(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆う透光性樹脂製の被覆部とを備える発光ダイオードランプにおいて、
前記発光ダイオードチップは、凹面鏡状の第１反射部材を有する支持部の略中央部に設けられ、
前記被覆部は、前記発光ダイオードチップから出射した光が出光する出光面が平面視で円状をなす状態で、前記第１反射部材の内側に設けられており、
前記出光面の中央部の前記発光ダイオードチップ側に設けられており、前記発光ダイオードチップから出射して入射する光の入射角が、下記式（１）で表される臨界角θより小さい光のみを反射させるように、下記式（２）で表される半径Ｒを有する円板状の第２反射部材を備え、
前記第１反射部材は、前記第２反射部材により反射された光、及び前記発光ダイオードチップから出射して前記出光面により反射された光を再度反射させて、前記出光面から該出光面に交叉する方向に出射させるような曲率を有することを特徴とする発光ダイオードランプ。
θ＝arcsin（ｎ2 ／ｎ1 ）                              …（１）
但し、ｎ1 ：入射元の物質の屈折率
ｎ2 ：出光先の物質の屈折率
Ｒ＝Ｌ×tanθ                                        …（２）
但し、Ｌ：発光ダイオードチップと第２反射部材との距離
【請求項２】
前記第１反射部材及び／又は第２反射部材には、銀又はアルミニウムの被膜が形成してある請求項１に記載の発光ダイオードランプ。
【請求項３】
前記第１反射部材及び／又は第２反射部材は、金属からなる請求項１又は２に記載の発光ダイオードランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードランプに関し、詳しくは光の取り出し効率が良好である発光ダイオードランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の発光ダイオードランプを示す断面図であり、図中１１は発光ダイオードチップである。
発光ダイオードチップ１１は、銀ペーストを接着剤として用いてリードフレーム１２上に接着固定されており、発光ダイオードチップ１１に設けられた電極は、金線１４によりリードフレーム１３とワイヤボンディングされている。そして、発光ダイオードチップ１１が搭載されたリードフレーム１２はエポキシ樹脂等の透光性樹脂からなる被覆部１５により覆われている。被覆部１５は所望の光の指向性が得られるように砲弾型の形状を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した従来の発光ダイオードランプは、上述したように被覆部１５が砲弾型の形状を有しており、被覆部１５の先端側の曲面部に到達した光は所望の向きに出射するが、被覆部１５の円筒部に到達した光は、制御できない迷光となっているという問題があった。発光ダイオードチップ１１による発光は円状発光であるので、被覆部１５が砲弾型形状を有する場合、被覆部１５の円筒部に到達した光について指向性を付与し、光の取り出し効率を向上させるには限界があった。
【０００４】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、被覆部の出光面が平面状をなし、発光ダイオードチップから出射した光を反射させるための第２反射部材と、第２反射部材により反射された光、及び発光ダイオードチップから出射して出光面により反射された光を再度反射させて、出光面から該出光面に交叉する方向に出射させるための第１反射部材とを備えることにより、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が臨界角より大きい光は出光面にて全反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出射し、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が小さい光は第２反射部材にて反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出射し、光の指向性が良好であり、光の取り出し効率が良好であるとともに、大型化も容易である発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は、凹面鏡状の第１反射部材を有する支持部と、第１反射部材の略中央部に設けられた発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップに対向させて設けられた円板状の第２反射部材と、第１反射部材の内側に設けられた被覆部とを備えることにより、構造が簡単であり、発光ダイオードチップの円状発光に対応して、さらに指向性が良好である発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【０００６】
そして、本発明は、第２反射部材が、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光を反射させる大きさを有することにより、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光は全て第２反射部材にて反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出光面に交叉する方向に出射するので、指向性がさらに良好になり、光の取り出し効率がさらに良好になる発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、第１反射部材及び／又は第２反射部材に、銀又はアルミニウムの被膜を形成することにより、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【０００８】
