JPS61187384A - 発光ダイオ−ド - Google Patents
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- JPS61187384A JPS61187384A JP60028009A JP2800985A JPS61187384A JP S61187384 A JPS61187384 A JP S61187384A JP 60028009 A JP60028009 A JP 60028009A JP 2800985 A JP2800985 A JP 2800985A JP S61187384 A JPS61187384 A JP S61187384A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/58—Optical field-shaping elements
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- 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
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は信号灯、車輌用灯具、表示灯、光通信装置及び
各種センナ等の光源として使用される可視光又は赤外線
を放射する発光ダイオードに関するものである。
各種センナ等の光源として使用される可視光又は赤外線
を放射する発光ダイオードに関するものである。
一般にこの種の光源用発光ダイオードとしては、第６図
に示した構造のものが公知である。この公知の発光ダイ
オードにおいて、１はＧａＰ系又はＧａＡｓＰ系の発光
素子であり、該発光素子は一方のリードフレーム２の凹
部２ａ内にマウントされ、使方のリードフレーム３との
間においてワイヤ４がボンディングされ、これらが一体
内に樹脂モールドされると共に凸状のレンズ部５が形成
されたものである。このレンズ部５の前端側、即ち光束
が照射される側の端部５ａは、光線を光軸Ｘに沿って平
行光線にすべく球面形状に形成されている。
に示した構造のものが公知である。この公知の発光ダイ
オードにおいて、１はＧａＰ系又はＧａＡｓＰ系の発光
素子であり、該発光素子は一方のリードフレーム２の凹
部２ａ内にマウントされ、使方のリードフレーム３との
間においてワイヤ４がボンディングされ、これらが一体
内に樹脂モールドされると共に凸状のレンズ部５が形成
されたものである。このレンズ部５の前端側、即ち光束
が照射される側の端部５ａは、光線を光軸Ｘに沿って平
行光線にすべく球面形状に形成されている。
このような構成の発光ダイオードにおいて、発光素子１
から放射される光線の内、球面状の端部５ａで平行光線
になる範囲は角度θ１ （約６０°）である。又、リー
ドフレーム２に設けた凹ＮＳ２ ａはその内部が光沢メ
ッキされており、発光素子１から側面方向に出る光を前
面側に反射させているが、この反射光において、第７図
に示したように、実線の矢印が発光素子１の中心から放
射された光で、点線の矢印が素子端面から放射された光
であって、これら光線の自前面側に反射されそ有効光線
となるのはθ２ （約２０°）の範囲である。従って、
全体として見た時に前面側に向う有効光線の角度範囲は
θ１＋２６２であり、その他の角度範囲θ３ （約４０
°）が有効光線として全く利用されない範囲になる。尚
、前記したＧａＰ系及びＧａＡＳＰ系の発光素子の発光
指向特性は第８図のグラフ中で曲線６で示した通りであ
る。
から放射される光線の内、球面状の端部５ａで平行光線
になる範囲は角度θ１ （約６０°）である。又、リー
ドフレーム２に設けた凹ＮＳ２ ａはその内部が光沢メ
ッキされており、発光素子１から側面方向に出る光を前
面側に反射させているが、この反射光において、第７図
に示したように、実線の矢印が発光素子１の中心から放
射された光で、点線の矢印が素子端面から放射された光
であって、これら光線の自前面側に反射されそ有効光線
となるのはθ２ （約２０°）の範囲である。従って、
全体として見た時に前面側に向う有効光線の角度範囲は
θ１＋２６２であり、その他の角度範囲θ３ （約４０
°）が有効光線として全く利用されない範囲になる。尚
、前記したＧａＰ系及びＧａＡＳＰ系の発光素子の発光
指向特性は第８図のグラフ中で曲線６で示した通りであ
る。
このグラフに基いて前記した有効光線となる範囲を見る
と、発光素子１から放射される光の内、前面側θ１の角
度範囲と側面側の限られた角１ａ範囲θ２が利用される
ことになるが、角度範囲θ２の輝度は極めて少なくこれ
らの範囲が利用されたにして６大巾な照度アップは望め
ない。特に第７図における凹部２ａでの反射を詳細に考
えると、凹部２ａの開口部の直径は発光素子１の外形寸
法の約３〜５倍であり、発光素子１は一般に素子全体で
発光するため、点光源とみなすことができず、実際の四
部２ａでの反射光はほとんどが無効な方向に反射される
