JP4239563B2

JP4239563B2 - Light emitting diode and LED light

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Publication number: JP4239563B2
Application number: JP2002331608A
Authority: JP
Inventors: 好伸末広; 明弘三沢; 利典高橋; 久敏太田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: JP2003218408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子（以下、「ＬＥＤチップ」とも呼ぶ）を搭載したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む発光装置全体（以下、「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」とも呼ぶ）、及び発光ダイオードを光源として用いて車載用ライト等の照明装置、表示装置等に応用するＬＥＤライトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光素子の高輝度化に伴って、自動車のバックライト等にＬＥＤを光源としたＬＥＤライトが用いられることが多くなってきた。ＬＥＤは、スペクトルがシャープで視認性が良い。また、応答速度が速いため、後続車への信号伝達速度が速く、高速走行中、静止距離の短縮に顕著な効果が認められている。さらに、ＬＥＤはそれ自体単色光源であるので、白熱電球のように必要色以外の光をフィルターカットする必要もなく、単色光源として高効率であり、省エネルギー化にもつながる。
【０００３】
かかるＬＥＤライトの一例を図２５に示す。図２５は、従来のＬＥＤライトの一例の全体構成を示す断面図である。図２５に示されるように、このＬＥＤライト１３０は、発光素子１３２を透明エポキシ樹脂１３５で凸レンズ形に封止したレンズ型ＬＥＤ１３１を光源として用いている。レンズ型ＬＥＤ１３１は、１対のリード１３３ａ，１３３ｂのうちリード１３３ａに発光素子１３２をマウントして、発光素子１３２とリード１３３ｂとをワイヤ１３４でボンディングして、全体を透明エポキシ樹脂１３５で凸レンズ形に封止したものである。そして、レンズ型ＬＥＤ１３１の周囲を回転放物面形の反射鏡１３６で覆い、上方中央部にはフレネルレンズ１３７が形成されている。以上の構成において、レンズ型ＬＥＤ１３１から放射された光は反射鏡１３６で反射され、またはフレネルレンズ１３７で集光されて、すべて上方へ略平行に出射される。そして、樹脂レンズ１３９の下面に設けられた凹凸の界面によって拡げられて樹脂レンズ１３９を透過した光は、車載用バックライトの規格である略２０度の拡がりをもった放射光として外部放射される。
【０００４】
一方、発光素子の出力がさらに向上してきた今日、少ない発光素子で所定面積の発光エリアをカバーする必要が生じてきている。これは、部品数を減らし、部品実装の手間を削減するためである。
しかし、上述したＬＥＤライト１３０において、１個の発光素子でより大面積をカバーしようとすると、形状が相似形で大きくなり、面積方向に大型になるとともに厚さ方向にも厚くなる。また、無理に薄くしようとすると見栄えが低下する。このため、ＬＥＤの特長である薄型の光源とすることができないという問題点があった。さらに、発光素子１３２から反射鏡１３６にもフレネルレンズ１３７にも至らない光は光学制御されず外部放射できないので、外部放射効率の点からもまだ課題のあるものであった。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、例えば、特許文献１に示すＬＥＤライトがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−９３３１２号（図２）
【０００７】
図２６は、同公報に開示されるＬＥＤライトを表し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）はＬＥＤライトの構成を示す部分斜視図である。このＬＥＤライトでは、光源１５０と、光源１５０と対向する中心軸上の位置に配置されて光源１５０から放射された光を、光源１５０の中心軸Ｘと略直交するＹ方向の光として反射する放物反射面１５１ａを有する第１の反射面１５１と、第１の反射面１５１を中心にしてその周囲に配置され、第１の反射面１５１で反射された光を、中心軸Ｘ方向の光にして反射する複数の小反射面１５２ａを備えた第２の反射面１５２とを備えている。このような構成において、光源１５０から放射された光は第１の反射面１５１の放物反射面１５１ａによってＹ方向へ反射され、この反射光が第２の反射面１５２の小反射面１５２ａによって中心軸Ｘ方向に反射されることにより、所定の放射角度を有した車両用信号光を所定の面積にわたって放射することができる。
【０００８】
しかしながら、このＬＥＤライトでは、光源１５０の真上に第１の反射面１５１が配置されているので、光源１５０から直接出射される光は、第１の反射面１５１に妨げられて垂直方向に照射されることは無く、このため中心に暗部が生じ、ライトとしての見栄えが悪くなるという問題があった。
【０００９】
一方、このような問題を解決するものとして、例えば、特許文献２に示すＬＥＤライトがある。
【００１０】
【特許文献２】
国際公開第９９／０９３４９号（図２および図４）
【００１１】
図２７は、同公報に記載されたＬＥＤライトを示し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ部における断面図を示す。このＬＥＤライトでは、発光素子１６０を発光源としてドーム部１６１およびベース部１６１Ａを有する光源１６２と、入射面１６３、第１の反射領域１６４、第１の反射面１６４Ａ、直接伝導領域１６５、第２の反射領域１６６、照射面１６７、縁１６８および１６９、ポスト１７２および１７３とからなるレンズ要素１７４と、ピローレンズ１７５Ａをアレイ状に形成した光学要素１７５とを有し、レンズ要素１７４の第２の反射領域１６６には抽出面１６６Ａとステップダウン部（step downs）１６６Ｂとの組が第１の反射領域１６４の周囲３６０度に形成されている。また、（ｂ）に示すように、光源１６２は、ベース部１６１Ａの窪み１６２Ａおよび１６２Ｂとレンズ要素１７４のポスト１７２および１７３とを結合させることによってドーム部１６１が第１の反射領域１６４の中心に位置決めされる。
【００１２】
このような構成において、光源１６２から光を放射すると、第１の反射面１６４Ａで光源１６２の中心軸方向と直交する方向に反射され、更に抽出面１６６Ａで中心軸方向に反射されて照射面１６７から放射される光Ａと、光源１６２から直接伝導領域１６５を透過して中心軸方向に放射される光Ｂが得られることにより、光学要素１７５に照射範囲の拡大された光を入射している。
【００１３】
しかしながら、上記公報記載のＬＥＤライトによると、光源１６２からの放射光を中心軸上に集光させるドーム部１６１を有するため厚みが大きくなってしまうという問題がある。
【００１４】
また、レンズ要素１７４の中心軸と光源１６２の中心軸を完全に一致させて組み立てることが困難なため、位置ずれを起こし易く全方向の明るさが不均一となり易い。即ち、光源１６２とレンズ要素１７４とを別体で形成し、これらを位置決めしているため、レンズ要素１７４の第１の反射領域１６４に対する光源１６２の中心軸の位置精度が低下すると、第１の反射領域１６４によって全反射方向に反射される反射光の光量が不均一となってＬＥＤライトの表面に明暗（明るさの差）が生じるという問題がある。特に、光源１６２の出射光の殆どが上方に放射される集光度の高い光学系である場合には、光源１６２自体の配光ばらつきや、上述のレンズ要素１７４と光源１６２との中心軸に対し垂直な方向への位置ずれによる光学特性のばらつきによる明るさの差が顕著になる。即ち、上記ＬＥＤライトにおいては、発光素子１６０からの発光がドーム部１６１により集光されて放射されるため、発光素子１６０の中心軸とドーム部１６１の中心軸とがわずかな位置ずれを起こしただけでもドーム部１６１から集光放射される光の配光に大きなばらつきを生じるものとなる。このように、光源１６２の構造自体に配光特性のばらつきが生じやすいという課題を内在している上、さらに、上記のように、別体であるレンズ要素１７４の取り付け時の位置ずれにより、第１の反射領域１６４によって全反射方向に反射される反射光の光量が不均一になるという課題が加重されてしまうという不都合があった。
【００１５】
更に、ドーム部１６１によって中心軸上に集光できない側方光は、光の利用効率が低下し、照射面積の増大ができないという問題もある。即ち、光源１６２から水平面方向（Ｘ方向）に放出された光は第２の反射領域１６６によって反射されず、また第１の反射領域１６４及び第２の反射領域１６６のどちらにも反射されない光はＺ方向に放射されないため、光効率が劣るという課題があった。
【００１６】
しかも、上記ＬＥＤライトでは、上述したように光源１６２とレンズ要素１７４とが別体であるため、光源１６２から放射された光が一旦空気層を通過した後レンズ要素１７４の入射面１６３に入射するため、途中の空気層や界面で光のロスを生じたり、光源１６２とレンズ要素１７４との界面によごれがたまったりして更に光のロスにつながることがあった。更に、別体であるため、物理的衝撃が生じた場合に位置ズレを起こし易く、発光素子と反射鏡とを近接させた光学系を成立できなかった。また、部品点数や組み立て工程数が増加したり、組み立て精度のばらつきが大きくなるという問題点もあった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決して、ＬＥＤの特長である薄型という点を生かしつつ見栄え良く１個の発光素子で大面積の放射面積とすることができ、全方向の明るさが均一で、高い外部放射効率が得られる発光ダイオード及びＬＥＤライトを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の発光ダイオードは、電源供給手段に実装された発光素子と、前記発光素子を封止する透光性材料による封止手段と、前記発光素子の発光面側に対向し前記発光素子が発する光を前記発光素子の中心軸と略直交する方向へ反射する上面反射面と、前記上面反射面によって反射された光を前記発光素子の中心軸と略直交する方向へ放射する側面放射面と、前記上面反射面の中央部に形成され、前記発光素子が発した光を前記発光素子の中心軸と略平行な方向へ放射する中央放射面と、を有し、前記中央放射面は、前記発光素子の発光面の面積より小さく、前記発光素子の前記発光面の中央点に対する前記上面反射面の端縁によって形成される立体角が、前記発光素子の前記発光面と前記中央放射面との距離が所定の一定値の下で、前記中央放射面の存在によって前記中央放射面が存在しないときの立体角より大きいことを特徴とする。
【００１９】
前記上面反射面は、前記中心軸に対して６０度以上の範囲の光を反射するものとすることができる。また、前記電源供給手段は、前記発光素子を実装するリードフレームであり、前記リードフレームは、前記発光素子からの出射光を実装面上方へ反射する部分を有するものとすることができる。
【００２０】
例えば中央放射面を円形にした場合には０．１ｍｍ以上で発光素子の発光面の対角長さ以下とすることがより望ましい。上記範囲が望ましいとしたのは、０．１ｍｍ未満では中央放射部からの放射効果があまり期待できないためであり、一方発光面の対角長さを超えると、水平方向に効率よく放射することができなくなると共に、発光ダイオードの周囲に反射鏡を設けた場合に反射鏡による反射強度と中央放射面からの放射強度とのバランスがとれなくなるためである。また、前記中央放射面は平面、Ｒ面、凹面、凸面のいずれか、またはそれらの組み合わせとすることができる。
【００２１】
また、前記側面放射面は、前記反射面によって反射された光に加えて発光素子から直接到達する光を前記中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ放射させても良い。
【００２２】
また、前記中央放射面及び前記反射面を前記発光素子に対して近接させることができる。中央放射面と発光素子間の距離としては、例えば、素子発光面から０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にあることが好ましく、発光素子としてワイヤボンディング型のものを用いる場合には、前記中央放射面は、前記発光素子の発光面から前記発光素子の中心軸方向に０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲で形成されていることがより好ましい。上記範囲がより好ましいとしたのは、ワイヤボンディング型の発光素子を用いる場合には、ワイヤは上方に引き出され曲げられるが、極度な曲げを行うと断線が生じ易くなること、およびこのワイヤも透光性樹脂で封止される必要があることとで、少なくとも０．３ｍｍのスペースが必要となるためであり、一方１．０ｍｍより大きくなると図３の説明の箇所で後述するようにワイヤボンディング型発光素子において反射面の立体角増分は減少して中央放射部を形成しない場合との差が小さくなってしまうからである。
【００２３】
なお、前記透光性材料による封止手段の外径は５〜１５ｍｍであることが好ましい。上記範囲としたのは、５ｍｍ未満では反射面での十分な反射効率が期待できなくなるためであり、１５ｍｍを超えると樹脂応力による発光素子へのダメージが大きくなり好ましくないためである。
【００２４】
更に、本発明のＬＥＤライトは、上記発光ダイオードと、前記発光ダイオードの周囲に設けられる反射鏡と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
前記ＬＥＤライトにおいて、前記反射鏡を、複数の略平面ミラーとすることができる。
【００２６】
また、本発明にかかるＬＥＤライトは、発光素子と、該発光素子の上方に設けられた前記発光素子からの光を側面方向へ反射する第１の反射鏡と、該第１の反射鏡による反射光を上方へ放射する第２の反射鏡とを具備するものである。
【００２７】
また、上記構成において、前記反射鏡は反射面が複数に分割することができる。
【００２８】
分割された反射面の例としては、円形の反射鏡が中心から階段状に高くなっていき、それぞれの段の部分が約４５度に傾いたリング状の反射面となっているものなどが挙げられる。
【００２９】
さらに前記反射鏡による反射光を略平行光とすることができる。
【００３０】
また、本発明にかかるＬＥＤライトは、発光素子と、該発光素子に電力を供給する電気系と、前記発光素子及び前記電気系を封止し、封止面の上面で前記発光素子から発せられた光を側面方向に全反射する第１の反射鏡を構成する光透過性材料と、前記側面方向に全反射された光を上方へ反射する周辺反射鏡（第２の反射鏡）とを具備するものである。
【００３１】
ここで、封止面の上面とは発光素子の発光面と対向する光透過性材料の面をいう。
【００３２】
即ち、発光素子から発せられた光が発光素子を封止している光透過性材料の上面において、臨界角よりも大きな角度で入射するように作製されている。
【００３３】
また、上記構成において、前記側面放射面は、前記発光素子から出た光を直進方向に対してやや下方へ屈折するものとすることができる。
【００３４】
このような側面の形状の例としては、発光素子を一方の焦点とする楕円体の表面の一部等がある。
【００３５】
更に前記発光素子の周囲の前記第２の反射鏡または前記周辺反射鏡の内側に前記発光素子の側方へ出射した光を上方へ反射する第３の反射鏡を設けることができる。
【００３６】
また前記発光素子を金属板の上の回路基板上にマウントすることができる。
【００３７】
また、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とを一体の光学体に形成することができる。
【００３８】
また、前記反射鏡が全反射により反射するものであって、前記反射鏡と空気層を介して配置され、前記反射鏡にて反射されず透過した光を上方へ反射するための補助反射鏡を備えることができる。
【００３９】
また、前記反射鏡を、上方から見たとき略多角形にすることができる。
【００４０】
ここで、多角形とは正方形、長方形、台形、平行四辺形、正六角形等を含むものである。
【００４１】
更に前記第１の反射鏡が中心軸に対して６０度以上の範囲の光を反射するものとすることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００４３】
（実施の形態１）
まず、本発明の発光ダイオードの実施の形態１について、図１、図２を参照して説明する。図１に示す発光ダイオード１０において、４００×４００μｍ寸法の発光素子１がリードフレーム２ａ上にＡｇペースト（図示せず）を介してマウントされ、一方、発光素子１の発光面中央部に形成された直径０．１ｍｍの電極及びその上の金ワイヤのボール（図示せず）が直径３０μｍのワイヤ３により対極リード２ｂと電気的接触がなされ、これらが透光性樹脂４で封止されるとともに、光学面がモールドされている。
【００４４】
光学面は、図２に示すように、中央放射面４ａ、上面反射面４ｂ、側面放射面４ｃで構成されている。ここで、中央放射面４ａは発光素子１の上面からｈ＝０．５ｍｍ高さで、直径Ｗｃ＝０．３ｍｍの円形状に形成され、上面反射面４ｂは発光素子１の上面中央部を焦点とし、中央放射面４ａの端部を通り、対称軸がｚ軸に垂直な放物線をｚ軸のまわりに回転させた形状で形成されている。また、４ｃはｚ軸に略垂直（型抜きのためのわずかなテーパーを有する）な円筒面とされている。このような中央放射面４ａ、上面反射面４ｂ、側面放射面４ｃを有する透光性樹脂４の外径（直径）がＷ_M＝７．５ｍｍとされている。
【００４５】
透光性樹脂４を所定の外径とした場合に、大きな立体角を得るためには、上面反射面を焦点位置が同じで相似比の小さい放物線の回転形状（例えば４ｂ’から４ｂ）とすればよいが、ワイヤボンディング型発光素子の場合、図１に示すように発光素子１の上部にはワイヤスペースが必要となる。即ち、発光素子１の上面には電極（ｎ電極又はｐ電極）を有し、ワイヤ３がボンディングされている。ワイヤ３は上方に引き出され曲げられるが、極度な曲げを行うと断線が生じ易くなること、およびこのワイヤ３も透光性樹脂で封止される必要があることとで、少なくとも０．３ｍｍ（ワイヤ０．２ｍｍ、封止０．１ｍｍ）のスペースが必要である。このため光学面は波線で示された仮想の上面反射面４ｂ’より相似比が小さい放物線である上面反射面４ｂとすると共に中央放射面４ａを設けてある。
