JP7341186B2 - 面光源型ｌｅｄデバイス - Google Patents

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Description

本発明は、面光源型ＬＥＤデバイスに関し、特に様々な車用ライト構造における広角度の面光源型ＬＥＤデバイスに関する。
従来技術において、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）は高輝度、省エネ、マルチカラー、急速な変化性などの多くの特徴を有するため、光源を必要とする様々な照明分野で広く使用されている。特に、車用ライトの分野では、ＬＥＤは既に最も主要な光源となっている。周知のように、車用ライトは、車の運転中に必要な道路照明を提供することに加えて、もう一つの重要な機能として他の車輌や歩行者に信号（標識）や警告を発して安全に注意を向けさせることにある。機能面から見れば、車用ライトのうちの信号ランプには、主にポジションランプ、ターンシグナルランプ、ブレーキランプなどが含まれる。
ブランド認知度が求められている現在、車用ライトのうちの信号ランプは信号などを発するような機能を提供することに限定されておらず、ブランドのスタイリングの特徴を強調するための重要な媒体でもある。様々なユニークなスタイリングを実現するために、従来の光源技術には限界があるため、様々な斬新な技術及び材料を車用ライトのうちの信号ランプに次から次へと応用するようになっている。特に、均一な面光源は車用ライトのうちの信号ランプの今後の主流となっている。車用ライトのうちの信号ランプにおいて、２Ｄ表示から３Ｄ表示への変更過程は、最初に白熱灯（及びハロゲンランプ）、次にＬＥＤランプ（即ち、真下型ＬＥＤランプ）、次に拡散材料と組み合わせたＬＥＤランプ、次に特殊構造のＬＥＤランプ、最後にＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、有機ＬＥＤの略称）ランプという順に進めれている。本発明において、特殊構造のＬＥＤランプに着目して広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを開発した。
また、従来の車用ライトのうちの信号ランプの主な３つの光源製品の特徴について説明する。
（１）真下型ＬＥＤランプである車用ライト
真下型ＬＥＤランプである車用ライトのメリットは、複数のＬＥＤを光源として使用し、高効率を有する。一方、真下型ＬＥＤランプである車用ライトのデメリットは光源が十分に均一ではない。
（２）拡散材料と組み合わせたＬＥＤランプである車用ライト
拡散材料と組み合わせたＬＥＤランプである車用ライトのメリットはＬＥＤの数量を低減することができる。拡散材料と組み合わせたＬＥＤランプである車用ライトのデメリットは、構造が大型化であるため、設計スペースが少ないこと、及び、輝度が拡散材料によって減衰されているため、ＬＥＤの高輝度が求められている車用ライトに適用できないことにある。
（３）ＯＬＥＤランプである車用ライト
ＯＬＥＤランプである車用ライトのメリットは、均一な照明、軽量薄型化の構造、省エネ及び炭素削減ことにある。ＯＬＥＤランプである車用ライトのデメリットは、スループットが低いこと、カスタマイズによる光源のコストが非常に高い（一般的に言えば、普通のＬＥＤのコストの５倍以上）こと、及び寿命が短いことにある。更に詳しく説明すると、ＯＬＥＤにおける組成材料のうちの有機材料が環境中の酸素と反応しやすいことでＯＬＥＤにおける発光できるエリアが徐々に小さくなってしまうため、ＯＬＥＤの平均寿命が僅か６０００ｈｒ（ＬＥＤ光源の寿命が２００００ｈｒ以上）で全体輝度も低い。
また、先行技術文献であるＵＳ８４９７５１９に係る「ＢＡＴＷＩＮＧ ＬＥＤ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＰＨＯＳＰＨＯＲ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ」を均一な面光源に関する先行技術文献として挙げる。先行技術文献であるＵＳ８４９７５１９に係る「ＢＡＴＷＩＮＧ ＬＥＤ ＷＩＴＨ ＲＥＭＯＴＥ ＰＨＯＳＰＨＯＲ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ」が開示する技術は、（１）レンズの製作モールドが固定型であるため、ＬＥＤダイが四角形で配置する形式に限定されていることで、異なるカスタマイズのランプに応じて自由に調整を行うことができないこと、及び、（２）製作工程が複雑であるため、工程が簡素化できないことで経済的価値が損なわれることというデメリットがある。
先行技術文献であるＵＳ８３８２３３７に係る「ＬＩＧＨＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ、ＬＩＧＨＴ ＳＰＲＥＡＤＩＮＧ ＰＬＡＴＥ ＡＮＤ ＭＥＨＴＯＤ ＦＯＲ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」が開示する技術は、（１）直線状の配置組合を有しないため、カスタマイズのランプのスタイリングのニーズを満足しにくいこと、（２）広角度面光源による均一な光拡散効果を有しないこと、（３）ＬＥＤダイの数量が多いこと、及び、（４）車用ライトに応用する場合、粒状光源を視覚的に見えないという発光均一性のニーズを満足することができないことというデメリットがある。
先行技術文献であるＵＳ２０１１／０１４１７２９Ａ１に係る「ＲＥＴＲＯＦＩＴ－ＳＴＹＬＥ ＬＡＭＰ ＡＮＤ ＦＩＸＴＵＲＥ、ＥＡＣＨ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ Ａ ＯＮＥ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＬＩＮＥＡＲ ＢＡＴＷＩＮＧ ＬＥＮＳ」が開示する技術は、（１）自体が直接交換用ＬＥＤチューブであること、（２）ＬＥＤ光源が単一のＬＥＤ素子構造である（ＬＥＤダイではない）、個別に離れている点状配置を呈していること、（３）面光源の発光均一性が良くないため、発光輝度が集中しやすいこと、及び、（４）車用ライトに全く適用できないことというデメリットがある。
先行技術文献であるＵＳ２０１５／００３６３４７Ａ１に係る「ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＬＥＮＳ ＡＮＤ ＬＩＧＨＴ ＳＯＵＲＣＥ ＤＥＶＣＩＣＥ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」が開示する技術は、（１）レンズの製作モールドが固定型であるため、異なるカスタマイズのランプに応じて自由に調整を行うことができないこと、（２）レンズがＬＥＤ光源の上に直接的に密着に覆われておらず、レンズとＬＥＤ光源との間に空間が存在することで発光強度を低下させること、及び、（３）モジュール化工程となることができないことで経済的価値が損なわれることというデメリットがある。
上述した従来技術の欠点に鑑みて、本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスは、視覚的に発光が均一する広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの構造及びその製造技術に関する。本発明において、広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは１つ又は複数のＬＥＤバーアセンブリが搭載面又は回路基板に設けられていることで作られたものである。ＬＥＤバーアセンブリの内部には複数のＬＥＤダイをそれぞれ含む複数のＬＥＤバーが設けられている。ＬＥＤバーに設けられている複数のＬＥＤダイはコンパクトに直線状、湾曲状又は曲線状に配置されているようにしてもよい。視覚的に発光が均一するというニーズを満足するために、ＬＥＤダイ同士の配置間隔は２ｍｍ以下であることが好ましい。ＬＥＤバー自体は一次レンズ（以下、一次光学レンズとも称する）という構造を備え、厚さが極めて薄くて幅さが極めて狭い（即ち、薄型・小型化）という特徴を有する。
