JPH0517680U - 発光ダイオード表示器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＬＥＤ表示器の放熱特性及び視野角の向上を目
的とする。 【構成】良好な熱伝導性を有する基板21上に、ＬＥＤチ
ップ22を集積配置しＬＥＤチップ周囲に設ける反射板26
を、良好な熱伝導性材料のアルミナで形成し、ＬＥＤチ
ップ22及び反射板26を透明樹脂材27でモールドすると共
に、ＬＥＤチップ22の前面に位置する透明樹脂材27表面
中心部に、ＬＥＤチップ22からの光を反射板26側に反射
させる反射鏡28を設ける構成である。かかる構成によ
り、反射板の光反射面形状を任意に選定することで光の
指向特性及び視野角を自由に変更可能となる。また、放
熱がリード電極23，24のみでなく、基板21及び反射板26
からも行われるので、放熱特性が向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光源として発光ダイオードを用いた発光ダイオード表示器に関し、 特に、発光ダイオード表示器の放熱技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、鉄道信号や交通信号等の保安用表示器や道路交通情報等を表示する表示 器等では、その光源として従来の白熱電球に代わって、寿命が長く消費電力が少 ないことから発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）が使用されるようになって きている。

【０００３】 かかるＬＥＤ表示器の従来構造は、図２に示すようにモールドタイプのＬＥＤ を多数密集させて構成されている。 図において、一対の金属製リード電極１，２の一方のリード電極１先端に、Ｌ ＥＤチップ３をマウントして当該リード電極１と電気的に接続すると共に、該Ｌ ＥＤチップ３をボンディング線４によって他方のリード電極２と接続して配置し 、先端部にレンズ部を一体形成した透明合成樹脂部材５によって、ＬＥＤチップ ３を含むリード電極１，２先端部をモールドしてなるＬＥＤランプ６を、例えば アルミニウム製の筒状ケース７内に隙間なく樹脂８でモールドして構成されてい る。尚、ケース７と各リード電極１，２との間は、絶縁物９で絶縁されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、ＬＥＤの発光効率は現状では十数％しかないのが普通であり、供給 電力はほとんど熱として消費される。そして、従来のＬＥＤ表示器では、ＬＥＤ チップ３周囲が樹脂でモールドされているために、ＬＥＤチップ３からの熱の放 出は、主に電力供給用のリード電極１，２を通して行われるため、放熱部材の容 量が僅かで放熱効率が極めて悪く、自己発熱によるＬＥＤチップの破壊や発光光 量の減少等の特性劣化が発生するという問題があった。また、実装密度にも限界 があった。かかる問題を解消するには、大きな放熱板等を設けて放熱効率を上げ ればよいが表示器の大型化を招く。しかも、このような構造のＬＥＤ表示器では 、ＬＥＤチップ３からの光の指向特性を絞り込むのは容易であるが、逆に広げる ことは難しく視野角を広くとることはできない欠点がある。

【０００５】 一方、図３に示すように、基板10上にＬＥＤチップ３を集積化して実装し、光 の拡散剤を混在させた通常乳白色の樹脂材11でモールドすることで擬似面発光構 造として視野角を広くとれるようにした表示器もある。この場合、ＬＥＤチップ ３から発生した光が樹脂材11を通過する際に散乱することで、モールド表面での 光の密度が略均等になる。

【０００６】 かかる表示器構造では、前述のものに比べて視野角は広くなるが、それでも十 分とは言えない。しかも、このものでは、モールド表面に光が到達するまでに散 乱されるため絶対光量が不足する傾向にあり、光量の不足はＬＥＤチップ３の実 装数を増大することで補っている。しかも、この場合でも基板10の配線パターン の銅線を通して放熱する構造であり、従って、発生する熱量の増大と相まって放 熱性に問題があった。

【０００７】 本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、高輝度で視野角も十分広く取るこ とができ、しかも放熱特性の良好なＬＥＤ表示器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】

このため本考案は、良好な熱伝導性材料で形成され一対のリード電極を取付け た基板上に、発光ダイオードを集積配置して前記一対のリード電極と接続する一 方、該発光ダイオード周囲に、良好な熱伝導性材料で形成され発光ダイオードの 発生する光の指向性を制御する反射板を設け、発光ダイオード及び反射板前面を 透明樹脂でモールドすると共に、発光ダイオードの前面に位置する透明樹脂表面 中心部に、発光ダイオードからの光を反射板側に反射させる反射鏡を設けて構成 した。

【０００９】

【作用】

かかる構成において、発光ダイオードから発生した光は、透明樹脂表面中心部 の反射鏡で反射されて反射板側に向かい、反射板で反射された後に表示器の前方 に放射される。従って、反射板の形状に応じて光の放射方向を変化させることが でき、光の指向性及び視野角を自由に選定することが可能となる。

