JP2004087630A - Light emitting diode and led light - Google Patents

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Akihiro Misawa
Yoshinobu Suehiro
Toshinori Takahashi
三沢 明弘
末広 好伸
高橋 利典
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Toyoda Gosei Co Ltd
豊田合成株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode wherein radiation efficiency of light controlled for radiation outward is enhanced.
SOLUTION: In this LED 2, a light emitting element 6 mounted on lead frames 5a, 5b is sealed in a transparent epoxy resin 8 which is a translucent material, and, in this transparent epoxy resin 8, a reflecting surface 9b is formed facing the light emitting surface of the light emitting element 6 for reflecting to a side edge radiating surface 10 the light emitted by the light emitting element 6. The reflecting surface 9b is so formed that it has a solid angle of not less than 2π{1-cosθc (θc: the critical angle of the translucent material)} relative to the light emitting element 6, and the side edge radiating surface 10 is so formed that the light reflected by the reflecting surface 9b and the light emitted by the light emitting element 6 is incident thereon within the critical angle θc.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、自動車のテールライトやブレーキライト、または工事用の警報ランプや標識など広範囲の分野における照明装置並びに表示装置として適用される発光ダイオードおよびLEDライトに関する。 The present invention relates to a light emitting diode and LED light is applied as a lighting device and a display device in an alarm lamp and a wide range of fields such as labels automobile taillights, brake lights or for work.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
従来の発光ダイオード(LEDともいう)として、例えば、図21(a)、(b)に示すものがある。 As a conventional light emitting diode (LED also referred to), for example, those illustrated in FIG. 21 (a), (b). このLED200は、リードフレーム205a,205bと、リードフレーム205a上に搭載された発光素子(LEDチップ)206と、発光素子206を封止するエポキシ樹脂208より構成されている。 This LED200 is a lead frame 205a, and 205b, a light emitting element (LED chip) 206 mounted on a lead frame 205a, and is composed of an epoxy resin 208 for sealing the light emitting element 206.
【0003】 [0003]
発光素子206は、第1の電極(例えば、n電極)がリードフレーム205aに接続され、第2の電極(例えば、p電極)がボンディングワイヤ207によってリードフレーム205bに接続されている。 Emitting element 206, a first electrode (eg, n electrodes) are connected to the lead frame 205a, a second electrode (e.g., p electrode) is connected to the lead frame 205b by a bonding wire 207.
【0004】 [0004]
発光素子206は、三次元座標軸X,Y,Zの原点に位置し、発光素子206の中心軸はZ軸と一致し、また、第2の電極が位置する光出射面は、X軸及びY軸によって形成されるX−Y面に平行である。 Emitting element 206, a three-dimensional coordinate axes X, Y, and located at the origin of the Z, the central axis of the light emitting element 206 coincides with the Z-axis, also the light emitting surface which the second electrode is located, the X-axis and Y parallel onto the X-Y plane formed by the axis. エポキシ樹脂208は、Z軸と45°を成す逆円錐状の窪みによって形成された反射面210と、全体を円筒形にする光出射用の側面209を有する。 Epoxy resin 208 has a reflective surface 210 formed by the inverted cone shaped indentation forming the Z-axis and 45 °, the side surface 209 for the light emitting of the entire cylindrical.
【0005】 [0005]
以上の構成において、発光素子206から出射された光は反射面210によって反射され、X−Y面に平行な光aとして側面209により出射される。 In the above configuration, the light emitted from the light emitting element 206 is reflected by the reflecting surface 210, it is emitted by the X-Y plane side 209 as parallel light a to. X−Y面に平行な光aは、略平行な光を含めて反射角が制御された制御光であり、例えば、これを一次光(設計通りの光)とし、この一次光を図示せぬ外部反射面によってZ軸と略平行になるように反射する二次光を形成し、この二次光を、例えば、テールライトの表示光として利用することができる。 X-Y plane light a parallel to is substantially controlled light reflection angle, including parallel light is controlled, for example, which was a primary light (light as designed), not shown with this primary light to form a secondary light reflected so as to be substantially parallel to the Z-axis by an external reflective surface, this secondary light, for example, can be utilized as display light of the tail light.
【0006】 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、従来のLED200においては、光制御されて一次光として側面方向へ光放射できるものではなかった。 However, in the conventional LED 200, it was not able optical radiation is optically controlled to laterally as primary light. 即ち、反射面210が発光素子206の光出射面から離れて位置し、Z軸から離れるに従い一次関数的にZ軸方向高さが増す。 That is, the reflecting surface 210 is positioned away from the light exit surface of the light emitting element 206, a linear function manner Z-axis direction height with increasing distance from the Z-axis increases. このため、発光素子206に対して反射面210を大きな立体角とすることができない。 Therefore, it is impossible to a reflecting surface 210 with a large solid angle relative to the light emitting element 206. 例えば、LED200の外径が5mm、発光素子206が標準的な配光ものであり、その発光素子206上面から1.5mm上に逆円錐形状の光反射面210が形成されているとすると、Z軸から約35°の範囲(立体角:約1.1strad)の光、即ち全光量の20〜30%の光が反射面210へ至るに留まり、残りの光は発光素子206から直接側面209へ至って放射される。 For example, the outer diameter of the LED200 is 5 mm, the light emitting element 206 is intended standard light distribution, when the light reflecting surface 210 of the inverted cone shape 1.5mm on from the light emitting element 206 upper surface is formed, Z range from the axis of about 35 ° (solid angle: about 1.1Strad) light, i.e. remain in 20-30% of the light of the total amount reaches the reflective surface 210, the remaining light directly side 209 from the light emitting element 206 fairly radiated.
【0007】 [0007]
そして、反射面210で反射される光の一部は、aで示すように側面方向へ反射し、側面209から側面方向へ外部放射されるが、b,cのように側面209で大きく屈折し、側面方向ではない方向へ外部放射される光や、更にはdのように側面209で界面反射し、側面209から外部放射されず迷光となる光が多い。 A part of the light reflected by the reflecting surface 210 is reflected to the side direction as shown in a, but is externally radiated from the side surface 209 to the lateral, b, refracted largely in side 209 as c , and the light is externally radiated to a non-lateral direction, more interfacially reflected by the side surface 209 as d, often light becomes stray light is not radiated outside from the side surface 209. また、発光素子206から出射された光のうち、反射面210へ至らない光は、直接側面209へ至る。 Also, out of the light emitted from the light emitting element 206 it does not lead light to the reflecting surface 210, leading directly to the side surface 209. そして、eのように一部は側面209から側面方向へ外部放射されるが、gのように側面209で大きく屈折し、側面方向ではない方向へ外部放射される光や、更にはhやiのように側面209で界面反射し、側面209から外部放射されず、迷光となる光が多い。 And, although some like e is externally radiated from the side surface 209 to the lateral, largely refracted by the side surface 209 as g, the light and that is externally radiated to a non-lateral direction, more h and i interfacially reflected by the side surface 209 as is not radiated outside from the side surface 209, there are many light becomes stray light. 従って、従来のLED200は、光の側面方向への放射効率が低いという問題を有する。 Thus, conventional LED200 has a problem that radiation efficiency of the side surface direction of the light is low.
【0008】 [0008]
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、制御されて外部放射される光の放射効率を向上させることができる発光ダイオードおよびLEDライトを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the foregoing, and an object thereof is to provide a light emitting diode and LED lights can be improved radiation efficiency controlled by light radiated outside.
【0009】 [0009]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するために、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を透光性材料の封止部材で封止し、前記発光素子の発光面に対し放射光を受けて反射する反射面と、前記反射面からの反射光と前記発光素子からの直接光を放射する側面放射面とを前記封止部材に形成して構成された発光ダイオードにおいて、前記反射面は、前記発光素子に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有し、前記側面放射面は、前記反射面で反射された反射光の入射角及び前記発光素子から放射された直接光の入射角が前記θcより小なる角度を有して形成され、前記発光素子から発光された光を入射して外部へ放射することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the light emitting diode of the present invention is sealed with a sealing member of the optical material permeable to the light emitting element mounted on the power supply means, receive light emitted to the light emitting surface of the light emitting element a reflecting surface for reflecting Te, the light emitting diode and a side-emitting surface that emits direct light from the reflected light and the light emitting element is constructed by forming the sealing member from the reflecting surface, the reflecting surface, to said light emitting element, 2π {1-cosθc (θc: the critical angle of the transparent material)} has a more solid angle, the side emission surface, the incident angle of the reflected light reflected by the reflecting surface and the incident angle of the direct light emitted from the light emitting element is formed with a smaller becomes the angle from the .theta.c, it is characterized in that radiate to the outside incident light emitted from the light emitting element. このように反射面が、2π{1−cosθc}以上の立体角を有する場合、発光素子が発する光の半分以上の光を側面方向へ放射する制御を行うことができる。 Such reflective surface is, if it has a 2π {1-cosθc} or more solid angle can be controlled to emit more than half of the light light emitted from the light emitting element to the side direction. また、側面放射面へ入射する反射光や直接光の角度がθcより小さい角度を有する場合、入射光が側面放射面で反射せずに外部放射するため迷光が生じず、高効率の側面放射を行うことができる。 Further, if the angle of the reflected light and direct light incident on the side-emitting surface having θc smaller angle, stray light since the incident light is externally radiated without being reflected by the side-emitting surface does not occur, the side emission of high efficiency It can be carried out.
【0010】 [0010]
また、前記反射面は、前記発光素子の中心軸(Z軸)に対し直交するX軸でなす平面においてZ=f(X)の一部の線分を前記発光素子の中心軸回りに回転させた形状であり、前記Z=f(X)は{d f(X)/dX }<0であることを特徴としている。 Further, the reflective surface rotates the portion of the line segment Z = f (X) around the central axis of the light emitting element in a plane formed by the X-axis orthogonal to the center axis of the light emitting element (Z-axis) and the shape, the Z = f (X) is characterized by a {d 2 f (X) / dX 2} <0. このようにZ=f(X)が{d f(X)/dX }<0である場合は、反射面が同一径の場合に、発光素子に対して大きな立体角としても側面放射面への入射角を小さなものとすることができる。 In this case the Z = f (X) is {d 2 f (X) / dX 2} <0 , when the reflecting surface of the same diameter, side-emitting surface as large solid angle with respect to the light emitting element the incident angle to be a small one.
