JP3817722B2

JP3817722B2 - Reflective light emitting diode and light emitting diode array

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Publication number: JP3817722B2
Application number: JP17169197A
Authority: JP
Inventors: 好伸末広; 三幸畠中
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: JPH1117227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子が発する光を凹面状反射面で反射した後に外部に放射する反射型発光ダイオード及びその反射型発光ダイオードを配列した発光ダイオード配列体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々の構造の発光ダイオードが案出されており、その代表的なものとして、例えば、レンズ型発光ダイオードと、反射型発光ダイオードとがある。レンズ型発光ダイオードは、発光素子が発する光を直接、光学面から外部に放射するものである。
【０００３】
図５（ａ）は従来の反射型発光ダイオードの概略正面図、図５（ｂ）はその反射型発光ダイオードをｘ軸方向から見たときの概略側面図、図５（ｃ）はその反射型発光ダイオードをｙ軸方向から見たときの概略側面図である。
図５に示す反射型発光ダイオードは、発光素子６１と、リード部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄと、ワイヤ６３と、光透過性材料６４と、発光素子６１の発光面に対向して形成された凹面状反射面６５と、発光素子の背面側に形成された放射面６６とを有する。発光素子６１はリード部６２ａの一方の端部にマウントされ、発光素子６１とリード部６２ｂとはワイヤ６３により電気的に接続されている。また、発光素子６１、リード部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄの先端部及びワイヤ６３は、光透過性材料６４により封止されている。リード部６２ａ，６２ｂとリード部６２ｃ，６２ｄとは、光透過性材料６４の両側面から互いに反対方向に引き出されている。リード部６２ｃ，６２ｄは、電気配線には無関係で、反射型発光ダイオードを基板に固定するためにだけ用いられるものである。凹面状反射面６５は、光透過性材料６４の下面をメッキや金属蒸着等により鏡面加工したものである。
【０００４】
かかる反射型発光ダイオードを作製するには、リードフレームを用い、そのリードフレームに反射型発光ダイオードをトランスファーモールド法で成形する。トランスファーモールド法を用いると、リードフレームがしっかりと保持された状態で凹面状反射面６５及び放射面６６を成形することができるため、発光素子６１と光学系との位置精度を高くできる。その後、リードフレームの不要部分を切断することにより、図５に示すようなリード部６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄを有する反射型発光ダイオードが得られる。
【０００５】
発光素子６１に電力が供給されると、発光素子６１が発光し、発光素子６１が発する光は凹面状反射面６５によって反射された後、放射面６６から外部に放射されるので、発光素子６２が発する光を有効に前方に放射することができる。特に、発光素子６１からその中心軸方向（ｚ軸方向）に放射された光だけでなく、発光素子６１からｚ軸方向に略直交する方向に放射された光も凹面状反射面６５で制御されるので、反射型発光ダイオードは、外部放射効率が高いという特徴がある。この点で、発光素子からその中心軸方向に略直交する方向に放射された光を有効に外部放射することができないレンズ型発光ダイオードとは異なる。
【０００６】
また、反射型発光ダイオードはレンズ型発光ダイオードに比べて薄型化を図ることができる。このため、発光素子６１を樹脂封止する際に、樹脂収縮の影響が少ないので、凹面状反射面６５の直径を大きくすることができるという利点もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リードフレームの作製方法には、一般に、エッチング加工による方法とプレス打ち抜き加工による方法とがある。エッチング加工では、版作成費用が少なく、その作成も容易である。これに対し、プレス打ち抜き加工では、型作成に費用が多くかかり、その作成は容易でないが、量産性の点でエッチング加工よりも優れている。このため、レンズ型発光ダイオードを含めた多くの発光ダイオードでは、リードフレームとしてプレス打ち抜き加工品が用いられている。但し、プレス打ち抜き加工でリードフレームを作製する場合、リード部の幅が狭いほど、リード部の端部に対応する部分がリードフレームの面に垂直な方向にずれる現象、いわゆるリードの跳ね上がり現象が顕著となる。
【０００８】
反射型発光ダイオードでは、発光素子６１を、凹面状反射面６５を正面からみたときの中心位置に配置するため、リード部６２ａの一方の端部はその中心位置まで引き伸ばしている。しかし、凹面状反射面６５を正面から見たときに放射面６６と重なるリード部６２ａ，６２ｂの部分は、凹面状反射面６５で反射された光を遮ることになるので、リード部６２ａ，６２ｂの幅はなるべく狭くする必要がある。このため、プレス打ち抜き加工で作製したリードフレームを用いて反射型発光ダイオードを作製すると、リードの跳ね上がり現象により、リード部６２ａの発光素子６１をマウントする部分がｚ軸方向にずれてしまい、凹面状反射面６５に対する発光素子６１の位置精度が悪くなるという問題があった。これにより、発光素子６１からｚ軸方向以外の方向に放射される光は凹面状反射面６５で良好に制御されず、光放射特性がばらつき、目的の特性からずれてしまう。ここで、リードの跳ね上がり現象によるリード部６２ａの発光素子６１をマウントする部分のｚ軸方向のずれは、凹面状反射面６５の直径を大きくするほど顕著となる。
【０００９】
本発明者等は、リードの跳ね上がり現象が反射型発光ダイオードの光放射特性に及ぼす影響を調べるため、シミュレーションを行った。このシミュレーションでは、二種類の反射型発光ダイオードＤ₁，Ｄ₂を用いて、放射面６６から１００ｍｍ離れた目標の平面上での照射分布を調べた。反射型発光ダイオードＤ₁は、略平行光を導出するように、凹面状反射面６５を、発光素子６１を焦点とする回転放物面に近似した形状としたものである。かかる回転放物面に近似した形状は、具体的には、図６に示すように、凹面状反射面６５の中心軸方向をＺ軸（凹面状反射面６５の後側をＺ正軸とする。）、リードフレーム面を含む平面をＸ−Ｙ平面とすると、曲面
Ｚ＝Ａ₀＋Ａ₁ｒ＋Ａ₂ｒ²＋Ａ₃ｒ³＋Ａ₄ｒ⁴＋Ａ₅ｒ⁵＋Ａ₆ｒ⁶＋Ａ₇ｒ⁷
で与えられる。ここで、ｒ＝（Ｘ²＋Ｙ²）^1/2であり、また、
Ａ₀＝２．５８７７０１４６７８９３
Ａ₁＝０．０５４３００３７８４４３
Ａ₂＝−０．２０３３７０５１１１６５
Ａ₃＝０．０９９８５４９５６８１６
Ａ₄＝−０．０５２１４１０５９２８３
Ａ₅＝０．０１４５０４３１９６２６
Ａ₆＝−０．００２０４８２１２７０６
Ａ₇＝０．０００１１５３１１０６０
である。一方、反射型発光ダイオードＤ₂は、反射型発光ダイオードＤ₁において発光素子６１をＺ軸方向に０．１ｍｍだけずらして配置したものである。
【００１０】
