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JP3369896B2 - LED display and signal light using the same - Google Patents
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JP3369896B2 - LED display and signal light using the same - Google Patents

LED display and signal light using the same

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JP3369896B2
JP3369896B2 JP05365597A JP5365597A JP3369896B2 JP 3369896 B2 JP3369896 B2 JP 3369896B2 JP 05365597 A JP05365597 A JP 05365597A JP 5365597 A JP5365597 A JP 5365597A JP 3369896 B2 JP3369896 B2 JP 3369896B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願発明は、発光ダイオードを用
いたLED表示器及びそれを用いた信号灯に係わり、特
に視認者の移動などに伴っても表示パターンや視認性な
どが大きく変化しないLED表示器及びそれを用いた信
号灯に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an LED display using a light emitting diode and a signal light using the same, and particularly, an LED display in which a display pattern, visibility, etc. do not largely change even when a viewer moves. And a signal lamp using the same.

【0002】[0002]

【従来技術】今日、一般に信号機は光源に白熱電球を利
用している。信号灯は、この白熱電球の光を赤色系、黄
色系、青色系のカラーフィルターを通して照射すること
でそれぞれの色を表示してある。このような信号機に、
朝方や夕方など太陽光が低い位置から照射されると、外
光がカラーフィルターを通って信号機内部に入射し白熱
灯の後部に設けられた反射ミラーで反射して信号機外に
放出される。この場合、白熱灯が点灯していない信号灯
であっても光っているように見える。また、どの色が点
灯しているか視認しにくくなるなど疑似点灯現象を生ず
るという問題を有する。
2. Description of the Related Art Today, a traffic light generally uses an incandescent lamp as a light source. The signal lamp displays each color by irradiating the light of the incandescent lamp through the red, yellow, and blue color filters. In such a traffic light,
When sunlight is emitted from a low position such as in the morning or in the evening, outside light passes through the color filter and enters the inside of the traffic light, is reflected by the reflection mirror provided in the rear part of the incandescent lamp, and is emitted outside the traffic light. In this case, even a signal lamp in which the incandescent lamp is not lit seems to be shining. Further, there is a problem that a pseudo lighting phenomenon occurs such that it becomes difficult to visually recognize which color is lit.

【0003】一方、近年、1000mcdにもおよぶ超
高輝度に発光可能な発光ダイオードが開発された。発光
ダイオードに用いられている半導体発光素子は、スペク
トル幅の狭い単色性ピーク波長を放出する。そのために
発光ダイオードを用いたLED表示器を信号用に使用す
るとカラーフィルターを用いる必要がなく上述のごとき
疑似点灯現象が生じない。また、発光ダイオードを用い
たLED表示器のユニットを信号用に利用する場合に
は、信号用白熱電球が60Wから70Wの消費電力に対
して20W以下の低消費電力とすることができる。
On the other hand, in recent years, a light emitting diode capable of emitting light with an extremely high brightness of 1000 mcd has been developed. A semiconductor light emitting element used for a light emitting diode emits a monochromatic peak wavelength having a narrow spectral width. Therefore, when an LED display using a light emitting diode is used for a signal, it is not necessary to use a color filter, and the pseudo lighting phenomenon as described above does not occur. Further, when the LED display unit using the light emitting diode is used for signals, the signal incandescent light bulb can have a low power consumption of 20 W or less with respect to the power consumption of 60 W to 70 W.

【0004】また、信号機にとって発光部の交換回数が
少ないメンテナンスフリーは、作業性などを考慮して極
めて重要なファクターである。しかしながら、信号用電
球は定格電圧の80%から90%の電圧で使用して50
00時間位まで寿命を延ばしているものの、信号用電球
の使用期間を2年を越えないように使用限度を決めてい
る。また、重要度の高い停止信号については、7箇月程
度で交換している。
Further, maintenance-free operation, in which the number of times of exchanging the light-emitting portion is small, is a very important factor for a traffic signal in consideration of workability and the like. However, signal bulbs should be used at voltages between 80% and 90% of the rated voltage.
Although the service life is extended to around 00 hours, the usage limit of the signal light bulb is set not to exceed two years. The stop signal, which has a high degree of importance, is replaced in about 7 months.

【0005】発光ダイオードを用いた信号灯は、1灯に
数百個の発光ダイオードを使うため1個や2個点灯しな
くとも殆ど支障がない。そのため、寿命ぎりぎりまで使
用することが可能であり、5万時間以上使用することも
可能である。これらの利点があることからLED表示器
を利用した信号機などが有望視されている。
Since a signal lamp using light emitting diodes uses several hundred light emitting diodes for one lamp, there is almost no problem even if one or two light emitting diodes are not lit. Therefore, it can be used until the end of its life, and can be used for 50,000 hours or more. Due to these advantages, a traffic light using an LED display is considered promising.

【0006】このような信号機などは、通常視認者より
も高い位置に配置され移動しつつ視認できることが必要
な場合がある。具体的に車両用信号機は、通常地上から
ある程度の高さに設置される。また、視認者は移動時お
いても信号機を視認する。このように視認者などの移動
に共なっても点灯/非点灯が確認され表示形状も変わら
ない必要がある。しかし、発光ダイオードを利用したL
ED表示器を利用した場合にはLED表示器に近づくに
つれ急激に視認性がわるくなることがある。
[0006] Such a traffic signal or the like is usually placed at a position higher than a viewer and sometimes needs to be visible while moving. Specifically, the vehicular traffic light is usually installed at a certain height above the ground. In addition, the viewer visually recognizes the traffic light even when moving. As described above, it is necessary that the lighting / non-lighting is confirmed and the display shape does not change even when the viewer or the like moves. However, L using a light emitting diode
When using the ED display, the visibility may suddenly deteriorate as it approaches the LED display.

【0007】このようなLED表示器に用いられる発光
ダイオードは、半導体発光素子と、半導体発光素子から
の光を集光するレンズとして働くモールド部材とを有す
る構成である。したがって、移動時などにおける視認性
を向上させるためには、発光ダイオードを構成するモー
ルド部材の形状を種々に変更することによってある程度
緩和させることができる。具体的には、広指向角レンズ
形状であるモールド部材を持った発光ダイオードを利用
したLED表示器とする。これにより、ある程度移動時
などにおける視認性を向上させることができる。
A light emitting diode used in such an LED display has a structure having a semiconductor light emitting element and a mold member which functions as a lens for condensing light from the semiconductor light emitting element. Therefore, in order to improve the visibility at the time of movement, it can be relaxed to some extent by changing the shape of the mold member forming the light emitting diode. Specifically, the LED display uses a light emitting diode having a mold member having a wide directional angle lens shape. As a result, the visibility can be improved to some extent when moving.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、広指向
角の発光ダイオードは、半値角を外れると発光ダイオー
ドを構成するマウント・リードのカップに配置されたL
EDチップから直接放出される僅かな光しか観測するこ
とができない。そのため、半値角の広い発光ダイオード
を用いてLED表示器を構成させたとしてもその半値角
からずれると急激に暗くなるという問題を有する。本願
発明は上述の問題にかんがみLED表示器を移動視認時
などにおいても表示形状の変形や急激に暗くなることが
少ないLED表示器を提供することにある。
However, a light emitting diode having a wide directivity angle is arranged on a cup of a mount lead which constitutes the light emitting diode when the half value angle is deviated.
Only a small amount of light emitted directly from the ED chip can be observed. Therefore, even if an LED display is constructed using a light emitting diode having a wide half-value angle, if it deviates from the half-value angle, there is a problem in that it suddenly becomes dark. In view of the above problems, the present invention is to provide an LED display device which is less likely to be deformed in display shape or to be abruptly darkened even when the LED display device is moved and visually recognized.

