(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板の両端に形成された切欠部を通して基板の表面から裏面に延材する複数の導電部と、前記基板の表面に形成された各導電部に搭載される発色の異なる複数の発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）素子と、上下に貫通する平面視楕円形状の開口部を有し、該開口部の内壁が傾斜面からなり、該傾斜面で前記各ＬＥＤ素子を中央に囲むように前記基板上に載置されるリフレクタと、を備えるチップ型発光装置において、前記リフレクタの傾斜面は、リフレクタの厚み方向のほぼ中央付近で連接される基板側の第１の傾斜面と外部側の第２の傾斜面の傾斜角の異なる２つの傾斜面で形成され、前記傾斜面のそれぞれの傾斜角が、第１の傾斜面と近接して配置されるＬＥＤ素子からの出力光が該第１の傾斜面の下部側で反射する反射光から該第１の傾斜面の上部側で反射する反射光との間で形成される角度と、第１の傾斜面と離間して配置されるＬＥＤ素子からの出力光が前記第２の傾斜面の下部側で反射する反射光から該第２の傾斜面の上部側で反射する反射光との間で形成される角度と等しくなるように選定されていることを特徴とするチップ型発光装置。
【請求項２】
前記リフレクタの開口部が平面視矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のチップ型発光装置。
【請求項３】
前記リフレクタの両端が基板両端に形成されている切欠部の位置に延在していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のチップ型発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発色の異なる複数の発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）素子による混色発光を行なうチップ型発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発光源として発色の異なる複数のＬＥＤ素子を配置して、混色発光を行なうチップ型発光装置が知られている。図７、図８はその一例を示すもので、図７はチップ型発光装置１０の斜視図、図８は図７の矢視Ａ−Ａ断面でみた側面図である。図７において、チップ型発光装置１０の基板２の表面には、導電材料よりなる電極３ａ、３ｂと電極４ａ、４ｂが形成される。
【０００３】
基板２の一端には、メッキ層等の導電膜が形成されている半円形の切欠部８ａ、８ｂが設けられており、電極３ｂと電極４ｂに接続されている。また、基板２の他端にも同様の半円形の切欠部が設けられている。これらの半円形の切欠部に形成されているメッキ層等の導電膜は、基板の裏面に延在している。
【０００４】
電極３ａには、ＬＥＤ素子１ａをダイボンデング処理で搭載し、電極４ａにはＬＥＤ素子１ｂをダイボンデング処理で搭載する。ＬＥＤ素子１ａは、例えば赤色を発色し、ＬＥＤ素子１ｂはＬＥＤ素子１ａとは異なる発色、例えば緑色を発色する。ＬＥＤ素子１ａは、電極３ｂと金属線５ａによりワイヤ−ボンデングで電気的に接続され、ＬＥＤ素子１ｂは、電極４ｂと金属線５ｂによりワイヤ−ボンデングで電気的に接続される。
【０００５】
ＬＥＤ素子１ａ、１ｂを搭載した基板２を不透明樹脂からなるリフレクタ６で覆い、リフレクタ６内に形成されている開口部に、図８に示すようにエポキシ樹脂等の透光性樹脂７を充填してチップ型発光装置１０を形成する。リフレクタ６は、平面視楕円形状で、基板２との接触面から上方に向けて角度θｘで傾斜している傾斜面６ａを有している。このリフレクタ６は例えば白色状の液晶ポリマから射出成形により形成される。
【０００６】
チップ型発光装置１０は、プリント基板等に表面実装され、前記のように基板２の半円形の切欠部を通して裏面に形成された導電膜と、プリント基板の回路パタ−ンが電気的に接続される。赤色を発色するＬＥＤ素子１ａと緑色を発色するＬＥＤ素子１ｂが動作すると、チップ型発光装置１０は赤色と緑色の混色を発光する。
【０００７】