図７（ａ）は反射型発光ダイオードＤ₁についての照射分布シミュレーション結果を示す図、図７（ｂ）は反射型発光ダイオードＤ₂についての照射分布シミュレーション結果を示す図である。ここで、図７（ａ）及び図７（ｂ）は、ピーク照度を１００％とした場合の、照度の割合の分布を表し、また、照度の割合が６０％以上の部分を梨地状にして示している。反射型発光ダイオードＤ₁では、図７（ａ）に示すように、ピーク照度の６０％以上の分布が円状であり、目標の平面上に平行光を照射することができる。一方、反射型発光ダイオードＤ₂については、図７（ｂ）に示すように、照度分布が図７（ａ）の照度分布よりも広がり、ピーク照度が数割低下する。しかも、反射型発光ダイオードＤ₂では、ピーク照度の６０％以上の分布がドーナツ状になり、目標の平面上における凹面状反射面６５の中心軸付近の照度が大幅に低下する。したがって、リードがわずかに跳ね上がっても、反射型発光ダイオードの光放射特性は大きな影響を受ける。
【００１１】
尚、レンズ型発光ダイオードでは、反射型発光ダイオードのようにリード部の幅を狭くしなければならないという制限はない。これは、レンズ型発光ダイオードは、発光素子が発する光を直接、光学面から外部に放射するので、リード部が光を遮ることはないからである。また、レンズ型発光ダイオードでは、発光素子からその中心軸方向に略直交する方向に放射された光を十分制御できないので、発光素子の中心軸方向における発光素子の位置ずれは、光放射特性にほどんど影響を及ぼすことはない。このため、プレス打ち抜き加工で作製したリードフレームを用いてレンズ型発光ダイオードを作製しても、何ら問題はない。
【００１２】
また、従来の反射型発光ダイオードでは、発光素子６１をリード部６２ａの一方の端部にマウントしたことにより、発光素子６１が発した熱はリード部６２ａの他方の端部に向かって一方向にしか伝わることができない。このため、発光素子６１が発した熱は、リード部６２ａの他方の端部の側のみから外部に放射されるので、放熱性が良くないという問題があった。また、かかる放熱性の問題は、特に、複数の反射型発光ダイオードを配列した発光ダイオード配列体において顕著である。
【００１３】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、凹面状反射面に対する発光素子の位置精度を安定して保つことができると共に、放熱性の向上を図ることができる反射型発光ダイオード及び発光ダイオード配列体を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、発光素子と、前記発光素子がマウントされた第一リード部と、前記発光素子とワイヤを介して接続された第二リード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けられた凹面状反射面と、前記凹面状反射面で反射した光を外部に放射する放射面と、前記発光素子と前記第一リード部及び第二リード部の一部とを封止すると共に前記凹面状反射面と前記放射面との間の空間を埋める光透過性材料とを備える反射型発光ダイオードにおいて、前記第一リード部は前記凹面状反射面を正面から見たときに前記凹面状反射面を略直線状に横切るように形成され、且つ、前記第一リード部の両端部が前記光透過性材料の側面から外部に引き出されていることを特徴とするものである。
【００１５】
第一リード部を、凹面状反射面を正面から見たときに凹面状反射面を略直線状に横切るように形成したことにより、発光素子は第一リード部の略中央部にマウントされる。このような第一リード部を有するリードフレームをプレス打ち抜き加工で作製しても、第一リード部の発光素子をマウントする部分は加工による変形が極めてわずかである。このため、かかるリードフレームを用いて反射型発光ダイオードを作製することによって、凹面状反射面に対する発光素子の位置精度を安定して保つことができるので、発光素子からその中心軸方向に放射される光だけでなく、その中心軸方向に略直交する方向に放射される光も凹面状反射面で良好に制御され、安定した光放射特性を有する光として外部に放射することができる。
【００１６】
また、第一リード部の両端部を光透過性材料の側面から外部に引き出したことにより、発光素子が発した熱は第一リード部の両端部に向かって両方向に伝わることができるため、発光素子から第一リード部に伝わる熱を第一リード部の両端部から外部に放射することができると共に、発光素子から第一リード部に伝わる熱の一部を放射面から外部に放射することができるので、放熱性の向上を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態である反射型発光ダイオードを用いた発光ダイオード配列体の概略正面図、図２はその発光ダイオード配列体のＡ−Ａ矢視方向概略断面図、図３（ａ）は本実施形態の反射型発光ダイオードの概略正面図、図３（ｂ）はその反射型発光ダイオードをｘ軸方向から見たときの概略側面図、図３（ｃ）はその反射型発光ダイオードをｙ軸方向から見たときの概略側面図である。尚、図３において、ｚ軸は凹面状反射面の中心軸方向、ｘ軸及びｙ軸は発光ダイオードの発光面を含む平面における直交座標軸である。
【００１８】
図１及び図２に示す発光ダイオード配列体は、複数の反射型発光ダイオード１０と、基板３０と、二つの細長い板状のスペーサ４０とを備えるものである。本実施形態では、複数の反射型発光ダイオード１０を直線状に配列して線状光源を得る場合について説明する。反射型発光ダイオード１０は、図２及び図３に示すように、発光素子１１と、第一リード部１２ａと、第二リード部１２ｂと、第三リード部１２ｃと、ワイヤ１３と、光透過性材料１４と、凹面状反射面１５と、放射面１６と、支持部１７とを備える。
【００１９】
第一リード部１２ａ及び第二リード部１２ｂは、発光素子１１に電力を供給するために用いられる。発光素子１１は第一リード部１２ａの略中央部にマウントされ、発光素子１１と第二リード部１２ｂとはワイヤ１３により電気的に接続されている。また、発光素子１１、第一リード部１２ａの一部、第二リード部１２ｂの先端部、第三リード部１２ｃの先端部及びワイヤ１３は、熱硬化性の光透過性材料１４により一体的に封止されている。ここで、光透過性材料１４としては、例えば、屈折率１．５の透明エポキシ樹脂が用いられる。
【００２０】
第一リード部１２ａは、凹面状反射面１５を正面から見たときに凹面状反射面１５を略直線状に横切るように形成され、第一リード部１２ａの両端部α，βは光透過性材料１４の側面から外部に引き出されている。第三リード部１２ｃは、支持部１７に取り付けられる。第一リード部１２ａの一方の端部α及び第二リード部１２ｂと、第一リード部１２ａの他方の端部β及び第三リード部１２ｃとは、光透過性材料１４の側面から互いに反対方向に引き出される。
【００２１】
また、第一リード部１２ａの端部β及び第三リード部１２ｃは、電気的端子となる第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂとは異なり、電気配線には無関係で、反射型発光ダイオード１０を基板３０に固定するために用いられる。このため、第一リード部１２ａの端部β及び第三リード部１２ｃは固定用リードということができる。一方、第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂは、発光素子１１に電力を供給するのみならず、反射型発光ダイオード１０を基板３０に固定するためにも用いられる。このため、第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂは電力供給兼固定用リードということができる。
【００２２】
凹面状反射面１５は、光透過性材料１４の一方の面上にメッキや金属蒸着等により鏡面加工したものであり、発光素子１１の発光面に対向する側に形成されている。ここでは、凹面状反射面１５を、発光素子１１の発光面の中心を焦点とする回転放物面形状に形成する。一方、放射面１６は、発光素子１１の背面側であって、第一リード部１２ａと第二リード部１２ｂに近い位置に形成されている。ここでは、放射面１６を凹面状反射面１５の回転軸（ｚ軸）に垂直な平面形状に形成する。すなわち、本実施形態では、反射型発光ダイオード１０が平行光を発することができるように、発光素子１１の位置、凹面状反射面１５及び放射面１６の形状を設計している。
【００２３】