【0009】[0009]

【課題を解決する手段】本願発明は、2種類以上の発光
ダイオードを配置したLED表示器であって、前記発光
ダイオードが少なくともLEDチップをモールド部材で
覆った第1の発光ダイオードと、LEDチップがモール
ド部材で覆われ前記第1の発光ダイオードの指向角より
も狭く、且つモールド部材先端部において前記第1の発
光ダイオードよりも光軸に対して垂直方向に発する光が
多い第2の発光ダイオードであるLED表示器であり、
前記発光ダイオードが基板上に配されており、基板面側
から第1の発光ダイオードのモールド部材先端部までの
高さが、第2の発光ダイオードのモールド部材先端部の
高さよりも低く、且つ前記第1の発光ダイオードのLE
Dチップの高さが前記第2の発光ダイオードのLEDチ
ップの高さよりも高いLED表示器である。また、請求
項2記載の発明は、前記第1及び第2の発光ダイオード
がLED表示器の発光観測面側から見てそれぞれ実質的
に同一形状に配置されているLED表示器であり、請求
項3記載の発明は前記第1及び第2の発光ダイオードの
発光波長が実質的に同一であるLED表示器である。好
ましくは、前記第1の発光ダイオードの半値角が25度
から60度であって、前記第2の発光ダイオードの半値
角が5度から20度であるLED表示器であればよい。
The present invention is an LED display in which two or more kinds of light emitting diodes are arranged, and the first light emitting diode in which the light emitting diode covers at least the LED chip with a molding member and the LED chip A second light emitting diode which is covered with a mold member, has a narrower angle than the directivity angle of the first light emitting diode, and emits more light in the direction perpendicular to the optical axis than the first light emitting diode at the tip of the mold member. An LED display,
The light emitting diode is arranged on a substrate, the height from the substrate surface side to the tip of the molding member of the first light emitting diode is lower than the height of the tip of the molding member of the second light emitting diode, and LE of the first light emitting diode
In the LED display, the height of the D chip is higher than the height of the LED chip of the second light emitting diode. The invention according to claim 2 is an LED display in which the first and second light-emitting diodes are arranged in substantially the same shape as viewed from the light emission observation surface side of the LED display. The invention described in 3 is an LED display in which the emission wavelengths of the first and second light emitting diodes are substantially the same. Preferably, the half-value angle of the first light emitting diode is 25 degrees.
From 60 degrees, the half value of the second light emitting diode
Any LED display having an angle of 5 to 20 degrees may be used.

【0010】さらに、きょう体内に2種類以上の発光ダ
イオードが配置された信号灯であって、前記発光ダイオ
ードが少なくとも半値角から外れた側面側方向からの観
測においてLEDチップ近傍に点発光する半値角の広い
第1の発光ダイオードと、該発光ダイオードの半値角よ
りも狭く半値角から外れた側面側方向からの観測におい
てLEDチップ近傍及びモールド部材の先端部位近傍に
点発光する第2の発光ダイオードと、を有する信号灯で
ある。
Further, in a signal lamp in which two or more kinds of light emitting diodes are arranged in the housing, the light emitting diode has a half value angle of point emission near the LED chip when observed from a side surface direction deviating from at least the half value angle. A wide first light emitting diode, and a second light emitting diode that emits light in the vicinity of the LED chip and in the vicinity of the tip portion of the molding member when observed from a side surface side direction narrower than the half value angle of the light emitting diode and deviating from the half value angle, Is a signal lamp having.

【0011】[0011]

【作用】本願発明は、半導体発光素子であるLEDチッ
プをレンズ効果を有するモールド部材で被覆した発光ダ
イオードを利用したものであり、発光ダイオードの半値
角外の側面側方向から観測した場合における点発光及び
その光度がモールド部材の形状によって変化することを
利用したLED表示器である。即ち、LEDチップから
の光は、モールド部材のレンズ効果によって集光されて
外部に放出される。一方、外部に放出される光のうちモ
ールド部材側面側方向への光は発光観測面側に放射され
ずそのまま外部に放出される。このような光は、集光さ
れていないためきわめて弱い。この光は、モールド部材
の側面がテーパー形状となっていること及びモールド部
材表面と外部との屈折率差があることことから全反射さ
せることができる。全反射した光は、集光されモールド
先端部から光軸方向と垂直方向にも放出させる。この横
方向に放出される光が多くなることにより、モールド部
材の先端部にもあたかもLEDチップが配置される如く
点発光しているように見えると考えられる。
The present invention utilizes a light emitting diode in which an LED chip, which is a semiconductor light emitting element, is covered with a mold member having a lens effect, and emits point light when observed from the lateral side direction outside the half-value angle of the light emitting diode. And an LED display utilizing the fact that its luminous intensity changes depending on the shape of the mold member. That is, the light from the LED chip is condensed by the lens effect of the molding member and is emitted to the outside. On the other hand, of the light emitted to the outside, the light toward the side surface of the mold member is not emitted to the light emission observation surface side but is emitted to the outside as it is. Such light is extremely weak because it is not collected. This light can be totally reflected because the side surface of the mold member is tapered and there is a difference in refractive index between the surface of the mold member and the outside. The totally reflected light is collected and emitted from the tip of the mold also in the direction perpendicular to the optical axis direction. It is considered that the increase in the amount of light emitted in the lateral direction causes the mold member to appear to emit light as if the LED chip were arranged even at the tip portion thereof.

【0012】したがって、モールド部材の先端近傍に点
発光している発光ダイオードを側面方向から観測すると
先端近傍に焦点がない或いは小さい発光ダイオードより
も視認性がよくなる。しかも本来無用とされていた光を
有効利用することができる。このためそれぞれの半値角
外からLED表示器を観測する場合、この発光ダイオー
ドの特性を利用することによって、より視認性が良いL
ED表示装置とすることができる。
Therefore, when observing the light emitting diode emitting light in the vicinity of the tip of the mold member from the side direction, the visibility is better than that of the light emitting diode having no or small focus near the tip. Moreover, it is possible to effectively use the light that was originally useless. Therefore, when observing the LED display from outside each half-value angle, by utilizing the characteristics of this light emitting diode, the visibility is improved.
It can be an ED display device.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本願発明者は種々の実験の結果、
モールド部材の特定形状がLEDチップが配置されたカ
ップ近傍及びモールド部材先端部に顕著な点発光を確認
できること及びこれを利用することによって移動時など
半値角外などにおける急激な輝度低下を抑制させ得るこ
とを見いだし本願発明を成すに到った。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a result of various experiments,
The specific shape of the mold member can confirm remarkable point emission near the cup where the LED chip is arranged and the tip of the mold member, and by utilizing this, it is possible to suppress a sharp decrease in luminance outside the half-value angle such as during movement. As a result, the present invention has been completed.

【0014】即ち、半値角外における急激な輝度の低下
をLEDチップ近傍などにおいて点発光する光を利用す
ることによって抑制したLED表示装置である。本願発
明は、ある程度の距離までは、指向角の広い発光ダイオ
ードを利用して点灯を確認させると共に、その発光ダイ
オードの半値角角から外れた観測点においては、発光ダ
イオードの点発光箇所数を多くすることによって急激な
輝度低下などを防ぐものである。具体的には、指向角の
広い発光ダイオードと、それよりも半値角が狭く、且つ
モールド部材の先端部が点発光する発光ダイオードの2
種類以上を用いたLED表示器を構成することによって
移動時などの視認性を格段に向上させたLED表示器と
することができるものである。
That is, it is an LED display device in which a sharp decrease in luminance outside the half-value angle is suppressed by utilizing light that emits light in the vicinity of the LED chip or the like. The present invention uses a light emitting diode having a wide directional angle to confirm lighting up to a certain distance, and at the observation points deviating from the half-value angle of the light emitting diode, the number of light emitting points of the light emitting diode is increased. By doing so, a sharp decrease in brightness is prevented. Specifically, there are two types: a light emitting diode having a wide directional angle and a light emitting diode having a narrower half-value angle than that and emitting light at the tip of the mold member.
By constructing an LED display device using more than one type, it is possible to obtain an LED display device with significantly improved visibility when moving.

