JPH02130876A

JPH02130876A - 発光ダイオード

Info

Publication number: JPH02130876A
Application number: JP63283722A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Suehiro; 好伸末広; Shigeru Yamazaki; 繁山崎
Original assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Current assignee: Iwasaki Electric Co Ltd
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1990-05-18
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JP2707498B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、光を効率よく外部に放射する反射型の発光ダ
イオードに関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、発光ダイオードの発光素子が発する光を効率
よく外部に放射するため、種々の構造の発光ダイオード
が案出されている。第９図は従来の反射型発光ダイオー
ドの概略断面及びその発光素子が発する光の光路を示す
図である。第９図において５１は発光素子、５２・５３
はリードフレーム、５４はワイヤ、５５は光透過性材料
、５５ａは光透過性材料５５の下面に形成され発光素子
５１が発する光を反射する凹面状の反射面、５５ｂは光
透過性材料５５の上面に形成され発光素子５１が発する
光を外部に放射する放射面である。

発光素子５１は一方のリードフレーム５２にマウントさ
れ、他方のリードフレーム５３とはワイヤ５４により電
気的に接続されている。また、発光素子５１、リードフ
レーム５２・５３の先端部及びワイヤ５４は光透過性材
料５５により一体的にモールドされ、その光透過性材料
５５の下面の凹面状の反射面５５ａは回転放物面状に、
上面の放射面５５ｂは平面状に形成されている。尚、発
光素子５１は凹面状の反射面５５ａの焦点位置に配置さ
れ、反射面５５ａの表面は鍍金や金属蒸着等により鏡面
加工が施されている。また、２本のリードフレーム５２
・５３間は金ｉ鍍金等の際に、短絡しないように絶縁が
施されている。

上記の構成によれば、リードフレーム５２・５３を介し
て発光素子５１に電力を供給すると、発光素子５１が発
する光は、第９図の矢印で示すように凹面状の反射面５
５ａによって中心軸Ｙに対し平行な光として反射され、
放射面５５ｂから外部へ放射される。このように、反射
面５５ａを回転放物面状に形成することによって発光素
子５１が発する光を平行光として有効に前面方向へ放射
することができる。また、反射面５５ａを、たとえば楕
円面状又は双曲面状に形成することによって、同様に発
光素子５１が発する光を収束光又は拡散光として有効に
外部へ放射することができる。

（発明が解決しようとする課題〕ところで、発光ダイオードに電力を供給するための電源
ラインは、放射面５５ｂから放射した光を遮断しないよ
うに、通常は光の放射方向とは反対側に設けられている
。したがって、リードフレーム５２・５３は放射面５５
ｂの反対側（第９図の下方向）に引き出さなければなら
ない、しかしながら、反射面５５ａを貫通してリードフ
レーム５２・５３を引き出すと、リードフレーム５２・
５３の貫通部は発光素子５１が発した光を反射すること
ができなくなるので、前面方向への放射効率が悪くなる
。また、反射面５５ａを貫通しないで、リードフレーム
５２・５３を引き出すには、第９図に示すように、−旦
水平方向に引き出した後に、光の放射方向とは逆方向（
第９図の下方向）に折り曲げなければならない、更に、
リードフレーム５２・５３を折り曲げる際に、リードフ
レーム５２・５３の応力によって、光透過性材料５５に
クラックが生ずる場合があるので、リードフレーム５２
・５３の折曲部は光透過性材料５５の端縁から離さなけ
ればならない、このため、従来の発光ダイオードでは、
リードフレーム５２・５３を引き出した方向には、複数
の発光ダイオードを密に並べることができないという欠
点があった。

また、予めリードフレーム５２・５３を折り曲げた状態
に加工してどくと、折り曲げ加工の際の応力の問題は解
消するが、発光素子５１のマウントやワイヤ５４のボン
ディング、さらにモールドの際の作業性が悪くなり、発
光ダイオードの量産化が容易でないという欠点があった
。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、凹面
状の反射面を貫通することなく、リード部を引き出し、
しかも複数個を密に配列することができる発光ダイオー
ドを提供することを目的とするものである。

〔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、前記発光素子の
発光面側に前記発光素子と対向して設けられ前記発光素
子が発する光を反射する凹面状の第１反射面と、前記発
光素子の背面側に設けられ前記第１反射面で反射された
光を再度反射して外部に放射する第２反射面とを有し、
前記リード部は前記第１反射面と第２反射面との間から
外部に引き出したものである。

