JPH09232636A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JPH09232636A
JPH09232636A JP8053693A JP5369396A JPH09232636A JP H09232636 A JPH09232636 A JP H09232636A JP 8053693 A JP8053693 A JP 8053693A JP 5369396 A JP5369396 A JP 5369396A JP H09232636 A JPH09232636 A JP H09232636A
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JP
Japan
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light emitting
emitting diode
emitting element
light
emitted
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Koji Uchida
浩二 内田
Shigeru Yamazaki
繁 山崎
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、リードフレーム上に発光素子をマ
ウントし該発光素子の前方に配置した鏡面に効率良く光
を導くための発光ダイオードと発光素子から発した光の
光路を変更する鏡面とが一体となった構造とし、実用性
に優れかつ生産性が高く、表面実装が可能な発光ダイオ
ードを提供することを目的とする。 【解決手段】 リードフレーム上に発光素子をマウント
し透明樹脂にて成型し、電流供給用のリードフレームの
引き出し方向は発光素子から垂直の光軸に対して直角方
向に引き出されており、発光素子から放射された光が放
射される側の端面は鏡面でありかつ光軸に対して傾斜さ
れて配置されて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオードの
構造及び光学的構造の改良に係わるものであり、特に反
射鏡を有する表面実装型発光ダイオードの改良に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、発光素子から放射された光を制御
する基本的な方法として、発光素子の前方に樹脂レンズ
を配置したいわゆる樹脂レンズ型発光ダイオードや、発
光素子の搭載側前方に反射面を配置し一旦反射面にて反
射した光を発光素子とは反対側の方向に光を放射する、
いわゆる反射型発光ダイオード等が提案されている。
又、発光ダイオードから外部に放射した光を発光ダイオ
ードの外部に設けられた鏡面を利用して光を制御する方
法などが知られている。
【0003】前記構造の一例として、特開平2−140
730号公報に開示され、図4に示すように、発光素子
と鏡面とを透明樹脂にて一体成型した構造がある。発光
素子41がリードフレーム42の先端にマウントされそ
の端面は二次反射を防止するために平坦に形成されてい
る。その発光素子41の前方には発光素子41の光軸に
対して45度に傾斜させた鏡面部43を配置させてあ
る。このことによって、発光素子41から放射された光
のうち、鏡面に到達した光は傾斜された鏡面によって光
路に対して直角に屈折され、発光ダイオードの側面から
光が放射できるように工夫されている。この場合、発光
ダイオードから引き出されたリード部は光軸方向に引き
出されることになり、発光ダイオードと鏡面とが透明樹
脂によって一体化されているものの、回路基板への実装
においてはインサート方式により行なうことになる。
【0004】又、特開平6−5932号公報あるいは特
開昭61−189965号公報等に開示されており、図
5に示すように、ケース53に固定された樹脂レンズ型
発光ダイオード51の前方に光の放射方向を変更させる
ための部材としての反射鏡52を光軸に対して直角に屈
折させ、発光ダイオードの外部に設けた光学系を別に配
置することによって実質的に発光ダイオードの取り付け
方向に対して横方向に光を放射するなどの工夫がなされ
ている。この場合、光学系を含めた形状は大きくなり、
鏡面と発光ダイオードとの光学的調整が困難となる問題
がある。
【0005】一方、回路基板などに表面実装できる発光
ダイオードとして、図6に示すようないわゆるチップ型
発光ダイオードが知られており、電子回路の小型化、軽
量化あるいは量産化に適応したものとして、最近急速な
広がりを見せている。しかしながら、図に示すようにこ
