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JP3009626B2 - Ｌｅｄ発光球 - Google Patents

Ｌｅｄ発光球

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JP3009626B2
JP3009626B2 JP8204574A JP20457496A JP3009626B2 JP 3009626 B2 JP3009626 B2 JP 3009626B2 JP 8204574 A JP8204574 A JP 8204574A JP 20457496 A JP20457496 A JP 20457496A JP 3009626 B2 JP3009626 B2 JP 3009626B2
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led
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light emitting
bulb
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幸夫 矢袋
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日吉電子株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/882—Scattering means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/852—Encapsulations
    • H10H20/853—Encapsulations characterised by their shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S362/00—Illumination
    • Y10S362/80—Light emitting diode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球体の底部方向を
除く全球面方向に光が放射されるＬＥＤ発光球に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、文字やマークを表示して離れ
た所へ報知する装置に小型の発光球を用いたものが知ら
れている。例えば街頭などで、縦又は横型の限られた大
きさの表示板の中で事件の内容を報知する文字が縦又は
横に流れていくニュース報知板は、白熱豆電球を用いた
ものが昭和の初期には既に実用化されている。このよう
な表示装置の表示制御の方法が改良されるに応じて、白
熱豆電球は、昭和の終り頃には、街頭における大型のモ
ノクロ動画スクリーンにも用いられていたが、現在では
街頭の大型スクリーンの表示素子は冷陰極管が主流とな
っている。そして、白熱豆電球は、現在では、発光を正
面ばかりか横方向および斜め後方まで、つまり球体の底
部方向を除く全球面方向に光を放射することの出来るこ
とから、四方から光を眺める例えばクリスマスツリーな
どに飾るイルミネーションに多く用いられるようになっ
ている。
【０００３】また、近年の発光要素としては、図９に示
すように、ＬＥＤ素子を透明な樹脂又はガラス製の球体
内に埋設したＬＥＤ発光球がある。同図(a) はそのよう
なＬＥＤ発光球の平面図であり、同図(b) はその側断面
図、同図(c) はその底面図である。同図に示すように、
ＬＥＤ発光球は、底部にフランジ２を一体に形成された
エポキシ樹脂製の球体３と、この球体３の外に一端が引
き出され、他端が球体３内に埋設された２本のリード線
４と、球体３の内に埋設され上記２本のリード線４の他
端に接続されたＬＥＤチップ５とで構成されている。Ｌ
ＥＤチップ５には１個のＬＥＤ素子が配設されている。
ＬＥＤ発光球の光量を増やしたいときには所望の光量に
応じて球体３の内に埋設するＬＥＤチップ５の数を増や
すようにする。もっとも、或る程度の光量を増やすこと
は、ＬＥＤ素子に印加するバイアス電圧を大きくするこ
とによっても可能である。このようなＬＥＤ発光球の球
体３の直径Ψは通常は３ｍｍ〜５ｍｍ程度であり、大き
なものでも１０ｍｍ程度である。
【０００４】一般に、図７(a) 〜(e) に示すように、Ｌ
ＥＤ素子の発光は、指向性が極めて強い。同図(e) に示
すように、照射角度が狭いものでは正面方向に１０度以
