においてはこの発光ダイオ
ードを単に『LED』とも表記する)のランプは、パイ
ロットランプや各種のインジケータとしてだけでなく、
これを縦横に多数配列してドットマトリックスを形成
し、文字、図形等を発光表示するディスプレイ装置とし
ても使用されている。そして近年では、このようなディ
スプレイ装置は、単色から多色化、更には白色を含む全
色(フルカラー)化が推進される一方、単純な図形等の
表示から画像表示へと進展し、特に最近では、カラーテ
レビとしての応用についても検討されている。 【0003】このような全色(フルカラー)ディスプレ
イ装置は、一般には、光の3原色である赤色、緑色、及
び青色をそれぞれ発光する3種類のシングルLEDラン
プを使用し、これらを多数分散配列して形成される。そ
して、それらの各色LEDランプを選択的に点灯作動す
ることにより、白色を含む実質的に全色の発光表示を行
うことができる。ただし、このように形成された多数の
シングルLEDランプの配列からなる発光表示面は、各
LEDランプ間または各LEDチップ間の間隔が比較的
広いため、一般にきめが荒い傾向にある。 【0004】その一方、近年における青色LEDチップ
の発光効率の向上にも伴って、その青色LEDチップを
赤色LEDチップと緑色LEDチップと共に合せて備え
ることにより、単一のLEDランプとしてコンパクトに
形成した全色発光型LEDランプ(RGBランプ,3原
色ランプ,フルカラーLEDランプ)も、例えば、特開
平4−365382号公報、特開平5−251749号
公報等において知られている。具体的には、この全色発
光型LEDランプは、それらの3個のLEDチップを備
え、また、それに対応する本数のリードを備える他は通
常のシンングルLEDランプと同様に形成され、それら
の3個のLEDチップがリードとしてのリードフレーム
にボンディングされて電気的に接続されると共に、透明
エポキシ樹脂等からなる樹脂モールドによって封止され
ている。そして、LEDチップを取囲んで保護し、か
つ、封止する外囲体としての樹脂モールドは円柱状に形
成され、また、先端に一体に設けられたレンズと共に、
全体の外形は砲弾状の形状に形成されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
LEDランプのマトリックスからなる全色(フルカラ
ー)ディスプレイ装置が、特に、カラーテレビ等として
適用される場合には、十分な輝度だけでなく、表示画像
のきめが細かく、即ち、解像度がよく、鮮明(明瞭)で
あることが重要である。そして、この表示画像のきめの
細かさ等の特性は、1個のLEDチップを備えたシング
ルランプを各色組合せて用いるよりも、それら3個の各
色LEDチップを合せて備えた上述の全色発光型LED
ランプを用いることによって、より容易に得ることがで
きる。 【0006】しかしながら、従来知られた全色発光型L
EDランプは、これを用いて実際にディスプレイ装置を
形成した場合、必ずしも十分な混色性等が得られない傾
向があった。即ち、従来の砲弾形の全色発光型LEDラ
ンプは、点光源を形成する各LEDチップが単一のレン
ズを共有する形態のものであり、少なくとも2個のLE
Dチップは必然的にそのレンズの光軸から外れて配置さ
れることになるため、配光の方向が互いに不均一とな
り、それによって、特に白色の混合色の混色性が十分で
はなく、また、見る位置(角度)によって発光色に差が
生じる傾向があった。更に、配光が分散することは軸上
(正面)の明るさが減少することでもあり、好ましいこ
とではなかった。 【0007】ところでまた、赤色、緑色、青色の3個の
LEDチップを備えた全色発光型LEDランプでは、各
LEDチップをそれぞれ独立的に点灯制御するために、
そのリードとしては6本のリードか、コモンリードを用
いた場合でも少なくとも4本のリードが必要である。し
かし、そのように比較的多くのリードを有する全色発光
型LEDランプであっても、ディスプレイ装置の作製に
際して、ディスプレイ基板への組付けは自動実装機によ
って自動的に行われ得ることが望ましく、そしてそのた
めに、その自動実装時の供給方法として「テーピング」
が適用できることが有利である。即ち、テーピングによ
る供給方法が可能であると、それによって自動実装が容
易となり、組付けコストを低減し、また、ディスプレイ
装置を多量に生産することができる。 【0008】そこで、本発明は、赤、緑、及び青の各色
光を均一に配光することができ、それによって、混色性
を向上し、また、見る方向(角度)による色の差をなく
し、更に、軸上(正面)の明るさを高めることができる
全色発光型LEDランプの提供を第1の課題とするもの
である。 【0009】また、本発明は、第1の課題に加えて、自
動実装を容易に行うことができる全色発光型LEDラン
プの提供を第2の課題とするものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記の本発明の第1の課
題は、基本的には、LEDチップからの放射光を配光す
るレンズを、それぞれのLEDチップに対して、それぞ
れ独立して設けることによって解決することができる。 【0011】即ち、請求項1にかかる全色発光型LED
ランプは、赤色光を放射する赤色発光ダイオードチッ
プ、緑色光を放射する緑色発光ダイオードチップ、及び
青色光を放射するIII族窒化物半導体からなる青色発光
ダイオードチップとからなる3個の発光ダイオードチッ
プと、前記3個の発光ダイオードチップのそれぞれと電
気的に接続された複数本のリードと、前記3個の発光ダ
イオードチップの周囲を取り囲んで保護し、かつ、封止
する略円柱形の外囲体と、前記3個の発光ダイオードチ
ップのそれぞれに対応し、前記略円柱形の外囲体の上方
に、互いに独立的に設けられ、前記3個の発光ダイオー
ドチップの偏倚される各放射光の広がりを互いに一致す
るように、球体を1軸に沿って引伸ばした橢球体を略半
分以下に切断した形状の3個の凸レンズとを具備し、前
記3個の凸レンズは、1個のレンズを中心としてその両
側に2個のレンズを、前記1個のレンズの長軸と平行に
外接させ、また、前記複数のリードは、前記外囲体の底
部から一直線上に整列して延出することによって、前記
複数のリードが平面的に整列されているものである。 【0012】したがって、赤色、緑色、及び青色の3個
のLEDチップにそれぞれ対応して、つまり、光軸に一
致させて、3個のレンズが互いに独立的に設けられてい
るので、各LEDチップから放射された各色の放射光
は、対応するレンズにより、それぞれ同じ広がりで効率
的に配光される。そのため、混色性が向上し、また、見
る方向(角度)による色の差がなくなり、更に、軸上
(正面)の明るさが高められる。 【0013】また、III族窒化物半導体からなる青色L
EDチップを使用しているため、輝度が高く、他の2色
とのバランスがとれて、全色にわたって鮮やかな色合い
が得られる。また、3個のLEDチップが円柱形の外囲
体で封止されているため、LEDチップから発せられた
光のロスが少なく効率的に外部放射される。そして、円
柱形の外囲体の上に3個のLEDチップにそれぞれ対応
した三つの凸レンズが設けられているので光軸上の明る
さが増す。特に、それぞれの長軸の方向を一致させてい
るから、LEDチップからの赤色、緑色、及び青色の放
射光は、それらのレンズによってその長軸の方向により
広げられて配光され、このLEDランプの向きを揃えて
配列することにより、その方向に広角度なディスプレイ
装置を構成することができる。さらに複数のリードは、
前記外囲体の底部から一直線状に整列して延出してお
り、比較的多くの本数からなるリードは平面的に整列さ
れているので、自動実装のためのテーピングが可能とな
る。つまり、その平面的に並ぶリードを粘着テープとテ
ープ台紙との間に貼り付けてテーピング部品とし、それ
を自動実装機に供給することができる。したがって、自
動実装を容易に行うことができ、またそれによって組み
付けコストを低減し、ディスプレイ装置を多量に、低加
工費で生産することができる。 【0014】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 【0015】〔第一の実施の形態〕 図1乃至図4は本発明の第一の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すものであり、図1はその全色発光型
LEDランプの斜視図、また図2はその全色発光型LE
Dランプを上方(前方)から見て示す平面図である。ま
た、図3及び図4はその全色発光型LEDランプをそれ
ぞれ図2のA−A切断線、及びB−B切断線に沿って切
断して示す断面図である。 【0016】図1乃至図4のように、全体を10で示す
本実施の形態のLED(発光ダイオード)ランプは、発
光素子として、pn接合された光半導体の結晶体からな
る3個のLEDチップ11、即ち、光の3原色である赤
色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ放射する赤色LE
Dチップ11Rと、緑色LEDチップ11Gと、青色光
を放射する青色LEDチップ11Bとを備えて形成され
ている。したがって、このLEDランプ10は、『RG
Bランプ』等とも呼ばれる全色発光型LEDランプとし
て形成され、それらの三色のLEDチップ11R,11
G,11Bをそれぞれ単独で、或いは2個または全部を
組合せて選択的に点灯作動することにより、赤、緑、青
の各色だけでなく、それらの混合彩色と白色を含む実質
的に全色の光を発光する。 【0017】なお、これらの各色のLEDチップ11に
おいて、赤色LEDチップ11Rは、例えば、ガリウム
アルミニウム砒素(GaAlAs)より形成することが
できる。また、緑色LEDチップ11Gは、例えば、比
較的高い光度を得ることができるIII 族窒化物半導体
(Inx1Aly1Ga1−x1−y1N、但し、0≦
x1,y1≦1)より、更に、青色LEDチップ11Bは、
例えば、比較的高い光度を得ることができる同様のIII
族窒化物半導体(Inx2Aly2Ga1−x2−y2
N、但し、0≦x2,y2≦1)より、それぞれ形成するこ
とができる。 【0018】具体的には、本実施の形態の全色発光型L
EDランプ10は樹脂封止のリードフレームタイプとし
て形成され、赤、緑、青の各色LEDチップ11R,1
1G,11Bはフレームを兼ねた外部リードを形成する
リードフレーム12にそれぞれ支持され、また、電気的
に接続されている。即ち、特に図3に示すように、リー
ドフレーム12はカソードとアノードとのいずれかをそ
れぞれ形成するメインリードフレーム12aとサブリー
ドフレーム12bとの対からなり、各色LEDチップ1
1R,11G,11Bはそのメインリードフレーム12
aの先端に形成された反射皿(ミラー)13内にダイボ
ンディングにより固定され、それによって裏側の表面電
極が電気的に接続されると共に、表側の表面電極は、金
線14を介してワイヤボンディングすることによって、
サブリードフレーム12bに電気的に接続されている。
ただし、青色LEDチップ11Bと緑色LEDチップ1
1Gは両電極を共に表側に有しているため、メインリー
ドフレーム12aとは金線14によって電気的に接続さ
れている。なお、LEDチップ11のダイボンディング
用のメインリードフレーム12aと、ワイヤボンディン
グ用のサブリードフレーム12bとのいずれをカソード
とし、またはアノードとするかは、各LEDチップ11
R,11G,11Bの接合構造等に基づいて、それらに
順方向の電流が流れるように決められる。 【0019】そして、これらの各色LEDチップ11
R,11G,11Bと、それらにそれぞれ接続された6
本のリードフレーム12の先端部は、これらを保護しか
つ封止するために、光透過性の樹脂、例えば、透明なエ