【0011】 [0011]
また、前記反射面は、前記発光素子又は、その周囲を焦点とする楕円、放物線、双曲線の何れか1つの一部を、前記発光素子の中心軸回りに回転させた形状を成すことを特徴としている。 Further, the reflecting surface, the light emitting element or, ellipse and its surrounding focus parabola, any one part of a hyperbola, as characterized by forming a central axis shape obtained by rotating around the light emitting element there. これは、{d f(X)/dX }<0で示される曲線のうち、実際に使用されうる一般的な形状を意味する。 This, {d 2 f (X) / dX 2} of the curve represented by <0, which means the general shape which can be actually used.
【0012】 [0012]
また、前記反射面は、前記発光素子の直上に光取出面を有することを特徴としている。 Further, the reflecting surface is characterized by having a light output surface directly above the light emitting element. このように光取出面を有する場合、反射面中央部から光取り出しができる。 When such to have a light output surface, it is the light extraction from the reflective surface central portion. 反射面を発光素子に近接形成でき、反射面が同一径の場合、発光素子に対し大きな立体角が得られる。 The reflective surface can close formed in the light emitting element, when the reflection surfaces are the same diameter, large solid angle can be obtained with respect to the light emitting element.
【0013】 [0013]
また、前記反射面は、径が10mm以下であることを特徴としている。 Further, the reflecting surface is characterized in that diameter of 10mm or less. この場合、小型化によりモールド形成性が向上する。 In this case, mold formation is improved by downsizing. Z軸方向から観察する際に非発光となる反射面の面積を小さくすることができる。 It is possible to reduce the area of ​​the reflecting surface made of the non-light emission when viewed from the Z-axis direction.
【0014】 [0014]
また、前記側面放射面は、前記発光素子側に傾斜する勾配を有することを特徴としている。 Further, the side emission surface is characterized by having a slope which is inclined to the light-emitting element side.
【0015】 [0015]
また、前記側面放射面は、前記発光素子を中心とする球面の一部を成すことを特徴としている。 Further, the side emission surface is characterized in that forming part of a spherical surface centered on the light emitting element.
【0016】 [0016]
また、前記リードフレームは、熱伝導率が300W/m・k以上の導電性材料で形成され、前記封止手段の下面から引き出されていることを特徴としている。 Further, the lead frame has a thermal conductivity of formed by 300 W / m · k or more electrically conductive material is characterized by being drawn from the lower surface of said sealing means.
【0017】 [0017]
また、本発明のLEDライトは、電源供給手段に実装された発光素子を透光性材料の封止部材で封止し、前記発光素子の発光面に対し放射光を受けて反射する反射面と、前記反射面からの反射光と前記発光素子からの直接光を放射する側面放射面とを前記封止部材に形成して構成され、前記反射面が、前記発光素子に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有し、前記側面放射面が、前記反射面で反射された反射光の入射角及び前記発光素子から放射された直接光の入射角が前記θcより小なる角度を有して形成され、前記発光素子から発光された光を入射して外部へ放射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを備えたことを特徴としている。 Further, LED light of the present invention is sealed with a sealing member of the optical material permeable to the light emitting element mounted on the power supply unit, the reflection surface for reflecting receive light emitted to the light emitting surface of the light emitting element and , it is constituted by forming a side-emitting surface which directly emit light from the light emitting element and reflected light from the reflecting surface to the sealing member, the reflecting surface relative to the light emitting element, 2 [pi {1- Cosshitashi: has} or more solid angle (.theta.c the critical angle of the transparent material), the side emitting surface, direct light emitted from the incident angle and the light emitting element of the reflected by the reflecting surface reflecting light the angle of incidence is formed to have a smaller becomes the angle from the .theta.c, a light emitting diode that emits to the outside incident light emitted from the light emitting device, the reflecting mirror for reflecting light emitted from the light emitting diode It is characterized by comprising and.
【0018】 [0018]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0019】 [0019]
(第1の実施の形態) (First Embodiment)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るLED(発光ダイオード)の構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。 Figure 1 is a diagram showing the structure of an LED according to a first embodiment of the present invention (light emitting diodes), (a) is a cross-sectional view, (b) is a plan view.
【0020】 [0020]
図1に示すように、第1の実施の形態のLED2は、透明エポキシ樹脂8によって、光源である発光素子6を封止するとともに光学面が形成された一体構造となっているが、以降説明のため、発光素子6の中心軸をZ軸とし、このZ軸上の発光素子6の上面位置を原点とし、原点でZ軸にそれぞれ直交するX軸とY軸を設けた座標系としてある。 As shown in FIG. 1, LED2 of the first embodiment, a transparent epoxy resin 8, although a unitary structure optical surface is formed as to seal the light-emitting element 6 as a light source, described hereinafter for, the central axis of the light emitting element 6 and Z-axis, the upper surface position of the light-emitting element 6 on the Z axis as the origin, there as a coordinate system having a X-axis and Y-axis respectively orthogonal to the Z-axis at the origin. 但し、Z軸は中心軸Zとも称す。 However, Z-axis also referred to as the center axis Z.
【0021】 [0021]
即ち、LED2は、X−Y平面上に絶縁のための間隙を介して配置した一対の銅合金によるリードフレーム5a,5bのうち、一方のリードフレーム5aの上記原点位置に発光素子6を銀ペーストを介して実装し、発光素子6の上面の電極とリードフレーム5bの先端部とを、金のワイヤ7でボンディングし、さらに、各リードフレーム5a,5bの一部分、発光素子6、ワイヤ7を、透明エポキシ樹脂8(屈折率1.55)によって封止すると共に光学面をモールド形成したものである。 That, LED2 is, X-Y lead frame 5a by the pair of copper alloy arranged with a gap for insulation on the plane, among 5b, one lead frame 5a of the origin position in the light-emitting element 6 silver paste implemented through, a tip portion of the upper surface of the electrode and the lead frame 5b of the light emitting device 6, and bonding with gold wires 7, further lead frames 5a, a portion of 5b, the light-emitting element 6, the wire 7, a transparent epoxy resin 8 (refractive index 1.55) in which the optical surface is molded formed with sealing.
【0022】 [0022]
このLED2の主な特徴は、透明エポキシ樹脂8の形状にある。 The main feature of this LED2 is in the shape of the transparent epoxy resin 8. 即ち、透明エポキシ樹脂8は、その上面の中心部分(発光素子6の直上部分)が平坦面9aとなっており、この平坦面9aに続いて反射面9bが形成され、これによって反射鏡9が構成されている。 That is, the transparent epoxy resin 8, the central portion of the top surface (portion directly above the light-emitting element 6) has a flat surface 9a, the subsequently reflecting surface 9b on the flat surface 9a is formed, whereby the reflecting mirror 9 It is configured.
【0023】 [0023]
反射面9bは、原点を焦点としX軸を対称軸とする放物線の一部を、中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成している。 Reflecting surface 9b is formed in a part of a parabola to the axis of symmetry X-axis is the origin and focus, a circular reflector shape is rotated around the central axis Z. なお、平坦面9aは、発光素子6で発光された光をZ軸方向へ放射する光学面であり、凹面又は凸面であってもよい。 Incidentally, the flat surface 9a is the light emitted by the light emitting element 6 is an optical surface for emitting the Z-axis direction, may be concave or convex. 用途に応じては、平坦面9aが形成されていない構成とすることも可能である。 Is depending on the application, it is also possible to adopt a configuration that is not flat surface 9a is formed.
【0024】 [0024]
また、反射面9bは、発光素子6に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有する。 The reflecting surface 9b, compared emitting element 6, 2π {1-cosθc (θc: critical angle of the transparent material)} having more solid angle. 或いは、発光素子6の焦点と反射面9bのエッジ位置とを結ぶ斜めの直線L1と、Z軸との角度θ1が、(90°−θc)以上となっている。 Alternatively, the focus of the light emitting element 6 and an inclined straight line L1 connecting the edge position of the reflecting surface 9b, the angle θ1 between the Z-axis, and has a (90 ° -θc) above.
【0025】 [0025]
反射面9bの直径Wは、φ10mm以下が好ましい。 The diameter W of the reflecting surface 9b is preferably not more than .phi.10 mm. この理由は、透明エポキシ樹脂8のサイズが大きいと光学的には有利な設計が可能となるが、この場合、樹脂硬化時の残留応力などで熱衝撃に対してクラックが生じやすくなるので、透明エポキシ樹脂8のサイズは小さい方がよいからである。 The reason for this, although it is possible to advantageous design the optical size of the transparent epoxy resin 8 is large, in this case, since the cracks to thermal shock, etc. residual stress during resin curing is likely to occur, transparent the size of the epoxy resin 8 is because smaller is better.
【0026】 [0026]
更に、透明エポキシ樹脂8の側面放射面10は、原点を中心とする球面の一部を成している。 Furthermore, side-emitting surface 10 of the transparent epoxy resin 8 is formed in a part of a spherical surface centered at the origin. その側面放射面10における反射面9bのエッジ位置と、発光素子6の焦点を水平方向へ延長したX軸とを垂直に結ぶ高さHは、発光素子6の焦点と反射面9bのエッジ位置とを結ぶ斜めの直線L1と、X軸との角度θ2が、臨界角θcよりも小さくなるような高さに設定されている。 An edge position of the reflecting surface 9b of the side emitting surface 10, the focus height H which connects the extended X-axis perpendicular to the horizontal direction of the light emitting element 6, the focus of the light emitting element 6 and the edge position of the reflecting surface 9b and inclined straight line L1 connecting the angle θ2 between the X-axis is set at a height such as to be smaller than the critical angle .theta.c. 角度θ2は、(θc−5°)以下とするのが好ましい。 Angle θ2 is preferably not more than (θc-5 °). これは、入射角がθcに至らなくとも、図21に示すように、θc近傍では界面反射が大きいという理由による。 This is not necessarily lead to the incident angle .theta.c, as shown in FIG. 21, by reason that a large interface reflection at .theta.c vicinity.