広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは、長尺方向（縦方向とも称する）で光を照射し、視覚的に連続で均一な分布を呈している。複数のＬＥＤバーアセンブリが交互に配置することによって、均一な面光源を呈している効果を奏することができる。広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの他の特徴は、ＬＥＤバーが有する特殊の一次レンズという設計により、照明器具（例えば車用ライト）の配光ニーズを有効に満足することができる。特に、ライトガイド（ライトブレード）という設計を採用する流線型車用ライトの分野において、本発明に係る広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは、ＬＥＤダイをコンパクトに配置することで視覚的に面光源がより均一に発光するというニーズを満足することができ、且つ、一次レンズの構造を備えると共に厚さが極めて薄く幅さが極めて狭いという特徴を有することで照射した光をライトガイドに有効に入り込むことができるため、車用ライトの配光ニーズを満足することができる。
本発明の目的は下記問題点を解決することができると共に下記の効果を奏することができる面光源型ＬＥＤデバイスを提供することにある。即ち、微小なＬＥＤダイからの光を面光源とすることに加えて、一次レンズに対して設計を行うことによって寸法が小さく、光使用効率が高く、光の形状を精密に制御することができる一次レンズの構造を実現することができるため、車用ライトの分野に適用する場合、ライトストリップの寸法が広すぎることによる狭いライトガイドに合わない問題点を有効に解決することができ、ライトストリップの寸法が厚すぎることによる狭い照明器具のスペースに合わない問題点を解決することができ、ひいては少ないＬＥＤの数量で大きい面光源面積を実現することができないという従来の技術的なボトルネックを改善することができる。また、本発明の他の目的は下記問題点を解決することができると共に下記の効果を奏することができる面光源型ＬＥＤデバイスを提供することにある。即ち、より高い中心点とその近くの明るさに関する配光規制の要件を満たすと共に光照射の形状を対称とすることによって、大きすぎる発光ルーメン数が不要であり、無駄なエネルギー消費の問題がなく、エネルギー消費が大きすぎることによるヒートシンクの設計が複雑となったりヒートシンクの寸法が大きくなったりするという問題点もない。なお、本発明のさらなる他の目的は下記問題点を解決することができると共に下記の効果を奏することができる面光源型ＬＥＤデバイスを提供することにある。即ち、視覚的に明るさの不均一が生じたり面光源の分布が不均一であるという従来技術であるＬＥＤを光源とする照明器具の問題点を改善することができ、照明器具の高品質なテクスチャを有効に高めることができる。これにより、車用ライトが求められている透明な（透き通った）高品質なテクスチャのような市場のニーズを満足することができる。
上述した目的を達成するために、本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスは、接続回路が設けられている回路基板と、前記回路基板と電気的に接続されている少なくとも1つの入力電源と、前記回路基板に設けられていると共に前記少なくとも1つの入力電源と電気的に接続されている少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリと、を含み、前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリのそれぞれは内部で前記回路基板に複数のＬＥＤバーが直線状に配置されているように構成され、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれ自体は長尺状構造であり、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの内部には同じ種類の複数のＬＥＤダイが設けられ、前記複数のＬＥＤダイ同士は０．１５ｍｍ～２．８ｍｍの等間隔で直線状に配置され、前記複数のＬＥＤバーの隣り合うＬＥＤバー同士の間隔は前記複数のＬＥＤダイ同士の等間隔に等しく、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれ自体には前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの横方向断面の発光角度が大きくなるように広角度レンズが設けられ、前記広角度レンズは前記複数のＬＥＤバーのそれぞれをモールドパッケージする際に前記複数のＬＥＤバーのそれぞれにおける前記複数のＬＥＤダイを覆うように一体成型されたものである。
本発明の第１の実施例の透過模式図である。 本発明の第１の実施例での構成構造の上面模式図である。 本発明の第１の実施例での構成構造の下面模式図である。 本発明の第１の実施例の回路記号の接続模式図である。 本発明の第２の実施例での構成構造の透過模式図である。 本発明の第３の実施例での構成構造の透過模式図である。 本発明の第４の実施例の上面模式図である。 本発明の第５の実施例の上面模式図である。 本発明の第６の実施例の上面模式図である。 本発明の第７の実施例の上面模式図である。 本発明の第８の実施例の透過模式図である。 本発明の第９の実施例の透過模式図である。 本発明の第１０の実施例の透過模式図である。 本発明の第１１の実施例の透過模式図である。 本発明の第１２の実施例の透過模式図である。 本発明の第１の実施例の発光模式図である。 本発明の第８の実施例の発光模式図である。 本発明の第９の実施例の発光模式図である。
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかしながら、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明を制限するためのものではない。
本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスは、ＬＥＤを光源とする車用ライトの照明器具が面光源において視覚的に明るさの不均一が生じたり粒子状の光点が生じたり面光源の分布が不均一であるという従来技術の問題点を有効に解決することができ、照明器具の高品質なテクスチャを有効に高めることができる。また、本発明において、設計ニーズに応じて複数のＬＥＤダイがコンパクトに直線状に配置されている構造を用いてシリコーン樹脂封止工程で一次レンズの製作及び封止構造を行った後、切断を行うことによって様々なＬＥＤバー又はＬＥＤライトストリップ又はＬＥＤセクションを製作することができる。本発明において、設計ニーズに応じて様々な好適なＬＥＤバー又はＬＥＤライトストリップ又はＬＥＤセクションを選択し、表面実装（ＳＭＴ）プロセスによりＬＥＤダイを必要な他の電子素子、コネクタ、駆動ＩＣなどと共に設計ニーズ応じて選択した回路基板に実装することによって、広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを製作した。
例示的な実施形態は、添付の図面を参照して以下により十分に説明される。しかしながら、本発明の概念は多くの異なる形態で具体化されてもよく、本明細書に記載の例示的な実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施形態を提供するように本発明をより詳しく具体化されることにより当業者に本発明の思想をより明確に伝える。また、本発明の図面は、説明の便宜上にＬＥＤダイ、ＬＥＤバー、ＬＥＤバーアセンブリ、ＬＥＤ、回路基板、コネクタ、ＩＣなどの寸法の大きさ及び各素子の対応する位置や距離を拡大して示すものであり、実際的な寸法を示すものではない。また、図面において、同一又は類似の素子に同一又は類似の符号（英語符号や数字符号）を付す。