ポキシ樹脂からなり、抜き勾配は有するが実質的に円柱
状である樹脂モールド15によって被覆され、取囲まれ
ている。更に、この樹脂モールド15の先端部には、略
半橢球状[球体を1軸に沿って引伸ばしたラグビーボー
ル様の橢球体(回転橢円体,紡錘体)を、略半分または
それ以下に切断した形状]の凸レンズからなる3個のレ
ンズ16が、それぞれのLEDチップ11R,11G,
11Bに対応して、即ち、各LEDチップ11に対して
実質的に光軸を一致させて、一体に形成されている。な
お、これらの3個のレンズ16は互いに同一の形状に形
成され、口径と焦点距離とが同じである。そのため、各
LEDチップ11R,11G,11Bから放射された
赤、緑、青の放射光は、光透過性の樹脂モールド15を
通り、それぞれ対応するレンズ16によって配光され
て、互いに同じ広がりで前方(図の上方側)に指向的に
放射されるようになっている。ただし、本実施の形態で
は、それらのレンズ16が略半橢球状に形成されている
ことによって、赤、緑、青の各放射光は、そのレンズ1
6の長くされた方向の側に、即ち、長軸側により広げら
れて配光されるようになっている。そして、それらの各
放射光の広がりが偏倚される方向が互いに一致するよう
に、略半橢球状のそれらのレンズ16は同じ向きで、即
ち、長軸方向を一致させて配列されている。 【0020】ここで、各LEDチップ11R,11G,
11Bは、平面的に、即ち、同じ高さ位置で、また、相
互にできるだけ等しい間隔となるように配置されてい
る。つまり、これらを点として相互に接続した場合に、
これらを頂点とする三角形ができる限り正三角形に近い
形状となるように配置されている。ただし、このLED
チップ11の配置と相互の間隔は、3個のレンズ16の
配列にも基づいている。即ち、図2のように、略半橢球
状の凸レンズからなる3個の各レンズ16は、これらは
平面視においては橢円の形状となるが、1個のレンズ1
6を中心としてその両側にそれぞれ1個のレンズ16
を、その長軸と平行に外接させて、かつ、その長軸方向
にずらした状態で、配列されている。そして、その配列
は、円柱状の樹脂モールド15が平面視において形成す
る円が、できるだけ小さな径でそれらの3個のレンズ1
6に内接するものとされている。つまり、各LEDチッ
プ11R,11G,11Bは、これらの相互の間隔がで
きるだけ等しくなるように配置される一方、円柱状の樹
脂モールド15ができるだけ小さな径で形成され得るよ
うに、即ち、それらのLEDチップ11にそれぞれ対応
する半橢球状の3個の各レンズ16を平行に並列したと
きに、これらに内接する円ができるだけ小さな径となる
ように配置されている。 【0021】なお、本実施の形態において、メインリー
ドフレーム12aとサブリードフレーム12bとからな
る各LEDチップ11に対応する対のリードフレーム1
2は、各レンズ16の長軸方向に沿って並列され、その
まま樹脂モールド15の底部から延出されている。そし
て、この合計6本のリードフレーム12の配列は、それ
らのリード端がバランスよく分布される点で最も好まし
いものであるが、リードフレーム12自体の具体的形状
等に応じてその他の適宜な配列とすることもできる。ま
た、並列された3個のレンズ16に対応するLEDチッ
プ11の配置は、ここでは赤色のLEDチップ11Rを
中心としているが、その他の適宜の順序とすることがで
きる。 【0022】このように、本第一の実施の形態の全色発
光型LEDランプ10は、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしての6本のリードフレーム1
2と、これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲ん
で保護し、かつ、封止する外囲体としての樹脂モールド
15と、この樹脂モールド15と一体に形成され、LE
Dチップ11からの放射光を配光する略半橢球状の凸レ
ンズからなるレンズ16とを基本的に備え、そして、こ
のレンズ16が、各LEDチップ11R,11G,11
Bに対応してそれぞれ独立的に3個設けられたものであ
る。 【0023】したがって、この全色発光型LEDランプ
10によれば、光の3原色である赤色、緑色、及び青色
の光をそれぞれ放射する3個のLEDチップ11を備え
るため、コンパクトな単一なLEDランプの形状であり
ながら、これらのLEDチップ11を選択的に点灯する
ことによって、同時点灯による白色の混合色を含めた実
質的に全色を発光することができる。そのため、このL
EDランプ10は、パイロットランプや各種インジケー
タ等としても利用することができるが、多数個を配列し
て表示板やカラーテレビ等のディスプレイ装置を形成す
るために特に有利に使用することができ、高輝度で、鮮
明な(解像度が高い)発光表示面を形成することができ
る。 【0024】そして、特に、この全色発光型LEDラン
プ10においては、3個のレンズ16が各LEDチップ
11R,11G,11Bに対応してそれぞれ独立的に設
けられているので、それらのLEDチップ11R,11
G,11Bから放射される赤色光、緑色光、及び青色光
を、それらのレンズ16によって、それぞれ独立的に同
じ広がりで配光することができる。そのため、各色の配
光が揃うので、混色性が向上すると共に、見る位置(方
向)によって発光色に差が生じることが防止される。ま
た、単一のレンズによって配光する従来の場合と比較し
て、各LEDチップからの放射光をより効率的に配光す
ることができるため、軸上(正面)の明るさをより高め
ることができる。 【0025】また、本第一の実施の形態の全色発光型L
EDランプ10においては、各LEDチップ11に対応
する3個のレンズ16が略半橢球状に形成されていると
共に、それぞれの長軸の方向を一致させて並列して配列
されている。そのため、LEDチップ11からの赤色、
緑色、及び青色の放射光は、それらのレンズ16によっ
てその長軸の方向により広げられて配光されるので、こ
のLEDランプ10を向きを揃えて配列することによ
り、その方向に広角度なディスプレイ装置を構成するこ
とができる。 【0026】ただし、凸レンズからなるこのレンズ16
の形状は、上記のような平面視が橢円である半橢球状
(半紡錘体状)だけでなく、例えば、次の実施の形態の
ような平面視が完全な円である略半球状の形状であるこ
ともできる。そして、この場合、LEDチップ11R,
11G,11Bの配置は、3個のその半球状のレンズを
それらに対応させて独立的に形成できる範囲において適
宜に配置できるが、相互の間隔が等しい正三角形状に配
置することが最も好ましく、また、それらの3個のレン
ズも互いに外接する配列が最も好ましい。それによっ
て、どの方向に対しても配光が均一で方向性がなく、し
かも、最も混色性のよい全色発光型LEDランプを得る
ことができる。更に、このレンズ16は、三角錐等の角
錐状、或いは亀の甲羅様の多面体状の形状であることも
できる。それによって、種々の興趣のある配光を得るこ
とができる。 【0027】ところで、本実施の形態では、直線状の6
本のリードフレーム12をそのまま樹脂モールド15の
底部から延出させているが、これらのリードフレーム1
2を途中で折曲げること等によって、外囲体としての樹
脂モールド15の下部から一直線状に平面的に整列した
状態で延出させるようにすることもできる。そして、こ
のようにすることによって、自動実装機によって自動実
装する場合のテーピングによる供給方法が可能となり、
ディスプレイ装置を効率的に多量に生産することがで
き、組付けコストと加工コストを低減することができ
る。しかし、実際的には、6本ものリードフレームを一
直線状に整列させることは、LEDランプ10自体がコ
ンパクトに形成されるだけに困難であり、また製造コス
トも比較的増大する。そのため、テーピングを可能とす
るためにリードフレームを一直線状に整列させる場合に
は、次の第二の実施の形態のように、コモンリードフレ
ームを用いてリードフレームの本数を4本とすることが
好ましい。 【0028】〔第二の実施の形態〕 図5乃至図7は本発明の第二の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すもものであり、図5はその全色発光
型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、図6
は図5のC−C切断線に沿った断面図、図7は図5の右
側方向からみた、つまり、C−C切断線とは直交する方
向からみた側面図である。なお、これらの図において、
図1乃至図4に示す第一の実施の形態の全色発光型LE
Dランプ10と同一または相当する構成部分には、同一
の符号を使用してその詳細な説明を省略する。 【0029】図5乃至図7のように、全体を20で示す
本第二の実施の形態の全色発光型LEDランプは、第一
の実施の形態と同様にリードフレームタイプとして形成
したものであるが、そのリードフレームは、各LEDチ
ップに個別なメインリードフレーム(個別メインリード
フレーム)と、共通なサブリードフレーム(コモンサブ
リードフレーム)との4本のリードフレームからなって
いる。また、凸レンズからなるレンズは、ここでは、通
常の凸レンズの形状である略半球状に形成されている。 【0030】即ち、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ20は、第一の実施の形態と同様に、赤色LEDチ
ップ11Rと緑色LEDチップ11Gと青色LEDチッ
プ11Bとを備え、これらは円柱状の樹脂モールド15
に埋設され、保護され封止されていると共に、その樹脂
モールド15の上方先端部には、それらの各LEDチッ
プ11と対応して略半球状の凸レンズからなる3個のレ
ンズ16が一体に形成されている。 【0031】そして、特に図6及び図7のように、それ
らの各LEDチップ11は、カソードまたはアノードの
いずれかをなすメインリードフレーム22aの反射皿1
3内にボンディングされ、且つ、その一側の電極がそれ
に直接または金線14を介して電気的に接続されてい
る。この点は第一の実施の形態と同様であるが、カソー
ドまたはアノードの他方を形成するサブフレームは単一
のコモンサブリードフレーム22bとして形成され、各
LEDチップ11の他側の電極はこのフレーム22bに
金線14を介して共に接続されている。したがって、リ
ードフレーム22は合計4本からなっている。 【0032】ここで、赤色、緑色、及び青色の各LED
チップ11R,11G,11Bは、平面的に、即ち、同
じ高さ位置で、かつ、相互に等しい間隔で配置されてい
る。つまり、これらを点として相互に接続した場合に、
これらを頂点とする正三角形が形成されるように配置さ
れている。また、その相互の間隔は、対応する略半球状
のレンズ16が相互に外接する最小の間隔とされてい
る。即ち、図5のように、3個のレンズ16は平面視に
おいて相互に外接する外接円を形成し、それぞれの中心
(光軸)に各LEDチップ11R,11G,11Bが配
置されている。そして、円柱状の樹脂モールド15は最
小の径となるように、即ち、平面視においてそれらの3
個のレンズ16を取囲む内接円の形状とされている。 【0033】また、本実施の形態において、上記の4本
のリードフレーム22は樹脂モールド15の底部から、
そのほぼ直径上に一直線状に整列して、即ち、平面的に
一列に並んで、下方(光の放射方向と反対方向)に延出
している。具体的には、通常通りの1本の直線状に形成
されたコモンサブリードフレーム22bは、3個のLE
Dチップ11が形成する正三角形の配置の中心から少し
だけオフセットして位置されていると共に(図5)、各
LEDチップ11が先端にボンディングされた3本のメ
インリードフレーム22aは、図6及び図7のように、