チップ型発光装置１０の動作について、図８により説明する。ＬＥＤ素子１ａの光源をＳａとすると、光源Ｓａからの出力光はリフレクタ６の傾斜面６ａの中腹付近より下部側で反射して、チップ型発光装置１０の発光中心Ｐに向かう反射光Ｒａとなる。また、ＬＥＤ素子１ｂの光源Ｓｂからの出力光はリフレクタ６の傾斜面６ａの基板に近い面で反射して、チップ型発光装置１０の発光中心Ｐに向かう反射光Ｒｘとなる。
【０００８】
このように、チップ型発光装置１０は、内部に上下に貫通する傾斜面６ａが形成されているリフレクタ６を設けて、ＬＥＤ素子の出力光をリフレクタで反射させて放射することにより、反射光を発光中心Ｐに集光して発光効率を向上させている。
【０００９】
また、ＬＥＤ素子１ａの光源Ｓａからの出力光と、ＬＥＤ素子１ｂの光源Ｓｂからの出力光は、リフレクタ６の傾斜面６ａの上端付近では、それぞれ反射光Ｒｂ、Ｒｙとなりチップ型発光装置１０から発射される。
【００１０】
図９は、図８の縦断側面図において、各ＬＥＤ素子１ａ、１ｂの光度分布を示す説明図である。図９において、ＩａはＬＥＤ素子１ａの反射光による光度分布であり、ＩｂはＬＥＤ素子１ｂの反射光による光度分布である。発光中心Ｐから図示右側においては、傾斜面６ａから遠い側に配置されているＬＥＤ素子１ａによる反射光は、傾斜面６ａのほぼ上側半分に形成される。
【００１１】
また、発光中心Ｐから図示左側においては、傾斜面６ａから遠い側に配置されているＬＥＤ素子１ｂによる反射光は、傾斜面６ａのほぼ上側半分に形成される。このように、各ＬＥＤ素子１ａ、１ｂの光度分布は、発光中心Ｐの左右両側では異なる特性となっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示したように、従来のチップ型発光装置においては、リフレクタの傾斜面の傾斜角度θｘは一定の角度に設定されているので、傾斜面に近い側に配置されているＬＥＤ素子と、傾斜面に近い側に配置されているＬＥＤ素子の光度分布が、発光中心Ｐからみて左右両側で異なっている。このため、チップ型発光装置の発光面を見る位置によって、ＬＥＤ素子１ａとＬＥＤ素子１ｂのいずれかの発色が強調されるので混色の色合いが相違して、チップ型発光装置からの発色が異なってみえるという問題があった。
【００１３】
また、傾斜面からみて遠い側に配置されているＬＥＤ素子は、傾斜面のほぼ上側半分でのみ出力光が反射されるので、発光中心に向かう光量が減少してしまい、チップ型発光装置１０の中心光度が低下するという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、混色の度合いを均等にすると共に、放射面の中心光度を向上させる構成としたチップ型発光装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、請求項１に係る発明においてチップ型発光装置を、基板と、該基板の両端に形成された切欠部を通して基板の表面から裏面に延材する複数の導電部と、前記基板の表面に形成された各導電部に搭載される発色の異なる複数の発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）素子と、上下に貫通する平面視楕円形状の開口部を有し、該開口部の内壁が傾斜面からなり、該傾斜面で前記各ＬＥＤ素子を中央に囲むように前記基板上に載置されるリフレクタと、を備えるチップ型発光装置において、前記リフレクタの傾斜面は、リフレクタの厚み方向のほぼ中央付近で連接される基板側の第１の傾斜面と外部側の第２の傾斜面の傾斜角の異なる２つの傾斜面で形成され、前記傾斜面のそれぞれの傾斜角が、第１の傾斜面と近接して配置されるＬＥＤ素子からの出力光が該第１の傾斜面の下部側で反射する反射光から該第１の傾斜面の上部側で反射する反射光との間で形成される角度と、第１の傾斜面と離間して配置されるＬＥＤ素子からの出力光が前記第２の傾斜面の下部側で反射する反射光から該第２の傾斜面の上部側で反射する反射光との間で形成される角度と等しくなるように選定することにより達成される。
【００１６】
また請求項２に係る発明は、請求項１に記載のチップ型発光装置において、前記リフレクタの開口部が平面視矩形状に形成されていることを特徴としている。
