特許 5940602 発光ダイオードランプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5940602

(24)【登録日】2016年5月27日

(45)【発行日】2016年6月29日

(54)【発明の名称】発光ダイオードランプ

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/60 20100101AFI20160616BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20160616BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20160616BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20160616BHJP

   F21V 7/09 20060101ALI20160616BHJP

   F21V 7/04 20060101ALI20160616BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20160616BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 432

   H01L33/00 L

   F21S2/00 100

   F21V7/00 510

   F21V7/09 200

   F21V7/04 300

   F21Y101:02

【請求項の数】3

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2014-151640(P2014-151640)

(22)【出願日】2014年7月25日

(65)【公開番号】特開2015-32830(P2015-32830A)

(43)【公開日】2015年2月16日

【審査請求日】2014年7月25日

(31)【優先権主張番号】201310336515.4

(32)【優先日】2013年8月5日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】506243208

【氏名又は名称】アドヴァンスト オプトエレクトロニック テクノロジー インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】楊 ▲ミン▼舜

(72)【発明者】

【氏名】蔡 明達

(72)【発明者】

【氏名】林 浩翔

【審査官】 村井 友和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／０９５９０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１２８５７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０９４３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６４６４３７３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０４６２９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１００７０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｆ２１Ｖ １／００−１５／０４，２９／１５，２９／５０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板、該基板に設置された複数の発光ダイオード素子及び反射体を備える発光ダイオードランプにおいて、前記反射体は、前記基板の中央部から斜め上方に且つ外側に向けて放射状に延伸する複数の一定の幅を有する縦長の平坦な反射シートを備え、前記基板における各反射シートの投影は、少なくとも１つの発光ダイオード素子を覆い、各前記反射シートには、該反射シートによって覆われる発光ダイオード素子に対応する穿孔が設けられ、隣接する２つの前記反射シートの間には、一定の間隔が形成され、前記反射シートによって覆われた発光ダイオード素子から出射された一部の光は、前記穿孔を介して直接的に上方に出射され、他の一部の光は、前記反射シートによって前記基板の周囲に向けて反射され、
前記反射体は、さらに円筒形のコネクタを備え、前記コネクタは、前記基板の中央部から上方に垂直に延伸して形成され、複数の前記反射シートは、前記コネクタの頂端から斜め上方に且つ外側に向けて放射状に延伸し、前記発光ダイオード素子は、前記コネクタを囲んで設置され且つ前記コネクタの外周面に当接され、前記穿孔は、各反射シートのコネクタに隣接する端部に設けられていることを特徴とする発光ダイオードランプ。

【請求項2】

各前記反射シートは、前記発光ダイオード素子と対向する側に位置する反射面を含み、前記反射面は、斜め上方に且つ外側に向けて延伸する平面であり、前記間隔のサイズは、前記反射シートの延在方向に沿って増加することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードランプ。

【請求項3】

前記コネクタと前記コネクタに囲まれた基板の表面とが、収容部を形成し、一部の発光ダイオード素子は、前記収容部内に設置されることを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオードランプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光装置に関し、特に発光ダイオードランプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）は、高輝度、低電圧、低消費電力、長寿命である等の利点を有することから、新しいタイプの光源として、現在広く利用されている。

【0003】

従来の発光ダイオードランプは、一般的に、基板及び基板に設置された複数の発光ダイオードを備える。十分な光強度を得るために、これらの発光ダイオードは、一般的に、基板の表面に高密度にアレイ状に配置されている。しかし、従来の発光ダイオードの光出射範囲は、通常９０度〜１２０度であり、また、発光ダイオードの光強度において、その中心の光強度は周囲の光強度より高いため不均一な分布を呈する。従って、発光ダイオードランプから出射された光は、出射角度が小さく且つ分布が不均一であるため、発光ダイオードランプの照明効果に影響を与える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記課題を解決するために、本発明は、照射範囲が大きく且つ光の分布が均一である発光ダイオードランプを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る発光ダイオードランプは、基板、基板に設置された複数の発光ダイオード素子及び反射体を備える。前記反射体は、基板の中央部から斜め上方に且つ外側に向けて放射状に延伸する複数の平坦な反射シートを備え、前記基板における各反射シートの投影は、少なくとも１つの発光ダイオード素子を覆い、各前記反射シートには、該反射シートによって覆われた発光ダイオード素子に対応する穿孔が設けられ、前記反射シートによって覆われた発光ダイオード素子から出射された一部の光は、前記穿孔を介して直接的に上方に出射され、他の一部の光は、前記反射シートによって前記基板の周囲に向けて反射される。