樹脂モールド15内において折曲げて形成され、それに
よって、下方部分がコモンサブリードフレーム22bを
含む直径上の面内に位置され、またその面内においてほ
ぼ均等に並列するようにされている。つまり、図5の平
面視において、3本のメインリードフレーム22aとコ
モンサブリードフレーム22bとは、図示されない下方
部分が樹脂モールド15の左右方向の直径上に、相互に
ほぼ一定の間隔で整列されている。 【0034】このように、本第二の実施の形態の全色発
光型LEDランプ20は、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしてのリードフレーム22と、
これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲んで保護
し、かつ、封止する外囲体としての樹脂モールド15
と、この樹脂モールド15と一体に形成され、LEDチ
ップ11からの放射光を配光する略半球状の凸レンズか
らなるレンズ16とを備え、そして、このレンズ16
が、各LEDチップ11R,11G,11Bに対応して
それぞれ独立的に3個設けられたものである。なお、よ
り具体的には、リードフレーム22は、各LEDチップ
11がそれぞれボンディングされた3本のメインリード
フレーム22aと、各LEDチップ11に共通する単一
のコモンサブリードフレーム22bとからなっている。 【0035】したがって、この全色発光型LEDランプ
20によれば、特に、3個のレンズ16が各LEDチッ
プ11R,11G,11Bに対応してそれぞれ独立的に
設けられているので、それらのLEDチップ11R,1
1G,11Bから放射される赤色光、緑色光、及び青色
光を、それらのレンズ16によって、それぞれ独立的に
同じ広がりで配光することができる。そのため、第一の
実施の形態と同様に、混色性を向上し、また、見る位置
による発光色の差をなくし、更に、軸上(正面)の明る
さをより高めることができる効果がある。 【0036】また、本実施の形態においては、特に、
赤、緑、及び青のLEDチップ11R,11G,11B
が相互に等しい間隔で正三角形状に配置され、また、こ
れらにそれぞれ対応する3個の半球状のレンズ16が互
いに外接して形成されている。そのため、最も混色性の
よい全色発光型LEDランプを得ることができると共
に、最もコンパクトに形成することができる。 【0037】更に、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ20においては、外部リードとしての4本のリード
フレーム22を、一直線状に平面的に整列した状態で、
外囲体としての樹脂モールド15の底部から延出させて
いる。そのため、自動実装機により、このLEDランプ
20を実装基板に多数組付けてディスプレイ装置を作製
する場合、その供給手段としてテーピングを適用するこ
とができる。即ち、通常のシングルLEDランプの場合
と同様に、その整列したリードフレーム22を粘着テー
プに付着させてテーピング部品とし、そしてその形で自
動実装機に供給することができる。したがって、自動実
装機による自動実装が可能となるため、ディスプレイ装
置を効率的に多量に生産することができ、組付けコスト
と加工コストを低減することができる。また、そのよう
な自動実装によって最適にそのLEDランプ20を配置
できるため、混色性及び明るさのバランスが良い良質な
ディスプレイ装置を形成することができる。 【0038】ところで、上記の実施の形態では、4本の
リードフレーム22を一直線状に整列させるために、具
体的には、各メインリードフレーム22aを所定量だけ
折曲げて、コモンサブリードフレーム22bを含む直径
上の面内に位置付けている。しかし、この種の実施の形
態においては、リードフレーム22を一直線状に整列さ
せる手段は他の適宜な手段でよく、例えば、4本のリー
ドフレーム22の全てを樹脂モールド15内で折曲げ
て、適宜の面内に整列させることもできる。なお、整列
するそれらのリードフレーム22のピッチは、実装上一
定であることが望ましく、また、そのピッチの値(mm)
は2.54、1.76、または1.27が好ましい。し
かし、このピッチは、LEDチップ11とリードフレー
ム22の配置の関係等の点から、必ずしも一定である必
要はなく、また、その値も限定されるものではない。 【0039】また、この種の実施の形態において、3個
のレンズ16は平面視が円形の略半球状だけでなく、そ
の他の形状、例えば、第一の実施の形態のような平面視
が橢円形である略半橢球状の形状であることもできる。
また、3個のLEDチップ11R,11G,11Bは、
正三角形状の配置だけでなく、3個のレンズ16をそれ
らに対応させて独立的に形成できる限りにおいて、適宜
に配置することができる。そして、それらに応じて、コ
モンサブリードフレーム22bの配置も適宜に決めるこ
とができる。 【0040】〔第三の実施の形態〕 図8及び図9は本発明の第三の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すもものであり、図8はその全色発光
型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、図9
は図8のD−D線に沿った断面図である。なお、これら
の図において、図1乃至図7に示す第一及び第二の実施
の形態の全色発光型LEDランプ10,20と同一また
は相当する構成部分には、同一の符号を使用してその詳
細な説明を省略する。 【0041】図8及び図9のように、全体を30で示す
本第三の実施の形態の全色発光型LEDランプは、所
謂、「パラボラ形」として構成したものであり、赤色L
EDチップ11R、緑色LEDチップ11G、及び青色
LEDチップ11Bを、共に、比較的大きなパラボラ形
の反射皿31にボンディングしたものである。より詳細
には、本実施の形態では、この反射皿31は細長い橢円
形状に形成され、それらの3個のLEDチップ11が、
この細長い反射皿31内に、その長さ方向に沿ってほぼ
等間隔ではあるが列状に配置されている。 【0042】したがって、リードとしてのリードフレー
ム32は、特に図9のように、カソード及びアノードの
いずれか一方をなし、先端にそのパラボラ形の反射皿3
1が形成された単一のリードフレームを構成するコモン
メインリードフレーム32aと、カソード及びアノード
の他方をなし、各LEDチップ11に個別な3本のサブ
リードフレーム32bとからなっている。そして、各L
EDチップ11R,11G,11Bは、その一側電極が
そのコモンメインリードフレーム32aの反射皿31に
直接または金線14を介して電気的に接続されると共
に、他側電極が各サブリードフレーム32bの先端に金
線14を介して電気的に接続され、それによってそれら
の各LEDチップ11が互いに独立的に点灯できるよう
にされている。また、それらのLEDチップ11とリー
ドフレーム32の先端部分は、第一、第二の実施の形態
の場合と同様に、外囲体としての樹脂モールド15によ
り封止され、保護されている。なお、この樹脂モールド
15は実質的に円柱状に形成されているが、その下端部
には、上下方向の位置決めのための環状係止部33が一
体に形成され、また、その一部には周方向の位置決めの
ために平坦な切欠部34が設けられている。 【0043】なおここで、本実施の形態においては、3
本の各サブリードフレーム32bは、コモンメインリー
ドフレーム32aの反射皿31の長さ方向と直交して、
それの両側に分けて配置されている。したがって、外部
リードとしての合計で4本のリードフレーム32は、円
柱状の樹脂モールド15のほぼ直径上に一直線状に整列
して、その底部から延出している。 【0044】そして、第一、第二の実施の形態の場合と
同様に、各LEDチップ11R,11G,11Bに対応
して、樹脂モールド15の上方先端部には、それぞれ独
立的に3個のレンズ16が一体に設けられている。ただ
し、それらのLEDチップ11が1列に配置された本実
施の形態においては、これらのレンズ16は、第一の実
施の形態と同様な上面視が橢円形である略半橢球状に形
成され、そして、短軸側を互いに接した状態で並列して
配列されている。つまり、3個のレンズ16は、LED
チップ11の列と直交する方向に長軸を向けて、積重ね
た形態で配列されている。したがって、各LEDチップ
11からの各色の放射光はそれぞれの直上のレンズ16
によって配光されて前方(上方)に放射されるが、本実
施の形態では、それらのレンズ16が半橢球状であるこ
とによって、その配光は、そのレンズ16の長軸方向に
対してより大きく広げられたものとなる。 【0045】このように、本第三の実施の形態の全色発
光型LEDランプ30は、リードフレーム32の具体的
な態様及びLEDチップ11とレンズ16の具体的な配
置の態様が異なるものであるが、これまでの実施の形態
と同様に、光の3原色である赤色、緑色、及び青色の光
をそれぞれ放射する赤色LEDチップ11R、緑色LE
Dチップ11G、及び青色LEDチップ11Bからなる
3個のLEDチップ11と、これらの3個の各色LED
チップ11R,11G,11Bと電気的に接続されたリ
ードとしてのリードフレーム32と、これらの3個のL
EDチップ11の周囲を取囲んで保護し、かつ、封止す
る外囲体としての樹脂モールド15と、各LEDチップ
11R,11G,11Bに対応して独立的に設けられた
3個のレンズ16とを具備するものである。 【0046】したがって、この全色発光型LEDランプ
30の効果はこれまでの実施の形態と同様であり、各L
EDチップ11からの放射光は対応する各レンズ16に
より同じ広がりで揃えて配光されるため、混色性を向上
し、また、見る位置による発光色の差をなくし、更に、
軸上(正面)の明るさをより高めることができる。 【0047】また、本実施の形態では、3個のレンズ1
6は、1列状に配置されたLEDチップ11に対応し
て、その列の方向と直交する方向に長い半橢球状の形状
に形成されている。そのため、第一の実施の形態の場合
と同様に、その長さ方向に広角度な配光が得られるが、
それだけでなく、全てのLEDチップ11を点灯してそ
れらの混合色である白色を発光させるとき、その列に従
った筋状の配光ではなく、全体としてより広がりのある
配光が得られる。つまり、レンズ16としては、第二の
実施の形態のような平面視が円形である略半球状に形成
することもできるが、LEDチップ11が列状に配置さ
れる場合には、本実施の形態のように、その列の方向と
は直角方向に長い略半橢球状に形成することがより好ま
しい。そして、レンズ16を略半球状の形状に形成する
場合には、第二の実施の形態のように、各LEDチップ
11を正三角形、またはそれに近い三角形状に配置する
ことが好ましい。なおこの場合、パラボラ形の反射皿3
1はそのような略正三角形に形成され、各LEDチップ
11はそれの各角部近傍に配置され、ボンディングされ
ることになる。 【0048】更に、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ30においては、細長い橢円形状のパラボラ形の反
射皿31を備えたコモンメインリードフレーム32aに
対して、3本のサブリードフレーム32bは、その反射
皿31の長さ方向と直交して、それの両側に分けて配置
されている。そのため、円柱状の樹脂モールド15は、
その反射皿31の長さ、または各LEDチップ11と対
応して設けられた略半橢球状の3個のレンズ16の積重
ねの高さに相当する径で形成することができるので、最
も小さな径で形成することができ、全色発光型としての
LEDランプ30を最もコンパクトに形成することがで
きる。 【0049】また、それと共に、それらの合計で4本の
リードフレーム32は、外囲体としての樹脂モールド1