前記第１反射面は放物面状、楕円面状又は双曲面状に形
成することが望ましい。

また、光透過性材料によって、前記発光素子と前記リー
ド部の一部とをモールドすると共に、前記第１反射面と
前記第２反射面との空間を埋めるようにしてもよい。

更に、前記光透過性材料の表面であって、かつ前記発光
素子が発する光を外部に放射する放射面は、凸レンズ面
状、凹レンズ面状又はプリズム而状に形成してもよい。

〔作用〕

本発明は前記の構成により、リード部から発光素子に電
力が供給され、発光素子が発光すると、発光素子が発す
る光は発光素子の発光面に対向して設けられた第１反射
面で反射され、発光素子の背面側に設けられた第２反射
面で再度反射された後、外部に放射される。このように
、第１反射面の他に発光素子の背面側に第２反射面を設
けることにより、発光素子に電力を供給するリード部を
、第１反射面と第２反射面との間から引き出すことがで
きるので、反射面を貫通することなく、リード部を外部
に引き出すことができる。

また、リード部は、従来の発光ダイオードのように側面
に引き出すことなく、発光ダイオードの光の放射方向と
は逆方向に引き出すことができるので、複数の発光ダイ
オードを密に配列することができる。

また、前記第１反射面を放物面状、楕円面状又は双曲面
状に形成することにより、発光素子が発する光を平行光
、収束光又は拡散光として外部に放射することができる
。

また、光透過性材料によって、前記発光素子と前記リー
ド部の一部とをモールドすると共に、前記第１反射面と
前記第２反射面との空間を埋めることにより、光の取り
出し効率の向上を図ることができ、またワイヤ等の断線
を防止することができる。

更に、光透過性材料の表面であって、かつ前記発光素子
が発する光を外部に放射する放射面を、凸レンズ面状、
凹レンズ面状又はプリズム面状に形成することにより、
発光素子が発する光をより容易に集光したり、拡散した
り、散乱することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の第１の実施例を第１図乃至第３図を参照
して説明する。第１図は本発明の第１の実施例である発
光ダイオードの概略斜視図、第２図はそのＡ−Ａ概略断
面及びその発光素子が発する光の光路を示す図、第３図
はそのＢ−８概略断面図である。第１図乃至第３図にお
いてｌは発光素子、２・３はリードフレーム、４はワイ
ヤ、５は光透過性材料、６は光透過性材料５の一方の側
端面に設けられ発光素子１が発する光を反射する第１反
射面、７は発光素子ｌの背面側に設けられ第１反射面６
で反射された光を再度反射する第２反射面、８は光透過
性材料５の上端面であり、且つ発光素子ｌが発する光を
外部へ放射する放射面である。

発光素子１は一方のリードフレーム２にマウントされ、
ワイヤ４により他方のリードフレーム３と電気的に接続
されている。また、光透過性材料５により、発光素子ｌ
とリードフレー、ム２・３の先端部とワイヤ４とは一体
的にモールドされると共に、第１反射面６と第２反射面
７と放射面８とで囲まれた空間は埋められている。また
、第１反射面６は、発光素子ｌの発光面と対向する光透
過性材料５の側面を、発光素子１を焦点とする回転放物
面状に形成し、その側面に、アルミニウムや銀等を用い
た鍍金又は金属蒸着等による鏡面加工により、回転放物
面状に形成されている。第２反射面７は、光透過性材料
５の発光素子ｌの背面側に位置する側面を第２図に示す
ように平面状に、しかも第１反射面６の中心軸Ｘに対し
て４５度の傾斜をなすように形成されている。ここで、
第１反射面６で反射された光の第２反射面７への入射角
は４５°であり、光透過性材料５の屈折率が１゜４２以
上であれば、その入射角は光透過性材料５の臨界角以上
となるので（たとえば、光透過性材料５の屈折率が１．
５のとき臨界角は約４０″である。）、界面により全反
射が生じる。したがって、この場合には、第２反射面７
は鏡面加工を施さなくても、反射面となる。また、光透
過性材料５の上端面は発光ダイオードの放射面８であり
、平面状に、且つ第２反射面７に対して４５″の傾斜（
第１反射面６に対しては略直角）をなすように形成され
ている。尚、第１反射面６を金属鍍金した場合には、金
属鍍金により２本のリードフレーム２・３間が短絡され
るのを防止するために、リードフレーム２・３には絶縁
が施されている。

