JP2593554B2

JP2593554B2 - Light emitting diode

Info

Publication number: JP2593554B2
Application number: JP1133279A
Authority: JP
Inventors: 由訓小池
Original assignee: ローム株式会社
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH02310581A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は発光ダイオード（LED）に関する。更に詳し
くは、パネルのバック照明用光源等に用いられるLEDに
関する。The present invention relates to light emitting diodes (LEDs). More specifically, the present invention relates to an LED used as a light source for back lighting of a panel.

従来の技術電子複写機等のパネル表示には、パネルの裏面に設置
された照明によって、パネルに描かれている表示が見や
すくなるように構成したものが知られている。このパネ
ルのバック照明用光源としては、例えばLEDが用いられ
ている。一般にLEDは光源としては小さく、光量も十分
でないため、ある程度の大きさのパネルにバック照明用
光源として用いた場合、パネルの表示面全体は均一な明
るさにはならない。つまり、従来のLEDは指向性が狭い
ので、パネルの表示面に対する光源からの光の入射角が
小さい程、照射される表示面は明るくなり、前記入射角
が大きい程、照射される表示面は暗くなる。2. Description of the Related Art As a panel display of an electronic copying machine or the like, there is known a panel display configured so that a display drawn on the panel is easily viewed by illumination provided on a back surface of the panel. As a light source for back illumination of this panel, for example, an LED is used. In general, LEDs are small light sources and do not have a sufficient light amount. Therefore, when used as a back illumination light source for a panel of a certain size, the entire display surface of the panel does not have uniform brightness. That is, since the conventional LED has a narrow directivity, the smaller the incident angle of the light from the light source on the display surface of the panel, the brighter the display surface to be illuminated, and the larger the incident angle, the more the illuminated display surface. Get dark.

そこで、従来よりパネルのバック照明用光源には、先
端部中央に設けられている凹部と、該凹部の周囲を環状
に取り囲む凸条部とから成るレンズ部を有するLED等が
用いられている。第３図は、このLEDの一例について、
先端部の縦断面の形状を示している。この従来例では凹
部（３）の曲率半径は1mm,凸条部（４）の曲率半径は0.
5mm,樹脂成形体（２）内に設けられているLEDチップ
（１）の厚さは270μｍである。また、レンズ部を形成
している樹脂成形体（２）の中心軸であって、凹部
（３）の曲率半径の中心とLED（10）内のLEDチップ
（１）の発光の中心とを連ねる直線を光軸とすれば、LE
D（10）の前方に前記光軸に対して10゜間隔で80゜まで
の角度をとると、LEDチップ（１）から発せられた光
は、第３図中の矢印で示すように進む。同図中、かっこ
外の角度はLEDチップ（１）から発せられた直後の光の
光軸に対する角度であり、かっこ内の角度はLED（10）
外に出た光の光軸に対する角度である。Therefore, conventionally, as a light source for back lighting of a panel, an LED or the like having a lens portion including a concave portion provided in the center of the front end portion and a convex portion surrounding the concave portion in a ring shape has been used. Figure 3 shows an example of this LED
The shape of the longitudinal section of the tip is shown. In this conventional example, the radius of curvature of the concave portion (3) is 1 mm, and the radius of curvature of the convex portion (4) is 0.
5 mm, the thickness of the LED chip (1) provided in the resin molded body (2) is 270 μm. Further, the center of the radius of curvature of the concave portion (3) and the center of light emission of the LED chip (1) in the LED (10) are the central axes of the resin molded body (2) forming the lens portion. If a straight line is the optical axis, LE
If an angle of up to 80 ° is taken at an interval of 10 ° with respect to the optical axis in front of D (10), the light emitted from the LED chip (1) travels as shown by the arrow in FIG. In the figure, the angle outside the parentheses is the angle with respect to the optical axis of the light immediately after emitted from the LED chip (1), and the angle inside the parentheses is the LED (10).
This is the angle of the emitted light with respect to the optical axis.