5の底部から一直線状に整列して延出している。そのた
め、自動実装の際のテーピングが可能となり、この全色
発光型LEDランプ30が多数組付けられたディスプレ
イ装置を多量に生産することができ、組付けコストと加
工コストを低減できる効果がある。 【0050】〔第四の実施の形態〕 図10乃至図12は本発明の第四の実施の形態の全色発
光型LEDランプを示すものであり、図10はその全色
発光型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、
図11は図10のE−E切断線に沿った断面図、更に、
図12は図11のF−F切断線に沿った断面図である。
なお、これらの図中、第一乃至第三の実施の形態と同一
または相当する構成部分には同一の符号を使用してい
る。 【0051】図10乃至図12のように、全体を40で
示す本第三実施形態の全色発光型LEDランプは、反射
タイプ(リフレクトタイプ)として形成したものであ
る。即ち、この全色発光型LEDランプ40は、耐熱性
の硬質樹脂またはセラミックス材料から形成された基体
(ステム)41と、この基体41の表面上に一体的に接
合されたリードフレーム42とを備え、このリードフレ
ーム42上に、赤色、緑色、青色の各色光を放射する3
個のLEDチップ11R,11G,11Bが、互いに等
しい間隔で正三角形状に配置されている。 【0052】詳細には、特に図12に示すように、この
リードフレーム42は、導電性の薄板材から形成された
3本の端子を有する単一のコモンリードフレーム42a
と3個の個別リードフレーム42bとからなり、それら
の端子は基体41の側面に形成された溝41a(図1
1)を通って下方に延びている。なお、外部リードとし
てのこれらのリードフレーム42の端子部分はいずれも
基体41の下部において水平に曲られており、それによ
って、LED実装基板に対して面実装できるようになっ
ている。そして、各LEDチップ11R,11G,11
Bは、3個の個別リードフレーム42bにそれぞれボン
ディングされ、また、それに一側の電極が接続されると
共に、他側の電極は金線14を介してコモンリードフレ
ーム42aに電気的に接続されている。 【0053】また、基体41上には擂り鉢状に傾斜し、
白色の光反射性の内面を有する反射体43が3個のLE
Dチップ11R,11G,11Bの周囲を取囲むように
一体的に接合され、更に、その反射体43の内側空間に
は、エポキシ樹脂等の光透過性樹脂材料からなる樹脂モ
ールド44がポッティングされ、LEDチップ11を封
止し、また保護している。なお、これらの基体41と反
射体43とは、3個のLEDチップ11の配置と対応し
て略正三角形の断面形状で形成され、したがって、基体
41及び反射体43と樹脂モールド44とによって構成
される外囲体は、ここでは略正三角柱状に形成されてい
る。つまり、各LEDチップ11は略正三角形の断面形
状の反射体43の各角部の近傍にそれぞれ配置され、こ
れによって、全色発光型LEDランプ40が最もコンパ
クトに形成されている。 【0054】そして、樹脂モールド44の上面には、各
LEDチップ11R,11G,11Bとそれぞれ対応し
て、略半球状の凸レンズからなるレンズ16が一体に形
成されている。なお、この3個のレンズ16の配置は図
5の第二の実施の形態の場合と同じであり、平面視で円
形である3個のレンズ16が互いに外接する配置とされ
ている。したがって、各LEDチップ11からの放射光
は樹脂モールド44を透過し、またその一部は反射体4
3の壁面により反射されて前方に向い、それぞれに対応
する直上のレンズ16によって前方に効率的に、かつ、
均一に配光される。 【0055】このように、本第四の実施の形態の全色発
光型LEDランプ40は反射タイプとして具体化したも
のであるが、基本的には、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしてのリードフレーム42と、
これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲んで保護
し、かつ、封止する外囲体としての基体41及び反射体
43、及び樹脂モールド44と、各LEDチップ11
R,11G,11Bに対応して独立的に設けられた3個
のレンズ16とを具備するものである。 【0056】そのため、この全色発光型LEDランプ4
0によれば、第一乃至第三の実施の形態の場合と同様
に、各LEDチップ11からの放射光は対応する各レン
ズ16により効率的に、しかも同じ広がりで揃えて配光
されるため、混色性が向上し、また、見る位置による発
光色の差がなく、更に、軸上(正面)の明るさがより高
められる効果がある。 【0057】また、上記の実施の形態では、リードフレ
ーム42を基体41の下端で折曲げて面実装型のLED
ランプとしたが、そのリードフレーム42は、外囲体と
しての基体41の底部から下方に延出するように適宜変
更できる。そして、その場合、延出するそれらのリード
フレーム42を一直線状に整列させることによって、前
述のように、自動実装の際のテーピングを可能とするこ
とができる。 【0058】本発明の全色発光型LEDランプは、この
ように種々の形態で具体化することができ、その他に
も、例えば、リードフレームに代えてプリント配線基板
を支持基体として用い、それに赤、緑、青の各LEDチ
ップをボンディングして配置することができ、また、外
囲体を中空のハウジングとして形成することもできる。
ただし、これらの場合にも、各LEDチップに対応し
て、その放射光を配光するレンズがそれぞれ独立的に設
けられる。 【0059】 【発明の効果】以上のように、請求項1にかかる全色発
光型LEDランプは、赤色光を放射する赤色発光ダイオ
ードチップ、緑色光を放射する緑色発光ダイオードチッ
プ、及び青色光を放射するIII族窒化物半導体からなる
青色発光ダイオードチップとからなる3個の発光ダイオ
ードチップと、前記3個の発光ダイオードチップのそれ
ぞれと電気的に接続された複数のリードと、前記3個の
発光ダイオードチップの周囲を取り囲んで保護し、か
つ、封止する略円柱形の外囲体と、前記3個の発光ダイ
オードチップのそれぞれに対応し、前記略円柱形の外囲
体の上方に、互いに独立的に設けられ、前記3個の発光
ダイオードチップの偏倚される各放射光の広がりを互い
に一致するように、球体を1軸に沿って引伸ばした橢球
体を略半分以下に切断した形状の3個の凸レンズとを具
備し、前記3個の凸レンズは、1個のレンズを中心とし
てその両側に2個のレンズを、前記1個のレンズの長軸
と平行に外接させ、また、前記複数のリードは、前記外
囲体の底部から一直線上に整列して延出することによっ
て、前記複数のリードが平面的に整列されているもので
ある。 【0060】したがって、この全色発光型LEDランプ
によれば、各LEDチップに対応してそれぞれ独立的に
レンズが設けられているので、各LEDチップからの
赤、緑及び青の各放射光は、それぞれ対応するレンズに
よって同じ広がりで均一に、しかも効率的に配光され
る。そのため、各色の配光が揃うので見る方向(角度)
により発光色が不均一となることがなく、白色を含む混
合色の混光性が向上し、また、軸上(正面)光度が上
り、より明るく見える効果がある。 【0061】また、III族窒化物半導体からなる青色L
EDチップを使用しているため、輝度が高く、他の2色
とのバランスがとれて、全色にわたって鮮やかな色合い
が得られる。また、3個のLEDチップが円柱形の外囲
体で封止されているため、LEDチップから発せられた
光のロスが少なく効率的に外部放射される。そして、円
柱形の外囲体の上に3個のLEDチップにそれぞれ対応
した三つの凸レンズが設けられているので光軸上の明る
さが増す。特に、それぞれの長軸の方向を一致させてい
るから、LEDチップからの赤色、緑色、及び青色の放
射光は、それらのレンズによってその長軸の方向により
広げられて配光され、このLEDランプの向きを揃えて
配列することにより、その方向に広角度なディスプレイ
装置を構成することができる。さらに複数のリードは、
前記外囲体の底部から一直線状に整列して延出してお
り、比較的多くの本数からなるリードは平面的に整列さ
れているので、自動実装のためのテーピングが可能とな
る。つまり、その平面的に並ぶリードを粘着テープとテ
ープ台紙との間に貼り付けてテーピング部品とし、それ
を自動実装機に供給することができる。したがって、自
動実装を容易に行うことができ、またそれによって組み
付けコストを低減し、ディスプレイ装置を多量に、低加
工費で生産することができる。
色と緑色と青色の放射光をそれぞれ放射する3個の発光
ダイオードチップを備えた全色発光型発光ダイオードラ
ンプ(RGBランプ)に関するものであり、特に、その
配光性を向上した全色発光型発光ダイオードランプに関
するものである。 【0002】 【従来の技術】従来より、小さな半導体発光素子である
発光ダイオード(なお、以下においてはこの発光ダイオ
ードを単に『LED』とも表記する)のランプは、パイ
ロットランプや各種のインジケータとしてだけでなく、
これを縦横に多数配列してドットマトリックスを形成
し、文字、図形等を発光表示するディスプレイ装置とし
ても使用されている。そして近年では、このようなディ
スプレイ装置は、単色から多色化、更には白色を含む全
色(フルカラー)化が推進される一方、単純な図形等の
表示から画像表示へと進展し、特に最近では、カラーテ
レビとしての応用についても検討されている。 【0003】このような全色(フルカラー)ディスプレ
イ装置は、一般には、光の3原色である赤色、緑色、及
び青色をそれぞれ発光する3種類のシングルLEDラン
プを使用し、これらを多数分散配列して形成される。そ
して、それらの各色LEDランプを選択的に点灯作動す
ることにより、白色を含む実質的に全色の発光表示を行
うことができる。ただし、このように形成された多数の
シングルLEDランプの配列からなる発光表示面は、各
LEDランプ間または各LEDチップ間の間隔が比較的
広いため、一般にきめが荒い傾向にある。 【0004】その一方、近年における青色LEDチップ
の発光効率の向上にも伴って、その青色LEDチップを
赤色LEDチップと緑色LEDチップと共に合せて備え
ることにより、単一のLEDランプとしてコンパクトに
形成した全色発光型LEDランプ(RGBランプ,3原
色ランプ,フルカラーLEDランプ)も、例えば、特開
平4−365382号公報、特開平5−251749号
公報等において知られている。具体的には、この全色発
光型LEDランプは、それらの3個のLEDチップを備
え、また、それに対応する本数のリードを備える他は通
常のシンングルLEDランプと同様に形成され、それら
の3個のLEDチップがリードとしてのリードフレーム
にボンディングされて電気的に接続されると共に、透明
エポキシ樹脂等からなる樹脂モールドによって封止され
ている。そして、LEDチップを取囲んで保護し、か
つ、封止する外囲体としての樹脂モールドは円柱状に形
成され、また、先端に一体に設けられたレンズと共に、
全体の外形は砲弾状の形状に形成されている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
LEDランプのマトリックスからなる全色(フルカラ
ー)ディスプレイ装置が、特に、カラーテレビ等として
適用される場合には、十分な輝度だけでなく、表示画像
のきめが細かく、即ち、解像度がよく、鮮明(明瞭)で
あることが重要である。そして、この表示画像のきめの
細かさ等の特性は、1個のLEDチップを備えたシング
ルランプを各色組合せて用いるよりも、それら3個の各
色LEDチップを合せて備えた上述の全色発光型LED
ランプを用いることによって、より容易に得ることがで
きる。 【0006】しかしながら、従来知られた全色発光型L