【００４６】
このような光学面とすることにより、LEDパッケージの中央からZ軸方向への光を放射できるとともに、Z軸に対し略垂直な方向への反射効率の向上を図ることができる。即ち、図２において、発光素子１の発光面の中央部を点Oとし、Z軸に対する、点Oから上面反射面の端縁方向の角度は、波線で示された４ｂ’の場合、θ₀＝６０度であるのに対し、実線で示された４ｂの場合、θ₁＝６５度となり、これらは、立体的にみれば、それぞれ、点Oに対し、Ａ₀＝３．１strad、Ａ₁＝３．６stradの立体角となる（いづれの場合も点Oを焦点とし、対称軸がZ軸に対し垂直な放物線をZ軸まわりに回転させた形状の上面反射面の場合）。一方、Z軸に対する、点Oから中央放射面の端部方向の角度θ₂は、１７度で、点Oに対する立体角は、Ａ₂＝０．２５stradとなる。つまり、実線に示した光学面とすることで、中央放射面が形成された部分についてはZ軸に対し略垂直な方向への反射が期待できないため立体角がＡ₂＝０．２５strad分マイナスとなるものの、４ｂ’を４ｂとしたことによる立体角の増分がＡ₁−Ａ₀＝０．５となり、上記マイナス分を引いても（Ａ₁−Ａ₀）−Ａ₂＝０．２５となり０．２５の増分となる。従って、光源に対する上面反射面の立体角増分は０．２５／π、即ち約１割増しとなり、Z軸に対し略垂直な方向への放射効率の向上を図ることができる。
【００４７】
なお、本実施の形態１の発光ダイオード１０では、４００μｍ角の発光素子に対し、直径０．３ｍｍの中央放射面を形成した例を説明したが、これに限らず、他のサイズでも構わない。但し、中央放射面４ａを極度に広くすると、上面から多くの光が放射され、Z軸に対し略垂直な方向への放射効率が低下し、本来のコンセプトを失うため、発光素子の発光面程度のサイズ以下に留めるのが望ましい。また、発光素子１の上面放射面と中央放射面との距離ｈは０．５ｍｍ、透光性樹脂４の直径は７．５ｍｍとして説明したが、これに限定されるものではなく、効果の得られる範囲で適度な値とすればよい。
【００４８】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に透光性樹脂の直径をそれぞれ５ｍｍ，７．５ｍｍ、１５ｍｍとした際の、中央放射面４ａを形成しない場合（図２の４ｂ’）に対する、放射面を形成した場合（４ａ及び４ｂ）の点Oに対する上面反射面の立体角増分をｈの関数として表した。図３（ｂ）より、透光性樹脂の直径が７．５ｍｍの場合では、ｈ＝０．６ｍｍで、放射面を形成しない場合に対し、立体角増分を最大に取ることができる。ｈをこれより大きくすると、放射面を形成しない場合との差が小さくなり、上面反射面の立体角増分は減少する。一方、ｈを小さくすると、中央放射面が占める立体角が増すため、上面反射面の立体角増分は減少する。また、透光性樹脂の直径を変えても同じ傾向が認められる。このような傾向は、透光性樹脂の径が大きい場合より、径が小さい場合の方が顕著となるものの、直径が１５ｍｍ以下であれば中央放射部を設けることで立体角の増分に関して優位な効果を得ることができる。以上の結果に鑑みれば、ｈ＝０．３〜１．０ｍｍの範囲、透光性樹脂の直径を５〜１５ｍｍの範囲とするのが望ましい。
【００４９】
なお、図２、図３において、透光性樹脂の直径が１５ｍｍで、ｈ＝０．３ｍｍの場合のように、中央放射面４ａが発光素子１の発光面に近接すると理論上は中央放射面４ａの端部の角度（θ₂）とその立体角（Ａ₂）が大きくなる。このため、中央放射面を形成しない場合に対する、放射面を形成した場合の点Oに対する上面反射面４ｂの立体角増分（（Ａ₁−Ａ₀）−Ａ₂）は図３（ｃ）に示すようにマイナスとなる。しかしながら、実際には中央放射面４ａ直下の発光素子の発光面中央部は、直径０．１ｍｍの電極が形成されており、その上には、金ワイヤのボールが存在し、いずれも非発光部であるため、実際上は中央放射面からの外部放射光量は増加しない。このため、Ａ₂に起因する立体角増分がマイナスになるという影響は実際上は少なく、Ａ₁−Ａ₀の増分によるZ軸に対し略垂直な方向への放射効率の向上を期待できる。
【００５０】
また、中央放射面４ａは図４（ａ）のように平面形状に限らず、例えば（ｂ）のように中央放射面４ａと上面反射面４ｂの境界部分のみがＲ形状のもの、（ｃ）のように中央放射面４ａ全体がＲ形状のもの、（ｄ）のように凹状のもの、（ｅ）のように凸状のものとしても良い。また上面反射面４ｂは、発光素子の上面中央部を焦点とし、Ｘ軸方向を対称軸とした放物線の回転体のみならず、図５のように対称軸がＸ軸方向から傾いた放物線の回転体でも良いし、放物線に限らず、長焦点の楕円や双曲線の回転体としても良い。さらに他の形状を回転させたものであっても構わない。
【００５１】
更に、発光素子の上面中央部ではなく、上面周辺部に電極があるものを用いても良い。この場合、ワイヤスペースという観点からは上述のようなｈの寸法の制限は生じない。しかし、近接させ過ぎると、上面反射面４ｂでは中央放射面４ａの立体角（対発光素子）が著しく大きくなる。また、樹脂封止の際、隙間が狭いと未充填になり易く、封止後も素子に不自然な応力が加わるものとなり易い。このため、上述のように発光素子１の上面放射面と中央放射面との間に所定スペースを設けるのが望ましい。
【００５２】
また、パッケージ形態は、図１に示すものに限らず、図６に示すように、金属基板７上に絶縁層６を介し、銅箔パターン５ａ，５ｂを形成し、その上に発光素子１を形成したものや、図７に示すように、リード８ａ，８ｂを下方に引き出したものでも構わない。また、発光素子に蛍光体をコーティングしたものを用いても良いが、その際には、図８に示すように、蛍光体１２を内部にコーティングして発光素子１を封止した光源９を用いることができる。
【００５３】
実施の形態１の発光ダイオード１０は、例えば、トランスファーモールド法によって製造することができる。以下にトランスファーモールド法による製造方法を図９を参照して説明する。まず、プレス加工によって形成されたリードフレーム２ａに発光素子１をフェイスアップ接合する。次に、発光素子１のＡｌボンディングパットとリードフレーム２ｂとをワイヤ３で電気的に接続する。次に、発光素子１を実装されたリードフレーム２ａ、２ｂを金型２０Ｂに位置決め載置し、上方から金型２０Ａを降下させて挟持することによりリードフレームと金型との位置保持をする。次に、剥離成分を含有した透明エポキシ樹脂４を金型内に注入する。次に、透明エポキシ樹脂４を１６０℃、５分の硬化条件で硬化させる。次に、金型２０Ａ、２０Ｂを上下分離して透明エポキシ樹脂４を硬化させた発光ダイオード１０を取り出す。このようなトランスファーモールド法による発光ダイオード１０の製造では、金型２０Ａ、２０Ｂでリードフレーム２ａ、２ｂを挟持した状態で金型内部２０Ｃ、２０Ｄに透明エポキシ樹脂８を注入するので、発光素子１と光学面との位置決め精度を±０．１ｍｍの高精度で実現することが可能になり、近接光学系を用いた発光ダイオード１０の個体差による配光特性のばらつきを防ぐことができる。
【００５４】
また、上記発光ダイオード１０は、キャスティングモールド法によっても製造することができる。以下、キャスティングモールド法による製造方法を図１０を参照にして説明する。まず、プレス加工によってリードフレーム２１ａ、２１ｂを打ち抜き加工する。このとき、リードフレーム２１ａ、２１ｂは分断せずに複数個分の後端がリードで連結された状態にする。次に、リードで連結された後端を支持部材に固定する。次に、リードフレーム２１ｂの先端に発光素子１をフェイスアップ接合する。次に、発光素子１のＡｌボンディングパットとリードフレーム２１ａとをワイヤ３で電気的に接続する。次に、リードフレーム２１ａ、２１ｂをモールド成型用のキャスティング２０Ｆ上に移動させる。次に、キャスティング２０Ｆ内に樹脂４を注入する。次に、樹脂４を注入されたキャスティング２０Ｆ内にリードフレーム２１ａ、２１ｂを浸漬する。次に、キャスティング２０Ｆおよびリードフレーム２１ａ、２１ｂを配置した空間２０Ｅを真空にして樹脂４の気泡抜きを行う。次に、樹脂４を１２０℃、６０分の硬化条件で硬化させる。次に、キャスティング２０Ｆから樹脂４を硬化させた発光ダイオード４を取り出す。キャスティングモールド法では、リードフレーム２１ａ、２１ｂの先端（自由端）がキャスティングで支持拘束されていないので、発光素子１と光学面との位置決め精度は±０．２ｍｍとトランスファーモールド法による製造より低下するが、透明エポキシ樹脂４の長時間硬化を行うことで熱応力むらは小になり、リードフレーム２１ａ、２１ｂと透明エポキシ樹脂４の剥離が生じにくくなる。なお、製造工程管理や発光素子１の配光特性を選別することで、配光特性の安定化を図ることは可能である。
【００５５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図１１乃至図１９を参照して説明する。
【００５６】
図１１（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＰ部分の拡大図である。図１２は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの縦断面図である。図１３は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの周囲を矩形にカットし、複数個を合わせて一定範囲をカバーするようにした構造を示す平面図である。図１４は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第１の変形例を示す縦断面図である。図１５は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第２の変形例を示す縦断面図である。
【００５７】
図１６は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第３の変形例を示す説明図である。図１７は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第４の変形例を示す部分拡大図である。図１８（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第５変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。図１９（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第６の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【００５８】
図１１に示されるように、本実施の形態２のＬＥＤライト１は円形の本体の中心に光源となるＬＥＤ３２を搭載して、その周囲を第２の反射鏡としての同心円の階段状の反射鏡３３で囲んだ構造をしている。ここで、発光素子の中心軸をＺ軸とし発光素子上面をその原点とし、この原点においてＸ軸とＹ軸とが直角に交わるように定めてある。以下の各変形例、各実施の形態においても同様である。
【００５９】
図１１（ｃ）に示されるように、この反射鏡３３の反射面３３ａは、図のＸ−Ｙ平面に対して約４５度に傾斜している。反射鏡３３は、透明アクリル樹脂で成形した後、アルミ蒸着して反射面を形成している。
【００６０】
次に、ＬＥＤ３２の構成について、図１２を参照して説明する。図１２に示されるように、Ｘ−Ｙ平面上に設けられた１対のリード板３５ａ，３５ｂのうち面積の広いリード板３５ａの先端に発光素子３６をマウントしている。発光素子３６の上面の電極とリード板３５ｂの先端とは、ワイヤ３７でボンディングされて電気的接続がなされている。これらの電気系としてのリード板３５ａ，３５ｂの先端、発光素子３６、ワイヤ３７が樹脂封止用金型にセットされて、光透過性材料としての透明エポキシ樹脂３８によって図に示すような断面形状に樹脂封止されている。ここで、ＬＥＤ３２の上面３９の中心部分には平坦面３９ａがあって、この平坦面３９ａに続いて第１の反射鏡３９ｂとして発光素子３６の発光面の中心を焦点とし、Ｘ軸方向を対称軸とする放物線の一部を原点からＺ軸に対して６０度以上の範囲内においてＺ軸の周りに回転させた傘のような形状をしている（したがって、回転放物面ではない）。また、ＬＥＤ３２の側面４０は、発光素子３６を中心とする球面の一部をなしている。このような構成を有するＬＥＤ３２が円形のＬＥＤライト３１の中心に固定されている。
【００６１】
かかる構成を有するＬＥＤライト３１の放射原理について、図１１，図１２を参照して説明する。ＬＥＤ３２のリード板３５ａ，３５ｂに電圧を印加すると発光素子３６が発光する。発光素子３６から発せられた光のうち、Ｚ方向即ち真上に向かった光は平坦面３９ａから透明エポキシ樹脂３８外へ放射され、ＬＥＤライト３１の上に被せられている図示しない透明な前板を透過し外部放射される。また、発光素子３６が発した光のうちＺ軸に対して６０度以上の範囲内の光が第１の反射鏡としての上面３９に至り、これらの光は上面３９への入射角が大きいため全て全反射されて側面４０に向かう。ここで、上面３９は発光素子３６を焦点としＸ軸を対称軸とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしているため、上面３９で反射された光は全てＸ−Ｙ平面に平行に進み、側面４０は発光素子３６を中心とする球面の一部をなしているため、光はほぼそのまま平行に進んでＺ軸周り３６０度の方向に略平面状に外部放射される。さらに、発光素子３６から側面４０に直接至る光は、側面４０は発光素子３６を中心とする球面の一部をなしているため、屈折することなく直進し、外部放射される。
【００６２】
その先には第２の反射鏡としての階段状の反射鏡３３があり、略４５度の傾斜を有する反射面３３ａがあるが、上面３９で反射されてＸ−Ｙ平面に略平行に放射された光と、側面４０から直接放射された光はＸ−Ｙ平面に平行に放射されているため、反射面３３ａで反射された光はそれぞれがほぼ垂直に近く上方へ進み、少なくともＺ軸から２０度の範囲内で、図示しない透明な前板を通り抜けて外部放射される。なお、上記で「平行」と表現している光も、発光素子３６の大きさがあるために完全な平行にはならないが、いずれの光もほぼ平行になり、少なくともＺ軸から２０度の範囲内には確実に入るものとなる。
【００６３】
このようにして、本実施の形態２のＬＥＤライト３１は、ＬＥＤの特長である薄型という利点を生かして、薄型で１個の発光素子で大面積を照射することができ、高い外部放射効率を得ることができる。
【００６４】
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の応用として、図１３に示されるように、円形のＬＥＤライト１を正方形またはその一部に切断して、断片４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆの６個を作製し、これらを図のように組み合わせて所定エリアをカバーする複数の発光素子を有する一体のＬＥＤライト４１とすることができる。
【００６５】
［変形例１］
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の第１の変形例として、図１４に示されるように一対のリード板４２ａ，４２ｂを発光素子３６の周辺のみ凹ませて第３の反射鏡とする。これによって、図１２の基本形においては発光素子３６の真上のみ直接上方に光が放射されるのに対して、ＬＥＤ内の発光素子３６の周辺からも上方に光が放射されるようになり、より全体が発光しているように見えて、見栄えが向上するという効果が得られる。
【００６６】
［変形例２］
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の第２の変形例として、一対のリード板４３ａ，４３ｂにハーフエッチングやスタンピングパターンにより、図１５に示されるようなパターンを設けることによって、発光素子３６から斜め下方に放射される光を反射して上方に光を放射するようにしても良い。複数の同心円反射鏡を形成することにより、変形例１と同様により全体が発光しているように見せることができ、見栄え向上を図ることができる。なお、この場合には、透明エポキシ樹脂３８とリード板４３ａ，４３ｂとの接着面積が増し、接着形状を平面形状でなくすることによる剥離不良低減の効果もある。特に、発熱の大きい大電流タイプの場合に有効である。
【００６７】
［変形例３］
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の第３の変形例として、図１６に示されるように、ＬＥＤの透明エポキシ樹脂３８による封止部分の側面形状を変更しても良い。基本例の側面４０は発光素子３６を中心とする球面形状の一部であり、発光素子３６から出た光は側面４０に略垂直に入射してそのまま直進するようになっていたが、この変形例３においては、側面４４は発光素子３６を一方の焦点とする楕円体表面の一部をなしており、発光素子３６から出た光は側面４４において直進方向に対してやや下方に屈折する。したがって、ＬＥＤの周囲の階段状反射鏡３３をより低い位置にもってきても高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。これによって、ＬＥＤライトをより薄型にすることができる。
【００６８】
［変形例４］
本実施の形態２のＬＥＤライト１の第４の変形例として、図１７に示されるように、第１の反射鏡としての上面３９における側方への反射を、透明エポキシ樹脂３８と空気の境界面における全反射によらず、上面３９にメッキ、蒸着等を施して金属反射膜４５を付着させても良い。この場合には、発光素子３６の真上を平坦にしてしまうと真上に放射される光は外部放射されなくなるので、上面３９の中心部分まで全て発光素子３６を焦点とする放物線の一部をＺ軸周りに回転させた形状とする必要がある。
【００６９】
［変形例５］
