(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板に固定されている結晶粒子と、
外形が扁平状を示し、広い面が半円形を示し、狭い面が三叉状を示し、発する光線が扁楕円状散乱を示すものである透明封止体と、を備える発光ダイオード素子であって、
前記透明封止体の三叉状を示す狭い面が主突出部および該主突出部の両側に位置してそれぞれ外側へ凹んでいる曲面斜面を備えていることを特徴とする発光ダイオード素子。
【請求項２】
発光ダイオード素子を用いた照明系であって、
出光面と、
それぞれが、基板と、該基板に固定されている結晶粒子と、外形が扁平状を示し、広い面が半円形を示し、狭い面が三叉状を示し、発する光線が扁楕円状散乱を示すものである透明封止体と、を備える複数の発光ダイオード素子と、
該発光ダイオード素子の各々が発する光線を前記出光面で反射する少なくとも１つの反射器と、を備え、
前記透明封止体の三叉状を示す狭い面が主突出部および該主突出部の両側に位置してそれぞれ外側へ凹んでいる曲面斜面を備えていることを特徴とする照明系。
【請求項３】
前記複数の発光ダイオード素子が該反射器の側辺に設けられており、
前記反射器が、中央が隆起している曲面または斜曲面であり、前記反射器が複数の突起部を備えており、前記突起部の各々が斜面を有し、該斜面と前記出光面とが４５°の夾角をなしていることを特徴とする請求項２記載の照明系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード素子を用いた照明系およびその発光ダイオード素子に関し、特に発光ダイオード素子を線形光源とする照明系に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電素子中で発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）は、体積が小さく、発光効率が高く、および寿命が長いなどの長所を有するため、次世代の環境に優しいエネルギー節約照明の最適な光源と考えられている。
【０００３】
図１は従来の発光ダイオードを照明系として使用する構造模式図である。従来の発光ダイオードが発生する大部分の光線を側面から出射できるように、米国のルミレッズ（Ｌｕｍｉｌｅｄｓ）ライティング社が出願した特許文献１では、図１に示すような片側発光型発光ダイオード素子１０が開示された。この発光ダイオード素子１０は特殊な形状のレンズ１２、発光ダイオード結晶粒子１３、および本体１１を備え、レンズ１２が本体１１に結合され、発光ダイオード結晶粒子１３が本体１１の表面に固着されている。
【０００４】
このレンズ１２は、鋸歯状の屈折部１６および全内反射の漏斗部１８を有し、屈折部１６によって漏斗部１８が反射して戻った光線を屈折してレンズ１２から離れさせ、つまり、大部分の光線ができるだけ縦方向素子軸１９と９０°の夾角をなしてレンズ１２から出射する。しかし、レンズ１２の屈折部１６および漏斗部１８の外形は相当に複雑であるため、レンズ１２の作製コストが高くなる。また、レンズ１２と発光ダイオード結晶粒子１３との間に透明材料１４または空間がさらにあるため、レンズ１２および透明材料１４の間の界面の光反射および異質材料の結合問題を考えなければならない。この他に、レンズ１２の外形が特殊なため、次の表面接着工程では、所定の位置に精確に置くために専門の取り外し工具を必要とする。
【特許文献１】台湾特許出願公開２００４−０２８９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の理由で、市場では、製造コストを下げると共に電力を節約するために、構造が簡単で光線利用率が高い照明系が必要とされている。
【０００６】
本発明は、発光ダイオード素子を用いた照明系およびその発光ダイオード素子であって、散乱光線が扁楕円状を示す発光ダイオード素子を使用し、かつ反射器により光線を出光面に反射するものを提供することを目的とする。このようにして導光板などのモジュールのコストを省くと共に光線の利用率を高めることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の発光ダイオード素子および少なくとも１つの反射器を備え、かつ平面となるように発する光線を提供するための出光面を有する、発光ダイオード素子を用いた照明系を開示している。この発光ダイオード素子の各々は外形が扁平状を示す透明封止体を備えており、透明封止体の広い面は半円形を示し、狭い面は楕円形、長方形、放物面形または三叉状を示すため、発する光線は扁楕円状散乱を示している。その発光ダイオード素子の各々が発する光線は前記反射器に向かって出射し、その反射器により出光面に反射される。
【０００８】
透明封止体の三叉状を示す狭い面は主突出部およびその主突出部の両側に位置してそれぞれ外側へ凹んでいる曲面斜面を備えている。
【０００９】
照明系は出光面に設けられている拡散シートをさらに備えている。
【００１０】
複数の発光ダイオード素子は反射器の側辺に設けられていることが好ましい。
【００１１】
反射器は中央が隆起している曲面または斜曲面であることが好ましい。
【００１２】
反射器は複数の突起部を備え、その突起部の各々は斜面を有し、斜面と出光面とは４５°の夾角をなしている。
【００１３】
