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。
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