JP4693152B2 - Light emitting diode - Google Patents

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本発明は、基板上に複数個のLEDチップを実装してLEDアレイとした光源に係わり、詳しくは、リフレクターと組合せた高出力用途の発光ダイオードに関する。 The present invention relates to a light source and LED array by mounting a plurality of LED chips on a substrate, more particularly, to light emitting diodes of high power applications in combination with the reflector.

従来のLEDアレイを光源とする照明で、特に車両用灯具としては、LED光源からの光をリフレクターにより前方に向けて反射させるように構成されている。 The conventional LED array lighting as a light source, particularly vehicle light, and is configured to reflect forward the light from the LED light source by the reflector. (例えば、特許文献1参照) (E.g., see Patent Document 1)
特開2004−342574号(第4頁、図1、図2、図3) JP 2004-342574 (page 4, FIGS. 1, 2, 3)

上記した特許文献1に開示されている車両用灯具は、図5に示すように、光源11と反射面(リフレクター)12とレンズ13とから構成されている。 Vehicular lamp disclosed in Patent Document 1 described above, as shown in FIG. 5, and a light source 11 reflecting surface (reflector) 12 and a lens 13. 光源11の構成は、図6に示すように、略四角柱状に形成された光源ホルダ(ベース基材)14の四面の側面14aのそれぞれに設けられたLEDアレイ15で構成されている。 Configuration of the light source 11, as shown in FIG. 6, a LED array 15 provided on each of the substantially quadrangular prism formed in light source holder (base material) 14 tetrahedral sides 14a. ここで前記光源ホルダ14は、略四角柱状に形成され、その軸方向は車両用灯具の光軸Xと略一致して設けられている。 Wherein the light source holder 14 is formed into a substantially quadrangular prism, the axial direction is provided substantially coincident with the optical axis X of the vehicle lamp. 前記光源ホルダ14のそれぞれの側面14aも同様に軸方向を光軸Xと平行とされている。 Wherein are similarly axial direction each side 14a of the light source holder 14 is parallel to the optical axis X. そして、前記LEDアレイ15は図7に示すように、複数のLEDチップ16を直線状にプリント基板上に並べて前記光源ホルダ14の側面14aに取付けたものである。 Then, the LED array 15 as shown in FIG. 7, in which is mounted a plurality of LED chips 16 arranged in a straight line on the printed circuit board on a side surface 14a of the light source holder 14. LEDチップ16を整列させる方向は光源ホルダ14の側面14aの軸方向、即ち、車両用灯具の光軸X方向に沿うものである。 Axial direction to align the LED chip 16 is a side 14a of the light source holder 14, i.e., those along the optical axis X direction of the vehicular lamp.

このように、複数のLEDチップ16によりLEDアレイ化されたことにより、同じ面積でも多くのLEDチップ16を配置することが可能となり光量が増加できる。 Thus, by being LED array by a plurality of LED chips 16, the light amount becomes possible to place more LED chips 16 in the same area can be increased. 前記光源ホルダ14の側面14aの数だけLEDアレイ15を設けることができるので、更に、光量の増加が可能となる。 It is possible to provide as many LED array 15 of the side surface 14a of the light source holder 14, further, it is possible to increase the amount of light.

しかし、高出力用途であるため、大電流駆動(点灯)が必要となる。 However, because of the high power applications requires a large current drive (lit). 大電流を印加することにより駆動電流に伴い熱が増加するため、LEDチップが実装されている光源ホルダには、一般に熱伝導率の高い銅又はアルミ材を用いて放熱させている。 The heat due to the driving current by applying a large current increases, the light source holder LED chips are mounted, are generally allowed to heat dissipation with high thermal conductivity copper or aluminum material.

解決しようとする問題点は、上記した特許文献1に開示されているLEDチップを使用した車両用灯具は、LEDチップが実装されている光源ホルダの先端端面がフラットなため、ライトの中心部が暗くなってしまう。 A problem to be solved is, a vehicle lamp using the LED chip disclosed in Patent Document 1 described above, since the tip end surface of the light source holder LED chip is mounted is flat, the central portion of the light it becomes dark. また、リフレクターの光学設計上からみると、光源ホルダは可能な限り細い方が点光源と考えられ、細くすることが望ましいが、そのため放熱に十分な面積を確保することはできない。 Further, when viewed from the optical design of the reflector, towards the light source holder is thin as possible is considered a point light source, it is desirable to thin, it is impossible to secure a sufficient area to heat dissipation for them. などの問題があった。 There has been a problem, such as.