また、反射型発光ダイオード１０は、凹面状反射面１５を正面から見たときに凹面状反射面１５の中心を通る直線であって凹面状反射面１５の中心軸に直交する直線（例えばｘ軸）に対して垂直な二つの平面によって凹面状反射面１５の端部が左右対称に切断されている。ここでは、凹面状反射面１５を正面から見たときにｘ軸の方向における切断前の凹面状反射面１５の長さに対する切断後の凹面状反射面１５の長さの割合が０．７となるように、凹面状反射面１５の端部を切断している。このように凹面状反射面１５の端部を切断するのは、凹面状反射面１５の切断面が隣合うように発光ダイオード１０を直線状に配列することにより、発光ダイオード１０の配列間隔を狭くするためである。
【００２４】
支持部１７は、反射型発光ダイオード１０を、スペーサ４０を介して基板３０に取り付ける場合に、反射型発光ダイオード１０を支持する役割を果たすものである。支持部１７は、凹面状反射面１５の周辺部に形成される。本実施形態では、凹面状反射面１５の端部を左右対称に切断しているので、支持部１７は、図３（ａ）に示すように、凹面状反射面１５の上下に形成されることになる。また、支持部１７の下端面１７ａ（図３（ｂ）参照）は平面状に形成している。
【００２５】
かかる反射型発光ダイオード１０を作製するには、リードフレームを用い、そのリードフレームに反射型発光ダイオードをトランスファーモールド法で形成する。このトランスファーモールド法を用いると、凹面状反射面１５、放射面１６及び支持部１７を精度よく成形できるので、それらの形状は非常に安定しており、さらに、リードフレームがしっかりと保持された状態で凹面状反射面１５及び放射面１６を成形することができるため、発光素子１１と光学系との位置精度を高くできる。また、リードフレームとしては、量産性を考慮し、プレス打ち抜き加工品が用いられる。次に、リードフレームの不要部分を切断することにより、図３に示すような各リード部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有する反射型発光ダイオード１０が得られる。最終的に、反射型発光ダイオード１０は、光透過性材料１４から外部に引き出された各リード部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを裏面側に折り曲げた状態に加工される。
【００２６】
上記構成の反射型発光ダイオード１０では、発光素子１１に電力が供給されると、発光素子１１が発光し、発光素子１１が発する光は凹面状反射面１５により反射され、放射面１６より外部に放射される。このように発光素子１１が発する光を一度、凹面状反射面１５で反射した後に外部に放射するので、かかる反射型発光ダイオード１０は、外部放射効率が高く、高輝度・高光度であるという特徴がある。しかも、発光素子１１が発する光は凹面状反射面１５のみで制御されるため、反射型発光ダイオード１０自体の照射分布には特徴だった照射パターンがなく、照射むらの度合いが小さいので、均斉度の向上を図ることができる。
【００２７】
基板３０には、図２に示すように、反射型発光ダイオード１０の各リード部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを挿入するためのリード差込用孔３１が形成されている。このリード差込用孔３１は、複数の反射型発光ダイオード１０を凹面状反射面１５の切断面が隣合うように一列に配列したときのリード位置に対応した箇所に設けられる。複数の反射型発光ダイオード１０は、第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂと、第一リード部１２ａの端部β及び第三リード部１２ｃとが配列方向に対して両側に位置するように基板３０に配列して取り付けられることになる。また、基板３０の裏面（基板３０上に反射型発光ダイオード１０を配列する側の面と反対側の面）には回路パターン（不図示）が形成されている。
【００２８】
スペーサ４０は、四角柱形状のものであって、凹面状反射面１５の底部が基板３０に接触しないように、支持部１７と基板３０との間に挿入するものである。スペーサ４０の長さは、複数の反射型発光ダイオード１０を一列に配列したときの長さと略同じであり、その高さは、凹面状反射面１５の底部が基板３０に接触しない高さとしている。各スペーサ４０は、図１及び図２に示すように、複数の反射型発光ダイオード１０を凹面状反射面１５の切断面が隣合うように一列に配列したときに、複数の反射型発光ダイオード１０の配列方向に対して両側の各々に位置する支持部１７について共通に用いられる。また、スペーサ４０には、図２に示すように、リード差込用孔４１が形成されている。このリード差込用孔４１は、複数の反射型発光ダイオード１０を一列に配列したときのリード位置に対応した箇所に設けられる。
【００２９】
反射型発光ダイオード１０を用いて発光ダイオード配列体を形成するには、まず、複数の反射型発光ダイオード１０の各リード部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを、スペーサ４０に形成されたリード差込用孔４１に挿入すると共に、基板３０に形成されたリード差込用孔３１に挿入して、支持部１７の下端面１７ａをスペーサ４０の表面に当接させることにより、複数の反射型発光ダイオード１０を、スペーサ４０を介して基板３０に取り付ける。次に、各リード部１２ａ，１２ｂ，１２ｃを半田付けすることにより、反射型発光ダイオード１０を固定すると共に、第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂを基板３０上に形成された回路パターンと接続する。こうして、複数の反射型発光ダイオード１０は、凹面状反射面１５の切断面が隣合うように直線状に配列され、図１に示すような発光ダイオード配列体が得られる。尚、図１に示す発光ダイオード配列体からは、二本の外部接続用の線５０が引き出されている。
【００３０】
このように、凹面状反射面１５の端面を切断した面が隣合うように密に反射型発光ダイオード１０を配列することにより、高照度で且つ均斉度よく、線状のエリアを照射する光源とすることができる。
本実施形態の反射型発光ダイオードでは、発光素子をマウントする第一リード部を、凹面状反射面を正面から見たときに凹面状反射面を略直線状に横切るように形成したことにより、発光素子は第一リード部の略中央部にマウントされ、かかる第一リード部を有するリードフレームをプレス打ち抜き加工で作製しても、第一リード部の発光素子をマウントする部分は加工による変形が極めてわずかである。このため、かかるリードフレームを用いて反射型発光ダイオードを作製することにより、凹面状反射面に対する発光素子の位置精度を安定して保つことができるので、発光素子からその中心軸方向に放射される光だけでなく、その中心軸方向に略直交する方向に放射される光も凹面状反射面で良好に制御され、安定した平行光を効率よく外部に放射することができる。
【００３１】
また、本実施形態の反射型発光ダイオードでは、第一リード部の両端部を光透過性材料の側面から引き出したことにより、発光素子が発した熱は第一リード部の両端部に向かって両方向に伝わり、発光素子から第一リード部に伝わる熱を第一リード部の両端部から外部に拡散することができるので、放熱性の向上を図ることができる。このため、発光素子の温度上昇により発光出力が低下するのを防止することができると共に、発光素子の寿命特性が劣化するのを防ぐことができる。ところで、反射型発光ダイオードは薄型で、第一リード部が放射面に近い位置に形成されているため、発光素子から第一リード部に伝わる熱の一部は放射面から外部に放射される。本実施形態では、凹面状反射面を正面から見たときに第一リード部が放射面と重なる部分の割合は従来の反射型発光ダイオードのものに比べて大きいので、放射面から外部に放射する熱の量を増やすことができ、このことによっても放熱性が向上する。
【００３２】
