(57)【要約】【課題】  薄型導光板を有する線状発光装置、特に車両用ランプに適用される細線状ＬＥＤ発光装置を提供する。【解決手段】  本発明は細線状ＬＥＤ発光装置を提供する。細線状ＬＥＤ発光装置は、上層に接続回路が設置されたプリント回路基板と、少なくとも１つの電源入力素子と、複数のＬＥＤバーと、を具備する。ＬＥＤバーは、複数の同種類のＬＥＤチップによって構成される。ＬＥＤバーは、細長状の集光レンズを有する。細長状の集光レンズは、パッケージプロセスにおいてモールディングプロセスによってＬＥＤバーと一体形成される。それによって、細線状ＬＥＤ発光装置におけるＬＥＤバーのビーム角、そして細線状ＬＥＤ発光装置の配光を制御する。  ＬＥＤバーの集光レンズは、断面寸法が小さいため、薄型導光板を有する車両用ランプに適用することができ、それによって、光の有効利用率を向上させることができる。【選択図】図１Ａ
2020202364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上層に接続回路が設置されたプリント回路基板と、少なくとも１つの電源入力素子と、複数のＬＥＤバーと、を具備する細線状ＬＥＤ発光装置であって、
前記電源入力素子及び前記ＬＥＤバーは、前記プリント回路基板に取り付けられ、前記ＬＥＤバーは、前記プリント回路基板において線状に配置され、前記プリント回路基板における前記接続回路を介して前記電源入力素子に電気的に接続され、前記ＬＥＤバーは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの間隔を置いて等距離に基板の上層に線状に配置された複数の同種類のＬＥＤチップを含有し、前記基板は、ＳＭＴプロセスによって前記ＬＥＤバーを前記プリント回路基板に取り付けるために、上層及び下層に導電層を具備し、
前記ＬＥＤバーは、モールディングプロセスによってパッケージされ、前記ＬＥＤバーは、細長状の集光レンズを有し、それによって、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に垂直した方向における前記ＬＥＤバーのビーム角を１０度〜８０度にし、
前記細長状の集光レンズは、パッケージプロセスにおいてモールディングプロセスによってＬＥＤバーと一体形成され、ＬＥＤバーにおける全てのＬＥＤチップを完全に被覆する、ことを特徴とする細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項２】
前記ＬＥＤバーにおける前記細長状の集光レンズの断面は、半凸の円弧を有する第１の光学面で構成され、それによって、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に垂直した方向における前記ＬＥＤバーのビーム角を１０度〜８０度にする、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤバーにおける前記細長状の集光レンズは、第１の光学面、第２の光学面、及び第３の光学面で形成され、
前記第１の光学面は、断面において凸の円弧形状を有し、集光レンズの上部を形成し、
それぞれ集光レンズの底部から外側に向かって上向きに傾斜する２つの傾斜面である集光レンズの両側は前記第２の光学面を形成し、
前記第３の光学面は、外側から内側へ、上方から下方へ集光レンズの両側の上端が傾斜する２つの傾斜面であり、
前記第３の光学面が前記第２の光学面と前記第１の光学面とを接続し、それによって、前記第２の光学面における全反射及び前記第３の光学面における屈折を通して前記ＬＥＤチップの側面光をＬＥＤチップの正面方向に向かせ、そうすることで、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に垂直した方向における前記ＬＥＤバーのビーム角を１０度〜８０度にする、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
前記ＬＥＤバーにおける前記細長状の集光レンズにおいて、上部中央の領域は、断面において凸状の円弧を有する第１の光学面で構成され、上部中央の領域の両側は、複数のフレネルレンズを有する第２の光学面で構成され、それによって、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に垂直した方向における前記ＬＥＤバーのビーム角を１０度〜８０度にする、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
前記ＬＥＤバーにおける前記細長状の集光レンズは、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に沿って両側に反射壁が設けられ、前記反射壁の高さは前記ＬＥＤチップの１〜５倍である、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項６】
前記反射壁は高反射率の白のりまたは金属で形成される、請求項５に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項７】
前記ＬＥＤバーは全体において湾曲する、または一部において湾曲する、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項８】
前記プリント回路基板はフレキシブルプリント回路基板であり、全部または一部の前記複数のＬＥＤバーは比較的に短く、比較的に少ないＬＥＤチップを含有し、それによって前記細線状ＬＥＤ発光装置を湾曲可能にする、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項９】
前記ＬＥＤバーにおける全ての前記ＬＥＤチップを同時に発光させるために、前記ＬＥＤバーにおける前記複数の同種類のＬＥＤバーを全て直列に接続する、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１０】
外部電源または外部信号源の制御によりそれぞれの前記ＬＥＤバーを個別に発光させる動的発光効果を発揮するために、前記プリント回路基板において、それぞれの前記ＬＥＤバーは独立した前記接続回路を介して前記電源入力素子に接続される、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１１】
前記細線状ＬＥＤ発光装置において、隣り合ったＬＥＤチップの間隔が全て同様であるように前記複数のＬＥＤバーが近接配置され、それによって、ＬＥＤチップの配置方向に沿って、前記細線状ＬＥＤ発光装置の配光を視覚的に均一にする、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１２】
前記プリント回路基板はフレキシブルプリント回路基板であり、前記複数のＬＥＤバーは所定の間隔を置いて前記フレキシブルプリント回路基板に設置され、前記細線状ＬＥＤ発光装置は連続したＬ形状の階段に湾曲し、それによって、所望の所定方向に全ての前記複数のＬＥＤバーの発光面を向かせる、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１３】
前記複数のＬＥＤバーにおける一部の前記ＬＥＤバーのみの発光面が前記所定の方向に向く、請求項１２に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１４】
前記複数のＬＥＤバーにおけるそれぞれの前記ＬＥＤバーは、前記接続回路における少なくとも１つの電源正極入力線及び少なくとも１つの電源負極入力線に電気的に接続され、
前記複数の前記ＬＥＤバーにおけるそれぞれの前記ＬＥＤバーは基板、複数の同種類のＬＥＤチップ、長尺状の集光レンズ及びコネクタを含み、
前記基板の上面に複数のダイボンディング領域が配置され、前記複数のダイボンディング領域において、複数の同種類のＬＥＤチップが線状に近接配置され、
前記長尺状の集光レンズは前記複数のＬＥＤチップ及び前記基板を被覆し、
前記長尺状の集光レンズは、モールディングプロセスによって形成され、前記モールディングプロセスでは、複数の前記ＬＥＤチップが設置された前記基板を前記モールドに設置し、次いでモールドのキャビティに液状のシリコーンゴムまたは樹脂を充填し、
前記モールドのキャビティは前記長尺状の集光レンズの形状に基づいて作製され、それによって、集光効果を有し複数の前記ＬＥＤチップを完全に被覆する前記長尺状の集光レンズを形成し、