下の照射角度しか有していない。同図(d) から同図(a)
まで上に行くほど照射角度が広いものを示しているが、
同図(a) に示す照射角度が広いものでも正面方向に８０
度程度の広がりしか有していない。
【０００５】したがって、ＬＥＤ発光球は、例えばクリ
スマスツリーなどに飾るイルミネーションのように、四
方八方に光を放射する必要のあるものには用途として不
向きであり、一般には、例えば駅構内などで見受けられ
る発車時刻表示板、空港で見受けられる発着時刻案内板
など、ほぼ正面方向から情報を読み取る装置の表示画素
として用いられる。
【０００６】また、図８(a) に示すようなエレベータの
押しボタン（又はタッチボタン）６などにも、耐久性と
省エンルギー性を利点としてＬＥＤ発光球が使用される
ようになっている。但しこの場合も、例えば、同図(b)
示すように、ＬＥＤ発光球１が１個だけであると光の放
射範囲１ａが狭いから、押しボタン６を正面から見る
と、同図(c) に示すように、押しボタン６の中央部６ａ
のみが光って見えることになる。
【０００７】したがって、実際には図９に示すように、
ＬＥＤキット７に多数（図では１５個）のＬＥＤ発光球
１を配設し、このＬＥＤキット７の前面に光拡散板８−
１、記名板８−２及び板状の押しボタン６を順次配設
し、これらを匡体８−３に収納したものをＬＥＤユニッ
トとして、エレバータの外の停止ボタンやエレバータの
内の停止階指定ボタンなどに配設している。
【０００８】また、図１０に示すように、例えば地下鉄
構内や地下道で見受けられる消火栓の上に配設されてい
る警報灯や、ビル、ホテルなどの非常出口の非常灯な
ど、半円球の全ての方向からの視認を必要とする灯火９
にＬＥＤ発光球１を用いようとすると、灯火９の中央部
から周辺にかけて多数のＬＥＤ発光球１を配設し、且つ
それらの向き（中心軸の延長方向）を夫々均等な角度差
をつけて傾けていくようにする。これで、ようやく灯火
９の半円球面の全方向に光が放射されるようになる。
【０００９】このように、ＬＥＤ発光球は、専ら発光球
の正面方向に情報（放射光）を発するものとして使用さ
れてきた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、白熱豆電球
や上述した冷陰極管はいずれも本体が薄いガラス球又は
ガラス管であるため僅かの衝撃で破損し易く、したがっ
て、取り扱いに細心の注意を要し、このため手数が掛か
って面倒であるという問題を有している。また、個々の
発光特性等のバラツキが大きく、寿命も比較的短かいか
ら、消耗による故障品の取り替え作業が頻発して保守に
手数が掛かるという問題も有していた。
【００１１】また、ニュース報知板等は、それに用いら
れる発光球の数が極めて多数であるから、使用電流の大
きい白熱豆電球を用いたのでは経済性に問題がある。一
方、冷陰極管はその構造上、白熱豆電球のように小型の
画素を形成することが出来なという欠点を有している。
【００１２】そして、ＬＥＤ素子は、寿命が長く発光特
性も安定しているが、上述したように光の放射方向に強
い指向性があるために用途が限定されるという不満があ
った。またＬＥＤ素子を用いて四方に広がる光を得るに
は、前述したように多数のＬＥＤ素子を配置したり、光
拡散板を配設するなどの手数を掛けねばならない。
【００１３】更に言えば、駅の発車時刻表示板や空港の
発着時刻案内板等であっても、正面方向からばかりでな
く、出来る得る限り四方八方から視認できることが望ま
しい。そうすれば、横方向からでも、たとえ文字等を正
確に読み取ることが出来なくとも案内板や報知板がある
ことが容易に分かるから利用客がとまどうこともなくな
る。
【００１４】本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、
それ自体で球体の底部を除く全球面方向に光を放射する
ことができるＬＥＤ発光球を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】以下に、本発明に係わる
ＬＥＤ発光球の構成を述べる。
【００１６】本発明のＬＥＤ発光球は、半球状の先端を
有する円柱状の樹脂体からなる球体と、該球体の底部に
封入したＬＥＤチップと、該ＬＥＤチップに接続され上
記球体の外部に引き出されている少なくとも２本のリー
ド端子と、を備え、上記ＬＥＤチップの発光光を上記球
体の底部方向を除く全球面方向に放射すべく上記球体の
表面をすりガラス状に形成して構成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