上記の構成によれば、リードフレーム２・３とワイヤ４
とにより発光素子１に電力が供給され、発光素子１が発
光する０発光素子１が発した光は第２図に示すように回
転放物面状に形成された第１反射面６により第１反射面
６の中心軸Ｘに対して平行な光として反射される。そし
て、この反射された光は発光素子１の背面側に設けられ
た傾斜角度４５°の平面状の第２反射面７により再度反
射され、放射面８から外部に放射される。

上記の実施例によれば、第１反射面６や第２反射面７を
貫通することなぐ、リードフレーム２・３を第１反射面
６と第２反射面７との間から引き出すことができるので
、たとえば各リードフレーム２・３を放射面８と反対の
方向に引き出すようにすれば、複数の発光ダイオードを
密に配列することができる。

第４図は本発明の第１の実施例の応用例を示す概略斜視
図である。第４図において７ａは一体的に形成された第
２反射面、８ａは一体的に形成された放射面である。尚
、第４図に示す第１の実施例の応用例及び以下に説明す
る第１の実施例の変形例、第２の実施例及び第３の実施
例において、上記第１図乃至第３図に示す第１の実施例
と同一の機能を存するもの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。

本応用例は、上記第１の実施例である発光ダイオード３
個を一体的に形成したものである。

上記応用例によれば、各リードフレーム２・３を放射面
８ａと反対の方向に引き出すことができるので、複数の
発光ダイオードを密に一体的に形成することができる。

また、本応用例によれば複数の発光ダイオードが一体的
に形成されているので、製造コストの軽減を図ることが
できる。尚、本応用例では発光ダイオードを３個１列に
形成した場合について説明したが、発光ダイオードの数
量は２個又は４個以上でもよく、また縦横に複数列形成
したものでもよい。

第５図は本発明の第１の実施例の変形例を示す概略斜視
図である。第５図において９ａは放射面８の隣接する端
縁部に形成された凸部、９ｂは放射面８の他方の端縁部
に形成された凹部である。

本変形例は、放射面８の端縁部に凸部９ａと凹部９ｂを
２＆Ｉｌ設けたものである。

本変形例によれば、発光ダイオードの放射面８の端縁部
に凸部９ａと四部９ｂが形成されているので、複数の発
光ダイオードを配列するときには、一方の発光ダイオー
ドの凸部９ａと他方の発光ダイオードの凹部９ｂとを嵌
合することにより、容易に位置合わせを行うことができ
ると共に、発光ダイオード同士を確実且つ迅速に連結す
ることができる。

尚、上記の変形例においては、発光ダイオードを縦横に
複数配列することを考慮して、第５図に示すように放射
面８に凸部９ａ及び凹部９ｂを各々２個形成した場合に
ついて説明したが、発光ダイオードを縦又は横の１方向
にしか配列しない場合には凸部９ａと凹部９ｂは各々１
箇所でもよい。

第６図は本発明の第２の実施例である発光ダイオードの
概略斜視図であり、第７図＋ａ）は第６図の概略正面図
（第１反射面６側から見た図）、第７図ｆｂｌは第６図
の概略右側面図である。第６図及び第７図において８ｂ
は門柱面状に形成された放射面である。第２の実施例が
前記第１の実施例と異なるのは、光を外部に放射する平
面状の放射面８が、四柱面状に形成されている点である
。

本実施例は上記構成により、放射面８ｂが四柱面状に形
成されているので、四柱面状の放射面８ｂから放射され
る光は、第７図（ａｌで示すようにＭ方向には、拡散光
として放射され、また、第７図（ｂｌで示すようにＮ方
向には、拡散されずそのまま平行光として放射される。

その他の作用・効果は前記第１の実施例と同様である。

尚、上記第２の実施例では、放射面８ｂを四柱面状に形
成した場合について説明したが、放射面８ｂは凸柱面状
に形成してもよい。これにより、放射光を一線上に収束
するこができる。また、放射面８ｂの形状は柱面状に限
らず、他の形状たとえばレンズ面状やプリズム面状とし
てもよい。

第８図は本発明の第３の実施例である発光ダイオードの
概略断面及びその発光素子が発する光の光路を示す図で
ある。第８図において７ｂは第２反射面、８ｃ・８ｄは
平面状に形成された放射面である。第３の実施例が前記
第１の実施例と異なるのは、発光素子１の背面側に設け
られた第２反射面７ｂが第１反射面６の中心軸Ｘを含む
水平面より下方の部分のみに形成され、且つ光を外部に
放射する平面状の放射面８Ｃ・８ｄが、発光ダイオード
の上部と側部との双方に形成されている点である。

