JP5350947B2

JP5350947B2 - 発光ダイオード

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Publication number: JP5350947B2
Application number: JP2009205152A
Authority: JP
Inventors: 祐介藤田; 正宏小西
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: JP2009283988A

Description

本発明は、発光ダイオードに関するものである。特に、携帯情報端末などのフラッシュライトや各種インジケータなどに適している表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードに関する。

従来の表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードの一例が特開平１１−８７７８０号公報（特許文献１）に開示されている。この発光ダイオードについて説明する。

発光ダイオード１００は、たとえば図２７に示すように、不透光性反射ケース１の上面から凹んだ逆円錐台形状の凹部１ｒの底面に発光ダイオード素子１６が配置され、この凹部１ｒは透光性の封止樹脂部８で完全に満たされるように封止された構造であった。凹部の底面には２つの金属パッド部３ａ，３ｂが設けられ、発光ダイオード素子１６は、金属パッド部３ａに対してはそのまま表面実装されており、金属パッド部３ｂに対しては発光ダイオード素子１６の上面から金ワイヤ７によってボンディングされていた。２つの金属パッド部３ａ，３ｂは、不透光性反射ケース１の外側に設けられた２つの端子電極部２ａ，２ｂにそれぞれ電気的に接続されていた。

従来の表面実装型上面発光方式の発光ダイオードの他の例は、たとえば特開２００４−３２７９５５号公報（特許文献２）、特開２０００−２９４８３８号公報（特許文献３）に記載されている。

近年、携帯端末のフラッシュライトや着信ライトに白色の表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードや、赤、緑、青色を組み合わせたマルチカラーの表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードが用いられている。携帯端末に使用するためには、明るさだけでなく、さまざまな色をもつ発光ダイオードが必要となっている。

特開平１１−８７７８０号公報特開２００４−３２７９５５号公報特開２０００−２９４８３８号公報

上述の不透光性反射ケース１の材料としては、散乱効果をもたせるような材料を使用するのが一般的である。その場合、指向角に広がりが得られるが、高輝度な発光ダイオードを得ることは難しい。

そこで、本発明は、携帯端末のフラッシュライトとしても使用可能な程度に、高輝度で指向性の強い発光ダイオードを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に基づく発光ダイオードは、主表面を有する基板と、前記基板に貼り合せられ、前記主表面を露出させる開口部を有する板材である貼合せ部と、前記開口部において前記主表面に設置された発光ダイオード素子と、前記開口部内の空間のみを満たすように前記発光ダイオード素子を封止する透光性の封止樹脂部と、前記貼合せ部の前記基板とは反対側の面に、前記開口部の外側を離隔して斜面で取囲むように設置されたリフレクタとを備え、前記開口部の内側の側面が前記主表面に対して垂直であり、前記封止樹脂部の上面と前記リフレクタとの間に他の部材がない。

本発明によれば、封止樹脂部が開口部内の空間に樹脂を充填することで形成されるので、樹脂封止が容易となる。また、発光ダイオード素子から発光した光が効率的にリフレクタ１９に入射するので、高輝度で指向性の強い発光ダイオードとすることができる。

本発明に基づく実施の形態１における発光ダイオードの斜視図である。本発明に基づく実施の形態１における発光ダイオードの断面図である。本発明に基づく実施の形態２における発光ダイオードの斜視図である。本発明に基づく実施の形態２における発光ダイオードの、リフレクタを取り付ける前の状態の平面図である。本発明に基づく実施の形態３における発光ダイオードの中央部分の拡大斜視図である。本発明に基づく実施の形態３における発光ダイオードの中央部分の拡大平面図である。本発明に基づく実施の形態４における発光ダイオードの中央部分の拡大斜視図である。本発明に基づく実施の形態４における発光ダイオードの中央部分の拡大平面図である。本発明に基づく実施の形態１における発光ダイオードに用いられているリフレクタの斜視図である。本発明に基づく実施の形態１における発光ダイオードに用いられているリフレクタの平面図である。本発明に基づく実施の形態４における発光ダイオードに用いられているリフレクタの斜視図である。本発明に基づく実施の形態４における発光ダイオードに用いられているリフレクタの平面図である。図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に関する矢視断面図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第１の説明図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第２の説明図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第３の説明図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第４の説明図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第５の説明図である。本発明に基づくリフレクタの形状の第６の説明図である。本発明に基づく封止樹脂部の形状の第１の説明図である。本発明に基づく封止樹脂部の形状の第２の説明図である。本発明に基づく実施の形態５における発光ダイオードの組立途中の状態の斜視図である。本発明に基づく実施の形態５における発光ダイオードの斜視図である。本発明に基づく実施の形態５における発光ダイオードの断面図である。本発明に基づく実施の形態６における発光ダイオードの斜視図である。本発明に基づく実施の形態６における発光ダイオードの断面図である。従来技術に基づく発光ダイオードの断面図である。