EDランプは、これを用いて実際にディスプレイ装置を
形成した場合、必ずしも十分な混色性等が得られない傾
向があった。即ち、従来の砲弾形の全色発光型LEDラ
ンプは、点光源を形成する各LEDチップが単一のレン
ズを共有する形態のものであり、少なくとも2個のLE
Dチップは必然的にそのレンズの光軸から外れて配置さ
れることになるため、配光の方向が互いに不均一とな
り、それによって、特に白色の混合色の混色性が十分で
はなく、また、見る位置(角度)によって発光色に差が
生じる傾向があった。更に、配光が分散することは軸上
(正面)の明るさが減少することでもあり、好ましいこ
とではなかった。 【0007】ところでまた、赤色、緑色、青色の3個の
LEDチップを備えた全色発光型LEDランプでは、各
LEDチップをそれぞれ独立的に点灯制御するために、
そのリードとしては6本のリードか、コモンリードを用
いた場合でも少なくとも4本のリードが必要である。し
かし、そのように比較的多くのリードを有する全色発光
型LEDランプであっても、ディスプレイ装置の作製に
際して、ディスプレイ基板への組付けは自動実装機によ
って自動的に行われ得ることが望ましく、そしてそのた
めに、その自動実装時の供給方法として「テーピング」
が適用できることが有利である。即ち、テーピングによ
る供給方法が可能であると、それによって自動実装が容
易となり、組付けコストを低減し、また、ディスプレイ
装置を多量に生産することができる。 【0008】そこで、本発明は、赤、緑、及び青の各色
光を均一に配光することができ、それによって、混色性
を向上し、また、見る方向(角度)による色の差をなく
し、更に、軸上(正面)の明るさを高めることができる
全色発光型LEDランプの提供を第1の課題とするもの
である。 【0009】また、本発明は、第1の課題に加えて、自
動実装を容易に行うことができる全色発光型LEDラン
プの提供を第2の課題とするものである。 【0010】 【課題を解決するための手段】上記の本発明の第1の課
題は、基本的には、LEDチップからの放射光を配光す
るレンズを、それぞれのLEDチップに対して、それぞ
れ独立して設けることによって解決することができる。 【0011】即ち、請求項1にかかる全色発光型LED
ランプは、赤色光を放射する赤色発光ダイオードチッ
プ、緑色光を放射する緑色発光ダイオードチップ、及び
青色光を放射するIII族窒化物半導体からなる青色発光
ダイオードチップとからなる3個の発光ダイオードチッ
プと、前記3個の発光ダイオードチップのそれぞれと電
気的に接続された複数本のリードと、前記3個の発光ダ
イオードチップの周囲を取り囲んで保護し、かつ、封止
する略円柱形の外囲体と、前記3個の発光ダイオードチ
ップのそれぞれに対応し、前記略円柱形の外囲体の上方
に、互いに独立的に設けられ、前記3個の発光ダイオー
ドチップの偏倚される各放射光の広がりを互いに一致す
るように、球体を1軸に沿って引伸ばした橢球体を略半
分以下に切断した形状の3個の凸レンズとを具備し、前
記3個の凸レンズは、1個のレンズを中心としてその両
側に2個のレンズを、前記1個のレンズの長軸と平行に
外接させ、また、前記複数のリードは、前記外囲体の底
部から一直線上に整列して延出することによって、前記
複数のリードが平面的に整列されているものである。 【0012】したがって、赤色、緑色、及び青色の3個
のLEDチップにそれぞれ対応して、つまり、光軸に一
致させて、3個のレンズが互いに独立的に設けられてい
るので、各LEDチップから放射された各色の放射光
は、対応するレンズにより、それぞれ同じ広がりで効率
的に配光される。そのため、混色性が向上し、また、見
る方向(角度)による色の差がなくなり、更に、軸上
(正面)の明るさが高められる。 【0013】また、III族窒化物半導体からなる青色L
EDチップを使用しているため、輝度が高く、他の2色
とのバランスがとれて、全色にわたって鮮やかな色合い
が得られる。また、3個のLEDチップが円柱形の外囲
体で封止されているため、LEDチップから発せられた
光のロスが少なく効率的に外部放射される。そして、円
柱形の外囲体の上に3個のLEDチップにそれぞれ対応
した三つの凸レンズが設けられているので光軸上の明る
さが増す。特に、それぞれの長軸の方向を一致させてい
るから、LEDチップからの赤色、緑色、及び青色の放
射光は、それらのレンズによってその長軸の方向により
広げられて配光され、このLEDランプの向きを揃えて
配列することにより、その方向に広角度なディスプレイ
装置を構成することができる。さらに複数のリードは、
前記外囲体の底部から一直線状に整列して延出してお
り、比較的多くの本数からなるリードは平面的に整列さ
れているので、自動実装のためのテーピングが可能とな
る。つまり、その平面的に並ぶリードを粘着テープとテ
ープ台紙との間に貼り付けてテーピング部品とし、それ
を自動実装機に供給することができる。したがって、自
動実装を容易に行うことができ、またそれによって組み
付けコストを低減し、ディスプレイ装置を多量に、低加
工費で生産することができる。 【0014】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 【0015】〔第一の実施の形態〕 図1乃至図4は本発明の第一の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すものであり、図1はその全色発光型
LEDランプの斜視図、また図2はその全色発光型LE
Dランプを上方(前方)から見て示す平面図である。ま
た、図3及び図4はその全色発光型LEDランプをそれ
ぞれ図2のA−A切断線、及びB−B切断線に沿って切
断して示す断面図である。 【0016】図1乃至図4のように、全体を10で示す
本実施の形態のLED(発光ダイオード)ランプは、発
光素子として、pn接合された光半導体の結晶体からな
る3個のLEDチップ11、即ち、光の3原色である赤
色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ放射する赤色LE
Dチップ11Rと、緑色LEDチップ11Gと、青色光
を放射する青色LEDチップ11Bとを備えて形成され
ている。したがって、このLEDランプ10は、『RG
Bランプ』等とも呼ばれる全色発光型LEDランプとし
て形成され、それらの三色のLEDチップ11R,11
G,11Bをそれぞれ単独で、或いは2個または全部を
組合せて選択的に点灯作動することにより、赤、緑、青
の各色だけでなく、それらの混合彩色と白色を含む実質
的に全色の光を発光する。 【0017】なお、これらの各色のLEDチップ11に
おいて、赤色LEDチップ11Rは、例えば、ガリウム
アルミニウム砒素(GaAlAs)より形成することが
できる。また、緑色LEDチップ11Gは、例えば、比
較的高い光度を得ることができるIII 族窒化物半導体
(Inx1Aly1Ga1−x1−y1N、但し、0≦
x1,y1≦1)より、更に、青色LEDチップ11Bは、
例えば、比較的高い光度を得ることができる同様のIII
族窒化物半導体(Inx2Aly2Ga1−x2−y2
N、但し、0≦x2,y2≦1)より、それぞれ形成するこ
とができる。 【0018】具体的には、本実施の形態の全色発光型L
EDランプ10は樹脂封止のリードフレームタイプとし
て形成され、赤、緑、青の各色LEDチップ11R,1
1G,11Bはフレームを兼ねた外部リードを形成する
リードフレーム12にそれぞれ支持され、また、電気的
に接続されている。即ち、特に図3に示すように、リー
ドフレーム12はカソードとアノードとのいずれかをそ
れぞれ形成するメインリードフレーム12aとサブリー
ドフレーム12bとの対からなり、各色LEDチップ1
1R,11G,11Bはそのメインリードフレーム12
aの先端に形成された反射皿(ミラー)13内にダイボ
ンディングにより固定され、それによって裏側の表面電
極が電気的に接続されると共に、表側の表面電極は、金
線14を介してワイヤボンディングすることによって、
サブリードフレーム12bに電気的に接続されている。
ただし、青色LEDチップ11Bと緑色LEDチップ1
1Gは両電極を共に表側に有しているため、メインリー
ドフレーム12aとは金線14によって電気的に接続さ
れている。なお、LEDチップ11のダイボンディング
用のメインリードフレーム12aと、ワイヤボンディン
グ用のサブリードフレーム12bとのいずれをカソード
とし、またはアノードとするかは、各LEDチップ11
R,11G,11Bの接合構造等に基づいて、それらに
順方向の電流が流れるように決められる。 【0019】そして、これらの各色LEDチップ11
R,11G,11Bと、それらにそれぞれ接続された6
本のリードフレーム12の先端部は、これらを保護しか
つ封止するために、光透過性の樹脂、例えば、透明なエ
ポキシ樹脂からなり、抜き勾配は有するが実質的に円柱
状である樹脂モールド15によって被覆され、取囲まれ
ている。更に、この樹脂モールド15の先端部には、略
半橢球状[球体を1軸に沿って引伸ばしたラグビーボー
ル様の橢球体(回転橢円体,紡錘体)を、略半分または
それ以下に切断した形状]の凸レンズからなる3個のレ
ンズ16が、それぞれのLEDチップ11R,11G,
11Bに対応して、即ち、各LEDチップ11に対して
実質的に光軸を一致させて、一体に形成されている。な
お、これらの3個のレンズ16は互いに同一の形状に形
成され、口径と焦点距離とが同じである。そのため、各
LEDチップ11R,11G,11Bから放射された
赤、緑、青の放射光は、光透過性の樹脂モールド15を
通り、それぞれ対応するレンズ16によって配光され
て、互いに同じ広がりで前方(図の上方側)に指向的に
放射されるようになっている。ただし、本実施の形態で
は、それらのレンズ16が略半橢球状に形成されている
ことによって、赤、緑、青の各放射光は、そのレンズ1
6の長くされた方向の側に、即ち、長軸側により広げら
れて配光されるようになっている。そして、それらの各
放射光の広がりが偏倚される方向が互いに一致するよう
に、略半橢球状のそれらのレンズ16は同じ向きで、即
ち、長軸方向を一致させて配列されている。 【0020】ここで、各LEDチップ11R,11G,
11Bは、平面的に、即ち、同じ高さ位置で、また、相
互にできるだけ等しい間隔となるように配置されてい
る。つまり、これらを点として相互に接続した場合に、
これらを頂点とする三角形ができる限り正三角形に近い
形状となるように配置されている。ただし、このLED
チップ11の配置と相互の間隔は、3個のレンズ16の
配列にも基づいている。即ち、図2のように、略半橢球
状の凸レンズからなる3個の各レンズ16は、これらは
平面視においては橢円の形状となるが、1個のレンズ1
6を中心としてその両側にそれぞれ1個のレンズ16
を、その長軸と平行に外接させて、かつ、その長軸方向
にずらした状態で、配列されている。そして、その配列
は、円柱状の樹脂モールド15が平面視において形成す
る円が、できるだけ小さな径でそれらの3個のレンズ1
6に内接するものとされている。つまり、各LEDチッ
プ11R,11G,11Bは、これらの相互の間隔がで
きるだけ等しくなるように配置される一方、円柱状の樹
脂モールド15ができるだけ小さな径で形成され得るよ
うに、即ち、それらのLEDチップ11にそれぞれ対応
する半橢球状の3個の各レンズ16を平行に並列したと
きに、これらに内接する円ができるだけ小さな径となる
ように配置されている。 【0021】なお、本実施の形態において、メインリー
ドフレーム12aとサブリードフレーム12bとからな
る各LEDチップ11に対応する対のリードフレーム1
2は、各レンズ16の長軸方向に沿って並列され、その