なお、「第１の」、「第２の」、「第３の」などの用語は要素の数の順序ではなく、１つの要素を別の要素から明確に区別するために使用される。本発明で使用される用語の左側又は右側、左端又は右端、左側部又は右側部などは、一方の要素の一方の側および端部を他方の要素の他方の側および端部から明確に区別するために使用される、若しくは、一方の要素と他方の要素との間の対応する接続関係を明確に区別するために使用される、若しくは、一方の要素と他方の要素が異なる位置関係を指す。一方の構成要素と他方の構成要素との対応する位置は、文字番号の順序関係や相対的な位置関係を限定するためのものではなく、必ずしも数値的に連続した関係にあるとは限らない。つまり、別の観点から見ると、説明すべき要素の右側（又は左側）は、技術の性質に影響を与えることなく左側（又は右側）にあると見なすことができる。また、本明細書では、「少なくとも１つ」という用語は、１つ又は複数の要素を用いて実施されることを説明するためのものである。なお、以下の説明では、複数又は多数を表現するために「複数」という用語を使用するが、複数は、２つ、３つ、４つ、または４つ以上の数が実施されることに限定されない。
図１は本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスの第１の実施例の模式図を示す。図１は１つのＬＥＤバー１０の構造を示す。ＬＥＤバー１０は１つの基板１２及び１つの広角度レンズ１１を含む。基板１２の上面には複数のダイエリア、複数の電極エリア及び複数のＬＥＤダイが設けられている。複数のＬＥＤダイは対応する複数のダイエリアの上に設置されている。広角度レンズ１１は複数のダイエリア、複数の電極エリア及び複数のＬＥＤダイを覆う。実際の応用において、基板１２はＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、プリント基板）ような回路基板、ＦＰＣＢ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ、フレキシブルプリント基板）ような可撓性を有するフレキシブル回路基板又は軟性回路基板、或いは多層回路基板であってもよく。複数のダイエリア及び複数の電極エリアについて図２Ａを説明する際に改めて説明する。
図１に示すように、広角度レンズ１１は基板（回路基板）１２及び複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を覆う。実際に複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を製造する場合、チップオンボード（ＣＯＢ、Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）プロセスで複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を基板１２にコンパクトに直線状に配置することで１つのライトストリップ構造を形成するようにしてもよく、様々な好適なＬＥＤライトストリップを選択し、表面実装プロセスにより必要な他の電子素子、コネクタなどと共に設計ニーズ応じて選択した回路基板に実装するようにしてもよく、特に限定されていない。その後、シリコーン樹脂封止工程で広角度レンズ１１の製作及び封止構造を行った後、切断を行うことによって様々なＬＥＤバー１０を製作した。実際の製作において、ＬＥＤバー１０の長さは１．８ｍｍ～３０ｍｍの範囲であってもよく、その範囲が歩留まり、表面実装プロセスの工程能力及び応用ニーズにより変動する可能性がある。なお、ＬＥＤダイのサイズ、ＬＥＤの数量、ＬＥＤ同士の間隔に応じてその範囲を決めるようにしてもよい。また、実際の応用において、ＬＥＤバー１０の幅さは約０．７ｍｍ～１．９ｍｍであり且つＬＥＤバー１０の高さは約０．７ｍｍ～１．９ｍｍであるが、ＬＥＤダイのサイズ及び一次レンズのサイズに応じてそれらの範囲を決めるようにしてもよい。また、本発明において、ＬＥＤバー１０の寸法は上記の範囲に限定されていない。
また、複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を使用する場合、基板１２（又は回路基板）に設けられている隣り合う第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の間隔は原則的に０．１５ｍｍ～２．８ｍｍであり、実際の製作において１．９ｍｍよりも小さいと共に隣り合う第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の間隔が等間隔であるようにしてもよい。広角度レンズ１１は、外観形状が２つの弧形を有する上面構造を有し、その横断面の両側は垂直面構造を有するようにしてもよい。広角度レンズ１１は１つの長尺状構造又は１つの曲線状の長尺状構造（曲線状の基板１２を採用して全体が曲線状となる）であってもよい。本発明において、表面実装（ＳＭＴ）プロセスにより第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を基板１２に電気的に実装するようにしてもよく、ワイヤボンディングの方式により第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を基板１２に電気的に接続するようにしてもよい。
図１及び図２Ａに示すように、１つのＬＥＤバー１０は第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４、第１のダイエリア３１～第４のダイエリア３４、第１の上電極エリア３７、第２の上電極エリア３８及び電極エリア３５を含む。第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４は第１のダイエリア３１～第４のダイエリア３４を電気的に直列に接続する方式により同時に導通して点灯する。第１の上電極エリア３７と第２の上電極エリア３８について、実施例において、第１の上電極エリア３７は正極エリアであり、第２の上電極エリア３８は負極エリアであり、複数のＬＥＤバー１０を直列に接続することで１つのＬＥＤバーアセンブリ５０（図３に示すように）となるように正極エリア及び負極エリアを隣り合うＬＥＤバー１０同士の間の電極電気的接続エリアとするようにしてもよい。また、回路設計者は異なる設計に応じて電極を接続しやすいように電極エリア３５及び第１のダイエリア３１を左右が隣り合うＬＥＤバー１０同士の電極接続箇所とするようにしてもよい。
更に、図２Ａから分かるように、第１のダイエリア３１の面積は第２のダイエリア３２、第２のダイエリア３３及び第４のダイエリア３４のそれぞれの面積よりも小さく、電極エリア３５の面積は第１のダイエリア３１、第２のダイエリア３２、第３のダイエリア３３及び第４のダイエリア３４のそれぞれの面積よりも小さい。第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を個別の第１のダイエリア３１、第２のダイエリア３２、第２のダイエリア３３及び第４のダイエリア３４における設置位置に設置することによって、隣り合う２つずつのＬＥＤバー１０同士の間隔は第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の等間隔（配列配置）に等しくなり、ひいては、隣り合うＬＥＤバー１０同士の間隔が第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の等間隔と異なることによる発光が不均一となる問題点がないため、面光源による均一な光拡散効果を奏することができる。
図２Ｂに示すように、実施例において、基板１２（回路基板）の背面には第１の下電極エリア４１及び第２の下電極エリア４２を有する異なる電極エリアが設けられている。これらの電極エリアは導通孔（図示せず）を介して基板１２の上面の電極を基板１２の下面の第１の下電極エリア４１及び第２の下電極エリア４２に接続されていることによって、ＬＥＤバー１０はＬＥＤバー１０の底層に設けられている回路を介して他の回路と電気的に接続されている。即ち、本発明において、回路の接続を設計しやすいように、ＬＥＤバー１０は、基板１２の上表面の電極を介して近隣するＬＥＤバー１０と電気的に接続されているようにしてもよく、基板１２の下面を介して電極信号を伝送することによって電気的に接続されているようにしてもよい。
図２Ｃは図２Ａ及び図２Ｂにおける回路レイアウト構造と対応する回路記号の回路図である。図２Ｃは第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイで形成した回路を直列に接続した４つのＬＥＤ素子であることを示す。