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の第５の変形例５１として、基本例のように全体を略均一に光らせるのではなく、発光点を点在させることもできる。即ち、図１８（ａ）に示されるように、第２の反射鏡としての円形反射鏡５３を扇形に分割して、図１８（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示されるようにＬＥＤ５２から反射面５３ａまでの距離を何種類かに分ける。これによって、上方から見たときに反射光の放射される位置が円の中で散らばり、きらきらと光り美しく見えるという効果がある。この際、ＬＥＤ５２には、微小な中央放射面４ａを備えていることで、さらに見栄えを良くする効果がある。即ち、中央放射面４ａと反射面５３ａとから外部放射される光の輝度を同等とし、かつ輝点をバランス良く配置することができる。中央放射面４ａから外部放射される光量は、ＬＥＤ５２の周囲に放射された後円形反射鏡５３で反射されて外部放射される光量に対し、１／１０以下といったごくわずかな割合とし、大半がＬＥＤ５２の周囲に放射する特性とすることで輝度が同等となる。さらに詳細には、円形反射鏡５３がより大きいほど中央放射面４ａから外部放射される光量比は小さくてよい。また、きらきらと光り美しく見える効果は反射面５３ａが略平面あるいは凸面の際に得られるが、凸面そして凸面の曲率が大きいほど中央放射面４ａから外部放射される光量比は小さくて良い。なお、この変形例５においては、各扇形においてそれぞれ一段の反射面５３ａでＬＥＤ５２からの光を全て反射しなければならないので、各反射面５３ａの高さは図１８（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示されるように、図１１（ｂ）に示される基本例の円形階段形反射鏡３３の全体の高さｈと同じ高さにするのが望ましい。また、輝度を同等とすると説明したが、周辺ほど輝度が高いものやその逆など輝度アクセントをつけたものとしても良い。
【００７０】
［変形例６］
本実施の形態２のＬＥＤライト３１の第６の変形例５４として、図１９に示されるように、第２の反射鏡としての反射鏡５６を扇形に分割してそれぞれ長さを変えることによって、反射鏡５６の形状を多角形の１つとしての正方形に近づけることができる。即ち、図１９（ｂ），（ｃ）に示されるように、最も短い扇形においては反射面５６ａから次の反射面５６ａまでの長さをＬとすると、その扇形から４５度ずれた最も長い扇形においては反射面５６ａから次の反射面５６ａまでの長さを√２Ｌとする。これによって、図１３に示されるように、複数の正方形のＬＥＤライト４１ａ，…を連結する場合でも、円形のＬＥＤライト３１を正方形にカットする必要がないので、外部放射効率の低下がなく、より明るい連結型ライトとなる。また、略円筒形のＬＥＤ５５の代わりに略正方形のＬＥＤを光源として用いた場合、ＬＥＤの各側面から反射鏡５６までの距離が全周に亘ってほぼ等しくなるという利点もある。
【００７１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図２０を参照して説明する。図２０は本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤライトに用いられるＬＥＤの全体構成を示す縦断面図である。
【００７２】
図２０に示されるように、本実施の形態３のＬＥＤ６１は、１対のリード板６３ａ，６３ｂのうちリード板６３ａの先端に発光素子６４がマウントされ、発光素子６４の上面の電極とリード板６３ｂの先端とがワイヤ６５でボンディングされて電気的接続がなされている。これらの電気系としてのリード板６３ａ，６３ｂの先端、発光素子６４、ワイヤ６５が光透過性材料としての透明エポキシ樹脂６６によって封止されている。この透明エポキシ樹脂６６の外形は、発光素子６４を中心とする球形の半分の上部を円錐形に抉り取った形状をしている。この場合には、発光素子６４から出た光は第１の反射鏡としての上面６２で全反射されるが、反射光は上面６２に対する発光素子６４の鏡映点からの放射光に相当するので、集光された光ではなく、拡がり角をもって側面６７から放射される。したがって、これらの光を上方へ反射する第２の反射鏡としての円形階段状反射鏡も実施の形態２で用いたＬＥＤ３２と比較するとＺ方向に長いものが必要とされる。
【００７３】
しかし、ＬＥＤライトとして比較的広い配光でも良いもの、またＬＥＤライトとして極めて薄いものが要求されない場合などには、このような単純な円錐形の反射面６２を用いることもできる。
【００７４】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図２１を参照して説明する。図２１は本発明の実施の形態４にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【００７５】
図２１に示されるように、本実施の形態４のＬＥＤライト７０は、１対のリード板６３ａ，６３ｂのうちリード板６３ａの先端に発光素子６４がマウントされ、発光素子６４の上面の電極とリード板６３ｂの先端とがワイヤ６５でボンディングされて電気的接続がなされている。これらの電気系としてのリード板６３ａ，６３ｂの先端、発光素子６４、ワイヤ６５が透明エポキシ樹脂６６によって封止されている。この透明エポキシ樹脂６６の形状は、通常の円筒形であり、したがって透明エポキシ樹脂６６の上面は第１の反射鏡の役目を果たし得ない。その代わりに透明アクリル樹脂で成形した傘のような形状の円形の光学体６８を、透明エポキシ樹脂６６の上面に光透過性材料６７を介して取り付けている。この光学体６８の上面６９は、発光素子６４を焦点としＸ軸方向を対称軸とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしている。
【００７６】
また、光学体６８の下面７１は、第２の反射鏡としての実施の形態２の円形階段状反射鏡の代わりをすべく、約４５度の段のついた円形の階段状となっている。そして、下面７１にはアルミ蒸着７２がされて、その上からアルミ蒸着膜の保護のために図示しないオーバーコートが行なわれる。本実施の形態４においては、蒸着鏡面化の後のオーバーコートの自由度が大きくできる。即ち、オーバーコートを有色のものにしても構わないし、厚さの制限もない。
【００７７】
かかる構成を有するＬＥＤライト７０は、１対のリード板６３ａ，６３ｂに所定の電圧がかけられると発光素子６４が発光して、そのうち真上へ向かった光は遮るものがないのでそのまま直進して、図示しない透明な前板を透過して外部放出される。また、斜め上方から側方へかけて放射された光は、光透過性材料６７を透過して光学体６８内に入り、第１の反射鏡としての上面６９に当った光は全反射するが、上面６９は発光素子６４を焦点とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしているので、全て側面方向へＸ−Ｙ平面に略平行に反射される。そして、第２の反射鏡としての円形階段状反射鏡７１で上方へＺ軸に略平行に反射されて上面６９から前記前板を透過して外部放射される。光学体６８内に入り、円形階段状反射鏡７１に直接当った光も同様に上方へ放射される。
【００７８】
このようにして、ＬＥＤの特長である薄型という点を生かしつつ、通常の円筒形のＬＥＤを用いて見栄え良く１個の発光素子で大面積を照射することができ、高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。
【００７９】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５について、図２２を参照して説明する。図２２は本発明の実施の形態５にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【００８０】
図２２に示されるように、本実施の形態５のＬＥＤライト８０は、金属板としてのアルミベース８１の上に形成されている。アルミベース８１の上には、絶縁層８２を挟んで回路パターン８３が形成されており、その上に発光素子８４がマウントされてワイヤ８５でボンディングされ、電気的接続がなされている。これらの電気系としての回路パターン８３、発光素子８４、ワイヤ８５の上に、内側を半球形９１にくりぬかれた傘のような形状の透明アクリル樹脂で成形された光学体８７が被せられる。このとき、半球形９１の部分に光透過性材料としての透明シリコン樹脂が充填されて、回路パターン８３、発光素子８４、ワイヤ８５が隙間なく封止される。このように固定された状態で、この光学体８７の上面８８は、発光素子８４を焦点とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしている。
【００８１】
また、光学体８７の下面８９は、第２の反射鏡としての約４５度の段のついた円形の階段状となっている。そして、下面８９にはアルミ蒸着９０がされて、その上からアルミ蒸着膜の保護のために図示しないオーバーコートが行なわれる。本実施の形態５においても、蒸着鏡面化の後のオーバーコートの自由度が大きくできる。即ち、オーバーコートを有色のものにしても構わないし、厚さの制限もない。
【００８２】
かかる構成を有するＬＥＤライト８０の発光素子８４が発光すると、そのうち真上へ向かった光は遮るものがないのでそのまま直進して、図示しない透明な前板を透過して外部放出される。また、斜め上方から側方へかけて放射された光は、透明シリコン樹脂８６を透過して光学体８７内に入り、第１の反射鏡としての上面８８に当った光は全反射するが、上面８８は発光素子８４を焦点とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしているので、全て側面方向へＸ−Ｙ平面に略平行に反射される。そして、第２の反射鏡としての円形階段状反射鏡８９で上方へＺ軸に略平行に反射されて上面８８から前記前板を透過して外部放射される。光学体８７内に入り、円形階段状反射鏡８９に直接当った光も同様に上方へ放射される。
【００８３】
本実施の形態５のＬＥＤライト８０においては、熱伝導性に優れたアルミベース８１の上に形成しているので、放熱性が大幅に向上し、発光素子８４に大電流を投入しても熱飽和が起きないため大きな光出力が得られるという利点がある。
【００８４】
このようにして、薄型で大きな放熱性を有し、熱飽和の制限を受けることなく大きな光出力が得られ、高光度のＬＥＤライトとできるだけでなく、大面積としても薄型とできる本実施形態において、大面積かつ高輝度のＬＥＤライトを具現化することができる。
【００８５】
（実施の形態６）
次に、本発明の実施の形態６について、図２３を参照して説明する。図２３は本発明の実施の形態６にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【００８６】
図２３に示されるように、本実施の形態６のＬＥＤライト１００も、金属板としてのアルミベース９５の上に形成されている。アルミベース９５の上には、絶縁層９６を挟んで回路パターン９７が形成されており、その上に発光素子９８がマウントされてワイヤ９９でボンディングされ、電気的接続がなされている。これらの電気系としての回路パターン９７、発光素子９８、ワイヤ９９は光透過性材料としての透明エポキシ樹脂１０２で封止されている。その上から、円形の透明アクリル樹脂で成形された光学体１０１が固定されている。このように固定された状態で、この光学体１０１の上面１０３は、発光素子９８を焦点とする放物線の一部をＺ軸の周りに回転させた形状をしており、第１の反射鏡として機能する。
【００８７】
また、光学体１０１の下面１０４は、第２の反射鏡としての約４５度の段のついた円形の階段状となっている。ここで、本実施の形態６のＬＥＤライト１００においては、光学体１０１の下面１０４に金属蒸着が施されていない。即ち、第１の反射鏡としての光学体１０１の上面１０３で側面方向に反射された発光素子９８からの光は、第２の反射鏡としての光学体１０１の下面１０４で全反射によって上方へ反射される。つまり、光学体１０１の下面１０４に金属蒸着を施さなくても、下面１０４における全反射のみで大部分の光は上方へ反射される。全反射されずに下面１０４を突き抜けてきた光を反射するために、補助反射体１０５が光学体１０１の下に下面１０４と空気層を空けて回路基板９７の上に固定されている。補助反射体１０５の上面はメッキ塗装によって反射面が形成されており、下面１０４を突き抜けてきた光を上方へ反射する。
【００８８】
このように、本実施の形態６のＬＥＤライト１００においては、第１の反射鏡と第２の反射鏡を兼ねた光学体１０１の下面１０４に金属蒸着を施す必要がなく、補助反射体１０５を設けて簡易なメッキ塗装を施すだけで、発光素子９８から発せられた光をほぼ全て上方へ外部放射することができ、高い外部放射効率を得ることができる。また、本実施の形態６のＬＥＤライト１００においても熱伝導性に優れたアルミベース９５の上に形成しているので、放熱性が大幅に向上し、発光素子９８に大電流を投入しても熱飽和が起きないため大きな光出力が得られるという利点がある。
【００８９】
このようにして、簡単な工程で高い外部放射効率が得られるとともに、薄型で大きな放熱性を有し、熱飽和の制限を受けることなく大きな光出力が得られ、明るい放射光が得られるＬＥＤライトとなる。
【００９０】
（実施の形態７）
次に、本発明の実施の形態７について、図２４を参照して説明する。図２４（ａ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【００９１】
図２４に示されるように、本実施の形態７のＬＥＤライト１１０は、下面１１３が第２の反射鏡としての階段状の反射面となっており、中心部に円筒形の空間１１４が設けられた透明アクリル樹脂で成形された光学体１１１と、中心部の空間１１４内に固定された実施の形態２のＬＥＤライト３１と同様のＬＥＤ３２との組み合わせで構成されている。即ち、ＬＥＤ３２は発光素子１１５等を透明エポキシ樹脂で封止するとともに、その上面を第１の反射鏡としての放物面１１６にしており、発光素子１１５から出て上面１１６で側面方向へ反射された光は、光学体１１１の下面１１３で上方へ反射され、図示しない透明な前板を透過して外部放射される。
【００９２】
ここで、ＬＥＤ３２の側面１１７の上部から直接（上面１１６で反射されずに）放射された光は、実施の形態２のＬＥＤライト３１においては、二点鎖線で示される経路を辿って、上方へ反射されず有効利用されずに終わっていたが、本実施の形態７のＬＥＤライト１１０においては、破線で示されるように光学体１１１の水平な上面１１２で反射されて下面１１３で上方へ反射されて有効利用される。これによって、薄型でより外部放射効率の高いＬＥＤライトとなる。また、空間１１４に入射した光はＺ軸に対し大きな角度となる方向に屈折されるので、図２４（ａ）で上方から見た場合の周辺部の輝度が向上する。
【００９３】
上記各実施の形態においては、発光素子等を封止する光透過性材料として透明エポキシ樹脂を主に用いているが、その他の光透過性材料でも構わない。
【００９４】
また、上記各実施の形態においては、第２の反射鏡としての、または第１の反射鏡と第２の反射鏡を兼ねる光学体として透明アクリル樹脂を用いているが、その他の透明合成樹脂を始めとして、他の材料を用いることもできる。
【００９５】
また、中央放射面を備えることでＬＥＤ中央からの放射光を得るとして説明したが、サイズの大きい発光素子を用いたり上面光学系を極めて近接させたりなどして、発光素子からの上面光学系への入射角を臨界角以内とし、特に中央放射面を設けずしてＬＥＤ中央からの放射光を得るものとしても構わない。
【００９６】
一方、上記とは別に配光の狭い発光素子を用いる場合、上面光学系は必ずしも近接しなくとも十分な側面放射を得ることができる。
【００９７】
ＬＥＤライトのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の発光ダイオードは、電源供給手段に実装された発光素子と、該発光素子を封止する透光性材料による封止手段と、前記発光素子の発光面側に対向し前記発光素子が発する光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ放射する側面放射面を有することを特徴とする。
【００９９】
従って、透光性材料により、光学面である反射面及び側面放射面の中心軸を発光素子の中心軸に一致させて精度良く形成することができ、発光素子から放射された光が反射面で均一に反射されるため、放出される光の明るさが場所によらず全方向で均一なものとなる。このため、ドーム部によって集光放射している従来型のＬＥＤの外部に反射鏡を設けた従来型の構造のＬＥＤライトが内在していた、ＬＥＤ自体に配光のばらつきが生じ易く、さらにＬＥＤの外部に設けられた反射鏡との位置ずれによるばらつきが生じ易い、という配光特性のばらつきに関する従来の問題点を解消することができる。また透光性材料により発光素子が一体的に封止することができるので、製造後も物理的衝撃が生じた場合にも位置ずれを生じることがなく、発光素子と反射面との間に界面等が存在しないため、よごれ等が進入する恐れもなく、界面やよごれ等による光損失を生じることがない。更に、発光素子を透光性材料内に直接封止しているため、全体の厚みを小さくすることができ、ＬＥＤの特長である薄型という点を最大限に生かすことができる。
【０１００】
また、前記反射面の中央部に、前記発光素子が発した光を前記発光素子の中心軸と略平行な方向へ放射する中央放射面を設けると、、発光素子から上方に放射される光を中央放射面から直接取り出すことができるため、発光の中心部が中抜け状態になることが無く、見栄えを向上させることができる。
【０１０１】
また、前記中央放射面を、前記発光素子の発光面から前記発光素子の中心軸方向に０．３ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲で形成すると、前記反射面の立体角を増加させて光学的特性の向上を図ることが可能になると共に、中央放射面の形成により反射面を発光素子に近接させた場合であってもワイヤボンディングの際のボンディングスペースや樹脂モールドの空間を確保することが可能となる。
【０１０２】
更に、前記中央放射面を、前記発光素子の発光面積より小さくすることにより、発光ダイオードの周囲に反射鏡を設けた場合に反射鏡による反射強度と中央放射面との放射強度のバランスが取れ、見栄えの良いものとすることができる。
【０１０３】
前記側面放射面は、前記反射面によって反射された光に加えて発光素子から直接到達する光を前記中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ放射するものとすると、発光素子から側方に放射されて上面反射面で反射されない光も、上面反射面によって反射された光と同様に、側面放射面により外部に放射されるため、高い外部放射効率が得られるものとなる。