本発明は、上述の欠点を解消するもので、その目的は、光源からの光のムラを低減すると同時に、放熱面積を拡大して放熱性が向上する。 The present invention is intended to overcome the aforementioned drawbacks, and its object is at the same time to reduce the unevenness of the light from the light source, thereby improving the heat radiation property to expand the heat radiation area. 駆動時の熱を低減することが可能な発光ダイオードを提供するものである。 There is provided a capable emitting diodes to reduce the heat at the time of driving.

上記目的を達成するために、本発明における発光ダイオードは、プリント基板に複数個のLEDチップを列状に実装したLEDアレイを、多角柱状をした金属部材よりなるベース基材の側面に搭載した光源と、 内側に反射面を有するリフレクターの中心軸と前記ベース基材の軸とが一致するように組合せた発光ダイオードにおいて、 前記ベース基材のそれぞれの側面であって前記側面の軸線に沿う方向に直線状に複数のLEDアレイを設け、且つ、前記ベース基材の先端端面内に光沢メッキが施された反射・放熱体を一体的に配設して放熱する表面積を拡大すると共に、前記リフレクターの反射面よりの反射光を反射するようにしたことを特徴とする。 To achieve the above object, the light emitting diode of the present invention, the LED array a plurality of LED chips mounted in rows on a printed circuit board, mounted on the side surface of the base material made of a metal member in the polygonal column-like light source If, in the light emitting diode in which the central shaft and the base material of the reflector having a reflecting surface on the inner shaft combination to match, a respective side of said base substrate in a direction along the axis of the side a plurality of LED arrays linearly and, while a larger surface area for heat dissipation disposed integrally reflection and heat radiator gloss-plated tip end plane of the base substrate, said reflector the reflected light from the reflecting surface, characterized in that it has to reflect.

また、前記反射・放熱体は前記ベース基材とは別体であり、その形状は、半球、楕円球、円錐、多角錐などのキャップ状、若しくは、櫛形などの放熱フインのいずれかであることを特徴とするものである。 Furthermore, said reflector-heat dissipating member is separate from the said base member, the shape, a hemisphere, ellipsoid, cone, like a cap, such as polygonal, or is any of the heat radiation fins, such as comb the one in which the features.

また、前記ベース基材は銅又はアルミであることを特徴とする請求項1または2記載の発光ダイオード。 Moreover, the base substrate according to claim 1 or 2, wherein the light-emitting diodes, characterized in that copper or aluminum.


本発明の発光ダイオードは、ベース基材の先端端面に形成した反射・放熱体により、リフレクターの反射光が反射・放熱体の先端で反射し、光の取出し効率を高め、光のムラが低減できる。 Light-emitting diode of the present invention, the reflection and heat dissipation body formed at the tip end surface of the base material, and reflected at the tip of the reflected light is reflected and the heat radiating body of the reflector increases the light extraction efficiency, unevenness of light can be reduced . また、ベース基材の先端端面に反射・放熱体を設けることにより、放熱する表面積が拡大され放熱性が向上するため、駆動時の熱が低下でき、LEDチップの寿命も向上することができるなど、信頼性に優れた発光ダイオードを提供することが可能である。 Further, by providing the reflector-heat dissipating member at the tip end surface of the base material, to improve the surface area of ​​the heat radiation is enlarged heat radiation, during driving of the heat can be reduced, the lifetime of the LED chips can be improved, such as , it is possible to provide excellent light emission diode reliability.

本発明の発光ダイオードについて、図面に基づいて説明する。 The light emitting diode of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明の実施例に係わり、図1は、発光ダイオードの断面図、図2は、図1のベース基板にLEDアレイを搭載した状態の正面図、図3は、図1のLEDアレイの斜視図である。 1 to 3 relates to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of a light emitting diode, Figure 2 is a front view of a state equipped with the LED array on the base substrate of FIG. 1, FIG. 3, FIG. it is a perspective view of one of the LED array.

