JP4400786B2 - Light emitting diode - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂封止された表面実装型の発光ダイオードに関するものである。 The present invention relates to a resin-sealed surface mount type light emitting diode.
従来の発光ダイオードは、特許文献1等に開示されているように、電極パターンが形成された回路基板上に発光素子を実装した後、その上を透光性の封止樹脂体で封止した構造となっている。 As disclosed in Patent Document 1 and the like, a conventional light-emitting diode is formed by mounting a light-emitting element on a circuit board on which an electrode pattern is formed, and then sealing the light-emitting element with a translucent sealing resin body. It has a structure.
従来の一般的な発光ダイオード1は、図9に示すように、一対の電極3a,3b(アノード電極,カソード電極)が形成された回路基板2と、この回路基板2の略中央部にダイボンドあるいはワイヤボンドによって実装される発光素子4と、この発光素子4の上方を封止する透光性を有した封止樹脂体6とによって形成されている。このような構成からなる発光ダイオード1は、マザーボード等の実装基板上に表面実装され、前記発光素子4から発せられた光を前記封止樹脂体6の上面及び側面を通して外部に出射させるようになっている。
As shown in FIG. 9, a conventional general light emitting diode 1 includes a
前記発光ダイオード1は、各種装置に備えるスイッチ類の照明用の光源として搭載される場合が多い。例えば、携帯電話機に備えるキースイッチもその一つで、テンキースイッチが実装される回路基板上に前記発光ダイオード1を適宜実装すると共に、この発光ダイオード1から発せられる光を拡散させる導光板を配置して構成されている。
しかしながら、上記従来例に示した発光ダイオード1においては、発光素子4の発光正面にあたる封止樹脂体6の上面から出射される光が最も強くなる。このため、平面的な広がりを持たせて発光させようとする場合は、前記発光ダイオード1を実装基板上に複数平面配置しなければならない。このため、実装スペースが大きくなると共に、消費電力も大きくなり、小型の電子機器内に実装するのが困難になるといった問題がある。
However, in the light emitting diode 1 shown in the conventional example, the light emitted from the upper surface of the sealing
また、前記発光ダイオード1は、封止樹脂体6の上面が平坦であるため、指向性に幅を持たせることができない。このため、出射方向を変化させたい場合は、前記発光ダイオード1にレンズ体を装着したり、周りに反射部材や拡散部材を配設したりするなどの対策が必要となり、部品点数の増加と共にコストが増大するといった問題がある。
Moreover, since the upper surface of the sealing
そこで、本発明の目的は、発光素子を封止する透光性の封止樹脂体の上面に向かう光の出射角度を広げることによって、少ない個数で平面的な広がりのある照明効果が得られる発光ダイオードを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting device capable of obtaining a lighting effect with a small number of planes by widening the emission angle of light toward the upper surface of a translucent sealing resin body that seals the light emitting element. It is to provide a diode.
上記課題を解決するために、本発明の発光ダイオードは、電極パターンが形成された回路基板と、この回路基板上に実装される発光素子と、この発光素子の上方を封止する透光性の封止樹脂体とを備えた発光ダイオードにおいて、前記封止樹脂体の上面に前記発光素子の上方を通る筋状の溝部を形成すると共に、この溝部内に光拡散部材を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a light-emitting diode according to the present invention includes a circuit board on which an electrode pattern is formed, a light-emitting element mounted on the circuit board, and a translucent material that seals above the light-emitting element. A light emitting diode comprising a sealing resin body, wherein a streak-like groove portion passing above the light emitting element is formed on an upper surface of the sealing resin body, and a light diffusion member is provided in the groove portion. To do.
本発明に係る発光ダイオードによれば、発光素子を封止する封止樹脂体の上面側に溝部を形成し、この溝部内に光屈折あるいは光反射作用を有した光拡散部材を設けることで、通常、封止樹脂体の上方へ多く出射される光を広角に広げて出射させることができる。このため、平面的な広がりを備えた照明効果が得られる。また、前記溝部の形状やこの溝部内に形成される光拡散部材を選択することで、光の出射角度や出射光量の調整を行うことが可能となる。 According to the light emitting diode of the present invention, a groove is formed on the upper surface side of the sealing resin body that seals the light emitting element, and a light diffusing member having a light refraction or a light reflecting action is provided in the groove, Usually, a large amount of light emitted upward from the encapsulating resin body can be widened and emitted. For this reason, the illumination effect provided with the planar expansion is obtained. Further, by selecting the shape of the groove and the light diffusion member formed in the groove, it is possible to adjust the light emission angle and the amount of light emitted.