【0027】 [0027]
また、上記の(90°−θc)または2π{1−cosθc}は、発光素子6に対して大きな立体角を有するといった意味があるが、もう一方で、発光素子6が発し、直接、側面放射面10に達した光が界面反射し、迷光とならない範囲という意味がある。 Further, the above-mentioned (90 ° -θc) or 2π {1-cosθc}, it is meant such having a large solid angle with respect to the light-emitting element 6, on the other hand, the light emitting device 6 emits directly side emission light is interface reflection reaching the surface 10, there is a sense that a range that does not stray. 仮に、側面放射面10がテーパーなしの垂直面であるとしても、θ1が(90°−θc)以上であれば、θ2がθc以下となり、全反射による迷光は生じない。 Even if side-emitting surface 10 is perpendicular plane without taper, if θ1 is (90 ° -θc) above, .theta.2 becomes θc less, stray light due to total reflection does not occur.
【0028】 [0028]
ここで、LED2のサイズは、その直径が10mm、反射面9bの直径Wが9mm、外端部のZ方向の高さHが1mm、Z軸に対する発光素子6の上面から反射面9b、外端部のなす角θ1が70°であるとする。 Here, the size of the LED2 has a diameter 10 mm, the diameter W of the reflecting surface 9b is 9 mm, the Z-direction of the outer end height H is 1 mm, the reflecting surface 9b from the upper surface of the light-emitting element 6 with respect to the Z-axis, the outer end angle θ1 parts is assumed to be 70 °.
【0029】 [0029]
また、発光素子6を実装したリードフレーム5aは、発光素子6の実装部分の近傍から実装面下方へ透明エポキシ樹脂8の外部へ引き出すことによって、そのリードフレーム5aが透明エポキシ樹脂8に埋まる部分をワイヤ7が露出しない範囲で極力少なくなるようにしてある。 The lead frame 5a mounted with the light emitting element 6, by withdrawing from the vicinity of the mounting portion of the light-emitting element 6 to the outside of the mounting surface downwardly into the transparent epoxy resin 8, a portion thereof lead frame 5a is to fill the transparent epoxy resin 8 wire 7 are made to be as small as possible within a range not exposed. なお、他方のリードフレーム5bも同様に、細長い平板形状を成し、上記のリードフレーム5bの樹脂外部へ引き出す部分と平行に配置されている。 Incidentally, likewise the other lead frame 5b, an elongated plate shape, arranged in parallel with the portion to draw the resin outside of the lead frame 5b.
【0030】 [0030]
Z軸に垂直な方向への放射、いわゆる側面放射のLED2は、広い範囲への光を放射し、且つ十分な放射強度が求められることから、発光素子6は、大電流タイプ(高出力タイプ)のものが用いられている。 Radiation in the direction perpendicular to the Z axis, LED2 of the so-called side-emitting radiates light to the wide range, and since a sufficient radiation intensity is obtained, the light-emitting element 6, a large current type (high output type) It has been used ones. 例えば、図2に示すように、N型GaP基板101の上に、N型AlInGaPクラッド層102、発光する層を有する層103、P型AlInGaPクラッド層104、P型GaPウインドウ層105が順次形成され、また、P型GaPウインドウ層105の上に、このウインドウ層105とオーミック接触するためのAuZnコンタクト106を介してAlボンディングパッド(正電極)107が形成され、さらに、N型GaP基板101の下にAu合金電極(負電極)108が形成された構造となっている。 For example, as shown in FIG. 2, on the N-type GaP substrate 101, N-type AlInGaP cladding layer 102, a layer 103, P-type AlInGaP cladding layer 104, P-type GaP window layer 105 having a light-emitting layers are sequentially formed further, on the P-type GaP window layer 105, Al bonding pad (positive electrode) 107 via a AuZn contact 106 for contacting with the window layer 105 ohmic is formed, further, under the N-type GaP substrate 101 Au alloy electrode (negative electrode) 108 is in the formed structure.
【0031】 [0031]
このような構造の発光素子6の負電極108をリードフレーム5aに実装し、前述のように正電極107とリードフレーム5bの先端とをワイヤ7でボンディングして、両電極107,108間に所定電圧を印加することによって、発光素子6が発光する。 The negative electrode 108 of the light-emitting element 6 of this structure is mounted on the lead frame 5a, and bonding a tip of the positive electrode 107 and the lead frame 5b as described above the wire 7, a predetermined between the electrodes 107 and 108 by applying a voltage, the light emitting device 6 emits light. この発光は、各クラッド層102,104の各々で、キャリア(電子とホール)を発光する層を有する層103に閉じ込める作用が生じ、発光する層を有する層103で、キャリアが再結合されることによって行われる。 This emission, in each of the cladding layers 102 and 104, acting to confine the layer 103 having a light emitting layer of the carrier (electrons and holes) occurs, a layer 103 having a light emitting layer, the carriers are recombined It is carried out by.
【0032】 [0032]
また、発光素子6は大電流タイプのものであることから発熱量が多くなる。 The light emitting element 6 is increased calorific value since those of large current type. そこで、第1の実施の形態では、発光素子6が実装されるリードフレーム5a,5bに、熱伝導率の高い銅合金材料(300W/m・k以上)を用い、更に、図1に示したように、埋設部分を極力少なくすることによって、外部への放熱性を高め、発光素子6並びにリードフレーム5aに熱が極力蓄積されないことにより、発光素子6の温度上昇を抑え、温度に対して負の光出力依存があるLED2の光出力の低下を防止することができる。 Therefore, in the first embodiment, the lead frame 5a of the light-emitting element 6 is mounted, in 5b, using high copper alloy material having a thermal conductivity of (300W / m · k or more), further illustrated in FIG. 1 as described above, by minimizing the embedded portion to increase the heat dissipation to the outside, by the heat is not as much as possible accumulated in the light-emitting element 6 and the lead frame 5a, reduce the temperature rise of the light-emitting element 6, negative with respect to temperature it is possible to prevent a reduction in the LED2 of the light output in the light output dependency. 或いは、高めの通電電流設定によるLED2の高光出力化を図ることができる。 Alternatively, it is possible to increase the light output of LED2 due to energization current setting higher. 例えば、100mAを越える大きな電流を流して、大光量の光を得ることが可能となる。 For example, by flowing a large current exceeding 100 mA, it is possible to obtain a large amount of light.
【0033】 [0033]
次に、このような構成のLED2の発光動作を説明する。 Next, the LED2 of the light-emitting operation of such arrangement.
【0034】 [0034]
LED2のリードフレーム5a,5bに電圧を印加すると発光素子6が発光する。 LED2 of the lead frame 5a, the light emitting element 6 and applies a voltage for emitting 5b. 発光素子6からの出射光のうち、Z軸に沿って直上に向かった光は、平坦面9aから透明エポキシ樹脂8をそのまま通り抜けて直進し、外部放射される。 Of the light emitted from the light-emitting element 6, the light went directly above along the Z axis, and travels straight through as it is transparent epoxy resin 8 from the flat surface 9a, is radiated outside. また、発光素子6で発光された光のうち反射面9bへ至った光は、反射面9bへの入射角が大きいため全て全反射されて側面放射面10に向かう。 The light reaching the reflecting surface 9b of the light emitted by the light emitting element 6 are all due to the large angle of incidence to the reflecting surface 9b is totally reflected toward the side emitting surface 10. ここで、反射面9bは、前述した反射形状を成すので、反射面9bで反射された光は、全てX−Y平面に略平行に放射される。 Here, the reflecting surface 9b, so forming a reflection shape described above, light reflected by the reflecting surface 9b is substantially parallel to the radiation all the X-Y plane. そして、側面放射面10は、発光素子6を中心とする球面の一部を成しているため、その略平行に進む光は、側面放射面10で僅かに下方向へ屈折するものの、ほぼそのまま略平行に進んでZ軸周り360度の方向に略平面状に放射される。 The side emission surface 10, because it forms a part of a spherical surface centered on the light-emitting element 6, the light traveling in the substantially parallel, but refracted the slightly downward in side emitting surface 10, almost as It is radiated in substantially flat in the direction of 360 degrees around the Z-axis proceeding substantially parallel.
【0035】 [0035]
ここで、図22(a)〜(c)は、標準的な発光素子の光度分布、光束分布、光束積算の特性図であり、横軸は中心軸に対する角度、縦軸はそれぞれ光度比、光束比、光束比である。 Here, FIG. 22 (a) ~ (c), the intensity distribution of standard light-emitting element, a light flux distribution is a characteristic diagram of the light beam integration, the horizontal axis angle relative to the central axis, each of the vertical axis intensity ratio, the light beam the ratio, which is a light flux ratio. Z軸に対する外端部のなす角θ1は70°であるので、発光素子が発する光のうち約80%が反射面9bへ至って反射され、側面放射面10から略平面状に放射される。 Since the angle θ1 of the outer end with respect to the Z-axis is the 70 °, about 80% of the light emitted from the light emitting element is reflected reached the reflecting surface 9b, is emitted from the side emitting surface 10 in a substantially flat shape. また残りの約20%も側面放射面10で屈折することなく、Z軸に対し、70°以上の方向へ放射される。 Also without being refracted by the side-emitting surface 10 be about 20 percent remaining relative to the Z axis, it is radiated to 70 ° or more directions.
【0036】 [0036]
このように、第1の実施の形態のLED2によれば、光源である発光素子6を透明エポキシ樹脂8で封止すると共に、光学面である平坦面9a、反射面9b、側面放射面10をモールド形成し、その反射面9bを、発光素子6位置の原点を焦点としX軸を対称軸とする放物線の一部を、中心軸Zの周りに回転させた形状の反射形状としたので、発光素子6が発した光を理想的な効率で側面放射することができる。 Thus, according to the LED2 of the first embodiment, the light-emitting element 6 as a light source with sealed with transparent epoxy resin 8, the flat surface 9a is an optical surface, the reflecting surface 9b, the side emission surface 10 molded form, the reflecting surface 9b, a part of a parabola to the axis of symmetry X-axis and the origin of the light-emitting element 6 position and focus, since the reflected shapes of which is rotated around the central axis Z, the light emitting can be side-emitting light device 6 is emitted by an ideal efficiency.
