JP6414007B2 - Ｌｅｄ発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode、発光ダイオード）を用いた発光装置に関する。

近年、照明や液晶表示装置のバックライト光源としてＬＥＤを用いた発光装置が普及している。ＬＥＤ発光装置は省エネルギー、省スペース、長寿命などといった観点から利便性が高い。ＬＥＤとしては、例えば発光素子が封入されたモールド部の外形が砲弾型に成形された所謂砲弾型ＬＥＤと呼ばれるものが利用されることがある。

砲弾型ＬＥＤは一般的にその本体部（モールド部）から延びるリードを介して実装基板に固定される。しかしながら、意図しない衝撃などの外力の作用によってリードが湾曲し、ＬＥＤの光軸にずれが発生する可能性があることが懸念されていた。ＬＥＤの光軸のずれの発生が発生すると、色味が変化したり、所望の輝度が得られなかったりすることが分かっている。そこで、このような問題を解決すべく提案された砲弾型ＬＥＤを用いた従来の発光装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された砲弾型ＬＥＤを用いた従来の発光装置はリードを介してＬＥＤ基板に固定されたＬＥＤと、そのＬＥＤを包囲する規制部と、を備える。規制部がＬＥＤを包囲しているので、強い外力が加わった場合でもＬＥＤの光軸のずれの発生を防止することができるようになっている。

特開２０１０−１５７４４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来のＬＥＤ発光装置はＬＥＤを包囲する規制部が必要であるので、部品点数が増加する。これにより、部品コストが増加するとともに、組み立て工数の増加に伴ってさらにコストアップするといった課題があった。さらに、使用する資源の低減を図るという観点からも好ましくない。

また、砲弾型ＬＥＤのモールド部を構成する合成樹脂は成形時に樹脂だれが発生する虞がある。これにより、砲弾型ＬＥＤの実装基板に近接する面に傾きが生じ、ＬＥＤの光軸にずれが発生する可能性があることも課題となっていた。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、砲弾型ＬＥＤを用いたＬＥＤ発光装置において、簡便な構成でＬＥＤの光軸のずれの発生を防止することが可能なＬＥＤ発光装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のＬＥＤ発光装置はＬＥＤ及び実装基板を備える。ＬＥＤは発光素子が封入されたモールド部の外形が砲弾型に成形され、モールド部の発光部の反対側から外部に向かって突出するリードを含む。実装基板はＬＥＤのモールド部の外径と略一致する内径を有する貫通孔を含み、ＬＥＤが実装される。さらに、ＬＥＤ発光装置はＬＥＤのモールド部が実装基板の貫通孔に嵌合し、リードがその付け根部から先端部までの間の箇所で９０度以上の角度で屈曲してその先端部が実装基板に接合する。

本発明の構成によれば、ＬＥＤのモールド部が実装基板の貫通孔に嵌合するので、強い外力が加わった場合でもＬＥＤの姿勢を維持することができる。したがって、簡便な構成でＬＥＤの光軸のずれの発生を防止することが可能になる。

本発明の第１実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。 本発明の第２実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。 本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。 本発明の第４実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。 本発明の第５実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。 本発明の第６実施形態のＬＥＤ発光装置の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態のＬＥＤ発光装置について、図１を用いてその構造を説明する。図１はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。

ＬＥＤ発光装置１は、図１に示すようにＬＥＤ１０及び実装基板２０を備える。ＬＥＤ１０は実装基板２０に実装されて、固定される。

ＬＥＤ１０はモールド部１１及びリード１２Ａ、１２Ｂを含む。ＬＥＤ１０はモールド部１１の外形が砲弾型に成形された所謂砲弾型ＬＥＤである。図１における上方から下方に向かってＬＥＤ１０を見ると、モールド部１１は円形を成す。