【００１７】
また請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のチップ型発光装置において、前記リフレクタの両端が基板両端に形成されている切欠部の位置に延在していることを特徴としている。
【００１８】
請求項１に係る発明の上記特徴によれば、異なる傾斜角で形成される２つの傾斜面を連接し、各傾斜面の下部から上部までの面で形成される反射光の角度が等しくなるように各傾斜角を選定している。このため、チップ型発光装置の発光面はどの位置でみても光度分布が等しくなるので、混色の度合いを均等にすることができる。
【００１９】
また、異なる傾斜角で形成される２つの傾斜面は、リフレクタの厚み方向のほぼ中央付近で連接されるので、各傾斜面はそれぞれのＬＥＤ素子からの出力光を均等に反射させることができる。このため、発光中心に向けて進行する反射光の光量が増大し、チップ型発光装置の中心光度を大きくすることができる。
【００２０】
また、請求項２に係る発明においては、リフレクタの開口部を平面視矩形状に形成しているので、発光面が矩形状のチップ型発光装置が得られ、発光面の形状に変化を持たせることができる。
【００２１】
また、請求項３に係る発明においては、リフレクタの両端が基板両端に形成されている切欠部の位置に延在しているので、リフレクタが大型になり、チップ型発光装置の中心光度をより大きくすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るチップ型発光装置を示す概略の斜視図、図２は図１のＢ−Ｂ断面でみた縦断側面図である。図７、図８に示した従来例のチップ型発光装置と同じ部分または対応する部分については同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１において、不透光性の樹脂で形成されるリフレクタ６の中央部分には、上下に貫通する上面視楕円形状の開口部が形成されており、該開口部の内壁には傾斜面６Ｘ、６Ｙが設けられている。このリフレクタ６は、液晶ポリマ等の白色系素材で構成されており、反射光の反射率を大きくしてチップ型発光装置の中心光度を向上させている。
【００２４】
また、更にチップ型発光装置の中心光度を向上させるために、リフレクタ６の傾斜面６Ｘ、６Ｙには、前記液晶ポリマ等の白色系素材の上に金属メッキを施す場合もある。この金属メッキは、銅−ニッケル（Ｃｕ−Ｎｉ）、または、銅−ニッケル−金（Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｕ）、銅−ニッケル−銀（Ｃｕ−Ｎｉ−Ａｇ）等が施される。
【００２５】
リフレクタ６の開口部の内壁に設けられている傾斜面６Ｘ、６Ｙは、リフレクタ６の厚み方向の上方へ向かうにしたがい段階的に開口幅が広がるように、基板に対する傾斜角度を異ならせて形成されている。この傾斜角度は、図２に示すように、傾斜面６Ｘの基板２に対する傾斜角をθａ、傾斜面６Ｘと連通している傾斜面６Ｙの基板２に対する傾斜角をθｂとして、θａ＞θｂに設定している。
【００２６】
リフレクタ６を基板２上に載置し、図２の縦断側面図に示すように傾斜面６Ｘ、６Ｙで囲まれた空間部の中央に、基板２上に搭載されたＬＥＤ素子１ａとＬＥＤ素子１ｂを収納する。次に、透光性樹脂７をリフレクタ６の開口部から充填すると、透光性樹脂７は基板２とリフレクタ６との接触面にも流入し、リフレクタ６を基板２に接着すると共にＬＥＤ素子１ａとＬＥＤ素子１ｂを封止する。
【００２７】
ここで、リフレクタ６の内面に形成されている傾斜面６Ｘ、６Ｙは、図２に示すようにリフレクタ６の厚み方向のほぼ中心であるＱの位置で分割されている。そして、図２の例では、リフレクタ６の一方側面（発光中心Ｐに対して図示右側）においては、傾斜面６Ｘはその下部から上部にわたりＬＥＤ素子１ｂの出力光を反射させ、反射光を発光中心Ｐに集光させるように傾斜角θａが選定される。また、傾斜面６Ｙはその下部から上部にわたりＬＥＤ素子１ａの出力光を反射させ、反射光を発光中心Ｐに集光させるように傾斜角θｂが選定される。
【００２８】