【発明の効果】

【0006】

従来の技術と比べ、本発明の発光ダイオードランプは、発光ダイオード素子に対応する反射体を備え、反射体の各反射シートは、それぞれ対応する発光ダイオード素子を覆い、該発光ダイオード素子から出射された一部の光を基板の周囲に向けて反射する。これにより、発光ダイオードランプの照射範囲が効果的に増加される。また、発光ダイオード素子から出射された一部の光は、反射シートの穿孔を介して直接的に上方に出射されるので、発光ダイオードランプから出射される光の分布を更に均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードランプの斜視図である。

【図2】図１に示した発光ダイオードランプの側面図である。

【図3】従来の発光ダイオードランプの配光曲線図である。

【図4】図１に示した発光ダイオードランプの配光曲線図である。

【図5】本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードランプの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

【0009】

図１及び図２を参照すると、本発明の第一実施形態に係る発光ダイオードランプ１００は、基板１０と、基板１０に設置された複数の発光ダイオード素子２０及び反射体３０と、を備える。基板１０は、環状を呈するが、その形状は環状に限定されない。また、基板１０は、上表面１１及び該上表面１１の反対側に位置する下表面１２を備える。基板１０の中央には、貫通孔１３が設けられており、この貫通孔１３は、基板１０の上表面１１及び下表面１２を貫通して、他の固定構造（図示せず）と係合することにより発光ダイオードランプ１００を固定させる。基板１０の上表面１１には、発光ダイオード素子２０と電気的に接続するための回路線（図示せず）が設置されている。本実施形態において、基板１０は、プリント回路基板である。他の実施形態において、基板１０は、良好な放熱効果を有するセラミック基板やアルミニウム基板であっても良い。

【0010】

発光ダイオード素子２０は、基板１０の上表面１１上に配置され且つ貫通孔１３の周囲に位置する。本実施形態において、発光ダイオード素子２０は、円形状に配置されている。他の実施形態において、発光ダイオード素子２０の配置形状は、実際の光出射の要求に応じて調整（例えば、正方形や三角形）することができる。各発光ダイオード素子２０は、それぞれ発光ダイオードパッケージであり、且つ発光ダイオードチップ（図示せず）、及び発光ダイオードチップを覆い、発光ダイオードチップから出射される光の色を変化させる蛍光体を含む封止層（図示せず）を備える。

【0011】

反射体３０は、円筒形のコネクタ３１及びコネクタ３１から斜め上方に且つ外側に向けて延伸する複数の平坦な反射シート３２を備える。本実施形態において、反射体３０は、プラスチック材料からなり、射出成型法によって成型される。他の実施形態において、反射体３０は、金属材料を圧縮成型することによって成型しても良い。

【0012】

本実施形態において、コネクタ３１は、円筒状を呈するシートである。コネクタ３１は、基板１０の上表面１１の中央部から上方に垂直に延伸する。他の実施形態において、コネクタ３１は、基板１０の上表面１１から斜め上方に延伸しても良い。コネクタ３１は、貫通孔１３を囲み、発光ダイオード素子２０は、コネクタ３１を囲んで設置されているが、発光ダイオード素子２０から出射される光の反射を増加させるために、発光ダイオード素子２０を、コネクタ３１の外周面に当接させるのが好ましい。

【0013】

複数の反射シート３２は、コネクタ３１の上端から斜め上方に且つ外側に延伸している。複数の反射シート３２とコネクタ３１とは、一体に成型される。複数の反射シート３２は、コネクタ３１の軸線Ｏ―Ｏ’に対して対称的に配置される。軸線Ｏ―Ｏ’は、基板１０の貫通孔１３の中心軸と一致する。この際、各反射シート３２の自由端は、基板１０の外周縁の真上に位置するのが好ましい。

【0014】

各反射シート３２は、一定の幅を有する縦長の平坦なシートである。隣接する２つの反射シート３２の間には、一定の間隔Ｌが形成され、間隔Ｌのサイズは、コネクタ３１から反射シート３２の延在方向に沿って徐々に増加する。反射シート３２の数量は、発光ダイオード素子２０の数量に等しい。各反射シート３２は、それぞれ対応する発光ダイオード素子２０を覆う。即ち、基板１０における各反射シート３２の投影は、対応する発光ダイオード素子２０を覆う。反射シート３２は、発光ダイオード素子２０より大きな面積を有するため、各反射シート３２の投影は、対応する発光ダイオード素子２０を完全に覆う。

【0015】

各反射シート３２は、発光ダイオード素子２０と対向する側に位置する反射面３２１を含む。反射面３２１は、平面であり、発光ダイオード素子２０から出射された一部の光を基板１０の周囲に向けて反射させる。これにより、発光ダイオードランプ１００の光の出射角度を増大させることができる。反射面３２１とコネクタ３１の頂端に位置する平面との間には、角度θが形成される。角度θは、２５度から４５度の範囲である。即ち、反射面３２１と基板１０に平行する平面との間の角度は、２５度から４５度の範囲である。