モールド部１１は例えば透光性のエポキシ樹脂から成り、その内部に不図示の発光素子が封入される。発光部１１ａは砲弾型を成すモールド部１１の先端側（図１における上部）であって、図１における上方に向かって光を照射する。すなわち、ＬＥＤ１０の軸線Ｌ（光軸）は図１における上下方向であって、実装基板２０の表面２０ａの法線方向に延びる。

リード１２Ａ、１２Ｂはモールド部１１の発光部１１ａの反対側から、すなわち図１におけるモールド部１１の外底面から外部に、下方に向かって突出する。２本のリード１２Ａ、１２Ｂは各々の一端がモールド部１１の内部に配置され、発光素子のアノード電極及びカソード電極に接続される。リード１２Ａ、１２Ｂ各々の他端である先端部１２ｃははんだ３０を介して実装基板２０に接合される。

実装基板２０は図１において紙面と垂直を成す方向及び左右横方向に延びる平板状を成す。実装基板２０は貫通孔２１を含む。

貫通孔２１は実装基板２０の一方の表面２０ａと他方の表面２０ｂとの間をそれら表面の法線方向に沿って貫通する。貫通孔２１はＬＥＤ１０のモールド部１１の外径と略一致する内径を有し、その軸線及び内周面２１ａが実装基板２０の表面２０ａ、２０ｂの法線と平行を成す。

そして、ＬＥＤ１０はモールド部１１が実装基板２０の貫通孔２１に嵌合する。ＬＥＤ１０は例えば実装基板２０の表面２０ｂ側から貫通孔２１に挿入される。リード１２Ａ、１２Ｂ各々はそれらの付け根部１２ｄから先端部１２ｃまでの間の箇所である屈曲部１２ｅで９０度以上の角度で折り曲げられて、先端部１２ｃ側がモールド部１１の径方向外側に向かって延びる。リード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃは前述のようにはんだ３０を介して実装基板２０に接合される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態のＬＥＤ発光装置について、図２を用いて説明する。図２はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

第２実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図２に示すように実装基板２０が貫通孔２２を含む。

貫通孔２２はその軸線方向に沿った全体がＬＥＤ１０の発光部１１ａ側からリード１２Ａ、１２Ｂ側に向かうに従って徐々にその直径が拡大する。すなわち、貫通孔２２はＬＥＤ１０の発光部１１ａ側の直径が最も小さく、リード１２Ａ、１２Ｂ側の直径が最も大きく、内周面２２ａが軸線に対して傾斜したテーパ状を成している。そして、貫通孔２２はＬＥＤ１０の発光部１１ａ側の箇所においてＬＥＤ１０が嵌合する。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置について、図３を用いて説明する。図３はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

第３実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図３に示すように実装基板２０が貫通孔２３を含む。

貫通孔２３はその軸線方向に沿った一部がＬＥＤ１０の発光部１１ａ側からリード１２Ａ、１２Ｂ側に向かうに従って徐々にその直径が拡大する。すなわち、貫通孔２３はＬＥＤ１０の発光部１１ａ側に内周面２３ａが軸線に対して平行な円筒状を成す部分を有し、リード１２Ａ、１２Ｂ側に内周面２３ｂが軸線に対して傾斜したテーパ状を成す部分を有する。そして、貫通孔２２はＬＥＤ１０の発光部１１ａ側であって、内周面２３ａが円筒状を成す部分においてＬＥＤ１０が嵌合する。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態のＬＥＤ発光装置について、図４を用いて説明する。図４はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

第４実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図４に示すように実装基板２０が凹部２４を備える。

凹部２４は実装基板２０の、リード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃとの接合箇所に配置され、実装基板２０の表面２０ｂから実装基板２０の内部に向かって窪んでいる。実装基板２０の貫通孔２１にＬＥＤ１０が取り付けられると、屈曲部１２ｅで屈曲するリード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃが凹部２４の内部に挿入される。

なお、凹部２４にはんだが充填されて実装基板２０とリード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃとが接合されるが、図４でははんだの描画を省略している。以下同様である。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態のＬＥＤ発光装置について、図５を用いて説明する。図５はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

