JPH06177430A - 多色発光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 輝度を減じることなく、見る角度によって混
色色差が生じることの少ない多色発光素子を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 周部に反射壁４が形成されたチップ配置領域
７内に色の異なるＬＥＤチップ２_G ，２_R ，２_R ，２_G
を複数個ボンディングしてなる多色発光素子であって、
上記各ＬＥＤチップは、上記チップ配置領域内において
略一列状に配置されているとともに、上記配置領域の中
心に関して対称の色配置となっていることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、多色発光素子に関
し、色の異なる複数個のＬＥＤチップが用いられてい
て、混合色の光を発することができるように構成されて
いるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ＬＥＤドットマトリックスによる
電光表示装置がよく見受けられる。この電光表示装置の
発光ドットとしては、いわゆる多色発光素子が用いられ
たものがある。この多色発光素子１の代表的なものとし
ては、図５に示すように、赤色発光のチップ２_R と、緑
色発光のチップ２_G とを同じ透光性樹脂パッケージ３内
に組み込んでなる多色型ＬＥＤランプがある。

【０００３】このＬＥＤランプは、発光輝度を高めるた
めに、コーン状の反射壁４が周囲に形成された領域内
に、上記赤色発光チップ２_R と、緑色発光チップ２_G と
が並んでボンディングされている。赤色発光チップ２_R
のみを発光させると、このランプは赤色光を発すること
ができ、一方、緑色発光チップ２_G のみを発光させる
と、このランプは緑色光のみを発することができる。そ
して、赤色発光チップ２_Rと緑色チップ２_G の双方を発
光させると、赤色光と緑色光との合成色である橙色光を
発することができる。

【０００４】ところで、図５に示すような従来の構成を
もつ多色発光素子においては、各ＬＥＤチップがその配
置領域の中心から偏位してボンディングされているため
に、赤色発光チップ２_R と緑色発光チップ２_G の双方が
発光している状態においても、方向によって、正しい合
成色である橙色光とはならず、赤色が強調されたり、逆
に緑色が強調されたりする問題がある。

【０００５】すなわち、図５についてみれば、ランプ正
面（位置Ａ）においては、赤色光と緑色光とがバランス
よく混合されて橙色光にみえるが、位置Ｂからみた場
合、緑色チップ２_G から発する光が上記反射壁４に一部
遮られたり、透光性樹脂パッケージ３の形状に起因し
て、緑色光が届きにくくなる一方、赤色チップ２_R から
発する光については反射壁４によって強調されて届きや
すくなるため、赤色が強調されて見えることになる。そ
して、位置Ｃからみた場合、上記と同様の理由により、
緑色光が強調されてみえることになる。

【０００６】このように、図５に示す構成の多色発光素
子では、赤色、緑色、およびこれらの混合色である橙色
の光を発することができるにもかかわらず、かかる発光
素子をみる方向によっては、色の判別がつかないことが
あり、表示器としての品位を大きく損なっていたのであ
る。

【０００７】このような発光色の混色色差を減じるため
には、第一には、チップ配置領域の周囲に形成される反
射壁を省略すること、第二には、透光性樹脂パッケージ
内に光拡散材を多量に混入させてパッケージ内で光を乱
反射させること、が考えられる。

【０００８】しかしながら、これらの方策はいずれも、
ランプ前方における輝度を著しく低下させることにつな
がるため、にわかには採用しがたい。

【０００９】なお、多色発光素子には、図５に示したよ
うなランプ形式のものの他、図６に示すように、配線パ
ターンが平面的に形成された基板５上に、直接各色発光
のＬＥＤチップ２_R ，２_G をボンディングし、その周囲
に樹脂による反射壁４を形成したものもあるが、このよ
うな形式の素子においても、反射壁で囲まれたチップ配
置領域に複数の異色発光チップをボンディングする限り
において、上述したのと同様の問題が生じるのである。

【００１０】本願発明は、上記のような事情のもとで考
え出されたものであって、輝度を上げるために反射壁を
設けることを前提として、見る角度の相違による混色色
差の発生を低減することができる多色発光素子を提供す
ることをその課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

【００１２】すなわち、本願の請求項１に記載した発明
は、周部に反射壁が形成されたチップ配置領域内に色の
異なるＬＥＤチップを複数個ボンディングしてなる多色
発光素子であって、上記各ＬＥＤチップは、上記チップ
配置領域内において略一列状に配列されているととも
に、上記配置領域の中心に関して対象の色配置となって
いることを特徴とする。