【0016】

各反射シート３２のコネクタ３１に隣接する端部には、反射シート３２によって覆われた発光ダイオード素子２０に対応する穿孔３２２が設けられている。即ち、各穿孔３２２は、対応する発光ダイオード素子２０の真上に位置する。本実施形態において、穿孔３２２のサイズは、対応する発光ダイオード素子２０のサイズと同じである。他の実施形態において、穿孔３２２のサイズは、対応する発光ダイオード素子２０のサイズより小さくても良い。

【0017】

発光ダイオードランプ１００が作動する場合、放射角の中心に近い発光ダイオード素子２０から出射された一部の光は、穿孔３２２を介して直接的に上方に出射され、同時に、発光ダイオード素子２０の放射角の中心からずれている一部の光は、隣接する２つの反射シート３２との間の間隔Ｌを介して直接的に上方に出射され、発光ダイオード素子２０から出射された他の一部の光は、コネクタ３１の外周面及び反射シート３２の反射面３２１によって基板１０の周囲に向けて反射される。

【0018】

図３及び図４を参照すると、図３は、従来の発光ダイオードランプ（反射体なし）の配光曲線を示す図であり、図４は、角度θが４５度である本発明の発光ダイオードランプ１００の配光曲線を示す図である。図３及び図４において、横軸は光の出射角度を示し、縦軸は正規化光強度を示す。従来の発光ダイオードランプの光強度分布と比べて、本発明の発光ダイオードランプ１００の半値角（最高光強度の半分の光強度に対応する光の出射角度）は、１２０度から１５６度に変更されている。これにより、発光ダイオードランプ１００の光の出射角度は大きくなり、従って、発光ダイオードランプ１００の照射範囲が効果的に増加される。また、発光ダイオードランプ１００の中央から出射される光の強度は、発光ダイオードランプ１００の周囲から出射される光の強度に更に近づくので、発光ダイオードランプ１００から出射される光の分布は更に均一になる。

【0019】

従来の技術と比べて、本発明の発光ダイオードランプ１００は、発光ダイオード素子２０に対応する反射体３０を備え、反射体３０の各反射シート３２は、それぞれ対応する発光ダイオード素子２０を覆い、該発光ダイオード素子２０から出射された一部の光を基板１０の周囲に向けて反射させる。これにより、発光ダイオードランプ１００の光の照射範囲を効果的に増加できる。また、発光ダイオード素子２０から出射された一部の光は、穿孔３２２を介して直接的に出射されるため、発光ダイオードランプ１００の中央から出射される光の強度は、発光ダイオードランプ１００の周囲から出射される光の強度に更に近づき、発光ダイオードランプ１００から出射される光は、均一に分布される。

【0020】

他の実施形態において、反射面３２１とコネクタ３１の頂端に位置する平面との角度θは、４５度に限定されない。以下の表１は、角度θと発光ダイオードランプ１００の半値角との関係を示す。角度θが小さくなるにつれて、発光ダイオードランプ１００の半値角は増加する。発光ダイオードランプ１００の光の出射角度と光強度とのバランスを確保するために、角度θは、２５度から４５度の範囲から選択するのが好ましい。

【0021】

【表1】

【0022】

また、反射シート３２の数量は、発光ダイオード素子２０の数量と等しくなくてもよい。他の実施形態において、基板１０上に、環状に配置された複数グループの発光ダイオード素子２０を配置してもよい。この際、各反射シート３２は、それぞれ対応する複数の発光ダイオード素子２０を覆う。また、反射体３０は、コネクタ３１を含まなくても良く、反射シート３２は、基板１０の上表面１１に直接に設置される。

【0023】

図５を参照すると、本発明の第二実施形態に係る発光ダイオードランプ１００において、コネクタ３１に囲まれた基板１０の上表面１１上に、複数の発光ダイオード素子２０が設置されている。コネクタ３１と該コネクタ３１に囲まれた基板１０の上表面１１とは、収容部３１１を形成する。収容部３１１に収容された発光ダイオード素子２０は、基板１０の貫通孔１３を囲み且つコネクタ３１の内表面に当接される。

【符号の説明】

【0024】

１００ 発光ダイオードランプ
１０ 基板
２０ 発光ダイオード素子
３０ 反射体
１１ 上表面
１２ 下表面
１３ 貫通孔
３１ コネクタ
３２ 反射シート
３１１ 収容部
３２１ 反射面
３２２ 穿孔
Ｌ 間隔
θ 角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】