前記コネクタは前記プリント回路基板に設置され、外部からの入力電源と接続するために、前記接続回路における電源正極入力線及び電源負極入力線に前記コネクタを電気的に接続する、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１５】
前記複数のＬＥＤバーは、第１の色を発するＬＥＤバーと、第２の色を発するＬＥＤバーとを含み、前記第１の色を発するＬＥＤバーは全て前記プリント回路基板において一列に形成され、前記第２の色を発するＬＥＤバーは全て前記プリント回路基板において別の列に形成され、第１の色を発するＬＥＤバーと第２の色を発するＬＥＤバーとは互いに平行し、同一の前記プリント回路基板に配置される、請求項１に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１６】
前記複数のＬＥＤバーは、白光を発するＬＥＤバーと、黄光を発するＬＥＤバーとを含む、請求項１５に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１７】
上層に接続回路が設置されたプリント回路基板と、少なくとも１つの電源入力素子と、少なくとも１つのＬＥＤ駆動ＩＣと、複数のＬＥＤバーと、を具備する細線状ＬＥＤ発光装置であって、
前記電源入力素子、前記ＬＥＤ駆動ＩＣ及び前記ＬＥＤバーは、前記プリント回路基板に取り付けられ、前記ＬＥＤバーは、前記プリント回路基板において線状に配置され、それぞれのＬＥＤバーは、前記プリント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、前記プリント回路基板における前記接続回路を介して前記電源入力素子に電気的に接続され、前記ＬＥＤバーは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの間隔を置いて等距離に基板の上層に線状に配置された複数の同種類のＬＥＤチップを含有し、前記基板は、ＳＭＴプロセスによって前記ＬＥＤバーを前記プリント回路基板に取り付けるために、上層及び下層に導電層を具備し、
前記ＬＥＤバーは、モールディングプロセスによってパッケージされ、前記ＬＥＤバーは、細長状の集光レンズを有し、それによって、複数のＬＥＤチップが並んだ長手方向に垂直した方向における前記ＬＥＤバーのビーム角を１０度〜８０度にし、
前記細長状の集光レンズは、パッケージプロセスにおいてモールディングプロセスによってＬＥＤバーと一体形成され、ＬＥＤバーにおける全てのＬＥＤチップを完全に被覆する、ことを特徴とする細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１８】
前記複数のＬＥＤバーは、第１の色を発するＬＥＤバーと、第２の色を発するＬＥＤバーとを含み、前記第１の色を発するＬＥＤバーは全て前記プリント回路基板において一列に形成され、前記第２の色を発するＬＥＤバーは全て前記プリント回路基板において別の列に形成され、第１の色を発するＬＥＤバーと第２の色を発するＬＥＤバーとは互いに平行し、同一の前記プリント回路基板に配置される、請求項１７に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【請求項１９】
前記複数のＬＥＤバーは、白光を発するＬＥＤバーと、黄光を発するＬＥＤバーとを含む、請求項１７に記載の細線状ＬＥＤ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は視覚的に連続的で均一に発光する細線状ＬＥＤ発光装置に関し、特に薄型導光板を有する線状照明器具（例えば、車両用ランプ）に適用される、寸法が細かく光利用率が高い細線状ＬＥＤ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のＬＥＤは、高光度、高省電力、多様化色彩及び快速変色などの特性を有し、各種の照明に使用される。車両用ランプにおいても、ＬＥＤは主要光源の１つである。車両用ＬＥＤの発展では、最も初期のＬＥＤを光源としたランプは白熱電球と区別して、多点式である。今では、車両用ランプは視覚的に均一な発光を追求する平面光源又は線光源にまで発展している。ＬＥＤが類似点状の光源であり、分散型の光源を均一発光の平面光源または線光源にするには、その他の光学部品、例えばリフレクター、ディフューザー、屈折レンズ等を付け加えて使用する必要がある。しかし、これら付加の光学部品により車両用ランプの寸法が大きくなると、流線型車両用ランプまたは狭小空間の車両用ランプに対し適用が困難である。また、周知のように、車両用ランプは所定の配光規定がある。昼間運転ランプ（ＤＲＬ）、方向ライト、ブレーキライト及びテールライト等、多くの車両用ランプにおいて、測光テストでは、中心方向（即ち、Ｈ−Ｖ方向）の発光強度は最も高く求められる。また、自動車用ランプの測光テストでは、一部の方向において光度の最小値も規定されている。例えば、昼間運転ランプは、左右２０度、上下５度の範囲において、光度の最小値が規定されている。そのため、測光テストを通過するために、光源のビーム角を車両用ランプに合わせる必要がある。
【０００３】
線状のＬＥＤ光源は、一般に、一般照明用途のＬＥＤランプや液晶バックライトのＬＥＤライトバーに使用される。前述した線状のＬＥＤ光源は、ＳＭＴプロセスにより、複数のパッケージされたＬＥＤが等間隔にＰＣＢに配置されることによって構成される。単色ＬＥＤ光源の場合、多くは、点光源としての１つのＬＥＤチップのみをパッケージし、次いで複数のパッケージ済みのＬＥＤを長尺状に配置して単色ＬＥＤ光源を構成する。前者は、一般照明用途のＬＥＤであるため、均一な配光を要求する。分散型のＬＥＤ光源に連続的かつ均一に配光させるために、一般に、２次レンズやディフューザーを追加し、もしくは類似効果のランプシェードを使用し、分散した光を拡散させる必要がある。しかし、２次レンズやディフューザーにより、このようなＬＥＤランプは断面寸法が大きくなるため、空間狭小、構造複雑な車両用ランプに適用することが困難である。
【０００４】
従来の液晶バックライト用ＬＥＤライトバーの場合、光ガイド内の全反射及び光ガイドの底部の光学パターンによる乱反射により、ＬＥＤからの水平入力光は上向きの垂直光に形成される。そして、バックライト上層のディフューザーにより均一発光の面光源が形成される。このような液晶バックライトの配光は、所定の方向における発光強度よりも、広い視野角及び均一な発光を要求する。従って、ＬＥＤ光源のビーム角や前方向の光度を追求しない。そのため、室内で使用するノートパソコンやテレビなどには適用されるが、所定の配光規定や高光度が要求される昼間に使用する車両用ランプ（例えば、昼間運転ランプ、方向ライトなど）には適用されない。
【０００５】
名称が「リニアＬＥＤライトモジュール」である、特許文献１に開示された技術の欠陥を以下に示す。ＬＥＤ光源の寸法が大きく、ＬＥＤ光源同士間の間隔が広い。そのため、視覚的に均一に発光させるために、ディフューザーを使用して光出力を均一にする必要がある。しかし、それによりＬＥＤライトバーの寸法が大きくなり、中心方向における発光強度が大幅に減少する。そのため、一般照明のみに適用され、線状車両用ランプに適用されない。
【０００６】
名称が「ＳＭＤＬＥＤフレキシブルライトバー」である、特許文献２に開示された技術の欠陥を以下に示す。
１．パッケージされたＬＥＤを光源として使用するため、光源は寸法が大きくなり、間隔が広くなる。シリコン層を追加して光出力を拡散させても、視覚的に均一な発光を達成することが困難である。
２．シリコン層の発光面が平面であるため、集光効果はない。そのため、中心方向の発光強度が低く、前述した車両用ランプの測光テストの配光要求に満足することができない。
【０００７】
近年、光ガイドバーを車両用ランプに適用することがよく見られる。限られた空間で長尺状又はブロック状の発光面を作成できるが、しかし、ＬＥＤ光は光導体の端部または側方から入り、光ガイドバーの長度や車両用ランプに合わせるための湾曲などにより、視覚的に不均一な配光になる恐れがある。さらに、光源の数が制限される。そのため、車両用ランプに設置されるライトガイドバーの欠点は、局所的に点灯できず、動的発光効果（ａｎｉｍａｔｅｄ  ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がないことが明らかなことである。
【０００８】
