JPH10290028A - 発光ダイオード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光源であるＬＥＤチップのＬＥＤ光の透過
率を低下させることなく、かつ比較的近距離においても
複数のＬＥＤ光の混色を得ることができること。 【解決手段】 １個以上のＬＥＤチップの発光光が、マ
ルチカットリフレクタ２０の複数個の微小平面からなる
マルチカット部２７で反射され、鮮かな色（ギラギラ感
のある色）で、それらが混色される。しかも、マルチカ
ットリフレクタ２０の開口面の全体で混色されたＬＥＤ
光が得られるから、発光源であるＬＥＤチップのＬＥＤ
光の拡散板等を用いることがないから透過率を低下させ
ることがない。また、比較的近距離においても複数のＬ
ＥＤ光の混色を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード
（以下『ＬＥＤ』という）を用いた単色または混色（多
色）の照明、光源、ディスプレイに使用できるＬＥＤ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤは、一般に、その外形が砲弾形で
あり、端部のレンズ部分によって指向性をもたせ、単色
の点光源として使用されていた。

【０００３】それら従来の複数のＬＥＤ光を混色させる
場合は、複数のＬＥＤの発光源であるＬＥＤチップの上
に共通する光拡散板を配設し、そこで複数色の混色を行
っていた。また、複数のＬＥＤの発光源の上に共通する
レンズを配設し、そのレンズにＬＥＤ光を通過させるこ
とにより複数色の混色を行っていた。

【０００４】また、複数色で複数個の砲弾型タイプの組
み合せにおいては、少なくても１０ｃｍ以上の距離を離
して、混色を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数のＬＥＤ
の発光源であるＬＥＤチップの上に共通する光拡散板を
配設し、複数のＬＥＤ光を混色させるものでは、光拡散
板による光の透過率が低下して明るさが低下することに
なる。また、複数のＬＥＤの発光源の上に共通するレン
ズを配設し、そのレンズにＬＥＤ光により複数色の混色
を行うものでは、光源に近いと複数色が独立して認識さ
れ、所定の距離以上離れないと混色が得られない。

【０００６】他の先行技術として、特開平１−１４３３
６６号公報、特開平２−５１２８７号公報等がある。

【０００７】両公報に掲載の技術は、ＬＥＤチップをリ
フレクタに埋設するものであり、この場合、リフレクタ
を成形する際の合成樹脂の収縮によってＬＥＤチップや
ワイヤ部に応力が生じ、製造時または使用時の温度の影
響によるリフレクタの膨脹収縮を受け、最悪の場合、破
損される可能性がある。そのため、両公報に掲載された
技術ではリフレクタの大きさに制限を生ずる。

【０００８】そこで、本発明は、発光源であるＬＥＤチ
ップのＬＥＤ光の透過率を低下させることなく、かつ、
比較的近距離においても複数のＬＥＤ光の混色を得るこ
とができ、しかも、リフレクタの大きさ、形状に関する
自由度を大幅に拡大した構造のＬＥＤ装置の提供を課題
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかるＬＥＤ
装置は、１個以上のＬＥＤチップを特定の方向に発光光
を放射するように配設した発光部と、前記発光部の前記
１個以上のＬＥＤチップに電力を導くリードフレーム
と、前記発光部を略中央位置に配設し、前記発光部から
分離され、前記１個以上のＬＥＤチップからの発光光を
反射するように凹面鏡部を形成した複数個の微小平面か
らなるマルチカットリフレクタとを具備し、前記マルチ
カットリフレクタは、合成樹脂の透明体からなり、その
外周面に前記複数個の微小平面を形成し、かつ、前記複
数個の微小平面には金属膜を形成し、前記凹面鏡部の対
向する面の中央に前記発光部を収容する収納凹部を形成
したものである。

【００１０】請求項２にかかるＬＥＤ装置の前記発光部
及びリードフレームは、前記発光部を中心として複数本
のリードフレームを放射状に配設したものである。

【００１１】請求項３にかかるＬＥＤ装置の前記マルチ
カットリフレクタの複数個の微小平面からなるマルチカ
ット部の半径Ｒと前記マルチカット部の円柱部の半径ｒ
との関係は、 １．１５≦ Ｒ／ｒ ≦１．６ とし、また、前記円柱部の半径ｒと前記ＬＥＤチップの
配置位置Ｍからマルチカット部の下端までの距離ｔとの
関係は、 ０．８≦ｔ−ｒ／２≦１．２ とし、しかも、前記ＬＥＤチップの配置位置Ｍからマル
チカット部の下端までの距離ｔと前記マルチカット部の
複数個の微小平面の幅ｘとの関係は、 前記ＬＥＤチップが２個の場合には、２．５≦ｘ≦ｔ 前記ＬＥＤチップが３個の場合には、２．０≦ｘ≦ｔ としたものである。