【０１０４】
また、本発明のＬＥＤライトは、発光ダイオードの周囲に反射鏡を備えたＬＥＤライトであって、前記発光ダイオードは、電源供給手段に実装された発光素子と、該発光素子を封止する透光性材料による封止手段と、前記発光素子の発光面側に対向し前記発光素子が発する光を前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ反射する反射面と、前記反射面によって反射された光を側面から前記発光素子の中心軸と直交ないしは中心軸と大きな角度をなす方向へ放射する側面放射面を有することを特徴とする。
【０１０５】
従って、発光素子から放射された光が発光ダイオードの反射面で均一に反射され、発光素子の中心軸とほぼ直交する方向に均一に放射されるため、放出される光の明るさが場所によらず均一なものとなる。このように発光ダイオードから均一に放射された光を発光ダイオードの周囲に備えた反射鏡で更に反射させることによって、大面積の外部放射光を得ることが可能となる。
【０１０６】
また、前記反射面の中央部に、前記発光素子が発した光を前記発光素子の中心軸と略平行な方向へ放射する中央放射面を設けると、発光素子から上方に放射される光を中央放射面から直接取り出すことができるため、発光の中心部が中抜け状態になることが無く、均一な光となり、見栄えを向上できるＬＥＤライトとなる。
【０１０７】
また、前記反射鏡を、複数の略平面ミラーとすると、キラキラ感のある外部放射光を得ることができるＬＥＤライトとなる。
【０１０８】
更に、本発明にかかるＬＥＤライトは、発光素子と、該発光素子の上方に設けられた前記発光素子からの光を側面方向へ反射する第１の反射鏡と、該第１の反射鏡による反射光を上方へ放射する第２の反射鏡とを具備するものである。
【０１０９】
これによって、発光素子の直上に側面方向へ反射する第１の反射鏡を設置するのみで、この反射光を上方へ反射する第２の反射鏡を第１の反射鏡から離すほど大面積の外部放射光を得ることができる。また、側面に反射された光は全て光学制御されて上方へ反射されて外部放射されるので、高い外部放射効率が得られる。
【０１１０】
このようにして、ＬＥＤの特長である薄型という点を生かして、薄型で１個の発光素子で大面積を照射することができ、高い外部放射効率を得ることができるＬＥＤライトとなる。
【０１１１】
また、上記の構成において、前記第２の反射鏡は反射面が複数に分割されていることにより、上方から見たときに反射光の放射される位置が円の中で散らばり、きらきらと光り美しく見えるという効果がある。
【０１１２】
さらに、前記第２の反射鏡による反射光を略平行光とすることによって、放射面が略平面状であるときには、ほぼ全ての光が外部放射され、外部放射効率の高いＬＥＤライトとなる。また、上述した車載用バックライトのように放射角を約２０度に拡げたい場合には、境界面または放射面を凹凸にして制御すれば良い。その他、第２の反射鏡による反射光が略平行光であれば、放射光をいかようにも制御できるので、光制御の自由度の高いＬＥＤライトとなる。
【０１１３】
本発明にかかるＬＥＤライトは、発光素子と、該発光素子に電力を供給する電気系と、前記発光素子及び前記電気系を封止し、封止面の上面で前記発光素子から発せられた光を側面方向に全反射する第１の反射鏡を構成する光透過性材料と、前記側面方向に全反射された光を上方へ反射する第２の反射鏡とを具備するものである。
【０１１４】
即ち、発光素子から発せられた光が発光素子を封止している光透過性材料の上面において、臨界角よりも大きな角度で入射するように作製されている。これによって、第１の反射鏡を作製するのにメッキ、蒸着等の表面処理の必要がなくなり、封止金型の形状を調節すれば良いだけなので、ＬＥＤライトの作製工程が極めて短縮され、また低コスト化される。また、光透過性材料の側面は発光素子を中心とする球面の一部とすることによってそのまま側面へ透過して第２の反射鏡によって上方へ反射される。これによって、発光素子から光透過性材料の上面・側面へ放射された光はいずれも第２の反射鏡によって上方へ反射されるので、ＬＥＤの薄型の特徴を生かしつつ外部放射効率の高いＬＥＤライトとなる。
【０１１５】
また、上記構成において、前記側面方向に全反射された光がやや下方へ屈折するように前記光透過性材料の側面の形状を整えたものである。
【０１１６】
このようにして、発光素子から出た光は光透過性材料の側面においてやや下方に屈折する。したがって、ＬＥＤの周囲の第２の反射鏡をより低い位置にもってきても高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。これによって、ＬＥＤライトをより薄型にすることができる。
【０１１７】
更に、上記構成において、前記発光素子の周囲に前記発光素子の側方へ出射した光を上方へ反射する第３の反射鏡を設けると第３の反射鏡を設けない発明にかかるＬＥＤライトにおいては発光素子の真上のみ上方に光が放射されるのに対して、発光素子の周辺からも上方に光が放射されるようになり、より全体が発光しているように見えて、見栄えが向上するという効果が得られる。
【０１１８】
また、前記発光素子を金属板の上の回路基板上にマウントすると、熱伝導性に優れた金属板の上に発光素子をマウントしているので、放熱性が大幅に向上し、発光素子に大電流を投入しても熱飽和が起きないため、大きな光出力が得られるという利点がある。このようにして、薄型で大きな放熱性を有し、熱飽和の制限を受けることなく大きな光出力が得られ、明るい放射光が得られるＬＥＤライトとなる。
【０１１９】
更に、前記第１の反射鏡と前記第２の反射鏡とが一体の光学体に形成されていることによって、構成が簡単になるとともに、第１の反射鏡と第２の反射鏡が位置ずれを起こすこともなくなって、確実に高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。
【０１２０】
また、前記第２の反射鏡が全反射により反射するものであって、反射されず透過した光を上方へ反射するための補助反射鏡を備えたものとすることによって、第２の反射鏡にメッキ・蒸着等の処理を施す必要がなくなるとともに、補助反射鏡は第２の反射鏡から漏れた光を反射するだけのものなので、基材にメッキ塗装等をするような簡単な工程で作製でき、しかも高い外部放射効率が得られる。このようにして、簡単な工程で高い外部放射効率が得られるＬＥＤライトとなる。
【０１２１】
また、前記第２の反射鏡が上方から見たとき多角形あるいはそれに近い形であるものにすることによって、複数の同形の多角形を組み合わせることによって、外部放射効率を低下させることなく、一定の形状の範囲を光らせることができ、車載用ライト等として応用することができる。
【０１２２】
更に前記第１の反射鏡が中心軸に対して６０度以上の範囲の光を反射するものとすることによって、発光素子の上面の中心軸から６０度の範囲内に放射される光は全て第１の反射鏡で側面方向へ反射され、中心軸から６０度より大きい範囲内に放射される光は直接側面方向へ向かい、いずれも第２の反射鏡によって上方へ反射される。したがって、発光素子から放射される大部分の光が外部放射されるため、極めて外部放射効率の高いＬＥＤライトとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの一部を拡大した縦断面図である。
【図３】図２に示す発光ダイオードにおいて、発光素子の上面から中央放射面までの距離ｈと立体角の増分との関係を示すグラフであり、（ａ）は透光性樹脂の直径が５ｍｍの場合、（ｂ）は７．５ｍｍの場合、（ｃ）は１５ｍｍの場合である。
【図４】本発明の実施の形態１の発光ダイオードの中央放射部の形状の例を示す縦断面図であり、（ａ）は平面形状のもの、（ｂ）は中央放射面と上面反射面の境界部分のみがＲ形状のもの、（ｃ）は中央放射面全体がＲ形状のもの、（ｄ）は凹状のもの、（ｅ）は凸状のものである。
【図５】本発明の実施の形態１の発光ダイオードの上面反射面の他の例を説明するグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１の発光ダイオードの他の例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１の発光ダイオードの他の例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の発光ダイオードの他の例を示す縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの一製造方法であるトランスファーモールド法を説明する断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの一製造方法であるキャスティングモールド法を説明する断面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＰ部分の拡大図である。
【図１２】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの周囲を矩形にカットし、複数個を合わせて一定範囲をカバーするようにした構造を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第１の変形例を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第２の変形例を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの光源であるＬＥＤの第３の変形例を示す説明図である。
【図１７】本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第４の変形例を示す部分拡大図である。
【図１８】（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第５変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図１９】（ａ）は本発明の実施の形態２にかかるＬＥＤライトの第６の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ断面図、（ｃ）は（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態３にかかるＬＥＤライトに用いられるＬＥＤの全体構成を示す縦断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態４にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態５にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態６にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す縦断面図である。
【図２４】（ａ）は本発明の実施の形態７にかかるＬＥＤライトの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【図２５】従来のＬＥＤライトの一例の全体構成を示す断面図である。
【図２６】従来のＬＥＤライトの一例を示し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）はＬＥＤライトの構成を示す部分斜視図である。
【図２７】従来のＬＥＤライトの一例を示し、（ａ）は光源を中心とする縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＫ−Ｋ部における断面図全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１発光素子、４封止手段（透光性樹脂）、４ａ中央放射面、４ｂ反射面、
４ｃ側面放射面、１０発光ダイオード
３１，５１，５４，６１，７０，８０，１００，１１０ＬＥＤライト
３３，５３，５６，７１，８９，１０４，１１３第２の反射鏡
３５ａ，３５ｂ，３７，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，６３ａ，６３ｂ，６５，８３，８５，９７，９９電気系
３，６４，８４，９８，１１５発光素子
３８，６６，８６，１０２光透過性材料
３９，４５，６２，６９，８８，１０３，１１６第１の反射鏡
４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ第３の反射鏡
４５金属面
６８，８７，１０１，１１１光学体
８１，９５金属板
８３，９７回路基板
１０５補助反射鏡[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an entire light emitting device (hereinafter also referred to as “light emitting diode” or “LED”) including an optical device such as a package resin or a lens system in which a light emitting element (hereinafter also referred to as “LED chip”) is mounted, and light emission. The present invention relates to an LED light that is applied to an illumination device such as an in-vehicle light, a display device, or the like using a diode as a light source.
[0002]
[Prior art]
With the increase in luminance of light emitting elements, LED lights using LEDs as light sources have been increasingly used for automobile backlights and the like. The LED has a sharp spectrum and good visibility. In addition, since the response speed is fast, the signal transmission speed to the following vehicle is high, and a remarkable effect is recognized in shortening the stationary distance during high-speed driving. Furthermore, since the LED itself is a monochromatic light source, it is not necessary to filter light other than the necessary color like an incandescent light bulb, and it is highly efficient as a monochromatic light source, leading to energy saving.
[0003]
An example of such an LED light is shown in FIG. FIG. 25 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an example of a conventional LED light. As shown in FIG. 25, the LED light 130 uses a lens-type LED 131 in which a light-emitting element 132 is sealed in a convex lens shape with a transparent epoxy resin 135 as a light source. In the lens-type LED 131, the light emitting element 132 is mounted on the lead 133a of the pair of leads 133a and 133b, the light emitting element 132 and the lead 133b are bonded with the wire 134, and the whole is formed into a convex lens shape with the transparent epoxy resin 135. It is sealed. The periphery of the lens-type LED 131 is covered with a rotary parabolic reflector 136, and a Fresnel lens 137 is formed at the upper center. In the above configuration, the light emitted from the lens type LED 131 is reflected by the reflecting mirror 136 or condensed by the Fresnel lens 137, and is emitted upward substantially in parallel. Then, the light that is spread by the uneven surface provided on the lower surface of the resin lens 139 and passes through the resin lens 139 is externally radiated as radiated light having a spread of about 20 degrees, which is the standard of a vehicle-mounted backlight. .