【0037】 [0037]
また、透明エポキシ樹脂8の側面放射面10を、発光素子6を中心とする球面の一部を成す形状としたので、反射面9bで反射されて略平行に進む光は、側面放射面10をほぼそのまま略平行に進んでZ軸周り360度の方向に略平面状に外部放射され、さらに、発光素子6から側面放射面10に直接向かった光は側面放射面10で屈折することなくそのままの向きで外部放射される。 Further, the side emission surface 10 of the transparent epoxy resin 8, since the shape forming a part of a spherical surface centered on the light-emitting element 6, the light traveling substantially in parallel is reflected by the reflecting surface 9b is a side emitting surface 10 substantially is directly substantially parallel to willing externally radiated in substantially flat in the direction of 360 degrees around the Z-axis, furthermore, the light went directly to the side-emitting surface 10 from the light emitting element 6 is intact without being refracted by the side-emitting surface 10 It is externally radiated in an orientation. 従って、Z軸に対して小さな角度範囲に放射される光はなく、側面放射面10から一次光として制御されて側面方向へ外部放射される光の放射効率を、大幅に向上させることができる。 Therefore, no light is radiated into a small angular range with respect to the Z axis, the radiation efficiency of the light is controlled as a primary light from the side emitting surface 10 externally radiated to a side direction, it can be greatly improved.
【0038】 [0038]
また、透明エポキシ樹脂8の側面放射面10は、発光素子6を中心とする球面の一部を成しているので、側面放射面10がテーパー形状となっており、ポッティングモールド又はキャスティングモールド形成時における型抜きを、透明エポキシ樹脂8を破損することなく容易に行うことができる。 Further, side-emitting surface 10 of the transparent epoxy resin 8, since a part of a spherical surface centered on the light-emitting element 6, side emitting surface 10 has a tapered shape, when potting mold or casting mold formed stamped in the, it can be easily performed without damaging the transparent epoxy resin 8. 逆テーパー形状や垂直形状では、型抜きを容易に行うことができず、透明エポキシ樹脂8を破損することもある。 The reverse tapered shape or vertical shape, can not be performed demolding easily, sometimes damage the transparent epoxy resin 8. 従って、現在一般に用いられている製造方法並びに樹脂材料で製造することができ、この際、量産性、特性安定性を向上させることができる。 Thus, it can be produced by a method for manufacturing the same, and a resin material currently used in general, this time, mass productivity can be improved characteristics stability.
【0039】 [0039]
但し、側面放射面10は、球面形状でなく、円筒形状の中心側に僅かに傾斜(例えば約4°の勾配)した円錐面の一部を用いた形状としてもよい。 However, side-emitting surface 10 is not spherical, a portion of the slightly inclined (e.g. slope of about 4 °) the conical surface toward the center of the cylindrical shape may have a shape using. この形状でも、型抜きを、透明エポキシ樹脂8を破損することなく容易に行うことができる。 In this configuration, the die-cutting can be easily performed without damaging the transparent epoxy resin 8. この他、型抜きが容易な形状であればよい。 In addition, as long as die cutting is easy shape.
【0040】 [0040]
また、反射面9bの中央、つまり発光素子6の直上に平坦面9aを形成し、平坦面9aの周縁から反射面9bのように湾曲させることでLED2を、より薄くすることができる。 The central reflecting surface 9b, that is to form a flat surface 9a directly above the light-emitting element 6, the LED2 by curving from the peripheral edge of the flat surface 9a as the reflecting surface 9b, can be thinner. 直上平面を形成せずに湾曲させると、発光素子6とこの直上界面との距離を長くしなければならないので、その分、厚くなるが、この点を解消することができる。 When curving without forming right above the plane, since it is necessary to lengthen the distance between just above the interface between the light-emitting element 6 Toko, correspondingly, becomes thicker, it is possible to solve this problem. なお、平坦面9aに限らず凹面や凸面であってもよい。 Incidentally, it may be a concave or convex is not limited to the flat surface 9a.
【0041】 [0041]
また、発光素子6の直上に平坦面9aを有するので、発光素子6の出射光のうち直上に向かう光(垂直光)を平坦面9aから外部へ放射することができる。 Also, because it has a flat surface 9a directly above the light-emitting element 6, light directed directly out of the light emitted from the light emitting element 6 (vertical light) can be emitted to the outside from the flat surface 9a. 従って、LED2の平坦面9aと側面放射面10で構成される照射面全面を照射することができる。 Therefore, it is possible to irradiate the irradiation surface entirely consists of the flat surface 9a and the side emitting surface 10 of the LED2.
【0042】 [0042]
また、反射面9bの直径Wを、φ10mm以下と小さくすることができるので、透明エポキシ樹脂8のサイズが大きい場合に生じる樹脂硬化時の残留応力が起因する熱衝撃によるクラックの発生を無くすことができる。 Further, the diameter W of the reflecting surface 9b, it is possible to reduce more than .phi.10 mm, is possible to eliminate the occurrence of cracks due to thermal shock residual stress during resin curing, which occurs when the size of the transparent epoxy resin 8 is large due it can.
【0043】 [0043]
また、LED2は、用途に応じては、平坦面9aが形成されていない構成とすることも可能である。 Further, LED2, the depending on the application, it is also possible to adopt a configuration that is not flat surface 9a is formed. この場合、Z軸方向へ光は放射されないが、発光素子6で発光された光を、上記同様に反射面9bで側面放射面10方向へ反射させることができる。 In this case, although not light to the Z-axis direction is radiated, the light emitted by the light-emitting element 6, can be reflected to the side-emitting surface 10 direction by the same reflecting surface 9b.
【0044】 [0044]
また、反射面9bは、原点を焦点としX軸を対称軸とする放物線の一部を、中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成しているとしたが、中心軸Zに対し、放物線の対称軸が90°未満の傾きとなる放物線の一部を、中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成していてもよい。 The reflecting surface 9b is a part of a parabola to the axis of symmetry X-axis is the origin and the focus has been that forms a circular reflector shape is rotated around the central axis Z, the center axis Z to a part of the parabola symmetry axis of the parabola is the slope of less than 90 °, it may form a circular reflection shape is rotated around the central axis Z. この反射面の形状では、反射光は斜め上方へも反射されることになる。 In the shape of the reflective surface, the reflected light will be reflected also obliquely upward. この反射面を有するLEDの使用用途については、後述の第2の実施の形態の変形例で説明する。 The intended use of the LED with the reflecting surface will be described a modification of the second embodiment described later.
【0045】 [0045]
更に、反射面9bは、発光素子6又は、その周囲を焦点とする楕円、放物線、双曲線の何れか1つの一部を、発光素子6の中心軸Z周りに回転させた形状であってもよい。 Further, the reflecting surface 9b, the light emitting element 6 or, ellipse and its surrounding focus parabola, a portion of any one of hyperbolic, may have a shape obtained by rotating the central axis Z of the light-emitting element 6 . 更には、図4にL2で示すように、放物線上の複数の点を直線で接続した線分の一部を、中心軸Z周りに回転させた形状であってもよい。 Furthermore, as shown in Figure 4 L2, a portion of the line segment connecting a plurality of points on the parabola in a straight line, may be a shape obtained by rotating around the central axis Z. また、中心軸Z周りに回転させた形状以外にも、中心軸Z方向から見て楕円形状となるもの、その他、発光素子6から発した光を有効に側面方向へ放射できるものであれば非軸対称形状であってもよい。 In addition to the shape obtained by rotating around the central axis Z, which an elliptical shape as viewed from the center axis Z-direction, other, as long as it can effectively radiated to the side direction of light emitted from the light-emitting element 6 non it may be axisymmetric.
【0046】 [0046]
リードフレーム5a,5bを銅合金材料(熱伝導率300W/m・k以上)と説明したが、他の熱伝導度の高い材料でも良く、300W/m・k以上でなくても良い。 Lead frame 5a, but 5b were described copper alloy material (thermal conductivity 300 W / m · k or more), may be a high other thermal conductivity material, may not 300 W / m · k or more. また、発光素子6を大電流タイプとしない場合は鉄合金などを用いても良い。 In addition, it if is not the light-emitting element 6 and the large-current type be used, such as iron alloy.
【0047】 [0047]
この他、LED2の第1の変形例として、図5(a)の平面図並びに(b)の断面図に示すLED2aのように、一対のリードフレーム122a,122bの内、発光素子6が実装されるリードフレーム122aを、透明エポキシ樹脂8との境界でクラックが生じないように、発光素子6の熱を広範囲に伝導して分散させることが可能な広面積を有すると共に、その広面積部分の縁に繋がる細長い平板形状を形成し、この細長い平板形状を縁の部分で下方に折り曲げて透明エポキシ樹脂8の外部へ引き出し、樹脂8への埋設部分を極力少なくしてもよい。 In addition, as a first modified example of LED2, as LED2a shown in plan view and cross-sectional view of (b) of FIG. 5 (a), a pair of lead frames 122a, among 122b, the light emitting element 6 is mounted that the lead frame 122a, so that cracks do not occur at the boundary between the transparent epoxy resin 8, which has a large area capable of causing the heat of the light-emitting element 6 is extensively conducted to dispersion, edges of the large-area portion an elongated plate shape formed leading to, the elongated flat plate shape bent downward at the edges drawer to the outside of the transparent epoxy resin 8, the embedding portion of the resin 8 can be minimized. なお、図5の例では、広面積部分を、一対で円形状となるようにしたが、熱を分散できる広面積を有していれば、他どの様な形状であっても良い。 In the example of FIG. 5, the large area portion, but it was made to be circular in a pair, if it has a large area that can dissipate the heat, may be any other kind of shape.