【００１２】請求項４にかかるＬＥＤ装置の前記発光部
は、前記１個以上のＬＥＤチップを中心にした透明合成
樹脂からなる略半球体に埋設したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１４】図１は本発明の第一の実施の形態における
ＬＥＤ装置の全体斜視図で、図２は本発明の第一の実施
の形態におけるＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットの
全体斜視図（ａ）、また、（ｂ）乃至（ｄ）はＬＥＤ装
置に使用するＬＥＤユニットアレイとした場合の平面図
（ｂ）、側面図（ｃ）、正面図（ｄ）である。

【００１５】図１及び図２において、発光部１１は、１
個以上のＬＥＤチップを透明な合成樹脂でモールドし、
特定の方向、即ち、本実施の形態では下方向に発光光を
放射するように配設したもので、リードフレーム１２，
１３，１４，１５は発光部１１に埋設した１個以上のＬ
ＥＤチップに電力を導くものである。これら１個以上の
ＬＥＤチップを特定の方向に発光光を放射するように配
設した発光部１１と、１個以上のＬＥＤチップに電力を
導くリードフレーム１２，１３，１４，１５は、本実施
の形態のＬＥＤユニット１０を構成している。

【００１６】リードフレーム１２，１３，１４，１５
は、１個以上のＬＥＤチップを透明なエポキシまたはシ
リコン等によってモールドした発光部１１から放射状に
延び、そして、下方向に直角に折曲されている。前記折
曲点は後述するマルチカットリフレクタ２０の外周とな
っている。

【００１７】発光部１１は、１個以上のＬＥＤチップを
透明なエポキシ樹脂等の合成樹脂でモールドし、しか
も、その形状を略半球体とし、その中心位置に１個以上
のＬＥＤチップを配設している。この構成によって、発
光部１１の表面に対して垂直に発光光が到達し、光が容
易にモールド樹脂を通過するようになっている。

【００１８】ＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニット１０
をＬＥＤユニットアレイとして使用する場合には、図２
の（ｂ）乃至（ｄ）のようになる。

【００１９】即ち、リードフレーム１２-1，１３-1，１
４-1，１５-1は、１個以上のＬＥＤチップを透明な合成
樹脂でモールドした発光部１１-1から放射状に延びてお
り、下方向に直角に折曲されてＬＥＤユニット１０-1が
構成されている。そして、隣接するＬＥＤユニット１０
-2も同様に、リードフレーム１２-2，１３-2，１４-2，
１５-2は、１個以上のＬＥＤチップを透明な合成樹脂で
モールドした発光部１１-2から放射状に延びており、下
方向に直角に折曲されている。そして、ＬＥＤユニット
１０-1のリードフレーム１２-1とＬＥＤユニット１０-2
のリードフレーム１３-2が、また、ＬＥＤユニット１０
-1のリードフレーム１５-1とＬＥＤユニット１０-2のリ
ードフレーム１４-2が、短絡線Ｓによって接続されてい
る。同様に順次、ＬＥＤユニット１０-3、ＬＥＤユニッ
ト１０-4が短絡線Ｓに接続されている。したがって、１
個以上のＬＥＤチップを点灯制御する場合には、短絡線
Ｓを切断し、所望の回路を構成して実施する。

【００２０】図３は本発明の第一の実施の形態における
ＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットのワイヤボンディ
ングの事例を示す説明図で、（ａ）は単色の場合、
（ｂ）は２色の場合、（ｃ）は３色の場合である。