また、第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４及び基板１２（回路基板）を覆う広角度レンズ１１はシリコーン樹脂成形又はシリコーン樹脂封止のような方式により形成されたものである。即ち、内部に広角度レンズ１１の光学構造形状に対応する形状を有する柱状モールド（図示せず）を用いて第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４が設けられている基板１２の上を覆い、柱状モールドに対して樹脂を注いで広角度レンズ１１を形成してから柱状モールドを取り外すことによって、第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤ２４を内蔵した広角度レンズ１１と基板１２が長尺状のＬＥＤライトストリップを備える一体成形の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを製作した（具体的に言えば、広角度レンズ１１はモールドパッケージプロセスで作られたものである。モールドパッケージプロセスは、広角度レンズ１１のサイズに応じて加工成形されたモールドのキャビティに対して樹脂を注いで、同じ種類の複数のＬＥＤダイが設置されている基板１２をモールドの上型モールドに設置し、モールドを型締めしてベーキングを行うことによって、発光角度が大きくなると共に複数のＬＥＤダイを完全に覆う広角度レンズ１１を製作した）。一方、１つの長尺柱状モールドを用いて同じ種類且つ同じタイプの複数のＬＥＤダイを覆い１つの長尺状の広角度レンズ１１を形成した後、１つのＬＥＤバー１０の内部に設置すべしＬＥＤダイの数量に応じて１つの長尺状の広角度レンズ１１を長尺状の広角度レンズ１１付きの複数の個別なＬＥＤバー１０に切断するようにしてもよいが、特に制限されていない。
上述の場合、複数のＬＥＤバー１０のそれぞれの広角度レンズ１１は、複数のＬＥＤバー１０のそれぞれの横断面の発光角度が大きくなるように、複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４をそれぞれ覆う。即ち、各ＬＥＤバー１０の本体には広角度レンズ１１がそれぞれ設けられている。複数のＬＥＤバー１０のそれぞれについてモールドパッケージを行う際に、広角度レンズ１１は一体形成の構造となっている。図１に示す実施例において、同じ種類且つ同じタイプの４つのＬＥＤダイを広角度レンズ１１に内蔵するように形成された１つのＬＥＤバー１０を採用する。しかしながら、本発明はこれに限定されておらず、設計者は実際のニーズに応じて同じ種類且つ同じタイプの２つの、３つの又は６つのＬＥＤダイを覆うことによって１つのＬＥＤバー１０を形成するようにしてもよい。
図３は本発明の第２の実施例でのＬＥＤバーアセンブリ５０の構造透視図である。図３に示すように、複数のＬＥＤバー１０を回路基板又はフレキシブル回路基板などの搭載物に直線状に配置する。複数のＬＥＤバー１０を外部の制御回路に電気的に接続させることができるように、回路基板又はフレキシブル回路基板などの搭載物の上面には複数の接続回路が設けられている。ここで特筆すべきことは、複数のＬＥＤバー１０のうちの隣り合うＬＥＤバー１０同士の間隔は複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の等間隔に等しい。図３に示すように、ＬＥＤバーアセンブリ５０は長尺状構造であり、当該長尺状構造は直線形長尺状構造である。図３に示すＬＥＤバーアセンブリ５０も本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。
図４は本発明の第３の実施例でのＬＥＤバーアセンブリ６０の構造透視図である。図４に示すように、複数のＬＥＤバー１０ａを回路基板又はフレキシブル回路基板などの搭載物に曲線状（又は弧状）に配置する。複数のＬＥＤバー１０ａを外部の制御回路に電気的に接続させることができるように、回路基板又はフレキシブル回路基板などの搭載物の上面には複数の接続回路が設けられている。ここで特筆すべきことは、複数のＬＥＤバー１０ａのうちの隣り合うＬＥＤバー１０ａ同士の間隔は複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４同士の等間隔に等しい。図４に示すように、ＬＥＤバーアセンブリ６０は曲線状（又は弧状）を呈する長尺状構造である。曲線状とは、左向きの曲線を呈する構造形状、右向きの曲線を呈する構造形状、一部が直線で他の一部が曲線を呈する構造形状、又は連続して曲折したＳ字形を呈する構造形状であってもよいが、特に制限されていない。構造形状が曲線状（又は弧状）を呈するＬＥＤバーアセンブリ６０は、複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４の発光方向が全て垂直上向きの同一方向となるように同一平面に位置する複数の第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を備え、広角度レンズ１１が曲線状（又は弧状）を呈するようにしている。図４に示すＬＥＤバーアセンブリ６０も本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。
図５は本発明の第４の実施例のＬＥＤバーアセンブリ５０ａの構造上面図である。図５に示すように、ＬＥＤバーアセンブリ５０ａは回路基板４０ａ及び複数のＬＥＤバー１０を含む。回路基板４０ａにはコネクタ７４及び複数の接続回路が設けられている。複数の接続回路は電源正極入力配線７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び電源負極入力配線７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃを有する。複数のＬＥＤバー１０が回路基板４０ａに直線状に配置され、各ＬＥＤバー１０が個別の接続回路を介してコネクタ７４に電気的に接続されている。回路基板４０ａの導電層（即ち銅箔）には半田付けパッド（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ｐａｄ）（図示せず）及び接続回路が設けられている。第４の実施例において、複数のＬＥＤバー１０及びコネクタ７４のみが設けられているが、デバイスの仕様書及び設計ニーズに応じてレイアウトを行うようにしてもよい。第４の実施例において、ＬＥＤを駆動するための電源又は制御ＩＣ（図示せず）は外部に設置されている。外部の電源又は信号源はコネクタ７４を介して本発明の第４の実施例の面光源型ＬＥＤデバイスに伝送されている。第４の実施例において、設計が簡単で且つ別途で放熱を行う必要がないため、全てのＬＥＤバー１０の電源正極入力配線７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び電源負極入力配線７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃがＦＲ４（Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｔｙｐｅ ４）単層プリント回路基板（ＰＣＢ）である回路基板４０ａの正面に設けられている。第４の実施例において、複数のＬＥＤバー１０は第１の実施例でのＬＥＤバー１０の設計に基づいて４つの第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を直列に接続する設計を採用するため、各ＬＥＤバー１０が１つの電源正極入力配線７１及び１つの電源負極入力配線７２に電気的に接続されているようにすれば、外部の入力電源により各ＬＥＤバー１０の内部の４つの第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を同時に点灯することができる。第４の実施例において、接続回路は電源正極入力配線７１及び電源負極入力配線７２を含む。