一部の車両用ランプ業者は、複数のパッケージされたＬＥＤを線状に配置して光源とし、さらに薄型導光板と組み合わせて、ＬＥＤ光が導光板の一方端から入り、導光板の他方端から出るようにする。それによって視覚的に均一に発光し、動的発光ができる高品質線状車両用ランプの需要に満足する。ＬＥＤ光が導光板に入る比率は導光板の厚さによって決定され、角度が中央方向よりも広い側方からの光源は導光板に入らない。そのため、このような構造が車両用ランプの測光規定の配光要求を通過することができるかは、ＬＥＤの光利用率（例えば、ＬＥＤの光出力が導光板に入る光の比率）に影響を与えるＬＥＤ光源の総発光量、ビーム角、寸法に大きく関係する。一般にＬＥＤ光源の総発光量（ｔｏｔａｌ  ｆｌｕｘ  ｏｆ  ｌｉｇｈｔ）は、ＬＥＤの数、またはＬＥＤの駆動電流を増やすことで増加し、それによって車両用ランプの測光規定に満足する。しかし、それによって、ＬＥＤ光源による発熱量が増加し、放熱及びコスト増加の問題が発生する。従って、このようなＬＥＤ照明装置において、如何にＬＥＤ光源のビーム角、寸法を小さくし、ＬＥＤ光源と導光板間の間隔を狭くしてＬＥＤの光利用率を向上するかは、設計の重点であってカギとなる技術である。
【０００９】
名称が「光学レンズ、ライトユニット、及びそれらを備える発光装置」である特許文献３は以下のような欠点がある。
１．ＬＥＤライトバーは、複数のパッケージされたＬＥＤに他の集光レンズ（２次レンズと呼ぶこともある）を付加して構成される。このような構成では、ＬＥＤ光源と２次レンズ間に常にエアギャップが存在するため、周知のフレネルロス（Ｆｒｅｓｎｅｌ  Ｌｏｓｓ）が生じ、ＬＥＤの光利用率が低下する。
２．パッケージされたＬＥＤの寸法は大きく、点光源自身の寸法とは大きな差異があり、そのため、２次レンズの寸法は大きい。車両用ランプの薄型導光板では、光源の側面光が導光板に入らないため、ＬＥＤの光利用率は悪くなる。
３．防振性を追求する車両用ランプに対する適用では、いかに２次レンズをＬＥＤライトバーに安定して固定するかは１つの技術的課題である。２次レンズの固定に問題がなくても、固定構造によってＬＥＤライトバーの幅が広くなるため、流線型車両の車両用ランプ、または狭小空間の車両用ランプに適用されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第８７６４２２０号
【特許文献２】中国実用新案登録第２０５９７９３１３号
【特許文献３】中国特許公開第１０８７００７３１号
【発明の概要】
【００１１】
前述した従来技術の課題に対し、本発明は、薄型導光板を有する線状発光装置、特に車両用ランプに適用される細線状ＬＥＤ発光装置及びその製造方法を提供する。本発明により、従来のＬＥＤ光源を高品質車両用ランプに適用する上での各種課題、例えば視覚的にＬＥＤの顆粒が見える、光度が不均一である、顆粒状の輝点が見える、光利用率が低い、発光強度が不足する、または動的照明ができないなどの課題を効果的に解決できる。本発明の特徴の１つとしては、複数の同種類のＬＥＤチップがパッケージされたＬＥＤバーを光源として使用する。前記ＬＥＤバーが連続的であって視覚的に均一に発光する線状光源であるため、従来のように顆粒状のパッケージされたＬＥＤ光源とは異なり、高品質線状車両用ランプに特に好適である。本発明のＬＥＤバーの別の特徴としてはパッケージの一部として集光レンズを有する。本発明の発光装置は、導光板に入る光の有効利用率及び中心方向の発光強度を効果的に向上するため、導光板を有する車両用ランプ（例えば、昼間運転ランプまたは前方向ライト）の配光要求に満足できる。本発明の他の特徴としては、光源の幅及び高さは共に２ｍｍ以下にできるため、薄型導光板を有する車両用ランプ、例えば、流線型車両の車両用ランプ、または狭小空間の車両用ランプに適用される。
【００１２】
本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、接続回路が設置されたプリント回路基板と、少なくとも１つの電源入力素子（例えば、コネクタやワイヤなど）と、需要に応じて近接配置されたまたは所定間隔を置いて配置された１つ以上のＬＥＤバーと、を備える。前記ＬＥＤバーは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ、例えば、０．２ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の間隔を置いて等距離に基板の上層に１つ以上の列に配置された複数の同種類のＬＥＤチップを含有し、ダイボンディング、ワイヤボンディング、モールディングパッケージング及びカッティングのプロセスによって形成される。前記ＬＥＤバーの特徴の１つとしては、前記ＬＥＤバーは複数のＬＥＤチップで構成され、ＬＥＤチップの個数は需要に応じて設定することができる。発光が均一な線状光源を形成するために、隣接する２つのＬＥＤチップの間隔を可能な限り小さくすることができる。前記ＬＥＤバーのもう１つの特徴は、当該ＬＥＤバーがモールディングプロセスによって一体成型の長尺状の集光レンズ（封止レンズと呼ぶこともある）を有することである。前記ＬＥＤバー、そして細線状ＬＥＤ発光装置の光出力は、ＬＥＤチップに沿った配置方向（即ち、長手方向）において、それぞれのＬＥＤチップの広角度のビーム角及びＬＥＤチップの近接配置により、視覚的に連続的で均一に分布する。それによって、ＬＥＤバー、そして細線状ＬＥＤ発光装置の断面（前記長手方向に垂直した方向）における光出力を１０〜８０度、例えば、１０度以上８０度以下の狭い角度にし、それによって前方に対するＬＥＤバーの発光強度を増加させる。ビーム角とは、中心の発光強度の半分の発光強度を持つ２つの方向間の夾角を指し、周知のＬＥＤのビームパターンや配光に使用される用語である。ＬＥＤバーのもう１つの特徴は、当該ＬＥＤバーにおける集光レンズは断面において寸法が小さく、そのため、細線状ＬＥＤ発光装置を、導光板を有する車両用ランプに適用する場合、光出力の利用率が増加し、低い総発光量で測光テストを通過できる。
さらに、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、局所的に発光し、動的発光効果を実現できる。本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は従来のＬＥＤを光源とする場合の欠陥（例えば、不均一な輝度、可視的な顆粒状輝点など）を改善できる。そのため、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は高品質線状車両用ランプに好適な発光装置である。
本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は複数のＬＥＤバーを近接に配置することによって形成できる。そのため、細線状発光装置のＬＥＤバー個数を増加させれば、細線状発光装置の照明長度が増加する。さらに、細線状発光装置における全てのＬＥＤチップの間隔を同一に維持することができる。それによって、細線状ＬＥＤ発光装置全体に沿って均一な配光を提供することができる。
【００１３】
そのため、細線状ＬＥＤ発光装置を、透明導光板を有する車両用ランプに適用する場合、車両用ランプは電源が入ると、視覚的に連続的で均一な照明を提供できる。本発明の他の実施形態では、細線状ＬＥＤ発光装置のプリント回路基板はフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）であってもよく、前記フレキシブルプリント回路基板には比較的に短いＬＥＤバーが設置される。それによって本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は需要に応じて湾曲できる。
【００１４】
さらに、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、所定の間隔を置いて配置された複数のＬＥＤバーが設置されたＦＰＣＢを使用する。そのため、前記細線状ＬＥＤ発光装置は連続したＬ形状の階段に湾曲できる。それによって、全部のＬＥＤバーまたは一部のＬＥＤバーの前面発光方向（即ち、それぞれのＬＥＤチップの前面発光方向）は所望の方向（例えば、測光テストに必要な方向）に向けられる。
【００１５】
このような構成により、導光板の湾曲形状または車両用ランプの発光が車両の軸方向に向かないことにより発生する、測光テストに必要なＨ−Ｖ方向の光度が低いという技術的課題を解決できる。
【００１６】
