JPH04354383A - 発光ダイオードランプ - Google Patents

発光ダイオードランプ

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JPH04354383A
JPH04354383A JP3156231A JP15623191A JPH04354383A JP H04354383 A JPH04354383 A JP H04354383A JP 3156231 A JP3156231 A JP 3156231A JP 15623191 A JP15623191 A JP 15623191A JP H04354383 A JPH04354383 A JP H04354383A
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JP
Japan
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light emitting
light
emitting diode
diode lamp
transparent resin
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JP3156231A
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Yoshinobu Suehiro
好伸 末広
Isao Mogi
勲 茂木
Toshio Sugita
寿男 杉田
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
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    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として屋外に設けら
れた文字板等の光源として用いられる発光ダイオードラ
ンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の発光ダイオードランプの概
略断面図、図６はその発光ダイオードランプに用いられ
る従来の反射型の発光ダイオードの概略断面図である。
【０００３】図５に示す発光ダイオードランプは、発光
ダイオード１１０と、基板１３０と、ランプケース１４
０と、黒色の樹脂１５０とを有するものである。発光ダ
イオード１１０は、図６に示すように、発光素子１１２
と、リード１１４ａ，１１４ｂと、ワイヤ１１６と、光
透過性材料１１８と、凹面状反射面１２２と、放射面１
２４とを備える。
【０００４】発光素子１１２は、リード１１４ａ上にマ
ウントされ、リード１１４ｂとはワイヤ１１６により電
気的に接続されている。発光素子１１２、リード１１４
ａ，１１４ｂの先端部及びワイヤ１１６は、光透過性材
料１１８により一体的に封止されている。凹面状反射面
１２２は光透過性材料１１８の一方の面を鍍金や金属蒸
着等により鏡面加工したものである。発光素子１１２の
発光面に対向する側に凹面状反射面１２２が形成され、
発光素子１１２の背面側に放射面１２４が形成されてい
る。このように構成された発光ダイオード１１０では、
発光素子１１２が発する光は凹面状反射面１２２により
反射された後に放射面１２４から外部に放射される。
【０００５】かかる発光ダイオード１１０を用いて、発
光ダイオードランプを形成するには、まず、リード１１
４ａ，１１４ｂを裏面側に折り曲げた後、その折り曲げ
たリード１１４ａ，１１４ｂを基板１３０に差し込み、
基板１３０上に形成された回路パターンと半田等を用い
て接続する。そして、発光ダイオード１１０が取り付け
られた基板１３０をランプケース１４０に収納し、黒色
の樹脂１５０で封止することにより発光ダイオードラン
プが形成される。尚、黒色の樹脂１５０は光透過性材料
１１８と黒色の樹脂１５０との界面の密着性を保つため
、光透過性材料１１８と接着性がよく熱膨張率が同等の
材料が使用される。このように発光ダイオードを樹脂１
５０で封止することにより、気密性をよくし、防錆性を
高めることにより発光ダイオードランプの耐久性を高め
ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の発光
ダイオードランプでは、特に反射型の発光ダイオードを
用いて発光ダイオードランプを形成する場合、反射型の
発光ダイオードは薄型であり、特にリードと放射面との