【００２１】図３（ａ）において、本実施の形態におけ
るＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットのワイヤボンデ
ィングは、リードフレーム１２及び１３とリードフレー
ム１４及び１５を共通電極とし、リードフレーム１４及
び１５の端部ベース１４ａに赤色ＬＥＤチップ（または
黄色ＬＥＤチップ）１６のカソード側を導電性接着剤で
接合し、赤色ＬＥＤチップ（または黄色ＬＥＤチップ）
１６のアノード側をリードフレーム１２及び１３の先端
電極部１２ａにワイヤ１６ａを用いてワイヤボンディン
グしたものである。なお、この後、先端電極部１２ａ及
び端部ベース１４ａを含み、赤色ＬＥＤチップ（または
黄色ＬＥＤチップ）１６、リードフレーム１２及び１３
とリードフレーム１４及び１５の先端と共に、透明な合
成樹脂でモールドされ、下方を略半球状としたパッケー
ジに収容され、発光部１１を構成している。このリード
フレーム１２，１３，１４，１５は、互いに、発光部１
１のパッケージの中心に対して、その中心軸が９０度ず
れており、かつ、放射状に配置されている。これによっ
て、マルチカットリフレクタ２０の円周に対して安定し
た接合状態が維持される。

【００２２】図３（ｂ）において、本実施の形態におけ
るＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットのワイヤボンデ
ィングは、リードフレーム１２及び１３は黄色ＬＥＤチ
ップ１６Ｙの電力供給用で、リードフレーム１４及び１
５は赤色ＬＥＤチップ１６Ｒの電力供給用である。これ
らは、リードフレーム１２の端部に黄色ＬＥＤチップ１
６Ｙのカソード側を導電性接着剤で接合し、黄色ＬＥＤ
チップ１６Ｙのアノード側をリードフレーム１３の端部
にワイヤ１６Ｙａを用いてワイヤボンディングしたもの
であり、また、リードフレーム１５の端部に赤色ＬＥＤ
チップ１６Ｒのカソード側を導電性接着剤で接合し、赤
色ＬＥＤチップ１６Ｒのアノード側をリードフレーム１
４の端部にワイヤ１６Ｒａを用いてワイヤボンディング
したものである。

【００２３】なお、この後、黄色ＬＥＤチップ１６Ｙ、
赤色ＬＥＤチップ１６Ｒ、リードフレーム１２及び１３
とリードフレーム１４及び１５の先端と共に、透明な合
成樹脂でモールドされ、下方を略半球状としたパッケー
ジに収容され、発光部１１Ａを構成している。このリー
ドフレーム１２，１３，１４，１５は、互いに、発光部
１１Ａの中心に対して、その中心軸が９０度ずれてお
り、かつ、放射状に配置されている。これによって、マ
ルチカットリフレクタ２０の円周に対して安定した接合
状態が維持されるようになっている。

【００２４】図３（ｃ）において、本実施の形態におけ
るＬＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットのワイヤボンデ
ィングは、リードフレーム１２は黄色ＬＥＤチップ１６
Ｙの電力供給用で、また、リードフレーム１３は赤色Ｌ
ＥＤチップ１６Ｒ、リードフレーム１５は青色ＬＥＤチ
ップ１６Ｂの電力供給用である。リードフレーム１４
は、リードフレーム１２，１３，１５と対になって電力
を供給するもので、その端部は幅広の接合基部１４Ａが
形成されていて、その接合基部１４Ａの面に黄色ＬＥＤ
チップ１６Ｙのカソード側、赤色ＬＥＤチップ１６Ｒの
カソード側を導電性接着剤で接合している。そして、リ
ードフレーム１２と黄色ＬＥＤチップ１６Ｙのアノード
側をワイヤ１６Ｙｂを用いてワイヤボンディングし、ま
た、リードフレーム１３と赤色ＬＥＤチップ１６Ｒのア
ノード側をワイヤ１６Ｒｂを用いてワイヤボンディング
している。更に、接合基部１４Ａの面には、青色ＬＥＤ
チップ１６Ｂの絶縁基板側が接合されており、そのカソ
ード側はワイヤ１６Ｂａを用いてリードフレーム１４に
ワイヤボンディングし、また、青色ＬＥＤチップ１６Ｂ
のアノード側はワイヤ１６Ｂｂを用いてリードフレーム
１５にワイヤボンディングしている。

