JPH0422355B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0422355B2 JPH0422355B2 JP27037284A JP27037284A JPH0422355B2 JP H0422355 B2 JPH0422355 B2 JP H0422355B2 JP 27037284 A JP27037284 A JP 27037284A JP 27037284 A JP27037284 A JP 27037284A JP H0422355 B2 JPH0422355 B2 JP H0422355B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- emitting element
- emitting diode
- cap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0028—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed refractive and reflective surfaces, e.g. non-imaging catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0033—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use
- G02B19/0047—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source
- G02B19/0061—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the use for use with a light source the light source comprising a LED
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W90/00—Package configurations
- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
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
装置及び各種センサ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。
装置及び各種センサ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５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、他方のリードフレーム３との間においてワイ
ヤ４がボンデイングされ、これらが一体的に樹脂
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
に沿つて略平行光線にすべく球面形状に形成され
ている。
は、第５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、他方のリードフレーム３との間においてワイ
ヤ４がボンデイングされ、これらが一体的に樹脂
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
に沿つて略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で略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に設けた凹部２ａは
その内部が光沢メツキされており、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６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
であつて、これら光線の内前面側に反射されて有
効光線となるのはθ2（約20゜）の範囲である。従つ
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＋2θ2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７図のグラフ中で曲線
６で示した通りである。
光素子１から放射される光線の内、球面状の端部
５ａで略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に設けた凹部２ａは
その内部が光沢メツキされており、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６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
であつて、これら光線の内前面側に反射されて有
効光線となるのはθ2（約20゜）の範囲である。従つ
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＋2θ2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７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度範囲
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
も大巾な照度アツプは望めない。特に第６図にお
ける凹部２ａでの反射を詳細に考えると、凹部２
ａ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
の凹部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。従つて、凹部２ａによる
反射面があつ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θ3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ツプは期待でき
ない。
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度範囲
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
も大巾な照度アツプは望めない。特に第６図にお
ける凹部２ａでの反射を詳細に考えると、凹部２
ａ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
の凹部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。従つて、凹部２ａによる
反射面があつ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θ3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ツプは期待でき
ない。
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を解決しようとする
ものである。
れた光の利用度の悪い問題点を解決しようとする
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
ム又は基板上にマウントし、ワイヤーボンデイン
グすると共に樹脂モールドしてレンズ部を形成し
た発光ダイオードにおいて、該レンズ部に光透過
性の樹脂で形成され且つ中心部が中空で側面外周
が曲面に形成されたキヤツプを被着させ、前記側
面外周の曲面は、前記発光素子から放射される光
束を全反射するように略放物曲面に形成されたこ
とを特徴とする発光ダイオードを提供するもので
あつて、キヤツプ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略平行光線
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
アツプさせることができる。
的手段として、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、ワイヤーボンデイン
グすると共に樹脂モールドしてレンズ部を形成し
た発光ダイオードにおいて、該レンズ部に光透過
性の樹脂で形成され且つ中心部が中空で側面外周
が曲面に形成されたキヤツプを被着させ、前記側
面外周の曲面は、前記発光素子から放射される光
束を全反射するように略放物曲面に形成されたこ
とを特徴とする発光ダイオードを提供するもので
あつて、キヤツプ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略平行光線
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
アツプさせることができる。
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、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１
２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との間においてワイヤー１４がボンデ
イ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１
２，１３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。
明すると、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１
２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との間においてワイヤー１４がボンデ
イ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１
２，１３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