【0015】指向角の広い発光ダイオードは、図3
(A)の如くLED表示器に近づく移動視認時において
も比較的長時間(LED表示器の近傍)まで幅広い範囲
に渡って高輝度に発光を確認することができる。しかし
ながら、その発光ダイオードの半値角から外れた側面側
方向からの観測においては、LEDチップ近傍に点発光
が確認されるだけで急激に発光輝度が低下したように見
える。
A light emitting diode having a wide directional angle is shown in FIG.
As shown in (A), even when the user visually recognizes the movement toward the LED display, light emission can be confirmed with high brightness over a wide range for a relatively long time (near the LED display). However, in the observation from the side surface side direction deviating from the half-value angle of the light emitting diode, it seems that only the point emission is confirmed in the vicinity of the LED chip and the light emission luminance is sharply reduced.

【0016】一方、指向角の狭い発光ダイオードは、指
向角が狭いが故に比較的短時間(LED表示器の遠方)
で輝度が低下し、指向角の広い発光ダイオードと同様半
値角から外れると急激に暗くなる。しかしながら、ある
特性の指向角の狭い発光ダイオードは、図3(B)の如
く単に指向角の広い発光ダイオードとは異なりLEDチ
ップが配されたカップ近傍だけでなくモールド部材の先
端部も点発光する。そのため、指向角の広い発光ダイオ
ードに対して指向角の狭い特定の発光ダイオードは、半
値角から外れた側面側方向からの観測において指向角の
広い発光ダイオードよりも急激な輝度の低下がより少な
い。したがって、本願発明は、発光ダイオードの指向角
から外れた側面側からの観測時における点発光箇所を増
やすことによって移動時などにおける急激な輝度低下を
防止し得るのである。
On the other hand, a light emitting diode having a narrow directional angle has a narrow directional angle, and therefore, has a relatively short time (far from the LED display).
The brightness decreases at, and when it deviates from the half-value angle, it becomes dark rapidly like a light emitting diode having a wide directional angle. However, unlike a light emitting diode having a wide directional angle as shown in FIG. 3 (B), a light emitting diode having a certain directional angle emits point light not only in the vicinity of the cup where the LED chip is arranged but also in the tip of the mold member. . Therefore, the specific light-emitting diode having a narrow directional angle with respect to the light-emitting diode having a wide directional angle causes less rapid decrease in luminance than the light-emitting diode having a wide directional angle when observed from the side surface side direction deviating from the half-value angle. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a sharp decrease in luminance during movement or the like by increasing the number of point emission points when observing from the side surface side deviating from the directivity angle of the light emitting diode.

【0017】より具体的には、半値角が約30度の広指
向角を有する第1の発光ダイオードと、第1の発光ダイ
オードよりも半値角が狭く且つ、半値角が約10度の第
2の発光ダイオードと、をそれぞれ260個及び160
個ずつ略同一形状である円形状に基板配置する。各発光
ダイオード101は、基板102の裏面にて自動半田づ
け装置を用いて基板102の導電性パターンと電気的に
接続させてある(なお、それぞれの発光ダイオードは実
質的に同じ発光波長を有している。)。各発光ダイオー
ド101が配置された基板102と各発光ダイオードを
駆動させる駆動基板103と接続させた後、樹脂レンズ
105が形成されたきょう体104内に固定させた。き
ょう体104内のLED表示器に電気的に接続させた配
線106が外部に延びている。このような外部に延びた
配線106を利用してLED表示器に電力を供給させ、
図4の如き車両用交通信号を満たす光度や輝度均斉度な
どの発光特性を持ったLED表示器とすることができ
る。図4は、LED表示器の中心から10m離れたとこ
ろに輝度計を設置させ中心から下方向及び左右角度にお
ける相対光度を測定した図である。なお、太線は本願発
明のLED表示器であり、細線は車両用信号機の規格を
表す。
More specifically, the first light emitting diode having a wide directivity angle with a half value angle of about 30 degrees and the second light emitting diode having a narrower half value angle and a half value angle of about 10 degrees than the first light emitting diode. Light emitting diodes of 260 and 160, respectively.
The individual substrates are arranged in a circular shape, which is substantially the same shape. Each light emitting diode 101 is electrically connected to the conductive pattern of the substrate 102 by using an automatic soldering device on the back surface of the substrate 102 (note that each light emitting diode has substantially the same emission wavelength). ing.). After connecting the substrate 102 on which each light emitting diode 101 is arranged and the driving substrate 103 for driving each light emitting diode, the substrate 102 is fixed in the housing 104 in which the resin lens 105 is formed. The wiring 106 electrically connected to the LED display in the housing 104 extends to the outside. Power is supplied to the LED display using the wiring 106 extending to the outside,
It is possible to provide an LED display having light emission characteristics such as the light intensity and the brightness uniformity which satisfy the vehicle traffic signal as shown in FIG. FIG. 4 is a diagram in which a luminance meter is installed at a position 10 m away from the center of the LED display, and the relative luminous intensities in the downward direction and the right and left angles from the center are measured. The thick line indicates the LED display of the present invention, and the thin line indicates the standard of the vehicular traffic signal.

【0018】このようなLED表示器は、第1及び第2
の発光ダイオードの半値角から外れた観測位置において
も点発光部が多いことにより急激に輝度の低下すること
がない。また、第1の発光ダイオードと第2の発光ダイ
オードを略同一形状に配置させてあることにより移動時
における点発光の見え方が同じとなり表示形状を崩すこ
ともないLED表示装置を構成することができる。以
下、本願発明の各構成について詳述する。
Such an LED display has the first and second LED displays.
Even at the observation position deviating from the half-value angle of the light emitting diode, the number of point light emitting portions does not cause a sharp decrease in luminance. Further, by disposing the first light emitting diode and the second light emitting diode in substantially the same shape, an LED display device can be configured in which the point light emission looks the same during movement and the display shape is not destroyed. it can. Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in detail.

【0019】(発光ダイオード101)本願発明に用い
られる発光ダイオード101の構成は、少なくとも半導
体発光素子であるLEDチップ301と、LEDチップ
301からの光を集束させるレンズ効果を有するモール
ド部材311、312と、から構成されるものである。
また、発光ダイオードは、少なくとも指向角が広い発光
ダイオードと、この発光ダイオードよりも指向角が狭く
側面側から観測して発光点がLEDチップ近傍及びレン
ズ焦点であるモールド部材先端部にある発光ダイオード
の2種類以上が用いられる。このような発光ダイオード
に用いられる半導体発光素子は、種々の半導体が好適に
用いられる。具体的には、液相成長法やMOCVD法な
どにより基体上にGaAlN、ZnS、ZnSe、Si
C、GaP、GaAs、GaAlAs、GaAlP、G
aAsP、AlInGaP、InGaN、GaN、Al
InGaN、InN、AlN等の半導体を発光層として
形成させたものが好適に挙げられる。半導体の構造とし
ては、MIS接合、PIN接合やPN接合を有したホモ
構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙
げられる。また、半導体の材料やその混晶度などによっ
て発光波長を紫外光から赤外光まで種々選択することが
できる。さらに、量子効果を持たせるため発光層を単一
量子井戸構造や多重量子井戸構造とさせても良い。
(Light Emitting Diode 101) The structure of the light emitting diode 101 used in the present invention is at least an LED chip 301 which is a semiconductor light emitting element, and mold members 311 and 312 having a lens effect for focusing light from the LED chip 301. , Is composed of.
Further, the light emitting diode includes at least a light emitting diode having a wide directional angle and a light emitting diode having a directional angle narrower than that of the light emitting diode and observing from the side surface so that the light emitting point is near the LED chip and at the tip of the mold member which is the lens focus. Two or more types are used. Various semiconductors are preferably used for the semiconductor light emitting element used in such a light emitting diode. Specifically, GaAlN, ZnS, ZnSe, Si are formed on the substrate by a liquid phase growth method or a MOCVD method.
C, GaP, GaAs, GaAlAs, GaAlP, G
aAsP, AlInGaP, InGaN, GaN, Al
Preferable examples are those in which a semiconductor such as InGaN, InN, or AlN is formed as a light emitting layer. Examples of the semiconductor structure include a MIS junction, a homo structure having a PIN junction or a PN junction, a hetero structure, or a double hetero structure. Further, the emission wavelength can be variously selected from ultraviolet light to infrared light depending on the material of the semiconductor and the degree of mixed crystal thereof. Further, the light emitting layer may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in order to have a quantum effect.