【００１３】そして、本願の請求項２に記載した発明
は、請求項１の多色発光素子において、上記ＬＥＤチッ
プは、赤色発光のものが２個と緑色発光のものが少なく
とも１個用いられており、上記チップ配置領域における
上記反射壁に近い両端部にそれぞれ緑色発光チップを配
置するとともに、それらの内側に赤色発光チップを配置
したことを特徴とする。

【００１４】さらに、本願の請求項３に記載した発明
は、請求項１の多色発光素子において、上記ＬＥＤチッ
プは、赤色発光のものと、緑色発光のものと、青色発光
のものとが用いられていることに特徴づけられる。

【００１５】さらに、本願の請求項４に記載した発明
は、請求項１の多色発光素子において、上記ＬＥＤチッ
プは、平面視長矩形状としており、その長辺どうしが互
いに隣合うように配列されていることに特徴づけられて
いる。

【００１６】

【発明の作用および効果】本願発明においては、反射壁
で囲まれたチップ配置領域内に色の異なる複数個のＬＥ
Ｄチップが略一列状に配列され、しかも、こうして配列
されるＬＥＤチップの色配置は、上記配置領域の中心に
関して対称となっている。これを換言すると、たとえば
赤色チップを２個、緑色チップを２個用いる場合、４個
並ぶチップの両端、すなわち、反射壁に近い位置に同色
のチップが配置され、これらのチップの内側に他方の色
のチップが２個配置されることになる。

【００１７】正面からみた場合に、全てのチップが発光
しているときに、赤色と緑色の混合色である橙色に見え
ることはいうまでもないが、正面より傾いた位置からみ
た場合においても、いずれか一方の色が強調されて混合
色差が生じるということは軽減される。

【００１８】すなわち、傾斜方向からみた場合、一方の
反射壁に近いチップからの光がこの反射壁に一部遮られ
ることによって届きにくくなるが、逆に、他方の反射壁
に近いチップからの光は、反射壁で反射して届きやすく
なる。問題は、反射壁に近いチップからの光が、この反
射壁に遮れるかあるいは反射によって強調されるかによ
り、混色色差が生じるということであるが、本願発明で
は、一列状に配置された多数個のＬＥＤチップのうち、
両反射壁に近いチップが同色発光のものとなっているた
め、一方の反射壁に近いチップからの光が弱められる
分、他方の反射壁に近いチップからの光が反射壁で反射
することによって強調されることから、全体として、反
射壁に近いチップの光が弱められるということがなく、
中央寄りに配置されたチップからの光とバランスよく混
合した混合色を視認することができるようになるのであ
る。

【００１９】したがって、本願発明の多色発光素子によ
れば、反射壁を省略したり、チップ配置領域内に光分散
材を充填したりすることによる輝度の低下を招くことな
く、見る角度による混色色差を低減することができ、こ
の種の多色発光素子をマトリックス状に配置して構成さ
れる多色表示型表示器の表示品位を著しく改善すること
ができる。

【００２０】また、請求項３のように、用いるべきＬＥ
Ｄチップとして、赤色発光のものと、緑色発光のもの
と、青色発光のものとを用いると、この発光素子は、い
わゆる光の三原色を発光することができ、したがって、
各素子の出力を調整することにより、全ての色を発色さ
せることができる。そして、見る方向による混色色差が
従前に比較して著しく低減させられるのである。

【００２１】さらに、請求項４に記載したように、各Ｌ
ＥＤチップを平面視長矩形状とするとともに、その長辺
どうしが並ぶように配列すると、各素子の発光出力が向
上するために、全体として素子の輝度が高められるのみ
ならず、各チップの長軸方向の様々な角度における混色
色差を低減することができるという効果がある。

【００２２】

【実施例の説明】以下、本願発明の好ましい実施例を図
１ないし図４を参照しつつ具体的に説明する。なお、こ
れらの図において図５および図６と同等の部材には同一
の符号を付してある。

【００２３】図１および図２は、赤色発光チップ２_R と
緑色発光チップ２_G とをもち、赤色、緑色、および、橙
色を代表とするこれらの色の混合色を発光することがで
きるように構成された例であり、各チップを配線基板５
上に直接ボンディングする形式をとった例である。