第３図に示されているように、LEDチップ（１）から
発せられた光は、前記凹部（３）及び凸条部（４）から
成るレンズ部によって、方向を変えられる。例えば、同
図中、前記光軸に対する角度０゜〜20゜の範囲で発せら
れた光は０゜〜37゜の範囲に広げられる。また光軸に対
する角度30゜〜50゜の範囲で発せられた光は、レンズ部
で全反射し、LED（10）の後方に向けて放射される。こ
のLED（10）の後方に向けて放射された光は、第４図に
おいて断面的に示されているように、LED（10）の側方
を囲むように設けられているパラボラ（11）によって反
射され、LED（10）の前方に放射される。このように放
射された光は、パネル（13）上の表示面（12）を照射す
る。第３図中、光軸に対する角度60゜〜80゜の範囲で発
せられた光も、第４図のパラボラ（11）によって反射さ
れ、LED（10）の前方に放射される。As shown in FIG. 3, the light emitted from the LED chip (1) is changed in direction by the lens portion composed of the concave portion (3) and the convex portion (4). For example, in the figure, light emitted at an angle of 0 ° to 20 ° with respect to the optical axis is expanded to a range of 0 ° to 37 °. Light emitted at an angle of 30 ° to 50 ° with respect to the optical axis is totally reflected by the lens unit and emitted toward the rear of the LED (10). The light emitted toward the rear of the LED (10) is transmitted by a parabola (11) provided so as to surround the side of the LED (10), as shown in cross section in FIG. It is reflected and emitted in front of the LED (10). The light thus emitted irradiates the display surface (12) on the panel (13). In FIG. 3, light emitted at an angle of 60 ° to 80 ° with respect to the optical axis is also reflected by the parabola (11) in FIG. 4 and emitted in front of the LED (10).

このように、第３図に示されているLED（10）によれ
ば、広指向性を実現することが可能であるので、パネル
（13）の表示面（12）の周辺部も明るく照射される。As described above, according to the LED (10) shown in FIG. 3, it is possible to realize a wide directivity, so that the periphery of the display surface (12) of the panel (13) is also brightly illuminated. You.

一方、実開昭56−120582号公報には、光透過材料から
成る表示板の後方にLEDを配置し、該LEDの透明封入樹脂
部の頂部に円錐形あるいは多角錐形に抉られた凹部を設
けてあり、且つ、LEDの側方から出た光を表示板側へ反
射するための反射部材をLEDの回りに配置した照光表示
装置が開示されている。LED内に設けられているLEDチッ
プ等の光源から出た光のうち一部は凹部を直進し、一
方、表示板に対する入射角が小さい光は、上記凹部の斜
面によって側方へ反射された後、前記反射部材によって
表示板側へ反射するため、表示板の周辺部も明るく照射
される。On the other hand, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-120852, an LED is arranged behind a display plate made of a light transmitting material, and a concave portion cut into a conical or polygonal pyramid is formed at the top of a transparent encapsulating resin portion of the LED. There is disclosed an illuminated display device in which a reflecting member provided for reflecting light emitted from the side of the LED to the display panel side is arranged around the LED. Some of the light emitted from a light source such as an LED chip provided in the LED goes straight through the concave portion, while light having a small incident angle with respect to the display panel is reflected laterally by the slope of the concave portion. Since the light is reflected toward the display panel by the reflection member, the periphery of the display panel is also illuminated brightly.

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記した従来のLEDをパネルのバック
照明用光源とした場合、いずれの場合においてもLEDか
ら前方へ直進する光が存するためパネルの表示面に対し
て垂直方向から表示面を見た場合、LED中のLEDチップを
直視することになり、パネル照明の均一性に欠けるとい
う問題がある。例えば第３図の従来例においては、図中
の光軸に対して０゜〜37゜の範囲でLED（10）から放射
された光はレンズ部で全反射されていないため、パネル
（13）の表示面（12）（第４図）の中心部が特に明るく
照射されてしまう。また、パネル（13）の表示面（12）
における光の拡散が薄いと、更にパネル照明の均一性が
低下する。Problems to be Solved by the Invention However, when the above-mentioned conventional LED is used as a light source for back lighting of a panel, in any case, there is light traveling straight forward from the LED, so that the light is directed from a direction perpendicular to the display surface of the panel. When looking at the display surface, one has to directly look at the LED chips in the LEDs, and there is a problem that the uniformity of panel illumination is lacking. For example, in the conventional example shown in FIG. 3, since the light emitted from the LED (10) in the range of 0 ° to 37 ° with respect to the optical axis in the figure is not totally reflected by the lens portion, the panel (13) The center of the display surface (12) (FIG. 4) is particularly brightly illuminated. Also, the display surface (12) of the panel (13)
When the light diffusion in the panel is thin, the uniformity of panel illumination is further reduced.

そこで、本発明の目的は、パネルのバック照明に用い
たとき、パネルの表示面を均一な明るさに照射すること
ができるLEDを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an LED that can illuminate a display surface of a panel with uniform brightness when used for backlighting the panel.