（実施の形態１）
（構成）
図１、図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオード１０１の斜視図を図１に示し、断面図を図２に示す。発光ダイオード１０１は、主表面１５ｕを有する基板１５と、主表面１５ｕに設置された発光ダイオード素子１６と、発光ダイオード素子１６と主表面１５ｕとの間を電気的に接続するように配置された金属線１７と、発光ダイオード素子１６および金属線１７を主表面１５ｕから突出する独立した凸部となるように封止する透光性の封止樹脂部１８と、封止樹脂部１８の外側を離隔して斜面１９ｆで取囲むように主表面１５ｕに設置されたリフレクタ１９とを備える。基板１５は長方形であり、基板１５の互いに対向する２辺には端子電極部１１ａ，１１ｂが設けられている。主表面１５ｕは図１における基板１５の上面であり、主表面１５ｕには、金属パッド部１２ａ，１２ｂが配置されている。金属パッド部１２ａ，１２ｂはいずれも金属の薄膜であり、主表面１５ｕ上において間隙を介して別々の領域を覆っている。端子電極部１１ａは金属パッド部１２ａと電気的に接続されており、端子電極部１１ｂは金属パッド部１２ｂと電気的に接続されている。

リフレクタ１９の下部は、底面開口部１９ｂとなっており、底面開口部１９ｂの内側においては、主表面１５ｕおよび金属パッド部１２ａ，１２ｂが露出している。発光ダイオード素子１６の下面は主表面１５ｕの金属パッド部１２ａに対して導電性接着剤で接着されている。発光ダイオード素子１６の上面と金属パッド部１２ｂとの間は金属線１７を用いたワイヤボンディングによって電気的に接続されている。金属線１７は金ワイヤであることが好ましい。

この発光ダイオードを製造する際には、発光ダイオード素子１６を基板１５に貼り付け、金属線１７によるボンディングを行ない、封止樹脂部１８を形成した後にリフレクタ１９を取り付ける。

（作用・効果）
本実施の形態では、封止樹脂部はリフレクタの凹部を完全に満たすように設けられるのではなく、発光ダイオード素子と金属線のみを独立した凸部として覆うように設けられているので、発光ダイオード素子から出射した光が封止樹脂部を通過する距離が短くなり、その分だけ光の損失が少なくなる。したがって、外部に出射していく光の光量は増加し、従来より高輝度な発光ダイオードとすることができる。また、従来の発光ダイオードに比べて、封止樹脂部を形成するために必要な樹脂の量が少ないためにコストダウンを図ることができる。

本実施の形態では、発光ダイオード素子１６は上下面に１つずつ電極を有するものとして説明したが、発光ダイオード素子としては片面に２つの電極があるものを用いてもよい。上面に２つの電極があるタイプの発光ダイオード素子の場合、金属線を２本用いて上面の２つの電極から主表面１５ｕへの電気的接続が行なわれる。その場合、封止樹脂部はこれら２本の金属線を両方とも覆うようにすればよい。下面に２つの電極があるタイプの発光ダイオード素子であってもよく、その場合、はんだボールなどを介して主表面１５ｕに対するボンディングを行なってもよい。この場合は発光ダイオード素子の上側に金属線がない構成にすることができるので封止樹脂部に必要な樹脂の量を少なくすることができる。