ことが多い。従って、凹部２ａによる反射面があったに
しても発光素子１から放射される輝度の高い角度範囲θ
３が全く利用されず、しかも反射面からの光も一部しか
利用できないので発光ダイオード全体としての照度アッ
プは期待できない。
と、発光素子１から放射される光の内、前面側θ１の角
度範囲と側面側の限られた角１ａ範囲θ２が利用される
ことになるが、角度範囲θ２の輝度は極めて少なくこれ
らの範囲が利用されたにして６大巾な照度アップは望め
ない。特に第７図における凹部２ａでの反射を詳細に考
えると、凹部２ａの開口部の直径は発光素子１の外形寸
法の約３〜５倍であり、発光素子１は一般に素子全体で
発光するため、点光源とみなすことができず、実際の四
部２ａでの反射光はほとんどが無効な方向に反射される
ことが多い。従って、凹部２ａによる反射面があったに
しても発光素子１から放射される輝度の高い角度範囲θ
３が全く利用されず、しかも反射面からの光も一部しか
利用できないので発光ダイオード全体としての照度アッ
プは期待できない。
前記問題点を解決するために同一出願人に係る先願の発
明（特願昭５９−２７０３７２）がある。
明（特願昭５９−２７０３７２）がある。
この先願の発明にあっては、全体的な照度アップを図る
点で優れており、発光ダイオードとキャップとがＭ嵌又
は同質材料で接着させている。この事は、次のような不
都合を避けるためである。即ち、発光ダイオードとキャ
ップとを仮りに圧入または一体成型した場合に、発光ダ
イオードに対して外側から締付作用が働き、内部応力が
生じたり、内部残留応力が残ったりし、熱変化によって
膨張したり収縮したりすることによって内部応力も変化
し、それによって発光ダイオードチップ及びワイヤーが
破損することを避けたものであるが、遊嵌の場合は不安
定であり、接着の場合は手数がかかる。
点で優れており、発光ダイオードとキャップとがＭ嵌又
は同質材料で接着させている。この事は、次のような不
都合を避けるためである。即ち、発光ダイオードとキャ
ップとを仮りに圧入または一体成型した場合に、発光ダ
イオードに対して外側から締付作用が働き、内部応力が
生じたり、内部残留応力が残ったりし、熱変化によって
膨張したり収縮したりすることによって内部応力も変化
し、それによって発光ダイオードチップ及びワイヤーが
破損することを避けたものであるが、遊嵌の場合は不安
定であり、接着の場合は手数がかかる。
本発明は、従来例における発光素子から放射された光の
利用度の悪い問題点及び圧入又は一体成形における内部
応力の問題点、更に安定性と製造工数の問題点を解決し
ようとでるものである。
利用度の悪い問題点及び圧入又は一体成形における内部
応力の問題点、更に安定性と製造工数の問題点を解決し
ようとでるものである。
本発明は前記した問題点を解決するための具体的手段と
して、発光素子をリードフレーム、ステム又は垂板上に
マウントし、ワイヤーボンディングすると共に樹脂モー
ルドしてレンズ部を形成した発光ダイオードと光透過性
の軟質材料で形成されたキャップとからなり、該キャッ
プはその中央部に前記発光ダイオードが嵌る筒状の孔を
設け、キャップの背面側をドーム状の曲面に形成し、前
記孔に前記発光ダイオードを挿着させて一体的に形成し
たことを特徴とする発光ダイオードを提供するものであ
って、艷１１ツブを被着させることで発光素子からの側
面方向の放射光を全部前面側に平行光線として反射し、
これら反射光が全て有効光線として利用できるので発光
ダイオードの輝度を大巾にアップさせると共に、キシツ
ブを軟質材料で形成しであるために発光ダイオードとの
間で弾性的に係合して一体化が安定すると共に、熱によ
る［及び収縮があってもキャップで吸収し、発光ダイオ
ードに内部応力を発生させないのである。
して、発光素子をリードフレーム、ステム又は垂板上に
マウントし、ワイヤーボンディングすると共に樹脂モー
ルドしてレンズ部を形成した発光ダイオードと光透過性
の軟質材料で形成されたキャップとからなり、該キャッ
プはその中央部に前記発光ダイオードが嵌る筒状の孔を
設け、キャップの背面側をドーム状の曲面に形成し、前
記孔に前記発光ダイオードを挿着させて一体的に形成し
たことを特徴とする発光ダイオードを提供するものであ
って、艷１１ツブを被着させることで発光素子からの側
面方向の放射光を全部前面側に平行光線として反射し、
これら反射光が全て有効光線として利用できるので発光
ダイオードの輝度を大巾にアップさせると共に、キシツ
ブを軟質材料で形成しであるために発光ダイオードとの
間で弾性的に係合して一体化が安定すると共に、熱によ
る［及び収縮があってもキャップで吸収し、発光ダイオ
ードに内部応力を発生させないのである。
次に本発明を図示の実施例に基き更に詳しく説明すると
、第１図に示した第１実施例において、１１はＧａＰ系
及びＧａＡｓＰ系の発光素子であり、該発光素子は一方
のリードフレーム１２の頂部にマウントされると共に他
方のリードフレーム１３との闇においてワイＶ−１４が