されるキヤツプ１６は前記レンズ部１５と同じ材
料又はガラス等の光透過性の材料で全体形状を椀
形に形成し、上面１６ａを平坦にすると共に中心
部に中空部１７が形成され、該中空部にレンズ部
１５が挿着される。この場合レンズ部１５に傷を
付けないようにするため、中空部１７の内径はレ
ンズ部１５の外径よりも稍々大きめにし、レンズ
部１５に嵌着させた時にわずかな間隙１８が存す
る。前記キヤツプ１６の外周面は曲面１６ｂに形
成されており、該曲面は前記発光素子１１を焦点
とする略放物曲面に形成されており、発光素子１
１から放射される光線の内、レンズ部１５の端部
１５ａに至らない側面方向の光線全部を前面側に
光軸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、レンズ部１５とキヤツプ１６との
間にわずかな間隙１８が存するけれども、該間隙
における空気層での屈折又は光学的損失はわずか
であり、反射光の方向を変えるまでには至らな
い。
されるキヤツプ１６は前記レンズ部１５と同じ材
料又はガラス等の光透過性の材料で全体形状を椀
形に形成し、上面１６ａを平坦にすると共に中心
部に中空部１７が形成され、該中空部にレンズ部
１５が挿着される。この場合レンズ部１５に傷を
付けないようにするため、中空部１７の内径はレ
ンズ部１５の外径よりも稍々大きめにし、レンズ
部１５に嵌着させた時にわずかな間隙１８が存す
る。前記キヤツプ１６の外周面は曲面１６ｂに形
成されており、該曲面は前記発光素子１１を焦点
とする略放物曲面に形成されており、発光素子１
１から放射される光線の内、レンズ部１５の端部
１５ａに至らない側面方向の光線全部を前面側に
光軸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、レンズ部１５とキヤツプ１６との
間にわずかな間隙１８が存するけれども、該間隙
における空気層での屈折又は光学的損失はわずか
であり、反射光の方向を変えるまでには至らな
い。
レンズ部１５とキヤツプ１６との間に存する間
隙１８での屈折及び光学的損失を全くなくすため
には、第４図に示したように、その間隙１８内に
光透過性の樹脂１９を充填硬化させる。この樹脂
１９によつて空気層がなくなつて、屈折及び光学
的損失がなくなると共にレンズ部１５に対するキ
ヤツプ１６の被着状態が安定するのである。この
場合に使用される樹脂１９はレンズ部１５と略同
じ樹脂で、その屈折率が略同じものが選ばれる。
隙１８での屈折及び光学的損失を全くなくすため
には、第４図に示したように、その間隙１８内に
光透過性の樹脂１９を充填硬化させる。この樹脂
１９によつて空気層がなくなつて、屈折及び光学
的損失がなくなると共にレンズ部１５に対するキ
ヤツプ１６の被着状態が安定するのである。この
場合に使用される樹脂１９はレンズ部１５と略同
じ樹脂で、その屈折率が略同じものが選ばれる。
いづれにしても、キヤツプ１６の外周面の曲面
１６ｂが放物曲面に形成されているので発光素子
１１から横方向に出る光線を全部有効光線となる
ように前部側に反射させるものである。尚、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。
１６ｂが放物曲面に形成されているので発光素子
１１から横方向に出る光線を全部有効光線となる
ように前部側に反射させるものである。尚、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。
以上説明したように本発明に係る発光ダイオー
ドは、レンズ部に対して中心部が中空で側面外周
が曲面、即ち発光素子を焦点とする略放物曲面に
形成されており、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略放物曲面により
前面側に光軸と略平行に反射させて導出すること
ができ、有効光束が増大して発光ダイオードの照
度を大巾にアツプさせることができるといいう優
れた効果を奏する。
ドは、レンズ部に対して中心部が中空で側面外周
が曲面、即ち発光素子を焦点とする略放物曲面に
形成されており、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略放物曲面により
前面側に光軸と略平行に反射させて導出すること
ができ、有効光束が増大して発光ダイオードの照
度を大巾にアツプさせることができるといいう優
れた効果を奏する。
又、レンズ部に被着させたキヤツプとの間に存
する間隙に光透過性樹脂を充填硬化させることに
よつて空気層による光学的損失が皆無になるばか
りでなく、キヤツプの被着が安定するという優れ
た効果も奏する。
する間隙に光透過性樹脂を充填硬化させることに
よつて空気層による光学的損失が皆無になるばか
りでなく、キヤツプの被着が安定するという優れ
た効果も奏する。
第１図は本発明に係る発光ダイオードの断面
図、第２図は同発光ダイオードのキヤツプを分離
して示した斜視図、第３図は同発光ダイオードの
キヤツプを被着させた状態の斜視図、第４図は同
発光ダイオードの他の例を示す断面図、第５図は
従来例の発光ダイオードの断面図、第６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７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、１
６……キヤツプ、１６ｂ……放物曲面、１７……
中空部、１８……間隙、１９……光透過性の樹
脂。
図、第２図は同発光ダイオードのキヤツプを分離
して示した斜視図、第３図は同発光ダイオードの
キヤツプを被着させた状態の斜視図、第４図は同
発光ダイオードの他の例を示す断面図、第５図は
従来例の発光ダイオードの断面図、第６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７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、１
６……キヤツプ、１６ｂ……放物曲面、１７……
中空部、１８……間隙、１９……光透過性の樹
脂。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、ワイヤーボンデイングすると共
に樹脂モールドしてレンズ部を形成した発光ダイ
オードにおいて、該レンズ部に光透過性の樹脂で
形成され且つ中心部が中空で側面外周が曲面に形
成されたキヤツプを被着させ、前記側面外周の曲
面は、前記発光素子から放射される光束を全反射
するように略放物曲面に形成されたことを特徴と
する発光ダイオード。 ２ レンズ部とキヤツプとの間隙に光透過性の液
状樹脂を充填固定したことを特徴とする前記１項
記載の発光ダイオード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270372A JPS61147586A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 発光ダイオ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270372A JPS61147586A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 発光ダイオ−ド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147586A JPS61147586A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0422355B2 true JPH0422355B2 (ja) | 1992-04-16 |
Family
ID=17485341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270372A Granted JPS61147586A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 発光ダイオ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61147586A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2608893B2 (ja) * | 1987-07-10 | 1997-05-14 | 松下電器産業株式会社 | 光学的パターン検出装置 |
| JP4344978B2 (ja) * | 2001-01-30 | 2009-10-14 | ラボ・スフィア株式会社 | 室内照明装置 |
| WO2003026031A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-03-27 | Bridgestone Corporation | Condensing element and forming method therefor and condensing element-carrying led lamp and linear light emitting device using led lamp as light source |
| JP2005109289A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置 |
| JP2005223112A (ja) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Citizen Electronics Co Ltd | 表面実装型発光ダイオード |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP59270372A patent/JPS61147586A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61147586A (ja) | 1986-07-05 |
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