間隔が小さいので、発光ダイオード１１０と基板１３０
とを樹脂封止する際に、樹脂１５０が放射面１２４に回
り込みやすい。また、黒色の樹脂１５０が発光ダイオー
ド１１０の放射面１２４に回り込んで付着すると、光の
外部放射が妨げられるので、発光ダイオードの光の放射
量が減少してまう。このため、黒色の樹脂１５０をラン
プケース１４０内に充填する際には、黒色の樹脂１５０
が発光ダイオードの放射面１２４に付着しないように細
心の注意を払う必要がある。したがって、従来の発光ダ
イオードランプでは、発光ダイオードと基板とを封止す
る作業の作業性が悪く、大量生産ができないという問題
があった。
【０００７】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、発光ダイオードを封止する際の作業性の向上を
図ることができる発光ダイオードランプを提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、発光素子と該発光素子に電力を供給する
リード部とを有し、前記発光素子が発する光を放射面か
ら外部に放射する発光ダイオードと、複数の前記発光ダ
イオードを一体化してなる発光ダイオードランプにおい
て、前記複数の発光ダイオードを前記放射面を含めて光
透過性材料により封止したことを特徴とするものである
。
【０００９】また、前記光透過性材料は紫外線吸収材を
混入したものであることが望ましい。
【００１０】
【作用】本発明は前記の構成によって、複数の発光ダイ
オードを放射面を含めて光透過性材料で封止することに
より、外部放射光が封止材料によって妨げられることは
ない。このため、複数の発光ダイオードを光透過性材料
で封止する際に、従来のように封止材料が発光ダイオー
ドの放射面に回り込むことに注意を払う必要がなくなる
ので、封止作業の作業性を向上させることができる。
【００１１】また、光透過性材料として紫外線吸収材を
混入したものを用いることにより、たとえば外光に含ま
れる紫外線が発光ダイオードの内部に入り込むのを防ぐ
ことができる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の第１実施例を図１及び図２を
参照して説明する。図１は本発明の第１実施例である発
光ダイオードランプの概略断面図、図２はその発光ダイ
オードランプに用いられる反射型の発光ダイオードの概
略断面図である。図１に示す発光ダイオードランプは、
発光ダイオード１０と、基板３０と、ランプケース４０
と、透明樹脂（光透過性材料）５０とを有するものであ
る。
【００１３】基板３０には、発光ダイオード１０を取り
付けるための穴が多数形成され、また表面には回路パタ
ーンが印刷されている。ランプケース４０は発光ダイオ
ード１０が取り付けられた基板３０を収納するものであ
り、発光ダイオードランプを、たとえば道路表示板等に
取り付けるための機能と放熱機能とを有する構成とされ
ている。透明樹脂（光透過性材料）５０としてはガラス
フィラを混入したものを使用する。
【００１４】発光ダイオード１０は、図２に示すように
、発光素子１２と、リード１４ａ，１４ｂと、ワイヤ１
６と、光透過性材料１８と、凹面状反射面２２と、放射
面２４とを含むものである。発光素子１２は、一方のリ
ード１４ａにマウントされ、他方のリード１４ｂとはワ
イヤ１６により電気的に接続されている。また、発光素
子１２、リード１４ａ，１４ｂの先端部及びワイヤ１６
は光透過性材料１８により一体的に封止されている。 発光素子１２の発光面に対向する側に凹面状反射面２２
が形成され、発光素子１２の背面側に放射面２４が形成
されている。凹面状反射面２２は、光透過性材料１８の
一方の面上に鍍金や金属蒸着等により鏡面加工したもの
であり、鏡面加工の際には２本のリード１４ａ，１４ｂ
間の短絡を防止するためにリード１４ａ，１４ｂには絶
縁が施されている。また、凹面状反射面２２は、鉛直方
向（図２の上下方向）に比べ水平方向（図２において紙
面に垂直方向）に広い配光特性をもたせるため、その中
心軸に関して１８０度の回転対称性をもつように、且つ
中心軸に垂直な平面による凹面状反射面２２の切断面に
おいて中心を通る水平方向の幅が垂直方向の幅に比べて
長くなるように形成されている。なお、放射面２４は平
面状に形成されている。
【００１５】また、凹面状反射面２２である金属薄膜２
６はコート膜２８により覆われている。コート膜２８に
は膜形成時の収縮等により生じる応力が小さな材料を用
いる。コート膜２８は、たとえばアクリル系の樹脂を溶