【００２５】なお、これら黄色ＬＥＤチップ１６Ｙ、赤
色ＬＥＤチップ１６Ｒ、青色ＬＥＤチップ１６Ｂ、リー
ドフレーム１２，１３，１５の先端は、リードフレーム
１４の接合基部１４Ａと共に、透明な合成樹脂でモール
ドされ、下方を略半球状としたパッケージに収容され、
発光部１１Ｂを構成している。このリードフレーム１
２，１３，１４，１５は、互いに、リードフレーム１４
の接合基部１４Ａの中心であり、かつ、発光部１１Ｂの
中心に対して、その中心軸が９０度ずれており、かつ、
放射状に配置されている。これによって、マルチカット
リフレクタ２０の円周に対して安定した接合状態が維持
されるようになっている。更に、別形状のリードフレー
ム１４を用いることにより、使用用途を広げることがで
きる。

【００２６】ところで、上記実施の形態で使用した発光
部１１を形成する略半球状としたパッケージの材料は、
無色透明材料または有色透明材料とすることにより、色
補正を行ったり、或いは希望の色彩の発光を行わせるこ
とができる。

【００２７】また、上記実施の形態では、ＬＥＤチップ
として赤色、黄色、青色のものを使用したが、緑色のも
のを用いてもよく、また、その組合せは任意に選択する
ことができる。

【００２８】図４は本発明の第一の実施の形態における
ＬＥＤ装置で使用するマルチカットリフレクタの平面図
（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）、正面からみた断
面図（ｄ）である。また、図５は本発明の第一の実施の
形態におけるＬＥＤ装置で使用するマルチカットリフレ
クタの構造説明図、図６は本発明の第一の実施の形態に
おけるＬＥＤ装置で使用するマルチカットリフレクタの
マルチカットを示した幾何学的パターン説明図である。

【００２９】図４において、アクリル等からなる無色透
明または有色透明の合成樹脂等のマルチカットリフレク
タ２０の上面は、平面状の略円形で、中央には発光部１
１を収納する半球状の収納凹部２１が形成されている。
また、マルチカットリフレクタ２０の上面の略円形の中
心、即ち、収納凹部２１の中心から放射状、かつ、等間
隔にリードフレーム１２，１３，１４，１５を収容する
リード溝２２，２３，２４，２５が形成され、また、マ
ルチカットリフレクタ２０の正面上部は上面と同一径か
らなる円柱部２６、正面下部は複数個の微小平面からな
るマルチカット部２７が形成されている。円柱部２６は
リードフレーム１２，１３，１４，１５を収容するリー
ド溝２２，２３，２４，２５が周面にも形成されてお
り、リードフレーム１２，１３，１４，１５が容易に周
囲を移動しないようになっている。マルチカット部２７
は図４（ｃ）に示すように、最下点に正三角形の平面を
６個取りし、更に、その六角形の各辺の外周に、前記辺
を一辺とする正三角形の平面を６個形成し、更に、６個
の正三角形の平面間には、２個の平面を形成している。

【００３０】発明者等の実験によれば、マルチカットリ
フレクタ２０の曲面を形成する複数個の微小平面からな
るマルチカット部２７の半径Ｒと、マルチカットリフレ
クタ２０の上面の略円形の中心、即ち、円柱部２６の半
径ｒとの関係は、図５に示すように、 １．１５≦ Ｒ／ｒ ≦１．６ とする。また、円柱部２６の半径ｒと赤色ＬＥＤチップ
（または黄色，青色，緑色ＬＥＤチップ）１６等のＬＥ
Ｄチップの配置位置Ｍからマルチカット部２７の下端ま
での距離ｔとの関係は、 ０．８≦ｔ−ｒ／２≦１．２ とする。

【００３１】また、赤色ＬＥＤチップ（または黄色、青
色、緑色のＬＥＤチップ）１６等のＬＥＤチップの配置
位置Ｍからマルチカット部２７の下端までの距離ｔと、
前記マルチカット部２７の複数個の微小平面の幅ｘとの
関係は、 ＬＥＤチップが２個の場合には、 ２．５≦ｘ≦ｔ ＬＥＤチップが３個の場合には、 ２．０≦ｘ≦ｔ とするのが望ましい。

【００３２】この構成によって、合成樹脂で成形したと
き、広い視野で、複数のＬＥＤ光の混色を得ることがで
きる。

【００３３】特に、上記条件下では、複数のＬＥＤの発
光光が、鮮かな色（ギラギラ感のある色）であり、それ
らが混色されることが確認されている。勿論、鮮かな色
彩表現を抑える場合、或いは鮮かな色彩表現を望まない
場合には、上記条件から若干離れて、または上記条件を
無視して設定することもできる。