課題を解決するための手段上記目的を達成するため本発明では、レンズ部を構成
する樹脂成形体内部にLEDチップが設けられている発光
ダイオードにおいて、前記樹脂成形体の先端部は、該先端部の中央に形成され、その下方に配されたLED
チップからの光を全反射する凹部と、前記凹部の周囲を環状に取り囲むように形成され、平
坦な上面及び該上面から垂直方向へ下がる外周縁を有す
る凸条部と、前記凸条部の外周縁下部から凸曲面を描いて側方に拡
大するように前記外周縁下部に連結し前記LEDチップか
らの光を外方へ屈折させる側面上部と、から成り、前記LEDチップが前記側面上部より低い位置
に存する構成としている。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, according to the present invention, in a light-emitting diode in which an LED chip is provided inside a resin molded body constituting a lens portion, the tip of the resin molded body is Formed in the center of the LED and arranged below it
A concave portion that totally reflects light from the chip; a convex portion formed so as to annularly surround the periphery of the concave portion and having a flat upper surface and an outer peripheral edge descending vertically from the upper surface; A side upper part connected to the lower part of the outer periphery so as to expand to the side by drawing a convex curved surface from a lower part of the periphery and refracting light from the LED chip outward, the LED chip being lower than the upper part of the side surface It is a configuration that exists in the position.

作用このような構成によると、例えばLEDの内部に設けら
れているLEDチップから放射された光のうち、前記光軸
に対して低角度で放射されたものは、前記凹部で全反射
されて、LED外に直接出て行かない。その結果、光軸の
前方からLEDを見た場合、LEDチップが直視されないこと
になる。また、凹部によって全反射された光は凸条部や
側面上部によって適正な所定の方向へ導出される。凸条
部と側面上部は前記全反射された光だけでなく、LEDチ
ップから直接出た光も外方へ屈折させる。According to such a configuration, for example, of the light emitted from the LED chip provided inside the LED, the light emitted at a low angle with respect to the optical axis is totally reflected by the concave portion. , Do not go directly out of the LED. As a result, when the LED is viewed from the front of the optical axis, the LED chip is not directly viewed. Further, the light totally reflected by the concave portion is guided in an appropriate predetermined direction by the ridge portion and the upper side surface. The ridges and upper side portions refract not only the totally reflected light but also the light directly emitted from the LED chip.

実施例以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第１図は本発明の一実施例の縦断面を模式的に示して
おり、第２図はその先端部においてLEDチップ（１）か
ら放射された光の光路を第３図の従来例と同様に示して
いる。FIG. 1 schematically shows a longitudinal section of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the optical path of light emitted from an LED chip (1) at the tip end thereof as in the conventional example of FIG. Is shown in

エポキシ樹脂等から成る樹脂成形体（２）は、光を放
射する側の先端部でレンズ部を構成している。レンズ部
は、樹脂成形体（２）の先端部の中央に形成され前記LE
Dチップ（１）からの光を全反射する円錐状等の凹部
（３）と、該凹部（３）の周囲を環状に取り囲む凸条部
（４）と、凸曲面を描いて前記凸条部（４）の外周縁下
部に連結する側面上部（５）と、から成る。The resin molded body (2) made of an epoxy resin or the like constitutes a lens portion at a tip portion on a light emitting side. The lens part is formed at the center of the front end of the resin molded body (2), and
A concave portion (3) such as a cone for totally reflecting light from the D-tip (1), a convex portion (4) surrounding the concave portion (3) in an annular shape, and the convex portion by drawing a convex curved surface. (4) and an upper side surface (5) connected to a lower portion of the outer peripheral edge.

樹脂成形体（２）内には、２本のリードフレーム
（７）が、それぞれ一方の端部で埋設されており、一方
のリードフレーム（７）の該端部上にはLEDチップ
（１）が取り付けられている。そのLEDチップ（１）と
他方のリードフレーム（７）とはワイヤ（６）で接続さ
れている。第１図に示されている樹脂成形体（２）は、
その中心軸（光軸）と前記凹部（３）の中心軸（例えば
円錐の中心軸）とが一致し、またその中心軸上にLEDチ
ップ（１）の発光の中心が位置するように構成されてい
る。Two lead frames (7) are buried at one end in the resin molded body (2), and an LED chip (1) is provided on the end of one lead frame (7). Is attached. The LED chip (1) and the other lead frame (7) are connected by a wire (6). The resin molding (2) shown in FIG.
The central axis (optical axis) and the central axis (for example, the central axis of a cone) of the concave portion (3) coincide with each other, and the center of light emission of the LED chip (1) is located on the central axis. ing.