以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光ダイオードの実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る発光ダイオードの斜視図、図2は前記発光ダイオードの断面図である。 Hereinafter, embodiments of a light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the light emitting diode.
図1に示すように、本発明の発光ダイオード21は、一対の電極23a,23b(アノード電極,カソード電極)が形成された回路基板22と、この回路基板22上に実装される発光素子24と、この発光素子24を封止する透光性を有した封止樹脂体26と、この封止樹脂体26の上面に形成される溝部30及びこの溝部30内に設けられる光拡散部材31とを備えている。
As shown in FIG. 1, a light-
前記回路基板22は、ガラスエポキシ樹脂やBTレジン(Bismaleimide Triazine Resin)等で四角形状に形成され、その表面にアノード電極とカソード電極による一対の電極23a,23bがエッチング等によって形成されている。
The
前記発光素子24は、前記アノード電極23a及びカソード電極23bと対応する一対の素子電極部を備えており、一方の素子電極部をカソード電極23bにダイボンドし、他方の素子電極部をアノード電極23aにボンディングワイヤを介して接続される。
The
封止樹脂体26は、透光性を有するエポキシまたはシリコーン系の樹脂によって、前記発光素子24を覆うように、回路基板22上に立方体形状に成型される。また、前記封止樹脂体26の上面には、前記発光素子24の真上を通過する筋状の溝部30が形成されている。図1に示される第1実施形態の発光ダイオード21では、前記溝部30が発光素子24を中心とした十字状に形成されている。前記溝部30は、図2に示したように、V字状に凹設して形成され、この凹設した箇所に一対の傾斜面30a,30bが形成されている。この傾斜面30a,30bの傾斜角度は、通常60°〜90°の範囲で選択されるが、所望の照明効果により、断面は曲面形状とすることができる。また、前記溝部30の深さについても任意に設定が可能である。
The sealing
前記溝部30内には、光拡散部材31が充填形成される。この光拡散部材31は、前記発光素子24から上方向に直進する光の一部を側面方向に屈折あるいは反射させて広く拡散させるために設けられる。したがって、前記光拡散部材31は、ある程度の光透過率を確保しつつ、封止樹脂体26とは異なった屈折あるいは反射作用が必要となる。本実施形態では、前記光拡散部材31をエポキシまたはシリコーン系の透光性樹脂をベースにして、白色顔料を混在させて形成した。前記白色顔料としては、酸化チタン等の金属性のフィラーが使用される。この酸化チタンの混在割合は、光の透過、屈折及び反射のそれぞれの割合に応じて決定されるが、溝部30内に充填される樹脂材に対して50〜70%程度が最適である。多すぎると光反射または屈折作用が強すぎて上方へ抜ける光量が低下し、逆に少なすぎると光反射または屈折作用が弱くなり、前記溝部30及び光拡散部材31を設けた効果が得られなくなるからである。なお、前記光拡散部材31の上面は、薄型化を妨げないように、封止樹脂体26の上面と連続するように平坦面に形成される。
A
次に、図2及び図3に基づいて前記第1実施形態の発光ダイオード21による発光作用を説明する。図2は、垂直方向における発光作用を示したものである。前記一対の電極23a,23b間に電圧が印加されると、その電流値に応じて発光素子24が発光する。この発光素子24から発せられる光は、回路基板22の上方に向けて出射されるが、その中でも発光素子24の真上に位置する溝部30の中心部32近辺での出射量が大きい。この中心部32に出射された光のほとんどは、溝部30の傾斜面30a,30bによって外方向に屈折、あるいは、光拡散部材31に混入されているフィラーに当たって反射され、封止樹脂体26の上面から水平方向に広がる発光効果が得られる。なお、前記発光素子24から発せられる光の一部はそのまま光拡散部材31を通じて上方に出射されるので、光量は低下するものの、前記溝部30が完全に影になることはない。
Next, the light emitting action by the
図3は、前記発光ダイオード21の平面的な発光作用を示したものである。この図に示されるように、十字状に交差させて形成された溝部30によって、前記発光素子24を中心として、封止樹脂体26の対角線方向(斜線で示す)に指向性を有した発光効果が得られる。
FIG. 3 shows a planar light emitting action of the
前記溝部30は、封止樹脂体26を成形した後、前記封止樹脂体26の上面を断面がV字状のブレード等を使用して切削形成される。また、光拡散部材31は、前記溝部30が形成された封止樹脂体26に型枠を装着し、前記溝部30内にフィラーを混入した樹脂を充填して形成される。前記光拡散部材31は、封止樹脂体26と同じエポキシ系やシリコーン系の樹脂をベースとして形成されたものが望ましいが、封止樹脂体26と異なった透過率や屈折率を有する樹脂であれば同一種類である必要はない。