【００１８】図１は、一実施の形態におけるＬＥＤ発光
球の例を示す図である。同図は側断面図で示している。
同図に示すＬＥＤ発光球１０は、エポキシ樹脂製の球体
１１と、この球体１１の外に一端が引き出され、他端が
球体内に埋設された２本のリード線１２と、これら２本
のリード線１２の他端に接続され球体１１内に埋設され
たＬＥＤチップ１４とで構成されている。
【００１９】上記ＬＥＤチップ１４には適宜の色の光を
発光する少なくとも１個のＬＥＤ素子が搭載されてい
る。また、上記球体の直径φは３ｍｍ〜１０ｍｍに形成
される。勿論、直径φはこれより大きくてもよく、また
小さくてもよい。また、球体１１の表面は適宜の処理に
より特別の加工が施されている。
【００２０】すなわち、ＬＥＤ発光球１０は、球体１１
の表面に、すりガラス状の形状加工１５が食刻により又
は成型によって施されている。これにより、ＬＥＤ素子
１４の発光が、すりガラス状に形状加工された球体１１
の表面のランダムな方向を向く空気との界面で、一部は
ランダムな方向に屈折して外部に放射され、残る部分は
ランダムな方向で内部に反射される。その反射方向の球
体１１表面のランダムな方向を向く界面で再び一部はラ
ンダムな方向に屈折して外部に放射され、残る部分は内
部にランダムに反射されるということを繰り返して、Ｌ
ＥＤ発光球１０の発光が、球体１１の底部方向を除く全
球面方向に拡散して放射される。
【００２１】ここで、参考のため、上述したようなＬＥ
Ｄ発光球１０の用途について説明する。
【００２２】図２(a),(b),(c) は、それぞれ上記ＬＥＤ
発光球１０の用法を示したものである。同図(a) は、看
板４１に多数のＬＥＤ発光球１０を配設して「ＯＰＥ
Ｎ」の文字を表示している。この看板４１は、ＬＥＤ発
光球１０が発光すると、正面方向ばかりでなく、ほぼ真
横からでも視認できる。
【００２３】尚、図１に示した単体のＬＥＤ発光球１０
をそのまま取り付ける場合は看板４１内の配線に、ＬＥ
Ｄ発光球１０のリード線１２を直接半田付けする。ま
た、ソケットを用いる場合は、看板４１の面にソケット
用に穿設されている孔にソケットを差し込んで固定し
て、このソケットに予め口金の付いたＬＥＤ発光球１０
を嵌め込むようにするとよい。
【００２４】上記いずれの場合も看板４１の面はガラス
等で覆うようにすれば、ＬＥＤ発光球の汚れや脱落等を
防止することができる。また、図２(b) の看板４２のＬ
ＥＤ発光球１０による「美容室」の表示も上記と同様で
あり、また同図(c) の看板４３のＬＥＤ発光球１０によ
る「営業中」の表示も同様である。
【００２５】図３は、ＬＥＤ発光球１０の他の用法を示
す図である。同図は、クリスマスツリーなどに飾るイル
ミネーションとして用いる長尺発光表示装置である。こ
の長尺発光表示装置は、所定の間隔で配置された適宜な
個数のＬＥＤ発光球１０を長尺の被覆導線４４に接続し
て形成される。ＬＥＤ発光球１０はリード線１２を被覆
導線４４に直接接続するか又は口金付きの形態にしたも
のを同図に示すようにソケット２２を介して接続する。
【００２６】この長尺発光表示装置のＬＥＤ発光球１０
が発光すると、白熱豆電球を用いた場合と同様に、発光
球の正面ばかりか横方向および斜め後方にも光を照射す
るばかりでなく、多様な色の光を発光できるから、この
ようなイルミネーションには最適である。
【００２７】図４(a),(b) は、ＬＥＤ発光球１０の更な
る他の用法を説明する図である。同図(a) は側面図、同
図(b) は平面図である。同図(a),(b) は、可撓性のある
テープ部材４５に導線（不図示）を埋設し、その導線
に、適宜の間隔で配置したＬＥＤ発光球１０を直接に又
はソケット２２を介して接続して成る。この発光表示装
置は、可撓性テープ部材によって自由な形状に取り付け
ることができる。例えば航空機の非常出口、デパートの
非常出口等の出口周囲を取り囲むように取り付けて、非
常の際にＬＥＤ発光球１０を点灯させる。ＬＥＤ発光球
１０の発光は真横からでも視認できるから、このような
非常案内灯としても最適である。
【００２８】尚、上述した実施の形態では、いずれもフ
ランジのないＬＥＤ発光球を用いているが、例えば図６
に示したように、フランジ付きであってもよい。
【００２９】また、用途としては図２乃至図４に示した
ものに限らず、特には図示しないが、例えば自動車の車
幅確認灯などに適用すると、少ない消費電力で光が四方
に照射される経済的で認識性の良い車幅確認灯が実現す
る。また、パチンコ機などでは、装飾灯の一部のもの