【0020】野外など比較的外来光が強い場所でLED
表示器を使用する場合、緑色系及び青色系として窒化ガ
リウム系化合物半導体を用いることが好ましい。また、
赤色系及び黄色系ではガリウム・アルミニウム・砒素系
半導体やアルミニウム・インジュウム・ガリウム・燐系
の半導体を用いることが好ましい。
LED in a place where external light is relatively strong, such as outdoors
When a display is used, it is preferable to use gallium nitride-based compound semiconductors for the green and blue colors. Also,
It is preferable to use gallium-aluminum-arsenic-based semiconductors or aluminum-indium-gallium-phosphorus-based semiconductors for red and yellow systems.

【0021】具体的な発光ダイオードとしては、LED
チップをマウント・リードのカップ上にダイボンディン
グ固定させLEDチップの正負両電極或いは一方の電極
と、インナー・リードなどとを、金線、白金やアルミニ
ウム線などの導電性ワイヤーにより電気的に接続させ
る。一方の極性の電極にしか導電性ワイヤーを使用しな
い場合には、Ag、C、ITO、SnO2などの導電性
物質を樹脂バインダーに混合させた導電性ペーストなど
でLEDチップを固着させると共にマウント・リードな
どと電気的接続を取る。次に、電気的導通が取られたL
EDチップやその電気的接続のための金属ワイヤー等を
外部環境からの力や水分などから保護するため、モール
ド部材により被覆させ発光ダイオードを形成させる。
As a concrete light emitting diode, an LED is used.
The chip is fixed to the mount lead cup by die bonding, and the positive and negative electrodes or one electrode of the LED chip and the inner lead are electrically connected by a conductive wire such as gold wire, platinum or aluminum wire. . When the conductive wire is used only for the electrode of one polarity, the LED chip is fixed with a conductive paste in which a conductive material such as Ag, C, ITO or SnO2 is mixed with a resin binder, and the mount lead is mounted. And make an electrical connection. Next, L where electrical continuity was taken
In order to protect the ED chip, the metal wire for electrical connection thereof, and the like from the force and moisture from the external environment, the ED chip is covered with a mold member to form a light emitting diode.

【0022】(モールド部材311、312)本願発明
に用いられるモールド部材311、312は、所望の発
光特性に応じて種々の形状を選択することができる。一
般に、発光ダイオードのモールド部材を選択させること
によって、指向角を広げるにつれ、正面光度が低下す
る。他方、指向角を狭めるにつれ、正面光度が向上する
傾向にある。このようにモールド部材を所望の形状にす
ることによってLEDチップ301が発光した光を集束
させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせることが
できる。特に、本願発明においてはモールド部材を選択
させることによって指向角や正面光度の制御だけでなく
半値角から外れた側面側からみて点発光をも制御する。
したがって、レンズ効果を持ち半値角から外れた側面側
からみて点発光が制御できる限り発光ダイオードの発光
観測面側から見た形状が真円形、楕円形など種々形成す
ることができる。また、モールド部材は、レンズ効果と
保護機能を持っている限りLEDチップに直接接してい
ても単に覆っているだけのものでも良い。このようなモ
ールド部材の材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂
などの耐候性に優れた透明樹脂や硝子などが好適に用い
られる。また、発光ダイオードを構成するモールド部材
には、所望に応じて拡散剤、着色剤、光安定化剤や蛍光
物質など種々の添加剤などを含有させることができる。
これによってLEDチップからの発光ピークを調節させ
たり指向性を緩和させ視野角を増やすこともできる。ま
た、所望の発光波長を有する発光ダイオードとすること
もできる。さらに野外の使用においても耐候性を有する
発光ダイオードとすることができる。
(Molding Members 311 and 312) The molding members 311 and 312 used in the present invention can be selected in various shapes according to desired light emitting characteristics. In general, by selecting the mold member of the light emitting diode, the front luminous intensity decreases as the directivity angle increases. On the other hand, as the directivity angle is narrowed, the front luminous intensity tends to be improved. By thus forming the mold member into a desired shape, it is possible to provide a lens effect of converging or diffusing the light emitted by the LED chip 301. In particular, in the present invention, by selecting the mold member, not only the control of the directivity angle and the front luminous intensity but also the point emission as viewed from the side surface deviating from the half-value angle is controlled.
Therefore, various shapes such as a perfect circle and an ellipse can be formed when viewed from the side of the light emission observation surface of the light emitting diode as long as it has a lens effect and can control the point emission from the side surface outside the half-value angle. The mold member may be in direct contact with the LED chip or may simply cover it as long as it has a lens effect and a protective function. As a material for such a mold member, a transparent resin having excellent weather resistance such as an epoxy resin or a urea resin, or glass is preferably used. Further, the mold member constituting the light emitting diode may contain various additives such as a diffusing agent, a colorant, a light stabilizer and a fluorescent substance, if desired.
As a result, it is possible to adjust the light emission peak from the LED chip, relax the directivity, and increase the viewing angle. Alternatively, a light emitting diode having a desired emission wavelength can be used. Furthermore, the light emitting diode can be weather-resistant even when used outdoors.

【0023】また、拡散剤としては、チタン酸バリウ
ム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適
に用いられる。着色剤としては、モールド部材に含有さ
れLEDチップが発光した光のうち所望外の波長をカッ
トして発光特性を向上させるフィルター効果を持たせる
ためのものである。したがって、発光ダイオードの発光
色(発光光の主ピークである主発光波長)に応じて種々
の染料及び/又は顔料が種々選択される。
As the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide and the like are preferably used. The colorant is included in the mold member and has a filter effect of cutting out an undesired wavelength of the light emitted by the LED chip to improve the light emission characteristics. Therefore, various dyes and / or pigments are variously selected according to the emission color of the light emitting diode (main emission wavelength which is the main peak of emitted light).

【0024】半導体発光素子から放出される光は単色性
ピーク波長を持つため蛍光物質などとの組み合わせによ
り白色系を表示させた発光ダイオードを形成させること
もできる。この場合、発光波長のエネルギーが大きい青
色系の窒化ガリウム系化合物半導体と、セリウムで付加
されたイットリム・アルミニウム酸化物系蛍光物質やペ
リレン系誘導体である蛍光物質などを用いることによっ
て効率よく高輝度に発光させることができる。
Since the light emitted from the semiconductor light emitting device has a monochromatic peak wavelength, it is possible to form a light emitting diode displaying a white color by combining it with a fluorescent substance or the like. In this case, by using a blue gallium nitride-based compound semiconductor with a large emission wavelength energy and a ytrim / aluminum oxide-based fluorescent material added with cerium or a fluorescent material that is a perylene-based derivative, it is possible to achieve high brightness efficiently. It can emit light.

