JPH10242524A - 積層型発光ダイオード - Google Patents

積層型発光ダイオード

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JPH10242524A
JPH10242524A JP6240597A JP6240597A JPH10242524A JP H10242524 A JPH10242524 A JP H10242524A JP 6240597 A JP6240597 A JP 6240597A JP 6240597 A JP6240597 A JP 6240597A JP H10242524 A JPH10242524 A JP H10242524A
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JP
Japan
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light emitting
light
emitting diode
emitting element
dichroic mirror
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Application number
JP6240597A
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English (en)
Inventor
Takashi Sato
敬 佐藤
Yoshinobu Suehiro
好伸 末広
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Iwasaki Denki KK
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Iwasaki Denki KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Led Device Packages (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、発光ダイオードの凹面状光学面の
中央部にはダイクロイックミラーを施し周辺部にはアル
ミニウム,銀等の金属により微細な斑状に蒸着や鍍金を
施した2種類の鏡面を形成することより、発光素子が発
した光を有効に外部に放射し、かつ正面から見ると反射
面全体が発光して視認される積層型発光ダイオードを提
供することを目的とする。 【解決手段】 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前記発光素子を封止する光透過性
材料と発光素子の発光面に対向する光学面とを有し、前
記発光素子に対向する光学面は発光素子が発する光を反
射し、かつ下方からの光を透過する第1の光源である発
光ダイオードが、すくなくとも第2の光源の光放射方向
に配置してあり、前記第1の光源である発光ダイオード
の発光素子に対向する光学面は、中央部が第1の光源で
ある発光ダイオードの発光素子が発した光を反射し、下
方に配置された第2の光源から放射された光を透過する
ダイクロイックミラー面であり、その周囲部がマクロ的
に半透過性の金属反射面であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイやセ
ンサ等に用いられる積層型発光ダイオードに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】本発明者等が先に提案した積層型発光ダ
イオードは、図7に示すように、第1の反射型発光ダイ
オード100と第2の反射型発光ダイオード200とス
ペーサ300とを具備する。
【0003】第1の反射型発光ダイオード100は赤色
の発光素子101、リードフレーム102a,102b
とワイヤ103と光透過性材料104とを有する。赤色
の発光素子101は一方のリードフレーム102a上に
マウントされ、他方のリードフレーム102bとワイヤ
103とにより電気的に接続されている。赤色の発光素
子、二本のリードフレームの先端部及びワイヤは、光透
過性材料104により一体的に封止されるとともに、赤
色の発光素子101の発光面に対向する側に凹面状光学
面105が形成され、赤色の発光素子の背面側に平坦な
放射面106がモールド形成されている。又、凹面状光
学面105は発光素子を焦点とする回転放物面形状と
し、赤色の光は反射し緑色の光は透過するダイクロイッ
クミラーを施すことにより凹面部全面を鏡面加工をした
ものである。なお、放射面の周囲部及び凹面状光学面の
周囲部の四隅には嵌合用の凹部107が形成してある。
【0004】第2の反射型発光ダイオード200は緑色
の発光素子201、リードフレーム202a,202b
とワイヤ203と光透過性材料204とを有する。緑色
の発光素子201は一方のリードフレーム202a上に
マウントされ、他方のリードフレーム202bとワイヤ
203とにより電気的に接続されている。緑色の発光素