本発明者等は、下記の各発光ダイオードについて、消費電力３６ｍＷで発光素子を約１０分程度点灯し、発光素子のジャンクション温度が安定したことを確かめた後、発光素子のジャンクション温度上昇を測定した。その結果、従来の反射型発光ダイオードでは６．０°、本実施形態の反射型発光ダイオードでは４．８°、エポキシ樹脂でモールド成形したレンズ型発光ダイオードでは９．２°であった。したがって、本実施形態の反射型発光ダイオードでは、従来の反射型発光ダイオードに比べて、発光素子のジャンクション温度上昇が８０％に低減することを確認した。
【００３３】
また、本実施形態の反射型発光ダイオード用いて発光ダイオード配列体を構成することにより、発光素子が発する熱を、第一リード部からの放熱の経路及び放射面からの放熱の経路で、広く外部に拡散することができるので、放熱性の向上を図り、発光素子の温度上昇を効果的に抑えることができる。
尚、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
【００３４】
たとえば、上記の実施形態において、凹面状反射面に対する発光素子の位置精度を安定して保つだけで、放熱性の向上を図る必要がない場合には、図３に示す第一リード部１２ａのβ側の幅を、α側の幅によりも狭くしてもよい。
また、上記の実施形態では、リードフレームとして、量産性を考慮し、プレス打ち抜き加工品を用いた場合について説明したが、量産性の向上を図る必要がない場合には、リードフレームとして、エッチング加工により作製したものを用いてもよい。
【００３５】
更に、上記の実施形態では、支持部に取り付けられた第三リード部を有する場合について説明したが、第三リード部の代わりに、例えば、図４に示すように、一方の端部が第一リード部１２ａの発光素子がマウントされた部分Ｐに連なり、他方の端部が光透過性材料の側面から外部に引き出されている第四リード部１２ｄを設けるようにしてもよい。ここで、第一リード部１２ａの端部α及び第二リード部１２ｂと、第一リード部１２ａの端部β及び第四リード部１２ｄの他方の端部とは、光透過性材料の側面から互いに反対方向に引き出される。これにより、発光素子が発する熱の放熱経路が増えるため、発光素子から第四リード部１２ｄに伝わる熱を第四リード部１２ｄの端部から外部に放射することができると共に、発光素子から第四リード部１２ｄに伝わる熱の一部を放射面１６から外部に放射することができるので、放熱性をより一層向上させることができる。
【００３６】
一般に、反射型発光ダイオードでは、凹面状反射面を正面から見たときに放射面と重なるリード部の部分は、発光素子が発し、凹面状反射面で反射する光を外部に放射するのを妨げることになる。凹面状反射面の直径を約１０ｍｍ、リード部の幅を約０．３ｍｍとした場合、従来の反射型発光ダイオードでは、リード部による外部放射の損失は約６〜７％であり、一方、図４に示す反射型発光ダイオードでは、リード部による外部放射の損失は約１０％程度で、従来の反射型発光ダイオードに比べて約２倍弱となる。しかし、平行光を外部に放射する仕様では、反射型発光ダイオードは、レンズ型発光ダイオードに比べて３倍以上の外部放射効率を有することを考慮すると、図４に示す反射型発光ダイオードの損失と従来の反射型発光ダイオードの損失との差は小さなものと考えることができる。図４に示す反射型発光ダイオードは、特に、大電流を通電するタイプのものに好適である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第一リード部を、凹面状反射面を正面から見たときに凹面状反射面を略直線状に横切るように形成し、且つ、第一リード部の両端部を光透過性材料の側面から外部に引き出したことにより、発光素子は第一リード部の略中央部にマウントされ、かかる第一リード部を有するリードフレームをプレス打ち抜き加工で作製しても、第一リード部の発光素子をマウントする部分は加工による変形が極めてわずかであるので、凹面状反射面に対する発光素子の位置精度を安定して保つことができ、しかも、発光素子が発した熱は第一リード部の両端部に向かって両方向に伝わることができるため、発光素子から第一リード部に伝わる熱を第一リード部の両端部から外部に放射することができると共に、発光素子から第一リード部に伝わる熱の一部を放射面から外部に放射することができるので、放熱性の向上を図ることができる反射型発光ダイオードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である反射型発光ダイオードを用いた発光ダイオード配列体の概略正面図である。
【図２】その発光ダイオード配列体のＡ−Ａ矢視方向概略断面図である。
【図３】（ａ）は本実施形態の反射型発光ダイオードの概略正面図、（ｂ）はその反射型発光ダイオードをｘ軸方向から見たときの概略側面図、（ｃ）はその反射型発光ダイオードをｙ軸方向から見たときの概略側面図である。
【図４】本実施形態の反射型発光ダイオードの変形例を説明するための図である。
【図５】（ａ）は従来の反射型発光ダイオードの概略正面図、（ｂ）はその反射型発光ダイオードをｘ軸方向から見たときの概略側面図、（ｃ）はその反射型発光ダイオードをｙ軸方向から見たときの概略側面図である。
【図６】照射分布シミュレーションに用いられる反射型発光ダイオードの凹面状反射面の形状を説明するための図である。
【図７】照射分布シミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
１０反射型発光ダイオード
１１発光素子
１２ａ第一リード部
１２ｂ第二リード部
１２ｃ第三リード部
１２ｄ第四リード部
１３ワイヤ
１４光透過性材料
１５凹面状反射面
１６放射面
１７支持部
１７ａ下端面
３０基板
３１リード差込用孔
４０スペーサ
４１リード差込用孔
５０外部接続用の線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective light-emitting diode that radiates light emitted from a light-emitting element to the outside after being reflected by a concave reflecting surface, and a light-emitting diode array in which the reflective light-emitting diodes are arranged.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, light emitting diodes having various structures have been devised, and representative examples include, for example, a lens type light emitting diode and a reflection type light emitting diode. A lens-type light emitting diode emits light emitted from a light emitting element directly from an optical surface to the outside.
[0003]
5A is a schematic front view of a conventional reflective light emitting diode, FIG. 5B is a schematic side view of the reflective light emitting diode viewed from the x-axis direction, and FIG. 5C is the reflective type. It is a schematic side view when a light emitting diode is seen from the y-axis direction.