（実施の形態２）
（構成）
図３、図４を参照して、本発明に基づく実施の形態２における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオード１０２は、複数の発光ダイオード素子１６を一括して樹脂封止したタイプである。発光ダイオード１０２の斜視図を図３に示す。発光ダイオード１０２のリフレクタを取り付ける前の状態の平面図を図４に示す。図４ではリフレクタの貫通孔の上下の輪郭形状が２点鎖線で表示されている。図３に示すように、発光ダイオード１０２は、主表面１５ｕを有する基板１５ｈと、主表面１５ｕに設置された複数の発光ダイオード素子１６と、複数の発光ダイオード素子１６と主表面１５ｕとの間をそれぞれ電気的に接続するように配置された複数の金属線１７と、複数の発光ダイオード素子１６および複数の金属線１７を一括して、主表面１５ｕから突出する独立した凸部となるように封止する透光性の封止樹脂部１８ｈと、封止樹脂部１８ｈの外側を離隔して斜面３２ｆで取囲むように主表面１５ｕに設置されたリフレクタ３２とを備える。図４に示すように、基板１５ｈは、発光ダイオード素子１６の個数の２倍の数の端子電極部を備えている。これらの端子電極部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈは基板１５ｈの互いに対向する２辺にそれぞれ沿って分散するように配列されている。基板１５ｈの主表面１５ｕに配置される金属パッド部の数も発光ダイオード素子１６の個数の２倍の数となっている。たとえば、金属パッド部２１ａは端子電極部２２ａに電気的に接続されており、金属パッド部２１ｂは端子電極部２２ｂに電気的に接続されている。

（作用・効果）
本実施の形態では、発光ダイオード素子を複数個備えているので、より高輝度な発光ダイオードとすることができる。また、本実施の形態では、封止樹脂部１８ｈ内に配置される複数の発光ダイオード素子１６の各々の発光色を違うものにしておくことで、全体としてさまざまな色に発光する発光ダイオードとすることができる。

（実施の形態３）
（構成）
図５、図６を参照して、本発明に基づく実施の形態３における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオード１０３は、複数の発光ダイオード素子１６を個別に樹脂封止したタイプである。発光ダイオード１０３の中央部分の拡大斜視図を図５に示す。発光ダイオード１０３の中央部分の拡大平面図を図６に示す。図６はリフレクタを取り付けた後の状態を表示している。発光ダイオード１０３は、主表面１５ｕを有する基板と、主表面１５ｕに設置された複数の発光ダイオード素子１６と、複数の発光ダイオード素子１６と前記主表面１５ｕとの間をそれぞれ電気的に接続するように配置された複数の金属線１７と、複数の発光ダイオード素子１６および複数の金属線１７をそれぞれ個別に、主表面１５ｕから突出する独立した凸部となるように封止する透光性の複数の封止樹脂部１８ｉと、複数の封止樹脂部１８ｉの外側を離隔して斜面３２ｆで取囲むように主表面１５ｕに設置されたリフレクタ３２とを備える。他の部分の構成は、実施の形態２で説明したものと基本的に同じである。

（作用・効果）
本実施の形態では、複数の発光ダイオード素子の中に異なる色に発光するものを含ませておいた場合、実施の形態２のように一括で樹脂封止したものに比べて、より多様にさまざまな色に発光する発光ダイオードとすることができる。封止樹脂部１８ｉが複数に分かれるので、内包される発光ダイオード素子１６の種類に応じて異なる種類の樹脂を使い分けることができる。すなわち、１つの発光ダイオードの中で複数ある封止樹脂部１８ｉは異なる材料からなる封止樹脂部を組み合わせたものとなっていてもよい。たとえば、赤、緑または青に発光する発光ダイオード素子はそれぞれ透明樹脂または散乱材入り樹脂で封止し、青色または近紫外色の発光ダイオード素子はそれぞれ蛍光体入り樹脂で封止した構造としてもよい。このようにすることで、発光ダイオードとして表現できる色の数が多くなる。

（実施の形態４）
（構成）
図７、図８を参照して、本発明に基づく実施の形態４における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオード１０４は、実施の形態３と同様に複数の発光ダイオード素子１６を個別に樹脂封止したタイプであるが、実施の形態３に比べればリフレクタの構造が異なる。発光ダイオード１０４の中央部分の拡大斜視図を図７に示す。発光ダイオード１０４の平面図を図８に示す。図８はリフレクタを取り付けた後の状態を表示している。発光ダイオード１０４は、リフレクタ３３を備える。リフレクタ３３は、複数の封止樹脂部１８ｉの各々に対して個別に外側を離隔して斜面３３ｆで取囲むように主表面１５ｕに設置されたものである。他の部分の構成は、実施の形態３で説明したものと基本的に同じである。