ボンディングされ電気的に接続されている。このように
接続された発光素子１１と両リードフレーム１２．１３
の上端部分を光透過性の樹脂によりモールドしてレンズ
部１５を形成し、該レンズ部の光束が照射される側の端
部１５ａは球面形状に形成され、基部側にはフランジ部
１５ｂが形成されている。前記構成は一般に使用されて
いる発光ダイオードの構成と変りがない。
、第１図に示した第１実施例において、１１はＧａＰ系
及びＧａＡｓＰ系の発光素子であり、該発光素子は一方
のリードフレーム１２の頂部にマウントされると共に他
方のリードフレーム１３との闇においてワイＶ−１４が
ボンディングされ電気的に接続されている。このように
接続された発光素子１１と両リードフレーム１２．１３
の上端部分を光透過性の樹脂によりモールドしてレンズ
部１５を形成し、該レンズ部の光束が照射される側の端
部１５ａは球面形状に形成され、基部側にはフランジ部
１５ｂが形成されている。前記構成は一般に使用されて
いる発光ダイオードの構成と変りがない。
このような構成の発光ダイオードに対して被着されるキ
ャップ１６は樹脂例えば塩化ビニール又はゴム例えばシ
リコンゴム等の光透過性の輸質材料で全体形状をドーム
状に形成すると共に中央部に筒状の孔１７が形成され、
該孔１７に前記発光ダイオードのレンズ部１５が挿着さ
れる。この場合孔１７の内径はレンズ部１５の外径と略
同径にするか梢々小さめにし、レンズ部１５を孔１７に
挿着した際にキャップ１６自体の弾性により圧着するよ
うにしである。更に前記孔１７に沿ってキャップ１６の
基部側に発光ダイオード１５のフランジ部１５ｂと係合
する口字状の係合部１８が形成されている。そして、前
記キャップ１６の外周面即ち背面側はドーム状の曲面１
９に形成されており、該曲面は前記発光素子１１から放
射される光束の内、レンズ部１５の端部１５ａに至らな
い側面方向の光束全部を能面側に光＠Ｘと略平行になる
ように反射させるものである。この場合、前記キャップ
１６の正面視の形状は丸形又は角形等任意の形状のもの
が選べ、前記孔１７においても、発光ダイオードのレン
ズ部１５が挿着される範囲を円筒形に形成し、他の部分
はラッパ状又は角筒状に形成しても良い。
ャップ１６は樹脂例えば塩化ビニール又はゴム例えばシ
リコンゴム等の光透過性の輸質材料で全体形状をドーム
状に形成すると共に中央部に筒状の孔１７が形成され、
該孔１７に前記発光ダイオードのレンズ部１５が挿着さ
れる。この場合孔１７の内径はレンズ部１５の外径と略
同径にするか梢々小さめにし、レンズ部１５を孔１７に
挿着した際にキャップ１６自体の弾性により圧着するよ
うにしである。更に前記孔１７に沿ってキャップ１６の
基部側に発光ダイオード１５のフランジ部１５ｂと係合
する口字状の係合部１８が形成されている。そして、前
記キャップ１６の外周面即ち背面側はドーム状の曲面１
９に形成されており、該曲面は前記発光素子１１から放
射される光束の内、レンズ部１５の端部１５ａに至らな
い側面方向の光束全部を能面側に光＠Ｘと略平行になる
ように反射させるものである。この場合、前記キャップ
１６の正面視の形状は丸形又は角形等任意の形状のもの
が選べ、前記孔１７においても、発光ダイオードのレン
ズ部１５が挿着される範囲を円筒形に形成し、他の部分
はラッパ状又は角筒状に形成しても良い。
第２図に示した第２実施例は発光ダイオードのレンズ部
１５の形状が変ったものであり、他の部分は前記第１実
施例と実質的に同一であるので同一符号を付してその説
明を省略する。即ち、発光ダイオード１５はその基部側
に７ランジ部のないものが使用された場合で、これに取
付けられるキャップ１６は発光ダイオード１５の基部に
係合するＬ字状の係合部１８ａが形成され、両者の結合
を安定させる。
１５の形状が変ったものであり、他の部分は前記第１実
施例と実質的に同一であるので同一符号を付してその説
明を省略する。即ち、発光ダイオード１５はその基部側
に７ランジ部のないものが使用された場合で、これに取
付けられるキャップ１６は発光ダイオード１５の基部に
係合するＬ字状の係合部１８ａが形成され、両者の結合
を安定させる。
更に第３図に示した第３実施例にあっては、キャップの
構造が第１実施例のものと異なるのみで他の部分は同一
であるので同一符号を付してその説明を省略する。即ち
、キャップ１６は発光ダイオード１５が取付けられる孔
１７ａが前面にまで貫通せず、発光ダイオード１５が挿
着される程度の大きさの孔に形成すれば良いのである。
構造が第１実施例のものと異なるのみで他の部分は同一
であるので同一符号を付してその説明を省略する。即ち
、キャップ１６は発光ダイオード１５が取付けられる孔
１７ａが前面にまで貫通せず、発光ダイオード１５が挿
着される程度の大きさの孔に形成すれば良いのである。
この場合でも曲面１９での反射は同じである。
いづれにしても、キャップ１６の外周面又は背面の曲面
１８がドーム状の曲面に形成されているので発光素子１
１から横方向に出る光束を全部り効光線となるように前