第５実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図５に示すように実装基板２０が凹部２５を備える。

凹部２５は実装基板２０の、リード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃとの接合箇所に配置され、実装基板２０の表面２０ｂから実装基板２０の内部に向かって窪んでいる。凹部２５は実装基板２０の表面２０ｂに対応する開口縁部に係止部２５ａを備える。係止部２５ａは凹部２５の開口縁部の、ＬＥＤ１０に対して最も離れた領域に配置される。すなわち、図５において、右方に向かって延びるリード１２Ａに対応する凹部２５の係止部２５ａは凹部２５の開口縁部の右側の領域に配置され、左方に向かって延びるリード１２Ｂに対応する凹部２５の係止部２５ａは凹部２５の開口縁部の左側の領域に配置される。

係止部２５ａは実装基板２０の表面２０ｂに沿って凹部２５の開口縁部から内側に向かって突出する突起状を成す。実装基板２０の貫通孔２１にＬＥＤ１０が取り付けられると、屈曲部１２ｅで屈曲するリード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃが凹部２５の内部に挿入され、さらに係止部２５ａで係止される。リード１２Ａ、１２Ｂ各々の先端部１２ｃを係止部２５ａに係止させる際、リード１２Ａ、１２Ｂ各々の弾性力に抗して先端部１２ｃをモールド部１１側に寄せた状態で凹部２５の奥へと挿入する。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態のＬＥＤ発光装置について、図６を用いて説明する。図６はＬＥＤ発光装置の部分断面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略する場合がある。

第６実施形態のＬＥＤ発光装置１は、図６に示すようにＬＥＤ１０がリード１３Ａ、１３Ｂを備え、実装基板２０が凹部２５を備える。

リード１３Ａ、１３Ｂ各々はそれらの屈曲部１３ｅで約９０度の角度で折り曲げられ、モールド部１１の径方向外側に向かって延びる。さらに、リード１３Ａ、１３Ｂ各々は屈曲部１３ｅよりも先端部１３ｃ側の２箇所で、図６における上方と、モールド部１１の径方向外側と、に向かって折り曲げられる。リード１３Ａ、１３Ｂ各々の先端部１３ｃは凹部２５の内部に挿入され、さらに係止部２５ａで係止される。リード１３Ａ、１３Ｂ各々の先端部１３ｃを係止部２５ａに係止させる際、リード１３Ａ、１３Ｂ各々の弾性力に抗して先端部１３ｃをモールド部１１側に寄せた状態で凹部２５の奥へと挿入する。

上記第１〜第６の実施形態のように、ＬＥＤ発光装置１はＬＥＤ１０及び実装基板２０を備える。ＬＥＤ１０は発光素子が封入されたモールド部１１の外形が砲弾型に成形され、モールド部１１の発光部１１ａの反対側から外部に向かって突出するリード１２Ａ、１２Ｂ（１３Ａ、１３Ｂ）を含む。実装基板２０はＬＥＤ１０のモールド部１１の外径と略一致する内径を有する貫通孔２１（２２、２３）を含み、ＬＥＤ１０が実装される。さらに、ＬＥＤ発光装置１はＬＥＤ１０のモールド部１１が実装基板２０の貫通孔２１に嵌合し、リード１２Ａ、１２Ｂがその付け根部１２ｄから先端部１２ｃまでの間の箇所である屈曲部１２ｅで９０度以上の角度で屈曲してその先端部１２ｃが実装基板２０に接合する。

この構成によると、ＬＥＤ１０のモールド部１１が実装基板２０の貫通孔２１に嵌合するので、強い外力が加わった場合でもＬＥＤ１０の姿勢を維持することができる。したがって、簡便な構成でＬＥＤ１０の光軸のずれの発生を防止することが可能になる。これにより、ＬＥＤ１０の所望の色味や輝度を得ることができる。