なお、第４の実施例において、コネクタ７４は複数の独立の電源正極入力配線７１及び１つの共用の電源負極入力配線７２を有するため、外部の入力電源の設計に応じて、動的に点灯する（動的照明）ようなニーズを満足するように各ＬＥＤバー１０を個別に点灯したり、同時に点灯したり、順番に点灯したりするようにしてもよい。例えば電磁両立性（ＥＭＣ、ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）、電流制御又は信号伝送などの他の電気的特性のニーズを有する場合や、例えばコンデンサー、抵抗器、インダクタ、各類のＩＣなどの素子を必要する場合、設計ニーズに応じて回路基板４０ａにそれらの電気的特性を有させたりそれらの素子を基板回路４０ａに設置したりするように本発明の他の実施例（図示せず）を構成するようにしてもよい。図５に示すＬＥＤバーアセンブリ５０ａも本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。
図６は本発明の第５の実施例のＬＥＤバーアセンブリ５０ｂの構造上面図である。図６に示すように、ＬＥＤバーアセンブリ５０ｂは回路基板４０ｂ及び弧状を呈する複数のＬＥＤバー１０ｂを含む。回路基板４０ｂにはコネクタ７１、少なくとも１つのＬＥＤ駆動ＩＣ７６及び接続回路が設けられている。接続回路は電源正極入力配線７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び電源負極入力配線７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃを有する。複数のＬＥＤバー１０は回路基板４０ｂに弧状に配置されている。各ＬＥＤバー１０ｂは個別の接続回路を介してＬＥＤ駆動ＩＣ７６にそれぞれ電気的に接続されている。また、各ＬＥＤバー１０ｂには６つのＬＥＤダイ２３が含まれている。第５の実施例において、３つずつのＬＥＤダイ２３を直列に接続するような回路設計を採用する。第５の実施例において、設計が複雑であるため、具体的に言えば、回路基板４０ｂが曲線を有するだけではなく不規則な形状を呈し、且つ配線の設計が複雑で一定のスペースが必要であるため、回路基板４０ｂは２層フレキシブル回路基板を採用する。これにより、２層フレキシブル回路基板におけるコネクタ７４及びＬＥＤ駆動ＩＣ７６が設置されている箇所を９０度で下向きに曲折することができるため、後続の組み立ての際にライトガイド（図示せず）との干渉を防ぐことができる。回路基板４０ｂの底層の銅箔は、別途の回路設計（図６の点線で示されている）と放熱のために用いられるものであり、必要に応じて、放熱のために別途の放熱シート及びアルミニウムヒートシンク（図示せず）を追加することができる。なお、薄くて曲折したライトガイド（図示せず）と合わせる必要がある、図４に示すＬＥＤバー１０ａのような方法で製作した曲折型のＬＥＤバー１０ｂを採用する。図６に示すように、各ＬＥＤバー１０ｂには６つのＬＥＤダイ２３がそれぞれ含まれている。３つずつのＬＥＤダイ２３を直列に接続するような回路設計を採用し、回路基板４０ｂに設けられている配線（例えば一番目のＬＥＤバー１０ｂの２つの電源正極入力配線７１ａ、７１ｂ及び２つの電源負極入力配線７２ａ、７２ｂ）を介して、各ＬＥＤバー１０ｂを全部点灯させたり、一部点灯させたり、交互に点灯させたりするようにＬＥＤ駆動ＩＣ７６により制御される。第５の実施例の広角度の面光源型ＬＥＤデバイス５０ｂは下向きの曲線を呈する構造形状、上向きの曲線を呈する構造形状、一部が直線で他の一部が曲線を呈する構造形状、又は連続して曲折したＳ字形を呈する構造形状であってもよいが、特に制限されていない。また、本発明において、形状が異なるライトガイドを採用する様々な照明器具に応用するために、長さが異なるＬＥＤバーや曲線が異なるＬＥＤバーを回路基板に設置して広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを製作するようにしてもよい。図６に示すＬＥＤバーアセンブリ５０ｂも本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。
図７は本発明の第６の実施例を示す。第６の実施例において、複数の図３に示すＬＥＤバーアセンブリ５０を交互に配置することによって、面光源型ＬＥＤデバイスの面光源による光拡散効果をより均一で且つより向上することができるため、面光源型ＬＥＤデバイスの面光源による光拡散効果がより優れて美しくなる。複数のＬＥＤバーアセンブリ５０が搭載面（図７に示す第１のＬＥＤバーアセンブリ５１～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６の底面）に交互に配置されている。直線長尺状構造を有する複数の第１のＬＥＤバーアセンブリ５１～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６同士の交互配置は均一な面光源となるように前後左右でそれぞれ交互に配置するものである。図７の左側に示す従来の面光源となるＬＥＤ光源の配置方式は、主として位置を揃えたマトリックス配置を呈すると共に互いに隣り合うように配置されている。それに対して、図７の右側に示す本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスにおける交互配置方式は、第１のＬＥＤバーアセンブリ５１～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６において、第１のＬＥＤバーアセンブリ５１と第２のＬＥＤバーアセンブリ５２との間は第１のＬＥＤバーアセンブリ５１の最も右側のＬＥＤバー１０が第２のＬＥＤバーアセンブリ５２の最も左側のＬＥＤバー１０に整列されると共に上下に互いに隣接している（即ち、第１のＬＥＤバーアセンブリ５１と第２のＬＥＤバーアセンブリ５２の配置は、異なる両側にそれぞれ延伸する。中央セクションにおける整列されたと共に上下に互いに隣接しているＬＥＤバー１０は、第１のＬＥＤバーアセンブリ５１の最も右側のＬＥＤバー１０が上方に位置し、第２のＬＥＤバーアセンブリ５２の最も左側のＬＥＤバー１０が下方に位置する）。同じ配置方式で第３のＬＥＤバーアセンブリ５３～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６を下方向へ順に配置する。図７の対比から分かるように、図７の右側に示す本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスにおける交互配置方式の第１のＬＥＤバーアセンブリ５１～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６が奏する面光源による均一な光拡散効果は図７の左側に示す従来の隣り合うマトリックス配置方式の面光源による光拡散効果よりも遥かに優れた。図７に示す第１のＬＥＤバーアセンブリ５１～第６のＬＥＤバーアセンブリ５６同士の交互配置方式で形成された面光源も本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。更に詳しく説明すると、図７の右側において本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスを採用する一方、図７の左側において従来の面光源となるＬＥＤ光源を採用する場合、図７の右側における本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスの方は使用するＬＥＤの数量を大幅に減少することができると共により均一な面光源を呈している効果を奏することができる。このことから分かるように、本発明に係る広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは効果面をより強化や向上することができる。
