(57)【要約】【解決手段】発光ダイオード（２２）と、抵抗及び導電性膜（２４、４４）と、相互接続部材（２８）との組み合わせを使用して、寸法を低減した発光構造が実現されている。製作と組み立てを単純化した他の実施形態も提供されている。【選択図】          図１
2007524256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の少なくとも一方を覆うように載置された抵抗部材（２４）と、を備えている発光構造。
【請求項２】
前記抵抗部材は、所定の抵抗を実現するように構成された抵抗率と断面を有している、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記抵抗部材は抵抗膜を備えている、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記抵抗部材は薄膜抵抗器を備えている、請求項１に記載の構造。
【請求項５】
前記抵抗部材は厚膜抵抗器を備えている、請求項１に記載の構造。
【請求項６】
前記抵抗部材と前記発光ダイオードの間に挿入された導電性膜（４４）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造。
【請求項７】
前記抵抗部材は、前記陽極を覆うように載置され、前記構造は、前記陰極と前記抵抗部材の何れか選択された一方に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造。
【請求項８】
前記相互接続部材は、少なくとも１つの接点を通して連結されている、請求項７に記載の構造。
【請求項９】
前記相互接続部材は、前記選択された一方に連結されるタブ（１０６）を含んでいる、請求項７に記載の構造。
【請求項１０】
前記相互接続部材を前記選択された一方に連結するワイヤボンド（１０２）を更に含んでいる、請求項７に記載の構造。
【請求項１１】
前記抵抗部材は、前記陰極を覆うように載置され、前記構造は、前記陽極と前記抵抗部材の何れか選択された一方に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造
【請求項１２】
前記相互接続部材は、少なくとも１つの接点（２６）を通して連結されている、請求項１１に記載の構造。
【請求項１３】
前記相互接続部材は、前記選択された一方に連結されるタブ（１０６）を含んでいる、請求項１１に記載の構造。
【請求項１４】
前記相互接続部材を前記選択された一方に連結するワイヤボンド（１０２）を更に含んでいる、請求項１１に記載の構造。
【請求項１５】
前記発光ダイオードは、半導体発光ダイオードである、請求項１に記載の構造。
【請求項１６】
前記発光ダイオードは、有機発光ダイオードである、請求項１に記載の構造。
【請求項１７】
前記発光ダイオードは、ポリマー発光ダイオードである、請求項１に記載の構造。
【請求項１８】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の何れか選択された一方を覆うように載置された抵抗部材（２４）と、
前記抵抗部材の第１及び第２部分の上にそれぞれ配置された第１及び第２接点（２６Ａ、２６Ｂ）と、を備えている発光構造。
【請求項１９】
前記抵抗部材と前記発光ダイオードの間に挿入された導電性膜（４４）を更に含んでいる、請求項１８に記載の構造。
【請求項２０】
前記抵抗部材は、前記第１及び第２接点と前記発光ダイオードの間に所定の抵抗を実現するように構成されている抵抗率と断面を有する、請求項１８に記載の構造。
【請求項２１】
前記第１及び第２接点にそれぞれ連結された第１及び第２相互接続部材（２８Ａ、２８Ｂ）を更に含んでいる、請求項１８に記載の構造。
【請求項２２】
前記抵抗部材は、抵抗膜を備えている、請求項１８に記載の構造。
【請求項２３】
前記抵抗部材は、薄膜抵抗器を備えている、請求項１８に記載の構造。
【請求項２４】
前記抵抗部材は、厚膜抵抗器を備えている、請求項１８に記載の構造。
【請求項２５】
前記発光ダイオードは、半導体発光ダイオードである、請求項１８に記載の構造。
【請求項２６】