まま樹脂モールド15の底部から延出されている。そし
て、この合計6本のリードフレーム12の配列は、それ
らのリード端がバランスよく分布される点で最も好まし
いものであるが、リードフレーム12自体の具体的形状
等に応じてその他の適宜な配列とすることもできる。ま
た、並列された3個のレンズ16に対応するLEDチッ
プ11の配置は、ここでは赤色のLEDチップ11Rを
中心としているが、その他の適宜の順序とすることがで
きる。 【0022】このように、本第一の実施の形態の全色発
光型LEDランプ10は、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしての6本のリードフレーム1
2と、これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲ん
で保護し、かつ、封止する外囲体としての樹脂モールド
15と、この樹脂モールド15と一体に形成され、LE
Dチップ11からの放射光を配光する略半橢球状の凸レ
ンズからなるレンズ16とを基本的に備え、そして、こ
のレンズ16が、各LEDチップ11R,11G,11
Bに対応してそれぞれ独立的に3個設けられたものであ
る。 【0023】したがって、この全色発光型LEDランプ
10によれば、光の3原色である赤色、緑色、及び青色
の光をそれぞれ放射する3個のLEDチップ11を備え
るため、コンパクトな単一なLEDランプの形状であり
ながら、これらのLEDチップ11を選択的に点灯する
ことによって、同時点灯による白色の混合色を含めた実
質的に全色を発光することができる。そのため、このL
EDランプ10は、パイロットランプや各種インジケー
タ等としても利用することができるが、多数個を配列し
て表示板やカラーテレビ等のディスプレイ装置を形成す
るために特に有利に使用することができ、高輝度で、鮮
明な(解像度が高い)発光表示面を形成することができ
る。 【0024】そして、特に、この全色発光型LEDラン
プ10においては、3個のレンズ16が各LEDチップ
11R,11G,11Bに対応してそれぞれ独立的に設
けられているので、それらのLEDチップ11R,11
G,11Bから放射される赤色光、緑色光、及び青色光
を、それらのレンズ16によって、それぞれ独立的に同
じ広がりで配光することができる。そのため、各色の配
光が揃うので、混色性が向上すると共に、見る位置(方
向)によって発光色に差が生じることが防止される。ま
た、単一のレンズによって配光する従来の場合と比較し
て、各LEDチップからの放射光をより効率的に配光す
ることができるため、軸上(正面)の明るさをより高め
ることができる。 【0025】また、本第一の実施の形態の全色発光型L
EDランプ10においては、各LEDチップ11に対応
する3個のレンズ16が略半橢球状に形成されていると
共に、それぞれの長軸の方向を一致させて並列して配列
されている。そのため、LEDチップ11からの赤色、
緑色、及び青色の放射光は、それらのレンズ16によっ
てその長軸の方向により広げられて配光されるので、こ
のLEDランプ10を向きを揃えて配列することによ
り、その方向に広角度なディスプレイ装置を構成するこ
とができる。 【0026】ただし、凸レンズからなるこのレンズ16
の形状は、上記のような平面視が橢円である半橢球状
(半紡錘体状)だけでなく、例えば、次の実施の形態の
ような平面視が完全な円である略半球状の形状であるこ
ともできる。そして、この場合、LEDチップ11R,
11G,11Bの配置は、3個のその半球状のレンズを
それらに対応させて独立的に形成できる範囲において適
宜に配置できるが、相互の間隔が等しい正三角形状に配
置することが最も好ましく、また、それらの3個のレン
ズも互いに外接する配列が最も好ましい。それによっ
て、どの方向に対しても配光が均一で方向性がなく、し
かも、最も混色性のよい全色発光型LEDランプを得る
ことができる。更に、このレンズ16は、三角錐等の角
錐状、或いは亀の甲羅様の多面体状の形状であることも
できる。それによって、種々の興趣のある配光を得るこ
とができる。 【0027】ところで、本実施の形態では、直線状の6
本のリードフレーム12をそのまま樹脂モールド15の
底部から延出させているが、これらのリードフレーム1
2を途中で折曲げること等によって、外囲体としての樹
脂モールド15の下部から一直線状に平面的に整列した
状態で延出させるようにすることもできる。そして、こ
のようにすることによって、自動実装機によって自動実
装する場合のテーピングによる供給方法が可能となり、
ディスプレイ装置を効率的に多量に生産することがで
き、組付けコストと加工コストを低減することができ
る。しかし、実際的には、6本ものリードフレームを一
直線状に整列させることは、LEDランプ10自体がコ
ンパクトに形成されるだけに困難であり、また製造コス
トも比較的増大する。そのため、テーピングを可能とす
るためにリードフレームを一直線状に整列させる場合に
は、次の第二の実施の形態のように、コモンリードフレ
ームを用いてリードフレームの本数を4本とすることが
好ましい。 【0028】〔第二の実施の形態〕 図5乃至図7は本発明の第二の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すもものであり、図5はその全色発光
型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、図6
は図5のC−C切断線に沿った断面図、図7は図5の右
側方向からみた、つまり、C−C切断線とは直交する方
向からみた側面図である。なお、これらの図において、
図1乃至図4に示す第一の実施の形態の全色発光型LE
Dランプ10と同一または相当する構成部分には、同一
の符号を使用してその詳細な説明を省略する。 【0029】図5乃至図7のように、全体を20で示す
本第二の実施の形態の全色発光型LEDランプは、第一
の実施の形態と同様にリードフレームタイプとして形成
したものであるが、そのリードフレームは、各LEDチ
ップに個別なメインリードフレーム(個別メインリード
フレーム)と、共通なサブリードフレーム(コモンサブ
リードフレーム)との4本のリードフレームからなって
いる。また、凸レンズからなるレンズは、ここでは、通
常の凸レンズの形状である略半球状に形成されている。 【0030】即ち、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ20は、第一の実施の形態と同様に、赤色LEDチ
ップ11Rと緑色LEDチップ11Gと青色LEDチッ
プ11Bとを備え、これらは円柱状の樹脂モールド15
に埋設され、保護され封止されていると共に、その樹脂
モールド15の上方先端部には、それらの各LEDチッ
プ11と対応して略半球状の凸レンズからなる3個のレ
ンズ16が一体に形成されている。 【0031】そして、特に図6及び図7のように、それ
らの各LEDチップ11は、カソードまたはアノードの
いずれかをなすメインリードフレーム22aの反射皿1
3内にボンディングされ、且つ、その一側の電極がそれ
に直接または金線14を介して電気的に接続されてい
る。この点は第一の実施の形態と同様であるが、カソー
ドまたはアノードの他方を形成するサブフレームは単一
のコモンサブリードフレーム22bとして形成され、各
LEDチップ11の他側の電極はこのフレーム22bに
金線14を介して共に接続されている。したがって、リ
ードフレーム22は合計4本からなっている。 【0032】ここで、赤色、緑色、及び青色の各LED
チップ11R,11G,11Bは、平面的に、即ち、同
じ高さ位置で、かつ、相互に等しい間隔で配置されてい
る。つまり、これらを点として相互に接続した場合に、
これらを頂点とする正三角形が形成されるように配置さ
れている。また、その相互の間隔は、対応する略半球状
のレンズ16が相互に外接する最小の間隔とされてい
る。即ち、図5のように、3個のレンズ16は平面視に
おいて相互に外接する外接円を形成し、それぞれの中心
(光軸)に各LEDチップ11R,11G,11Bが配
置されている。そして、円柱状の樹脂モールド15は最
小の径となるように、即ち、平面視においてそれらの3
個のレンズ16を取囲む内接円の形状とされている。 【0033】また、本実施の形態において、上記の4本
のリードフレーム22は樹脂モールド15の底部から、
そのほぼ直径上に一直線状に整列して、即ち、平面的に
一列に並んで、下方(光の放射方向と反対方向)に延出
している。具体的には、通常通りの1本の直線状に形成
されたコモンサブリードフレーム22bは、3個のLE
Dチップ11が形成する正三角形の配置の中心から少し
だけオフセットして位置されていると共に(図5)、各
LEDチップ11が先端にボンディングされた3本のメ
インリードフレーム22aは、図6及び図7のように、
樹脂モールド15内において折曲げて形成され、それに
よって、下方部分がコモンサブリードフレーム22bを
含む直径上の面内に位置され、またその面内においてほ
ぼ均等に並列するようにされている。つまり、図5の平
面視において、3本のメインリードフレーム22aとコ
モンサブリードフレーム22bとは、図示されない下方
部分が樹脂モールド15の左右方向の直径上に、相互に
ほぼ一定の間隔で整列されている。 【0034】このように、本第二の実施の形態の全色発
光型LEDランプ20は、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしてのリードフレーム22と、
これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲んで保護
し、かつ、封止する外囲体としての樹脂モールド15
と、この樹脂モールド15と一体に形成され、LEDチ
ップ11からの放射光を配光する略半球状の凸レンズか
らなるレンズ16とを備え、そして、このレンズ16
が、各LEDチップ11R,11G,11Bに対応して
それぞれ独立的に3個設けられたものである。なお、よ
り具体的には、リードフレーム22は、各LEDチップ
11がそれぞれボンディングされた3本のメインリード
フレーム22aと、各LEDチップ11に共通する単一
のコモンサブリードフレーム22bとからなっている。 【0035】したがって、この全色発光型LEDランプ
20によれば、特に、3個のレンズ16が各LEDチッ
プ11R,11G,11Bに対応してそれぞれ独立的に
設けられているので、それらのLEDチップ11R,1
1G,11Bから放射される赤色光、緑色光、及び青色
光を、それらのレンズ16によって、それぞれ独立的に
同じ広がりで配光することができる。そのため、第一の
実施の形態と同様に、混色性を向上し、また、見る位置
による発光色の差をなくし、更に、軸上(正面)の明る
さをより高めることができる効果がある。 【0036】また、本実施の形態においては、特に、
赤、緑、及び青のLEDチップ11R,11G,11B
が相互に等しい間隔で正三角形状に配置され、また、こ
れらにそれぞれ対応する3個の半球状のレンズ16が互
いに外接して形成されている。そのため、最も混色性の
よい全色発光型LEDランプを得ることができると共
に、最もコンパクトに形成することができる。 【0037】更に、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ20においては、外部リードとしての4本のリード
フレーム22を、一直線状に平面的に整列した状態で、
外囲体としての樹脂モールド15の底部から延出させて
いる。そのため、自動実装機により、このLEDランプ
20を実装基板に多数組付けてディスプレイ装置を作製
する場合、その供給手段としてテーピングを適用するこ
とができる。即ち、通常のシングルLEDランプの場合