【0025】また、着色剤、拡散剤、光安定化部材、蛍
光物質などは、所望に応じてモールド部材中に種々の割
合で分散させて形成させても良い。すなわち、LEDチ
ップに近づくにつれ含有濃度を増やしたり或いは減少さ
せたり種々選択することができる。このようなモールド
部材は、モールド部材の原材料中に各種添加剤などを混
合撹拌などさせたのち、砲弾状など所望のモールド部材
の形状に形成できる型にマウントリード上に配置された
LEDチップの先端部などと共に入れ硬化させることに
よって形成させることができる。
Further, the colorant, the diffusing agent, the light stabilizing member, the fluorescent substance and the like may be dispersed in the mold member in various proportions, if desired. That is, the content concentration can be increased or decreased as it approaches the LED chip, and various selections can be made. Such a mold member is a tip of an LED chip arranged on a mount lead in a mold that can be formed into a desired mold member shape such as a bullet shape after mixing and stirring various additives in the raw material of the mold member. It can be formed by putting together with a part and curing.

【0026】なお、フルカラー発光可能な発光ダイオー
ドとしてLEDチップを利用するためには赤色系の発光
波長が600nmから700nm、青緑を含む緑色系が
495nmから565nm、青色系の発光波長が430
nmから490nmの半導体を用いたLEDチップを使
用することが好ましい。
In order to use an LED chip as a light emitting diode capable of full-color light emission, a red light emission wavelength is 600 nm to 700 nm, a blue light emission green light wavelength is 495 nm to 565 nm, and a blue light emission wavelength is 430 nm.
It is preferable to use an LED chip using a semiconductor of nm to 490 nm.

【0027】本願発明において、指向角から外れた側面
側からの観測における点発光及び指向角は、LEDチッ
プ表面(LEDチップがマウント・リードのカップに配
されている場合はカップ表面)からモールド部材の先端
までの距離、モールド部材のレンズ曲率やモールド部材
の断面における側面形状によって種々制御することがで
きる。
In the present invention, the point emission and the directional angle in the observation from the side surface side deviating from the directional angle are the LED chip surface (the cup surface when the LED chip is arranged in the cup of the mount lead) from the mold member. Can be variously controlled by the distance to the tip of the mold member, the lens curvature of the mold member, and the side surface shape in the cross section of the mold member.

【0028】なお、本願発明におけるモールド部材の先
端部位とは、モールドのレンズ頂点に略位置する。この
ような先端部位は、図3(B)の如くLEDチップから
放出された光がモールド部材の屈折率差により全反射さ
れレンズ頂点でさらに屈折され光軸と平行方向以外に放
出される。モールド部材の形状などを選択させることに
よりモールド部材先端部位は、あたかもLEDチップが
モールド部材の先端部内にも配置されているかの如き点
発光する。また、指向角とは、放射された光の光軸に対
する広がりを表す角度をいう。半値角とは光度の分布曲
線において、最大値の1/2に対応する分布の幅を光軸
に対する角度で表した値をいう。砲弾型のモールド部材
を用いると一般に指向角が広ければ半値角も広く指向角
が狭ければ半値角も狭い発光ダイオードとすることがで
きる。また、半値角から外れたとは、光軸に対して半値
角よりも外側にあり、急激に光度が低下する箇所であ
る。
The tip portion of the mold member in the present invention is located substantially at the lens apex of the mold. In such a tip portion, as shown in FIG. 3B, the light emitted from the LED chip is totally reflected by the difference in the refractive index of the molding member, further refracted at the lens apex, and emitted in a direction other than the direction parallel to the optical axis. By selecting the shape or the like of the molding member, the tip portion of the molding member emits light as if the LED chips were also arranged in the tip portion of the molding member. In addition, the directivity angle means an angle representing the spread of the emitted light with respect to the optical axis. The half-value angle is a value obtained by expressing the width of the distribution corresponding to ½ of the maximum value in the distribution curve of luminous intensity as an angle with respect to the optical axis. If a shell-shaped mold member is used, a light emitting diode having a wide FWHM and a narrow FWHM can be obtained. Further, the phrase "out of half-value angle" refers to a portion outside the half-value angle with respect to the optical axis, where the luminous intensity sharply decreases.

【0029】(マウント・リード302)マウント・リ
ード302としては、LEDチップ301を配置させる
ものであり、ダイボンド機器などで積載するのに十分な
大きさがあれば良い。また、LEDチップ301を複数
設置しマウント・リード302をLEDチップ301の
共通電極として利用する場合においては、十分な電気伝
導性とボンディングワイヤー等との接続性が求められ
る。また、マウント・リード302上のカップ内にLE
Dチップを配置すると共に蛍光体を内部に充填させる場
合は、近接して配置させた別の発光ダイオードからの光
により疑似点灯することを防止することができる。
(Mount Lead 302) As the mount lead 302, the LED chip 301 is arranged, and it is sufficient that the mount lead 302 has a size large enough to be loaded by a die bond device or the like. Further, when a plurality of LED chips 301 are installed and the mount leads 302 are used as a common electrode of the LED chips 301, sufficient electrical conductivity and connectivity with bonding wires and the like are required. In addition, LE is placed in the cup on the mount lead 302.
When the D chip is arranged and the inside of the phosphor is filled, it is possible to prevent the pseudo lighting by the light from another light emitting diode arranged in close proximity.

【0030】LEDチップ301とマウント・リード3
02のカップとの接着は熱硬化性樹脂などによって行う
ことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹
脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、フェースダウ
ンLEDチップなどによりマウント・リードと接着させ
ると共に電気的に接続させるためにはAgペースト、カ
ーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。
さらに、発光ダイオードの光利用効率を向上させるため
にLEDチップが配置されるマウント・リードの表面を
鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても良い。この場
合の表面粗さは、0.1S以上0.8S以下が好まし
い。また、マウント・リード302の具体的な電気抵抗
としては300μΩ・cm以下が好ましく、より好まし
くは、3μΩ・cm以下である。また、マウント・リー
ド上に複数のLEDチップを積置する場合は、LEDチ
ップからの発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが
求められる。具体的には、0.01cal/cm2/c
m/℃以上が好ましくより好ましくは 0.5cal/
cm2/cm/℃以上である。これらの条件を満たす材
料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズ
パターン付きセラミック等が挙げられる。
LED chip 301 and mount lead 3
Bonding of No. 02 with the cup can be performed with a thermosetting resin or the like. Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, or the like can be given. In addition, an Ag paste, a carbon paste, a metal bump, or the like can be used in order to adhere to and electrically connect to a mount lead with a face-down LED chip or the like.
Further, in order to improve the light utilization efficiency of the light emitting diode, the surface of the mount lead on which the LED chip is arranged may be mirror-finished and the surface may have a reflecting function. In this case, the surface roughness is preferably 0.1 S or more and 0.8 S or less. The specific electric resistance of the mount lead 302 is preferably 300 μΩ · cm or less, more preferably 3 μΩ · cm or less. In addition, when a plurality of LED chips are stacked on the mount lead, the amount of heat generated from the LED chips is large, and thus the thermal conductivity is required to be good. Specifically, 0.01 cal / cm 2 / c
m / ° C or higher is preferable and more preferably 0.5 cal /
It is at least cm 2 / cm / ° C. Examples of materials satisfying these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper, and ceramics with a metallized pattern.