部側に反射させるものである。尚、各実施例において発
光素子をリードフレームに取付けた場合について述べた
が、ステム又は基板上にマウントした場合でも同じであ
る。
１８がドーム状の曲面に形成されているので発光素子１
１から横方向に出る光束を全部り効光線となるように前
部側に反射させるものである。尚、各実施例において発
光素子をリードフレームに取付けた場合について述べた
が、ステム又は基板上にマウントした場合でも同じであ
る。
このように構成された発光ダイオードは、キャップが一
体的に取付けられているで、発光素子から出る光束を無
駄なく前面側に放射させることができ、又発光ダイオー
ドとキャップとの組立においても、キャップが軟質材料
であるため発光ダイオードのレンズ面に傷を付けること
なく、同時に内部応力を付与することなく組合せること
ができる。
体的に取付けられているで、発光素子から出る光束を無
駄なく前面側に放射させることができ、又発光ダイオー
ドとキャップとの組立においても、キャップが軟質材料
であるため発光ダイオードのレンズ面に傷を付けること
なく、同時に内部応力を付与することなく組合せること
ができる。
以上説明したように本発明に係る発光ダイオードは、レ
ンズ部が嵌る筒状の孔を有し側面外周又は背面が曲面、
即ら発光素子から放射される光束の内、発光ダイオード
のレンズ部の上部曲面（レンズ面）から外れた全ての光
束を前面側に光軸と略平行に反射させて取出すことがで
きるキャップを備えたので、有効光束が増大して発光ダ
イオードの照度を大巾にアップさせることができると共
に、キャップ自体が光透過性の軟質材料で形成されてい
るので、発光ダイオードと結合させた時に固有の弾性力
によって圧着することになり、発光ダイオードに対して
内部応力を生じさせないために熱による膨張及び収縮が
あっても発光素子及びワイＡ７−ｒｉを破壊することが
ない等の優れた効果を奏する。
ンズ部が嵌る筒状の孔を有し側面外周又は背面が曲面、
即ら発光素子から放射される光束の内、発光ダイオード
のレンズ部の上部曲面（レンズ面）から外れた全ての光
束を前面側に光軸と略平行に反射させて取出すことがで
きるキャップを備えたので、有効光束が増大して発光ダ
イオードの照度を大巾にアップさせることができると共
に、キャップ自体が光透過性の軟質材料で形成されてい
るので、発光ダイオードと結合させた時に固有の弾性力
によって圧着することになり、発光ダイオードに対して
内部応力を生じさせないために熱による膨張及び収縮が
あっても発光素子及びワイＡ７−ｒｉを破壊することが
ない等の優れた効果を奏する。
又、キャップの基部側に発光ダイオードの端部と係合す
る口字状又はＬ字状の係合部を設けたことにより発光ダ
イオードとキャップとが位置ずれすることなく正確に結
合され、反射光にバラツキがなくなるばかりでなく安定
した一体化が望めるという優れた効果も奏する。
る口字状又はＬ字状の係合部を設けたことにより発光ダ
イオードとキャップとが位置ずれすることなく正確に結
合され、反射光にバラツキがなくなるばかりでなく安定
した一体化が望めるという優れた効果も奏する。
第１図は本発明に係る第１実施例の発光ダイＡ−ドの断
面図、第２図は同第２実施例の発光ダイオードの断面図
、第３同周は第３実施例の発光ダイオードの断面図、第
４図は従来例の発光ダイオードの断面図、第５図は同発
光ダイオードの要部のみを拡大して示した略図、第６図
は発光素子の発光指向特性のグラフである。 １１・・・発光素子 １２．１３・・・リードフレーム １４・・・ワイヤー １５・・・レンズ部 １５ａ・・・レンズ面 １５ｂ・・・フランジ部１６・
・・ギャップ １７ａ、１７ｂ−１ １８，１８ａ・・・係合部 １９・・・ドーム状の曲面 特許出願人 スタンレー電気株式会社第１図 第２図
面図、第２図は同第２実施例の発光ダイオードの断面図
、第３同周は第３実施例の発光ダイオードの断面図、第
４図は従来例の発光ダイオードの断面図、第５図は同発
光ダイオードの要部のみを拡大して示した略図、第６図
は発光素子の発光指向特性のグラフである。 １１・・・発光素子 １２．１３・・・リードフレーム １４・・・ワイヤー １５・・・レンズ部 １５ａ・・・レンズ面 １５ｂ・・・フランジ部１６・
・・ギャップ １７ａ、１７ｂ−１ １８，１８ａ・・・係合部 １９・・・ドーム状の曲面 特許出願人 スタンレー電気株式会社第１図 第２図
Claims (4)
- （１）発光素子をリードフレーム、ステム又は基板上に
マウントし、ワイヤーボンディングすると共に樹脂モー
ルドしてレンズ部を形成した発光ダイオードと光透過性
の軟質材料で形成されたキャップとからなり、該キャッ
プはその中央部に前記発光ダイオードが嵌る筒状の孔を
設け、キャップの背面側をドーム状の曲面に形成し、前
記孔に前記発光ダイオードを挿着させて一体的に形成し
たことを特徴とする発光ダイオード。 - （２）光透過性の軟質材料は硬度が４０〜８０°のプラ
スチック又はゴムであることを特徴とする前記１項記載