通常、ＬＥＤチップのビーム角は約１２０度〜１５０度、例えば、１２０度以上１５０度以下であって、パッケージプロセス後（集光レンズなし）、パッケージされたＬＥＤのビーム角は約１２０度である。前記ＬＥＤバーが集光レンズを有するため、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は断面において比較的に小さいビーム角を有する。
【００１７】
異なる集光レンズの湾曲度または傾斜表面によって、ＬＥＤの断面（ＬＥＤチップの配置方向に垂直した方向）のビーム角は１２０度から１０〜８０度に減少する。そのため、ＬＥＤバー、そして本発明の細線状ＬＥＤ照明装置における前面方向の発光強度が増加する。それによって、導光板を有する車両用ランプに適用する場合においても、光の有効利用率が増加する。
【００１８】
本発明の他の実施形態では、ＬＥＤバーは、当該ＬＥＤバーの長尺状の集光レンズの方向とＬＥＤのＰＣＢにおける配置方向とが垂直になるように配置される。それによって、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤバーの配置方向において、ビーム角が小さくなる。それによって、測光テストの要求を達成できる。
【００１９】
従って、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置による有益な効果は、低総発光量（即ち、全流束）もしくは低電力で、車両用ランプの測光要求を達成できる。
ＬＥＤバーは、近接した間隔で基板に配置された複数の同種類のＬＥＤチップでパッケージされる。前記間隔は０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであって、ＬＥＤチップの種類と寸法、及び設計の需要によって決定される。ＬＥＤバーは発光した時、視覚的に連続的で均一な光を発し、可視的な不連続な黒点がない。
モールディングによって形成される集光レンズは、ＬＥＤチップの配置に対応して、直線状または湾曲状になりうる。ＬＥＤバーの形状は、基板における集光レンズの外縁形状に沿って基板を切断して形成される。そのため、ＬＥＤバーの形状は、線状または湾曲状になりうる。
【００２０】
ＬＥＤバーの基板は、上面及び下面（即ち、正面及び背面）に導電層を有する。基板下面における導電層は、少なくとも１つの正極端子と、少なくとも１つの負極端子と、上面の導電層に接続する複数の導通孔とを有する。従って、本発明のＬＥＤバーは周知の表面実装技術（ＳＭＴ）によって、プリント回路基板に溶接できる。
【００２１】
ＬＥＤバーの集光レンズにおける所定の光学面及び曲率は以下の三種類の設計の仕方がある。第１の設計の仕方としては、ＬＥＤチップの中心を疑似点光源とし、光学設計によって集光レンズの上面を半凸面にし、当該上面を集光レンズの第１の光学面とする。それによって、ＬＥＤバーの断面においてそれぞれのＬＥＤチップの中心点におけるビーム角は集光レンズの第１の光学面の屈折により、もともとの１２０〜１５０度よりも小さい角度になって、ＬＥＤバーの前面方向の発光強度が向上する。
【００２２】
需要（例えば、車両用ランプの類型、導光板の方向または配光要求）に応じて、第１の光学面である半凸面を他の曲率と弧度に設定し、ＬＥＤバーの断面におけるビーム角を１０度〜８０度にすることができる。ＬＥＤバーの長手方向における発光を視覚的に連続的で均一にするために、さらにＬＥＤバーの長手方向において第１の光学面（即ち、ＬＥＤバーの断面における曲率）を一致するよう設定してもよい。
【００２３】
第２の設計の仕方としては、全反射（ＴＩＲ）の光学設計をＬＥＤバーの集光レンズに使用する。それぞれのＬＥＤチップの中心を疑似点光源とし、全反射の光学設計によって、ＴＩＲの光学面（または曲率）を形成し、別の集光レンズに構成する。それによって、ＬＥＤチップの側面光が前方向に向き、ＬＥＤバーの発光が集中する。
【００２４】
需要（例えば、車両用ランプの類型、導光板の方向または配光要求）に応じて、ＴＩＲの光学面を他の弧度と曲率に設定し、ＬＥＤバーの断面におけるビーム角を１０度〜８０度にしてもよい。ＬＥＤバーの長手方向における発光を視覚的に連続的で均一にするためには、ＬＥＤバーのＴＩＲ光学面（即ち、ＬＥＤバーの断面における曲率）はさらにＬＥＤバーの長手方向において一致してもよい。第３の設計の仕方としては、ＬＥＤバーの集光レンズにフレネルレンズの光学構造を使用する。それぞれのＬＥＤチップの中心を擬似点光源とし、複数のフレネルレンズを光学面として、ＬＥＤバーの別の集光レンズを構成する。それによってＬＥＤバーの発光が集中し、集光レンズの高さが低くなる。車両用ランプの類型、導光板の方向、配光要求などの需要に応じて、フレネル型の光学面を他の弧度と曲率に設計して、ＬＥＤバーの断面におけるビーム角を１０度〜８０度にすることができる。ＬＥＤバーの長手方向における発光を視覚的に連続的で均一にするためには、フレネル型の光学面（即ち、ＬＥＤバーの断面における曲率）はさらにＬＥＤバーの長手方向において一致していてもよい。
【００２５】
本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤバーを光源とし、ＬＥＤバーにおけるＬＥＤチップの数量は、需要に応じて変更することができる。ＬＥＤチップの間隔が同じであれば、ＬＥＤバーの長さは、含まれたＬＥＤチップの数が増えるにつれて長くなる。所定の長さの光を必要とする発光装置の場合、長いＬＥＤバーを使用すれば、必要なＬＥＤバーが少ないため、ＳＭＴ処理コストが減少することもある。しかし、ＬＥＤバーが長すぎると、ＳＭＴのピックアンドプレース（ｐｉｃｋ−ａｎｄ−ｐｌａｃｅ）操作は簡単にできない恐れがある。さらに、ＬＥＤバーのＬＥＤチップの数量が多いほど、ＬＥＤチップの品質問題と、ダイボンディング及びワイヤボンディングプロセスの品質の関係で、ＬＥＤバーの歩留まりが悪化する。そのため、選別されたＬＥＤチップなど、品質良好で性能均一なＬＥＤチップを使用して、１つのＬＥＤバーに含まれるＬＥＤチップは４〜１６であることが好ましい。
【００２６】
他に設計条件がある場合、例えば、ＬＥＤ駆動電源または信号制御器をＬＥＤ光源と共に同じプリント回路基板に配置する必要がある場合、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置はＬＥＤ駆動ＩＣ、ＬＥＤ制御ＩＣまたは関連の電子部品、電源入力素子及びＬＥＤバーを具備することができる。それによって、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置はさらに、ＬＥＤバーを駆動する、またはＬＥＤバーを制御する効果を持つ。
【００２７】
本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、異なる色の光を発する２種類のＬＥＤバーを具備することができる。第１の色彩の光を発するＬＥＤバーは細線状ＬＥＤ発光装置のプリント回路基板に一列に形成され、第２の色彩の光を発するＬＥＤバーは細線状ＬＥＤ発光装置のプリント回路基板に別の列に形成される。２つの線状ＬＥＤバーは同じプリント回路基板に並列し、それによって２つ以上の色彩の光を発する。
【００２８】
例えば、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は、同じプリント回路基板において、白色のＬＥＤバー及び黄色のＬＥＤバーを並列して設置することが可能であり、電源が入ると、それぞれ白光、黄光を発することができる。それによって、薄型導光板を有する車両用ランプに本発明を適用すれば、車両用ランプは昼間運転ランプ（白光）、前方向の方向ライト（黄光）を発することができる。他の実施形態では、白色のＬＥＤバー及び黄色のＬＥＤバーは同じプリント回路基板において、互いに平行して配置されるのではなく、互いに交錯して一列に配置されことができる。
【００２９】
本発明の特徴及び技術的内容をより明瞭に理解するために、以下の関連する本発明の詳細な説明や図面を参酌しても良く、ただし、これらの図面はあくまでも参照と説明を提供するためのものに過ぎず、本発明はこれらに制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態を示す斜視模式図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤバーを示す斜視模式図である。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態にかかるＬＥＤバーを示す断面模式図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態にかかる第２タイプのＬＥＤバーの製造構造を示す平面模式図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態にかかる第２タイプのＬＥＤバーの製造構造を示す背面模式図である。