[0004]
On the other hand, the output of a light emitting element has been further improved, and it is now necessary to cover a light emitting area of a predetermined area with a small number of light emitting elements. This is in order to reduce the number of components and reduce the labor of component mounting.
However, in the above-described LED light 130, when a larger area is to be covered with a single light emitting element, the shape increases in a similar shape, and becomes larger in the area direction and thicker in the thickness direction. Also, if you try to make it thinner, the appearance will deteriorate. For this reason, there existed a problem that it cannot be set as the thin light source which is the characteristics of LED. Furthermore, since light that does not reach the reflecting mirror 136 or the Fresnel lens 137 from the light emitting element 132 cannot be externally emitted without being optically controlled, there is still a problem in terms of external radiation efficiency.
[0005]
As a solution to such a problem, for example, there is an LED light shown in Patent Document 1.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-93312 (FIG. 2)
[0007]
26A and 26B show an LED light disclosed in the publication, wherein FIG. 26A is a longitudinal sectional view centering on the light source, and FIG. 26B is a partial perspective view showing the configuration of the LED light. In this LED light, light emitted from the light source 150 and the light source 150 disposed at a position on the central axis facing the light source 150 is reflected as light in the Y direction substantially orthogonal to the central axis X of the light source 150. The first reflecting surface 151 having the object reflecting surface 151a and the first reflecting surface 151 are arranged around the first reflecting surface 151, and the light reflected by the first reflecting surface 151 is converted to light in the central axis X direction. And a second reflecting surface 152 provided with a plurality of small reflecting surfaces 152a for reflecting. In such a configuration, light emitted from the light source 150 is reflected in the Y direction by the parabolic reflection surface 151 a of the first reflection surface 151, and this reflected light is centered by the small reflection surface 152 a of the second reflection surface 152. By being reflected in the direction of the axis X, it is possible to radiate vehicle signal light having a predetermined radiation angle over a predetermined area.
[0008]
However, in this LED light, since the first reflecting surface 151 is disposed directly above the light source 150, the light directly emitted from the light source 150 is blocked by the first reflecting surface 151 and irradiated in the vertical direction. Therefore, there was a problem that a dark part was generated at the center and the appearance as a light deteriorated.
[0009]
On the other hand, as an example of solving such a problem, there is an LED light shown in Patent Document 2.
[0010]
[Patent Document 2]
International Publication No. 99/09349 (FIGS. 2 and 4)
[0011]
FIG. 27 shows the LED light described in the publication, wherein (a) is a longitudinal sectional view centering on the light source, and (b) is a sectional view taken along the line KK of (a). In this LED light, a light source 162 having a dome portion 161 and a base portion 161A with the light emitting element 160 as a light source, an incident surface 163, a first reflective region 164, a first reflective surface 164A, a direct conductive region 165, a second A lens element 174 including a reflection area 166, an irradiation surface 167, edges 168 and 169, posts 172 and 173, and an optical element 175 in which a pillow lens 175A is formed in an array, In the reflection area 166, a set of an extraction surface 166A and a step downs 166B is formed around 360 degrees around the first reflection area 164. Further, as shown in (b), the light source 162 has the dome portion 161 at the center of the first reflection region 164 by coupling the depressions 162A and 162B of the base portion 161A with the posts 172 and 173 of the lens element 174. Positioned.
[0012]
In such a configuration, when light is emitted from the light source 162, it is reflected by the first reflecting surface 164A in a direction orthogonal to the central axis direction of the light source 162, and further reflected by the extraction surface 166A in the central axis direction to be irradiated surface 167. The light A emitted from the light source 162 and the light B directly emitted from the light source 162 through the conductive region 165 and emitted in the central axis direction are obtained, so that the light with an expanded irradiation range is incident on the optical element 175. .
[0013]
However, according to the LED light described in the above publication, there is a problem that the thickness increases because the dome portion 161 that condenses the emitted light from the light source 162 on the central axis.
[0014]
In addition, since it is difficult to assemble the lens element 174 and the center axis of the light source 162 so as to completely coincide with each other, it is easy to cause a positional shift and the brightness in all directions tends to be uneven. That is, since the light source 162 and the lens element 174 are formed separately and positioned, if the positional accuracy of the central axis of the light source 162 with respect to the first reflection region 164 of the lens element 174 decreases, the first There is a problem in that the amount of reflected light reflected in the total reflection direction by the reflection region 164 is non-uniform, and light and dark (brightness difference) occurs on the surface of the LED light. In particular, in the case of an optical system with a high degree of condensing that most of the emitted light from the light source 162 is emitted upward, the light distribution variation of the light source 162 itself and the central axis of the lens element 174 and the light source 162 described above are not affected. A difference in brightness due to variations in optical characteristics due to a positional shift in the vertical direction becomes significant. That is, in the LED light, since the light emitted from the light emitting element 160 is condensed and emitted by the dome portion 161, the central axis of the light emitting element 160 and the central axis of the dome portion 161 are slightly displaced. As a result, the light distribution of the light condensed and radiated from the dome portion 161 has a large variation. Thus, the problem that the light distribution characteristics are likely to vary in the structure of the light source 162 is inherent, and further, as described above, due to the positional deviation at the time of mounting the separate lens element 174, There is an inconvenience that the problem that the amount of reflected light reflected in the total reflection direction by one reflection region 164 becomes non-uniform is weighted.
[0015]
Further, the side light that cannot be collected on the central axis by the dome 161 has a problem that the light use efficiency is lowered and the irradiation area cannot be increased. That is, light emitted from the light source 162 in the horizontal plane direction (X direction) is not reflected by the second reflective region 166, and light that is not reflected by either the first reflective region 164 or the second reflective region 166 is There is a problem that the light efficiency is inferior because it is not emitted in the Z direction.
[0016]
Moreover, in the LED light, since the light source 162 and the lens element 174 are separate bodies as described above, the light emitted from the light source 162 once enters the incident surface 163 of the lens element 174 after passing through the air layer. For this reason, light loss may occur in the air layer or interface in the middle, or dirt may accumulate at the interface between the light source 162 and the lens element 174, leading to further light loss. Furthermore, since it is a separate body, it is easy to cause a positional shift when a physical impact occurs, and an optical system in which the light emitting element and the reflecting mirror are brought close to each other cannot be established. In addition, there are problems that the number of parts and the number of assembling processes are increased, and variation in assembling accuracy is increased.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to make a large radiation area with a single light emitting element, taking advantage of the thinness that is a feature of the LED, and brightness in all directions. It is to provide a light emitting diode and an LED light which are uniform and can obtain high external radiation efficiency.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, a light emitting diode of the present invention comprises a light emitting element mounted on a power supply means,AboveA sealing means made of a light-transmitting material for sealing the light-emitting element; and light emitted from the light-emitting element facing the light-emitting surface side of the light-emitting element and a central axis of the light-emitting elementAbbreviationOrthogonalDoReflect in directionTopA reflective surface;TopThe light reflected by the reflecting surface is the central axis of the light emitting element.AbbreviationOrthogonalDoSide emission surface radiating in the directionAnd a central radiation surface that is formed at a central portion of the upper surface reflection surface and radiates light emitted from the light emitting element in a direction substantially parallel to a central axis of the light emitting element, and the central radiation surface includes: The solid angle smaller than the area of the light emitting surface of the light emitting element and formed by the edge of the upper surface reflecting surface with respect to the central point of the light emitting surface of the light emitting element is the light emitting surface of the light emitting element and the central emitting surface. Is greater than a solid angle when the central radiation surface is not present due to the presence of the central radiation surface under a predetermined constant value.It is characterized by that.
[0019]
  The upper surface reflecting surface reflects light in a range of 60 degrees or more with respect to the central axis.can do.The power supply means may be a lead frame on which the light emitting element is mounted, and the lead frame may have a portion that reflects light emitted from the light emitting element upward on the mounting surface.
[0020]
ExampleFor example, when the central radiation surface is circular, it is more preferably 0.1 mm or more and the diagonal length of the light emitting surface of the light emitting element. The above range is desirable because the radiation effect from the central radiation part cannot be expected to be less than 0.1 mm. On the other hand, when the diagonal length of the light emitting surface is exceeded, the radiation can be efficiently radiated in the horizontal direction. This is because it becomes impossible, and when a reflecting mirror is provided around the light emitting diode, the reflection intensity by the reflecting mirror and the radiation intensity from the central radiation surface cannot be balanced. The central radiation surface may be a flat surface, an R surface, a concave surface, a convex surface, or a combination thereof.
[0021]
In addition to the light reflected by the reflecting surface, the side radiation surface may radiate light directly reaching the light emitting element in a direction perpendicular to the central axis or at a large angle with the central axis.
[0022]
Further, the central emission surface and the reflection surface can be brought close to the light emitting element. The distance between the central emitting surface and the light emitting element is preferably in the range of 0.1 mm to 1.5 mm from the element emitting surface, for example. When a wire bonding type light emitting element is used, the central emitting surface is used. More preferably, the surface is formed in a range of 0.3 mm to 1.0 mm from the light emitting surface of the light emitting element in the central axis direction of the light emitting element. The above range is more preferable because when a wire bonding type light emitting device is used, the wire is drawn upward and bent, but if it is excessively bent, disconnection is likely to occur, and this wire is also transparent. This is because a space of at least 0.3 mm is required because it needs to be sealed with a light-sensitive resin, and on the other hand, when it is larger than 1.0 mm, as described later in the description of FIG. This is because the solid angle increment of the reflecting surface is reduced in the light emitting element, and the difference from the case where the central radiation portion is not formed is reduced.
[0023]
In addition, it is preferable that the outer diameter of the sealing means by the said translucent material is 5-15 mm. The reason for the above range is that if it is less than 5 mm, sufficient reflection efficiency on the reflecting surface cannot be expected, and if it exceeds 15 mm, damage to the light-emitting element due to resin stress increases, which is not preferable.
[0024]
  Furthermore, the LED light of the present invention isThe light emitting diode; andAround the light emitting diodeProvided inReflectorWhen,WithOctopusAnd features.
[0025]
in frontIn the LED light, the reflecting mirror may be a plurality of substantially plane mirrors.
[0026]
The LED light according to the present invention includes a light emitting element, a first reflecting mirror that reflects light from the light emitting element provided above the light emitting element in a lateral direction, and reflection by the first reflecting mirror. And a second reflecting mirror that emits light upward.
[0027]
  In the above configuration,ReprintThe reflector can be divided into a plurality of reflecting surfaces.
[0028]
As an example of the divided reflecting surface, a circular reflecting mirror is raised stepwise from the center, and each step portion is a ring-shaped reflecting surface inclined at about 45 degrees. It is done.
[0029]
  BeforeReprintThe reflected light from the projector can be made substantially parallel light.
[0030]
The LED light according to the present invention is a light-emitting element, an electric system that supplies power to the light-emitting element, the light-emitting element and the electric system are sealed, and is emitted from the light-emitting element on an upper surface of a sealing surface. A light-transmitting material constituting the first reflecting mirror that totally reflects the reflected light in the side surface direction, and a peripheral reflecting mirror (second reflecting mirror) that reflects the light totally reflected in the side surface direction upward To do.
[0031]
Here, the upper surface of the sealing surface refers to the surface of the light transmissive material facing the light emitting surface of the light emitting element.
[0032]
In other words, the light emitted from the light emitting element is made incident on the upper surface of the light-transmitting material sealing the light emitting element at an angle larger than the critical angle.
[0033]
  In the above configuration,The side radiation surface is configured to direct light emitted from the light emitting element in a straight direction.Slightly refract downwardShallbe able to.
[0034]
An example of the shape of such a side surface is a part of the surface of an ellipsoid having the light emitting element as one focal point.
[0035]
Furthermore, a third reflecting mirror that reflects upward the light emitted to the side of the light emitting element can be provided inside the second reflecting mirror or the peripheral reflecting mirror around the light emitting element.
[0036]
Further, the light emitting element can be mounted on a circuit board on a metal plate.
[0037]
Further, the first reflecting mirror and the second reflecting mirror can be formed as an integrated optical body.
[0038]
  Also beforeReprintThe mirror reflects the total reflection,Arranged through the reflector and the air layer, with the reflectorAn auxiliary reflecting mirror for reflecting upward the light that is not reflected and transmitted can be provided.
[0039]
  Also beforeReprintWhen viewing the mirror from aboveNearly polygonalCan be.
[0040]
Here, the polygon includes a square, a rectangle, a trapezoid, a parallelogram, a regular hexagon, and the like.
[0041]
Furthermore, the first reflecting mirror can reflect light in a range of 60 degrees or more with respect to the central axis.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0043]
(Embodiment 1)
First, Embodiment 1 of the light emitting diode of the present invention will be described with reference to FIGS. In the light emitting diode 10 shown in FIG. 1, the light emitting element 1 having a size of 400 × 400 μm is mounted on the lead frame 2 a via Ag paste (not shown), and is formed at the center of the light emitting surface of the light emitting element 1. An electrode having a diameter of 0.1 mm and a ball of gold wire (not shown) thereon are brought into electrical contact with the counter electrode lead 2b by a wire 3 having a diameter of 30 μm, and these are sealed with a translucent resin 4, The optical surface is molded.
[0044]
As shown in FIG. 2, the optical surface includes a central radiation surface 4a, an upper surface reflection surface 4b, and a side radiation surface 4c. Here, the central radiation surface 4 a is formed in a circular shape having a height h = 0.5 mm and a diameter Wc = 0.3 mm from the upper surface of the light emitting element 1, and the upper reflective surface 4 b is focused on the central portion of the upper surface of the light emitting element 1. And a parabola passing through the end of the central radiation surface 4a and having a symmetry axis perpendicular to the z-axis is formed around the z-axis. Further, 4c is a cylindrical surface substantially perpendicular to the z-axis (having a slight taper for punching). The outer diameter (diameter) of the translucent resin 4 having the central radiation surface 4a, the upper surface reflection surface 4b, and the side surface radiation surface 4c is W._M= 7.5 mm.
[0045]
In order to obtain a large solid angle when the translucent resin 4 has a predetermined outer diameter, the top reflection surface is made to have a parabolic rotational shape (for example, 4b ′ to 4b) having the same focal point position and a small similarity ratio. However, in the case of a wire bonding type light emitting device, a wire space is required above the light emitting device 1 as shown in FIG. That is, the upper surface of the light emitting element 1 has an electrode (n electrode or p electrode), and the wire 3 is bonded thereto. The wire 3 is drawn upward and bent. However, if the wire 3 is excessively bent, disconnection is likely to occur, and the wire 3 also needs to be sealed with a translucent resin. A space of 0.2 mm wire and 0.1 mm sealing is required. For this reason, the optical surface is the upper surface reflecting surface 4b which is a parabola having a smaller similarity ratio than the virtual upper surface reflecting surface 4b 'shown by the wavy line, and a central radiation surface 4a is provided.