The
次に、前記溝部30の形状を変えた他の実施形態の発光ダイオードについて説明する。図4は、封止樹脂体26の上面を通る一本の対角線上に沿って溝部42を形成した第2実施形態の発光ダイオード41を示したものである。前記溝部42の略中央部の真下に発光素子24が実装されている。前記溝部42は断面がV字状に形成され、この溝部42内に樹脂材を充填して形成された光拡散部材43が設けられる。この実施形態の発光ダイオード41によれば、図5に示されるように、前記溝部42を挟んで相対する方向(斜線で示す)に指向性を有して広がる発光効果が得られる。
Next, a light emitting diode according to another embodiment in which the shape of the
図6は、封止樹脂体26の上面に二対の対角線が交差する位置を中心として溝部52をX字状に形成したもので、前記交差する溝部52の中心の真下に発光素子24が実装されている。前記溝部52は断面がV字状に形成され、この溝部52内を埋めるように光拡散部材53が充填形成されている。この実施形態の発光ダイオード51によれば、図7に示されるように、四角形状に成形された封止樹脂体のそれぞれの4辺方向(斜線で示す)に広がるような発光効果が得られる。
In FIG. 6, the
図8は、前記第3実施形態における発光ダイオード51を光源とした携帯電話機のキースイッチパネル61の構成例を示したものである。このようなキースイッチパネル61は、図示しない回路基板上にキースイッチ62を所定間隔で複数形成し、これらのキースイッチ62の近傍に前記発光ダイオード51を配設する。そして、前記キースイッチ62及び発光ダイオード51を露出させる窓孔を有した導光板63を配設して形成される。このようなキースイッチパネル61における光源は、側面方向に対する光量を多くする必要があるため、上記実施形態で示した発光ダイオード51が最適である。前記キースイッチ62との位置関係等に応じて溝部30,42,52の形状の異なる上記発光ダイオード21,41,51の中から適宜選択して形成される。
FIG. 8 shows an example of the configuration of a
また、上記各実施形態における発光素子24に窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子を使用し、封止樹脂体26にイットリウム・アルミニウム・ガーネットYAG等の微粒状の蛍光材を適量混入させることによって、演色性に優れた白色発光型の発光ダイオードを形成することもできる。
Further, by using a blue light emitting element made of a gallium nitride compound semiconductor for the
上述したように、本発明の発光ダイオード21,41,51は、封止樹脂体26に光の透過方向を変更させる傾斜面を備えた溝部30,42,52を設け、さらに、この溝部に前記封止樹脂体26と異なる光の屈折や反射効果を促進させる光拡散部材31,43,53を設けた構造となっている。このため、前記発光ダイオード21,41,51は、発光素子24から上方へ発せられる光を側面方向に多く向けさせる平面的な広がりを備えた光源となり、特に、携帯電話機等の小型薄型電子機器の照明用途に適している。
As described above, the
21,41,51 発光ダイオード
22 回路基板
23 電極パターン
23a アノード電極
23b カソード電極
24 発光素子
26 封止樹脂体
30,42,52 溝部
31,43,53 光拡散部材
21, 41, 51
Claims (8)
前記封止樹脂体の上面に前記発光素子の上方を通る筋状の溝部を形成すると共に、この溝部内に光拡散部材を設けたことを特徴とする発光ダイオード。 In a light emitting diode comprising a circuit board on which an electrode pattern is formed, a light emitting element mounted on the circuit board, and a translucent sealing resin body that seals above the light emitting element,
A light emitting diode, wherein a streak-like groove portion passing above the light emitting element is formed on an upper surface of the sealing resin body, and a light diffusion member is provided in the groove portion.
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