本実施例は上記構成により、第２反射面７ｂが半分しか
形成されていないので、第１反射面６で反射された平行
光のうち、中心軸Ｘから下の半分の光は再度第２反射面
７ｂで反射され放射面８Ｃから外部上方に放射されるが
、第１反射面６の中心軸Ｘから上半分の反射面で反射さ
れた平行光は、そのまま放射面８ｄから横方向の外部に
放射される。このように、第１反射面６で反射した光を
、そのまま放射する光と再度反射してから放射する光と
に分光することにより、発光素子ｌが発する光を異なる
２方向に等分して外部に放射することができる。その他
の作用・効果は前記第１の実施例と同様である。

尚、上記第３の実施例では、第２反射面７ｂは中心軸Ｘ
から下に形成した場合について説明したが、第２反射面
７ｂは、たとえば中心軸Ｘから上の半分、又は中心軸Ｘ
から手前半分に形成してもよいし、また第２反射面７ｂ
の大きさは、第１の実施例の１／３でも２／３でもよい
。

尚、上記第１乃至第３の実施例では第２反射面を平面状
に形成した場合について説明したが、第２反射面の形状
は曲面状のものでもよい。

また、上記第１乃至第３の実施例では発光素子を１個用
いた場合について説明したが、発光素子の数は１個に限
るものではなく、２個あるいはそれ以上用いてもよく、
また波長の異なる発光素子を複数個使用してもよい。

更に、上記第１乃至第３の実施例では第１反射面６を回
転放物面状に形成した場合について説明したが、第１反
射面６の形状は他の放物面状、楕円面状又は双曲面状等
としてもよい、また、第２反射面は第１反射面６の中心
軸Ｘに対して４５゜傾斜して形成した場合について説明
したが、第２反射面はこれに限らず、他の角度に傾斜し
たものであってもよい、この場合、第２反射面への入射
角が光透過性材料５の臨界角以内となる場合には、第２
反射面の表面には鍍金や金属蒸着等による鏡面加工を必
要とする。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、第１反射面の他に
第２反射面を設け、リード部を第１反射面と第２反射面
との間から引き出すことにより、凹面状の反射面を貫通
することなく、リード部を引き出し、しかも複数個を密
に配列することができる発光ダイオードを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である発光ダイオードの
概略斜視図、第２図はそのＡ−Ａ概略断面及びその発光
素子が発する光の光路を示す図、第３図はそのＢ−Ｂ概
略断面図、第４図は本発明の第１の実施例の応用例を示
す概略斜視図、第５図は本発明の第１の実施例の変形例
を示す概略斜視図、第６図は本発明の第２の実施例であ
る発光ダイオードの概略斜視図、第７図は第６図の概略
正面図と概略右側面図、第８図は本発明の第３の実施例
である発光ダイオードの概略断面及びその発光素子が発
する光の光路を示す図、第９図は従来の発光ダイオード
の概略断面及びその発光素子が発する光の光路を示す図
である。１・・・発光素子、２・３・・・リードフレーム、４・
・・ワイヤ、５・・・光透過性材料、６・・・第１反射
面、７・７ａ・７ｂ・・・第２反射面、８・８ａ・８ｂ・８ｃ・８ｄ・・・放射面。出願人　岩　崎　電　気　株式会社第曹図第２図第７図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光素子と、該発光素子に電力を供給するリード
部と、前記発光素子の発光面側に前記発光素子と対向し
て設けられ前記発光素子が発する光を反射する凹面状の
第１反射面と、前記発光素子の背面側に設けられ前記第
１反射面で反射された光を再度反射して外部に放射する
第２反射面とを有し、前記リード部は前記第１反射面と
第２反射面との間から外部に引き出したことを特徴とす
る発光ダイオード。
（２）前記第１反射面は放物面状、楕円面状又は双曲面
状に形成されている請求項１記載の発光ダイオード。
（３）光透過性材料によって、前記発光素子と前記リー
ド部の一部とがモールドされていると共に、前記第１反
射面と前記第２反射面との空間が埋められている請求項
１又は２記載の発光ダイオード。
（４）前記光透過性材料の表面であって、かつ前記発光
素子が発する光を外部に放射する放射面は、凸レンズ面
状、凹レンズ面状又はプリズム面状に形成されている請
求項３記載の発光ダイオード。