そして、本発明は、第１反射部材及び／又は第２反射部材を金属製にすることにより、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である発光ダイオードランプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１発明の発光ダイオードランプは、発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆う透光性樹脂製の被覆部とを備える発光ダイオードランプにおいて、前記発光ダイオードチップは、凹面鏡状の第１反射部材を有する支持部の略中央部に設けられ、前記被覆部は、前記発光ダイオードチップから出射した光が出光する出光面が平面視で円状をなす状態で、前記第１反射部材の内側に設けられており、前記出光面の中央部の前記発光ダイオードチップ側に設けられており、前記発光ダイオードチップから出射して入射する光の入射角が、下記式（１）で表される臨界角θより小さい光のみを反射させるように、下記式（２）で表される半径Ｒを有する円板状の第２反射部材を備え、前記第１反射部材は、前記第２反射部材により反射された光、及び前記発光ダイオードチップから出射して前記出光面により反射された光を再度反射させて、前記出光面から該出光面に交叉する方向に出射させるような曲率を有することを特徴とする。
θ＝arcsin（ｎ2 ／ｎ1 ）                              …（１）
但し、ｎ1 ：入射元の物質の屈折率
ｎ2 ：出光先の物質の屈折率
Ｒ＝Ｌ×tanθ                                        …（２）
但し、Ｌ：発光ダイオードチップと第２反射部材との距離
【００１０】
第１発明においては、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が臨界角より大きい光は被覆部の出光面にて全反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出光面に交叉する方向に出射する。
そして、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が小さい光は全て第２反射部材にて反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出光面に交叉する方向に出射する。
従って、第１発明の発光ダイオードランプは、光の指向性が良好であり、光の取り出し効率が良好である。
そして、この第１発明の発光ダイオードランプの構造によれば、大型化も容易である。
本発明においては、第１反射部材、被覆部及び第２反射部材の平面視の形状が、発光ダイオードチップによる発光の形状に対応して円状であるので、指向性が良好になり、光の取り出し効率が向上している。この発光ダイオードランプは、構造も簡単である。
【００１３】
第２発明の発光ダイオードランプは、第１発明において、前記第１反射部材及び／又は第２反射部材には、銀又はアルミニウムの被膜が形成してあることを特徴とする。
第２発明においては、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である。
【００１４】
第３発明の発光ダイオードランプは、第１又は第２発明において、前記第１反射部材及び／又は第２反射部材は、金属からなることを特徴とする。
第３発明においては、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプを示す断面図であり、図中１は発光ダイオードチップである。
発光ダイオードチップ１は、銀ペーストを接着剤として用いてリードフレーム２上に接着固定されており、発光ダイオードチップ１に設けられた電極とリードフレーム３とが、金線４によりワイヤボンディングされている。
白色の液晶ポリマー等の樹脂からなる支持部５は、上部に凹面鏡状の反射面（第１反射部材）５ａを有しており、発光ダイオードチップ１を搭載したリードフレーム２及びリードフレーム３は、反射面５ａの中央部を通って支持部５の縦方向に貫通するリードフレーム挿入孔５ｂに挿入されて、反射面５ａの中央部に配されている。反射面５ａには、アルミニウム又は銀からなる被膜５ｃが形成されている。
【００１６】
発光ダイオードチップ１を埋めるようにして、反射面５ａ及びリードフレーム挿入孔５ｂにはエポキシ樹脂等からなる透光性樹脂が充填されており、被覆部６が形成されている。被覆部６の光が出光する出光面６ａには、発光ダイオードチップ１に対向させて、反射板嵌合孔６ｂが設けられており、反射板嵌合孔６ｂには円板状の反射板（第２反射部材）７が嵌合されている。反射板７の一面には、アルミニウム又は銀からなる被膜７ａが形成されている。
反射板７は、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光を反射させる大きさを有する。
被覆部６を構成するエポキシ樹脂の屈折率をｎ１ 、空気の屈折率をｎ２ とすると、臨界角θは、次の式（１）により求められる。
ｓｉｎθ＝ｎ２ ／ｎ１ …（１）
例えば、ｎ１ ＝１．５、ｎ２ ＝１であるとき、臨界角θは式（１）より、θ＝４１．８（度）となる。
反射板７の半径は、式（１）により求められた臨界角θ、及び反射板７と発光ダイオードチップ１との間の距離から求められる。
【００１７】
本実施の形態に係る発光ダイオードチップにおいては、反射面５ａは、反射面５ａにおいて反射した光が、出光面６ａからこの出光面６ａに略直交する方向に出射するような曲率を有しているので、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光は反射板７にて反射され、反射板７にて反射された光は反射面５ａの被膜５ｃにて再度反射され、被膜５ｃにて反射された光は、出光面６ａから出光面６ａに略直交する方向に出射する。そして、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より大きい光は出光面６ａにて反射され、出光面６ａにて反射された光は反射面５ａの被膜５ｃにて再度反射され、被膜５ｃにて反射された光は、出光面６ａから出光面６ａに略直交する方向に出射する。