【００２４】配線基板５には、外方へ向かうほど広がる
コーン内面状の反射壁４を貫通形成した樹脂板６が重ね
られており、上記コーン内面状の反射壁４の内側に、円
形をしたチップ配置領域７が臨ませられている。上記樹
脂板６は、たとえば、白色のノリル樹脂を成形すること
によって構成されている。

【００２５】上記チップ配置領域７内には、図１および
図２に示すように、その領域の直径方向に４個のＬＥＤ
チップ２_G ，２_R ，２_R ，２_G が一列状に配置されつつ
ボンディングされている。本願発明の要部ではないため
に図示は省略するが、チップボンディング領域には、所
定の配線パターンが形成されており、かかる配線パター
ン上のボンディングされた上記各チップは、ワイヤリン
グによって所定の上記配線パターンに結線されている。

【００２６】上記のごとく一列状に４個ならぶＬＥＤチ
ップの発色光は、たとえば、次のように設定することが
できる。すなわち、上記反射壁４に近い両側の２個のチ
ップ２_G ，２_G を緑色発光のものとするとともに、その
内側の２個のチップ２_R ，２ _R を赤色発光のものとす
る。

【００２７】本願発明は、上記列状に並ぶチップの色配
置を、上記チップ配置領域の中心に関して対称とすると
いうものであり、図１に示す実施例のように、赤色発
光、緑色発光のチップをそれぞれ２個、合計４個用いる
場合には、上記のように構成されることになる。その結
果、チップ列の両端、すなわち、両反射壁４，４に近い
各チップは、同色発光のものとなる。なお、本実施例に
おいては、反射壁に近いチップを緑色発光のものとし、
その間に位置するチップを赤色発光のものとしている
が、もちろん、これとは逆に反射壁に近いチップを赤色
発光のものとするとともに、それらの間に位置するチッ
プを緑色発光のものとしてもよい。

【００２８】また、各チップは、図２に表れているよう
に、平面視において長矩形状をしており、かつその長辺
どうしが隣合うように配列されている。

【００２９】以上の構成において、緑色発光チップ
２_G ，２_G のみ、あるいは赤色発光チップ２_R ，２_R の
みを駆動する場合には、各色が単色発光状態となること
はもちろんであるが、緑色発光チップ２_G と赤色発光チ
ップ２_R の双方を発光させて混合色を得る場合、本願発
明では、次のようになる。

【００３０】素子正面（位置Ａ）から見た場合、赤色光
と緑色光とがバランスよく混合されて橙色に見える。

【００３１】一方、図１において、正面より左側に偏位
した位置（位置Ｂ）から素子１を斜めに見た場合、図１
の左側の反射壁４_L に近い緑色発光素子２_G からの光の
一部は、上記反射壁４_L に遮られるような恰好となって
上記位置Ｂに届きにくくなるが、図１における右側の反
射壁４_R に近い緑色発光素子２_G からの光は、この右側
の反射壁４_R に反射して強調されながら上記位置Ｂに到
達することになる。なお、これら両端の緑色発光チップ
２_G ，２_G の間に位置する２個の赤色発光チップ２_R ，
２_R からの光については、反射壁４_L ，４_R による影響
はほとんどない。

【００３２】このように、反射壁４_L ，４_R に近い発光
チップ２_G ，２_G からの光は、素子１をみる方向によっ
て反射壁の影響を受けるが、本願発明によれば、一方の
チップについての反射壁の影響による輝度の低下が、他
方の素子についての反射壁による輝度の増強によって補
填され、全体として、両反射壁に近い緑色発光のＬＥＤ
チップ２_G ，２_G から発する光の総和が、どの方向から
みてもあまり変わらなくなる。したがって、赤色と緑色
との混合色である橙色であるべき光が従前のように赤色
が強調されたり緑色が強調されたりといった混色色差が
軽減される。

【００３３】また、各チップ２_G ，２_R ，２_R ，２
_G は、平面視矩形状をしていてその発光出力が増強させ
られているので、素子全体としての明るさが増し、ま
た、素子の長手方向について傾斜する方向から見た場合
の混色色差も少なくなる。