【図２Ｃ】本発明の第１実施形態にかかる第２タイプのＬＥＤバーの回路素子の接続関係を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の第１実施形態にかかる第３タイプのＬＥＤバーを示す斜視模式図である。
【図３Ｂ】本発明の第１実施形態にかかる第３タイプのＬＥＤバーを示す断面模式図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態にかかる第４タイプのＬＥＤバーを示す斜視模式図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態にかかる第４タイプのＬＥＤバーを示す断面模式図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態にかかる第５タイプのＬＥＤバーを示す斜視模式図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態にかかる第５タイプのＬＥＤバーを示す平面模式図である。
【図５Ｃ】本発明の第１実施形態にかかる第５タイプのＬＥＤバーを示す断面模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤバーを示す斜視模式図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示す平面模式図である。
【図８】本発明の第４実施形態を示す平面模式図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す側面模式図である。
【図１０】本発明の第６実施形態を示す側面模式図である。
【図１１】本発明の第７実施形態を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃを参照されたい。図１Ａは、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１の第１の実施形態である。細線状ＬＥＤ発光装置１は接続回路（図示せず）を含んだプリント回路基板（ＰＣＢ）２０、電気入力素子としてのコネクタ４１、及び複数のＬＥＤバー３０を具備し、ＳＭＴプロセスによって製造される。それぞれのＬＥＤバー３０は、４つのＬＥＤチップ３３と、半凸状の上面を有する長尺状の集光レンズ３７１とを含む。
【００３２】
図１Ｂでは、第１の実施形態のＬＥＤバー３０を示す。ＬＥＤバー３０は、基板３１、４つの同じＬＥＤチップ３３及び集光レンズ３７１を含有する。長尺状の集光レンズ３７１の断面は、半凸の円弧形状を有する第１の光学面３７１１で形成される。
【００３３】
第１の光学面の半凸の円弧形状は、ＬＥＤチップ３３を疑似点光源とした光学シミュレーションによって設計される。それによって、光出力は、第１の光学面３７１１で屈折し、中央方向（または前方向）に集中する。それによって、横方向（ＬＥＤチップ３３の配置方向に垂直した方向）における、ＬＥＤバー３０の光出力のビーム角を小さくし、中央方向における発光強度を強化する。ＬＥＤチップ３３の長さは約０．４ｍｍであって、ＬＥＤチップの広さは約０．２ｍｍである。
【００３４】
ＬＥＤチップ３３はいわゆる水平型ＬＥＤチップの一種である。ＬＥＤチップ３３は上面にＰ側電極パッド及びＮ側電極パッド（図示せず）を有する。ＬＥＤチップ３３は、ダイボンディングプロセスによって基板に固定される。ＬＥＤチップ３３は線状に配列される。ＬＥＤチップ３３同士の間隔は１ｍｍよりも少ない。ワイヤボンディングプロセスによって、それぞれのＬＥＤチップ３３のＰ側電極パッド（図示せず）は金線（図示せず）によって基板３１における正極のワイヤボンディング領域（図示せず）に接続され、それぞれのＬＥＤチップ３３のＮ側電極パッド（図示せず）も金線（図示せず）によって基板３１における負極のワイヤボンディング領域（図示せず）に接続される。
【００３５】
シリコンモールディングプロセスでは、液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）をモールドにおけるモールドキャビティに充填する前に、先にＬＥＤチップ３３を含んだ基板３１をモールドに置く。モールドキャビティの形状は所望の集光レンズの形状に基づいて加工する。ベーク後、半凸状の上面を有する長尺状のシリコンモールディングレンズが形成される。４つのＬＥＤチップ３３はシリコンモールディングレンズによって完全に被覆される。
【００３６】
即ち、それぞれのＬＥＤチップ３３は、前後左右及び上方において、シリコンモールディングレンズによって完全に被覆される。最後に、精密切断機によってシリコンモールディングレンズの縁辺に沿って、所定の位置で基板を切断し、４つのＬＥＤチップ３３及び集光レンズ３７１が含まれる長尺状のＬＥＤバー３０を形成する。
必要があれば、一部のシリコンモールディングレンズを切断し、それによって、１つ目のＬＥＤチップ３３（ＬＥＤバー３０の前方の縁辺に最も近いＬＥＤチップ）とＬＥＤバー３０の前方の縁辺との距離を０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ、例えば、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下にし、最後のＬＥＤチップ３３とＬＥＤバー３０の後方の縁辺との距離をも０．２ｍｍ〜０．４ｍｍにすることができる。
【００３７】
２つのＬＥＤバー３０を近接に接続する場合、２つのＬＥＤバー３０において全ての隣接した２つのＬＥＤチップ３３同士間の距離は同一に設定してもよい。前記ＬＥＤチップ３３同士間の距離は１ｍｍ以下である。
【００３８】
本実施形態において、モールドの設計及び加工のコストを減少させるために、集光レンズ３７１は集光可能な凸レンズであって、集光レンズ３７１の断面における弧度（図１Ｃ参照）はＬＥＤバー３０の長手方向に沿って一致する。
【００３９】
そのため、本実施形態において、ＬＥＤバー３０の断面におけるビーム角は約６０度であるが、ＬＥＤバーの長手方向（ＬＥＤチップの配置方向）におけるビーム角が大きいため、ＬＥＤバー３０の発光は長手方向において、連続的で均一である。前述した６０度及び一致した断面の弧度は１つの実施形態に過ぎず、これに制限されない。
本発明にかかるＬＥＤバー３０は複数のＬＥＤチップ及び集光レンズ（一次レンズと呼ぶこともある）構造を含有し、ＬＥＤチップが１つのみであって一次レンズを有しない伝統のパッケージされたＬＥＤとは異なる。そのため、本発明の特徴の１つは、線状車両用ランプのように所定の方向において小さいビーム角が必要な場合、付加のレンズ（二次レンズと呼ぶこともある）を必要としない。本実施形態において、ＬＥＤチップ３３の微細な寸法により、集光レンズ３７１の広さと高さは２ｍｍ以下に形成できる。それによって本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置が細長く形成される。
【００４０】
ＬＥＤバー３０におけるＬＥＤチップ３３はそれぞれ、１ｍｍ以下の距離で等間隔に近接配置される。集光レンズ３７１はＬＥＤバー３０に沿って、連続的であり、形状同一である。そのため、ＬＥＤバー３０に電源が入ると、長手方向において連続的で均一な発光が表現される。ＬＥＤバー３０自体が線状光源の一部となり、視覚的に黒点がＬＥＤバー３０全体に見えない。また、集光レンズ３７１の集光効果により、ＬＥＤバーの前方向における発光強度が増加する。
【００４１】
図２Ａ及び図２Ｂでは、細線状ＬＥＤ発光装置１における第２のタイプのＬＥＤバー３０ａの基板３１ａを示す。基板３１ａは、全てのＬＥＤチップの実装及びワイヤボンディング（必要があれば）のために、上面に導電層のレイアウト（図２Ａ）を含有する。また、基板３１ａは、ＬＥＤバーの表面実装及び熱発散のために、下面に導電層のレイアウト（図２Ｂ）を含有する。第２のタイプにおいて、ＬＥＤバー３０ａは、４つのＬＥＤチップであるＬＥＤチップ３３１、ＬＥＤチップ３３２、ＬＥＤチップ３３３、ＬＥＤチップ３３４が等間隔に直列接続された回路を含有する。
【００４２】