図８ではリフレクタ３３の仕切り部分の稜線が十字型に交差するように表示しているが、実際には、図７に示すように中央の山状部分の頂上付近には丸みがつけられているので、図８において中央付近では稜線は見えなくなっていてもよい。図７における中央の山状部分の頂上にはもっと大きな曲率半径で丸みがつけられていてもよい。また、中央の山状部分の頂上に平坦な上面が残っていてもよい。

（作用・効果）
実施の形態３の構成では、たとえ複数の色の発光ダイオード素子１６を組み合わせて配置したときであっても、大きな単一の凹部を有するリフレクタ３２を配置することとなっていたが、その場合、色の見え方に偏りが生じる。これに対して、本実施の形態（実施の形態４）では、リフレクタ３３は個別の封止樹脂部１８ｉに対応して個別に外側を離隔して斜面３３ｆで取囲んでいるので、色の見え方に偏りが生じる程度を軽減することができる。特に、色の偏りがない状態で高輝度が得られるという点で、本実施の形態は好ましい。また、実施の形態３で述べたように、複数の封止樹脂部１８ｉとして異なる種類の樹脂を組み合わせて用いることも可能である。

（リフレクタの形状）
実施の形態１〜４では、表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードの例をいくつか示してきたが、これらの発光ダイオードに用いられているリフレクタは、その形状から２種類の構造に大きく分類される。リフレクタの形状について以下説明する。

実施の形態１で示した発光ダイオード１０１に用いられているリフレクタ１９の斜視図を図９に示す。平面図を図１０に示す。底面開口部１９ｂの直径Ｄ１の最大値は、リフレクタの傾斜角度、高さ、発光ダイオードの外形寸法から規定される。直径Ｄ１の最小値は、発光ダイオード素子のチップ寸法、ワイヤボンディングに必要な大きさなどから規定される。直径Ｄ１の値は、好ましくは２．５ｍｍ以上２．７ｍｍ以下である。反射面である斜面１９ｆの傾斜角度は６０〜７０°である。発光ダイオード１０２，１０３に用いられているリフレクタ３２も同様の形状である。なお、ここでいう「傾斜角度」とは、リフレクタを基板に取り付けたときに基板の主表面と斜面とがなす角度をいうものとする。

実施の形態４で示した発光ダイオード１０４に用いられているリフレクタ３３の斜視図を図１１に示す。平面図を図１２に示す。リフレクタ３３のうち個別の発光ダイオード素子に対応する底面開口部３３ｂの直径Ｄ２は２．７ｍｍ以下である。リフレクタ３３の斜面３３ｆは、外側反射面３３ｆ１と内側反射面３３ｆ２とから構成されている。図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に関する矢視断面図を図１３に示す。外側反射面３３ｆ１の傾斜角度は６０〜７０°で、内側反射面３３ｆ２の傾斜角度は５５〜７０°となっている。

ここまでで述べたリフレクタは、反射面の傾斜角度が一定である。１つの発光ダイオードの中に発光ダイオード素子が１つだけ配置されている場合でも複数配置されている場合でもその全体を外側で取囲む反射面の傾斜角度が一定であると、発光ダイオードは広がりのある指向特性を有するようになる。図１４に示すようにリフレクタの外側反射面を３段階の勾配を組み合わせたものとすることで、指向性の強い発光ダイオードとなる。したがって、フラッシュライトに適した指向性をもたせることができる。図１４では、１つの大きな底面開口部３２ｂを有するリフレクタ３２に傾斜角度α，β，γの３段階の勾配を設けた状態の断面図を示している。図１４ではリフレクタ３２としているが、リフレクタ１９においても同様のことがいえる。

図１５には、発光ダイオード素子ごとに個別で取囲む形状のリフレクタ３３においてα，β，γの３段階の勾配を設けた状態の断面図を示している。図１５に示したように発光ダイオード素子から遠ざかるにつれて勾配がきつくなるように、すなわちα＜β＜γの関係としてもよいが、その代わりに図１６に示すようにしてもよい。すなわち、外側反射面の３段階の勾配の傾斜角度は、α＜β、β＞γの関係としてもよい。