【0031】(インナー・リード303)インナー・リ
ード303としては、マウント・リード302上に配置
されたLEDチップ301と接続された導電性ワイヤー
304との接続を図るものである。マウント・リード3
02上に複数のLEDチップ301を設けた場合は、各
導電性ワイヤー304同士が接触しないよう配置できる
構成とする必要がある。具体的には、マウント・リード
から離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボン
ディングさせる端面の面積を順に大きくする或いは端面
の高さを順に高くすることなどによってマウント・リー
ドからより離れたインナー・リードと接続させる導電性
ワイヤーの接触を防ぐことができる。導電性ワイヤーと
の接続端面の粗さは、密着性を考慮して1.6S以上1
0S以下が好ましい。インナー・リードの先端部を種々
の形状に形成させるためには、あらかじめリードフレー
ムの形状を型枠で決めて打ち抜き形成させてもよく、或
いは全てのインナー・リードを形成させた後にインナー
・リード上部の一部を削ることによって形成させても良
い。さらには、インナ・リードを打ち抜き形成後、端面
方向から加圧することにより所望の端面の面積と端面高
さを同時に形成させることもできる。
(Inner Lead 303) As the inner lead 303, the connection between the LED chip 301 arranged on the mount lead 302 and the conductive wire 304 connected thereto is intended. Mount lead 3
When a plurality of LED chips 301 are provided on 02, it is necessary to have a configuration in which the conductive wires 304 can be arranged so as not to contact each other. Specifically, as the distance from the mount lead increases, the area of the end surface of the inner lead to be wire-bonded increases in order, or the height of the end surface increases in order to connect to the inner lead that is farther from the mount lead. It is possible to prevent the contact of the conductive wire. Roughness of the connection end face with the conductive wire is 1.6 S or more in consideration of adhesion.
It is preferably 0S or less. In order to form the tips of the inner leads into various shapes, the lead frame shape may be preliminarily determined by a mold and punched out, or after all the inner leads are formed, the inner lead upper portion is formed. It may be formed by cutting a part of the. Furthermore, after the inner lead is punched and formed, a desired end face area and end face height can be simultaneously formed by applying pressure from the end face direction.

【0032】インナー・リードは、導電性ワイヤーであ
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、3
00μΩ・cm以下が好ましく、より好ましくは3μΩ
・cm以下である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッ
キしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
The inner lead is required to have good connectivity and electrical conductivity with a bonding wire or the like which is a conductive wire. Specific electrical resistance is 3
00 μΩ · cm or less is preferable, and more preferably 3 μΩ
・ It is below cm. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper and copper, gold-plated aluminum, iron, and copper.

【0033】(導電性ワイヤー304)導電性ワイヤー
304としては、LEDチップ301の電極とのオーミ
ック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよい
ものが求められる。熱伝導度としては0.01cal/
cm2/cm/℃以上が好ましく、より好ましくは0.
5cal/cm2/cm/℃以上である。また、作業性
などを考慮して導電性ワイヤーの直径は、好ましくは、
Φ10μm以上、Φ45μm以下である。このような導
電性ワイヤーとして具体的には、金、銅、白金、アルミ
ニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤ
ーが挙げられる。このような導電性ワイヤーは、各LE
Dチップの電極と、インナー・リード及びマウント・リ
ードなどと、をワイヤーボンディング機器によって容易
に接続させることができる。
(Conductive Wire 304) The conductive wire 304 is required to have good ohmic contact with the electrodes of the LED chip 301, mechanical connectivity, electrical conductivity and thermal conductivity. The thermal conductivity is 0.01 cal /
cm 2 / cm / ° C. or higher is preferable, and more preferably 0.
It is 5 cal / cm 2 / cm / ° C. or higher. Also, the diameter of the conductive wire in consideration of workability, preferably,
Φ10 μm or more and Φ45 μm or less. Specific examples of such a conductive wire include a conductive wire using a metal such as gold, copper, platinum, or aluminum, or an alloy thereof. Such conductive wire is used for each LE.
The electrodes of the D chip and the inner leads and mount leads can be easily connected by a wire bonding device.

【0034】(基板102)基板102としては、各発
光ダイオード101を所望形状に配置すると共に電気的
に接続させるために好適に用いられる。このような基板
102は、発光ダイオードの配置のみならず駆動回路用
の基板103と兼用しても良い。したがって基板102
は、機械的強度が高く熱変形の少ないものが好ましい。
具体的には銅箔などの導電性パターンが形成されたセラ
ミックス、硝子エポキシ樹脂や表面に絶縁層を有する金
属又は合金などが好適に利用できる。発光ダイオードが
実装される基板表面はLED表示器の表示面と一致する
ためコントラスト向上のために暗褐色や黒色などに着色
させてもよい。また、充填材との密着性向上のために凹
凸加工させても良い。なお、発光ダイオードの各リード
フレームをそれぞれ直接接続させることにより基板を省
略することもできる。
(Substrate 102) The substrate 102 is preferably used for arranging the light emitting diodes 101 in a desired shape and electrically connecting them. Such a substrate 102 may be used not only as an arrangement of the light emitting diodes but also as a substrate 103 for a driving circuit. Therefore, the substrate 102
Is preferably high in mechanical strength and less in thermal deformation.
Specifically, ceramics such as copper foil on which a conductive pattern is formed, glass epoxy resin, metal or alloy having an insulating layer on its surface, and the like can be preferably used. Since the surface of the substrate on which the light emitting diode is mounted coincides with the display surface of the LED display, it may be colored dark brown or black for improving the contrast. Moreover, you may make it uneven | corrugated in order to improve the adhesiveness with a filler. The substrate may be omitted by directly connecting the lead frames of the light emitting diode.

【0035】また、LED表示器を信号機として使用す
る場合は、信頼性を向上させるために2回路以上設ける
構成としてもよい。この場合、一方の回路が断線などし
て不点灯となった場合においても表示形状が大きく変化
することなく点灯させる必要がある。このような発光ダ
イオード101の配置としては、基板102上に中心部
から外側庭を描く渦巻形状に発光ダイオードを配置させ
ることが好ましい。また、移動時においても表示形状が
大きく変化することのないように各回路ごとに本願発明
における第1の発光ダイオードと第2の発光ダイオード
とが共に設けられることが好ましい。したがって、この
場合においても第1の発光ダイオードと第2の発光ダイ
オードとは略同一形状に配置されていることがより好ま
しい。
When the LED indicator is used as a traffic light, two or more circuits may be provided to improve reliability. In this case, even if one of the circuits is turned off due to disconnection or the like, it is necessary to turn on the display without causing a large change in the display shape. As the arrangement of the light emitting diodes 101, it is preferable to arrange the light emitting diodes on the substrate 102 in a spiral shape drawing an outer garden from the center. In addition, it is preferable that both the first light emitting diode and the second light emitting diode according to the present invention are provided for each circuit so that the display shape does not change significantly even during movement. Therefore, even in this case, it is more preferable that the first light emitting diode and the second light emitting diode are arranged in substantially the same shape.

【0036】(きょう体104)きょう体104として
は、各発光ダイオード101が配置されたLED表示器
を外部から機械的に保護する物であって、所望の大きさ
及び形状に種々形成させることができ本願発明に好適に
用いられる。きょう体104には、発光ダイオードの光
をさらに集光させるレンズ105を設けることがより好
ましい。きょう体104は、外部環境にさらされる場合
があるため水分、塵芥などが入らないように集光レンズ
105ときょう体、きょう体と発光ダイオードとの電気
的導通を取る電気コード106の開口部などとをパッキ
ンにより封止してあることが好ましい。また、発光ダイ
オード101が配置されたきょう体内部内の空気を循環
させたり、外部に放出させるための開口部を形成させる
こともできる。
(Case 104) As the case 104, an LED display in which each light emitting diode 101 is arranged is mechanically protected from the outside, and various shapes and shapes can be formed. It can be used preferably in the present invention. It is more preferable that the housing 104 is provided with a lens 105 that further collects the light of the light emitting diode. Since the casing 104 may be exposed to the external environment, the condenser lens 105 and the casing, the opening of the electric cord 106 for electrically connecting the casing and the light emitting diode to prevent water and dust from entering. And are preferably sealed with packing. Further, it is possible to form an opening for circulating the air inside the housing in which the light emitting diode 101 is arranged or for discharging the air to the outside.