The reflection type light emitting diode shown in FIG. 5 is formed to face the light emitting element 61, the lead parts 62 a, 62 b, 62 c, 62 d, the wire 63, the light transmissive material 64, and the light emitting surface of the light emitting element 61. It has a concave reflecting surface 65 and a radiation surface 66 formed on the back side of the light emitting element. The light emitting element 61 is mounted on one end of the lead part 62 a, and the light emitting element 61 and the lead part 62 b are electrically connected by a wire 63. Further, the light emitting element 61, the leading end portions of the lead portions 62a, 62b, 62c, and 62d and the wire 63 are sealed with a light transmissive material 64. The lead portions 62 a and 62 b and the lead portions 62 c and 62 d are drawn out in opposite directions from both side surfaces of the light transmissive material 64. The lead parts 62c and 62d are used only for fixing the reflection type light emitting diode to the substrate irrespective of the electric wiring. The concave reflecting surface 65 is obtained by mirror-finishing the lower surface of the light transmissive material 64 by plating, metal vapor deposition, or the like.
[0004]
In order to manufacture such a reflection type light emitting diode, a lead frame is used, and the reflection type light emitting diode is formed on the lead frame by a transfer molding method. When the transfer molding method is used, the concave reflecting surface 65 and the radiation surface 66 can be formed in a state where the lead frame is firmly held, so that the positional accuracy between the light emitting element 61 and the optical system can be increased. Thereafter, by cutting unnecessary portions of the lead frame, a reflection type light emitting diode having lead portions 62a, 62b, 62c, 62d as shown in FIG. 5 is obtained.
[0005]
When power is supplied to the light emitting element 61, the light emitting element 61 emits light, and the light emitted from the light emitting element 61 is reflected by the concave reflecting surface 65 and then radiated to the outside from the radiation surface 66. The light emitted by can be effectively emitted forward. In particular, not only the light emitted from the light emitting element 61 in the central axis direction (z-axis direction) but also the light emitted from the light emitting element 61 in a direction substantially orthogonal to the z-axis direction is controlled by the concave reflecting surface 65. Therefore, the reflection type light emitting diode is characterized by high external radiation efficiency. In this respect, it differs from a lens-type light emitting diode that cannot effectively radiate light emitted from the light emitting element in a direction substantially orthogonal to the central axis direction.
[0006]
Further, the reflection type light emitting diode can be made thinner than the lens type light emitting diode. For this reason, there is an advantage that the diameter of the concave reflecting surface 65 can be increased because the resin shrinkage is less affected when the light emitting element 61 is sealed with the resin.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, there are two methods for producing a lead frame: an etching method and a press punching method. In the etching process, the cost of making a plate is low and the creation is easy. On the other hand, in the press punching process, it takes a lot of cost to create a mold, and the preparation is not easy, but it is superior to the etching process in terms of mass productivity. For this reason, in many light emitting diodes including lens type light emitting diodes, press punched products are used as lead frames. However, when producing a lead frame by press punching, the phenomenon that the portion corresponding to the end portion of the lead portion shifts in the direction perpendicular to the surface of the lead frame, that is, the so-called lead jumping phenomenon becomes more pronounced as the width of the lead portion is narrower It becomes.
[0008]
In the reflection type light emitting diode, since the light emitting element 61 is disposed at the center position when the concave reflecting surface 65 is viewed from the front, one end portion of the lead portion 62a is extended to the center position. However, when the concave reflecting surface 65 is viewed from the front, the portions of the lead portions 62a and 62b that overlap with the radiation surface 66 block the light reflected by the concave reflecting surface 65, so the lead portions 62a and 62b. It is necessary to make the width of as narrow as possible. For this reason, when a reflection type light emitting diode is manufactured using a lead frame manufactured by press punching, the portion of the lead portion 62a where the light emitting element 61 is mounted is displaced in the z-axis direction due to the jumping phenomenon of the lead, and the concave shape There is a problem that the positional accuracy of the light emitting element 61 with respect to the reflecting surface 65 is deteriorated. As a result, light emitted from the light emitting element 61 in a direction other than the z-axis direction is not well controlled by the concave reflecting surface 65, and the light emission characteristics vary and deviate from the target characteristics. Here, the shift in the z-axis direction of the portion where the light emitting element 61 of the lead portion 62a is mounted due to the jumping phenomenon of the lead becomes more prominent as the diameter of the concave reflecting surface 65 is increased.
[0009]
The present inventors performed a simulation in order to investigate the influence of the jumping phenomenon of the lead on the light emission characteristics of the reflection type light emitting diode. In this simulation, two types of reflective light emitting diodes D₁, D₂Was used to examine the irradiation distribution on the target plane 100 mm away from the radiation surface 66. Reflective light emitting diode D₁Is a shape in which the concave reflecting surface 65 is approximated to a rotating paraboloid with the light emitting element 61 as a focal point so as to derive substantially parallel light. Specifically, as shown in FIG. 6, the shape approximated to the paraboloid of revolution is the Z axis (the rear side of the concave reflecting surface 65 is the positive Z axis). )) If the plane including the lead frame surface is the XY plane, the curved surface
Z = A₀+ A₁r + A₂r²+ A_Threer^Three+ A_Fourr^Four+ A_Fiver^Five+ A₆r⁶+ A₇r⁷
Given in. Where r = (X²+ Y²)^1/2And also
A₀= 2.5877701467893
A₁= 0.0543003784443
A₂= -0.203370511165
A_Three= 0.099854549816
A_Four= -0.052141059283
A_Five= 0.014504319626
A₆= -0.002048212706
A₇= 0.000115311060
It is. On the other hand, reflection type light emitting diode D₂Is a reflection type light emitting diode D₁In FIG. 5, the light emitting element 61 is displaced by 0.1 mm in the Z-axis direction.
[0010]
FIG. 7A shows a reflective light emitting diode D.₁FIG. 7B is a diagram showing an irradiation distribution simulation result for FIG.₂It is a figure which shows the irradiation distribution simulation result about. Here, FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b) show the distribution of the illuminance ratio when the peak illuminance is 100%, and the portion where the illuminance ratio is 60% or more is made into a satin finish. Show. Reflective light emitting diode D₁Then, as shown to Fig.7 (a), the distribution of 60% or more of peak illumination intensity is circular shape, and it can irradiate parallel light on a target plane. On the other hand, reflection type light emitting diode D₂As shown in FIG. 7B, the illuminance distribution is wider than the illuminance distribution of FIG. 7A, and the peak illuminance is reduced by several percent. Moreover, the reflective light emitting diode D₂Then, the distribution of 60% or more of the peak illuminance becomes a donut shape, and the illuminance near the central axis of the concave reflecting surface 65 on the target plane is significantly reduced. Therefore, even if the lead jumps slightly, the light emission characteristics of the reflective light emitting diode are greatly affected.
[0011]
In the lens type light emitting diode, there is no restriction that the width of the lead portion must be narrowed unlike the reflection type light emitting diode. This is because the lens-type light emitting diode radiates light emitted from the light emitting element directly from the optical surface to the outside, so that the lead portion does not block the light. In addition, in a lens-type light emitting diode, the light emitted from the light emitting element in a direction substantially orthogonal to the central axis direction cannot be sufficiently controlled. Therefore, the positional deviation of the light emitting element in the central axis direction of the light emitting element is almost due to the light emission characteristics. It has no effect. For this reason, there is no problem even if a lens-type light emitting diode is manufactured using a lead frame manufactured by press punching.