また、第２実施形態において、貫通孔２２はその軸線方向に沿った全体がＬＥＤ１０の発光部１１ａ側からリード１２Ａ、１２Ｂ側に向かうに従って徐々にその直径が拡大するとともにＬＥＤ１０の発光部１１ａ側の箇所においてＬＥＤ１０が嵌合する。さらに、第３実施形態において、貫通孔２３はその軸線方向に沿った一部であるリード１２Ａ、１２Ｂ側の部分がＬＥＤ１０の発光部１１ａ側からリード１２Ａ、１２Ｂ側に向かうに従って徐々にその直径が拡大する。

これらの構成によると、例えば図２及び図３に示すようにＬＥＤ１０のモールド部１１のリード１２Ａ、１２Ｂ側の端部付近に外径が膨らんだ拡径部１１ｂが意図的に、或いは意図せず形成されている場合でもＬＥＤ１０を実装基板２０の貫通孔２１に嵌合させることができる。さらに、第３実施形態では、貫通孔２３が発光部１１ａ側に内周面２３ａが軸線に対して平行な円筒状を成す部分を有するので、ＬＥＤ１０の姿勢を維持する作用を高めることが可能である。

また、第４〜第６の実施形態において、実装基板２０はリード１２Ａ、１２Ｂ（１３Ａ、１３Ｂ）との接合箇所にその表面２０ｂから内部に向かって窪んでリード１２Ａ、１２Ｂ（１３Ａ、１３Ｂ）の先端部１２ｃ（１３ｃ）が挿入される凹部２４（２５）を備える。

この構成によると、リード１２Ａ、１２Ｂの折り曲げの向きや、先端部１２ｃの位置決めを容易に行うことが可能になる。

また、第５及び第６の実施形態において、凹部２５は実装基板２０の表面２０ｂに対応する開口縁部にリード１２Ａ、１２Ｂ（１３Ａ、１３Ｂ）の先端部１２ｃ（１３ｃ）を係止する係止部２５ａを備える。

この構成によれば、先端部１２ｃが凹部２５の係止部２５ａで引っ掛かるので、例えばＬＥＤ１０のモールド部１１と実装基板２０の貫通孔２１との嵌合状態に隙間がある場合、貫通孔２１の軸線方向に沿うＬＥＤ１０の変位を抑制することができ、ＬＥＤ１０の位置決めを容易に行うことが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、第２及び第３の実施形態は、第４、第５及び第６の実施形態と組み合わせることができる。

本発明はＬＥＤ発光装置において利用可能である。

１ ＬＥＤ発光装置
１０ ＬＥＤ
１１ モールド部
１１ａ 発光部
１１ｂ 拡径部
１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ リード
１２ｃ、１３ｃ 先端部
１２ｄ、１３ｄ 付け根部
１２ｅ、１３ｅ 屈曲部
２０ 実装基板
２１、２２、２３ 貫通孔
２４、２５ 凹部
２５ａ 係止部
３０ はんだ

Claims (2)

1. 発光素子が封入されたモールド部の外形が砲弾型に成形されて前記モールド部の発光部の反対側から外部に向かって突出するリードを含むＬＥＤと、
   前記ＬＥＤの前記モールド部の外径と略一致する内径を有する貫通孔を含むとともに前記ＬＥＤが実装される実装基板と、
   を備え、
   前記ＬＥＤの前記モールド部が前記実装基板の前記貫通孔に嵌合し、前記リードがその付け根部から先端部までの間の箇所で９０度以上の角度で屈曲してその先端部が前記実装基板に接合し、
   前記実装基板は、前記リードとの接合箇所にその表面から内部に向かって窪んで前記リードの先端部が挿入される凹部を備え、
   前記凹部は、前記実装基板の表面に対応する開口縁部に前記リードの先端部を係止する係止部を備えることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記貫通孔は、その軸線方向に沿った少なくとも一部が前記ＬＥＤの前記発光部側から前記リード側に向かうに従ってその直径が拡大するとともに前記ＬＥＤの前記発光部側において前記ＬＥＤが嵌合することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。

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