本発明は、外形が扁平状を示す透明封止体を備える発光ダイオード素子をさらに開示している。この透明封止体の広い面は半円形を示し、狭い面は楕円形、長方形、放物面形または三叉状を示すため、発する光線は扁楕円状散乱を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図２（ａ）は本発明の発光ダイオード素子の断面図である。発光ダイオード素子２０は基板２３、結晶粒子２２および透明封止体２１を備えている。また、結晶粒子２２が基板２３に固定され、かつ透明封止体２１は結晶粒子２２および基板２３上を覆っている。透明封止体２１は扁長形の外観を示し、広い面は半円形を示している。
【００１５】
図２（ｂ）は本発明の発光ダイオード素子の図２（ａ）中の１−１切断線に沿う断面図である。図２（ａ）に比べ、透明封止体２１の狭い面は楕円形または放物面形を示し、透明封止体２１の特定な外形によって従来の円錐角度で発射する光線を扁平化することができる。
【００１６】
図３（ａ）〜３（ｂ）は本発明の発光ダイオード素子の光出力場型図である。図３（ａ）中の発光ダイオード素子２０が狭い面２４に沿って発する光線の投影は扁楕円状を示しているが、図３（ｂ）中の発光ダイオード素子２０が広い面２５に沿って発する光線の投影は広い楕円状を示している。
【００１７】
図４（ａ）〜４（ｂ）は本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の正面図および側面図である。発光ダイオード素子４０の透明封止体４１は扁長形の外観を示し、広い面が半円形を示し、狭い面が長方形を示し、その透明封止体４１の長方形外形によって上方から発する光線を扁平化することができる。
【００１８】
図５（ａ）〜５（ｃ）は本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の正面図、側面図および上面図である。発光ダイオード素子５０の透明封止体５１は依然として扁長形の外観を示し、広い面は半円形を示す。透明封止体５１の狭い面は三叉状を示し、中央に主突出部５１１があり、主突出部５１１の両側にそれぞれ外側へ凹んでいる曲面斜面５１２がある。三叉状を示す透明封止体５１によって内部発光ダイオードが発する光線を扁平化して上に向けて散乱することができる。
【００１９】
図６は本発明の照明系の模式図である。照明系６０は複数の発光ダイオード素子２０および少なくとも１つの反射器６１を備え、かつ平面となるように発する光線を提供する出光面６２を有する。この発光ダイオード素子２０は、中央が隆起している反射器６１の側辺に設置されており、発生した光線８１が反射器６１の曲面により出光面６２に向かって反射され、反射光８２は出光面６２に略垂直な角度で出射して透過する。
【００２０】
図７は本発明のもう１つの実施例の照明系の模式図である。照明系７０は複数の発光ダイオード素子２０および少なくとも１つの反射器７１を備え、かつ平面となるように発する光線を提供する出光面７２を有する。その発光ダイオード素子２０は、斜曲面を有する反射器７１の側辺に設置されており、発生した光線８１が反射器７１の曲面および突起部７１１により出光面７２に向かって反射され、反射光８２は出光面７２に略垂直な角度で出射して透過する。突起部７１１は斜面を有し、この斜面と出光面７２とは略４５°の夾角をなすため、反射光８２は出光面７２に垂直となって出射することができる。
【００２１】
本発明の技術内容および技術特徴は以上のように開示したが、本項技術を熟知する当業者は本発明の示唆および開示に基づいて本発明の精神から離れずに様々な変更および修飾を行える可能性がある。従って、本発明の保護範囲は実施例で示された範囲に限らず、本発明に背かない様々な変更および修飾を含むべきであり、さらに以下の特許請求の範囲に属するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来の照明系の断面図
【図２（ａ）】本発明の発光ダイオード素子の断面図
【図２（ｂ）】本発明の発光ダイオード素子の図２（ａ）中の１−１切断線に沿う断面図
【図３（ａ）】本発明の発光ダイオード素子の光出力場型図
【図３（ｂ）】本発明の発光ダイオード素子の光出力場型図
【図４（ａ）】本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の正面図
【図４（ｂ）】本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の側面図
【図５（ａ）】本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の正面図
【図５（ｂ）】本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の側面図
【図５（ｃ）】本発明のもう１つの実施例の発光ダイオード素子の上面図
【図６】本発明の照明系の模式図
【図７】本発明のもう１つの実施例の照明系の模式図
【符号の説明】
【００２３】
１０，２０，４０，５０  発光ダイオード素子
１１  本体
１２  レンズ
１３  発光ダイオード結晶粒子
１４  透明材料
１６  屈折部
１８  漏斗部
１９  縦方向素子軸
２１，４１，５１  透明封止体
２２  結晶粒子
２３  基板
２４  狭い面
２５  広い面
６０，７０  照明系
６１，７１  反射器
６２，７２  出光面
５１１  主突出部
５１２  曲面斜面
７１１  突起部
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図５（ｃ）】
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【図６】
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【図７】
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