リフレクタ３３においては、外側反射面３３ｆ１にα＜β＜γの関係を満たす３段階の勾配、または、α＜β、β＞γの関係を満たす３段階の勾配を設けておいて、図１７に示すように内側反射面３３ｆ２にδ＜εの角度をもたせることが好ましい。このような形状にすることで、指向性の強いリフレクタ構造とすることができる。特に、図３に示した発光ダイオード１０２において図１４に示したリフレクタ３２を用いて傾斜角度をα＝４５°，β＝６０°，γ＝７０°とすると、高輝度で指向性の強い発光ダイオードを実現することができる。すなわち、斜面は、略４５°、略６０°および略７０°の３段階の勾配をこの順に組み合わせたものであることが好ましい。

なお、勾配の種類は３段階以上に分かれていてもよいが、上にいくほど傾斜角度が大きくなっていることが好ましい。リフレクタの勾配の段階の数を無限に増やしていくと、図１８に示すリフレクタ３４の斜面３４ｆのように断面形状は略円弧形状となるが、そのような形状であってもよい。言い換えると、リフレクタの斜面は断面形状が略円弧となるようにして基板の主表面から離れるほど勾配が急峻となる形状であってよい。これは外側反射面、内側反射面のいずれについてもあてはまる。したがって、図１９に示すリフレクタ３５のように外側反射面３５ｆ１、内側反射面３５ｆ２のいずれも断面形状が略円弧となる形状であってよい。上記各実施の形態では、斜面としての外側反射面または内側反射面の断面形状は、半径が約０．２ｍｍの円弧で近似されるものであれば、良好な特性が得られる。このリフレクタを用いて表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードを作製したところ半値角θ_1/2が３５°となった。

（リフレクタの表面処理）
リフレクタの材質としては、一般的には散乱効果を有する材質が使用される。しかしそれだけではフラッシュライトに適した高輝度な表面実装型上面発光ダイオードが得られない。そこで、リフレクタ表面に鏡面処理を施すことで、反射率が上がり、フラッシュライトに適した高輝度な表面実装型の上面発光方式の発光ダイオードが得られる。鏡面処理は、アルミニウムまたは銀による鏡面めっきであってよい。これらの材料による鏡面めっきであれば特に高輝度化を図ることができるので好ましい。鏡面めっきは、リフレクタの全表面に施してもよいが、リフレクタの凹部の内面のみに施してもよい。リフレクタの全表面に施すのと凹部の内面のみに施すのとで、高輝度化の効果が同程度であるならば、凹部の内面のみに施すようにした方がコストダウンになるので好ましい。

（封止樹脂部）
上記各実施の形態における発光ダイオードに用いた封止樹脂部について説明する。封止樹脂を形成する材料である樹脂の種類として、透明樹脂、散乱材入り樹脂、蛍光体入り樹脂の３つが考えられる。さまざまな色の発光ダイオード素子が実在するが、透明樹脂、散乱材入りの樹脂はすべての色の発光ダイオード素子において使用できる。しかし、蛍光体入り樹脂に関しては、青から近紫外色の発光ダイオード素子を使用した場合のみ使用可能となる。蛍光体入り樹脂については、使用できる発光ダイオード素子の種類が限定されるが、発光ダイオード１０２，１０３，１０４の例では、４つある発光ダイオード素子１６のすべてを青から近紫外色の発光ダイオード素子として蛍光体入り樹脂で封止することで、高輝度な発光ダイオードを実現することができる。

封止樹脂部としては、これまでの実施の形態では、図２０に示すような略半球形状のものを示してきたが、封止樹脂部の形状は略半球形状に限らない。図２１に示すような円柱形状のものであってもよい。正確な円柱形状に限らず略円柱形状のものであってもよい。図２１に示す形状の封止樹脂部は、円柱形の開口部を有する成形用板材を基板上に重ねておいて開口部内に樹脂を供給して硬化させてから成形用板材を基板から剥離させることによって形成可能である。発明者らの検討の結果、図２０における封止樹脂部の底面は、リフレクタとの間で隙間を空けておく方が、そうでない場合に比べて光出力が大きくなることがわかった。上記各実施の形態においてリフレクタが封止樹脂部の外側に離隔した構成としたのはそのためである。発明者らが検討した例では、リフレクタの底面開口部の直径Ｄ１が２．５ｍｍのとき、封止樹脂部の底面の直径ｄ１が２ｍｍであれば、光出力が最大となることがわかった。封止樹脂部の外周とリフレクタの底面開口部の内周との間の間隙の広さの好ましい条件は、封止樹脂部の形状が略半球状の場合でも円柱状の場合でも同じであったが、これは発光ダイオード素子の発光点が底面から１０μｍ程度という底面に近い位置にあるためと考えられる。発光点の底面からの高さが１００μｍ程度になれば封止樹脂部の形状によって差が現れることが予想される。