【００１０】 また、反射板及び基板は熱伝導性が良好であるため、発光ダイオードからの熱 は、従来のリード電極部分だけでなくこれらを介しても放出されるので、放熱部 分の容量が格段に大きくなり、放熱効率を高めることができるようになる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１において、例えば金属アルミニウムの表面を酸化してアルミナの絶縁層21 ａを表面に形成してアルミニウム基板21を形成する。このアルミニウム基板21は 、母材のアルミニウム及び絶縁層21ａのアルミナも共に高い熱伝導性を有してお り、良好な熱伝導性を有する基板となる。このアルミニウム基板21の絶縁層21ａ 上に複数のＬＥＤチップ22を集積配置する。これらＬＥＤチップ22の一方の電極 端子は、絶縁層21ａ表面に形成した配線パターンによって例えば＋側のリード電 極23に接続され、他方の電極端子は、絶縁層21ａに形成した孔を介してアルミニ ウム基板21から接地側のリード電極24と接続される。＋側のリード電極23は、ア ルミニウム基板21に絶縁物を介して取り付けられ電気的に絶縁されており、接地 側のリード電極24はアルミニウム基板21に直接取り付けられている。また、アル ミニウム基板21には、放熱性を高めるための放熱フィン25が多数取付けられてい る。尚、＋側のリード電極23は、ＬＥＤチップ22の数と対応して設けてもよいが 、ＬＥＤチップ22の発光色が同一の場合は１つでもよく、少なくともＬＥＤチッ プ22の発光色の数に対応した数を設ければよい。

【００１２】 前記ＬＥＤチップ22の周囲には、絶縁性を有する良好な熱伝導性材料、例えば アルミナで形成された反射板26が設けられている。該反射板26は、反射面26ａと なる表面が鏡面仕上げされて凹面鏡になっている。そして、ＬＥＤチップ22及び 反射板26の反射面26ａを、レンズとこれらの保護を兼用する透明樹脂材27でモー ルドしてＬＥＤチップ22を封入すると共に、ＬＥＤチップ22の前面に位置する透 明樹脂材27表面中心部に、例えば真空蒸着法等によって反射鏡28を形成してある 。

【００１３】 次にかかる構成の本実施例のＬＥＤ表示器の動作を説明する。 ＬＥＤチップ22には、リード電極23を介して電流が供給され発光する。ＬＥＤ チップ22からの光は、透明樹脂材27表面の反射鏡28にて反射されて反射板26表面 の反射面26ａに向かう。更に、反射板26の反射面26ａで反射されて表示器の前方 に放射されて表示器からの光として視認される。

【００１４】 従って、反射板26の反射面26ａの曲率を変えることによって自由に放射光の指 向性を制御することが可能となり、前記反射面26ａの形状を任意に選定すること で、視野角を自由に広げたり狭めたりすることが可能となる。また、ＬＥＤチッ プ22の発生する熱は、従来のリード電極23，24だけでなく、熱伝導性の良好なア ルミニウム基板21及び反射板26からも放熱されるので、従来に比べて格段に放熱 効果が向上できる。また、放熱フィン25も小型化できる。

【００１５】 これによって、同じ電流供給量であればＬＥＤチップ22の数を増大でき、同じ ＬＥＤチップ数とすればＬＥＤチップ毎の電流供給量を増加できるので、どちら にしても、従来のＬＥＤ表示器に比べて高輝度の表示器とすることができ、ＬＥ Ｄ表示器の視認性を向上できる。 尚、基板21及び反射板26で十分な放熱効果が得られるならば、必ずしも放熱フ ィン25を設ける必要はない。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、基板及び反射板を熱伝導性の良好な材料 で形成すると共に、ＬＥＤチップを封入する透明樹脂材表面に反射鏡を設けてＬ ＥＤチップの光を反射板側に一旦反射させた後、反射板からの反射光を表示器前 方に投光する構成としたので、ＬＥＤチップの発生する熱をリード電極だけでな く基板及び反射板からも放熱でき、放熱効果を格段に向上できる。従って、１つ のチップに対する電流供給量を増大でき、又はＬＥＤチップ数を増大でき、ＬＥ Ｄチップの輝度を高めることが可能となり、表示器の輝度を高めて視認性を向上 できる。また、反射板の光反射面の形状を変更するだけで、任意にＬＥＤチップ の光の指向特性を設定でき、視野角を自由に調整できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面構成図

【図２】従来のＬＥＤ表示器の一例を示す断面構成図

【図３】従来のＬＥＤ表示器の別の例を示す構成図

【符号の説明】

21 アルミニウム基板 22 ＬＥＤチップ 23，24 リード電極 26 反射板 27 透明樹脂材 28 反射鏡

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】良好な熱伝導性材料で形成され一対のリー
   ド電極を取付けた基板上に、発光ダイオードを集積配置
   して前記一対のリード電極と接続する一方、該発光ダイ
   オード周囲に、良好な熱伝導性材料で形成され発光ダイ
   オードの発生する光の指向性を制御する反射板を設け、
   発光ダイオード及び反射板前面を透明樹脂でモールドす
   ると共に、発光ダイオードの前面に位置する透明樹脂表
   面中心部に、発光ダイオードからの光を反射板側に反射
   させる反射鏡を設けて構成したことを特徴とする発光ダ
   イオード表示器。