[0046]
By using such an optical surface, it is possible to emit light in the Z-axis direction from the center of the LED package, and to improve the reflection efficiency in a direction substantially perpendicular to the Z-axis. That is, in FIG. 2, when the central portion of the light emitting surface of the light emitting element 1 is a point O, and the angle from the point O to the edge of the upper surface reflecting surface with respect to the Z axis is 4b 'shown by a wavy line,₀= 60 degrees, whereas in the case of 4b indicated by a solid line, θ₁= 65 degrees, which are three-dimensional, respectively, with respect to the point O, A₀= 3.1strad, A₁= 3.6strad solid angle (in any case, a top reflecting surface having a shape in which a parabola whose axis of symmetry is perpendicular to the Z axis is rotated around the Z axis with the point O as the focal point). On the other hand, the angle θ from the point O to the end of the central radiation surface with respect to the Z axis₂Is 17 degrees and the solid angle for point O is A₂= 0.25 strad. That is, by using the optical surface indicated by the solid line, the solid angle is A because the portion where the central radiation surface is formed cannot be expected to be reflected in a direction substantially perpendicular to the Z axis.₂= 0.25 strad minus, but the solid angle increment due to 4b 'being 4b is A₁-A₀= 0.5, even if the minus part is subtracted (A₁-A₀-A₂= 0.25, which is an increment of 0.25. Therefore, the solid angle increment of the upper surface reflection surface with respect to the light source is 0.25 / π, that is, about 10% increase, and the radiation efficiency in the direction substantially perpendicular to the Z axis can be improved.
[0047]
In addition, although the example which formed the center radiation | emission surface with a diameter of 0.3 mm demonstrated the light emitting diode 10 of this Embodiment 1 with respect to a 400 micrometer square light emitting element, not only this but another size may be sufficient. However, if the central radiation surface 4a is extremely wide, a large amount of light is emitted from the upper surface, the radiation efficiency in a direction substantially perpendicular to the Z axis is reduced, and the original concept is lost. It is desirable to keep it below the size. In addition, the distance h between the upper surface emitting surface and the center emitting surface of the light emitting element 1 is 0.5 mm, and the diameter of the translucent resin 4 is 7.5 mm. However, the present invention is not limited to this. An appropriate value may be set within the range.
[0048]
FIGS. 3A, 3B, and 3C show the case where the central radiation surface 4a is not formed (4b ′ in FIG. 2) when the diameter of the translucent resin is 5 mm, 7.5 mm, and 15 mm, respectively. The solid angle increment of the top reflecting surface with respect to the point O when the radiation surface is formed (4a and 4b) is expressed as a function of h. As shown in FIG. 3B, when the diameter of the translucent resin is 7.5 mm, h = 0.6 mm, and the solid angle increment can be maximized as compared with the case where the radiation surface is not formed. If h is made larger than this, the difference from the case where no radiation surface is formed is reduced, and the solid angle increment of the top reflection surface is reduced. On the other hand, when h is made small, the solid angle occupied by the central radiation surface increases, and therefore the solid angle increment of the top reflecting surface decreases. Moreover, the same tendency is recognized even if the diameter of translucent resin is changed. Although such a tendency becomes more conspicuous when the diameter is small than when the diameter of the translucent resin is large, if the diameter is 15 mm or less, it is superior with respect to the increase in the solid angle by providing the central radiation portion. An effect can be obtained. In view of the above results, it is desirable that h = 0.3 to 1.0 mm and the diameter of the translucent resin be 5 to 15 mm.
[0049]
In FIGS. 2 and 3, theoretically, when the central radiation surface 4 a is close to the light emitting surface of the light emitting element 1, as in the case where the diameter of the translucent resin is 15 mm and h = 0.3 mm, the central radiation surface is theoretically. 4a end angle (θ₂) And its solid angle (A₂) Becomes larger. For this reason, the solid angle increment of the upper surface reflecting surface 4b with respect to the point O when the radiation surface is formed ((A₁-A₀-A₂) Is negative as shown in FIG. However, in actuality, an electrode having a diameter of 0.1 mm is formed in the central portion of the light emitting surface of the light emitting element immediately below the central radiation surface 4a, and a gold wire ball is present thereon, both of which are non-light emitting portions. Therefore, in practice, the amount of external radiation from the central radiation surface does not increase. For this reason, A₂The effect that the solid angle increment due to is negative is practically small.₁-A₀It can be expected that the radiation efficiency in the direction substantially perpendicular to the Z-axis will be improved by incrementing.
[0050]
Further, the central radiation surface 4a is not limited to a planar shape as shown in FIG. 4A, and for example, only the boundary portion between the central radiation surface 4a and the upper surface reflection surface 4b as shown in FIG. The whole central radiation surface 4a may be R-shaped, concave as shown in (d), or convex as shown in (e). The top reflecting surface 4b is not only a parabolic rotator with the central portion of the top surface of the light emitting element as a focal point and the X axis direction as a symmetric axis, but also a parabolic rotation whose symmetric axis is inclined from the X axis direction as shown in FIG. It may be a body, not only a parabola, but also a long-focus ellipse or a hyperbolic rotator. Further, another shape may be rotated.
[0051]
Further, a light emitting element having an electrode in the periphery of the upper surface instead of the central portion on the upper surface may be used. In this case, the dimension of h as described above is not limited from the viewpoint of wire space. However, if they are too close, the solid angle (anti-light emitting element) of the central radiation surface 4a becomes remarkably large on the upper surface reflection surface 4b. In addition, when the resin is sealed, if the gap is narrow, it is easy to be unfilled, and an unnatural stress is easily applied to the element even after sealing. For this reason, it is desirable to provide a predetermined space between the upper radiation surface and the central radiation surface of the light emitting element 1 as described above.
[0052]
Further, the package form is not limited to that shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 6, copper foil patterns 5 a and 5 b are formed on a metal substrate 7 with an insulating layer 6 interposed therebetween, and the light-emitting element 1 is formed thereon. As shown in FIG. 7, the lead 8a, 8b may be drawn downward as shown in FIG. In addition, a phosphor coated with a light emitting element may be used. In that case, as shown in FIG. 8, a light source 9 in which the phosphor 12 is coated and the light emitting element 1 is sealed is used. be able to.
[0053]
The light emitting diode 10 of Embodiment 1 can be manufactured by, for example, a transfer mold method. A manufacturing method by the transfer molding method will be described below with reference to FIG. First, the light-emitting element 1 is face-up bonded to the lead frame 2a formed by pressing. Next, the Al bonding pad of the light emitting element 1 and the lead frame 2 b are electrically connected by the wire 3. Next, the lead frames 2a and 2b on which the light emitting element 1 is mounted are positioned and mounted on the mold 20B, and the position of the lead frame and the mold is held by lowering and holding the mold 20A from above. Next, a transparent epoxy resin 4 containing a peeling component is poured into the mold. Next, the transparent epoxy resin 4 is cured at 160 ° C. for 5 minutes. Next, the molds 20 </ b> A and 20 </ b> B are separated from each other up and down to take out the light emitting diode 10 in which the transparent epoxy resin 4 is cured. In the manufacture of the light emitting diode 10 by such a transfer mold method, the transparent epoxy resin 8 is injected into the mold interiors 20C and 20D with the lead frames 2a and 2b sandwiched between the molds 20A and 20B. Positioning accuracy with respect to the optical surface can be realized with high accuracy of ± 0.1 mm, and variations in light distribution characteristics due to individual differences of the light emitting diodes 10 using the proximity optical system can be prevented.
[0054]
The light emitting diode 10 can also be manufactured by a casting mold method. Hereinafter, the manufacturing method by the casting mold method will be described with reference to FIG. First, the lead frames 21a and 21b are punched by pressing. At this time, the lead frames 21a and 21b are not divided, and a plurality of rear ends are connected by leads. Next, the rear end connected by the lead is fixed to the support member. Next, the light emitting element 1 is face-up bonded to the tip of the lead frame 21b. Next, the Al bonding pad of the light emitting element 1 and the lead frame 21 a are electrically connected by the wire 3. Next, the lead frames 21a and 21b are moved onto the casting 20F for molding. Next, the resin 4 is injected into the casting 20F. Next, the lead frames 21a and 21b are immersed in the casting 20F into which the resin 4 is injected. Next, the space 20E in which the casting 20F and the lead frames 21a and 21b are arranged is evacuated, and the bubbles of the resin 4 are removed. Next, the resin 4 is cured at 120 ° C. for 60 minutes. Next, the light emitting diode 4 in which the resin 4 is cured is taken out from the casting 20F. In the casting mold method, since the tips (free ends) of the lead frames 21a and 21b are not supported and restrained by casting, the positioning accuracy between the light emitting element 1 and the optical surface is ± 0.2 mm, which is lower than the manufacturing by the transfer mold method. However, when the transparent epoxy resin 4 is cured for a long time, the thermal stress unevenness is reduced, and the lead frames 21a and 21b and the transparent epoxy resin 4 are less likely to be peeled off. In addition, it is possible to stabilize the light distribution characteristics by selecting the manufacturing process management and the light distribution characteristics of the light emitting element 1.
[0055]
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0056]
FIG. 11A is a plan view showing the overall configuration of the LED light according to the second embodiment of the present invention, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 11A, and FIG. It is an enlarged view. FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an LED that is a light source of the LED light according to the second embodiment of the present invention. FIG. 13 is a plan view showing a structure in which the periphery of the LED light according to the second embodiment of the present invention is cut into a rectangle, and a plurality of them are combined to cover a certain range. FIG. 14: is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st modification of LED which is a light source of the LED light concerning Embodiment 2 of this invention. FIG. 15: is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd modification of LED which is a light source of the LED light concerning Embodiment 2 of this invention.
[0057]
FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a third modification of the LED that is the light source of the LED light according to the second embodiment of the present invention. FIG. 17 is a partially enlarged view showing a fourth modification of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 18A is a plan view showing a fifth modification of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 18B is a sectional view taken along line BB in FIG. 18A, and FIG. 18C is C in FIG. -C sectional drawing, (d) is DD sectional drawing of (a). FIG. 19A is a plan view showing a sixth modification of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 19B is a sectional view taken along line EE in FIG. It is FF sectional drawing.
[0058]
As shown in FIG. 11, the LED light 1 according to the second embodiment includes an LED 32 serving as a light source at the center of a circular main body, and a concentric step-like reflecting mirror as a second reflecting mirror around the LED 32. 33 is enclosed. Here, the central axis of the light emitting element is the Z axis, the upper surface of the light emitting element is the origin, and the X axis and the Y axis intersect at a right angle at this origin. The same applies to each of the following modifications and embodiments.
[0059]
As shown in FIG. 11C, the reflecting surface 33a of the reflecting mirror 33 is inclined at about 45 degrees with respect to the XY plane of the drawing. The reflecting mirror 33 is formed of a transparent acrylic resin, and then vapor-deposited aluminum to form a reflecting surface.
[0060]
Next, the configuration of the LED 32 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the light emitting element 36 is mounted on the tip of the lead plate 35a having a large area among the pair of lead plates 35a and 35b provided on the XY plane. The electrode on the upper surface of the light emitting element 36 and the tip of the lead plate 35b are bonded by a wire 37 to be electrically connected. The leading ends of the lead plates 35a and 35b as the electrical system, the light emitting element 36, and the wire 37 are set in a resin sealing mold, and a cross-sectional shape as shown in the figure by a transparent epoxy resin 38 as a light transmitting material. It is sealed with resin. Here, there is a flat surface 39a at the center of the upper surface 39 of the LED 32, and the center of the light emitting surface of the light emitting element 36 is focused as the first reflecting mirror 39b following the flat surface 39a, and the X axis direction is symmetrical. It is shaped like an umbrella in which a part of a parabola as an axis is rotated around the Z axis within a range of 60 degrees or more from the origin with respect to the Z axis (thus, it is not a rotating paraboloid). Further, the side surface 40 of the LED 32 forms a part of a spherical surface with the light emitting element 36 as the center. The LED 32 having such a configuration is fixed to the center of the circular LED light 31.
[0061]
The radiation principle of the LED light 31 having such a configuration will be described with reference to FIGS. When a voltage is applied to the lead plates 35a and 35b of the LED 32, the light emitting element 36 emits light. Of the light emitted from the light emitting element 36, the light directed in the Z direction, that is, directly above, is emitted from the flat surface 39 a to the outside of the transparent epoxy resin 38, and is covered with a transparent front plate (not shown) covered on the LED light 31. Is transmitted to the outside. In addition, light within a range of 60 degrees or more with respect to the Z axis among the light emitted from the light emitting element 36 reaches the upper surface 39 as the first reflecting mirror, and these lights have a large incident angle on the upper surface 39. All are totally reflected and go to the side surface 40. Here, since the upper surface 39 has a shape in which a part of a parabola with the light emitting element 36 as a focal point and the X axis as a symmetry axis is rotated around the Z axis, all the light reflected by the upper surface 39 is X−. Proceeding in parallel to the Y plane, the side surface 40 forms a part of a spherical surface centering on the light emitting element 36, so that the light travels almost in parallel and is radiated to the outside in a substantially planar direction around 360 degrees around the Z axis. The Further, the light directly reaching the side surface 40 from the light emitting element 36 travels straight without being refracted and is externally radiated because the side surface 40 forms a part of a spherical surface centered on the light emitting element 36.
[0062]
There is a step-like reflecting mirror 33 as a second reflecting mirror, and there is a reflecting surface 33a having an inclination of about 45 degrees. However, the reflecting surface 33a is reflected by the upper surface 39 and is emitted substantially parallel to the XY plane. Since the light directly radiated from the side surface 40 is radiated parallel to the XY plane, the light reflected by the reflecting surface 33a travels almost vertically upward and at least 20 from the Z axis. Within a range of degrees, the light is radiated outside through a transparent front plate (not shown). Note that the light expressed as “parallel” in the above is not perfectly parallel because of the size of the light emitting element 36, but any light is almost parallel and is at least 20 degrees from the Z axis. It will surely be inside.
[0063]
In this way, the LED light 31 of the second embodiment is thin and can illuminate a large area with a single light emitting element, taking advantage of the thin feature of the LED, and has high external radiation efficiency. Obtainable.
[0064]
As an application of the LED light 31 of the second embodiment, as shown in FIG. 13, the circular LED light 1 is cut into a square or a part thereof, and the fragments 41a, 41b, 41c, 41d, 41e, 41f Six pieces are produced, and these can be combined as shown in the figure to form an integrated LED light 41 having a plurality of light emitting elements covering a predetermined area.
[0065]
[Modification 1]
As a first modification of the LED light 31 according to the second embodiment, as shown in FIG. 14, the pair of lead plates 42a and 42b is recessed only around the light emitting element 36 to form a third reflecting mirror. Accordingly, in the basic form of FIG. 12, light is emitted directly above only the light emitting element 36, whereas light is also emitted upward from the periphery of the light emitting element 36 in the LED. The whole appears to emit light, and the effect of improving the appearance is obtained.
[0066]
[Modification 2]
As a second modification of the LED light 31 of the second embodiment, a pattern as shown in FIG. 15 is provided on the pair of lead plates 43a and 43b by half etching or a stamping pattern, so that the light emitting element 36 is inclined. The light emitted downward may be reflected and the light emitted upward. By forming a plurality of concentric reflecting mirrors, it can appear as if the whole is emitting light as in the first modification, and the appearance can be improved. In this case, the bonding area between the transparent epoxy resin 38 and the lead plates 43a and 43b is increased, and there is an effect of reducing peeling defects by making the bonding shape not a flat shape. This is particularly effective in the case of a large current type that generates a large amount of heat.