図２１における封止樹脂部の底面の直径ｄ２も２ｍｍ以下であることが好ましい。このようなサイズであることによって、上述したリフレクタに適した封止樹脂部となる。

封止樹脂部を図２１に示すように円柱形状とした場合、外径および高さの管理がしやすくなる。外径および高さはより確実に管理することが好ましい。特に、反射効率を上げるためには、リフレクタの内周と封止樹脂部との干渉を避けてリフレクタと封止樹脂部との間に一定の間隙をあけておくことが好ましいが、そのような要求に対しては、樹脂を滴下して図２０に示すような形状の封止樹脂部を形成するよりも、図２１に示すように円柱形状の封止樹脂部を形成した方が、外径を一定以下に管理しやすいので好ましい。

（実施の形態５）
（構成）
さらに封止樹脂部の変形例として、貼合せ部を用いた構成も考えられる。図２２〜図２４を参照して本発明に基づく実施の形態５における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオードを組み立てる際には、まず、図２２に示すように、基板１５に貼合せ部２０と呼ばれる板材を基板１５に貼り合わせる。貼合せ部２０は円柱形の開口部２３を有する。貼合せ部２０を基板１５の主表面１５ｕに貼り合わせることによって、基板１５の主表面１５ｕは開口部２３の中に露出するようになる。この開口部２３内に露出した主表面１５ｕに発光ダイオード素子１６を設置する。ここでは貼合せ部２０の貼り付けを先に行なったが、発光ダイオード素子１６の設置と貼合せ部２０の貼り付けとはどちらが先であってもよい。この状態で、開口部２３の内部空間を満たすように透光性樹脂を供給して発光ダイオード素子１６を封止する。こうして透光性樹脂からなる封止樹脂部１８ｊを形成する。次に、図２３に示すようにリフレクタ１９を設置する。こうして発光ダイオード１０５が得られる。発光ダイオード１０５の断面を図２４に示す。

発光ダイオード１０５は、主表面１５ｕを有する基板１５と、基板１５に貼り合せられ、主表面１５ｕを露出させる開口部２３を有する板材である貼合せ部２０と、開口部２３において主表面１５ｕに設置された発光ダイオード素子１６と、開口部２３内の空間を満たすように発光ダイオード素子１６を封止する透光性の封止樹脂部１８ｊと、貼合せ部２０の基板１５とは反対側の面に、開口部２３の外側を離隔して斜面１９ｆで取囲むように設置されたリフレクタ１９とを備える。

（作用・効果）
本実施の形態における発光ダイオード１０５では、封止樹脂部１８ｊが開口部２３内の空間に樹脂を充填することで形成されるので、樹脂封止が容易となる。また、発光ダイオード素子１６から発光した光が効率的にリフレクタ１９に入射するので、より指向性の強い発光ダイオードとすることができる。発光ダイオード１０５では集光性能が改善され、半値角θ_1/2が３０°となった。この構成で用いるリフレクタは、リフレクタ１９に代えてこれまでに説明したいずれかのタイプのリフレクタであってもよい。また、発光ダイオード１０５として示した例では発光ダイオード素子１６は１つであるが、発光ダイオード素子が複数搭載されていてもよい。

なお、実施の形態２〜４では、１つの発光ダイオードの中に発光ダイオード素子が４つ配置された例を示したが、実施の形態２〜５においては、配置される発光ダイオード素子の数は、４より多くても少なくてもよい。