と同様に、その整列したリードフレーム22を粘着テー
プに付着させてテーピング部品とし、そしてその形で自
動実装機に供給することができる。したがって、自動実
装機による自動実装が可能となるため、ディスプレイ装
置を効率的に多量に生産することができ、組付けコスト
と加工コストを低減することができる。また、そのよう
な自動実装によって最適にそのLEDランプ20を配置
できるため、混色性及び明るさのバランスが良い良質な
ディスプレイ装置を形成することができる。 【0038】ところで、上記の実施の形態では、4本の
リードフレーム22を一直線状に整列させるために、具
体的には、各メインリードフレーム22aを所定量だけ
折曲げて、コモンサブリードフレーム22bを含む直径
上の面内に位置付けている。しかし、この種の実施の形
態においては、リードフレーム22を一直線状に整列さ
せる手段は他の適宜な手段でよく、例えば、4本のリー
ドフレーム22の全てを樹脂モールド15内で折曲げ
て、適宜の面内に整列させることもできる。なお、整列
するそれらのリードフレーム22のピッチは、実装上一
定であることが望ましく、また、そのピッチの値(mm)
は2.54、1.76、または1.27が好ましい。し
かし、このピッチは、LEDチップ11とリードフレー
ム22の配置の関係等の点から、必ずしも一定である必
要はなく、また、その値も限定されるものではない。 【0039】また、この種の実施の形態において、3個
のレンズ16は平面視が円形の略半球状だけでなく、そ
の他の形状、例えば、第一の実施の形態のような平面視
が橢円形である略半橢球状の形状であることもできる。
また、3個のLEDチップ11R,11G,11Bは、
正三角形状の配置だけでなく、3個のレンズ16をそれ
らに対応させて独立的に形成できる限りにおいて、適宜
に配置することができる。そして、それらに応じて、コ
モンサブリードフレーム22bの配置も適宜に決めるこ
とができる。 【0040】〔第三の実施の形態〕 図8及び図9は本発明の第三の実施の形態の全色発光型
LEDランプを示すもものであり、図8はその全色発光
型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、図9
は図8のD−D線に沿った断面図である。なお、これら
の図において、図1乃至図7に示す第一及び第二の実施
の形態の全色発光型LEDランプ10,20と同一また
は相当する構成部分には、同一の符号を使用してその詳
細な説明を省略する。 【0041】図8及び図9のように、全体を30で示す
本第三の実施の形態の全色発光型LEDランプは、所
謂、「パラボラ形」として構成したものであり、赤色L
EDチップ11R、緑色LEDチップ11G、及び青色
LEDチップ11Bを、共に、比較的大きなパラボラ形
の反射皿31にボンディングしたものである。より詳細
には、本実施の形態では、この反射皿31は細長い橢円
形状に形成され、それらの3個のLEDチップ11が、
この細長い反射皿31内に、その長さ方向に沿ってほぼ
等間隔ではあるが列状に配置されている。 【0042】したがって、リードとしてのリードフレー
ム32は、特に図9のように、カソード及びアノードの
いずれか一方をなし、先端にそのパラボラ形の反射皿3
1が形成された単一のリードフレームを構成するコモン
メインリードフレーム32aと、カソード及びアノード
の他方をなし、各LEDチップ11に個別な3本のサブ
リードフレーム32bとからなっている。そして、各L
EDチップ11R,11G,11Bは、その一側電極が
そのコモンメインリードフレーム32aの反射皿31に
直接または金線14を介して電気的に接続されると共
に、他側電極が各サブリードフレーム32bの先端に金
線14を介して電気的に接続され、それによってそれら
の各LEDチップ11が互いに独立的に点灯できるよう
にされている。また、それらのLEDチップ11とリー
ドフレーム32の先端部分は、第一、第二の実施の形態
の場合と同様に、外囲体としての樹脂モールド15によ
り封止され、保護されている。なお、この樹脂モールド
15は実質的に円柱状に形成されているが、その下端部
には、上下方向の位置決めのための環状係止部33が一
体に形成され、また、その一部には周方向の位置決めの
ために平坦な切欠部34が設けられている。 【0043】なおここで、本実施の形態においては、3
本の各サブリードフレーム32bは、コモンメインリー
ドフレーム32aの反射皿31の長さ方向と直交して、
それの両側に分けて配置されている。したがって、外部
リードとしての合計で4本のリードフレーム32は、円
柱状の樹脂モールド15のほぼ直径上に一直線状に整列
して、その底部から延出している。 【0044】そして、第一、第二の実施の形態の場合と
同様に、各LEDチップ11R,11G,11Bに対応
して、樹脂モールド15の上方先端部には、それぞれ独
立的に3個のレンズ16が一体に設けられている。ただ
し、それらのLEDチップ11が1列に配置された本実
施の形態においては、これらのレンズ16は、第一の実
施の形態と同様な上面視が橢円形である略半橢球状に形
成され、そして、短軸側を互いに接した状態で並列して
配列されている。つまり、3個のレンズ16は、LED
チップ11の列と直交する方向に長軸を向けて、積重ね
た形態で配列されている。したがって、各LEDチップ
11からの各色の放射光はそれぞれの直上のレンズ16
によって配光されて前方(上方)に放射されるが、本実
施の形態では、それらのレンズ16が半橢球状であるこ
とによって、その配光は、そのレンズ16の長軸方向に
対してより大きく広げられたものとなる。 【0045】このように、本第三の実施の形態の全色発
光型LEDランプ30は、リードフレーム32の具体的
な態様及びLEDチップ11とレンズ16の具体的な配
置の態様が異なるものであるが、これまでの実施の形態
と同様に、光の3原色である赤色、緑色、及び青色の光
をそれぞれ放射する赤色LEDチップ11R、緑色LE
Dチップ11G、及び青色LEDチップ11Bからなる
3個のLEDチップ11と、これらの3個の各色LED
チップ11R,11G,11Bと電気的に接続されたリ
ードとしてのリードフレーム32と、これらの3個のL
EDチップ11の周囲を取囲んで保護し、かつ、封止す
る外囲体としての樹脂モールド15と、各LEDチップ
11R,11G,11Bに対応して独立的に設けられた
3個のレンズ16とを具備するものである。 【0046】したがって、この全色発光型LEDランプ
30の効果はこれまでの実施の形態と同様であり、各L
EDチップ11からの放射光は対応する各レンズ16に
より同じ広がりで揃えて配光されるため、混色性を向上
し、また、見る位置による発光色の差をなくし、更に、
軸上(正面)の明るさをより高めることができる。 【0047】また、本実施の形態では、3個のレンズ1
6は、1列状に配置されたLEDチップ11に対応し
て、その列の方向と直交する方向に長い半橢球状の形状
に形成されている。そのため、第一の実施の形態の場合
と同様に、その長さ方向に広角度な配光が得られるが、
それだけでなく、全てのLEDチップ11を点灯してそ
れらの混合色である白色を発光させるとき、その列に従
った筋状の配光ではなく、全体としてより広がりのある
配光が得られる。つまり、レンズ16としては、第二の
実施の形態のような平面視が円形である略半球状に形成
することもできるが、LEDチップ11が列状に配置さ
れる場合には、本実施の形態のように、その列の方向と
は直角方向に長い略半橢球状に形成することがより好ま
しい。そして、レンズ16を略半球状の形状に形成する
場合には、第二の実施の形態のように、各LEDチップ
11を正三角形、またはそれに近い三角形状に配置する
ことが好ましい。なおこの場合、パラボラ形の反射皿3
1はそのような略正三角形に形成され、各LEDチップ
11はそれの各角部近傍に配置され、ボンディングされ
ることになる。 【0048】更に、本実施の形態の全色発光型LEDラ
ンプ30においては、細長い橢円形状のパラボラ形の反
射皿31を備えたコモンメインリードフレーム32aに
対して、3本のサブリードフレーム32bは、その反射
皿31の長さ方向と直交して、それの両側に分けて配置
されている。そのため、円柱状の樹脂モールド15は、
その反射皿31の長さ、または各LEDチップ11と対
応して設けられた略半橢球状の3個のレンズ16の積重
ねの高さに相当する径で形成することができるので、最
も小さな径で形成することができ、全色発光型としての
LEDランプ30を最もコンパクトに形成することがで
きる。 【0049】また、それと共に、それらの合計で4本の
リードフレーム32は、外囲体としての樹脂モールド1
5の底部から一直線状に整列して延出している。そのた
め、自動実装の際のテーピングが可能となり、この全色
発光型LEDランプ30が多数組付けられたディスプレ
イ装置を多量に生産することができ、組付けコストと加
工コストを低減できる効果がある。 【0050】〔第四の実施の形態〕 図10乃至図12は本発明の第四の実施の形態の全色発
光型LEDランプを示すものであり、図10はその全色
発光型LEDランプを上方から見て示す平面図、また、
図11は図10のE−E切断線に沿った断面図、更に、
図12は図11のF−F切断線に沿った断面図である。
なお、これらの図中、第一乃至第三の実施の形態と同一
または相当する構成部分には同一の符号を使用してい
る。 【0051】図10乃至図12のように、全体を40で
示す本第三実施形態の全色発光型LEDランプは、反射
タイプ(リフレクトタイプ)として形成したものであ
る。即ち、この全色発光型LEDランプ40は、耐熱性
の硬質樹脂またはセラミックス材料から形成された基体
(ステム)41と、この基体41の表面上に一体的に接
合されたリードフレーム42とを備え、このリードフレ
ーム42上に、赤色、緑色、青色の各色光を放射する3
個のLEDチップ11R,11G,11Bが、互いに等
しい間隔で正三角形状に配置されている。 【0052】詳細には、特に図12に示すように、この
リードフレーム42は、導電性の薄板材から形成された
3本の端子を有する単一のコモンリードフレーム42a
と3個の個別リードフレーム42bとからなり、それら
の端子は基体41の側面に形成された溝41a(図1
1)を通って下方に延びている。なお、外部リードとし
てのこれらのリードフレーム42の端子部分はいずれも
基体41の下部において水平に曲られており、それによ
って、LED実装基板に対して面実装できるようになっ
ている。そして、各LEDチップ11R,11G,11
Bは、3個の個別リードフレーム42bにそれぞれボン
ディングされ、また、それに一側の電極が接続されると
共に、他側の電極は金線14を介してコモンリードフレ
ーム42aに電気的に接続されている。 【0053】また、基体41上には擂り鉢状に傾斜し、
白色の光反射性の内面を有する反射体43が3個のLE
Dチップ11R,11G,11Bの周囲を取囲むように
一体的に接合され、更に、その反射体43の内側空間に
は、エポキシ樹脂等の光透過性樹脂材料からなる樹脂モ
ールド44がポッティングされ、LEDチップ11を封
止し、また保護している。なお、これらの基体41と反
射体43とは、3個のLEDチップ11の配置と対応し
て略正三角形の断面形状で形成され、したがって、基体
41及び反射体43と樹脂モールド44とによって構成
される外囲体は、ここでは略正三角柱状に形成されてい
る。つまり、各LEDチップ11は略正三角形の断面形
状の反射体43の各角部の近傍にそれぞれ配置され、こ
れによって、全色発光型LEDランプ40が最もコンパ
クトに形成されている。 【0054】そして、樹脂モールド44の上面には、各
LEDチップ11R,11G,11Bとそれぞれ対応し