【００３４】本実施の形態では、マルチカット部２７を
図４（ｃ）に示すように、最下点に正三角形の平面を６
個取りし、その六角形の各辺の外周に、前記辺を一辺と
する正三角形の平面を６個形成し、更に、６個の正三角
形の平面間には、２個の平面で形成したものであるが、
本発明を実施する場合には、図６のような幾何学的パタ
ーンを使用することもできる。勿論、宝石で使用される
ように、１６面、２４面、３６面カットとすることもで
きる。

【００３５】図６（ａ）は、円柱部２６Ａの中心であ
り、マルチカット部２７Ａの中心である最下点で、正三
角形の平面を６分割し、その６分割した三角形の内に９
個の正三角形の平面を形成したものである。また、図６
（ｂ）は、円柱部２６Ｂの中心であり、マルチカット部
２７Ｂの中心である最下点で、その最下点を中心に８等
分し、更に、その外側に同心円を描き、その同心円と前
回の８等分した角度の中間点との交差する点からなる四
角平面を順次形成するものである。図６（ｃ）は、円柱
部２６Ｃの中心であり、マルチカット部２７Ｃの中心で
ある最下点で、その最下点を中心に６等分し、更に、そ
の外側に同心円を描き、その同心円と前回の６等分した
角度の中間点との交差する点からなる四角平面を形成す
るものである。

【００３６】このように構成されたＬＥＤ装置は、次の
ように組付けられる。

【００３７】まず、図３に示すように、放射状に配置し
たリードフレーム１２，１３，１４，１５に単色または
複数色のＬＥＤチップを配設し、必要なワイヤボンディ
ングし、この後、リードフレーム１２，１３，１４，１
５の先端と単色または複数色のＬＥＤチップと共に、透
明な合成樹脂でモールドし、下方を略半球状のパッケー
ジに収容して発光部１１を構成する。

【００３８】一方、図４に示すように、マルチカットリ
フレクタ２０の上面の中央には発光部１１を収納する収
納凹部２１、マルチカットリフレクタ２０の収納凹部２
１の中心から放射状にリードフレーム１２，１３，１
４，１５を収容するリード溝２２，２３，２４，２５
を、また、マルチカットリフレクタ２０の正面上部には
上面と同一径からなる円柱部２６、正面下部は複数個の
微小平面からなるマルチカット部２７を、射出成形によ
って一体に成形する。そして、マルチカット部２７に対
してアルミニウム等の金属をスパッタ、蒸着、メッキ、
高反射フィルムインモールド成形等によって金属膜によ
る反射膜を形成する。なお、円柱部２６の周囲は必ずし
も金属膜による反射膜を形成する必要がないが、金属膜
を形成する場合、リード溝２２，２３，２４，２５には
リードフレーム１２，１３，１４，１５間の短絡が発生
しないように金属膜を形成しない。または絶縁物質塗布
等により導電性をなくする必要がある。

【００３９】このように形成したマルチカットリフレク
タ２０の上面中央の収納凹部２１に、発光部１１のパッ
ケージを収納し、リード溝２２，２３，２４，２５にリ
ードフレーム１２，１３，１４，１５を挿着する。そし
て、マルチカットリフレクタ２０の収納凹部２１に発光
部１１のパッケージを収納した状態で、両者を一体に接
合しない。即ち、マルチカットリフレクタ２０の収納凹
部２１と発光部１１のパッケージとの間は、充填物を介
在させることなく、嵌合させる。勿論、両者間にシリコ
ンオイル等を入れること、或いはゲルまたはゾルを介在
させることもできる。そして、リード溝２２，２３，２
４，２５にリードフレーム１２，１３，１４，１５を接
合し、ＬＥＤユニット１０とマルチカットリフレクタ２
０とを一体化することによりＬＥＤ装置を構成する。

【００４０】ここで、透明合成樹脂からなる略半球体の
中心に前記１個以上のＬＥＤチップを埋設してなる発光
部１１は、前記１個以上のＬＥＤチップからのＬＥＤ光
が、略半球体の中心から放射状に発散され、周面で反射
されないから、効率の良い出射が行われ、球面状に形成
されているマルチカットリフレクタ２０の収納凹部２１
に入射される。そこにおいても面に対して垂直方向に入
射されるから、反射されることなく、効率の良い入射が
行われる。