剤に溶かしたものを金属薄膜２６上に塗布した後、溶剤
を蒸発させることにより形成するか、あるいはシリコー
ン樹脂を金属薄膜２６上に塗布した後、硬化させること
等により形成する。
【００１６】本実施例において、発光ダイオード１０と
基板３０とを透明樹脂５０で封止する場合、金属薄膜２
６をコート膜２８で保護しているので、透明樹脂５０の
硬化時の収縮等により生じる応力は、直接には金属薄膜
２６に及ばない。また、コート膜２８は応力を緩和する
ため、金属薄膜２６に生じる応力は小さく、したがって
透明樹脂で封止する工程等において、金属薄膜２６が剥
離等して凹面状反射面２２に欠陥が生ずるのを防止する
ことできる。また透明樹脂５０は、金属薄膜２６に直接
には接着されていないので、透明樹脂５０と金属薄膜２
６との接着性を考慮する必要がない。しかも発光ダイオ
ード１０を封止する透明樹脂５０は光透過性材料１８と
の接着性、熱膨張率を厳密に選ばなくても発光ダイオー
ドの気密性は十分に保てるので、透明樹脂５０の材料を
選択する自由度が広がり、容易にしかも安価な樹脂を使
用できる。
【００１７】上記のように構成された発光ダイオード１
０では、発光素子１２に電力が供給されると、発光素子
１２が発光し、発光素子１２が発する光は凹面状反射面
２２により反射され、放射面２４より外部に放射される
。このように発光素子が発する光を一度、凹面状反射面
で反射した後に外部に放射することにより、発光素子１
２が発する光の略全光束を前方に放射することができる
。
【００１８】かかる発光ダイオード１０を用いて発光ダ
イオードランプを形成するには、まずリード１４ａ，１
４ｂを折り曲げて基板３０に形成された穴に差し込むこ
とにより、発光ダイオード１０を基板３０上の所定の位
置に縦横３個ずつ配列する。次に、リード１４ａ，１４
ｂを基板３０上に形成された回路パターンと半田付け等
により接続した後、基板３０をランプケース４０に収納
する。そして、透明樹脂５０を注入した金型に、ランプ
ケース４０を逆さまに入れて、透明樹脂５０を硬化させ
る。こうして、発光ダイオード１０と基板３０を、放射
面３４をも含めて透明樹脂５０で封止する。なお、透明
樹脂５０の表面は平坦に形成する。このように構成され
た発光ダイオードランプでは、従来の黒色樹脂で封止し
てなる発光ダイオードランプに比べ、発光ダイオード１
０を透明樹脂５０で封止し、しかも放射面２４をも含め
て透明樹脂５０で封止しているので、光透過性材料１８
と透明樹脂５０との界面から外部の水分等の侵入がなく
、気密性が高く、防錆性が従来よりさらに高いものにな
り、発光ダイオードランプの耐久性を高めることができ
る。
【００１９】ところで、レンズ型の発光ダイオードを用
いて発光ダイオードランプを形成する場合、放射面を光
透過性材料で埋め、ランプの表面を平坦面とすると、レ
ンズによる集光効果が失われるが、本実施例のように反
射型の発光ダイオードは凹面状反射面により集光するの
で、発光ダイオード１０の放射面２４を透明樹脂５０で
埋めてランプの表面を平坦面としても、集光機能を失う
ことはない。
【００２０】本実施例の発光ダイオードランプでは、発
光ダイオードと基板を封止する材料として透明樹脂（光
透過性材料）を使用し、発光ダイオードの放射面をも封
止することにより、放射面を保護することができるとと
もに、外部に放射する放射光が封止樹脂によって妨げら
れることもない。このため、本実施例では、発光ダイオ
ードと基板とを光透過性材料で封止する際に、従来のよ
うに封止樹脂が発光ダイオードの放射面に回り込むこと
に注意を払う必要がなくなり、封止作業が容易となり、
作業能率が向上する。したがって、製品の歩留りが良く
なり、また発光ダイオードランプの量産性を向上させる
ことができる。
【００２１】また、発光素子１２を封止する光透過性材
料１８には発光素子１２が発する光を有効に取り出せる
こと、発光素子１２の劣化原因となる要素が少ないこと
等の条件により使用できる材料に制限がある。一般に、
封止材料としてエポキシ樹脂が用いられるが、この樹脂
は紫外線と反応して黄変しやすく、また高温状態では表
面が酸化して黄変する。このように光透過性材料１８の
黄変した部分は発光ダイオードの発光素子１２が発する
光を吸収するため、従来の発光ダイオードランプでは、
使用しているうちに発光ダイオードの発光量が低減する
という問題があった。
【００２２】これに対して第１実施例の発光ダイオード
ランプでは、透明樹脂５０内に混入されているガラスフ
ィラが紫外線を吸収するので、外光に含まれる紫外線は