図２Ｃでは、回路符号を示す。直列接続のＬＥＤチップは１つの実施形態に過ぎず、これに制限されない。即ち、本発明は全てのＬＥＤチップに対して、並列または独立の回路構造を採用してもよく、並列及び直列が混合された回路構造を採用してもよい。ＬＥＤチップ３３１、３３２、３３３、３３４はそれぞれ、長さが約０．４ｍｍであって、広さが約０．２ｍｍである。それぞれのＬＥＤチップ３３のＰ側電極パッド及びＮ側電極パッドは、ＬＥＤチップの上面に位置する。
基板３１ａの上面の導電層には、第１のＬＥＤチップ３３１のダイボンディング領域３１１ａ（ダイボンディング領域３１１ａは第１のダイボンディング領域３１１ａと称すこともある）、第２のＬＥＤチップ３３２のダイボンディング領域３１１ｂ（ダイボンディング領域３１１ｂは第２のダイボンディング領域３１１ｂと称すこともある）、第３のＬＥＤチップ３３３のダイボンディング領域３１１ｃ（ダイボンディング領域３１１ｃは第３のダイボンディング領域３１１ｃと称すこともある）、第４のＬＥＤチップ３３４のダイボンディング領域３１１ｄ（ダイボンディング領域３１１ｄは第４のダイボンディング領域３１１ｄと称すこともある）及びいずれのＬＥＤチップのダイボンディングにも使用されないワイヤダイボンディング領域３１１ｅが配置される。
第１のダイボンディング領域３１１ａは第１のＬＥＤチップ３３１の正極ダイボンディング領域３１２ａとして機能する。ダイボンディングプロセスの後、第１のダイボンディング領域３１１ａは第１のＬＥＤチップ３３１の正極領域となる。第２のダイボンディング領域３１１ｂは第２のＬＥＤチップ３３２の正極ダイボンディング領域３１２ｂとして機能するが、第１のＬＥＤチップ３３１の負極ダイボンディング領域３１３ａとしても機能する。
【００４３】
ワイヤボンディングプロセスの後、第１のＬＥＤチップ３３１及び第２のＬＥＤチップ３３２は電気的に直列接続される。第３のダイボンディング領域３１１ｃは第３のＬＥＤチップ３３３の正極ダイボンディング領域３１２ｃとして機能するが、第２のＬＥＤチップ３３２の負極ダイボンディング領域３１３ｂとしても機能する。
【００４４】
ワイヤボンディングプロセスの後、第２のＬＥＤチップ３３２及び第３のＬＥＤチップ３３３は直列に電気的に接続される。第４のダイボンディング領域３１１ｄは第４のＬＥＤチップ３３４の正極ダイボンディング領域３１２ｄとして機能するが、第３のＬＥＤチップ３３３の負極ダイボンディング領域３１３ｃとしても機能する。ワイヤボンディングプロセスの後、第３のＬＥＤチップ３３３及び第４のＬＥＤチップ３３４は直列に電気的に接続される。ワイヤダイボンディング領域３１１ｅは第４のＬＥＤチップ３３４の負極ダイボンディング領域３１３ｄとしても機能する。
【００４５】
ワイヤボンディングプロセスの後、ワイヤダイボンディング領域３１１ｅは第４のＬＥＤチップ３３４の負極領域として機能する。ＬＥＤチップ３３１、３３２、３３３、３３４は、ダイボンディングプロセスによって、基板に固定され、さらにＬＥＤチップ３３は線状に配置される。ＬＥＤチップ３３同士間の距離は約０．６ｍｍであって、それによって全てのＬＥＤチップは互いに近接配置される。本実施形態において、それぞれのＬＥＤチップの正極ダイボンディング領域が互いに接続されることで、それぞれのＬＥＤチップ３３のダイボンディング領域の導電層の面積が増加する。それによってそれぞれのＬＥＤチップの熱伝導面積が増加し、本実施形態のＬＥＤバーの熱発散効果が向上する。
【００４６】
本発明にかかるＬＥＤのダイボンディング領域の導電層及びＬＥＤの正極ワイヤボンディング領域の導電層が互いに接続されることは、１つの実施形態であって、これに制限されない。図２Ｂは基板３１ａの下面における導電層の配置を示し、当該導電層のレイアウトは、基板３１ａの上面における４つのダイボンディング領域の導電層の配置に対応する。
【００４７】
基板３１ａの下層に４つの独立した熱発散領域３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが設置され、それぞれの熱発散領域には、少なくとも１つの熱発散領域および導通孔（図２Ａ及び図２Ｂに図示せず）が含まれる。それによって、それぞれの熱発散領域及び対応した基板の上層におけるダイボンディング領域に熱伝導が発生し、それによって熱伝導及び熱発散の効果を発揮する。熱発散領域３９ａはさらに、ＬＥＤバー３０ａの正極端子３４として使用され、熱発散領域３９ａは、導通孔を介して第１のＬＥＤチップ３３１の正極ダイボンディング領域３１２ａに電気的に接続される。
【００４８】
ＬＥＤバー３０ａの正極端子３４は、ＳＭＴの後、入力電源の正極に接続される。基板３１ａの上面におけるワイヤダイボンディング領域３１１ｅ（第４のＬＥＤチップ３３４の負極ダイボンディング領域３１３ｄでもある）に対応して、基板３１ａの下層に負極端子３５が配置される。負極端子３５は、第４のＬＥＤチップの負極ダイボンディング領域３１３ｄに導通孔（図示せず）を介して電気的に接続される。
ＬＥＤバー３０ａの負極端子３５をＳＭＴによってＰＣＢに実装する時、当該負極端子３５を入力電源の負極に接続する。それぞれのＬＥＤチップの同じフットプリントにおける平均熱発散面積について、本実施形態の４つのＬＥＤチップを含むＬＥＤバーは、ＬＥＤチップ毎でパッケージされたＬＥＤよりも熱発散効果が良く、熱抵抗が小さい。
本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は一般のＳＭＴプロセスによって、複数のＬＥＤバー３０ａをＰＣＢに溶接して製造する（図１Ａを参照）。
【００４９】
電源が入ると、それぞれのＬＥＤバー３０ａにおける４つのＬＥＤは同時に発光する。同時に発光するか否かは、回路の設計及び制御ＩＣ（図示せず）によって決定される。
【００５０】
図３Ａ及び図３Ｂでは、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１の第３のタイプのＬＥＤバー３０ｂを示す。集光レンズ３７２の形状は第１のタイプとは異なって、集光レンズの両側には全反射（ＴＩＲ）の集光構造が含まれる。集光レンズ３７２の両側の集光構造はＬＥＤチップ３３を疑似点光源とした光学的シミュレーションによって設計される。
【００５１】
図３Ｂは図３Ａの断面図である。集光レンズ３７２の断面の曲線は長手方向（ＬＥＤチップ３３の配置方向）において均一であり、それによって長手方向において、ＬＥＤチップ３３の光出力は連続的で均一である。本実施形態において、集光レンズ３７２は第１の光学面３７２１、第２の光学面３７２２及び第３の光学面３７２３を含有する。
【００５２】
第１の光学面３７２１は集光レンズ３７２上方の湾曲面であり、第２の光学面３７２２は集光レンズ３７２の両側の面であり、第３の光学面３７２３は、第１の光学面３７２１と第２の光学面３７２２とを接続した面である。図３Ｂに示すように、第２の光学面３７２２は下方から上方及び外側に傾斜する２つの傾斜表面である。前記傾斜表面の形状または曲率によって、ＬＥＤチップが横方向（ＬＥＤチップ３３の配置方向に垂直した方向）の側面光は、第２の光学面３７２２において全反射が発生する。
【００５３】
第１の光学面３７２１は、第１のタイプに類似した半凸の円弧の一部であって、第１の光学面３７２１によって光出力は第１の光学面で屈折し、中央方向（即ち、前方向）に集中する。それによって横方向（ＬＥＤチップ３３の配置方向に垂直した方向）におけるＬＥＤバー３０ｂのビーム角を小さくし、中央方向（即ち、前方向）の発光強度を大きくする。
【００５４】
集光レンズ両側の上端は、外側から内側へ延伸し、上方から下方へ延伸した２つの傾斜面であり、この２つの傾斜面は、第１の光学面３７２１と第２の光学面３７２２とを接続する第３の光学面３７２３を形成する。それによってＬＥＤチップ３３の側面光は第２の光学面３７２２において第３の光学面に向けて全反射し、そして第３の光学面３７２３において屈折する。
【００５５】
それによって、ＬＥＤバーの横方向における光出力のビーム角が小さくなり、中心方向（即ち、前方向）における発光強度が強くなる。本実施形態の集光レンズ３７２は横方向における発光強度が大きいＬＥＤチップに特に好適であり、前方向における光度の向上及び光利用率に寄与する。
【００５６】
図４Ａ及び図４Ｂでは、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置の第４のタイプのＬＥＤバー３０ｃを示す。第１のタイプとは異なって、集光レンズ３７３は両側に反射壁３８を有する。本実施形態では、シリコンモールディングプロセスの前に、ＬＥＤチップ３３から適切な距離（０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ）を取り、精密ディスペンサーまたはスクリーン印刷によって、高反射率の白のりをＬＥＤチップ３３の両側に沿って塗布し反射壁３８を形成する。反射壁３８の高さはＬＥＤチップ３３の高さの１〜５倍、例えば、１倍以上５倍以下であり、それによってＬＥＤチップ３３の横方向における側面からの光出力が反射される。