図８は本発明の第７の実施例を示す。複数の図４又は図６に示す弧形（又は弧状）を有する弧形長尺状のＬＥＤバーアセンブリ５０ｂ、６０を交互に配置して組み合わせることで均一に発光できる円形のＬＥＤ面光源を形成することによって、面光源型ＬＥＤデバイスの円形面光源による光拡散効果をより均一で且つより向上することができるため、面光源型ＬＥＤデバイスの円形面光源による光拡散効果がより優れて美しくなる。複数の弧形長尺状のＬＥＤバーアセンブリ５０ｂ、６０は主として搭載面（図８に示す第１のＬＥＤバーアセンブリ６１～第４のＬＥＤバーアセンブリ６４の底面）に交互に配置されている。複数の第１のＬＥＤバーアセンブリ６１～第４のＬＥＤバーアセンブリ６４は２つのＬＥＤバーアセンブリが対向して配置されてペアとなり、更にペア同士が交互に配置されている。例えば、ペア同士は、前、後、左、右、上、下でそれぞれ交互に配置されていることによって円形の均一な面光源を形成する。図８において、複数の第１のＬＥＤバーアセンブリ６１～第４のＬＥＤバーアセンブリ６４のそれぞれは、例えば２つの第１のＬＥＤバーアセンブリ６１、２つの第２のＬＥＤバーアセンブリ６２などのようなペアで配置されている。２つの第１のＬＥＤバーアセンブリ６１は円弧の相対する両側の端部にそれぞれ対向して配置されている。２つの第２のＬＥＤバーアセンブリ６２同士と２つの第１のＬＥＤバーアセンブリ６１同士は上下左右において相互に対向して交互に配置されている。ペアとなる２つずつの第１のＬＥＤバーアセンブリ６１～第４のＬＥＤバーアセンブリ６４同士の配置方式は、異なる弧状の長さに応じて円心の位置を起点として外側へ向かっていくように、弧状の長さが最も小さい第４のＬＥＤバーアセンブリ６４から弧状の長さが最も大きい第１のＬＥＤバーアセンブリ６１までを順に交互に配置する。
図８において、第１のＬＥＤバーアセンブリ６１と第２のＬＥＤバーアセンブリ６２は、上下に隣り合うと共に相互に間隔を置いて配置するように第１のＬＥＤバーアセンブリ６１における最も右側の外縁と第２のＬＥＤバーアセンブリ６２における最も左側の外縁とが位置合わせされる。即ち、第１のＬＥＤバーアセンブリ６１と第２のＬＥＤバーアセンブリ６２は、円弧の外側にそれぞれ延伸するように配置されている。同じ配置方式で、即ち相互対向交互方式で間隔を置いて第１のＬＥＤバーアセンブリ６１と第２のＬＥＤバーアセンブリ６２を搭載面に配置することによって均一な円形面光源を形成してから、裏側へ向かって第３のＬＥＤバーアセンブリ６３と第４のＬＥＤバーアセンブリ６４を配置する。図８から分かるように、本発明の第７の実施例において、交互に配置されている第１のＬＥＤバーアセンブリ６１～第４のＬＥＤバーアセンブリ６４からなる面光源による均一な光拡散効果は従来の隣り合う円弧状マトリックス配置方式の面光源による光拡散効果よりも優れた。図８に示す交互方式で間隔を置いて配置を行うことによって形成された面光源も本発明の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスの１つの実施例に属する。
図９Ａは本発明の第８の実施例のＬＥＤバー１０の透過模式図を示す。図１に示す第１の実施例との相違点は、第８の実施例のＬＥＤバー１０には高反射率光学構造１４が設けられていることにある。高反射率光学構造１４は広角度レンズ１１における２つの弧形を有する上面構造の上方に設けられている。高反射率光学構造１４は長尺状構造であり、広角度レンズ１１における２つの弧形を有する上面構造の中央の凹み箇所を覆う。高反射率光学構造１４の長さは広角度レンズ１１の長さと同じである。図９Ａに示す第８の実施例のＬＥＤバー１０において、高反射率光学構造１４の長尺状構造の幅は広角度レンズ１１の上面構造における２つの弧形の頂点の間の距離よりも小さい。
一方、図９Ｂは本発明の第９の実施例のＬＥＤバー１０の透過模式図を示す。図９Ａに示す第８の実施例との相違点は、図９Ｂに示す第９の実施例の高反射率光学構造１６の長尺状構造の幅が広角度レンズ１１の上面構造における２つの弧形の頂点の間の距離に等しいことにある。
図１０Ａは本発明の第１０の実施例のＬＥＤバー１０の透過模式図を示す。図１に示す第１の実施例との相違点は、図１０Ａに示す第１０の実施例のＬＥＤバー１０における第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４と広角度レンズ１１との間に位置するように各第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４の上に蛍光材料２５が設けられていることにある。ＬＥＤバー１０は蛍光材料２５により白光を発するような効果を奏することができる。即ち、図７に示す第６の実施例及び図８に示す第７の実施例において図１０Ａに示す白光を発することができるＬＥＤバー１０を使用すると、面光源として均一な白光を発することができると共に外観が美しい面光源型ＬＥＤデバイスを提供することができる。
図１０Ｂは本発明の第１１の実施例のＬＥＤバー１０の透過模式図を示す。図１０Ａに示す第１０の実施例との相違点は、図１０Ｂに示す第１１の実施例のＬＥＤバー１０には高反射率光学構造１４が設けられていることにある。高反射率光学構造１４は広角度レンズ１１における２つの弧形を有する上面構造の上方に設けられている。高反射率光学構造１４は長尺状構造であり、広角度レンズ１１における２つの弧形を有する上面構造の中央の凹み箇所を覆う。高反射率光学構造１４の長さは広角度レンズ１１の長さと同じである。図１０Ｂに示す第１１の実施例のＬＥＤバー１０において、高反射率光学構造１４の長尺状構造の幅は広角度レンズ１１の上面構造における２つの弧形の頂点の間の距離よりも小さい。第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４と広角度レンズ１１との間に位置するように各第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４の上に蛍光材料２５が設けられていることにある。ＬＥＤバー１０は蛍光材料２５により白光を発するような効果を奏することができる。
図１０Ｃは本発明の第１２の実施例のＬＥＤバー１０の透過模式図を示す。図１０Ｂに示す第１１の実施例との相違点は、図１０Ｃに示す第１２の実施例のＬＥＤバー１０において、高反射率光学構造１６の長尺状構造の幅は広角度レンズ１１の上面構造における２つの弧形の頂点の間の距離に等しい。なお、同様に、第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４と広角度レンズ１１との間に位置するように各第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４の上に蛍光材料２５が設けられていることにある。ＬＥＤバー１０は蛍光材料２５により白光を発するような効果を奏することができる。
図１１Ａは本発明の第１の実施例の発光模式図である。図１１Ｂは本発明の第８の実施例の発光模式図である。図１１Ｃは本発明の第９の実施例の発光模式図である。図１１Ａ～図１１ＣはＬＥＤバー１０に対する異なる態様の高反射率光学構造の発光角度を模式的に示す図である。広角度レンズ１１の上面の形状と高反射率光学構造１４、１６により光学的曲折及び光学的反射を増加することによって、第１の実施例、第８の実施例、第９の実施例のような異なる形式の３つのＬＥＤバー１０による発光効果を異ならせる。一般的に言えば、異なる構造に応じて、通常のＬＥＤ構造の可視角度は約１２０°～１４０°である。それに対して、図１１Ａに示す本発明の第１の実施例についてコンピュータで光学シミュレーション解析を行ったところ、本発明の第１の実施例の面光源型ＬＥＤデバイスの可視角度は１６１．７５°である。また、図１１Ｂに示す本発明の第８の実施例についてコンピュータで光学シミュレーション解析を行ったところ、本発明の第８の実施例の面光源型ＬＥＤデバイスの可視角度は１６３．０７°である。更に、図１１Ｃに示す本発明の第９の実施例についてコンピュータで光学シミュレーション解析を行ったところ、本発明の第９の実施例の面光源型ＬＥＤデバイスの可視角度は１６４．１２°である。