[0012]
In the conventional reflective light emitting diode, the light emitting element 61 is mounted on one end portion of the lead portion 62a, so that the heat generated by the light emitting element 61 is directed in one direction toward the other end portion of the lead portion 62a. Can only be communicated. For this reason, since the heat generated by the light emitting element 61 is radiated to the outside only from the other end side of the lead portion 62a, there is a problem that heat dissipation is not good. Such a problem of heat dissipation is particularly noticeable in a light emitting diode array in which a plurality of reflective light emitting diodes are arranged.
[0013]
The present invention has been made based on the above circumstances, and a reflective light-emitting diode and a light-emitting diode that can stably maintain the positional accuracy of the light-emitting element with respect to the concave reflecting surface and can improve heat dissipation. The object is to provide an array.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention provides a light emitting device, a first lead portion on which the light emitting device is mounted, a second lead portion connected to the light emitting device through a wire, and the light emitting device. A concave reflecting surface provided opposite to the light emitting surface, a radiation surface for radiating light reflected by the concave reflecting surface to the outside, a part of the light emitting element, the first lead portion, and the second lead portion And a light-transmitting material that fills a space between the concave reflection surface and the radiation surface, and the first lead portion has the concave reflection surface viewed from the front. The concave reflection surface is formed so as to cross substantially linearly, and both end portions of the first lead portion are drawn out from the side surface of the light transmissive material. It is.
[0015]
By forming the first lead portion so as to cross the concave reflection surface in a substantially straight line when the concave reflection surface is viewed from the front, the light emitting element is mounted at a substantially central portion of the first lead portion. Even when a lead frame having such a first lead portion is manufactured by press punching, the portion of the first lead portion where the light emitting element is mounted is very little deformed by the processing. For this reason, by manufacturing a reflective light emitting diode using such a lead frame, the positional accuracy of the light emitting element with respect to the concave reflecting surface can be stably maintained, so that the light emitting element emits in the central axis direction. Not only light but also light emitted in a direction substantially perpendicular to the central axis direction is well controlled by the concave reflecting surface, and can be emitted to the outside as light having stable light emission characteristics.
[0016]
In addition, since both ends of the first lead part are drawn out from the side surface of the light-transmitting material, heat generated by the light emitting element can be transmitted in both directions toward both ends of the first lead part. Heat transmitted from the element to the first lead part can be radiated to the outside from both ends of the first lead part, and part of the heat transmitted from the light emitting element to the first lead part can be radiated to the outside from the radiation surface. Therefore, the heat dissipation can be improved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a schematic front view of a light-emitting diode array using a reflective light-emitting diode according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light-emitting diode array in the direction of arrow AA, and FIG. ) Is a schematic front view of the reflective light emitting diode of the present embodiment, FIG. 3B is a schematic side view of the reflective light emitting diode when viewed from the x-axis direction, and FIG. 3C is the reflective light emitting diode. It is a schematic side view when seeing from the y-axis direction. In FIG. 3, the z axis is the central axis direction of the concave reflecting surface, and the x axis and the y axis are orthogonal coordinate axes in a plane including the light emitting surface of the light emitting diode.
[0018]
The light-emitting diode array shown in FIGS. 1 and 2 includes a plurality of reflective light-emitting diodes 10, a substrate 30, and two elongated plate-like spacers 40. In this embodiment, a case where a plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a straight line to obtain a linear light source will be described. As shown in FIGS. 2 and 3, the reflective light emitting diode 10 includes a light emitting element 11, a first lead portion 12a, a second lead portion 12b, a third lead portion 12c, a wire 13, and a light transmitting property. A material 14, a concave reflecting surface 15, a radiation surface 16, and a support portion 17 are provided.
[0019]
The first lead portion 12 a and the second lead portion 12 b are used for supplying power to the light emitting element 11. The light emitting element 11 is mounted at a substantially central portion of the first lead portion 12a, and the light emitting element 11 and the second lead portion 12b are electrically connected by a wire 13. Further, the light emitting element 11, a part of the first lead part 12a, the tip part of the second lead part 12b, the tip part of the third lead part 12c, and the wire 13 are integrally formed by a thermosetting light transmissive material 14. It is sealed. Here, as the light transmissive material 14, for example, a transparent epoxy resin having a refractive index of 1.5 is used.
[0020]
The first lead portion 12a is formed so as to cross the concave reflective surface 15 substantially linearly when the concave reflective surface 15 is viewed from the front, and both end portions α and β of the first lead portion 12a are light transmissive. It is pulled out from the side surface of the material 14. The third lead portion 12 c is attached to the support portion 17. One end portion α and second lead portion 12b of the first lead portion 12a and the other end portion β and third lead portion 12c of the first lead portion 12a are opposite to each other from the side surface of the light transmissive material 14. Pulled out.
[0021]
Further, the end portion β and the third lead portion 12c of the first lead portion 12a are irrelevant to the electrical wiring, unlike the end portion α and the second lead portion 12b of the first lead portion 12a serving as an electrical terminal. It is used for fixing the reflective light emitting diode 10 to the substrate 30. Therefore, the end portion β and the third lead portion 12c of the first lead portion 12a can be referred to as fixing leads. On the other hand, the end portion α of the first lead portion 12 a and the second lead portion 12 b are used not only to supply power to the light emitting element 11 but also to fix the reflective light emitting diode 10 to the substrate 30. For this reason, the end portion α of the first lead portion 12a and the second lead portion 12b can be referred to as a power supply and fixing lead.
[0022]
The concave reflecting surface 15 is a mirror-finished surface by plating or metal vapor deposition on one surface of the light transmissive material 14, and is formed on the side facing the light emitting surface of the light emitting element 11. Here, the concave reflecting surface 15 is formed in a rotational paraboloid shape with the center of the light emitting surface of the light emitting element 11 as a focal point. On the other hand, the radiation surface 16 is formed on the back side of the light emitting element 11 and at a position close to the first lead portion 12a and the second lead portion 12b. Here, the radiation surface 16 is formed in a planar shape perpendicular to the rotation axis (z-axis) of the concave reflecting surface 15. That is, in the present embodiment, the position of the light emitting element 11, the shape of the concave reflecting surface 15 and the radiation surface 16 are designed so that the reflective light emitting diode 10 can emit parallel light.
[0023]
The reflective light-emitting diode 10 is a straight line that passes through the center of the concave reflective surface 15 when the concave reflective surface 15 is viewed from the front and is orthogonal to the central axis of the concave reflective surface 15 (for example, the x-axis). The ends of the concave reflecting surface 15 are cut symmetrically by two planes perpendicular to the surface. Here, when the concave reflecting surface 15 is viewed from the front, the ratio of the length of the concave reflecting surface 15 after cutting to the length of the concave reflecting surface 15 before cutting in the x-axis direction is 0.7. Thus, the end of the concave reflecting surface 15 is cut. The end of the concave reflecting surface 15 is cut in this way by arranging the light emitting diodes 10 linearly so that the cut surfaces of the concave reflecting surfaces 15 are adjacent to each other, thereby narrowing the arrangement interval of the light emitting diodes 10. It is to do.