ＬＥＤ素子１ｂからの出力光が、傾斜面６Ｘの下部で反射するときの反射光をＲｚ、上部で反射するときの反射光をＲｃ、ＬＥＤ素子１ａからの出力光が、傾斜面６Ｙの下部で反射するときの反射光をＲｗ、上部で反射するときの反射光をＲｄとする。また、素子ＬＥＤ１ａからの出力光が傾斜面６Ｘで反射するときの前記反射光Ｒｚが形成される位置から反射光Ｒｃが形成される位置までの間の角度をθｐ、ＬＥＤ素子１ｂからの出力光が傾斜面６Ｙで反射するときの前記反射光Ｒｗが形成される位置から反射光Ｒｄが形成される位置までの間の角度をθｑとする。
【００２９】
この際に、前記角度のθｐとθｑの関係をθｐ＝θｑとなるように傾斜面６Ｘの基板２に対する傾斜角度θａと、傾斜面６Ｙの基板２に対する傾斜角度θｂとを設定する
【００３０】
図３は、図２の縦断側面図において、各ＬＥＤ素子の光度分布を示す説明図である。図３において、発光中心Ｐの図示右側でみると、基板に近い側の傾斜面６Ｘはその下部から上部にわたり、傾斜面６Ｘに近接して配置されているＬＥＤ素子１ｂの出力光を反射している。また、外部側の傾斜面６Ｙはその下部から上部にわたり、前記傾斜面６Ｘから離間して配置されているＬＥＤ素子１ａの出力光を反射している。
【００３１】
次に、発光中心Ｐの図示左側でみると、基板に近い側の傾斜面６Ｘはその下部から上部にわたり、傾斜面６Ｘに近接して配置されているＬＥＤ素子１ａの出力光を反射している。また、外部側の傾斜面６Ｙはその下部から上部にわたり、前記傾斜面６Ｘから離間して配置されているＬＥＤ素子１ｂの出力光を反射している。
【００３２】
発光中心Ｐの図示右側においては、ＬＥＤ素子１ａによる光度分布ＩａとＬＥＤ素子１ｂによる光度分布Ｉｂがほぼ等しい特性となっている。また、発光中心Ｐの図示左側においても、ＬＥＤ素子１ａによる光度分布ＩａとＬＥＤ素子１ｂによる光度分布Ｉｂがほぼ等しい特性となっている。
【００３３】
これは、前記のようにＬＥＤ素子１ａからの出力光の前記反射光間の角度θｐと、ＬＥＤ素子１ｂからの出力光の反射光間の角度θｑの関係をθｐ＝θｑとなるように設定しているので、ＬＥＤ素子１ａの反射光の指向性とＬＥＤ素子１ｂの反射光の指向性が等しくなることによるものである。このため、チップ型発光装置の発光面をみる際には、どの位置からみても同じ発色となり、混色の度合いが改善されることになる。
【００３４】
また、リフレクタ６の異なる傾斜角で形成される２つの傾斜面は、リフレクタの厚み方向のほぼ中央付近で連接されるので、各傾斜面はそれぞれのＬＥＤ素子からの出力光を無駄なく均等に反射させている。このため、発光中心に向けて進行する反射光の光量が増大し、チップ型発光装置の中心光度を大きくすることができる。
【００３５】
図１の例では、半円形の切欠部８ａ、８ｂをリフレクタ６から露出させている。このため、チップ型発光装置１０ａをプリント基板等に表面実装して、基板２の半円形の切欠部８ａ、８ｂを通して裏面に形成された導電膜と、プリント基板の回路パタ−ンを電気的に接続する際に、半田フロ−を用いる場合でも、また、ディップ半田を用いる場合でもいずれの場合でも対応できる利点がある。
【００３６】
図４は、本発明の他の実施の形態に係るチップ型発光装置１０ｂを示す概略の斜視図である。図４の例においては、図１の例と対比すると、リフレクタ６の長さを延長してその両端の位置が基板の両端に形成されている半円形の切欠部の位置に延在する構成としている。このような構成とすることにより、基板２の大きさを同一とするとリフレクタ６の大きさが大きくなるので、ＬＥＤ素子の出力光の反射効率が向上し、チップ型発光装置の中心光度が増大する。
【００３７】
図５は、本発明の他の実施の形態に係るチップ型発光装置１０ｃを示す概略の縦断側面図で、図４の矢視Ｃ−Ｃ断面に相当するものである。図５の例においては、半円形の切欠部８ａ、８ｃ上に電極３ｂ、３ｃを延在させるものである。
【００３８】
リフレクタ６の開口部に透光性樹脂７を充填する際に、透光性樹脂７がリフレクタ６の端部から流出して半円形の切欠部８ａ、８ｃに付着する場合がある。この場合には、半円形の切欠部８ａ、８ｃに形成されている導電膜と、プリント基板の回路パタ−ンとの半田による電気的接続が不良になるが、図５のような構成とすると、透光性樹脂７がリフレクタ６の端部から流出した場合でも、透光性樹脂７が半円形の切欠部８ａ、８ｃに付着することを防止できる。