【００３４】図３は、上記図１および図２の例の変形例
である。上記の例では、緑色発光チップ２_G と赤色発光
チップ２_R のそれぞれを２個用いたが、図３に示す実施
例では、両反射壁４_L ，４_R に近い両側の２個の緑色発
光チップ２_G ，２_G の間に、出力が増強させられた１個
の赤色発光チップ２_R を配置している。この例において
も、上記の同様の作用効果が期待できることは多言を要
することなく明らかであろう。

【００３５】さらに、図４は、赤色発光チップ２_R ，２
_R と、緑色発光チップ２_G ，２_G に加え、青色発光チッ
プ２_B ，２_B をも用い、これらのチップから発する光
が、いわゆる光の三原色を構成して、各色の発光強さを
調整することにより、あらゆる色を表現できるようにし
た例である。

【００３６】この場合についても、本願発明によるチッ
プの色配置の考え方が採用されている。

【００３７】すなわち、各色それぞれ２個のチップを用
い、左右の反射壁４_L ，４_R に最も近い両端部に緑色発
光チップ２_G ，２_G を配置し、そのすぐ内側に赤色発光
チップ２_R ，２_R を配置し、そうして、これら赤色発光
チップの内側に２個の青色発光チップ２_B ，２_B を配置
している。この色配置は、チップ配置領域の中心に関し
て左右対称となっていることが理解されよう。

【００３８】この場合についても、素子全体を見る角度
によって混色色差が問題となるのは、チップ列の両端部
における、反射壁４_L ，４_R に近い緑色発光チップ
２_G ，２ _G についてである。この場合も、位置Ｂから見
た場合に反射壁４_L によって弱められる左側の緑色チッ
プ２_G からの光が、反射壁４_R での反射によって増強さ
れる右側の緑色チップ２_G からの光によって補填され、
全体として、どの角度から見てもほぼ同じ強さの緑色光
が得られる。したがって、緑色、赤色、および青色の混
合色の色差が少なくなり、どの角度から見ても一定した
色合いを得ることができる。

【００３９】なお、この例においても、各チップは長矩
形状の平面形状をしており、これによって出力が増強さ
せられていて、全体として明るく、また、各チップの長
手方向について角度をもって見た場合の混色色差が低減
させられる。

【００４０】上記のような各構成をもつ多色発光素子１
をマトリックス状に配列して発光表示器を構成する場
合、これを見る角度にかかわらず、混色色差のない、品
位の高い発光表示が達成される。

【００４１】また、チップ配置領域の周囲に反射壁を設
けているので、全体としての発光輝度が減じられること
がない。また、光分散材を用いているのではないので、
これによる輝度の低下もない。

【００４２】もちろん、本願発明の範囲は、上述の実施
例に限定されることはない。実施例では、配線基板上に
直接ＬＥＤチップをボンディングする形式の多色発光素
子を示しているが、リードの端部に各チップを配置する
とともに、透光性の樹脂パッケージによってこれらチッ
プを包み込んで形成されるいわゆるＬＥＤランプの形態
とすることももちろん本願発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第一の実施例の断面図であり、図２
のＩ−Ｉ線断面に相当する図である。

【図２】本願発明の第一の実施例の平面図である。

【図３】本願発明の第二の実施例の断面図である。

【図４】本願発明の第三の実施例の断面図である。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ 多色発光素子 ２_R 赤色発光チップ ２_G 緑色発光チップ ４ 反射壁 ７ チップ配置領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周部に反射壁が形成されたチップ配置領
   域内に色の異なるＬＥＤチップを複数個ボンディングし
   てなる多色発光素子であって、 上記各ＬＥＤチップは、上記チップ配置領域内において
   略一列状に配列されているとともに、上記配置領域の中
   心に関して対象の色配置となっていることを特徴とす
   る、多色発光素子。
2. 【請求項２】 上記ＬＥＤチップは、赤色発光のものが
   ２個と緑色発光のものが少なくとも１個用いられてお
   り、上記チップ配置領域における上記反射壁に近い両端
   部にそれぞれ緑色発光チップを配置するとともに、それ
   らの内側に赤色発光チップを配置したことを特徴とす
   る、請求項１の多色発光素子。
3. 【請求項３】 上記ＬＥＤチップは、赤色発光のもの
   と、緑色発光のものと、青色発光のものとが用いられて
   いる、請求項１の多色発光素子。
4. 【請求項４】 上記ＬＥＤチップは、平面視長矩形状と
   しており、その長辺どうしが互いに隣合うように配列さ
   れている、請求項１の多色発光素子。