[0067]
[Modification 3]
As a third modification of the LED light 31 according to the second embodiment, as shown in FIG. 16, the side shape of the sealed portion of the LED with the transparent epoxy resin 38 may be changed. The side surface 40 of the basic example is a part of a spherical shape centering on the light emitting element 36, and the light emitted from the light emitting element 36 enters the side surface 40 substantially perpendicularly and goes straight as it is. In Example 3, the side surface 44 forms a part of an ellipsoidal surface having the light emitting element 36 as one focal point, and light emitted from the light emitting element 36 is refracted slightly downward in the straight direction on the side surface 44. Therefore, even if the stepped reflector 33 around the LED is brought to a lower position, the LED light can be obtained with high external radiation efficiency. Thereby, the LED light can be made thinner.
[0068]
[Modification 4]
As a fourth modification of the LED light 1 according to the second embodiment, as shown in FIG. 17, the side reflection on the upper surface 39 as the first reflecting mirror is reflected on the boundary between the transparent epoxy resin 38 and the air. Regardless of the total reflection on the surface, the metal reflective film 45 may be attached to the upper surface 39 by plating, vapor deposition, or the like. In this case, if the light just above the light emitting element 36 is flattened, the light emitted directly above it will not be radiated to the outside. The shape needs to be rotated around the Z axis.
[0069]
[Modification 5]
As a fifth modification 51 of the LED light 31 according to the second embodiment, the whole light does not shine substantially uniformly as in the basic example, but light emitting points can be scattered. That is, as shown in FIG. 18 (a), the circular reflecting mirror 53 as the second reflecting mirror is divided into a fan shape, and the LEDs 52 as shown in FIGS. 18 (b), (c) and (d). The distance from the reflecting surface 53a is divided into several types. As a result, the position where the reflected light is radiated is scattered in the circle when viewed from above, and there is an effect that it looks bright and beautiful. At this time, the LED 52 is provided with the minute central radiation surface 4a, thereby further improving the appearance. That is, the brightness of the light emitted from the central radiation surface 4a and the reflection surface 53a can be made equal, and the bright spots can be arranged in a balanced manner. The amount of light radiated from the central radiation surface 4a to the outside is a very small ratio of 1/10 or less with respect to the amount of light radiated around the LED 52 and then reflected by the circular reflecting mirror 53 and radiated to the outside. By setting the characteristic to radiate around, the luminance becomes equivalent. More specifically, the larger the circular reflector 53, the smaller the ratio of the amount of light emitted from the central radiation surface 4a. Further, the effect of being brilliantly shining and beautiful can be obtained when the reflecting surface 53a is substantially flat or convex. However, the larger the convex and convex curvatures, the smaller the ratio of the amount of light emitted from the central radiation surface 4a. In this modification 5, since all the light from the LED 52 must be reflected by the one-stage reflection surface 53a in each sector, the height of each reflection surface 53a is shown in FIGS. 18 (b), (c), As shown in FIG. 11D, it is desirable that the height is the same as the overall height h of the circular stepped reflector 33 of the basic example shown in FIG. Moreover, although it demonstrated that the brightness | luminance was equivalent, it is good also as what attached | subjected the brightness | luminance accents, such as a thing with a high brightness | luminance, and the reverse, the periphery.
[0070]
[Modification 6]
As a sixth modified example 54 of the LED light 31 of the second embodiment, as shown in FIG. 19, by dividing the reflecting mirror 56 as the second reflecting mirror into a fan shape and changing the length, The shape of the reflecting mirror 56 can be approximated to a square as one of polygons. That is, as shown in FIGS. 19B and 19C, in the shortest fan shape, when the length from the reflecting surface 56a to the next reflecting surface 56a is L, the longest fan shape shifted by 45 degrees from the fan shape. In FIG. 2, the length from the reflecting surface 56a to the next reflecting surface 56a is set to √2L. Accordingly, as shown in FIG. 13, even when a plurality of square LED lights 41a,... Are connected, there is no need to cut the circular LED light 31 into a square, so there is no decrease in external radiation efficiency and more. It becomes a bright connected light. In addition, when a substantially square LED is used as the light source instead of the substantially cylindrical LED 55, there is an advantage that the distance from each side surface of the LED to the reflecting mirror 56 is substantially equal over the entire circumference.
[0071]
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED used in an LED light according to Embodiment 3 of the present invention.
[0072]
As shown in FIG. 20, in the LED 61 of the third embodiment, the light emitting element 64 is mounted at the tip of the lead plate 63a of the pair of lead plates 63a and 63b, and the electrode on the upper surface of the light emitting element 64 and the lead plate The tip of 63b is bonded with a wire 65 to make electrical connection. The tips of the lead plates 63a and 63b as the electrical system, the light emitting element 64, and the wire 65 are sealed with a transparent epoxy resin 66 as a light transmissive material. The outer shape of the transparent epoxy resin 66 has a shape in which the upper half of a spherical shape centering on the light emitting element 64 is scraped into a conical shape. In this case, the light emitted from the light emitting element 64 is totally reflected by the upper surface 62 as the first reflecting mirror, but the reflected light corresponds to the radiated light from the reflection point of the light emitting element 64 with respect to the upper surface 62. Instead of the condensed light, the light is emitted from the side surface 67 with a divergence angle. Therefore, a circular step-like reflecting mirror as a second reflecting mirror that reflects these lights upward is also required to be longer in the Z direction than the LED 32 used in the second embodiment.
[0073]
However, such a simple conical reflecting surface 62 can also be used when the LED light may have a relatively wide light distribution or when the LED light is not required to be extremely thin.
[0074]
(Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the LED light according to Embodiment 4 of the present invention.
[0075]
As shown in FIG. 21, in the LED light 70 of the fourth embodiment, a light emitting element 64 is mounted at the tip of the lead plate 63a out of a pair of lead plates 63a and 63b. The leading end of the lead plate 63b is bonded with a wire 65 to be electrically connected. The leading ends of the lead plates 63a and 63b as the electric system, the light emitting element 64, and the wire 65 are sealed with a transparent epoxy resin 66. The shape of the transparent epoxy resin 66 is a normal cylindrical shape. Therefore, the upper surface of the transparent epoxy resin 66 cannot serve as the first reflecting mirror. Instead, a circular optical body 68 shaped like an umbrella molded with a transparent acrylic resin is attached to the upper surface of the transparent epoxy resin 66 via a light transmissive material 67. The upper surface 69 of the optical body 68 has a shape obtained by rotating a part of a parabola around the Z-axis with the light-emitting element 64 as a focal point and the X-axis direction as an axis of symmetry.
[0076]
Further, the lower surface 71 of the optical body 68 has a circular stepped shape with a step of about 45 degrees so as to replace the circular stepped reflecting mirror of the second embodiment as the second reflecting mirror. Then, the lower surface 71 is subjected to aluminum vapor deposition 72, and an overcoat (not shown) is performed on the lower surface 71 in order to protect the aluminum vapor deposition film. In the fourth embodiment, the degree of freedom of overcoat after vapor deposition mirroring can be increased. That is, the overcoat may be colored, and there is no thickness limitation.
[0077]
In the LED light 70 having such a configuration, when a predetermined voltage is applied to the pair of lead plates 63a and 63b, the light-emitting element 64 emits light. Through a transparent front plate (not shown), the light is emitted to the outside. In addition, light emitted obliquely from the upper side to the side passes through the light-transmitting material 67 and enters the optical body 68, while light hitting the upper surface 69 as the first reflecting mirror is totally reflected. The upper surface 69 has a shape in which a part of a parabola with the light emitting element 64 as a focus is rotated around the Z axis, so that all of the upper surface 69 is reflected substantially in parallel to the XY plane in the side surface direction. Then, the light is reflected upward by a circular stepped reflecting mirror 71 as a second reflecting mirror so as to be substantially parallel to the Z axis, and is transmitted from the upper surface 69 through the front plate to be externally radiated. The light that enters the optical body 68 and directly hits the circular step reflector 71 is also emitted upward.
[0078]
In this way, while taking advantage of the thinness that is a feature of the LED, it is possible to irradiate a large area with a single light emitting element using a normal cylindrical LED, and high external radiation efficiency can be obtained. It becomes LED light.
[0079]
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the LED light according to the fifth embodiment of the present invention.
[0080]
As shown in FIG. 22, the LED light 80 of the fifth embodiment is formed on an aluminum base 81 as a metal plate. A circuit pattern 83 is formed on the aluminum base 81 with an insulating layer 82 interposed therebetween. A light emitting element 84 is mounted on the circuit pattern 83 and bonded by a wire 85 to be electrically connected. On the circuit pattern 83, the light emitting element 84, and the wire 85 as an electric system, an optical body 87 formed of a transparent acrylic resin shaped like an umbrella hollowed into a hemispherical shape 91 is covered. At this time, the portion of the hemisphere 91 is filled with a transparent silicon resin as a light transmissive material, and the circuit pattern 83, the light emitting element 84, and the wire 85 are sealed without a gap. In this fixed state, the upper surface 88 of the optical body 87 has a shape obtained by rotating a part of a parabola with the light emitting element 84 as a focus around the Z axis.
[0081]
The lower surface 89 of the optical body 87 has a circular staircase shape with a step of about 45 degrees as a second reflecting mirror. Then, an aluminum vapor deposition 90 is applied to the lower surface 89, and an overcoat (not shown) is applied from above to protect the aluminum vapor deposition film. Also in the fifth embodiment, the degree of freedom of overcoat after vapor deposition mirroring can be increased. That is, the overcoat may be colored, and there is no thickness limitation.
[0082]
When the light emitting element 84 of the LED light 80 having such a configuration emits light, the light directed upward is not blocked, so it goes straight as it is, and is transmitted to the outside through a transparent front plate (not shown). In addition, the light emitted from the diagonally upper side to the side passes through the transparent silicon resin 86 and enters the optical body 87, and the light hitting the upper surface 88 as the first reflecting mirror is totally reflected. Since the upper surface 88 has a shape in which a part of the parabola with the light emitting element 84 as a focus is rotated around the Z axis, all of the upper surface 88 is reflected substantially parallel to the XY plane in the side surface direction. Then, the light is reflected upward by a circular step-like reflecting mirror 89 as a second reflecting mirror so as to be substantially parallel to the Z axis, and is transmitted from the upper surface 88 through the front plate to be externally radiated. The light entering the optical body 87 and directly hitting the circular stepped reflector 89 is also emitted upward.
[0083]
In the LED light 80 according to the fifth embodiment, since it is formed on the aluminum base 81 having excellent thermal conductivity, the heat dissipation performance is greatly improved. Since saturation does not occur, there is an advantage that a large light output can be obtained.
[0084]
Thus, in this embodiment, which is thin and has a large heat dissipation property, can obtain a large light output without being restricted by thermal saturation, and can be not only a high-intensity LED light but also a thin area as a large area. A large area and high brightness LED light can be realized.
[0085]
(Embodiment 6)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED light according to Embodiment 6 of the present invention.
[0086]
As shown in FIG. 23, the LED light 100 of the sixth embodiment is also formed on an aluminum base 95 as a metal plate. A circuit pattern 97 is formed on the aluminum base 95 with an insulating layer 96 interposed therebetween, and a light emitting element 98 is mounted thereon and bonded with a wire 99 to be electrically connected. The circuit pattern 97, the light emitting element 98, and the wire 99 as an electric system are sealed with a transparent epoxy resin 102 as a light transmissive material. From above, an optical body 101 formed of a circular transparent acrylic resin is fixed. In this fixed state, the upper surface 103 of the optical body 101 has a shape obtained by rotating a part of a parabola with the light emitting element 98 as a focus around the Z axis, and serves as a first reflecting mirror. Function.
[0087]
The lower surface 104 of the optical body 101 has a circular staircase shape with a step of about 45 degrees as a second reflecting mirror. Here, in the LED light 100 according to the sixth embodiment, the lower surface 104 of the optical body 101 is not subjected to metal vapor deposition. That is, the light from the light emitting element 98 reflected in the side surface direction by the upper surface 103 of the optical body 101 as the first reflecting mirror is reflected upward by total reflection at the lower surface 104 of the optical body 101 as the second reflecting mirror. Is done. That is, even if metal deposition is not performed on the lower surface 104 of the optical body 101, most of the light is reflected upward only by total reflection on the lower surface 104. In order to reflect light penetrating the lower surface 104 without being totally reflected, the auxiliary reflector 105 is fixed on the circuit board 97 with the lower surface 104 and an air layer below the optical body 101. A reflective surface is formed on the upper surface of the auxiliary reflector 105 by plating, and the light penetrating through the lower surface 104 is reflected upward.
[0088]
As described above, in the LED light 100 according to the sixth embodiment, it is not necessary to deposit metal on the lower surface 104 of the optical body 101 serving as the first reflecting mirror and the second reflecting mirror. By simply providing and applying simple plating, almost all the light emitted from the light emitting element 98 can be radiated outwardly, and high external radiation efficiency can be obtained. In addition, since the LED light 100 of the sixth embodiment is formed on the aluminum base 95 having excellent thermal conductivity, the heat dissipation is greatly improved, and even if a large current is supplied to the light emitting element 98. Since there is no thermal saturation, there is an advantage that a large light output can be obtained.
[0089]
In this way, an LED light that provides high external radiation efficiency with a simple process, is thin and has a large heat dissipation property, provides a large light output without being limited by thermal saturation, and provides bright radiated light. It becomes.
[0090]
(Embodiment 7)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 24A is a plan view showing the entire configuration of the LED light according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 24B is a GG sectional view of FIG.
[0091]
As shown in FIG. 24, in the LED light 110 of the seventh embodiment, the lower surface 113 is a stepped reflecting surface as a second reflecting mirror, and a cylindrical space 114 is provided in the center. The optical body 111 formed of transparent acrylic resin and the LED 32 similar to the LED light 31 of the second embodiment fixed in the central space 114 are configured. That is, the LED 32 seals the light emitting element 115 and the like with a transparent epoxy resin, and the upper surface thereof is a parabolic surface 116 as a first reflecting mirror, and the LED 32 exits from the light emitting element 115 and is reflected in the side surface direction. The reflected light is reflected upward by the lower surface 113 of the optical body 111, passes through a transparent front plate (not shown), and is emitted outside.
[0092]
Here, the light emitted directly from the upper part of the side surface 117 of the LED 32 (without being reflected by the upper surface 116) follows the path indicated by the two-dot chain line in the LED light 31 of the second embodiment, and moves upward. However, in the LED light 110 according to the seventh embodiment, the light is reflected by the horizontal upper surface 112 of the optical body 111 and reflected upward by the lower surface 113 as shown by the broken line. Can be used effectively. As a result, the LED light is thin and has higher external radiation efficiency. In addition, since the light incident on the space 114 is refracted in a direction having a large angle with respect to the Z axis, the luminance of the peripheral portion when viewed from above in FIG. 24A is improved.
[0093]
In each of the above embodiments, a transparent epoxy resin is mainly used as a light transmissive material for sealing a light emitting element or the like, but other light transmissive materials may be used.
[0094]
Further, in each of the above embodiments, a transparent acrylic resin is used as the second reflecting mirror or as an optical body that serves as both the first reflecting mirror and the second reflecting mirror, but other transparent synthetic resins are used. Other materials can be used as a starting point.
[0095]
In addition, although it has been described that the emitted light from the center of the LED is obtained by providing the central emitting surface, the light emitting element is used to make the upper surface optical system very close to the upper surface optical system by using a light emitting element with a large size The incident angle may be within the critical angle, and the light emitted from the center of the LED may be obtained without providing the central radiation surface.
[0096]
On the other hand, when a light emitting element with a narrow light distribution is used separately from the above, sufficient side radiation can be obtained even if the top optical system is not necessarily close to the light emitting element.
[0097]
The configuration, shape, quantity, material, size, connection relationship, and the like of other parts of the LED light are not limited to the above embodiments.