【００３９】
以上の例では、基板の両側の端面に半円形の切欠部を形成し、電極とプリント基板の回路パタ−ンとを接続してＬＥＤ素子に通電している。本発明は、基板の両端に長穴状の切欠部を形成し、電極とプリント基板の回路パタ−ンとを接続してＬＥＤ素子に通電する形式のチップ型発光装置にも適用できる。
【００４０】
図６は、本発明のチップ型発光装置のリフレクタの他の例を示す斜視図である。図６の例では、リフレクタ６は平面視略矩形状の開口部を形成している。この場合にも、矢視Ｄ−Ｄ断面および矢視Ｅ−Ｅ断面でみた縦断側面図が、図１で示したように、基板２に対する傾斜角がθａとθｂとなるような傾斜面６Ｘ、６Ｙを形成することにより、開口部が平面視楕円状の場合と同様の前記効果が得られる。また、発光面が矩形状のチップ型発光装置が得られ、発光面の形状に変化を持たせることができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に係る発明の上記特徴によれば、異なる傾斜角で形成される２つの傾斜面を連接し、各傾斜面の下部から上部までの面で形成される反射光の角度が等しくなるように各傾斜角を選定している。このため、チップ型発光装置の発光面はどの位置でみても光度分布が等しくなるので、混色の度合いを均等にすることができる。
【００４２】
また、異なる傾斜角で形成される２つの傾斜面は、リフレクタの厚み方向のほぼ中央付近で連接されるので、各傾斜面はそれぞれのＬＥＤ素子からの出力光を均等に反射させることができる。このため、発光中心に向けて進行する反射光の光量が増大し、チップ型発光装置の中心光度を大きくすることができる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明においては、リフレクタの開口部を平面視矩形状に形成しているので、発光面が矩形状のチップ型発光装置が得られ、発光面の形状に変化を持たせることができる。
【００４４】
また、請求項３に係る発明においては、リフレクタの両端が基板両端に形成されている切欠部の位置に延在しているので、リフレクタが大型になり、チップ型発光装置の中心光度をより大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るチップ型発光装置の概略の斜視図である。
【図２】図１の矢視Ｂ−Ｂ方向でみた縦断側面図である。
【図３】図２の光度分布を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るチップ型発光装置の概略の斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るチップ型発光装置の概略の縦断側面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態に係るチップ型発光装置のリフレクタを示す斜視図である。
【図７】従来例のチップ型発光装置の斜視図である。
【図８】図７の矢視Ａ−Ａ方向でみた縦断側面図である。
【図９】図８の光度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ    ＬＥＤ素子
２    基板
３ａ  パッド部
３ａ、３ｂ  電極
４ａ、４ｂ  電極
５ａ，５ｂ    金属線
６    リフレクタ
６Ｘ、Ｙ  傾斜面
７    透光性樹脂
８ａ、８ｂ    半円状の切欠部
１０ａ〜１０ｃ      チップ型発光装置
【図１】
0003798195.tif 000002
【図２】
0003798195.tif 000003
【図３】
0003798195.tif 000004
【図４】
0003798195.tif 000005
【図５】
0003798195.tif 000006
【図６】
0003798195.tif 000007
【図７】
0003798195.tif 000008
【図８】
0003798195.tif 000009
【図９】
0003798195.tif 000010