の種の構造のチップ型発光ダイオードにおいては回路基
板への表面実装は可能なものの、発光素子から発した光
は回路基板に対して主として上方向に光が放射され、回
路基板に対して水平方向に光制御して放射することは不
可能である。更に、図7に示すように、固定器具等を使
用して回路基板に対して水平方向に放射することが実開
平3−70975公報等に開示されているが、この場合
でも表面実装が困難であるという欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記のように発光素子
から上面に放射された光を効率良く光路に対して略直角
に屈折させることによって発光ダイオードの側面から光
を放射させる場合には前方に配置した鏡面に、より多く
の光を到達させる工夫が必要となる。又、回路基板への
表面実装も可能な機能も兼ね備えるためには、従来の構
造では回路基板への実装方法はインサート方式となり、
生産性が高い表面実装を試みようとする場合、光軸変更
が難しくなり、光路変更型発光ダイオードとすると表面
実装ができなくなるという実用上の不都合が生じる。そ
して、実装性が高く安価でかつ高い信頼性を確保し、生
産性も高い実用的な発光ダイオードを得るには、より光
学的あるいは構造的にも優れ、信頼性も高い構造とする
必要があり、使用する材料、形状についても考慮する必
要がある。
【0007】本発明は前記に鑑みてなされたもので、リ
ードフレーム上に発光素子をマウントし該発光素子の前
方に配置した鏡面に効率良く光を導くための発光ダイオ
ードと、発光素子から発した光の光路を変更する鏡面と
が一体となった構造とし、実用性に優れ、かつ生産性が
高く、表面実装が可能な発光ダイオードを提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はリードフレーム上に発光素子をマウントし
透明樹脂にて成型し、電流供給用のリードフレームの引
き出し方向は発光素子から垂直の光軸に対して直角方向
に引き出されており、発光素子から放射された光が放射
される側の端面は鏡面でありかつ光軸に対して傾斜され
て配置されていることを特徴とする。又、前記リードフ
レームは、発光素子がマウントされる部位において凹面
状に形成され、その凹部中央に発光素子がマウントされ
ている。更に、前記傾斜されて配置された端面は、その
外表面に発光素子から放射された光を反射する金属又は
酸化物層が形成されている。更に又、前記傾斜されて配
置された端面により光路変更された後に、発光ダイオー
ドの外部に放射される放射面は、少なくとも端面の面積
に対応した平坦な鏡面あるいは光学的なレンズにより形
成されている。そして、前記傾斜端面上に形成された金
属又は酸化物層はその外表面に樹脂からなる保護コート
層を設け、又前記傾斜された端面の外表面は銀、アルミ
ニウム、金等の可視域から赤外域において反射率の良好
な金属薄膜又は酸化物層から形成され、更に前記傾斜さ
れた端面の外表面は金属あるいは酸化物からなる板又は
箔を透明樹脂からなる接着剤にて接着してなる。
【0009】
【作用】回路基板への表面実装技術による実装を達成す
るためには、発光素子をマウントしたリードフレームに
おいて、発光素子から発した光軸に対して直角方向にリ
ードフレームあるいは発光ダイオードからの外部への引
き出しリードを配置させたものでなくてはならない。こ
のことによって、基本的に表面実装が可能となる。
又、発光素子から発した光をより有効に光路変更用の鏡
面に取り込むためには発光素子をマウントする部位のリ
ードフレームを凹状に形成し、その凹部中央部に発光素
子をマウントした構造が有効となる。更に、発光素子の
横方向から発した光をリードフレーム上の凹面反射鏡に
より前方に放射させた後に、前方の光路変更のためにリ
ードフレームに対して傾斜させて配置した鏡面すなわち
発光素子の光軸に対して傾斜させた鏡面を持ち、発光素
子を搭載したリードフレームと鏡面とがエポキシ系透明
樹脂にて一体成型されているように構成されていること
が好ましい。
【0010】傾斜された鏡面はエポキシ系透明樹脂によ
って一体成型され光反射効果をより高めるために、光反
射材として蒸着による金属薄膜の形成あるいは外表面に
表面を鏡面処理した金属板あるいは箔を透明接着剤にて
固定することにより、光路変更面が形成されることが好
ましい。なお、鏡面形状については平坦なものや凹面等
の使用目的によって自由に設計できる可能性がある。
【0011】更に、リードフレームは銅あるいは鉄を主
成分とし電気伝導性及び熱伝導性に優れた材料からな
り、又、表面実装を可能とするためには曲げ加工性に優