【0048】 [0048]
このような構成のLED2aにおいては、発光素子6が実装されるリードフレーム122aの透明エポキシ樹脂8に封止された部分が、発光素子6の熱を広範囲に伝導して分散させる広面積となっているので、発光素子6が大電流タイプで発熱量が多いものでも、発光素子6から直接透明エポキシ樹脂8に伝導する熱、並びに発光素子6からリードフレーム122aを介して透明エポキシ樹脂8に伝導する熱を、広面積のリードフレーム122a全体に分散させることができる。 In LED2a having such a configuration, the portion where the light emitting element 6 is sealed in a transparent epoxy resin 8 of the lead frame 122a to be implemented, become large area to disperse extensively to conduct heat of the light-emitting element 6 because there, the light emitting element 6 is also intended often calorific high current type, heat conducted directly transparent epoxy resin 8 from the light-emitting element 6, and conducts the light emitting element 6 in the transparent epoxy resin 8 through the lead frame 122a heat, can be dispersed throughout the lead frame 122a of the large area.
【0049】 [0049]
更に、リードフレーム122aにおける発光素子6の実装面を、発光素子6から下方へ放射された光を反射する反射面とすることができるので、光学的に有利となる。 Furthermore, the mounting surface of the light-emitting element 6 of the lead frame 122a, since the light emitted from the light emitting element 6 downward may be a reflective surface for reflecting, the optically advantageous.
【0050】 [0050]
次に、LED2の第2の変形例として、図6に示すLED2bのように、発光素子6を小形状の透明シリコン樹脂8sで封止した後に、透明エポキシ樹脂8で封止してもよい。 Next, as a second modification of the LED2, as LED2b shown in FIG. 6, after sealing the light-emitting element 6 with a transparent silicone resin 8s small shape, may be sealed with a transparent epoxy resin 8. この場合、発光素子6を、一旦小形状の透明シリコン樹脂8sで封止するので、残留応力をより緩和させることができ、寿命を長くさせることが可能となる。 In this case, the light-emitting element 6, once so sealed with a transparent silicone resin 8s small shape, it is possible to further relax the residual stress, it is possible to extend the life. また、透明シリコン樹脂8sに、蛍光体を混入させても良く、透明シリコン樹脂8s以外の透光性材料を用いても良い。 Further, the transparent silicone resin 8s, may be mixed phosphor, it may be used a light-transmitting material other than the transparent silicone resin 8s.
【0051】 [0051]
次に、LED2の第3の変形例として、図7に示すように、LED2cにおいて、一対のリードフレーム12b,12cを発光素子6の周辺のみ凹ませて反射面とする。 Next, as a third modification of the LED2, as shown in FIG. 7, in LED2c, a reflective surface a pair of lead frames 12b, and 12c is recessed only the peripheral light-emitting element 6. 但し、一対のリードフレーム12b,12cの平面形状は、図5に示したリードフレーム122a,122bと同様であるとする。 However, the planar shape of the pair of lead frames 12b, 12c is the same as that in the lead frame 122a, 122b shown in FIG.
【0052】 [0052]
これによって、LED2の基本形においては、発光素子6の直上方向にのみ光が放射されていたのに対して、LED2cにおいては、発光素子6の周囲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、見栄えが向上するという効果が得られる。 Thus, in the LED2 basic form, whereas light only directly upward of the light emitting device 6 has been emitted, in LED2c, light upward from the periphery of the light emitting device 6 is to be emitted, appeared to be more whole emits light, the effect is obtained that appearance is improved.
【0053】 [0053]
次に、LED2の第4の変形例として、図8に示すように、LED2dにおいて、一対のリードフレーム13a,13bにハーフエッチングやスタンピングパターンにより、図示するような鋸歯状のパターンを設けることによって、発光素子6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。 Next, a fourth modification of the LED2, as shown in FIG. 8, in LED2d, a pair of lead frames 13a, by half-etching or stamping pattern 13b, by providing a serrated pattern as illustrated, light upward to reflect light emitted from the light-emitting element 6 obliquely downward may be emitted. 但し、一対のリードフレーム13a,13bの平面形状は、図5に示したリードフレーム122a,122bと同様であるとする。 However, the planar shape of the pair of lead frames 13a, 13b are assumed to be the same as the lead frame 122a, 122b shown in FIG.
【0054】 [0054]
このようにリードフレーム13a,13bに複数の同心円反射鏡を形成することにより、上記第3の変形例と同様に、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。 Thus the lead frame 13a, by forming a plurality of concentric reflecting mirror 13b, as in the third modified example, more whole can look like is emitting light, making it possible to look improved it can. なお、この場合には、透明エポキシ樹脂8とリードフレーム13a,13b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。 In this case, a transparent epoxy resin 8 and the lead frame 13a, increases the bonding area and 13b, there is an effect of peeling failure reduced due to the adhesion shape rather than flat shape. 特に、発熱の大きい大電流タイプの場合に有効である。 In particular, it is effective for large high-current type of heating.
【0055】 [0055]
次に、LED2の第5の変形例として、図9に示すように、LED2eにおいて、透明エポキシ樹脂8による封止部分の側面形状を変更しても良い。 Next, as a fifth modification of the LED2, as shown in FIG. 9, the LEDs 2e, may change the side shape of the sealing portion by a transparent epoxy resin 8. 基本例の側面放射面10は、発光素子6を中心とする球面形状の一部であり、発光素子6から出た光は側面放射面10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。 Side emitting surface 10 of the basic example are part of a spherical surface centered on the light-emitting element 6, the light emitted from the light emitting element 6 is not so straight as it enters substantially perpendicular to the side surface emitting surface 10 It was. この第5の変形例においては、側面14は発光素子6を一方の焦点とする楕円体表面の一部を成しており、発光素子6から出た光は側面14において直進方向に対してやや下方に屈折する。 In the fifth modification, the side 14 is a part of the ellipsoid surface to one focus the light-emitting element 6, the light emitted from the light emitting element 6 is slightly with respect to the rectilinear direction in the side surface 14 refracted downward.
【0056】 [0056]
次に、LED2の第6の変形例として、図10に示すように、LED2fにおいて、反射面9bにおける側方への反射を、透明エポキシ樹脂8と空気の境界面における全反射によらず、上面9cにメッキ、蒸着等を施した金属反射膜15を付着させても良い。 Next, as a sixth modification of the LED2, as shown in FIG. 10, in LED2f, reflections to the side of the reflecting surface 9b, regardless of the total reflection at the boundary surface of the transparent epoxy resin 8 and the air, the upper surface plating 9c, it may be attached to the metal reflective film 15 which has been subjected to vapor deposition or the like. この場合には、発光素子6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9cの中心部分まで全て発光素子6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。 In this case, since the light emitted directly above the right above results in a flat light-emitting element 6 will not be externally radiated, a part of a parabola to the focus all the light emitting elements 6 to the center portion of the top surface 9c is required to be shaped is rotated around the Z axis.
【0057】 [0057]
次に、LED2の第7の変形例として、図11に示すように、LED2gを、基本形の反射鏡9よりも直径を小さくして形成した概略円柱形状の反射鏡9dの外周に、別体の環状反射鏡9eを形成して、反射鏡9fを形成した。 Next, as a seventh modified example of the LED2, as shown in FIG. 11, the LED2g, the outer periphery of the reflector 9d of approximately cylindrical shape formed by reducing the diameter of the reflecting mirror 9 in the basic form, a separate to form a cyclic reflector 9e, to form the reflector 9f. この反射鏡9fを形成する場合、例えば第1の樹脂封止用金型に、前述したように発光素子6が実装され、且つワイヤボンディングされた一対のリードフレーム5a,5b(またはリードフレーム122a,122b)をセットし、透明エポキシ樹脂8aを流し込んで硬化する。 When forming the reflector 9f, for example, the first resin sealing die, the light-emitting element 6 is mounted as described above, and wire bonded pair of lead frames 5a, 5b (or the lead frame 122a, 122b) sets, curing by pouring a transparent epoxy resin 8a. この硬化によって形成された反射鏡9dを第2の樹脂封止用金型にセットし、透明エポキシ樹脂8bを流し込んで硬化することによって環状反射鏡9eを形成する。 Set the reflector 9d formed by the cured second resin sealing mold to form an annular reflecting mirror 9e by curing by pouring a transparent epoxy resin 8b. なお、予め個々に作製した概略円柱形状の反射鏡9dに、環状反射鏡9eを嵌め込んで形成しても良い。 Incidentally, the reflector 9d of approximately cylindrical shape prepared in advance individually, may be formed by fitting the annular reflecting mirror 9e.
【0058】 [0058]
このように形成された反射鏡9fの外形は、基本形9と同様である。 The outer shape of the thus formed reflector 9f is the same as the basic form 9. 従って、環状反射鏡9eの外側面は、基本形9と同様に発光素子6を中心とする球面の一部を成す形状となっている。 Thus, the outer surface of the annular reflector 9e is shaped to form a part of a spherical surface centered on the light-emitting element 6 as well as the basic type 9. また、概略円柱形状の反射鏡9dと環状反射鏡9eとの境界は、この例では図示するように垂直としたが、基本形9と同じく発光素子6を中心とする球面の一部を成す形状としても良い。 Also, the boundary between the reflecting mirror 9d and the annular reflector 9e of approximately cylindrical shape, although the vertical as shown in this example, a shape forming a part of a spherical surface centered on the same light-emitting element 6 as basic style 9 it may be.
【0059】 [0059]
このようなLED2gによれば、発光素子6、ボンディングワイヤ7および一対のリードフレーム5a,5bを封止する透明エポキシ樹脂を、第1と第2の透明エポキシ樹脂8a,8bに分離したので、各々の樹脂8a,8bの体積が基本形の透明エポキシ樹脂8よりも小さくなり、各々の残留応力を小さくすることができる。 According to such LED2g, the light-emitting element 6, the bonding wires 7 and the pair of the lead frame 5a, a transparent epoxy resin for sealing a 5b, first and second transparent epoxy resin 8a, since the separated 8b, respectively resin 8a, volume 8b is smaller than the transparent epoxy resin 8 of the basic form, it is possible to reduce the respective residual stresses. つまり、発光素子6並びに発光素子6からリードフレーム5aを介して各々の透明エポキシ樹脂8a,8bに熱が伝導しても、各々の残留応力は小さく個別のものなので、熱により触発される残留応力による熱膨張を小さくすることができる。 That is, residual stress light-emitting element 6 and the light-emitting element 6 from the lead frame 5a through each of the transparent epoxy resin 8a, the heat 8b be conducted, each of residual stress so small such individual ones, that are inspired by heat it is possible to reduce the thermal expansion due. 従って、熱膨張によって、発光素子6並びにリードフレーム5aと透明エポキシ樹脂8aとの境界でクラックが生じるといったことを防止することができる。 Thus, the thermal expansion, it is possible to prevent such a crack occurs at the boundary between the light-emitting element 6 and the lead frame 5a and the transparent epoxy resin 8a.