は、店員が一瞥しただけでパチンコ機の現在の状態を知
ることができるように配設されているものがあるが、こ
のような装飾灯に本実施の形態におけるＬＥＤ発光球１
０を用いると、パチンコ機のそのような特別な役割を持
った装飾灯の点灯を、通路のいずれの端からでも店員が
容易に視認することができて便利である。
【００３０】また、装飾用としては室内の天井や壁のデ
ィスプレイとして用いることもでき、また、看板ではＬ
ＥＤ発光球の配設間隔を密にするとネオンの代替にも充
分になり得る。この場合、ネオンでは１本の管は１色し
か発色しないが、密に並べたＬＥＤ発光球の個々の発光
色を適宜な間隔毎に変えるようにしてやれば、ネオン以
上に美麗な図柄又は絵文字を構成することができる。
【００３１】また、表示用としては、図９に示したよう
なＬＥＤキット７にＬＥＤ発光球１０を配設すると、個
々のＬＥＤ発光球１０が光を広く放射するから、その配
設数を１／２又は１／３に減らすことが出来る。更に場
合によっては、図５(a) に示すように、１個のＬＥＤ発
光球１０を配設するだけでよく、同図(b) に示すよう
に、押しボタン６の全面に光が拡散して見え、したがっ
て図９に示した光拡散板８−１などの配設も不要にな
る。
【００３２】さらに、消火栓の警告灯などに用いる場合
でも、夫々のＬＥＤ発光球の軸を傾けて配設するなどの
配慮は不要であり、単に複数のＬＥＤ発光球１０を適宜
に配置するだけでよい。
【００３３】また、上述したようにＬＥＤ発光球１０
は、固定式でも、はめ込み式でも、各種の表示装置に自
在に配設可能であるから、用途に限定されることがな
い。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＬＥＤ発光球の球体の表面に特別の加工を施すので、Ｌ
ＥＤ素子の発光が四方八方に放射されるようになり、し
たがって、ＬＥＤ発光球でありながら白熱豆電球と同様
に四方八方に光を放射する小型の発光球を提供すること
が可能となる。また、ＬＥＤ発光球であるので、消費電
力が少なく寿命が長く破損しにくく、したがって、経済
的で取り扱いの容易な小型の発光球を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態におけるＬＥＤ発光球の例を示す
図である。
【図２】(a),(b),(c) は一実施の形態におけるＬＥＤ発
光球を文字看板に用いる場合の例を示す図である。
【図３】一実施の形態におけるＬＥＤ発光球を長尺発光
装置に用いる場合の例を示す図である。
【図４】(a),(b) は一実施の形態におけるＬＥＤ発光球
をテープ状発光装置に用いる場合の例を示す図である。
【図５】(a),(b) は一実施の形態におけるＬＥＤ発光球
を押しボタンの点灯用に用いる場合の例を示す図であ
る。
【図６】従来のＬＥＤ発光球を示す図であり、(a) は平
面図、(b) は側断面図、(c) は底面図である。
【図７】(a) 〜(e) は従来のＬＥＤ素子の発光の指向性
が極めて強いことを説明する図である。
【図８】(a),(b),(c) は従来のＬＥＤ発光球が１個だけ
では照明の働きが不十分であることを説明する図であ
る。
【図９】従来のＬＥＤ発光球を押しボタンの点灯用に用
いる場合の配設状態を示す図である。
【図１０】従来のＬＥＤ発光球を非常灯の点灯用に用い
る場合の配設状態を示す図である。
【符号の説明】
１ ＬＥＤ発光球 ２ フランジ ３ 球体 ４ リード線 ５ ＬＥＤチップ １０ ＬＥＤ発光球 １１ 球体 １２ リード線 １４ ＬＥＤチップ １５ すりガラス状の形状加工 ２２ ソケット ４１、４２、４３ 看板 ４４ 被覆導線 ４５ テープ部材

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半球状の先端を有する円柱状の樹脂体か
    らなる球体と、該球体の底部に封入したＬＥＤチップ
    と、該ＬＥＤチップに接続され前記球体の外部に引き出
    されている少なくとも２本のリード端子と、を備え、前
    記ＬＥＤチップの発光光を前記球体の底部方向を除く全
    球面方向に放射すべく前記球体の表面をすりガラス状に
    形成してなることを特徴とするＬＥＤ発光球。
JP8204574A 1996-05-20 1996-08-02 Ｌｅｄ発光球 Expired - Fee Related JP3009626B2 (ja)

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