ほとんど光透過性材料１８には到達しない。しかも、光
透過性材料１８は透明樹脂５０で封止されているので、
酸化反応を大幅に軽減することができる。したがって、
光や熱による光透過性材料１８の黄変を防止し、発光ダ
イオードランプの外部発光量が低下するのを防ぐことが
できる。なお、光透過性材料１８にガラスフィラを混入
していないのは、ガラスフィラは金型を傷めやすいのた
め、何度も使用して傷ついた金型を用いると、光学面で
ある凹面状反射面に微細な凹凸ができ、光の集光性が劣
化するからである。
【００２３】また、発光ダイオードが単色発光である場
合は、発光色のみを選択的に透過する材料を、発光素子
を封止する光透過性材料と発光ダイオード及び基板を封
止する透明樹脂５０に使用することにより発光ダイオー
ドランプの点灯時と消灯時のコントラストを大きくする
ことができる。
【００２４】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。図３は本発明の第２実施例である発光ダイ
オードランプの概略断面図である。第２実施例において
上記第１実施例と同一の機能を有するものには同一の符
号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００２５】第２実施例の発光ダイオードランプを形成
するには、最初に、基板３０に取り付けた発光ダイオー
ド１０をランプケース４０に収納し、放射面２４と略同
じ寸法の穴を有する光吸収性のシート６０を放射面２４
の周辺部に被せる。シート６０は、ある程度の硬度を有
するものを用い、また、たとえばその表面は黒色の塗料
で塗装する。そして、シート６０と一緒に発光ダイオー
ド１０と基板３０とを透明樹脂５０で封止することによ
り、発光ダイオードランプが形成される。
【００２６】第２実施例の発光ダイオードランプでは、
シート６０を放射面２４の周辺部に被せたことにより、
発光ダイオード１０の周辺部に引き回されたリードをシ
ート６０で覆うことができるので、第１実施例の発光ダ
イオードランプに比べて発光ダイオードランプの点灯時
と消灯時のコントラストを大きくすることができる。そ
の他の作用・効果は第１実施例の発光ダイオードランプ
と同様である。
【００２７】尚、上記の第２実施例では、シートの表面
を黒色に塗装した場合について説明したが、シート自体
が光吸収性を持つものであってもよい。また、シートの
代わりに、たとえば放射面と略同じ寸法の穴を有する黒
色の板等を用いてもよい。更に、封止樹脂の内部にシー
ト等を封止するのではなく、発光ダイオードランプの正
面のうち放射面以外の部分に黒色の塗料を塗布したり、
黒色のシールを貼ったりすることにより、点灯時と消灯
時のコントラストを大きくしてもよい。
【００２８】次に、本発明の第３実施例を図４を参照し
て説明する。図４は本発明の第３実施例である発光ダイ
オードランプの概略断面図である。第３実施例において
上記第１実施例と同一の機能を有するものには同一の符
号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００２９】第３実施例の発光ダイオードランプが第１
実施例のものと異なる点は、透明樹脂５０をランプケー
ス４０内に充填して樹脂封止する際に、同時にその透明
樹脂５０により正面にフードを形成した点である。フー
ド７０は、各発光ダイオード１０の正面の上部に形成さ
れ、光が透過しないように、たとえば黒色の塗料で塗装
する。このように発光ダイオードランプを、フード７０
を備えた構成としたことにより、フードが堅固なものと
なり、また屋外で使用する、たとえば道路表示板に用い
る場合、フードの取り付けの作業が不要となるので、発
光ダイオードランプの取り付け作業が容易になる。その
他の作用・効果は第１実施例の発光ダイオードランプと
同様である。
【００３０】尚、上記の各実施例では、発光ダイオード
のリードを基板上に形成された回路パターンと半田付け
等により接続した後、基板をランプケースに収納する場
合について説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、たとえば、複数の発光ダイオードの各リード
により相互に結線され、光透過性材料により一体的に封
止し、この一体的に封止、形成した発光ダイオードの端
子をそのまま外部端子とするのであれば、前記基板を用
いなくてもよい。
【００３１】また、上記の各実施例では、発光ダイオー
ドを封止する光透過性材料としてガラスフィラを混入し