【００５７】
図４Ｂは図４Ａの断面図である。図４Ｂに示すように、集光レンズ３７３は両側の反射壁３８及び第１の光学面３７３１を含む。反射壁３８は横方向におけるＬＥＤチップ３３の側面光を反射し、光出力方向を前方向に変更する。それによってＬＥＤバー３０ｃの横方向におけるビーム角を小さくし、ＬＥＤバー３０ｃの前方向における発光強度を大きくする。
【００５８】
第１の光学面３７３１は第１のタイプに類似した半凸の形状である。他の実施形態（図示せず）では、反射壁３８は高反射率の金属で形成してもよい。他の実施形態において、反射壁３８の設置は他のＬＥＤバーに適用してもよい。
【００５９】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置の第５のタイプのＬＥＤバー３０ｄを示す。第１のタイプとは異なり、集光レンズ３７４の集光構造はフレネルレンズであり、それによって、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置の高さは低く抑えられる。図５Ｂは図５Ａの上面図であり、図５Ｃは図５Ａの断面図である。ＬＥＤバー３０ｄの長尺状集光レンズ３７４の上面中央領域は半凸形状の第１の光学面３７４１で構成される。
【００６０】
上面の両側は、複数のフレネルレンズで形成される第２の光学面３７４２で構成され、ＬＥＤチップ３３を疑似点光源とした光学シミュレーションによって設計されている。ＬＥＤチップ３３の上向きの光出力は第１の光学面３７４１及び第２の光学面３７４２において屈折し、それによって横方向におけるＬＥＤバー３０ｄの光出力のビーム角が集中し、正面方向における発光強度が向上する。
【００６１】
図５Ｂに示すように、第２の光学面３７４２はＬＥＤチップ３３を中心とし、互いに対称にした多層環状に形成される。図５Ｃに示すように、第２の光学面３７４２の断面は連続したジグザグ構造である。他の実施形態（図示せず）においては、長手方向におけるＬＥＤバー３０ｄの光出力をより均一にするために、第２の光学面３７４２の多層環状構造は多層長尺状構造に変更できる。それによって、ＬＥＤバー３０ｄの長手方向において、第２の光学面３７４２の断面におけるジグザグ構造を均一に維持できる。
【００６２】
図６では、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ｂ（図８に開示されたものに類似する）の第６のタイプのＬＥＤバー３０ｅを示す。第１のタイプとは異なって、ＬＥＤチップは数量が多く、そしてカーブ状に配列される。基板３１ｂの設計が異なり、シリコンモールディングプロセスに使用するモールドキャビティ構造も異なる。
【００６３】
ＬＥＤチップ３３の湾曲配置に従い、集光レンズ３７５が湾曲形状に形成される。最後に、精密切断機によって集光レンズ３７５の縁辺に沿って基板３１ｂを切断し、複数のＬＥＤチップを含有したＬＥＤバー３０ｅを形成する。第６のタイプのＬＥＤバー３０ｅは右へ湾曲する、または左へ湾曲することが可能であり、無論、部分的に湾曲形状に形成し、部分的に直線形状に形成することも可能であり、または連続湾曲の「Ｓ」形状に形成することも可能である。しかし、本発明はこれに制限されない。
【００６４】
図７では、本発明にかかる第３の実施形態の細線状ＬＥＤ発光装置１ａを示す。細線状ＬＥＤ発光装置１ａは、コネクタ４１が設置されたプリント回路基板２０ａ、接続回路（正極入力線５１及び負極入力線５２を含有する）及び複数のＬＥＤバー３０を具備する。複数のＬＥＤバー３０は線状にプリント回路基板２０ａに配置され、それぞれのＬＥＤバー３０は対応した正極入力線５１及び負極入力線５２によってコネクタ４１に電気的に接続される。
【００６５】
プリント回路基板における導電層（即ち、銅箔）に設置された溶接パッド（図示せず）、正極入力線５１及び負極入力線５２は仕様書（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ）の説明に従って配置する、または需要に応じて配置することができる。本実施形態では、外部電源またはＬＥＤ駆動ＩＣは外部に設置され、前記外部電源はコネクタ４１を介して本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ａに送電し、信号源もコネクタ４１を介して本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ａに信号を送信する。本実施形態では、回路設計が簡単で他の熱発散構造を必要としないため、プリント回路基板２０ａはＦＲ４単層プリント回路基板（ＰＣＢ）であって、全てのＬＥＤバー３０における正極及び負極の入力線はプリント回路基板２０ａの上面に配置される。
【００６６】
本実施形態では、ＬＥＤバー３０は第２のタイプのＬＥＤバー３０に基づいて設計される。本実施形態では、４つのＬＥＤチップ３３は使用され、直列に接続される。そのため、それぞれのＬＥＤバー３０は１つの正極入力線５１及び１つの負極入力線５２に接続すればよい。これにより、それぞれのＬＥＤバー３０における４つのＬＥＤチップ３３は外部入力電源を通して同時に発光することができる。本実施形態では、前記接続回路は正極入力線５１及び負極入力線５２を含有する。
【００６７】
本実施形態では、コネクタ４１は複数の独立した正極入力線５１及び１つの共有した負極入力線５２を提供し、それによって、それぞれのＬＥＤバー３０は外部の入力電源または信号の設計により個別に発光する、または同時に発光する、または順次に発光することができる。それによって動的発光を達成する。他の電気特性の需要、例えば、電磁環境適合性（ＥＭＣ）、電流制御または信号送信に対応するために、プリント回路基板２０に関連の素子、例えば蓄電器、抵抗器、インダクタまたは各種ＩＣを実装して、本発明の他の実施形態（図示せず）を構成してもよい。
【００６８】
図８では、本発明にかかる第４の実施形態の細線状ＬＥＤ発光装置１ｂを示す。細線状ＬＥＤ発光装置１ｂは、コネクタ４１が設置されたプリント回路基板２０ｂ、ＬＥＤバーを駆動するための少なくとも１つのＩＣ６１、接続回路（正極入力線５１及び負極入力線５２を包括する）及びカーブ状に配置された複数の湾曲したＬＥＤバー３０ｆを具備する。それぞれのＬＥＤバー３０ｆは、対応した正極入力線５１及び負極入力線５２によってＬＥＤ駆動ＩＣ６１に電気的に接続される。
【００６９】
それぞれのＬＥＤバー３０ｆは６つのＬＥＤチップ３３を含み、６つのＬＥＤチップ３３のうち３つのＬＥＤチップがそれぞれ直列に接続される。本実施形態では、回路が複雑なために、プリント回路基板２０ｂは湾曲し不規則な形状に形成される。また、複雑な回路設計および経路要求を達成するために、プリント回路基板２０ｂは二層フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）である。コネクタ４１及びＬＥＤ駆動ＩＣ６１が配置されたＦＰＣＢは、組み立てにおいて導光板（図示せず）との干渉を避けるために、下方に９０度まで湾曲することができる。プリント回路基板２０ｂの底部の銅箔は、追加経路（図８における点線で示す）を提供するのみならず、熱発散の効果もある。
【００７０】
必要があれば、熱発散を良くするために、さらに熱伝導シート及びアルミ製のヒートシンク（図示せず）を含んでもよい。湾曲状のＬＥＤバー３０ｆは前記第６のタイプのＬＥＤバーの製造方法に類似の製造方法で製造され、それによって湾曲状の薄型導光板（図示せず）と組み合わせる。それぞれのＬＥＤバー３０ｆは６つのＬＥＤチップ３３を含む。３つのＬＥＤチップ３３がプリント回路基板２０ｂにおいて直列に配置されるため、正極入力線５１ａ、５１ｂ及び負極入力線５２ａ、５２ｂを介して、ＬＥＤ駆動するＩＣ６１によって、全部のＬＥＤバー３０ｆを発光させる、または一部のＬＥＤバー３０ｆを発光させることができる。本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ｂは下向きの、または上向きの湾曲形状に形成することができる。また、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ｂは、部分的に直線状に形成し、部分的に湾曲状に形成してもよく、連続湾曲の「Ｓ」形状に形成してもよい。