れたものであることが望ましい。そして、前記鏡面によ
り光路変更した後に発光ダイオードから外部に放射され
る放射面は、使用目的に合わせて光学的にフラットな面
あるいはレンズ状をした形状等の放射された光が制御さ
れるものであるのが望ましい。
【0012】
【発明の実施形態】以下、本発明を図面に基づき説明す
る。図1は本発明による発光ダイオード1の要部断面図
であり、図中2は発光波長が880nmのGaAlAs
系からなるp−n接合型赤外発光素子であり、発光素子
のp側電極3とリードフレーム5とはエポキシ樹脂に銀
粉末を適量混合した導電性接着剤6によって電気的に接
続されている。一方、発光素子1の上面に設けられたn
側電極4と同電位とするリードフレーム7とは金線8に
よって溶接され、このリードフレーム間に電流を供給す
ることによって発光素子1が発光する。
【0013】このように用意されたリードフレーム付き
発光素子1をエポキシ系の透明樹脂9を用いて封止する
が、この際発光素子1の前方すなわち少なくとも光軸に
対して傾斜され光学的にフラットな面として鏡面10を
形成させるような形状であることが重要となる。又、こ
の鏡面10上に抵抗加熱蒸着法やスパッター法によって
金属薄膜あるいは少なくとも1層以上からなる酸化物層
を形成させた反射面11を形成することによって発光素
子1から放射された光を反射面11においてより効果的
に屈折させ、放射面12を通過して外部に放射されるこ
とによって光路が変更される。なお、実用上は前記蒸着
膜11aの上に保護コート層11bを設けることによっ
て鏡面10に受けやすいキズや空気中の水分や酸素によ
る酸化による変色を防止できる。
【0014】発光ダイオード1から引き出されたリード
5、7は発光素子のマウント方向とは反対側に直角に2
度曲げることによって透明樹脂9の裏面側にリード5、
7が廻り込むことになる。このことによって回路基板1
3上への表面実装化が可能となる。 このように用意さ
れた発光ダイオード1において回路基板13の半田パッ
ト上に半田ペースト14をスクリーン印刷によって塗布
した後に、上記構造による発光ダイオード1を乗せ、半
田リフロー炉を通過させることによって表面実装された
薄型の光路変更型の発光ダイオード1の回路基板への半
田付けが可能となる。
【0015】このような構成とすることにより、回路基
板13に対して発光ダイオード1から放射された光は回
路基板に平行方向の横方向へ出射することが可能とな
る。このことは、実用面から考えると装置の薄型化、小
型化や量産性に優れたものとなる。
【0016】前記の光路変更のための鏡面10の形成は
蒸着法による金属層を設けるだけでなく、図2に示すよ
うに、鏡面を保有する金属板や金属箔あるいは1層以上
からなる酸化物層22をエポキシ系透明樹脂23を用い
て発光ダイオード21の鏡面部位に接着することによっ
ても目的を達成することが可能である。この際、接着層
内に気泡やゴミの混入を防止するために透明樹脂23を
真空脱泡後に使用することによっても光学的に問題のな
いものとなり、より優れた構造となり本発明の目的を達
成できる。
【0017】又、発光ダイオードから外部に放射される
放射面の形状について、図3に示すようにその目的に応
じて種々の変形が可能である。例えば、図3(a)のよ
うに平坦なものから、図3(b)のように凸レンズ状に
形成することによって外部への放射光をさらに制御する
ことが可能となる。
【0018】そして、このようにして完成した表面実装
が可能な光路変更型発光ダイオードを回路基板に実装し
たところ、従来の発光ダイオードと比べて1/2以下の
薄型とすることができ、従来にはない実用上優れた製品
が得られる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明は、回路基板上に発
光ダイオードを上側に向けて表面実装しても、発光ダイ
オードの前面に設けた光路変更用の鏡面によって発光素
子から放射された光は光路が回路基板に平行して放射さ
れることになる。そこで、従来構造では回路基板に平行
に光を放射させようとすると発光ダイオード自身を回路
基板に対して水平に実装しなくてはならず、その実装は
インサート法によって回路基板に発光ダイオードを立て
ることになり、その生産性や小型化に関して技術的なネ
ックとなっていたが、本発明に係わる発光ダイオードを
採用することにより、前記した問題点を一挙に解決する
ことができその実用上の利用可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる発光ダイオードの要部断面図で
ある。
【図2】本発明の他の実施例の要部断面図である。