本発明において、単一のＬＥＤバー１０の長さ（即ち、基板１２を切断した後の長さ）及び曲線の弧度（即ち、基板１２を切断した後の形状）は設計ニーズ（機能、表面実装（ＳＭＴ）プロセス、組み立て、コストなどのニース）に応じて決めることができる。ＬＥＤバー１０の長さについて、例えば、２つのＬＥＤダイを封止する場合のＬＥＤバー１０の長さは２ｍｍよりも小さく、４つのＬＥＤダイを封止する場合のＬＥＤバー１０の長さは５ｍｍよりも小さく、８つのＬＥＤダイを封止する場合のＬＥＤバー１０の長さは９ｍｍよりも小さく、１２つのＬＥＤダイを封止する場合のＬＥＤバー１０の長さは２１４ｍｍよりも小さいようにしてもよいが、これに限定されていない。また、各ＬＥＤバー１０の設計ニーズに応じて、基板１２における導電層のレイアウト及び配線は事前に形成されている。なお、設計ニーズに応じて、ＬＥＤバー１０のリード線（半田付け用のリード線）や端子は基板（回路基板）の底層に形成されており、導電性貫通孔（図示せず）を介して基板の上層又は他の層に電気的に接続されている。また、基板（回路基板）は薄型ＦＲ４基板、ＢＴ基板、金属ＰＣＢ基板又はセラミックＰＣＢ基板であってもよい。ＬＥＤダイ自体の放熱ニーズを考慮すると、必要に応じてＬＥＤバー１０の基板にサーマルビアが設けられているようにしてもよい。
本発明に係る面光源型ＬＥＤデバイスを応用すべき照明器具は光源が同一平面に位置するような構造である場合、設計ニーズに応じて適切な面積の大きさを有する様々な矩形のＬＥＤ面光源又は円形のＬＥＤ面光源を採用して組み合わせることによって、様々な異なる幾何学的面積を呈する面光源を形成し、表面実装（ＳＭＴ）プロセスにより必要な電子素子やコネクタなどを設計ニーズに応じて選択した回路基板に実装することで広角度面光源型ＬＥＤデバイスを製作した。一方、本発明に係る広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを応用すべき照明器具は一部又は全部が幾何学形状であり且つ光源が同一平面に位置するような構造である場合、設計ニーズに応じて様々な幾何学形状を有する面光源型ＬＥＤデバイス又はＬＥＤライト又は（及び）様々な不規則な面積を有するＬＥＤ照明器具又はＬＥＤライトストリップを採用し、表面実装（ＳＭＴ）プロセスにより必要な電子素子やコネクタなどを設計ニーズに応じて選択した回路基板に実装することで不規則な形状を有する照明器具を製作した。或いは、本発明に係る広角度の面光源型ＬＥＤデバイスを応用すべき照明器具は一部が不規則な形状であり且つ光源が同一平面に位置しないような構造である場合、光源が同一平面に位置しないエリアについて設計ニーズに応じて長さが最も短い広角度の面光源型ＬＥＤデバイス（例えば、ＳＬＩＭ ＬＥＤや単一又は２つのＬＥＤダイのみを有するＬＥＤバー）を採用し、光源が同一平面に位置するエリアについて上述の各態様に対する説明の通りに適切なＬＥＤバーを選択し、表面実装（ＳＭＴ）プロセスにより必要な電子素子やコネクタなどを設計ニーズに応じて選択したフレキシブル回路基板（ＦＰＣＢ）に実装することで曲線形状を有するライトストリップを製作した。
また、本発明において、異なる色のＬＥＤバーアセンブリ５０、５０ａ、６０、６０ａを採用すれば、例えば図７の実施例において第１のＬＥＤバーアセンブリ３１、第３のＬＥＤバーアセンブリ５３、第５のＬＥＤバーアセンブリ５５が黄色を発するＬＥＤダイを採用すると共に第２のＬＥＤバーアセンブリ５２、第４のＬＥＤバーアセンブリ５４、第６のＬＥＤバーアセンブリ５６が赤色を発するＬＥＤダイを採用すれば、図７に示す広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは二種類の異なる色を発する面光源として機能することができる。同様に、図８の実施例において第１のＬＥＤバーアセンブリ６１、第３のＬＥＤバーアセンブリ６３が黄色を発するＬＥＤダイを採用すると共に第２のＬＥＤバーアセンブリ６２、第４のＬＥＤバーアセンブリ６４が赤色を発するＬＥＤダイを採用すれば、図８に示す円形の広角度の面光源型ＬＥＤデバイスは二種類の異なる色を発する面光源として機能することができる。言い換えれば、第１の色を発する各ＬＥＤバーが回路基板又は搭載面に直線状又は弧状に配置され、第２の色を発する各ＬＥＤバーも回路基板又は搭載面に直線状又は弧状に配置され、第１の色を発する各ＬＥＤバー及び第２の色を発する各ＬＥＤバーは回路基板又は搭載面に相互に平行に配置されているようしてもよく、回路基板又は搭載面に相互に交互で対向するように配置されているようにしてもよい。
更に詳しく説明すると、本発明の面光源型ＬＥＤデバイスを応用すべき照明器具又は搭載部材は二種類の異なる色を発する面光源として機能する場合、上述の各態様のＬＥＤバーアセンブリ５０、５０ａ、６０、６０ａの製作方式及び様々な照明器具のニーズに応じて、異なる色を発する２組のＬＥＤバーを共用の搭載部材又はヒートシンクに平行又は対称に組み立てる。また、単一のＬＥＤダイ又は単一のＬＥＤバーは順番に点灯するようにマイクロチップ（ＩＣ）により制御することによって動的に点灯する（動的照明）ようなニーズを満足することができるため、車用ライトの美しさ及びユニークな発光効果を向上することができる。
本発明の面光源型ＬＥＤデバイスにおいて、一次レンスの設計及びＬＥＤバー１０全体のレイアウト設計によれば、発光角度が大きくなる効果を奏することができる。更に、レンズによる光学的相関構造、ＬＥＤバーアセンブリの交互配置及びＬＥＤバー１０自体の優れた発光効果により、面光源型ＬＥＤデバイスによる発光均一性をより向上することができる。本発明の第１の実施例、第８の実施例及び第９の実施例についてコンピュータで光学シミュレーション解析を行ったところ、光学的相関構造に合わせるＬＥＤバー１０自体の長尺状構造によれば、発光角度が有効に大きくなる。一般の光学的相関構造は輝度の低下につながるのに対して、本発明の面光源型ＬＥＤデバイスは構造設計により面光源の発光均一性を有効に向上することができ、発光角度が有効に大きくなり、少ない数量のＬＥＤで大きい光源面積を実現することができないような従来の技術的なボトルネックを克服することができる。
上述のように、本発明の面光源型ＬＥＤデバイスは、薄型・小型化、発光角度が大きいＬＥＤバー１０を提供することができるだけではなく、複数のＬＥＤバー又はＬＥＤライトストリップ又はＬＥＤセクションを一次レンズ（一次光学レンズ）を有する広角度レンズ１１が第１のＬＥＤダイ２１～第４のＬＥＤダイ２４を封止することによって形成されたＬＥＤ光源として採用することができる。更に、（線形又は曲線形などの）複数のＬＥＤバー又はＬＥＤライトストリップを採用してＬＥＤアセンブリ５０、６０を形成して相互に交互に配置することによって面光源による光拡散効果を有する広角度の面光源型のＬＥＤデバイスを形成する。また、表面実装（ＳＭＴ）プロセスにより素子を回路基板（ＰＣＢ）に実装することによって、光使用効率が高いと共にサイズが小さい面光源型ＬＥＤデバイスを製作した。これにより、性能面及びコスト面は従来技術よりも優れた。また、本発明には、視覚的に明るさの不均一が生じたり粒子状の光点が生じたり面光源の分布が不均一であるという従来技術であるＬＥＤを光源とする照明器具の問題点を有効に解決することができ、照明器具の高品質なテクスチャを有効に高めることができ、サイズが小さく、光使用効率が高く、高精度で制御できる一次レンズ構造を有する面光源型ＬＥＤデバイスを提供することができるため、車用ライトの分野に好適に応用することができる。従って、本発明の技術内容は特許性を有する。
以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形（一部の変更、置換、増加や数値の変化、位置の調整など）は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
１０、１０ａ、１０ｂ ＬＥＤバー
１１ 広角度レンズ
１２ 基板
１４、１６ 高反射率光学構造
２１ 第１のＬＥＤダイ
２２ 第２のＬＥＤダイ
２３ 第３のＬＥＤダイ
２４ 第４のＬＥＤダイ
２５ 蛍光材料
３１ 第１のダイエイリア
３２ 第２のダイエイリア
３３ 第３のダイエイリア
３４ 第４のダイエイリア
３５ 電極エリア
３７ 第１の上電極エリア
３８ 第２の上電極エリア
４０ａ、４０ｂ 回路基板
４１ 第１の下電極エリア
４２ 第２の下電極エリア
５０、５０ａ、５０ｂ、６０ ＬＥＤバーアセンブリ
５１、６１ 第１のＬＥＤバーアセンブリ
５２、６２ 第２のＬＥＤバーアセンブリ
５３、６３ 第３のＬＥＤバーアセンブリ
５４、６４ 第４のＬＥＤバーアセンブリ
５５ 第５のＬＥＤバーアセンブリ
５６ 第６のＬＥＤバーアセンブリ
７１、７１ａ、７１ｂ、７１ｃ 正極入力配線
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 負極入力配線