【0037】きょう体104は、発光ダイオード101
などからの熱の影響をうけるため、熱膨張率の小さいも
のが好ましい。また、所望の形状に形成させることから
成形のしやすいものが望ましい。このようなきょう体の
材料として具体的には、ポリカーボネート樹脂、ABS
樹脂、エポキシ樹脂、フエノール樹脂などの各種樹脂や
アルミニウム及びその合金等が好ましい。
The casing 104 is the light emitting diode 101.
Those having a small coefficient of thermal expansion are preferred because they are affected by heat from the above. Further, it is desirable to use a material that can be easily molded because it is formed into a desired shape. Specific examples of the material for such a casing include polycarbonate resin and ABS.
Various resins such as resin, epoxy resin and phenol resin, aluminum and alloys thereof are preferable.

【0038】また、発光ダイオード101を駆動させる
ために電源が交流の場合はきょう体内に整流回路を設け
るなどしてLED表示器の電源とすることができる。ま
た、2回路以上設けられたLED表示器において並列接
続された発光ダイオードが点灯不能になった場合、発光
ダイオード群の電力変化分を探知し、異常を検知する制
御回路を設けることも可能である。特に、並列に接続さ
れた一方の回路が断線した場合は、他方に電力が多く流
れるため輝度が向上する。したがって、発光ダイオード
の許容量は、電流増加分を考慮して設定することが好ま
しい。以下、本願発明の具体的実施例について詳述する
が、本願発明はこれのみに限定されるものではないこと
は言うまでもない。
When the power source for driving the light emitting diode 101 is an alternating current, a rectifying circuit may be provided in the housing to serve as a power source for the LED display. Further, in the LED display provided with two or more circuits, when the light emitting diodes connected in parallel cannot be lit, it is possible to provide a control circuit for detecting the power change of the light emitting diode group and detecting an abnormality. . In particular, when one of the circuits connected in parallel is broken, a large amount of power flows to the other circuit, so that the brightness is improved. Therefore, it is preferable to set the allowable amount of the light emitting diode in consideration of the increase in current. Hereinafter, specific examples of the present invention will be described in detail, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.

【0039】[0039]

【実施例】【Example】

(実施例1)発光ダイオードに用いられるLEDチップ
として、発光層がInGaNを有する青緑色発光ダイオ
ード(発光波長495nm)を利用した。発光ダイオー
ドは、マウント・リード上にエポキシ樹脂を介してLE
Dチップがダイボンディングされている。LEDチップ
の各電極とマウントリード及びインナー・リードとをそ
れぞれ金線によってワイヤーボンディングすることによ
って電気的に接続させてある。
Example 1 As a LED chip used for a light emitting diode, a blue-green light emitting diode (emission wavelength 495 nm) having a light emitting layer of InGaN was used. The light emitting diode is LE on the mount lead via epoxy resin.
The D chip is die bonded. Each electrode of the LED chip and the mount lead and the inner lead are electrically connected by wire bonding with a gold wire.

【0040】その後、砲弾型のカップ形状を2種類用意
しそれぞれのカップ内にLEDチップが配されたリード
端子先端部を配置させ、エポキシ樹脂を注入した。注入
後エポキシ樹脂を硬化させることによってモールド部材
とし本願発明の第1及び第2の発光ダイオードを形成さ
せた。このようにして形成された第1の発光ダイオード
は、半値角の広い発光ダイオードとして図3(A)の如
き発光ダイオードを形成させた。この第1の発光ダイオ
ードは、モールド部材の先端部とLEDチップまでの距
離を4.3mmであり半値角が約30度としてある。第
1の発光ダイオードを発光させ指向角外の側面方向から
観測するとLEDチップ近傍において点発光しているこ
とが確認できる。
Thereafter, two types of shell-shaped cups were prepared, the tip of the lead terminal on which the LED chip was arranged was placed in each cup, and epoxy resin was injected. After the injection, the epoxy resin was cured to form a mold member, and the first and second light emitting diodes of the present invention were formed. The first light emitting diode thus formed was a light emitting diode having a wide half-value angle, as shown in FIG. 3 (A). In this first light emitting diode, the distance between the tip of the mold member and the LED chip is 4.3 mm, and the half-value angle is about 30 degrees. When the first light emitting diode is caused to emit light and observed from the side surface direction outside the directional angle, it can be confirmed that point emission occurs in the vicinity of the LED chip.

【0041】他方、第2の発光ダイオードは、図3
(B)の如く第1の発光ダイオードよりも指向角が狭
い。また、モールド先端部からLEDチップからの光が
略横方向にも放出されるようモールド部材の先端部とL
EDチップまでの距離を5.5mmであり半値角が10
度としてある。第2の発光ダイオードを発光させ半値角
外の側面方向から観測するとLEDチップ近傍及びモー
ルド部材の先端部において点発光していることが確認さ
れた。
On the other hand, the second light emitting diode is shown in FIG.
As shown in (B), the directivity angle is narrower than that of the first light emitting diode. In addition, the front end of the mold member and the L end so that the light from the LED chip is also emitted from the front end of the mold in a substantially lateral direction.
The distance to the ED chip is 5.5 mm and the half-value angle is 10
There is a degree. When the second light emitting diode was made to emit light and observed from the side surface direction outside the half-value angle, it was confirmed that point emission was performed near the LED chip and at the tip of the mold member.

【0042】このような第1及び第2の発光ダイオード
を図2の如く基板上に配置させた。基板上への配置は、
第1の発光ダイオードのみが点灯しても略円形形状に発
光可能なように配置されている。同様に第2の発光ダイ
オードのみが点灯しても略円形形状に発光可能なように
配置されている。また、基板からのLEDチップまでの
高さは第1の発光ダイオードの方が第2の発光ダイオー
ドよりも高く、モールド先端部は、第2の発光ダイオー
ドの方が第1の発光ダイオードよりも高く配置されてい
る。
Such first and second light emitting diodes are arranged on the substrate as shown in FIG. The placement on the board is
Even if only the first light emitting diode is lit, it is arranged so that it can emit light in a substantially circular shape. Similarly, even if only the second light emitting diode is turned on, the second light emitting diode is arranged so that it can emit light in a substantially circular shape. Further, the height from the substrate to the LED chip is higher in the first light emitting diode than in the second light emitting diode, and the mold tip is higher in the second light emitting diode than in the first light emitting diode. It is arranged.

【0043】各発光ダイオード101及び各基板10
2、103から外部電力と接続させる電源コード106
をそれぞれ、ハンダにより接続させた後、きょう体内に
固定させた。きょう体の表示面は、LED表示器からの
光をより集光させるためにLED表示器の表示面側に白
色レンズを設けてある。また、LED表示器の電気的配
線は、きょう体の裏面からゴムパッキンを通しきょう体
内を密閉した。
Each light emitting diode 101 and each substrate 10
Power cord 106 to connect external power from 2, 103
Each of them was connected with solder and then fixed in the housing. On the display surface of the housing, a white lens is provided on the display surface side of the LED display in order to further collect light from the LED display. In addition, the electrical wiring of the LED display was sealed from the inside of the housing through rubber packing from the back surface of the housing.