の発光ダイオード。 - （３）前記キャップの基部側に前記孔に沿つて発光ダイ
オードの端部と係合するコ字状又はＬ字状の係合部を設
けたことを特徴とする前記１項記載の発光ダイオード。 - （４）前記キャップの中央部に設けた孔が貫通又は非貫
通状態にある前記第１項記載の発光ダイオート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028009A JPS61187384A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60028009A JPS61187384A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 発光ダイオ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187384A true JPS61187384A (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=12236786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60028009A Pending JPS61187384A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61187384A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06104491A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-15 | Rohm Co Ltd | 発光ダイオードランプ |
| US5825051A (en) * | 1996-10-12 | 1998-10-20 | Preh-Werke Gmbh & Co. Kg | Optoelectronic component with central hollow |
| JP2004281605A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｌｅｄパッケージ |
| JP2008211262A (ja) * | 1997-07-07 | 2008-09-11 | Asahi Rubber:Kk | 発光ダイオード用透光性被覆材及び蛍光カラー光源 |
| JP2009027199A (ja) * | 2008-11-04 | 2009-02-05 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光ダイオード |
| WO2009039680A1 (fr) * | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Helio Optoelectronics Corporation | Procédé de fabrication d'une del comportant des lentilles multicouches et structure de cette del |
| US9583683B2 (en) | 2000-09-12 | 2017-02-28 | Lumileds Llc | Light emitting devices with optical elements and bonding layers |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP60028009A patent/JPS61187384A/ja active Pending
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| JP2008252119A (ja) * | 1997-07-07 | 2008-10-16 | Asahi Rubber:Kk | 発光ダイオード用透光性被覆材及び蛍光カラー光源 |
| US9583683B2 (en) | 2000-09-12 | 2017-02-28 | Lumileds Llc | Light emitting devices with optical elements and bonding layers |
| US10312422B2 (en) | 2000-09-12 | 2019-06-04 | Lumileds Llc | Light emitting devices with optical elements and bonding layers |
| JP2004281605A (ja) * | 2003-03-14 | 2004-10-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｌｅｄパッケージ |
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