第２図に示すように、LEDチップ（１）から放射され
た光のうち、５゜〜25゜の範囲で放射されたものは、前
記凹部（３）で全反射し、LED（10）の側方又は後方側
に方向を変えられる。このように、凹部（３）によって
全反射される光は、第３図の従来例においてLEDチップ
（１）が光軸前方から直視される原因となる光（０゜〜
20゜の範囲でLEDチップ（１）から放射された光）に対
応するものである。As shown in FIG. 2, of the light emitted from the LED chip (1), the light emitted in the range of 5 ° to 25 ° is totally reflected by the recess (3), and Can change direction to the side or back. As described above, the light totally reflected by the concave portion (3) is a light (0 °-) that causes the LED chip (1) to be directly viewed from the front of the optical axis in the conventional example of FIG.
It corresponds to the light emitted from the LED chip (1) within a range of 20 mm.

前記凸条部（４）及び側面上部（５）は、LEDチップ
（１）から放射された光の方向を変え広指向性を実現す
るように作用すると共に、前記凹部（３）によって全反
射された光を適正な所定の方向に導くようにも作用す
る。このように前記凹部（３）を含んだレンズ部でLED
（10）の側方や後方に放射された光は、第４図に示され
ている従来例と同様に、パラボラ（11）等の反射面によ
って、LED（10）の前方に放射される。The ridges (4) and the upper side (5) act to change the direction of light emitted from the LED chip (1) to achieve wide directivity, and are totally reflected by the recess (3). It also acts to guide the emitted light in an appropriate predetermined direction. In this way, the lens portion including the concave portion (3)
The light radiated to the side and rear of (10) is radiated in front of the LED (10) by a reflecting surface such as a parabola (11), similarly to the conventional example shown in FIG.

発明の効果以上説明したように本発明によれば、光軸の前方から
LEDを見たときにLEDチップ等の発光体の光を直視するこ
とができないように、レンズ部の凹部で内部からの光が
全反射され、且つ全反射された光とLEDチップからの直
接光は凸条部や側面上部によって広指向性を実現するよ
うな方向に導出可能となるので、パネルのバック照明に
用いたときにパネルの表示面を均一な明るさに照射する
ことができる。また、パネルの表示面における光の拡散
が薄い場合であっても、パネル照射の均一性は低下する
ことがない。Effect of the Invention As described above, according to the present invention, from the front of the optical axis
Light from the inside is totally reflected by the concave part of the lens so that the light from the light emitting body such as the LED chip cannot be seen directly when looking at the LED, and the total reflected light and the direct light from the LED chip Can be guided in a direction that achieves wide directivity by the ridges and the upper side, so that when used for back lighting of the panel, the display surface of the panel can be illuminated with uniform brightness. Further, even when the light diffusion on the display surface of the panel is thin, the uniformity of panel irradiation does not decrease.

[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であり、第２
図はその要部を示す縦断面図である。第３図は従来例の
要部を示す縦断面図であり、第４図はそれをパネルのバ
ック照明として用いた状態を示す図である。（１）……LEDチップ，（２）……樹脂成形体，（３）
……凹部，（４）……凸条部，（５）……側面上部，
（６）……ワイヤ，（７）……リードフレーム，（10）
……LED,（11）……パラボラ，（12）……表示面，（1
3）……パネル。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view showing the main part. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a main part of a conventional example, and FIG. 4 is a view showing a state in which it is used as backlight for a panel. (1) ... LED chip, (2) ... Resin molding, (3)
... recess, (4) ... ridge, (5) ... upper side,
(6)… wire, (7)… lead frame, (10)
… LED, (11)… parabola, (12)… display surface, (1
3) Panel.

Claims

(57) [Claims]

An LED is provided inside a resin molded body constituting a lens portion.
In a light emitting diode provided with a chip, a tip of the resin molded body is formed at the center of the tip, and a concave portion that totally reflects light from an LED chip disposed therebelow; and a periphery of the concave portion. A convex ridge having a flat upper surface and an outer peripheral edge descending vertically from the upper surface, and a convex curved surface drawn from a lower part of the outer peripheral edge of the convex ridge so as to expand laterally. A light-emitting diode, wherein the light-emitting diode comprises an upper side surface connected to the lower portion of the outer peripheral edge and refracting light from the LED chip outward.