前記発光ダイオードは、有機発光ダイオードである、請求項１８に記載の構造。
【請求項２７】
前記発光ダイオードは、ポリマー発光ダイオードである、請求項１８に記載の構造。
【請求項２８】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の何れか選択された一方を覆うように離間して載置された少なくとも第１と第２の抵抗部材（２４Ａ、２４Ｂ）と、を備えている発光構造。
【請求項２９】
前記抵抗部材それぞれと前記発光ダイオードの間に挿入された導電性膜（４４）を更に含んでいる、請求項２８に記載の構造。
【請求項３０】
前記抵抗部材それぞれは、所定の各抵抗を実現するように構成されている抵抗率と断面を有する、請求項２８に記載の構造。
【請求項３１】
前記抵抗膜の内の選択された膜に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項２８に記載の構造。
【請求項３２】
前記抵抗部材は、抵抗膜を備えている、請求項２８に記載の構造。
【請求項３３】
各抵抗部材は、薄膜抵抗器を備えている、請求項２８に記載の構造。
【請求項３４】
各抵抗部材は、厚膜抵抗器を備えている、請求項２８に記載の構造。
【請求項３５】
前記発光ダイオードは、半導体発光ダイオードである、請求項２８に記載の構造。
【請求項３６】
前記発光ダイオードは、有機発光ダイオードである、請求項２８に記載の構造。
【請求項３７】
前記発光ダイオードは、ポリマー発光ダイオードである、請求項２８に記載の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的には、発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードの好都合な特徴（例えば、低電圧、低温、楽な保守、豊富な色、及び長寿命）に対応して、各種発光構造が提供されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、それらの構造は、一般には、構成要素（例えば、本体、レンズ、及び大型の個別抵抗器）の点数が多いために複雑で、製造に費用が掛かり、小型で安価で軽い構造が求められる各種照明用途には不向きである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、大きさと費用を削減し易くし、製作と組み立てを単純化し易くする発光構造に着眼している。
本発明の新規な特徴は、特許請求の範囲に具体的に記載している。添付図面を参照しながら以下の説明を読めば、本発明への理解が深まるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１−図４は、大きさと費用の削減及び単純化された製作と組み立てを含む数多くの利点を提供する特徴を備えた発光構造の実施形態を示している。
具体的には、図１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイ２２、抵抗部材２４、接点２６、及び相互接続部材２８を含んでいる、発光構造２０を示している。ＬＥＤ２２は、陽極面３０と陰極面３２を有し、陽極面３０を覆うように抵抗部材２４が載置されている。
【０００６】
図１から明らかなように、ＬＥＤへのアクセスは、相互接続部材２８と陰極面３２とで設けられている。これら構造を横断して電圧が印加されると、ＬＥＤ２２の陽極−陰極接合部３６が光４０を放つが、その波長はＬＥＤ半導体組成の関数である。
【０００７】
半導体ＬＥＤは、様々な波長の光を発するように構成されており、一般的に、これらＬＥＤの順電圧降下は、波長が短くなるにつれて大きくなる。例えば、赤色、黄色、及び緑色のＬＥＤは、通常それぞれ、１．８−２．０ボルト、２．０−２．２ボルト、２．２−２．５ボルトの範囲で順電圧降下を呈する。また、各ＬＥＤは、通常、ＬＥＤ性能パラメータ（例えば、輝度、放散、及び寿命）を高めるために推奨される特定の順電流を有している。
【０００８】