て、略半球状の凸レンズからなるレンズ16が一体に形
成されている。なお、この3個のレンズ16の配置は図
5の第二の実施の形態の場合と同じであり、平面視で円
形である3個のレンズ16が互いに外接する配置とされ
ている。したがって、各LEDチップ11からの放射光
は樹脂モールド44を透過し、またその一部は反射体4
3の壁面により反射されて前方に向い、それぞれに対応
する直上のレンズ16によって前方に効率的に、かつ、
均一に配光される。 【0055】このように、本第四の実施の形態の全色発
光型LEDランプ40は反射タイプとして具体化したも
のであるが、基本的には、光の3原色である赤色、緑
色、及び青色の光をそれぞれ放射する赤色LEDチップ
11R、緑色LEDチップ11G、及び青色LEDチッ
プ11Bからなる3個のLEDチップ11と、これらの
3個の各色LEDチップ11R,11G,11Bと電気
的に接続されたリードとしてのリードフレーム42と、
これらの3個のLEDチップ11の周囲を取囲んで保護
し、かつ、封止する外囲体としての基体41及び反射体
43、及び樹脂モールド44と、各LEDチップ11
R,11G,11Bに対応して独立的に設けられた3個
のレンズ16とを具備するものである。 【0056】そのため、この全色発光型LEDランプ4
0によれば、第一乃至第三の実施の形態の場合と同様
に、各LEDチップ11からの放射光は対応する各レン
ズ16により効率的に、しかも同じ広がりで揃えて配光
されるため、混色性が向上し、また、見る位置による発
光色の差がなく、更に、軸上(正面)の明るさがより高
められる効果がある。 【0057】また、上記の実施の形態では、リードフレ
ーム42を基体41の下端で折曲げて面実装型のLED
ランプとしたが、そのリードフレーム42は、外囲体と
しての基体41の底部から下方に延出するように適宜変
更できる。そして、その場合、延出するそれらのリード
フレーム42を一直線状に整列させることによって、前
述のように、自動実装の際のテーピングを可能とするこ
とができる。 【0058】本発明の全色発光型LEDランプは、この
ように種々の形態で具体化することができ、その他に
も、例えば、リードフレームに代えてプリント配線基板
を支持基体として用い、それに赤、緑、青の各LEDチ
ップをボンディングして配置することができ、また、外
囲体を中空のハウジングとして形成することもできる。
ただし、これらの場合にも、各LEDチップに対応し
て、その放射光を配光するレンズがそれぞれ独立的に設
けられる。 【0059】 【発明の効果】以上のように、請求項1にかかる全色発
光型LEDランプは、赤色光を放射する赤色発光ダイオ
ードチップ、緑色光を放射する緑色発光ダイオードチッ
プ、及び青色光を放射するIII族窒化物半導体からなる
青色発光ダイオードチップとからなる3個の発光ダイオ
ードチップと、前記3個の発光ダイオードチップのそれ
ぞれと電気的に接続された複数のリードと、前記3個の
発光ダイオードチップの周囲を取り囲んで保護し、か
つ、封止する略円柱形の外囲体と、前記3個の発光ダイ
オードチップのそれぞれに対応し、前記略円柱形の外囲
体の上方に、互いに独立的に設けられ、前記3個の発光
ダイオードチップの偏倚される各放射光の広がりを互い
に一致するように、球体を1軸に沿って引伸ばした橢球
体を略半分以下に切断した形状の3個の凸レンズとを具
備し、前記3個の凸レンズは、1個のレンズを中心とし
てその両側に2個のレンズを、前記1個のレンズの長軸
と平行に外接させ、また、前記複数のリードは、前記外
囲体の底部から一直線上に整列して延出することによっ
て、前記複数のリードが平面的に整列されているもので
ある。 【0060】したがって、この全色発光型LEDランプ
によれば、各LEDチップに対応してそれぞれ独立的に
レンズが設けられているので、各LEDチップからの
赤、緑及び青の各放射光は、それぞれ対応するレンズに
よって同じ広がりで均一に、しかも効率的に配光され
る。そのため、各色の配光が揃うので見る方向(角度)
により発光色が不均一となることがなく、白色を含む混
合色の混光性が向上し、また、軸上(正面)光度が上
り、より明るく見える効果がある。 【0061】また、III族窒化物半導体からなる青色L
EDチップを使用しているため、輝度が高く、他の2色
とのバランスがとれて、全色にわたって鮮やかな色合い
が得られる。また、3個のLEDチップが円柱形の外囲
体で封止されているため、LEDチップから発せられた
光のロスが少なく効率的に外部放射される。そして、円
柱形の外囲体の上に3個のLEDチップにそれぞれ対応
した三つの凸レンズが設けられているので光軸上の明る
さが増す。特に、それぞれの長軸の方向を一致させてい
るから、LEDチップからの赤色、緑色、及び青色の放
射光は、それらのレンズによってその長軸の方向により
広げられて配光され、このLEDランプの向きを揃えて
配列することにより、その方向に広角度なディスプレイ
装置を構成することができる。さらに複数のリードは、
前記外囲体の底部から一直線状に整列して延出してお
り、比較的多くの本数からなるリードは平面的に整列さ
れているので、自動実装のためのテーピングが可能とな
る。つまり、その平面的に並ぶリードを粘着テープとテ
ープ台紙との間に貼り付けてテーピング部品とし、それ
を自動実装機に供給することができる。したがって、自
動実装を容易に行うことができ、またそれによって組み
付けコストを低減し、ディスプレイ装置を多量に、低加
工費で生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の第一の実施の形態の全色発光
型LEDランプを示す斜視図である。 【図2】 図2は図1の全色発光型LEDランプを上方
(前方)から見て示す平面図である。 【図3】 図3は図2のA−A切断線に沿った断面図で
ある。 【図4】 図4は図2のB−B切断線に沿った断面図で
ある。 【図5】 図5は本発明の第二の実施の形態の全色発光
型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図であ
る。 【図6】 図6は図5のC−C切断線に沿った断面図で
ある。 【図7】 図7は図5の右側から見て示す側面図であ
る。 【図8】 図8は本発明の第三の実施の形態の全色発光
型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図であ
る。 【図9】 図9は図8のD−D切断線に沿った断面図で
ある。 【図10】 図10は本発明の第四の実施の形態の全色
発光型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図
である。 【図11】 図11は図10のE−E切断線に沿った断
面図である。 【図12】 図12は図11のF−F切断線に沿った断
面図である。 【符号の説明】 10,20,30,40 全色発光型LEDランプ 11 LEDチップ 11R 赤色LEDチップ 11G 緑色LEDチップ 11B 青色LEDチップ 12,22,32,42 リードフレーム(リード) 15 樹脂モールド(外囲体) 16 レンズ 41 基体(外囲体) 43 反射体(外囲体) 44 樹脂モールド(外囲体)
型LEDランプを示す斜視図である。 【図2】 図2は図1の全色発光型LEDランプを上方
(前方)から見て示す平面図である。 【図3】 図3は図2のA−A切断線に沿った断面図で
ある。 【図4】 図4は図2のB−B切断線に沿った断面図で
ある。 【図5】 図5は本発明の第二の実施の形態の全色発光
型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図であ
る。 【図6】 図6は図5のC−C切断線に沿った断面図で
ある。 【図7】 図7は図5の右側から見て示す側面図であ
る。 【図8】 図8は本発明の第三の実施の形態の全色発光
型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図であ
る。 【図9】 図9は図8のD−D切断線に沿った断面図で
ある。 【図10】 図10は本発明の第四の実施の形態の全色
発光型LEDランプを上方(前方)から見て示す平面図
である。 【図11】 図11は図10のE−E切断線に沿った断
面図である。 【図12】 図12は図11のF−F切断線に沿った断
面図である。 【符号の説明】 10,20,30,40 全色発光型LEDランプ 11 LEDチップ 11R 赤色LEDチップ 11G 緑色LEDチップ 11B 青色LEDチップ 12,22,32,42 リードフレーム(リード) 15 樹脂モールド(外囲体) 16 レンズ 41 基体(外囲体) 43 反射体(外囲体) 44 樹脂モールド(外囲体)
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平7−321377(JP,A)
特開 平6−310763(JP,A)
特開 平6−90028(JP,A)
特開 平5−37026(JP,A)
実開 平4−40554(JP,U)
実開 平5−38925(JP,U)
実開 平5−59863(JP,U)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H01L 33/00
JICSTファイル(JOIS)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 赤色光を放射する赤色発光ダイオードチ
ップ、緑色光を放射する緑色発光ダイオードチップ、及
び青色光を放射するIII族窒化物半導体からなる青色発
光ダイオードチップとからなる3個の発光ダイオードチ
ップと、 前記3個の発光ダイオードチップのそれぞれと電気的に
接続された複数のリードと、 前記3個の発光ダイオードチップの周囲を取り囲んで保
護し、かつ、封止する略円柱形の外囲体と、 前記3個の発光ダイオードチップのそれぞれに対応し、
前記略円柱形の外囲体の上方に、互いに独立的に設けら
れ、前記3個の発光ダイオードチップの偏倚される各放
射光の広がりを互いに一致するように、球体を1軸に沿
って引伸ばした橢球体を略半分以下に切断した形状の3
個の凸レンズとを具備し、前記3個の凸レンズは、1個
のレンズを中心としてその両側に2個のレンズを、前記
1個のレンズの長軸と平行に外接させ、また、前記複数
のリードは、前記外囲体の底部から一直線上に整列して
延出することによって、前記複数のリードが平面的に整
列されていることを特徴とする全色発光型発光ダイオー
ドランプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN110783360A (zh) * | 2018-07-31 | 2020-02-11 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 一种量子点三色led显示屏及其制备方法 |
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CN115718094A (zh) * | 2021-08-24 | 2023-02-28 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 试样分析设备及试样分析方法 |
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- 1996-12-13 JP JP33358896A patent/JP3399266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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