た透明樹脂を使用した場合について説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、発光ダイオードを封
止する光透過性材料に混入するフィラとしては、たとえ
ば酸化チタンや酸化亜鉛等の透明で且つ紫外線をカット
するフィラであれば他のものでもよい。また、フィラを
混入する材料は耐候性に優れたものであることが望まし
い。
【００３２】更に、上記の各実施例では、発光ダイオー
ドランプの表面を平坦面に形成した場合やその表面にフ
ードを形成した場合を説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、たとえば発光ダイオードランプの
表面に光学特性を調整するために光を屈折させるレンズ
やプリズム等の光学系を形成してもよい。これにより、
たとえば発光ダイオードの凹面状反射面を制作が容易な
軸対称に形成した場合でも、発光ダイオードランプの配
光特性として上記の各実施例のように鉛直方向に比べ水
平方向に広い配光特性をもつようにすることができる。 また、発光ダイオードランプの表面に第２実施例で述べ
た遮光用の黒色の板を装着するための嵌合部を形成して
もよい。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の発光ダイオードを放射面を含めて光透過性材料によ
り封止したことにより、外部放射光が封止材料によって
吸収されるのを防ぐことができ、また封止作業における
作業性を向上させ、更に量産性を向上させることができ
、したがって、たとえば道路表示灯等に使用するのに好
適な発光ダイオードランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である発光ダイオードラン
プの概略断面図である。
【図２】その発光ダイオードランプに用いられる反射型
の発光ダイオードの概略断面図である。
【図３】本発明の第２実施例である発光ダイオードラン
プの概略断面図である。
【図４】本発明の第３実施例である発光ダイオードラン
プの概略断面図である。
【図５】従来の発光ダイオードランプの概略断面図であ
る。
【図６】その発光ダイオードランプに用いられる従来の
反射型の発光ダイオードの概略断面図である。
【符号の説明】
１０　　　　発光ダイオード １２　　　　発光素子 １４ａ，１４ｂ　　　　リード １６　　　　ワイヤ １８　　　　光透過性材料 ２２　　　　凹面状反射面 ２４　　　　放射面 ２６　　　　金属薄膜 ２８　　　　コート膜 ３０　　　　基板 ４０　　　　ランプケース ５０　　　　ガラスフィラを混入した透明樹脂６０　　
　　光吸収性のシート ７０　　　　フード

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　発光素子と該発光素子に電力を供給す
    るリード部とを有し、前記発光素子が発する光を放射面
    から外部に放射する発光ダイオードと、複数の前記発光
    ダイオードを一体化してなる発光ダイオードランプにお
    いて、前記複数の発光ダイオードを放射面を含めて光透
    過性材料により封止したことを特徴とする発光ダイオー
    ドランプ。
  2. 【請求項２】　　前記発光ダイオードは、前記発光素子
    の発光面に対向して凹面状反射面が形成され、前記発光
    素子が発する光を前記凹面状反射面で反射した後に前記
    放射面を介して外部に放射するものである請求項１記載
    の発光ダイオードランプ。
  3. 【請求項３】　　前記光透過性材料は紫外線吸収材を混
    入したものである請求項１又は２記載の発光ダイオード
    ランプ。
  4. 【請求項４】　　前記放射面以外の部分を遮光部材によ
    り覆った請求項１、２又は３記載の発光ダイオードラン
    プ。
  5. 【請求項５】　　正面に外光遮光用のフードが形成され
    た請求項１、２、３又は４記載の発光ダイオードランプ
    。
  6. 【請求項６】　　正面に光学系が形成された請求項１、
    ２、３、４又は５記載の発光ダイオードランプ。
  7. 【請求項７】　　前記光透過性材料をモールド形成した
    請求項１、２、３、４、５又は６記載の発光ダイオード
    ランプ。
JP3156231A 1991-05-31 1991-05-31 発光ダイオードランプ Pending JPH04354383A (ja)

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