【００４１】また、マルチカットリフレクタ２０の収納
凹部２１と発光部１１のパッケージとの間は、同一屈折
率の材料を充填して、不連続面を形成しなければ、マル
チカットリフレクタ２０の複数個の微小平面以外の反射
を少なくすることができ、また、緩衝材として機能する
ゲルまたはゾル等を使用すると、マルチカットリフレク
タ２０が温度に依存して膨脹収縮しても、それを遮断す
ることができる。

【００４２】このように、本実施の形態のＬＥＤ装置
は、１個以上のＬＥＤチップを特定の方向、例えば、図
２（ａ）の下方等に発光光を放射するように配設した発
光部１０と、発光部１０の１個以上のＬＥＤチップに電
力を導くリードフレーム１２，１３，１４，１５と、発
光部１０を略中央位置とし、１個以上のＬＥＤチップか
らの発光光を反射するようにマルチカット部２７の外表
面に金属膜を形成して凹面鏡部を形成した複数個の微小
平面からなるマルチカットリフレクタ２０とを具備する
ものである。

【００４３】したがって、１個以上のＬＥＤチップの発
光光が、マルチカットリフレクタ２０の複数個の微小平
面からなるマルチカット部２７で反射され、鮮かな色
（ギラギラ感のある色）で、それらが混色される。しか
も、マルチカットリフレクタ２０の開口面の全体で混色
されたＬＥＤ光が得られるから、発光源であるＬＥＤチ
ップのＬＥＤ光の拡散板等を用いることがないから透過
率を低下させることがない。また、比較的近距離におい
ても複数のＬＥＤ光の混色を得ることができる。

【００４４】なお、本実施の形態のマルチカットリフレ
クタ２０では、１個以上のＬＥＤチップからの発光光を
反射するようにマルチカット部２７の外表面に金属膜を
形成して凹面鏡部を形成した複数個の微小平面からなる
ものであるが、本発明を実施する場合には、１個以上の
ＬＥＤチップからの発光光を反射するようにマルチカッ
ト部２７の内表面に金属膜を形成して凹面鏡部を形成し
た複数個の微小平面からなる合成樹脂体としてもよい
し、或いは、マルチカット部２７またはマルチカットリ
フレクタ２０を金属薄板で形成してもよい。しかし、本
実施の形態のように構成すると、製造が簡単で、大き
さ、形状に関して自由度があり、歩留りのよい製造がで
きる。

【００４５】また、マルチカットリフレクタ２０は、複
数個の微小平面に金属膜を形成したものであるから、マ
ルチカットリフレクタ２０内の反射効率を良くし、本実
施の形態のＬＥＤ装置の発光を明るくすることができ
る。しかし、本発明を実施する場合のマルチカットリフ
レクタ２０は、屈折率及びマルチカットする微小平面と
光源の位置によって全反射が得られるものでは、必ずし
もマルチカットリフレクタ２０の複数個の微小平面に金
属膜を形成する必要はない。

【００４６】そして、マルチカットリフレクタ２０は、
合成樹脂の透明体からなり、その外周面に複数個の微小
平面を形成し、かつ、複数個の微小平面には金属膜を形
成し、凹面鏡部の対向する面の中央に発光部１０を収容
する収納凹部２１を形成したものであるから、射出成形
で形成でき、製造が簡単で、大きさ、形状に関して自由
度があり、歩留りのよい製造ができる。

【００４７】更に、発光部１０及びリードフレーム１
２，１３，１４，１５は、発光部１０を中心として複数
本のリードフレーム１２，１３，１４，１５を放射状に
配設したものであるから、マルチカットリフレクタ２０
の配設面が円形であってもリードフレーム１２，１３，
１４，１５が、円周位置に配設され、製造組立中にＬＥ
Ｄユニット１０とマルチカットリフレクタ２０とが相対
移動することがない。よって、組立精度を良くすること
ができる。

【００４８】ところで、上記実施の形態の発光部１０
は、１個、２個、３個の事例で説明したが、本発明を実
施する場合には、４個以上とすることもでき、結果とし
て、１個以上のＬＥＤチップを特定の方向に発光光を放
射するように配設したものであればよい。また、本実施
の形態では、ＬＥＤチップをマルチカットリフレクタ２
０の略中心方向に発光光を放射するようにしたものであ
るが、本発明を実施する場合には、マルチカットリフレ
クタ２０のマルチカット面の大きさ及び数とによって、
その誤差範囲が決定できる。