従って、抵抗部材２４は、選択された供給電圧が発光構造２０に印加されると、特定の順電流が流れる所定の抵抗を実現するように構成されている抵抗率と断面を有している。或る代表的な緑色ＬＥＤは、例えば、順電圧降下２．８ボルト及び順電流２０ミリアンペアとなるように規定されている。この特定のＬＥＤの場合、図１の抵抗部材２４の抵抗率と断面は、選択された供給電圧が３．０から４．８ボルトの範囲で上昇した場合に、１０から１００オームの範囲で抵抗を上昇させるように作られているのが望ましい。一般に、抵抗部材２４の抵抗率と断面は、与えられた供給電圧に応じて規定された順電流を実現するように選定される。
【０００９】
図１に代表的に示すように、相互接続部材２８は、幾つかの導電接点の内の選択された接点（選択された接点は破線で図示）によって抵抗部材２４に連結されている。陰極面３２を覆うように同様の導電性部材４２が載置され、陽極面３２と抵抗部材２４との間にも同様の導電性膜４４が挿入され、要素間の導電性を高めているのが望ましい（なお、図１では各構造が参照し易いように各種構造を破断して示しており、例えば、ＬＥＤの１つの角部から抵抗膜４２を破断して、陰極面３２が見えるようにしている）。
【００１０】
或る実施形態では、相互接続部２８は、適切な導電性金属（例えば、アルミニウム、銅、錫、又はそれらの合金）で形成された導電ワイヤである。使用することのできる断面の中で、図１は、相互接続部材を接点２６に接合（例えば、はんだ付けにより）させ易い平坦な断面を示している。或る代表的なＬＥＤの配置では、相互接続部材２８は、或る程度の長さ伸張して、構造２０と同様の複数の発光構造に連結される。
【００１１】
図１では、陽極面３０を覆うように抵抗部材２４が載置されているが、別の発光構造の実施形態は、抵抗部材を移動矢印５０で示すように陰極面３２に移動させることによって形成されている。この実施形態では、相互接続部材２８は陽極面に連結されたままであるが、別の実施形態では、相互接続部材２８も移動矢印５２で示すように移動させて、抵抗部材２４が相互接続部材と陰極面３２の間に挿入されるようになっている。代わりに、相互接続部材２８を陰極面に移動させ、抵抗部材を陽極面に残したままでもよい。更に別の実施形態では、抵抗部材２４の抵抗は、陽極面３０と陰極面３２の上にそれぞれ載置されている第１及び第２抵抗部材によって実現される。
【００１２】
これらの実施形態の何れにおいても、ＬＥＤの面を覆うように抵抗部材を載置して、従来のＬＥＤ構造（具体的には、個別抵抗器を接続用ワイヤリード線と共に含んでいる構造）よりも大きさを実質的に削減した発光構造が形成されている。また、本構造は、従来のＬＥＤ構造よりも費用を実質的に削減できる製作工程（例えば、薄膜及び厚膜工程）に適応している。大きさが削減され、追加的な電流制限要素の必要性が無くなったので、これら発光構造を各種光表示構造へ簡単に一体化できるようになる。
【００１３】
図２は別の実施形態の発光構造６０を示しているが、この構造は図１の要素を含んでおり、同様の要素には同じ符号を付して示している。構造６０では、図１の相互接続部材２８を、異なる接点２６Ａと２６Ｂにそれぞれ連結された相互接続部材２８Ａと２８Ｂに置き換えている。
【００１４】
この実施形態では、抵抗部材２４は、ＬＥＤ２２への所定の電流を確立するだけでなく、相互接続部材２８Ａと２８Ｂの間に抵抗を導入しており、この抵抗は、抵抗部材２４の抵抗率と断面、並びにこの要素と接点２６Ａ及び２６Ｂとの物理的な関係（例えば、接点２６Ａと２６Ｂの間隔）の関数である。
【００１５】
実施形態６０は、ＬＥＤの１つの列の中に異なる輝度が要求されるもののような、様々な照明用途に有用性が見出せる。ここでは相互接続部材２８Ａと２８Ｂの間の抵抗を利用しているが、同様の発光構造を列に沿って設けて、列のＬＥＤの電流、従って輝度を変化させることができる。接点２６Ａと２６Ｂの間隔取りによって、この特徴を容易に利用することができる。
【００１６】