【００１８】
以下に、本発明の発光ダイオードランプの製造方法について説明する。
図２及び図３は、発光ダイオードランプの製造工程を示す断面図である。
まず、リードフレーム２に発光ダイオードチップ１を搭載し、発光ダイオードチップ１の電極とリードフレーム３とを金線４によりワイヤボンディングする。
そして、反射面５ａに被膜５ｃが形成された支持部５を逆にして、リードフレーム挿入孔５ｂに、発光ダイオードチップ１が搭載されたリードフレーム２及びリードフレーム３を逆向きに挿入する（図２（ａ））。
【００１９】
次に、発光ダイオードチップ１を搭載したリードフレーム２及びリードフレーム３が挿入された支持部５を、支持部５の上部と同一形状を有する凹部８ａと、反射板７と同一形状を有し、凹部８ａの中央部に設けられた突出部８ｂとを備える被覆部形成型８に嵌め込む。リードフレーム挿入孔５ｂからエポキシ樹脂を未硬化の状態で流し込み、硬化炉にて１２０℃で略３時間加温し、エポキシ樹脂を硬化させて、被覆部６を形成する。被覆部６の平面の中央部には、反射板嵌合孔６ｂが形成されている（図２（ｂ））。
【００２０】
そして、被覆部形成型８から支持部５を抜いて、被膜７ａが形成された反射板７をエポキシ樹脂を介在させた状態で反射板嵌合孔６ｂに嵌め込み、エポキシ樹脂を硬化させる（図３（ｃ））。
【００２１】
以上のようにして製造された本実施の形態に係る発光ダイオードランプにおいては、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より大きい光は出光面６ａにて全反射し、被膜５ｃにて再度反射して出光面６ａから出光面６ａに略直交する方向に出射し、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光は反射板７にて反射し、被膜５ｃにて再度反射して出光面６ａから出光面６ａに略直交する方向に出射するので、反射面５ａ、被覆部６及び反射板７の形状が発光ダイオードチップ１の発光の形状に対応して円状であることと相まって、指向性が良好であり、光の取り出し効率が良好である。
そして、この発光ダイオードランプの構造は簡単であり、大型化も容易である。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、反射面５ａ、被覆部６及び反射板７の平面視の形状が円状である場合につき説明しているが、これに限定されるものではない。但し、反射面５ａ、被覆部６及び反射板７の形状が円状である方が、発光ダイオードチップ１の発光の形状に対応しており、指向性が良好であり、光の取り出し効率が良好である。
【００２３】
また、本実施の形態においては、出光面６ａが平面である場合につき説明しているがこれに限定されず、出光面６ａ全体にわたって良好な指向性を確保することができる形状であれば、上に凸であってもよい。
【００２４】
そして、本実施の形態においては、反射板７が、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光を反射させる大きさを有する場合につき説明しているが、これに限定されるものではない。但し、反射板７が、発光ダイオードチップ１から出射する光のうち出射角が臨界角より小さい光を反射させる大きさを有する方が、出射角が臨界角より小さい光が全て反射板７にて反射し、再度反射面５ａにて反射されて出向面６ａから出光面６ａに略直交する方向に出射して、指向性がさらに良好になるので好ましい。
【００２５】
さらに、本実施の形態においては、反射面５ａ及び反射板７にアルミニウム又は銀からなる被膜５ｃ及び７ａが形成されている場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、反射面５ａ及び反射板７をアルミニウム及び銀等の金属から構成することにしてもよい。反射面５ａ及び反射板７にアルミニウム又は銀からなる被膜５ｃ及び７ａを形成し、又は反射面５ａ及び反射板７をアルミニウム及び銀等の金属から構成することにより、反射面５ａ及び反射板７における反射率が向上する。
【００２６】
【発明の効果】
以上、詳述したように、第１発明による場合は、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が臨界角より大きい光は被覆部の出光面にて全反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出光面に交叉する方向に出射し、発光ダイオードチップから出射する光のうち出射角が小さい光は全て第２反射部材にて反射し、第１反射部材にて再度反射して出光面から出光面に交叉する方向に出射する。
従って、光の指向性が良好であり、光の取り出し効率が良好である。そして、この第１発明の発光ダイオードランプの構造によれば、大型化も容易である。
【００２９】
第２発明による場合は、第１反射部材及び／又は第２反射部材には、銀又はアルミニウムの被膜が形成されているので、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である。
【００３０】
第３発明の発光ダイオードランプは、前記第１反射部材及び／又は第２反射部材は、金属からなるので、第１反射部材及び第２反射部材における反射率が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る発光ダイオードランプの製造工程を示す断面図である。
【図４】従来の発光ダイオードランプを示す断面図である。
【符号の説明】
１    発光ダイオードチップ
２    リードフレーム
５    支持部
５ａ  反射面
５ｃ  被膜
６    被覆部
７    反射板
７ａ  被膜
【図１】
0003970017.tif 000002
【図２】
0003970017.tif 000003
【図３】
0003970017.tif 000004
【図４】
0003970017.tif 000005