【0060】 [0060]
さらに、図7〜図10に示したLED2c〜2fに、第7の変形例で説明した透明エポキシ樹脂を分割して反射鏡を形成する構成を採用しても、同様にクラックの発生を防止することができる。 Furthermore, to prevent the LED2c~2f shown in FIGS. 7 to 10, even by dividing the transparent epoxy resin described in the seventh modification employs a configuration which forms a reflecting mirror, similarly cracking be able to.
【0061】 [0061]
(第2の実施の形態) (Second Embodiment)
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るLEDを用いたLEDライトの全体構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(b)のP部分の拡大図である。 Figure 12 is a diagram showing the overall configuration of an LED light using an LED according to a second embodiment of the present invention, (a) is a plan view, A-A sectional view of (b) is (a) is an enlarged view of P portion of the (c) is (b).
【0062】 [0062]
図12に示すように、LEDライト1は、円盤形状の本体の中心に、図1に示したLED2を搭載し、このLED2の周囲に同心円の階段状の反射面3aが形成された反射鏡3で囲んだ構造を成している。 As shown in FIG. 12, LED light 1, the center of the body of the disc-shaped, equipped with LED2 shown in FIG. 1, the reflecting mirror 3 which concentrically stepped reflecting surface 3a is formed around the LED2 It forms an enclosed structure. 以降、LED2の反射鏡9を第1の反射鏡9、上記の反射鏡3を第2の反射鏡3と称す。 Hereinafter, the reflection mirror 9 of LED2 first reflecting mirror 9, a reflection mirror 3 described above is referred to as the second reflecting mirror 3.
【0063】 [0063]
第2の反射鏡3は、透明アクリル樹脂で成形した後、上面にアルミ蒸着を施すことによって反射面3aを形成している。 Second reflecting mirror 3, after forming a transparent acryl resin, to form a reflecting surface 3a by applying aluminum evaporation on the top surface. 各反射面3aは、図12(c)に示すように、X−Y平面に対して約45度に傾斜している。 Each reflecting surface 3a, as shown in FIG. 12 (c), is inclined at approximately 45 degrees to the X-Y plane.
【0064】 [0064]
次に、このような構成のLED2を用いた応用例であるLEDライト1の発光動作を、図12を参照して説明する。 Next, the light emitting operation of the LED light 1 is an application example using the LED2 having such a configuration will be described with reference to FIG. 12.
【0065】 [0065]
第1の実施の形態において図1を参照して説明したように、LED2からX−Y平面に略平行に放射された光は、第2の反射鏡3の略45度の傾斜を有する反射面3aで略Z軸方向へ反射され、外部へ放射される。 As described with reference to FIG. 1 in the first embodiment, the light to be substantially parallel to the radiation in the X-Y plane from LED2, reflecting surface having a slope of approximately 45 degrees of the second reflecting mirror 3 is reflected substantially toward the Z-axis direction 3a, it is emitted to the outside.
【0066】 [0066]
このように、LED2と第2の反射鏡3との組合せによって、大面積で薄型の灯具であるLEDライト1とすることができる。 Thus, it is possible by the combination of the LED2 and the second reflecting mirror 3, the LED light 1 is thin lamp a large area. 更に、LED2に代え、第1〜第7の変形例のLED2a〜2gの何れかを用いても、同様な効果を奏すことが可能となる。 Further, instead of the LED2, even using any of LED2a~2g of the first to seventh modified example, it is possible to Sosu the same effect.
【0067】 [0067]
また、LEDライト1において、LED2と第2の反射鏡3との関係は、図13の(a)及び(b)に比較例を示すように、LED2が第2の反射鏡3に対して小さい方が概して望ましい。 Further, in the LED lights 1, the relationship between the LED2 and the second reflecting mirror 3, as shown in the comparative example (a) and (b) of FIG. 13, is smaller than the second reflecting mirror 3 LED2 it is generally desirable. これは、LED2が中央部のみが発光点oとして視認され、(a)に示す内径の小さい第2の反射鏡3は、ほぼ全体が発光して視認されるが、(b)に示す内径の大きい第2の反射鏡3は、中抜けした発光として視認されることになる。 This, LED2 is only the central portion is visually recognized as a light emitting point o, the second reflecting mirror 3 small inside diameter shown in (a) is substantially entirely is viewed by emitting, an inner diameter shown in (b) big second reflecting mirror 3 will be recognized as luminescence and hollow defect.
【0068】 [0068]
本LED2は、径を小さくすることができるので、(a)に示すような第2の反射鏡3との関係でLEDライト1を構成することができる。 This LED2, since it is possible to reduce the diameter, it is possible to configure the LED light 1 in relation to the second reflector 3, as shown in (a). 従って、ほぼ全体が発光して見えるようにすることが可能となる。 Therefore, it is possible to almost entirely to appear to emit light.
【0069】 [0069]
但し、(b)に示す内径の大きい第2の反射鏡3を用いる場合は、図7に示したLED2c又は図8に示したLED2dを用いれば、ほぼ全体が発光して見えるようにすることが可能となる。 However, when using the second reflector 3 having a large inner diameter as shown in (b) is, if a LED2d shown in LED2c or 8 shown in FIG. 7, that almost entirely to appear to emit light It can become.
【0070】 [0070]
この他、LEDライト1の第1の変形例として、図14に示すように、反射面9bに環状のレンズ9hを形成して、発光素子6で発光された光を平坦面9a以外に上方へ放射するLED2hを、(b)の構成に用いても良い。 In addition, as a first modification of the LED light 1, as shown in FIG. 14, to form an annular lens 9h on the reflecting surface 9b, the light emitted by the light-emitting element 6 upward in addition to the flat surface 9a the LED2h to radiate, may be used for construction of (b).
【0071】 [0071]
次に、LEDライト1の第2の変形例として、図15に示すLEDライト1aがある。 Next, as a second modification of the LED light 1, there is LED lights 1a shown in FIG. 15. このLEDライト1aに用いられているLED2iがLED2と異なる点は、反射面9bが発光素子6を焦点としない放物線の一部を中心軸Zの周りに回転させた円状の反射形状を成す。 LED2i is LED2 differs from that used in the LED light 1a forms a circular reflector shape is rotated about a central axis Z of the portion of the parabola reflecting surface 9b does not focus the light-emitting element 6. これによって、LED2では発光素子6から出射されて反射される光が、略平行光であったのに対し、LED2iでは拡がった光となる。 Thus, the light that is reflected is emitted from the LED2 in the light-emitting element 6, while was substantially parallel light, the light spread in LED2i. この際にもLED2と同様、側面放射面10から一次光として制御されて外部放射されるので、この結果、図16に示す配光が得られる。 Similarly the LED2 At this time, since being controlled as primary light from the side emitting surface 10 is externally emitted, as a result, the light distribution shown in FIG. 16 is obtained. なお、高さh1が図12(b)のhよりも高い第2の反射鏡3cを組み合わせて構成する必要がある。 Incidentally, it is necessary to height h1 is formed by combining the second reflecting mirror 3c is higher than h of FIG. 12 (b). 但し、LED2iにおいては、側面での全反射または大きな界面反射が生じない範囲で、発光素子6に対する反射面の大きさを小さくしてもかまわない。 However, in LED2i, within a range that does not cause total reflection or large interface reflection at the side, it is also possible to reduce the size of the reflecting surface to the light emitting device 6.
【0072】 [0072]
なお、図21に側面放射面10への入射角に対する透過度を示す。 Incidentally, illustrating the transmittance with respect to the incident angle of the side-emitting surface 10 in FIG. 21. 臨界角:θcである40°余りで全反射となり透過度は0%となるが、θc−5°以上でも全反射とはならないものの、界面反射影響が大きい。 Critical angle: .theta.c permeability becomes totally reflected by 40 ° more than a is 0%, but not a total reflection even .theta.c-5 ° or more, a large interface reflection effect. このため、側面放射面10への入射角はθc−5°がさらに望ましい。 Therefore, the angle of incidence on the side-emitting surface 10 .theta.c-5 ° is more desirable.
【0073】 [0073]
このようなLEDライト1aにおいては、LED2hから光が、効率よく水平方向並びに斜め上方へも放射され、この放射光が第2の反射鏡3cの反射面3aで反射されるので、LEDライト1aを奥行き感のある灯具とすることができる。 In such a LED light 1a, light from LED2h is also emitted to efficiently horizontally and obliquely upward, because the emitted light is reflected by the reflecting surface 3a of the second reflecting mirror 3c, the LED lights 1a it can be a lamp with a sense of depth. この際にも、90°−θcとすることで、迷光ロスの無い有効な外部放射を考慮した。 In this case also, by a 90 ° -θc, considering valid external radiation without stray losses.
【0074】 [0074]
次に、LEDライト1の第3の変形例として、図17の(a)〜(d)に示すように、LEDライト1bの第2の反射鏡3aを、上記図1に示した基本例の第2の反射鏡3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。 Next, as a third modification of the LED light 1, as shown in (a) ~ (d) of FIG. 17, the second reflector 3a LED light 1b, the basic example illustrated in FIG. 1 rather than illuminate substantially uniformly across like a second reflecting mirror 3 can also be interspersed with the light emitting point. 即ち、図17(a)に示すように、円形の第2の反射鏡3dを扇形に分割して、図17(b),(c),(d)に示すように、LED2(又はLED2b〜2fの何れか)から反射面23aまでの距離を何種類かに分ける。 That is, as shown in FIG. 17 (a), by dividing the circular second reflecting mirror 3d in a fan shape, as shown in FIG. 17 (b), (c), (d), LED2 (or LED2b~ from any) of 2f divides the distance to the reflecting surface 23a in several types. 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。 Thus, the position to be radiation reflected light when viewed from above scattered in a circle, there is an effect that glitter and light looks beautiful. なお、この第3の変形例においては、各扇形において、それぞれ一段の反射面23aでLED2からの光を全て反射しなければならないので、図17(b)〜(d)に示す各反射面23aの高さは、同図(b)に示すように基本例である円形階段形反射鏡3の全体の高さhと同じ高さにする必要がある。 Incidentally, in the third modification, in each sector, since it must be all reflected light from LED2 by the reflecting surface 23a of the first stage respectively, each of the reflecting surfaces 23a shown in FIG. 17 (b) ~ (d) height should be the same height as the total height h of the circular stepped reflecting mirror 3 which is a basic example as shown in FIG. (b).