子、二本のリードフレームの先端部及びワイヤは、光透
過性材料204により一体的に封止されるとともに、緑
色の発光素子201の発光面に対向する側に凹面状反射
面205が形成され、緑色の発光素子の背面側に平坦な
放射面206がモールド形成されている。又、凹面状反
射面205は発光素子を焦点とする回転放物面形状と
し、蒸着や鍍金を施すことにより鏡面加工をしたもので
ある。鏡面加工の際には二本のリード間の短絡を防止す
るためにリードには絶縁が施されている。なお、放射面
の周囲部及び凹面状反射面の周囲部の四隅には嵌合用の
凹部207が形成してある。
【0005】スペーサ300は、第1の発光ダイオード
100及び第2の発光ダイオード200に使用される光
透過性材料104,204と略同等の屈折率の光透過性
材料304としてある。そして、上面が第1の発光ダイ
オード100の凹面状光学面105の反射面側の嵌合部
に、下面が第2の発光ダイオード200の放射面側の嵌
合部に対応する形状としてある。そして、第2の発光ダ
イオード200、スペーサ300、第1の発光ダイオー
ド100を順次積層して配置してある。
【0006】このように構成された積層型発光ダイオー
ドでは、赤色の発光素子101が発する光は、凹面状光
学面105のダイクロイックミラーにて中心軸に対し平
行な光として反射され、放射面106より中心軸に対し
平行な光として外部放射される。また、緑色の発光素子
201が発する光は、そのほぼ全てが凹面状反射面20
5にて中心軸に対し平行な光として反射され、放射面2
06よりスペーサ300へ放射され、凹面状光学面10
5のダイクロイックミラーを透過して放射面106より
中心軸に対し平行な光として外部放射される。
【0007】これを正面から視認すれば、第1の発光ダ
イオード100のダイクロイックミラーに従って赤色の
発光素子101及び緑色の発光素子201の発する光が
視認され、発光ダイオード100の凹面状光学面105
はダイクロイックミラーなので、赤色の発光素子及び緑
色の発光素子の発する光は混色されて視認される。ま
た、赤色の発光素子及び緑色の発光素子の通電電流をそ
れぞれ制御することによって、赤色の発光素子の発光色
から緑色の発光素子の発光色までを連続的に変えること
ができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
発光ダイオードの凹面状光学面の表面にダイクロイック
ミラーを形成するには困難が伴う。ダイクロイックミラ
ーへの入射角及び反射角に応じた膜厚とするためには、
反射面の中央部に対し入射角及び反射角が大きくなる周
辺部の多層膜を中央部より厚めにする必要がある。
【0009】しかし、前記光学面(凸面形状の反射面)
への上記目的に沿うような膜厚分布とすることは、蒸着
装置の大がかりな改造を必要とする。すなわち、蒸着の
際、蒸着源に対し反射面中央部は垂直となるが、周辺部
にいくに従い角度がついていく。このため何らかの対策
をとらない場合、蒸着膜は中央部に対し、周辺部が薄い
ものとなる。これに対して、膜厚調整のためには被蒸着
物を回転させる方法が一般的に用いられ、凸面形状への
蒸着は中央部と周辺部の膜厚を均一にするレベルならば
比較的容易に達成できるが、上記目的に沿う膜厚分布と
するにはこれだけでは不十分である。
【0010】そして、中央部のみがダイクロイックミラ
ーとしての機能を果たし、周辺部はダイクロイックミラ
ーとしての機能を有さない単なる透過部となる。この積
層型発光ダイオードでは発光素子が発した光のうち周辺
部の光は反射されず有効に外部放射できない。更に、正
面から見ると反射面の中央部のみが発光し、周辺部が発
光していないように視認される。
【0011】本発明は前記に鑑みてなされたもので、第
1の発光ダイオードの凹面状光学面の中央部にはダイク
ロイックミラーを施し、周辺部にはアルミニウム,銀等
の金属により微細な斑状に蒸着や鍍金を施した、2種類
の鏡面を形成することより、発光素子が発した光を有効
に外部に放射し、かつ正面から見ると反射面全体が発光
して視認される積層型発光ダイオードを提供することを
目的とする。
【0012】
【発明を解決するための手段】本発明に係る積層型発光
ダイオードは、発光素子と、該発光素子に電力を供給す
るリード部と、前記発光素子を封止する光透過性材料
と、前記発光素子の発光面に対向する光学面とを有し、
前記発光素子に対向する光学面は前記発光素子が発する
光を反射し、かつ下方からの光を透過する第1の光源で
ある発光ダイオードが、すくなくとも第2の光源の光放
射方向に配置してあり、前記第1の光源である発光ダイ
オードの発光素子に対向する光学面は、中央部が第1の
光源である発光ダイオードの発光素子が発した光を反射
し、下方に配置された第2の光源から放射された光を透
過するダイクロイックミラー面であり、その周囲部がマ
クロ的に半透過性の金属反射面であることを特徴とす
る。また、前記マクロ的に半透過性の金属反射面は、微
細な斑によって形成された光学面であることを特徴とす
る。さらに、前記マクロ的に半透過性の金属反射面は、
膜厚制御により半透過性とした光学面であることを特徴
とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施例である積層
型発光ダイオードの概略正面図、図2は同じく積層型発
光ダイオードの概略断面図、図3は同じく第1の発光ダ
イオードの概略正面図、図4は同じく積層型発光ダイオ
ードに使用するスペーサの概略正面図、図5は本発明の
第2の実施例である積層型発光ダイオードの概略断面
図、図6は本発明の第3の実施例である積層型発光ダイ
オードの概略断面図である。
【0014】本発明の実施例である積層型発光ダイオー
ドは、第1の反射型発光ダイオード10と第2の反射型
発光ダイオード20とスペーサ30とを具備する。第1
の反射型発光ダイオード10は赤色の発光素子11、リ
ードフレーム12a,12bとワイヤ13と光透過性材
料14とを有する。赤色の発光素子11は一方のリード
フレーム12a上にマウントされ、他方のリードフレー
ム12bとワイヤ13とにより電気的に接続されてい
る。赤色の発光素子11、リードフレーム12a,12
bの先端部及びワイヤ13は光透過性材料14により一
体的に封止されるとともに、赤色の発光素子11の発光
面に対向する側に凹面状光学面15が形成され、赤色の
発光素子11の背面側に平坦な放射面16がモールド形
成されている。また、凹面状光学面15は発光素子を焦
点とする回転放物面形状とし、その中央部には赤色の光
は反射し、緑色の光は透過するダイクロイックミラーを
施し、周辺部には微細な斑状に蒸着や鍍金を施すことに
より2種類の鏡面加工をしたものである。鏡面加工の際
には二本のリード12a,12b間の短絡を防止するた
めにリードには絶縁が施されている。なお、放射面の周
囲部及び凹面状光学面の周囲部の四隅には嵌合用の凹部
17が形成してある。
【0015】第2の反射型発光ダイオード20は緑色の
発光素子21、リードフレーム22a,22bとワイヤ
23と光透過性材料24とを有する。緑色の発光素子2
1は一方のリーとにより電気的に接続されている。緑色
の発光素子21、リードフレーム22a,22bの先端
部及びワイヤ23は光透過性材料24により一体的に封
止されるとともに、緑色の発光素子21の発光面に対向
する側に凹面状反射面25が形成され、緑色の発光素子
21の背面側に平坦な放射面26がモールド形成されて
いる。また、凹面状反射面25は発光素子を焦点とする
回転放物面形状とし、蒸着や鍍金を施すことにより鏡面
加工をしたものである。鏡面加工の際には二本のリ−ド
22a,22b間の短絡を防止するためにリード22
a,22bには絶縁が施されている。なお、放射面の周
囲部及び凹面状反射面の周囲部の四隅には嵌合用の凹部
27が形成してある。
【0016】スペーサ30は、第1の発光ダイオード1
0及び第2の発光ダイオード20に使用される光透過性
材料14,24と略同等の屈折率の光透過性材料34と
してある。そして、上面が第1の発光ダイオード10の
凹面状光学面15の反射面側の嵌合部に、下面が第2の
発光ダイオード20の放射面26の放射面側の嵌合部に
対応する形状としてある。なお、31は嵌合用の突起部
である。そして、第2の発光ダイオード20、スペーサ
30、第1の発光ダイオード10が順次積層され配置し
てある。
【0017】このように構成された発光ダイオードで
は、赤色の発光素子11が発する光は、凹面状光学面1
5の中央部ではダイクロイックミラーにて中心軸に対し
平行な光として反射され、周囲部では斑に従った一定の
割合で中心軸に対し平行な光として反射され、放射面1
6より中心軸に対し平行な光として外部放射される。ま
た、緑色の発光素子21が発する光は、そのほぼ全てが
凹面状反射面25にて中心軸に対し平行な光として反射
され、放射面26より放射され、凹面状光学面15の中
央部のダイクロイックミラーと、周囲部の斑の隙間を透
過し放射面16より中心軸に対し平行な光として外部放
射される。
【0018】これを正面から視認すれば、第1の発光ダ
イオード10のダイクロイックミラーと斑に従い赤色の
発光素子11及び緑色の発光素子21の発する光が視認
され、発光ダイオード10の凹面状光学面15はダイク
ロイックミラーと微細な斑なので、赤色の発光素子11
及び緑色の発光素子21の発する光は混色されて視認さ
れる。また、赤色の発光素子11及び緑色の発光素子2
1の通電電流をそれぞれ制御するこによって、赤色の発
光素子11の発光色から緑色の発光素子21の発光色ま
でを連続的に変えることができる。なお、配光を拡げる
ためには、第1の発光ダイオード10の放射面側にレン
ズ,プリズム,拡散板等を備えればよい。
【0019】前記説明では、第1の発光ダイオード10
の凹面状光学面15の周囲部は微細な斑状に蒸着や鍍金
を施すことにより、部分的に鏡面加工をしたものである
ものとして説明したが、膜厚を制御することにより半透
過性の膜を反射面の周囲部に形成してあるものでもよ
い。また、十分に反射するだけの膜厚部分と半透過する
だけの膜厚部分を斑にしたものなどのマクロ的に一部の
光を透過し、一部の光を反射する金属反射面であればこ
れらに限らない。
【0020】次に、本発明の第2の実施例について図5