【００７１】
本発明はこれに制限されることなく、長さの異なるまたは湾曲形状の異なるＬＥＤバーをプリント回路基板に配置して細線状ＬＥＤ発光装置を構成してもよく、それによって形状の異なる導光板に対し適用が可能となる。
【００７２】
図９は、本発明にかかる第５の実施形態の細線状ＬＥＤ発光装置１ｃである。細線状ＬＥＤ発光装置１ｃはプリント回路基板２０ｃを含む。前記プリント回路基板２０ｃには、複数のＬＥＤバー３０ｃ、複数のＬＥＤバー３０ｃとは異なるＬＥＤバー３０ｇ、制御ＩＣ（図示せず）、ＬＥＤ駆動ＩＣ（図示せず）及びコネクタ（図示せず）が設置される。
本実施形態のＬＥＤバー３０ｇは比較的に少ないＬＥＤチップ３３（本実施形態では、２つのＬＥＤチップ）を含むことで、短く構成されている。本実施例の細線状ＬＥＤ発光装置１ｃでは、プリント回路基板２０ｃはフレキシブル（可撓性）プリント回路基板（ＦＰＣＢ）であり、それによって比較的に短いＬＥＤバー３０ｇが取り付けられた部分の湾曲性が向上し、湾曲部分を持つ導光板と組み合わせることができる。ＬＥＤバー３０ｃは比較的に多いＬＥＤチップ３３（本実施形態では、４つのＬＥＤチップ３３）を含み、細線状ＬＥＤ発光装置における湾曲の必要がない部分に取り付けられる。
【００７３】
図１０では、本発明にかかる第６の実施形態の細線状ＬＥＤ発光装置１ｄを示す。細線状ＬＥＤ発光装置１ｄはプリント回路基板２０ｄを含む。プリント回路基板２０ｄには、４つのＬＥＤバーであるＬＥＤバー３０ｈ、ＬＥＤバー３０ｊ、ＬＥＤバー３０ｋ、ＬＥＤバー３０ｐ、制御ＩＣ（図示せず）、ＬＥＤ駆動ＩＣ（図示せず）及びコネクタ（図示せず）が設置される。プリント回路基板２０ｄはＦＰＣＢであり、ＬＥＤバー３０ｈ、ＬＥＤバー３０ｊ、ＬＥＤバー３０ｋまたはＬＥＤバー３０ｐの長さは需要によって設計変更できる。前記長さは同じでも良く、同じではなくてもよい。
【００７４】
前記４つのＬＥＤバーは所定の間隔でフレキシブル（可撓性）プリント回路基板２０ｄに設置される。それによって本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ｄは可撓性を持つ。湾曲した外面を持つ導光板２を有する車両用ランプに適用する場合、細線状ＬＥＤ発光装置１ｄ及び導光板２は図１０と同様に配置することができる。それによって、測光テストにおいてパフォーマンスが良好になる。
【００７５】
図１０における点線は本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置１ｄの平坦状態を示す。一方、図１０における実線は、プリント回路基板が連続的にいくつかのＬ形状の階段に湾曲し、プラスチック製のフレームまたはアルミ製のヒートシンク（図示せず）によって支持される状態を示す。導光板２と組み合わせれば、ＬＥＤバー３０ｈ、ＬＥＤバー３０ｊ、ＬＥＤバー３０ｋ及びＬＥＤバー３０ｐの発光面を所望の方向（図１０における矢印方向）に向かせることができる。
【００７６】
湾曲した外面を有する導光板を流線型の車両用ランプが含有する場合、車両用ランプの一部の法線方向が測光テストにおけるＨ−Ｖ方向に向かないため、測光テストの通過は難しくなる。もしくは、測光テストを通過するためには、高光度の光源が必要となる。
【００７７】
本実施形態は前記流線型の車両用ランプに適し、それぞれのＬＥＤバーの前（または中心）の光出力方向を測光テストにおける中心方向、または所望の方向に向かせることができる。それによって本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置におけるそれぞれのＬＥＤバーの光出力は、所望の方向において重なる。言い換えれば、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置を車両用ランプに適用する場合、入力電源が少なく発熱も少ない光出力で測光テストを通過することができる。
【００７８】
図１１では、本発明にかかる第７の実施形態の細線状ＬＥＤ発光装置１ｅを示す。細線状ＬＥＤ発光装置１ｅは、プリント回路基板（ＰＣＢ）２０ｅと、コネクタ４１ａ、４１ｂと、複数のＬＥＤバー３０ｗ、３０ｙと、接続回路（図示せず）とを含み、ＳＭＴによって製造される。第１の実施形態とは異なり、第７の実施形態では、ＬＥＤバー３０ｗ及びＬＥＤバー３０ｙはそれぞれ、プリント回路基板２０ｅに一列に直線に近接配置される。また、ＬＥＤバー３０ｗ及びＬＥＤバー３０ｙは互いに平行である。
【００７９】
図１１に示すように、近接配置されるＬＥＤバーにおける一列のＬＥＤバーはＬＥＤバー３０ｗであり、接続回路（図示せず）を介してコネクタ４１ａに電気的に接続される。ＬＥＤバー３０ｗは電源が入ると、白光を発することができる。
【００８０】
近接配置されるＬＥＤバーにおけるもう１つの列のＬＥＤバーはＬＥＤバー３０ｙであり、接続回路（図示せず）を介してコネクタ４１ｂに電気的に接続される。ＬＥＤバー３０ｙは電源が入ると、黄色い光を発する。本実施形態では、細線状ＬＥＤ発光装置１ｅは、電源が入ると、それぞれ白光及び黄光を発する線状光源に構成される。導光板を有する車両用ランプに適用する場合、前記車両用ランプはそれぞれ、昼間運転ランプ（白光）または前方向ライト（黄光）として使用することが可能である。他の実施形態では、二種類のＬＥＤバーは、白光を発するＬＥＤバー及び黄光を発するＬＥＤバーに限定されることなく、需要に応じて、他の色の光を発するＬＥＤバーを使用してもよい。
【００８１】
従って、本発明にかかる細線状ＬＥＤ発光装置は従来のＬＥＤ発光装置とは異なり、薄く狭く形成され、長手方向における配光が均一である。本発明は複数のＬＥＤチップを含有した、「ＬＥＤバー」という特殊なＬＥＤパッケージを使用する。ＬＥＤバーはパッケージの一部として集光レンズを有し、それによってＬＥＤバーの横方向におけるビーム角を小さくする。また、ＬＥＤバーは厚さが薄く、広さが狭い。そのため、点灯されると、ＬＥＤバーは視覚的に、長手方向において連続的で均一に発光する。
【００８２】
本発明は、一般従来のＬＥＤを光源とした発光装置における、視覚的に配光が不一致である、または輝点が発生する、といった技術的課題を効果的に解決できる。導光板を有する車両用ランプに本発明を適用する場合、動的発光機能に満足できるのみならず、均一な配光によって車両用ランプの品質を視覚的に高められる。
【００８３】
さらに、光源の微細な寸法及び集光レンズにより、薄型導光板に入る光の利用率が向上する。そのため、本発明は、少ない光出力で測光テストを通過できる。少ない光出力は少ない入力電源と少ない発熱に寄与する。上述した内容により、本発明が特許性を有することが明白である。
【符号の説明】
【００８４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ…細線状ＬＥＤ発光装置
２…導光板
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ…プリント回路基板
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ、３０ｈ、３０ｊ、３０ｋ、３０ｐ、３０ｗ、３０ｙ…ＬＥＤバー
３１、３１ａ、３１ｂ…基板
３３、３３１、３３２、３３３、３３４…ＬＥＤチップ
３４…正極端子
３５…負極端子
３８…反射壁
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ…熱発散領域
３１１ａ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１１ｄ…ダイボンディング領域
３１１ｅ…ワイヤボンディング領域
３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ…正極ダイボンディング領域
３１３ａ、３１３ｂ、３１３ｃ、３１３ｄ…負極ダイボンディング領域
４１、４１ａ、４１ｂ…コネクタ
５１、５１ａ、５１ｂ…正極入力線
５２、５２ａ、５２ｂ…負極入力線
６１…ＩＣ
３７１、３７２、３７３、３７４、３７５…集光レンズ
３７１１、３７２１、３７３１、３７４１…第１の光学面
３７２２、３７４２…第２の光学面
３７２３…第３の光学面
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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