別の特徴として、２番目の組の接点２６Ｃと２６Ｄが設けられているので、図１及び図２のＬＥＤ２２の方向が重要ではなくなる。この実施形態は、ＬＥＤが取り付け構造の中に入っているような照明用途に有用性が見出せる。接点２８Ａ−２８Ｄがあれば、各ＬＥＤは、図１及び図２に示す方向に配置しても、９０度回転させた方向に配置してもよくなる。後者の配置方向の場合、図１では、相互接続部材２８は接点２８Ｃと２８Ｄに連結され、図２では、相互接続要素２８Ａと２８Ｂは接点２８Ｃと２８Ｄそれぞれに連結されることになる。この配置方向の特徴が不要な用途では、接点２８Ａ−２８Ｄは、図２に示すように中央に配置された１つの接点２８Ｅに置き換えてもよい。必要ならば、接点２８Ｅはもっと大きくてもよい。接点は、例えば、抵抗部材２４を覆うように拡張してもよい。
【００１７】
図３には、発光構造８０として別の実施形態を示しているが、この実施形態は図１の要素を含んでおり、同様の要素は同じ符号を付して示している。構造８０は、図１の抵抗部材２４を、間隔を空けて配置した２つの抵抗部材２４Ａと２４Ｂに置き換えている。抵抗部材それぞれの上に接点２６が載置され、抵抗部材の内の選択された部材、図の場合は抵抗部材２４Ａに対応する接点を覆うように相互接続部材２８が載置されている。
【００１８】
構造８０を使えば、ＬＥＤの色に関わりなく、標準的な抵抗パターンを多くのＬＥＤの上に印刷することができる。次いで、これらＬＥＤそれぞれについて、相互接続部材２８が、そのＬＥＤの発光色に対応する抵抗パターンに連結される。例えば、抵抗部材２４Ａと２４Ｂがそれぞれ赤色と緑色のＬＥＤに対応している場合、それらの抵抗と断面は、それら異なるＬＥＤの電圧降下及び指定された順電流に近似する抵抗となるように、抵抗率と電圧が選定される。
【００１９】
特定の１つの構造８０が赤色ＬＥＤで形成される場合、相互接続部材２８は抵抗部材２４Ａに連結される。構造が代わりに緑色ＬＥＤで形成される場合、相互接続部材２８は抵抗部材２４Ｂに連結される。実施形態８０では、全てのＬＥＤを標準的な抵抗パターンで製作できるので、照明費用が下がる。代わりに、抵抗部材２４Ａと２４Ｂが、共に１つのＬＥＤ色（例えば、赤色）に対応していて、それぞれの異なる抵抗率と断面を使ってその色の放射輝度を選択的に調整することもできる。
【００２０】
図３の抵抗パターンは、２つの抵抗部材を提供しているが、抵抗部材の数を増やした他のパターンに置き換えてもよい。例えば、３つの抵抗部材を画定するパターンを使って、赤色、黄色、及び緑色ＬＥＤとすることもできる。
【００２１】
図４には、別の実施形態を発光要素１００として示しているが、この実施形態は図１の要素を含んでおり、同様の要素は同じ符号を付して示している。構造１００は、相互接続部材２８を接点２６の内の選択された接点に連結するためにワイヤボンド１０２を挿入している。この構造を使えば、相互接続部材を、ＬＥＤに都合のよい配置（例えば、ＬＥＤの陰極と同面）に設けることができる。
【００２２】
図４には別の実施形態も示しているが、この実施形態では、相互接続構造１０４が、相互接続部材を接点２６の内の選択された接点に連結するように形成された相互接続タブ１０６を形成する相互接続部材１０５を含んでいる。なお、図４の接点は、単に、中央に配置された１つの接点でもよい。
【００２３】
半導体ＬＥＤ（図１の２２）について説明したが、本発明の教示は、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（蛍光有機材料から光が放出される装置）、及びポリマーＬＥＤ（半導体材料として様々な発光ポリマーが使用される装置）を含む多種多様なＬＥＤで実施されることを意図している。
【００２４】
抵抗部材（図１の２４）は、導電性ペースト、抵抗性金属及び抵抗性インク（例えば、カーボンインクと銀インクの調合物）のような様々な構造を使って実現される。具体的には、抵抗部材は、薄膜抵抗器（例えば、クロムニッケル及びニッケルバナジウムのような抵抗性金属又は金属の組み合わせのスパッタ膜）でも、厚膜抵抗器（例えば、硬化又は焼結した炭素又は炭素金属粉末のステンシル印刷したペースト）のような抵抗膜でもよい。抵抗部材は、従来の各種処理（例えば、メッキ、シルクスクリーン、スクリーン印刷、転写印刷、ブレード被膜、スピン被膜、又はスタンプ）を用いて設けることができる。
【００２５】
接点（図１の２６）と導電性膜（図１の４２と４４）は、銀インク、導電性エポキシ（例えば、銀エポキシ）、金属膜（例えば、金又はアルミニウム）、及びはんだのような各種導電性材料を使って実現される。