７４ コネクタ
７６ 駆動ＩＣ

Claims (11)

  1. 接続回路が設けられている回路基板と、
    前記回路基板と電気的に接続する少なくとも１つの入力電源と、
    前記回路基板に接続されていると共に前記少なくとも１つの入力電源と電気的に接続する少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリと、
    を含み、
    前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリのそれぞれは、内部において前記回路基板に複数のＬＥＤバーが直線状に配置されているように構成され、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは自体が長尺状構造であり、内部に同じタイプの複数のＬＥＤダイが設けられ、
    前記複数のＬＥＤダイ同士の間は０．１５ｍｍ～２．８ｍｍの等間隔で直線状に配置され、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの隣り合うＬＥＤバー同士の間隔は複数のＬＥＤダイ同士の間の前記等間隔に等しく、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの自体には、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの横断面の発光角度が大きくなるように広角度レンズが設けられ、
    前記広角度レンズは、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの前記複数のＬＥＤダイを覆うように前記複数のＬＥＤバーのそれぞれがモールドパッケージで一体成形されたものであり、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの前記広角度レンズの横断面の構造は２つの弧形を有する上面構造を有し、前記広角度レンズの前記横断面の両側は垂直面構造であり、前記広角度レンズは長尺状構造であり、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの広角度レンズにおける前記２つの弧形を有する上面構造に高反射率光学構造が設けられ、
    前記高反射率光学構造は長尺状構造であり、前記広角度レンズにおける前記２つの弧形を有する上面構造の中央の凹み箇所を覆い、
    前記高反射率光学構造の前記長尺状構造の長さは前記広角度レンズにおける前記２つの弧形を有する前記上面構造の長さと同じであり、
    前記高反射率光学構造の前記長尺状構造の幅は前記広角度レンズにおける前記２つの弧形の頂点の間の距離よりも小さい又は前記広角度レンズにおける前記２つの弧形の頂点の間の距離に等しいことを特徴とする面光源型ＬＥＤデバイス。
  2. 前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリのそれぞれは長尺状構造であり、前記長尺状構造は直線形長尺状構造であることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  3. 前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリは前記回路基板に交互に配置され、
    前記直線形長尺状構造の前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリが前、後、左、右においてそれぞれ交互に配置されていることによって面光源が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  4. 前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリのそれぞれの前記長尺状構造は弧形長尺状構造であり、
    前記弧形長尺状構造の前記ＬＥＤバーアセンブリは２つずつの前記ＬＥＤバーアセンブリがペアとなることで異なる弧形長さを有し、
    前記異なる弧形長さのサイズに応じて、前記異なる弧形長さを有するペアとなる前記ＬＥＤバーアセンブリが前記回路基板に前、後、左、右で間隔を置いてそれぞれ交互に配置されていることによって円形面光源が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  5. 可撓性を有する広角度な前記面光源型ＬＥＤデバイスとなるように、前記回路基板はフレキシブル回路基板であり、且つ前記複数のＬＥＤバーの全部又は一部は同じ種類の複数のＬＥＤダイで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  6. 前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの同じ種類の前記複数のＬＥＤダイは、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれの同じ種類の前記複数のＬＥＤダイを同時に点灯させるように全て直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  7. 前記回路基板において、前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは独立の前記接続回路を介して前記入力電源に電気的に接続され、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは、動的に点灯するようなニーズを満足するように、外部の電源又は信号源に制御されることによって個別に点灯されることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  8. 前記複数のＬＥＤバーにおける各ＬＥＤダイと前記広角度レンズとの間に蛍光材料が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  9. 前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは、前記接続回路における少なくとも１つの電源正極入力配線及び少なくとも１つの電源負極入力配線に電気的に接続され、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは、正面に複数のダイエリア及び複数の電極エリアが設けられていると共に底面に複数の電極エリアが設けられている基板をそれぞれ含み、
    同じ種類の前記複数のＬＥＤダイは前記複数のダイエリアに直線状に配置され、
    前記広角度レンズは前記複数のＬＥＤダイ及び前記基板を覆い、
    前記回路基板にはコネクタが設けられ、
    前記コネクタは、前記回路基板の前記電源正極入力配線及び前記電源負極入力配線にそれぞれ電気的に接続されていることで外部の入力電源と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  10. 前記少なくとも２つのＬＥＤバーアセンブリにおける前記複数のＬＥＤバーは二種類の異なる色を発する前記ＬＥＤバーであり、
    第１の色を発する各前記ＬＥＤバーが前記回路基板に直線状又は弧状に配置され、第２の色を発する各前記ＬＥＤバーが前記回路基板に直線状又は弧状に配置され、第１の色を発する各前記ＬＥＤバー及び第２の色を発する各前記ＬＥＤバーが前記回路基板に対向して交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
  11. 前記回路基板に設置されている少なくとも１つのＬＥＤ駆動ＩＣを更に含み、
    前記複数のＬＥＤバーのそれぞれは前記回路基板における前記接続回路を介して前記ＬＥＤ駆動ＩＣに電気的に接続され、
    前記ＬＥＤ駆動ＩＣは前記回路基板における前記接続回路を介して前記入力電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の面光源型ＬＥＤデバイス。
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