を参照して説明する。第2実施例が第1実施例のものと
異なる点は、図2に示す構造に加えてスペーサ50と青
色の発光素子を有する第3の発光ダイオード40を積層
し、又、第2の発光ダイオードの凹面状反射面を第1の
発光ダイオードの凹面状光学面と同様にその中央部には
緑色の光は反射し、青色の光は透過するダイクロイック
ミラーを施し、周辺部には微細な斑状に蒸着や鍍金を施
すことにより2種類の鏡面加工をしたものである。更
に、第3の発光ダイオードの凹面状反射面は発光素子を
焦点とする回転放物面形状とし、蒸着や鍍金を施すこと
により鏡面加工をしたものである。これにより、光の3
原色を発光できるものとなる。そして、各色の発光出力
を階調することにより、フルカラーの白色の発光ダイオ
ードとすることができる。
【0021】更に、本発明の第3の実施例について図6
を参照して説明する。第3の実施例が第1実施例と第2
実施例のものと異なる点は、第2,第3の発光ダイオー
ドに第1,第2の発光ダイオード60,70の凹面状反
射面65,75に対応した形状の放射面76,86がモ
ールド形成してあることである。これにより、スペーサ
30,50を使用しないものとなり、部品点数、作業工
程が少なくなり低コストになる。
【0022】前記各実施例では、第1の発光ダイオード
の下方に配置する少なくとも第2の光源として、第1の
発光ダイオードと同様な形状の反射型発光ダイオードと
して説明したが、第2または第3あるいは第4以下の積
層した場合最下段に位置する発光ダイオードについて
は、樹脂レンズ型の発光ダイオードあるいはモノリシッ
ク型の発光ダイオード、更に、小型の白熱電球でもよ
い。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る積層型発光
ダイオードは、最下段以外の発光ダイオードの凹面状光
学面の中央部はダイクロイックミラーを施し、周辺部は
金属により微細な斑状に蒸着や鍍金を施した2種類の鏡
面を形成することより、発光素子が発した光を有効に外
部に放射し、かつ正面から見ると反射面全体が発光して
視認される積層型発光ダイオードを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例である積層型発光ダイオードの
概略正面図である。
【図2】同じく積層型発光ダイオードの概略断面図であ
る。
【図3】同じく積層型発光ダイオードに使用する発光ダ
イオードの概略断面図である。
【図4】同じく積層型発光ダイオードに使用するスペー
サの概略正面図である。
【図5】本発明の第2の実施例の積層型発光ダイオード
の概略断面図である。
【図6】本発明の第3の実施例である積層型発光ダイオ
ードの概略断面図である。
【図7】先に提案した積層型発光ダイオードの概略断面
図である。
【符号の説明】
10,20,40,50,60 発光ダイオード 11,21 発光素子 12a,12b,22a,22b リードフレーム 13,23 ワイヤ 14,24 光透過性材料 15,25 凹面状光学面 16,26 放射面 17,27 凹部 30,50 スペーサ

Claims (3)

    【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、前記発光素子を封止する光透過性材料
    と、前記発光素子の発光面に対向する光学面とを有し、
    前記発光素子に対向する光学面は前記発光素子が発する
    光を反射し、かつ下方からの光を透過する第1の光源で
    ある発光ダイオードが、少なくとも第2の光源の光放射
    方向に配置してある積層型発光ダイオードにおいて、前
    記第1の光源である発光ダイオードの発光素子に対向す
    る光学面は、その中央部が第1の発光ダイオードの発光
    素子が発した光を反射し、下方に配置された第2の光源
    から放射された光を透過するダイクロイックミラー面で
    あり、その周囲部がマクロ的に半透過性の金属反射面で
    あることを特徴とする積層型発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記マクロ的に半透過性の金属反射面
    は、微細な斑によって形成された光学面であることを特
    徴とする請求項1項記載の積層型発光ダイオード。
  3. 【請求項3】 前記マクロ的に半透過性の金属反射面
    は、膜厚制御により半透過性とした光学面であることを
    特徴とする請求項1項記載の積層型発光ダイオード。
JP6240597A 1997-02-28 1997-02-28 積層型発光ダイオード Pending JPH10242524A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006120978A1 (ja) * 2005-05-10 2006-11-16 Iwasaki Electric Co., Ltd. プロジェクタ装置、積層型発光ダイオード装置および反射型発光ダイオードユニット
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