【００４９】また、上記実施の形態の発光部１０の１個
以上のＬＥＤチップに電力を導くリードフレーム１２，
１３，１４，１５は、発光部１０の中心から等角度に配
設したものであるが、本発明を実施する場合には、必ず
しも、等角度に限定されるものではない。例えば、マル
チカットリフレクタ２０が連続して一列に配設されてい
る場合等には、角度を異にすることができる。また、Ｌ
ＥＤチップの個数によってＬＥＤチップに電力を導くリ
ードフレームの数を任意に設定することができる。

【００５０】そして、上記実施の形態のマルチカットリ
フレクタの外周面に形成した複数個の微小平面の金属膜
は、アルミニウムに限定されるものではなく、銀等の光
反射率の材料が使用可能である。

【００５１】更に、上記実施の形態の１個以上のＬＥＤ
チップは、砲弾形等のパッケージをしていないものを使
用しているが、本発明を実施する場合には、砲弾形等の
パッケージをしたＬＥＤランプに内蔵されたＬＥＤチッ
プとして使用することもできる。この種の実施の形態で
は、発光部１０が大きくなるが、特性上問題となるもの
ではない。

【００５２】なお、本発明の実施の態様では省略してい
るが、各ＬＥＤチップは電流制御、パルス制御等の外部
制御回路によって、その輝度を調整され、必要な混色が
発生するよう制御される。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、請求項１のＬＥＤ装置に
おいては、１個以上のＬＥＤチップを特定の方向に発光
光を放射するように配設した発光部の前記１個以上のＬ
ＥＤチップに電力を導くリードフレームと、前記発光部
を略中央位置とし、前記１個以上のＬＥＤチップからの
発光光を反射するように凹面鏡部を形成した複数個の微
小平面からなるマルチカットリフレクタとを具備し、前
記マルチカットリフレクタが、合成樹脂の透明体からな
り、その外周面に前記複数個の微小平面を形成し、か
つ、前記複数個の微小平面には金属膜を形成し、前記凹
面鏡部の対向する面の中央に前記発光部を収容する収納
凹部を形成したものである。

【００５４】したがって、１個以上のＬＥＤチップの発
光光が、マルチカットリフレクタの複数個の微小平面か
らなるマルチカットリフレクタで反射され、前記１個以
上のＬＥＤチップがマルチカット数に写り、かつ、それ
らが重畳することから、鮮かな色（ギラギラ感のある
色）で、それらが混色されるから、混合光の品質が向上
し、高級感がでる。しかも、マルチカットリフレクタの
開口面の全体で混色されたＬＥＤ光が得られるから、発
光源であるＬＥＤチップのＬＥＤ光の拡散板等を用いる
必要がないので透過率を低下させることがない。また、
マルチカットの個数及び角度によって、比較的近距離に
おいても、また、広い視野で、複数のＬＥＤ光の混色を
得ることができる。更に、射出成形で形成でき、製造が
簡単で、大きさ、形状に関して自由度があり、歩留りの
よい製造ができる。ＬＥＤチップに熱的変化の影響を受
け製造時または使用時の外部温度の影響により応力が集
中し、破損される可能性がなくなる。 請求項２のＬＥ
Ｄ装置は、請求項１に記載の前記発光部及びリードフレ
ームを、前記発光部を中心として複数本のリードフレー
ムを放射状に配設したものであるから、請求項１に記載
の効果に加えて、マルチカットリフレクタの配設面にリ
ードフレームが安定した配置状態となり、製造組立中に
ＬＥＤユニットとマルチカットリフレクタとが相対移動
することがない。故に、組立精度を良くすることができ
る。

【００５５】請求項３のＬＥＤ装置は、前記マルチカッ
トリフレクタの複数個の微小平面からなるマルチカット
部の半径Ｒと円柱部の半径ｒとの関係を、 １．１５≦ Ｒ／ｒ ≦１．６ とし、前記円柱部の半径ｒと前記ＬＥＤチップの配置位
置からマルチカット部の下端までの距離ｔとの関係を、 ０．８≦ｔ−ｒ／２≦１．２ とし、前記ＬＥＤチップの配置位置からマルチカット部
の下端までの距離ｔと、前記マルチカット部の複数個の
微小平面の幅ｘとの関係は、前記ＬＥＤチップが２個の
場合には、２．５≦ｘ≦ｔ、前記ＬＥＤチップが３個の
場合には、２．０≦ｘ≦ｔとしたものであり、請求項１
または請求項２に記載の効果に加えて、合成樹脂で成形
したとき、小型化でき、かつ、広い視野で、複数のＬＥ
Ｄ光の混色を得ることができる。