【００２６】
相互接続部材（図１の２８）は、抵抗部材又はＬＥＤ陽極及び陰極面に直接連結してもよいし、各種導電性材料（例えば、アルミニウムと金）で形成し、各種処理（例えば、超音波溶接）を施した他の接続構造（例えば、ワイヤボンド及び接続タブ）を介して連結してもよい。
【００２７】
発光ダイオードという用語は、通常はＬＥＤダイ（図１−３の２２）を指すが、他の構造（例えば、レンズ及びパッケージされた抵抗器）とＬＥＤダイを組み合わせたパッケージを表す場合にも使用する。なお、ここで使用しているＬＥＤという用語はＬＥＤダイのことである。また、図１−図４の構造は、大きく拡大されていることも指摘しておく。例えば、代表的なＬＥＤは、１００から４００マイクロメータ程度の寸法（例えば、陽極と陰極面の高さと辺）を有している。
【００２８】
ここで説明した本発明の実施形態は代表的なものであり、各種修正、変型、及び配置変更を、実質的に等価な効果を実現するものとして容易に想起することができ、それらは全て、特許請求の範囲に定義する本発明の精神及び範囲内に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の発光構造の実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の発光構造の実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の発光構造の実施形態の斜視図である。
【図４】本発明の発光構造の実施形態の斜視図である。
【図１】
2007524256.tif 000003
【図２】
2007524256.tif 000004
【図３】
2007524256.tif 000005
【図４】
2007524256.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月24日(2006.8.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の少なくとも一方を覆うように載置された抵抗部材（２４）と、を備えている発光構造。
【請求項２】
前記抵抗部材と前記発光ダイオードの間に挿入された導電性膜（４４）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造。
【請求項３】
前記抵抗部材は、前記陽極を覆うように載置され、前記構造は、前記陰極と前記抵抗部材の何れか選択された一方に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造。
【請求項４】
前記抵抗部材は、前記陰極を覆うように載置され、前記構造は、前記陽極と前記抵抗部材の何れか選択された一方に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項１に記載の構造
【請求項５】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の何れか選択された一方を覆うように載置された抵抗部材（２４）と、
前記抵抗部材の第１及び第２部分の上にそれぞれ配置された第１及び第２接点（２６Ａ、２６Ｂ）と、を備えている発光構造。
【請求項６】
前記第１及び第２接点にそれぞれ連結された第１及び第２相互接続部材（２８Ａ、２８Ｂ）を更に含んでいる、請求項５に記載の構造。
【請求項７】
発光構造において、
陽極（３０）と陰極（３２）を有する発光ダイオード（２２）と、
前記陽極と前記陰極の何れか選択された一方を覆うように離間して載置された少なくとも第１と第２の抵抗部材（２４Ａ、２４Ｂ）と、を備えている発光構造。
【請求項８】
前記抵抗部材それぞれと前記発光ダイオードの間に挿入された導電性膜（４４）を更に含んでいる、請求項７に記載の構造。
【請求項９】
前記抵抗膜の内の選択された膜に連結された相互接続部材（２８）を更に含んでいる、請求項７に記載の構造。
【国際調査報告】
2007524256.tif 000007
2007524256.tif 000008
2007524256.tif 000009