図1〜図3において、本実施例の発光ダイオードは、ベース基材にLEDアレイを搭載した光源1と、内側に反射面を有するリフレクター2とを組合せて構成されている。 1 to 3, the light emitting diode of this embodiment includes a light source 1 with the LED array in the base substrate, and is configured by combining a reflector 2 having a reflecting surface on the inside. 光源1の構成は、本実施例では略四角柱状に形成された金属部材よりなるベース基材3と、このベース基材3の4面の側面3aのそれぞれに設けられたLEDアレイ4とから構成されている。 Configuration of the light source 1 is composed of a base substrate 3 made of a metal member formed in a substantially quadrangular prism in the present embodiment, LED array 4 which is provided on each side 3a of the four sides of the base substrate 3 It is. 尚、前記ベース基材3の側面の数を四角柱状に限定するものではなく、例えば、三角柱状、五角柱状、六角柱状、あるいはそれ以上の任意角数の角柱状とすることも自在である。 Incidentally, the number of sides of the base material 3 is not limited to the square pillar, for example, triangular, pentagonal prism, it is also capable to hexagonal prism, or more optional angle number of prismatic.

前記ベース基材3の材質は熱伝導率の高い銅又はアルミなどの金属部材を用い、その延長部には、図1及び図2に示すように、ベース基材3とは別体の反射・放熱体である半球体5が形成されている。 The material of the base substrate 3 is a metal member, such as high copper or aluminum heat conductivity, the extension thereof, as shown in FIGS. 1 and 2, the reflection separate from the base substrate 3, hemispherical body 5 is heat radiating member is formed. 更に、その表面には反射効率を良くするために光沢メッキが施されている。 Furthermore, gloss plating is performed in order to improve the reflection efficiency on the surface.

前記LEDアレイ4の構成は、ガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁性を有するプリント基板6には所定の配線パターンが形成され、前記プリント基板6上に複数のLEDチップ7が直線状に実装されている。 Configuration of the LED array 4, the printed circuit board 6 having an insulating property made of a glass epoxy resin is predetermined wiring pattern is formed, the plurality on the printed circuit board 6 LED chips 7 are mounted in a straight line . 前記LEDチップ7を整列させる方向は、前記ベース基材3の側面3aの軸方向(X)に沿うものである。 Direction to align the LED chips 7 are those along the axial direction (X) of the base substrate 3 side 3a.

上述した発光ダイオードは、ベース基材3の延長部を半球体5にし、更に、光沢メッキを施すことにより、LEDチップ7から照射された光はリフレクター2で反射され、その反射光がベース基材3の先端の半球体5の表面で反射する。 Above light-emitting diode, and an extension of the base material 3 in a semi-sphere 5, further by applying the gloss plating, light emitted from the LED chip 7 is reflected by the reflector 2 and the reflected light is the base material 3 of the tip is reflected by the surface of the hemisphere 5. その反射光で中心部をムラなく照射することができる。 It can be irradiated with the central portion without unevenness in the reflected light. また、ベース基材3の先端端面が半球体5にすることにより、その分、表面積を増すことができ放熱性が向上する。 The tip end surface of the base substrate 3 by the hemisphere 5, correspondingly, improved heat dissipation property can be increased surface area.

本実施例では、ベース基材の形状を四角柱状にしたが、角数を更に増やすことにより、LEDアレイを増加させることができるので、更なる光量の増加が可能である。 In this embodiment, although the shape of the base material to a quadrangular prism, by further increasing the number of angles, since the LED array can be increased, it is possible to increase further the amount of light.

図4は、ベース基材と反射・放熱体の他の形態を示す斜視図である。 Figure 4 is a perspective view showing another form of reflection and heat dissipation member and the base substrate. 図4(a)は、ベース基材3が六角柱、反射・放熱体が半球体5aの組み合わせ。 4 (a) is the pillar base substrate 3 is hexagonal, reflection and heat radiator combination hemisphere 5a. 図4(b)は、ベース基材3が六角柱、反射・放熱体が楕円球体5bの組み合わせ。 FIG. 4 (b), the pillar base substrate 3 is hexagonal, reflection and heat radiator is elliptical sphere 5b combination. 図4(c)は、ベース基材3が六角柱、反射・放熱体が円錐体5cの組み合わせ。 FIG. 4 (c), the pillar base substrate 3 is hexagonal, reflection and heat radiator cone 5c combination. 図4(d)は、ベース基材3が六角柱、反射・放熱体が六角錐体5dの組み合わせ。 FIG. 4 (d), the pillar base substrate 3 is hexagonal, a combination of reflection and heat radiator a hexagonal pyramid 5d. 図4(e)は、ベース基材3が八角柱、反射・放熱体が櫛形体5eの組み合わせである。 FIG. 4 (e) the base substrate 3 is octagonal prism, reflector-heat dissipating member is a combination of the comb member 5e.