[0024]
The support portion 17 plays a role of supporting the reflective light emitting diode 10 when the reflective light emitting diode 10 is attached to the substrate 30 via the spacer 40. The support portion 17 is formed in the peripheral portion of the concave reflecting surface 15. In this embodiment, since the end of the concave reflecting surface 15 is cut symmetrically, the support portion 17 is formed above and below the concave reflecting surface 15 as shown in FIG. become. Moreover, the lower end surface 17a (refer FIG.3 (b)) of the support part 17 is formed in planar shape.
[0025]
In order to manufacture the reflective light emitting diode 10, a lead frame is used, and the reflective light emitting diode is formed on the lead frame by a transfer molding method. When this transfer molding method is used, the concave reflecting surface 15, the radiating surface 16 and the support portion 17 can be formed with high accuracy, so that their shapes are very stable and the lead frame is firmly held. Since the concave reflecting surface 15 and the radiation surface 16 can be formed, the positional accuracy between the light emitting element 11 and the optical system can be increased. As the lead frame, a press punched product is used in consideration of mass productivity. Next, by cutting unnecessary portions of the lead frame, the reflective light emitting diode 10 having the respective lead portions 12a, 12b, and 12c as shown in FIG. 3 is obtained. Finally, the reflective light emitting diode 10 is processed in a state where the lead portions 12a, 12b, and 12c drawn out from the light transmissive material 14 are bent to the back surface side.
[0026]
In the reflective light emitting diode 10 having the above-described configuration, when power is supplied to the light emitting element 11, the light emitting element 11 emits light, and the light emitted from the light emitting element 11 is reflected by the concave reflecting surface 15 and is emitted from the radiation surface 16 to the outside. Radiated. Thus, since the light emitted from the light emitting element 11 is once reflected by the concave reflecting surface 15 and then radiated to the outside, the reflective light emitting diode 10 has a high external radiation efficiency, high brightness and high luminous intensity. There is. Moreover, since the light emitted from the light emitting element 11 is controlled only by the concave reflecting surface 15, there is no characteristic irradiation pattern in the irradiation distribution of the reflective light emitting diode 10 itself, and the degree of irradiation unevenness is small. Can be improved.
[0027]
As shown in FIG. 2, lead insertion holes 31 for inserting the respective lead portions 12 a, 12 b, and 12 c of the reflective light emitting diode 10 are formed in the substrate 30. The lead insertion holes 31 are provided at locations corresponding to the lead positions when the plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a line so that the cut surfaces of the concave reflecting surface 15 are adjacent to each other. In the plurality of reflective light emitting diodes 10, the end portion α and the second lead portion 12b of the first lead portion 12a, the end portion β of the first lead portion 12a and the third lead portion 12c are on both sides with respect to the arrangement direction. It is arranged and attached to the substrate 30 so as to be positioned. Further, a circuit pattern (not shown) is formed on the back surface of the substrate 30 (the surface opposite to the surface on which the reflective light emitting diodes 10 are arranged on the substrate 30).
[0028]
The spacer 40 has a quadrangular prism shape, and is inserted between the support portion 17 and the substrate 30 so that the bottom portion of the concave reflecting surface 15 does not contact the substrate 30. The length of the spacer 40 is substantially the same as the length when the plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a row, and the height thereof is set so that the bottom of the concave reflecting surface 15 does not contact the substrate 30. . As shown in FIGS. 1 and 2, each spacer 40 has a plurality of reflective light emitting diodes 10 when the plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a line so that the cut surfaces of the concave reflective surface 15 are adjacent to each other. Are commonly used for the support portions 17 located on both sides of the arrangement direction. In addition, as shown in FIG. 2, lead insertion holes 41 are formed in the spacer 40. The lead insertion holes 41 are provided at locations corresponding to the lead positions when the plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a line.
[0029]
In order to form a light emitting diode array using the reflective light emitting diodes 10, first, lead portions 12 a, 12 b, 12 c of the plurality of reflective light emitting diodes 10 are connected to lead insertion holes 41 formed in the spacers 40. Are inserted into the lead insertion holes 31 formed in the substrate 30 and the lower end surface 17a of the support portion 17 is brought into contact with the surface of the spacer 40, whereby the plurality of reflective light emitting diodes 10 are It is attached to the substrate 30 via the spacer 40. Next, each of the lead portions 12a, 12b, and 12c is soldered to fix the reflective light emitting diode 10, and the end portion α of the first lead portion 12a and the second lead portion 12b are formed on the substrate 30. Connect to the circuit pattern. Thus, the plurality of reflective light emitting diodes 10 are arranged in a straight line so that the cut surfaces of the concave reflective surface 15 are adjacent to each other, and a light emitting diode array as shown in FIG. 1 is obtained. Note that two external connection lines 50 are drawn from the light emitting diode array shown in FIG.
[0030]
In this way, by arranging the reflective light emitting diodes 10 so that the surfaces obtained by cutting the end surfaces of the concave reflecting surface 15 are adjacent to each other, a light source that illuminates a linear area with high illuminance and uniformity can be obtained. can do.
In the reflection type light emitting diode of the present embodiment, the first lead portion for mounting the light emitting element is formed so as to cross the concave reflection surface substantially linearly when the concave reflection surface is viewed from the front. The element is mounted at substantially the center of the first lead part, and even if a lead frame having such a first lead part is produced by press punching, the portion where the light emitting element of the first lead part is mounted is extremely deformed by processing. It is slight. For this reason, by manufacturing a reflective light emitting diode using such a lead frame, the positional accuracy of the light emitting element with respect to the concave reflecting surface can be stably maintained, so that the light emitting element emits in the central axis direction. Not only light but also light emitted in a direction substantially orthogonal to the central axis direction is well controlled by the concave reflecting surface, and stable parallel light can be efficiently emitted to the outside.
[0031]
Further, in the reflective light emitting diode of the present embodiment, the heat generated by the light emitting element is directed in both directions toward both end portions of the first lead portion by pulling out both end portions of the first lead portion from the side surfaces of the light transmissive material. Therefore, the heat transmitted from the light emitting element to the first lead portion can be diffused to the outside from both ends of the first lead portion, so that the heat dissipation can be improved. For this reason, it is possible to prevent the light emission output from being lowered due to the temperature rise of the light emitting element, and to prevent the life characteristics of the light emitting element from deteriorating. By the way, since the reflection type light emitting diode is thin and the first lead portion is formed at a position close to the radiation surface, a part of heat transmitted from the light emitting element to the first lead portion is radiated from the radiation surface to the outside. In the present embodiment, when the concave reflecting surface is viewed from the front, the ratio of the portion where the first lead portion overlaps the radiation surface is larger than that of the conventional reflective light emitting diode, so that the radiation is emitted from the radiation surface to the outside. The amount of heat can be increased, and this also improves heat dissipation.