【００５６】請求項４におけるＬＥＤ装置の前記発光部
は、透明合成樹脂からなる略半球体の中心に前記１個以
上のＬＥＤチップを埋設してなるものであるから、前記
１個以上のＬＥＤチップからのＬＥＤ光は、略半球体の
中心から放射状に発散され、周面で反射されないから、
効率の良い出射が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置の全体斜視図である。

【図２】 図２は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットの全体斜視図
（ａ）、また、（ｂ）乃至（ｄ）はＬＥＤ装置に使用す
るＬＥＤユニットアレイとした場合の平面図（ｂ）、側
面図（ｃ）、正面図（ｄ）である。

【図３】 図３は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置に使用するＬＥＤユニットのワイヤボンディン
グの事例を示す説明図で、（ａ）は単色の場合、（ｂ）
は２色の場合、（ｃ）は３色の場合である。

【図４】 図４は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置で使用するマルチカットリフレクタの平面図
（ａ）、正面図（ｂ）、底面図（ｃ）、正面からみた断
面図（ｄ）である。

【図５】 図５は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置で使用するマルチカットリフレクタの構造説明
図である。

【図６】 図６は本発明の第一の実施の形態におけるＬ
ＥＤ装置で使用するマルチカットリフレクタのマルチカ
ットを示した幾何学的パターン説明図である。

【符号の説明】

１０ ＬＥＤユニット １１ 発光部 １２，１３，１４，１５ リードフレーム ２０ マルチカットリフレクタ ２１ 収納凹部 ２２，２３，２４，２５ リード溝 ２６ 円柱部 ２７ マルチカット部 Ｒ マルチカット部の半径 ｒ 円柱部の半径 Ｍ ＬＥＤチップの配置位置 ｔ ＬＥＤチップの配置位置からマルチカット部
の下端までの距離 ｘ マルチカット部の複数個の微小平面の幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 寿夫 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 本間 昭広 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個以上の発光ダイオードチップを特定
   の方向に発光光を放射するように配設した発光部と、 前記発光部の前記１個以上の発光ダイオードチップに電
   力を導くリードフレームと、 前記発光部を略中央位置に配設し、前記発光部から分離
   され、前記１個以上の発光ダイオードチップからの発光
   光を反射するように凹面鏡部を形成した複数個の微小平
   面からなるマルチカットリフレクタとを具備し、 前記マルチカットリフレクタは、合成樹脂の透明体から
   なり、その外周面に前記複数個の微小平面を形成し、か
   つ、前記複数個の微小平面には金属膜を形成し、前記凹
   面鏡部の対向する面の中央に前記発光部を収容する収納
   凹部を形成したことを特徴とする発光ダイオード装置。
2. 【請求項２】 前記発光部及びリードフレームは、前記
   発光部を中心として複数本のリードフレームを放射状に
   配設したことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオ
   ード装置。
3. 【請求項３】 前記マルチカットリフレクタの複数個の
   微小平面からなるマルチカット部の半径Ｒと、前記マル
   チカット部の円柱部の半径ｒとの関係は、 １．１５≦ Ｒ／ｒ ≦１．６ とし、また、前記円柱部の半径ｒと前記発光ダイオード
   チップの配置位置からマルチカット部の下端までの距離
   ｔとの関係は、 ０．８≦ｔ−ｒ／２≦１．２ とし、前記発光ダイオードチップの配置位置からマルチ
   カット部の下端までの距離ｔと前記マルチカット部の複
   数個の微小平面の幅ｘとの関係は、 前記発光ダイオードチップが２個の場合には、２．５≦
   ｘ≦ｔ 前記発光ダイオードチップが３個の場合には、２．０≦
   ｘ≦ｔ としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載
   の発光ダイオード装置。
4. 【請求項４】 前記発光部は、前記１個以上の発光ダイ
   オードチップを中心にした透明合成樹脂からなる略半球
   体に埋設してなることを特徴とする請求項１乃至請求項
   ３の何れか１つに記載の発光ダイオード装置。