上述したように、反射・放熱体の形状を、半球、楕円球、円錐、多角錐などのキャップ状、若しくは、櫛形などの放熱フインのいずれかに形成することにより、放熱面積を確保しながら、光源の中心部に反射光を有効に取り出し光のムラを低減することが可能になる。 As described above, the shape of the reflection-radiating body, hemisphere, ellipsoid, cone, like a cap, such as polygonal, or by forming any of the heat dissipation fin, such as comb, while ensuring heat radiation area, it becomes possible to reduce the effective retrieval light unevenness reflected light in the center of the light source. また、LEDチップの発光効率は温度の低いほど高いため、発光効率も向上する。 Moreover, the luminous efficiency of the LED chip is higher the lower the temperature, thereby improving luminous efficiency. 更に、LEDチップの寿命も長くなる。 Further, the life of the LED chips becomes longer. など信頼性に優れた発光ダイオードを提供することが可能である。 It is possible to provide excellent light emission diode reliability like. 更に、この光源をヘッドライトに使用した際は、ベース基材の金属部材の先端から出る輻射熱によって着雪した雪を解かすことができる。 Furthermore, when using this light source in the headlight can melt the snow and snow accretion by radiant heat emanating from the distal end of the metal member of the base material.

本発明の実施例に係る発光ダイオードの断面図である。 It is a cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention. 図1のベース基板にLEDアレイを搭載した状態の正面図である。 It is a front view of a state equipped with the LED array on the base substrate of FIG. 図1のLEDアレイの斜視図である。 It is a perspective view of the LED array of Figure 1. 本発明のベース基材と反射・放熱体の他の形態を示す斜視図である。 It is a perspective view showing another form of the base material and the reflective-radiating member of the present invention. 従来の車両用灯具の断面図である。 It is a cross-sectional view of a conventional vehicle lamp. 図5の光源ホルダの部分斜視図である。 It is a partial perspective view of the light source holder in FIG. 図5のLEDアレイの斜視図である。 It is a perspective view of the LED array of FIG.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 光源 2 リフレクター 3 ベース基材 3a 側面 4 LEDアレイ 5(5a、5b、5c、5d、5e) 反射・放熱体 6 プリント基板 7 LEDチップ 1 light source 2 reflector 3 base substrate 3a side 4 LED array 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e) reflection and heat dissipation member 6 PCB 7 LED chip

Claims (3)

  1. プリント基板に複数個のLEDチップを列状に実装したLEDアレイを、多角柱状をした金属部材よりなるベース基材の側面に搭載した光源と、 内側に反射面を有するリフレクターの中心軸と前記ベース基材の軸とが一致するように組合せた発光ダイオードにおいて、 前記ベース基材のそれぞれの側面であって前記側面の軸線に沿う方向に直線状に複数のLEDアレイを設け、且つ、前記ベース基材の先端端面内に光沢メッキが施された反射・放熱体を一体的に配設して放熱する表面積を拡大すると共に、前記リフレクターの反射面よりの反射光を反射するようにしたことを特徴とする発光ダイオード。 The LED array mounted in a row a plurality of LED chips on a printed circuit board, wherein a light source mounted on a side surface of the base material made of a metal member in the polygonal column shape, with the central axis of the reflector having a reflecting surface on the inside base in the light emitting diode and the axis of the base material combination to match, a plurality of LED arrays linearly a respective side of said base substrate in a direction along the axis of the side, and the base characterized in that the reflection and heat radiator gloss-plated tip end plane of the timber as well as a larger surface area for heat dissipation disposed integrally, and to reflect the reflected light from the reflecting surface of the reflector light-emitting diode to be.
  2. 前記反射・放熱体は前記ベース基材とは別体であり、その形状は、半球、楕円球、円錐、多角錐などのキャップ状、若しくは、櫛形などの放熱フインのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の発光ダイオード。 The reflection and heat radiator is separate from the said base member, characterized in that the shape is hemispherical, ellipsoidal, conical, shaped cap such as polygonal, or is any of the heat radiation fins, such as comb to claim 1, wherein the light emitting diode.
  3. 前記ベース基材は銅又はアルミであることを特徴とする請求項1または2記載の発光ダイオード。 The base substrate according to claim 1 or 2, wherein the light-emitting diodes, characterized in that copper or aluminum.
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