【0044】このように形成されたLED表示器は、第
1及び第2の発光ダイオードが配置されたLED表示器
をそれぞれの半値角から外れた側面側方向から視認する
と、発光観測面側(モールド部材の先端方向)から基板
側にかけて、第2の発光ダイオードの先端部の点発光。
次に第1の発光ダイオードのLEDチップ近傍の点発
光。さらに、第2の発光ダイオードのLEDチップ近傍
の点発光が順に観測される。したがって、単に発光ダイ
オードを配置したLEDチップに比べて側面側方向への
輝度が多くなり指向角から離れた角度においても急激に
輝度が低下することがない。また、第1及び第2の発光
ダイオードがそれぞれ略円形状に配置されていることに
よって移動時などによる発光形状の変化も極めて少ない
LED表示器とすることができる。さらに、指向角の狭
い第2の発光ダイオードのLEDチップの配置位置を基
板側からみて指向角の広い第1の発光ダイオードよりも
低く形成させることにより、第1の発光ダイオードから
放出された指向角の広がった光が第2の発光ダイオード
に照射される部位が少なく高効率に発光可能なLED表
示装置とすることができる。
The LED display thus formed has a light emission observation surface side (mold) when the LED display in which the first and second light emitting diodes are arranged is viewed from the side surface side direction deviating from each half-value angle. Point emission from the tip of the second light emitting diode from the direction of the tip of the member) to the substrate side.
Next, point emission near the LED chip of the first light emitting diode. Furthermore, point emission near the LED chip of the second light emitting diode is sequentially observed. Therefore, the brightness in the lateral direction is larger than that of an LED chip in which a light emitting diode is simply arranged, and the brightness does not sharply decrease even at an angle away from the directivity angle. Further, since the first and second light emitting diodes are respectively arranged in a substantially circular shape, it is possible to provide an LED display in which the change in the light emitting shape due to movement or the like is extremely small. Further, by disposing the LED chip of the second light emitting diode having a narrow directional angle lower than that of the first light emitting diode having a wide directional angle when viewed from the substrate side, the directional angle emitted from the first light emitting diode is increased. It is possible to provide an LED display device capable of emitting light with high efficiency because there are few portions where the spread light is applied to the second light emitting diode.

【0045】[0045]

【発明の効果】本願発明の請求項1の構成とすることに
よって、より発光効率が優れ、LED表示器の信頼性が
向上すると共に移動などによって発光ダイオードの半値
角外から視認した場合においてもLED表示器の発光輝
度が大きく低下しないLED表示器とすることができ
る。
According to the structure of claim 1 of the present invention, the luminous efficiency is more excellent, the reliability of the LED display is improved, and the LED is visible even when it is viewed from outside the half-value angle of the light emitting diode due to movement or the like. It is possible to provide an LED display in which the light emission brightness of the display does not significantly decrease.

【0046】本願発明の請求項2の構成とすることによ
って、移動などによって発光ダイオードの半値角外から
視認した場合においてもLED表示器の表示形状の変化
が発光輝度が大きく低下しないLED表示器とすること
ができる。
With the configuration of claim 2 of the present invention, an LED display in which the change in the display shape of the LED display does not greatly decrease the emission brightness even when viewed from outside the half-value angle of the light emitting diode due to movement or the like. can do.

【0047】[0047]

【0048】本願発明の請求項3の構成とすることによ
って、移動などによって発光ダイオードの半値角外から
視認した場合においてもLED表示器の表示形状の変化
や発光輝度がより大きく低下しないLED表示器とする
ことができる。
With the structure of claim 3 of the present invention, the LED display device does not change the display shape of the LED display device and the emission brightness does not significantly decrease even when viewed from outside the half-value angle of the light emitting diode due to movement or the like. Can be

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本願発明のLED表示器を利用した信
号機の模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a traffic signal using an LED display device of the present invention.

【図2】図2は、本願発明のLED表示器を示した模式
的平面図である。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an LED display device of the present invention.

【図3】図3は、本願発明の作用を示す発光ダイオード
の模式的断面図であり、図3(A)が指向角の広い発光
ダイオードを点灯させた図であり、図3(B)が指向角
が狭く且つモールド部材先端部位が点発光する発光ダイ
オードを点灯させた時の模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode showing an operation of the present invention, FIG. 3 (A) is a diagram in which a light emitting diode having a wide directional angle is turned on, and FIG. 3 (B) is FIG. 6 is a schematic cross-sectional view when a light emitting diode having a narrow directional angle and emitting light at the tip of the mold member is turned on.

【図4】図4(A)、図4(B)、図4(C)、図4
(D)は、正面から下方向及び左右角度における相対光
度を表し、実線が本願発明のLED表示器の光度であ
り、波線は車両用信号用の規格を示したものである。
FIG. 4 (A), FIG. 4 (B), FIG. 4 (C), FIG.
(D) represents the relative luminous intensities in the downward direction and the right and left angles from the front, the solid line represents the luminous intensity of the LED display device of the present invention, and the broken line represents the standard for vehicle signals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101・・・発光ダイオード 102・・・発光ダイオードを配置させた基板 103・・・駆動用基板 104・・・きょう体 105・・・レンズ 106・・・電気コード 201・・・第1の発光ダイオード 202・・・第2の発光ダイオード 203・・・基板 301・・・LEDチップ 302・・・マウントリード 303・・・インナーリード 304・・・金線 311、312・・・モールド部材 101 ... Light emitting diode 102 ... Substrate on which light emitting diodes are arranged 103 ... Driving substrate 104 ... body 105 ... Lens 106 ... electric cord 201 ... First light emitting diode 202 ... Second light emitting diode 203 ... substrate 301 ... LED chip 302 ... Mount lead 303 ... Inner lead 304 ... Gold wire 311, 312 ... Mold member

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2種類以上の発光ダイオードを配置した
LED表示器であって、前記発光ダイオードが少なくと
もLEDチップをモールド部材で覆った第1の発光ダイ
オードと、LEDチップがモールド部材で覆われ前記第
1の発光ダイオードの指向角よりも狭く、且つモールド
部材先端部において前記第1の発光ダイオードよりも光
軸に対して垂直方向に発する光が多い第2の発光ダイオ
ードであることを特徴とするLED表示器において、 前記発光ダイオードが基板上に配されており、基板面側
から第1の発光ダイオードのモールド部材先端部までの
高さが、第2の発光ダイオードのモールド部材先端部の
高さよりも低く、且つ前記第1の発光ダイオードのLE
Dチップの高さが前記第2の発光ダイオードのLEDチ
ップの高さよりも高いLED表示器。
1. An LED display in which two or more types of light emitting diodes are arranged, wherein the light emitting diode has a first light emitting diode in which at least an LED chip is covered with a molding member, and the LED chip is covered with a molding member. The second light emitting diode is narrower than the directivity angle of the first light emitting diode and emits more light in the vertical direction with respect to the optical axis than the first light emitting diode at the tip of the mold member. In the LED display, the light emitting diode is arranged on a substrate, and the height from the substrate surface side to the mold member tip of the first light emitting diode is higher than the height of the mold member tip of the second light emitting diode. And the LE of the first light emitting diode
An LED display in which the height of the D chip is higher than the height of the LED chip of the second light emitting diode.
【請求項2】 前記第1及び第2の発光ダイオードがL
ED表示器の発光観測面側から見てそれぞれ実質的に同
一形状に配置されている請求項1記載のLED表示器。
2. The first and second light emitting diodes are L
The LED display device according to claim 1, wherein the LED display devices are arranged in substantially the same shape when viewed from the light emission observation surface side of the ED display device.
【請求項3】 前記第1及び第2の発光ダイオードの発
光波長が実質的に同一である請求項1記載のLED表示
器。
3. The LED display according to claim 1, wherein the emission wavelengths of the first and second light emitting diodes are substantially the same.
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