【図3】(a),(b)共に他の実施例の要部平面図で
ある。
【図4】従来構造を示す側面図である。
【図5】他の従来構造を示す要部断面図である。
【図6】他の従来構造を示す要部断面図である。
【図7】他の従来構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 発光ダイオード 21 発
光ダイオード 2 発光素子 22 酸
化物層 3 p側電極 23 透
明樹脂 4 n側電極 5 リードフレーム 6 導電性接着剤 7 リードフレーム 8 金線 9 透明樹脂 10 鏡面 11 反射面 11a 蒸着膜 11b 保護コート層 12 放射面 13 回路基板 14 半田ペースト

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リードフレーム上に発光素子をマウント
    し透明樹脂にて成型された発光ダイオードにおいて、電
    流供給用のリードフレームの引き出し方向は発光素子か
    ら垂直の光軸に対して直角方向に引き出されており、発
    光素子から放射された光が放射される側の端面は鏡面で
    ありかつ光軸に対して傾斜されて配置されていることを
    特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記リードフレームは、発光素子がマウ
    ントされる部位において凹面状に形成され、その凹部中
    央に発光素子がマウントされていることを特徴とする請
    求項1項記載の発光ダイオ−ド。
  3. 【請求項3】 前記傾斜されて配置された端面は、その
    外表面に発光素子から放射された光を反射する金属又は
    酸化物層が形成されていることを特徴とする請求項1又
    は2項記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項4】 前記傾斜されて配置された端面により光
    路変更された後に、発光ダイオードの外部に放射される
    放射面は、少なくとも端面の面積に対応した平坦な鏡面
    あるいは光学的なレンズにより形成されていることを特
    徴とする請求項1乃至3項記載の発光ダイオード。
  5. 【請求項5】 前記傾斜端面上に形成された金属又は酸
    化物層は、その外表面に樹脂からなる保護コート層を設
    けている請求項1乃至4項記載の発光ダイオード。
  6. 【請求項6】 前記傾斜された端面の外表面は、銀、ア
    ルミニウム、金等の可視域から赤外域において反射率の
    良好な金属薄膜又は酸化物層から形成されていることを
    特徴とする請求項1乃至5記載の発光ダイオード。
  7. 【請求項7】 前記傾斜された端面の外表面は、金属あ
    るいは酸化物からなる板又は箔を透明樹脂からなる接着
    剤にて接着してなる請求項1乃至6項記載の発光ダイオ
    ード。
JP8053693A 1996-02-19 1996-02-19 発光ダイオード Pending JPH09232636A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8053693A JPH09232636A (ja) 1996-02-19 1996-02-19 発光ダイオード

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344689B1 (en) * 1999-10-07 2002-02-05 Rohm Co., Ltd. Optical semiconductor device for surface mounting
CN100409462C (zh) * 2005-05-26 2008-08-06 陈隆建 采用荧光粉激发的反射式白光发光二极管
US7543965B2 (en) 2004-10-29 2009-06-09 Samsung Electronic Co., Ltd Side light-emitting device, backlight unit having the side light-emitting device, and liquid crystal display apparatus employing the backlight unit
KR101276360B1 (ko) * 2006-04-24 2013-06-18 라미나 라이팅, 인크. 개선된 광 시준을 갖는 발광 다이오드

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