【0075】 [0075]
次に、LEDライト1の第4の変形例として、図18の(a)〜(c)に示すように、LEDライト1cの第2の反射鏡3eを、扇形に分割してそれぞれ長さを変えることによって、第2の反射鏡3e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。 Next, as a fourth modification of the LED light 1, as shown in (a) ~ (c) of FIG. 18, the second reflector 3e LED light 1c, and each length was sectored by varying, it can be brought close to a square shape of the second reflecting mirror 3e, as one of the polygons. 即ち、図18(b),(c)に示すように、最も短い扇形においては、反射面26aから次の反射面26a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26aから次の反射面26aまでの長さを√2Lとする。 That is, as shown in FIG. 18 (b), (c), the shortest in the sector, and the length from the reflective surface 26a to the next reflecting surface 26a is L, the longest sector offset 45 degrees from the fan in the length from the reflection surface 26a to the next reflecting surface 26a and √2L. これによって、図18(a)に示すように、概略正方形状の第2の反射鏡3eを形成することができる。 Thus, as shown in FIG. 18 (a), it is possible to form a generally square-shaped second reflector 3e.
【0076】 [0076]
例えば、基本形のLEDライト1の応用として、図19に示すように、図12に示した円形のLEDライト1を正方形またはその一部に切断して、断片11a,11b,11c,11d,11e,11f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型のLEDライト11とすることができる。 For example, as an application of LED light 1 basic form, as shown in FIG. 19, by cutting a circular LED light 1 shown in FIG. 12 in a square or a portion thereof, fragments 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, to prepare a six 11f, it can be an LED light 11 integral with a plurality of light emitting elements that cover the predetermined area in combination as shown in FIG.
【0077】 [0077]
このように、複数の正方形のLEDライト11a,…を連結する場合でも、図18に示したLEDライト1cを用いれば、円形のLEDライト1c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。 Thus, a plurality of square LED lights 11a, even when connecting ..., by using the LED light 1c shown in FIG. 18, it is not necessary to cut a square circular LED light 1c, the external radiation efficiency reduced without a brighter coupling type light. また、概略円柱形状のLED2,2a〜2i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26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。 In the case of using the LED substantially square instead of LED2,2a~2i of approximately cylindrical shape as a light source, the distance from each side of the LED to the reflecting mirror 26 is also an advantage that substantially equal over the entire circumference.
【0078】 [0078]
このような利点を有するLEDライト1cを用いて、例えば図20に示すような自動車のテールライトやブレーキライト等に適用できる車両用の灯具110を形成すれば、より明るい灯具を形成することができる。 Using LED light 1c having such advantages, by forming the lamp 110 for a vehicle that can be applied to, for example, Figure 20 an automobile taillights, brake lights, as shown, etc., it is possible to form a brighter lamp . 灯具110は、内部が空洞となったカバー111の中に、矢印Y1で指示する方向の正面位置が各々異なる3段2列の階段状の台座112を形成し、この台座112の正面にLEDライト1bを固定し、カバー111の内壁111aと、台座112の上面112bおよび側面112cにアルミメッキを施して形成されている。 Lamp 110, in the cover 111 whose inside is a cavity, forming a pedestal 112 direction in front positions of the respective different three-stage two rows stepped instructing by the arrow Y1, LED lights on the front of the pedestal 112 1b were fixed, and the inner wall 111a of the cover 111, and is formed by applying aluminum plating on the upper surface 112b and side surfaces 112c of the pedestal 112.
【0079】 [0079]
即ち、カバー111の内面全てが光を効率よく反射するので、LEDライト1cから半球全ての方向に放射される光が効率よく反射され、より明るい灯具を形成することができる。 That is, since all the inner surface of the cover 111 efficiently reflects light, light emitted from the LED light 1c hemisphere all directions is reflected efficiently, it is possible to form a brighter lamp. また、LEDライト1cから放射された光は、カバー111の内壁111aの側面や、台座112の側面112cにも反射するので、矢印X1で指示する横方向からも出射される。 Further, light emitted from the LED light 1c is a side and the inner wall 111a of the cover 111, so that reflections on the side face 112c of the pedestal 112, is also emitted from the side of indicated by arrow X1. 従って、自動車のテールライトやブレーキライトに適用すれば、自動車の真後ろだけでなく、横方向からの光の視認性も向上させることができる。 Therefore, when applied to an automobile taillights, brake lights, as well as behind the car, the visibility of the light from the lateral direction can be improved.
【0080】 [0080]
上記第1及び第2の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。 In the first and second embodiments, mainly using a transparent epoxy resin as a light transmitting material to seal the light emitting element or the like, may be other light transmissive material. また、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。 Further, as the second reflecting mirror, or the first is used a transparent acrylic resin as a reflecting mirror and an optical member serving also as a second reflecting mirror, including the other transparent synthetic resin, using other materials it is also possible. さらに、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、上記実施の形態に限定されるものではない。 Furthermore, configuration of the other portions of the LED light, shape, quantity, material, size, for the connection relationship and the like, but is not limited to the above embodiment.
【0081】 [0081]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上説明したように、本発明によれば、リードフレームに実装された発光素子を透光性材料で封止し、この封止手段に発光素子の発光面と対向する位置に配置され、発光素子から発光された光を側面放射面へ反射する反射面を形成した発光ダイオードにあって、反射面は、発光素子に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有し、側面放射面は、反射面で反射された光と、発光素子から発光された光とがθc以内で入射される形状を成すようにした。 As described above, according to the present invention, sealed with the light material permeable to the light emitting element mounted on the lead frame is disposed on the light emitting surface opposite to the position of the light-emitting element in the sealing means, the light emitting element the light emitted by a light emitting diode forming a reflecting surface for reflecting the side emitting surface from reflecting surface, to the light emitting element, 2π {1-cosθc (θc: critical angle of the transparent material)} has a more solid angle, side emitting surface was so formed and light reflected by the reflecting surface, the shape of the light emitted from the light emitting element is incident within .theta.c.
【0082】 [0082]
従って、反射面で反射されて略平行に進む光は、側面放射面をほぼそのまま略平行に進んで発光素子の中心軸周り360度の方向に略平面状に外部放射され、さらに、発光素子から側面放射面に直接向かった光は側面放射面で屈折することなくそのままの向きで外部放射される。 Therefore, light traveling substantially in parallel is reflected by the reflecting surface is radiated outside the substantially flat in the direction of the central axis around 360 degrees of the light emitting element advances a side emitting surface almost as substantially parallel, further from the light emitting element light directly toward the side emission surface is radiated outside as it orientation without being refracted by the side-emitting surface. 従って、中心軸に対して小さな角度範囲に放射される光はなく、側面放射面から一次光として制御されて外部放射される光の放射効率を、大幅に向上させることができる。 Therefore, no light emitted to a small range of angles relative to the central axis, the radiation efficiency of the light is controlled as a primary light from the side emitting surface is externally emitted, it can be significantly improved.
【0083】 [0083]
また、LEDライトにおいても、上記の発光ダイオードを備え、この発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡を備えたので、発光ダイオードの側面放射面から一次光として制御されて外部放射される放射効率の高い光を、反射鏡で反射させるので、この反射による放射効率を大幅に向上させることができる。 Further, even in the LED lights, including the above light-emitting diode, since a reflecting mirror for reflecting light emitted from the light emitting diode, which is controlled as a primary light from the side emitting surface of the light-emitting diode is radiated outside the radiation a high light efficiency, since the reflected by the reflecting mirror, the radiation efficiency due to the reflection can be greatly improved.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るLED(発光ダイオード)の構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。 Figure 1 is a view showing a configuration of a LED (light emitting diode) according to a first embodiment of the present invention, (a) is a cross-sectional view, (b) is a plan view.
【図2】実施の形態1に係るLEDに用いられる発光素子の構成を示す断面図である。 2 is a sectional view showing a structure of a light emitting element used in the LED according to the first embodiment.
【図3】リードフレームを水平方向に引き出した場合のLEDの断面図である。 3 is a cross-sectional view of an LED in the case of pulling out the lead frame in the horizontal direction.
【図4】実施の形態1に係るLEDの配光特性を示す図である。 4 is a diagram illustrating the light distribution characteristics of the LED according to the first embodiment.
【図5】実施の形態1に係るLEDの第1の変形例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)の断面図である。 [Figure 5] is a diagram showing a first modification of the LED according to the first embodiment and is a cross-sectional view of (a) is a plan view, (b) (a).
【図6】実施の形態1に係るLEDの第2の変形例を示す断面図である。 6 is a sectional view showing a second modification of the LED according to the first embodiment.
【図7】実施の形態1に係るLEDの第3の変形例を示す断面図である。 7 is a sectional view showing a third modification of the LED according to the first embodiment.
【図8】実施の形態1に係るLEDの第4の変形例を示す断面図である。 8 is a sectional view showing a fourth modification of the LED according to the first embodiment.
【図9】実施の形態1に係るLEDの第5の変形例を示す説明図である。 9 is an explanatory view showing a fifth modification of the LED according to the first embodiment.
【図10】実施の形態1に係るLEDの第6の変形例を示す部分拡大図である。 10 is a sixth portion enlarged view showing a modification of the LED according to the first embodiment.
【図11】実施の形態1に係るLEDの第7の変形例を示す断面図である。 11 is a sectional view showing a seventh modification of the LED according to the first embodiment.
【図12】本発明の第2の実施の形態に係るLEDを用いたLEDライトの全体構成を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図、(c)は(b)のP部分の拡大図である。 [Figure 12] is a diagram showing the overall configuration of an LED light using an LED according to a second embodiment of the present invention, (a) is a plan view, A-A sectional view of (b) is (a) is an enlarged view of P portion of the (c) is (b).