[0032]
The inventors of the present invention turned on the light emitting element for about 10 minutes at a power consumption of 36 mW for each of the following light emitting diodes, and after confirming that the junction temperature of the light emitting element was stable, measured the junction temperature rise of the light emitting element. . As a result, it was 6.0 ° for the conventional reflective light emitting diode, 4.8 ° for the reflective light emitting diode of this embodiment, and 9.2 ° for the lens light emitting diode molded with epoxy resin. Therefore, it was confirmed that the increase in the junction temperature of the light emitting element was reduced to 80% in the reflective light emitting diode of the present embodiment as compared with the conventional reflective light emitting diode.
[0033]
In addition, by configuring the light emitting diode array using the reflective light emitting diode of the present embodiment, the heat generated by the light emitting element can be widely used in the heat dissipation path from the first lead portion and the heat dissipation path from the radiation surface. Therefore, the heat dissipation can be improved and the temperature rise of the light emitting element can be effectively suppressed.
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the range of the summary.
[0034]
For example, in the above embodiment, when it is not necessary to improve the heat dissipation only by keeping the positional accuracy of the light emitting element with respect to the concave reflecting surface stable, the β of the first lead portion 12a shown in FIG. The width on the side may be narrower than the width on the α side.
In the above embodiment, the case where a press punched product is used as a lead frame in consideration of mass productivity has been described. However, when it is not necessary to improve mass productivity, the lead frame is etched. You may use what was produced by.
[0035]
Furthermore, in the above embodiment, the case where the third lead portion is attached to the support portion has been described, but instead of the third lead portion, for example, as shown in FIG. A fourth lead portion 12d may be provided in which the light emitting element of the lead portion 12a is connected to the portion P where the light emitting element is mounted and the other end portion is drawn out from the side surface of the light transmissive material. Here, the end portion α and the second lead portion 12b of the first lead portion 12a and the end portion β of the first lead portion 12a and the other end portion of the fourth lead portion 12d are from the side of the light transmissive material. They are drawn in opposite directions. This increases the heat dissipation path of the heat generated by the light emitting element, so that heat transmitted from the light emitting element to the fourth lead portion 12d can be radiated to the outside from the end portion of the fourth lead portion 12d and the fourth light emitting element emits the fourth heat. Since part of the heat transmitted to the lead part 12d can be radiated to the outside from the radiation surface 16, the heat dissipation can be further improved.
[0036]
In general, in a reflection type light emitting diode, when the concave reflection surface is viewed from the front, the portion of the lead that overlaps the emission surface prevents the light emitting element from emitting the light reflected by the concave reflection surface to the outside. It will be. When the diameter of the concave reflecting surface is about 10 mm and the width of the lead portion is about 0.3 mm, in the conventional reflection type light emitting diode, the loss of external radiation by the lead portion is about 6 to 7%. In the reflection type light emitting diode shown in FIG. 4, the loss of external radiation by the lead portion is about 10%, which is about twice that of the conventional reflection type light emitting diode. However, in the specification that radiates parallel light to the outside, the reflection type light emitting diode has a loss of the reflection type light emitting diode shown in FIG. It can be considered that the difference from the loss of the conventional reflective light emitting diode is small. The reflective light-emitting diode shown in FIG. 4 is particularly suitable for a type that conducts a large current.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first lead portion is formed so as to cross the concave reflective surface substantially linearly when the concave reflective surface is viewed from the front, and the first lead portion The light emitting element is mounted at the substantially central portion of the first lead portion by pulling both ends from the side of the light transmissive material, and a lead frame having the first lead portion can be produced by press punching. The portion of the first lead portion where the light emitting element is mounted undergoes very little deformation due to processing, so that the positional accuracy of the light emitting element relative to the concave reflecting surface can be stably maintained, and the heat generated by the light emitting element Can be transmitted in both directions toward both ends of the first lead portion, so that heat transmitted from the light emitting element to the first lead portion can be radiated from both ends of the first lead portion to the outside. Since a portion of the heat transferred to the first lead portion can be radiated to the outside from the radiation surface, it is possible to provide a reflection type light emitting diode that can improve the heat radiation property.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a light-emitting diode array using a reflective light-emitting diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the light-emitting diode array in the direction of arrow AA.
3A is a schematic front view of a reflective light emitting diode of the present embodiment, FIG. 3B is a schematic side view of the reflective light emitting diode viewed from the x-axis direction, and FIG. It is a schematic side view when a light emitting diode is seen from the y-axis direction.
FIG. 4 is a diagram for explaining a modification of the reflective light emitting diode of the present embodiment.
5A is a schematic front view of a conventional reflective light emitting diode, FIG. 5B is a schematic side view of the reflective light emitting diode viewed from the x-axis direction, and FIG. 5C is the reflective light emitting diode. It is a schematic side view when seeing from the y-axis direction.
FIG. 6 is a diagram for explaining the shape of a concave reflection surface of a reflection type light emitting diode used for irradiation distribution simulation.
FIG. 7 is a diagram showing an irradiation distribution simulation result.
[Explanation of symbols]
10 Reflective light emitting diode
11 Light emitting element
12a First lead part
12b Second lead part
12c Third lead
12d Fourth lead
13 wires
14 Light transmissive material
15 Concave reflective surface
16 Radiation surface
17 Supporting part
17a Lower end surface
30 substrates
31 Lead insertion hole
40 Spacer
41 Lead insertion hole
50 External connection line

Claims

A light emitting element, a first lead portion on which the light emitting element is mounted, a second lead portion connected to the light emitting element through a wire, and a concave reflection provided to face the light emitting surface of the light emitting element A surface, a radiation surface for radiating the light reflected by the concave reflection surface to the outside, the light emitting element and the first lead portion and a part of the second lead portion, and the concave reflection surface; In a reflective light emitting diode comprising a light transmissive material that fills a space between the radiation surfaces,
The first lead portion is formed so as to cross the concave reflective surface substantially linearly when the concave reflective surface is viewed from the front, and both end portions of the first lead portion are the light-transmitting material. A reflection type light emitting diode which is drawn out from the side of the outside.

2. The reflective light emitting diode according to claim 1, wherein the first lead portion and the second lead portion are formed using a lead frame produced by press punching.

A third lead portion attached to the light transmissive material located at a peripheral portion of the concave reflecting surface; one end portion of the first lead portion; the second lead portion; and the first lead. 3. The reflective light emitting diode according to claim 1, wherein the other end portion of the first portion and the third lead portion are led out in opposite directions from the side surface of the light transmissive material.

One end portion is connected to a portion of the first lead portion where the light emitting element is mounted, and the other end portion has a fourth lead portion that is led out from a side surface of the light transmitting material. The reflective light emitting diode according to claim 1 or 2.

One end portion of the first lead portion and the second lead portion, and the other end portion of the first lead portion and the other end portion of the fourth lead portion are from the side surface of the light transmissive material. 5. The reflection type light emitting diode according to claim 4, wherein the reflection type light emitting diodes are pulled out in directions opposite to each other.

6. A light-emitting diode array comprising the reflective light-emitting diodes according to claim 1 arranged in a line.