[0098]
【The invention's effect】
As described above, the light-emitting diode of the present invention has a light-emitting element mounted on a power supply unit, a sealing unit made of a light-transmitting material that seals the light-emitting element, and a light-emitting surface side of the light-emitting element. A reflecting surface that reflects light emitted from the light emitting element in a direction orthogonal to or at a large angle with the central axis of the light emitting element, and the light reflected by the reflecting surface from the side surface to the central axis of the light emitting element. It has a side radiation surface that radiates in a direction that forms a large angle with the orthogonal or central axis.
[0099]
Therefore, the translucent material can be formed with high accuracy by making the central axes of the reflecting surface and the side emitting surface, which are optical surfaces, coincide with the central axis of the light emitting element, and the light emitted from the light emitting element is reflected on the reflecting surface. Since it is reflected uniformly, the brightness of the emitted light is uniform in all directions regardless of the location. For this reason, the LED light of the conventional structure which provided the reflective mirror outside the conventional LED which condensed and radiated by the dome part was inherent, the dispersion | distribution of light distribution tends to arise in LED itself, and also LED The conventional problem relating to the variation in the light distribution characteristic that the variation due to the positional deviation with respect to the reflecting mirror provided outside can easily occur. In addition, since the light-emitting element can be integrally sealed with the light-transmitting material, even if a physical impact occurs after manufacturing, there is no displacement, and the interface between the light-emitting element and the reflective surface does not occur. Therefore, there is no fear that dirt or the like enters, and no optical loss due to the interface or dirt occurs. Furthermore, since the light emitting element is directly sealed in the translucent material, the overall thickness can be reduced, and the thinness that is a feature of the LED can be maximized.
[0100]
In addition, when a central radiation surface that radiates light emitted from the light emitting element in a direction substantially parallel to the central axis of the light emitting element is provided at the central portion of the reflective surface, light emitted upward from the light emitting element is emitted. Since it can be directly taken out from the central emission surface, the central portion of the light emission is not in a hollow state, and the appearance can be improved.
[0101]
In addition, when the central emission surface is formed in a range of 0.3 mm to 1.0 mm from the light emitting surface of the light emitting element to the central axis direction of the light emitting element, the solid angle of the reflecting surface is increased to improve the optical characteristics. In addition to being able to improve, it is possible to secure a bonding space and a resin mold space for wire bonding even when the reflecting surface is brought close to the light emitting element by forming the central radiation surface. .
[0102]
Further, by making the central radiation surface smaller than the light emitting area of the light emitting element, when a reflecting mirror is provided around the light emitting diode, the reflection intensity by the reflecting mirror and the radiation intensity of the central radiation surface can be balanced, It can be good looking.
[0103]
The side radiation surface emits light directly reaching from the light emitting element in addition to the light reflected by the reflecting surface in a direction perpendicular to the central axis or forming a large angle with the central axis. Similarly to the light reflected by the upper surface reflecting surface, the light that is emitted toward the upper surface and is not reflected by the upper surface reflecting surface is radiated to the outside by the side surface emitting surface, so that high external radiation efficiency can be obtained.
[0104]
Further, the LED light of the present invention is an LED light having a reflecting mirror around a light emitting diode, and the light emitting diode includes a light emitting element mounted on a power supply means and a light transmitting element that seals the light emitting element. A sealing means made of a conductive material, a reflecting surface that opposes the light emitting surface side of the light emitting element and reflects light emitted from the light emitting element in a direction orthogonal to the central axis of the light emitting element or forming a large angle with the central axis, It has a side emission surface that emits light reflected by the reflection surface from a side surface in a direction perpendicular to the central axis of the light emitting element or at a large angle with the central axis.
[0105]
Therefore, the light emitted from the light emitting element is uniformly reflected by the reflecting surface of the light emitting diode, and is uniformly emitted in a direction substantially perpendicular to the central axis of the light emitting element. Therefore, the brightness of the emitted light depends on the location. It becomes uniform. As described above, the light emitted uniformly from the light-emitting diode is further reflected by the reflecting mirror provided around the light-emitting diode, so that it is possible to obtain external radiation light with a large area.
[0106]
In addition, when a central radiation surface that radiates light emitted from the light emitting element in a direction substantially parallel to the central axis of the light emitting element is provided at the center of the reflective surface, the light emitted upward from the light emitting element is centered. Since it can be taken out directly from the radiation surface, the central portion of the light emission does not become a hollow state, and the light becomes uniform and can be improved in appearance.
[0107]
Further, when the reflecting mirror is a plurality of substantially planar mirrors, an LED light capable of obtaining a radiant external radiation light is obtained.
[0108]
Furthermore, the LED light according to the present invention includes a light emitting element, a first reflecting mirror that reflects light from the light emitting element provided above the light emitting element in a lateral direction, and reflection by the first reflecting mirror. And a second reflecting mirror that emits light upward.
[0109]
As a result, it is only necessary to install the first reflecting mirror that reflects in the lateral direction directly above the light emitting element, and the second reflecting mirror that reflects the reflected light upward is separated from the first reflecting mirror. Synchrotron radiation can be obtained. Moreover, since all the light reflected by the side surface is optically controlled and reflected upward and radiated outside, high external radiation efficiency can be obtained.
[0110]
In this way, taking advantage of the thinness that is a feature of the LED, a thin LED light that can irradiate a large area with one light emitting element and can obtain high external radiation efficiency is obtained.
[0111]
Further, in the above configuration, since the second reflecting mirror is divided into a plurality of reflecting surfaces, the positions where the reflected light is radiated are scattered in a circle when viewed from above, so that the light is beautifully shining beautifully. It has the effect of being visible.
[0112]
Further, by making the reflected light from the second reflecting mirror substantially parallel light, when the radiation surface is substantially planar, almost all of the light is radiated to the outside, and the LED light has high external radiation efficiency. Further, when it is desired to expand the radiation angle to about 20 degrees as in the above-described vehicle-mounted backlight, the boundary surface or the radiation surface may be controlled to be uneven. In addition, if the reflected light by the second reflecting mirror is substantially parallel light, the emitted light can be controlled in any way, so that the LED light has a high degree of freedom in light control.
[0113]
The LED light according to the present invention includes a light emitting element, an electric system that supplies power to the light emitting element, the light emitting element and the electric system, and light emitted from the light emitting element on an upper surface of a sealing surface. The light-transmitting material which comprises the 1st reflective mirror which totally reflects in the side surface direction, and the 2nd reflective mirror which reflects upwards the light totally reflected in the said side surface direction are comprised.
[0114]
In other words, the light emitted from the light emitting element is made incident on the upper surface of the light-transmitting material sealing the light emitting element at an angle larger than the critical angle. This eliminates the need for surface treatment such as plating and vapor deposition in order to produce the first reflecting mirror, and it is only necessary to adjust the shape of the sealing mold. Cost reduction. Further, the side surface of the light transmissive material is part of a spherical surface centering on the light emitting element, so that it is directly transmitted to the side surface and reflected upward by the second reflecting mirror. As a result, the light emitted from the light emitting element to the upper and side surfaces of the light-transmitting material is reflected upward by the second reflecting mirror. Therefore, the LED light having high external radiation efficiency while taking advantage of the thin characteristics of the LED. It becomes.
[0115]
Moreover, in the said structure, the shape of the side surface of the said light transmissive material is arranged so that the light totally reflected by the said side surface direction may be refracted | slightly below.
[0116]
Thus, the light emitted from the light emitting element is refracted slightly downward on the side surface of the light transmissive material. Therefore, even if the second reflecting mirror around the LED is brought to a lower position, the LED light can obtain high external radiation efficiency. Thereby, the LED light can be made thinner.
[0117]
Further, in the above configuration, in the LED light according to the invention in which the third reflecting mirror is not provided when the third reflecting mirror that reflects upward the light emitted to the side of the light emitting element is provided around the light emitting element. While light is emitted only directly above the light emitting element, light is also emitted upward from the periphery of the light emitting element, so that the whole appears to emit light, improving the appearance. The effect of doing is obtained.
[0118]
In addition, when the light-emitting element is mounted on a circuit board on a metal plate, the light-emitting element is mounted on a metal plate having excellent thermal conductivity. There is an advantage that a large light output can be obtained because thermal saturation does not occur even when current is supplied. In this way, the LED light is thin and has a large heat dissipation property, and a large light output can be obtained without being restricted by thermal saturation, so that bright emitted light can be obtained.
[0119]
Furthermore, since the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are formed as an integrated optical body, the configuration is simplified, and the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are misaligned. Therefore, the LED light can be surely obtained with high external radiation efficiency.
[0120]
In addition, the second reflecting mirror reflects the light by total reflection, and includes an auxiliary reflecting mirror for reflecting the light that is not reflected and transmitted upward, so that the second reflecting mirror is provided. Since there is no need to apply plating or vapor deposition, the auxiliary reflector only reflects the light leaked from the second reflector, so it can be manufactured in a simple process such as plating the base material. In addition, high external radiation efficiency can be obtained. In this way, the LED light can be obtained with high external radiation efficiency by a simple process.
[0121]
In addition, by making the second reflecting mirror a polygon or a shape close to it when viewed from above, a combination of a plurality of polygons having the same shape can be used without reducing the external radiation efficiency. The range of the shape can be illuminated and can be applied as a vehicle-mounted light.
[0122]
Furthermore, since the first reflecting mirror reflects light in a range of 60 degrees or more with respect to the central axis, all light emitted within a range of 60 degrees from the central axis of the upper surface of the light emitting element is the first. Light that is reflected in the lateral direction by one reflecting mirror and emitted in a range larger than 60 degrees from the central axis is directed directly in the lateral direction, and both are reflected upward by the second reflecting mirror. Therefore, most of the light emitted from the light emitting element is emitted to the outside, so that the LED light has extremely high external radiation efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a part of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the relationship between the distance h from the upper surface of the light emitting element to the central radiation surface and the increase in solid angle in the light emitting diode shown in FIG. 2, wherein (a) is a diameter of the translucent resin of 5 mm. In this case, (b) is 7.5 mm, and (c) is 15 mm.
4 is a longitudinal sectional view showing an example of the shape of the central radiating portion of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a planar shape, and (b) is a central radiating surface and a top reflecting surface. Only the boundary portion of FIG. 4 is R-shaped, (c) is the entire central radiation surface is R-shaped, (d) is concave, and (e) is convex.
FIG. 5 is a graph for explaining another example of the top reflective surface of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another example of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing another example of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another example of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a transfer mold method which is one method for manufacturing the light-emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a casting mold method which is one method for manufacturing the light-emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
11A is a plan view showing the overall configuration of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 11C, and FIG. It is an enlarged view of a part.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of an LED which is a light source of the LED light according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a plan view showing a structure in which the periphery of an LED light according to a second embodiment of the present invention is cut into a rectangle, and a plurality of them are combined to cover a certain range.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a first modification of an LED that is a light source of an LED light according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a second modification of the LED that is the light source of the LED light according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a third modification of the LED that is the light source of the LED light according to the second embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a partially enlarged view showing a fourth modification of the LED light according to the second embodiment of the present invention.
18A is a plan view showing a fifth modification of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 18B is a sectional view taken along line BB in FIG. 18A, and FIG. 18C is FIG. CC sectional drawing of (a), (d) is DD sectional drawing of (a).
19A is a plan view showing a sixth modification of the LED light according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 19B is a sectional view taken along line EE in FIG. 19A, and FIG. It is FF sectional drawing of).
FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED used in an LED light according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED light according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED light according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of an LED light according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 24A is a plan view showing the overall configuration of an LED light according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 24B is a GG sectional view of FIG.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an example of a conventional LED light.
FIG. 26 shows an example of a conventional LED light, where (a) is a longitudinal sectional view centering on the light source, and (b) is a partial perspective view showing the configuration of the LED light.
FIG. 27 shows an example of a conventional LED light, in which (a) is a longitudinal sectional view centering on the light source, and (b) is a sectional view showing the overall configuration of the sectional view taken along the line KK of (a).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element, 4 Sealing means (translucent resin), 4a Central radiation | emission surface, 4b Reflective surface,
4c Side emission surface, 10 Light emitting diode
31, 51, 54, 61, 70, 80, 100, 110 LED light
33, 53, 56, 71, 89, 104, 113 Second reflector
35a, 35b, 37, 42a, 42b, 43a, 43b, 63a, 63b, 65, 83, 85, 97, 99 Electrical system
3, 64, 84, 98, 115 Light emitting element
38, 66, 86, 102 Light transmissive material
39, 45, 62, 69, 88, 103, 116 First reflecting mirror
42a, 42b, 43a, 43b Third reflecting mirror
45 Metal surface
68, 87, 101, 111 Optical body
81,95 metal plate
83,97 circuit board
105 Auxiliary reflector

Claims

A light emitting element (1, 36, 64, 84, 98, 115) mounted on the power supply means;
And a sealing means by the transparent material (4) for sealing the light emitting element,
An upper surface reflecting surface (4b) facing the light emitting surface side of the light emitting element and reflecting light emitted from the light emitting element in a direction substantially orthogonal to the central axis of the light emitting element;
A side radiation surface (4c) that radiates light reflected by the upper surface reflection surface in a direction substantially orthogonal to the central axis of the light emitting element ;
A central radiation surface (4a) that is formed at a central portion of the upper surface reflection surface and emits light emitted from the light emitting element in a direction substantially parallel to a central axis of the light emitting element;
The central emission surface is smaller than the area of the light emitting surface of the light emitting element,
The solid angle formed by the edge of the upper surface reflecting surface with respect to the center point of the light emitting surface of the light emitting element is such that the distance between the light emitting surface of the light emitting element and the central radiation surface is a predetermined constant value, The light emitting diode according to claim 1, wherein the solid emission angle is larger than a solid angle when the central radiation surface does not exist due to the presence of the central radiation surface .

The central radiating surface according to claim 1, wherein the light-emitting diodes, characterized in that the light emitting surface of the light emitting element is formed in a range of 0.3mm~1.0mm the central axis direction of the light emitting element.

The side emission surface, according to claim 1 or 2, characterized in that emit light directly reaching from the light emitting device in addition to the light reflected by the upper surface reflective surface to the central axis in a direction substantially perpendicular Light emitting diode.

The light emitting diode according to any one of claims 1 to 3 , wherein the upper surface reflecting surface reflects light in a range of 60 degrees or more with respect to the central axis.

The power supply means is a lead frame for mounting the light emitting element,
5. The light emitting diode according to claim 1, wherein the lead frame includes a portion that reflects light emitted from the light emitting element upward of a mounting surface. 6.

The light emitting diode according to any one of claims 1 to 4,
LED lights, wherein the kite and a reflecting mirror provided around the light emitting diode.

The LED light according to claim 6 , wherein the reflecting mirror is a plurality of substantially planar mirrors.

The side emission surface, according to claim 6 or 7 LED lights, wherein the benzalkonium be slightly refracted downward the light emitted from the light emitting element with respect to the rectilinear direction.

The LED light according to claim 6, wherein the light emitting element is mounted on a circuit board on a metal plate.

Be those before Kihan morphism mirror is reflected by total reflection,
Is disposed over the reflector and the air layer, claim 6, characterized in that an auxiliary reflecting mirror for reflecting light upward passing through without being reflected by the reflecting mirror 9 1 LED light described in 1.

The LED light according to any one of claims 6 to 10 , wherein the reflecting mirror is substantially polygonal when viewed from above.