【図13】第2の実施の形態に係るLEDを用いたLEDライトにおいて、LEDと第2の反射鏡とのサイズの関係を示す図であり、(a)は小径のLEDを用いた様子を示し、(b)は大径のLEDを用いた様子を示す図である。 In [13] LED light using an LED according to the second embodiment, a diagram showing the size relationship between the LED and the second reflecting mirror, the (a) state is using a small diameter LED shown, (b) is a diagram showing a state of using the large diameter the LED.
【図14】第2の実施の形態に係るLEDライトの第1の変形例に用いられるLEDのを示す断面図である。 14 is a cross-sectional view showing an LED of used in the first modification of the LED light according to the second embodiment.
【図15】第2の実施の形態に係るLEDライトの第2の変形例を示す断面図である。 15 is a sectional view showing a second modification of the LED light according to the second embodiment.
【図16】上記第2の変形例のLEDライトに用いられるLEDの配光特性を示す図である。 16 is a diagram illustrating the light distribution characteristics of the LED used in the LED light of the second modification.
【図17】第2の実施の形態に係るLEDライトの第3の変形例を示す図であり、(a)は平面図、(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。 [17] a third diagram showing a modification of the LED light according to the second embodiment, (a) shows the plan view, (b) B-B cross-sectional view of (a), (c) sectional view taken along line C-C of (a), a D-D cross-sectional view of (d) are (a).
【図18】第2の実施の形態に係るLEDライトの第4の変形例を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のE−E断面図、(c)は(a)のF−F断面図である。 [Figure 18] is a diagram showing a fourth modification of the LED light according to the second embodiment, (a) shows the plan view, (b) E-E sectional view of (a), (c) is F-F sectional view of (a).
【図19】第2の実施の形態に係る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。 [19] The periphery of the LED light according to the second embodiment cut in a rectangular, is a plan view showing a structure so as to cover a predetermined range of the combined plurality.
【図20】LEDライトの第3の変形例によるLEDライトを複数組み合わせて形成した車両用の灯具の構造を示す斜視図である。 20 is a perspective view showing the structure of a lamp for a vehicle formed by combining a plurality of LED light according to a third modification of the LED light.
【図21】LEDの入射角と透過率との関係図である。 21 is a graph showing the relationship between LED incident angle and the transmittance of.
【図22】標準的な発光素子(20mil及び14milの場合)の光度分布、光束分布、光束積算の特性図である。 [Figure 22] luminous intensity distribution of standard light emitting element (for 20mil and 14mil), the light flux distribution is a characteristic diagram of the light beam integration.
【図23】従来のLEDの構成を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。 [Figure 23] is a diagram illustrating a conventional LED structure, (a) shows the cross sectional view, (b) is a plan view.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1,1a,1b,1c LEDライト2,2a〜2i,200 LED(発光ダイオード) 1,1a, 1b, 1c LED lights 2,2a~2i, 200 LED (light emitting diode)
3,3a,3c,23,26 第2の反射鏡5a,5b,12a,12b,13a,13b,120a,120b,122a,122b,205a,205b リードフレーム6,206 発光素子7,207 ボンディングワイヤ8,8a,8b,208 透明エポキシ樹脂(光透過性材料) 3, 3a, 3c, 23 and 26 second reflector 5a, 5b, 12a, 12b, 13a, 13b, 120a, 120b, 122a, 122b, 205a, 205b leadframe 6,206 emitting element 7,207 bonding wire 8 , 8a, 8b, 208 transparent epoxy resin (light transmissive material)
8s 透明シリコン樹脂9,9f,209 第1の反射鏡9a 平坦面9b,210 反射面9c 上面9d 概略円柱形状の反射鏡9e 環状反射鏡9h 環状レンズ10 側面放射面12b,12c,13a,13b 第3の反射鏡15 金属面101 N型GaP基板102 N型AlInGaPクラッド層103 発光する層を有する層104 P型AlInGaPクラッド層105 P型GaPウインドウ106 AuZnコンタクト107 Alボンディングパッド(正電極) 8s transparent silicone resin 9,9f, 209 first reflector 9a flat surface 9b, 210 reflective surfaces 9c top 9d approximately cylindrical shape of the reflecting mirror 9e annular reflecting mirror 9h annular lens 10 side emitting surfaces 12b, 12c, 13a, 13b first third reflecting mirror 15 metal surface 101 of the N-type GaP substrate 102 N-type AlInGaP layer having a cladding layer 103 emitting layers 104 P-type AlInGaP cladding layer 105 P-type GaP window 106 AuZn contact 107 Al bonding pad (positive electrode)
108 Au合金電極(負電極) 108 Au alloy electrode (negative electrode)
110 車両用の灯具111 カバー111a カバーの内壁112 台座112b 台座の上面112c 台座の側面 110 lamp 111 cover 111a interior wall 112 pedestal 112b side of the upper surface 112c pedestal seat cover for vehicles

Claims (9)

  1. 電源供給手段に実装された発光素子を透光性材料の封止部材で封止し、前記発光素子の発光面に対し放射光を受けて反射する反射面と、前記反射面からの反射光と前記発光素子からの直接光を放射する側面放射面とを前記封止部材に形成して構成された発光ダイオードにおいて、 A light emitting element mounted on the power supply means is sealed with a sealing member of translucent material, a reflecting surface that reflects receive light emitted to the light emitting surface of the light emitting element, and the reflected light from the reflecting surface in the light emitting diode and a side-emitting surface that emits direct light it is configured by forming the sealing member from the light emitting element,
    前記反射面は、前記発光素子に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有し、 The reflective surface relative to the light emitting element, 2π {1-cosθc (θc: critical angle of the transparent material)} has a more solid angle,
    前記側面放射面は、前記反射面で反射された反射光の入射角及び前記発光素子から放射された直接光の入射角が前記θcより小なる角度を有して形成され、前記発光素子から発光された光を入射して外部へ放射することを特徴とする発光ダイオード。 The side emission surface is formed at an angle to the incident angle of the direct light emitted from the incident angle and the light emitting element of the reflected light reflected by the reflection surface is smaller than the .theta.c, emitted from the light emitting element light emitting diodes, characterized in that the radiation to the outside incident light.
  2. 前記反射面は、前記発光素子の中心軸(Z軸)に対し直交するX軸でなす平面においてZ=f(X)の一部の線分を前記発光素子の中心軸回りに回転させた形状であり、前記Z=f(X)は{d f(X)/dX }<0であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。 Shape the reflecting surface is obtained by rotating a part of the line segment Z = f (X) around the central axis of the light emitting element in a plane formed by the X-axis orthogonal to the center axis of the light emitting element (Z-axis) , and the said Z = f (X) is {d 2 f (X) / dX 2} <0 a light emitting diode according to claim 1, characterized in that.
  3. 前記反射面は、前記発光素子又は、その周囲を焦点とする楕円、放物線、双曲線の何れか1つの一部を、前記発光素子の中心軸回りに回転させた形状を成すことを特徴とする請求項1または2に記載の発光ダイオード。 Wherein the reflecting surface, the light emitting element or the ellipse and its surrounding focus parabola, any one part of a hyperbola, characterized in that a shape obtained by rotating around the central axis of the light emitting element the light emitting diode according to claim 1 or 2.
  4. 前記反射面は、前記発光素子の直上に光取出面を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の発光ダイオード。 The reflecting surface, the light emitting diode according to any one of claims 1 to claim 3, characterized in that it has a light output surface directly above the light emitting element.
  5. 前記反射面は、径が10mm以下であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の発光ダイオード。 The reflecting surface, the light emitting diode as claimed in any one of claims 4, wherein the diameter of 10mm or less.
  6. 前記側面放射面は、前記発光素子側に傾斜する勾配を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の発光ダイオード。 The side emission surface, the light emitting diode according to any one of claims 1 to claim 5, characterized in that it has a slope inclined to the light-emitting element side.
  7. 前記側面放射面は、前記発光素子を中心とする球面の一部を成すことを特徴とする請求項6に記載の発光ダイオード。 The side emission surface, light-emitting diode according to claim 6, characterized in that forming part of a spherical surface centered on the light emitting element.
  8. 前記リードフレームは、熱伝導率が300W/m・k以上の導電性材料で形成され、前記封止手段の下面から引き出されていることを特徴とする請求項1から請求項7に記載の発光ダイオード。 The lead frame has a thermal conductivity of formed by 300 W / m · k or more conductive materials, luminescent according to claim 7 claim 1, characterized in that it is withdrawn from the lower surface of the sealing means diode.
  9. 電源供給手段に実装された発光素子を透光性材料の封止部材で封止し、前記発光素子の発光面に対し放射光を受けて反射する反射面と、前記反射面からの反射光と前記発光素子からの直接光を放射する側面放射面とを前記封止部材に形成して構成され、前記反射面が、前記発光素子に対し、2π{1−cosθc(θc:前記透光性材料の臨界角)}以上の立体角を有し、前記側面放射面が、前記反射面で反射された反射光の入射角及び前記発光素子から放射された直接光の入射角が前記θcより小なる角度を有して形成され、前記発光素子から発光された光を入射して外部へ放射する発光ダイオードと、 A light emitting element mounted on the power supply means is sealed with a sealing member of translucent material, a reflecting surface that reflects receive light emitted to the light emitting surface of the light emitting element, and the reflected light from the reflecting surface wherein the side-emitting surface which directly emit light from the light emitting element is constructed by forming the sealing member, the reflecting surface relative to the light emitting element, 2π {1-cosθc (θc: the translucent material the critical angle)} or more has a solid angle, the side emitting surface, the angle of incidence of direct light emitted from the incident angle and the light emitting element of the light reflected by the reflection surface is smaller than the θc is formed at an angle, a light emitting diode that emits to the outside incident light emitted from the light emitting element,
    前記発光ダイオードから放射される光を反射する反射鏡とを備えたことを特徴とするLEDライト。 LED light, characterized in that a reflecting mirror for reflecting light emitted from the light emitting diode.
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