（実施の形態６）
（構成）
上記各実施の形態では、発光ダイオードが備えるリフレクタに関しては内側の反射面の形状に主に注目してきたが、リフレクタの外周に注目すると以下のような変形例も考えられる。図２５、図２６を参照して、本発明に基づく実施の形態６における発光ダイオードについて説明する。この発光ダイオード１０６の斜視図を図２５に示し、断面図を図２６に示す。発光ダイオード１０６は、実施の形態１で示した発光ダイオード１０１（図１、図２参照）の変形例であり、発光ダイオード１０１のリフレクタ１９に代えてリフレクタ３６を備える。図２５、図２６に示すように、リフレクタ３６は、斜面３６ｆの外側に基板１５の主表面１５ｕと平行な上面２５を有し、上面２５の外側を取囲むように上面２５より低くなった段差２４を有する。

（作用・効果）
リフレクタを量産する際には、多数のリフレクタを縦横に並べた集合基板の状態で成形し、その後にダイシングによって分割することで個々の製品が得られる。リフレクタ表面への鏡面処理として金属膜のめっきを行なう場合はダイシングによる分割の前に集合基板の状態で上方から行なわれる。その場合、もし段差２４がない形状のリフレクタであったならば、ダイシングの際に上面の金属膜にティッピングすなわち欠けが生じて外観不良を生じるおそれがあった。しかし、本実施の形態では、上面から一段低くなった段差２４を設けてあり、集合基板の状態では、段差２４は溝となっている。ダイシングブレードは溝の底を通るようにして個々のリフレクタを分割することとなるので、たとえダイシングブレードによって金属膜の欠けが生じたとしても欠けは段差２４の内部に留まり、上面２５にまで欠けが伝播することは防止できる。したがって、外観不良を防止できる。このように段差を設けることは、実施の形態１の発光ダイオード１０１に限らずこれまでに説明した他の発光ダイオードについても適用可能である。また、リフレクタの集合基板がリフレクタを縦横にすなわち２次元的に並べたものであれば、段差は個々のリフレクタの四辺にわたって設けた形であることが好ましいが、リフレクタの集合基板がリフレクタを１列に並べたものである場合は、段差は個々のリフレクタの互いに対向する２辺に設けるだけであっても足りる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１不透光性反射ケース、１ｒ凹部、２ａ，２ｂ端子電極部、３ａ，３ｂ金属パッド部、７金ワイヤ、８（凹部を完全に満たす）封止樹脂部、１１ａ，１１ｂ，２２ａ，２２ｂ，２２ｅ，２２ｆ端子電極部、１２ａ，１２ｂ，２１ａ，２１ｂ，２１ｅ，２１ｆ金属パッド部、１５，１５ｈ基板、１５ｕ（基板の）主表面、１６発光ダイオード素子、１７金属線、１８，１８ｈ，１８ｉ，１８ｊ封止樹脂部、１９，３２，３３，３４，３５，３６リフレクタ、１９ｂ，３２ｂ，３３ｂ底面開口部、１９ｆ，３２ｆ，３３ｆ，３４ｆ，３６ｆ（リフレクタの内側の）斜面、２０貼合せ部、２３（貼合せ部の）開口部、２４段差、２５上面、３３ｆ１，３５ｆ１外側反射面、３３ｆ２，３５ｆ２内側反射面、１００（従来の）発光ダイオード、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５発光ダイオード。

Claims

主表面を有する基板と、
前記基板に貼り合せられ、前記主表面を露出させる開口部を有する板材である貼合せ部と、
前記開口部において前記主表面に設置された発光ダイオード素子と、
前記開口部内の空間のみを満たすように前記発光ダイオード素子を封止する透光性の封止樹脂部と、
前記貼合せ部の前記基板とは反対側の面に、前記開口部の外側を離隔して斜面で取囲むように設置されたリフレクタとを備え、
前記開口部の内側の側面が前記主表面に対して垂直であり、前記封止樹脂部の上面と前記リフレクタとの間に他の部材がない、発光ダイオード。
前記斜面は、３段階以上の勾配を組み合わせたものとなっている、請求項１に記載の発光ダイオード。
前記斜面は、略４５°、略６０°および略７０°の３段階の勾配をこの順に組み合わせたものである、請求項２に記載の発光ダイオード。
前記斜面は断面形状が略円弧となるようにして前記主表面から離れるほど勾配が急峻となる形状である、請求項１から３のいずれかに記載の発光ダイオード。
前記リフレクタの内側斜面には鏡面処理が施されている、請求項１から４のいずれかに記載の発光ダイオード。
前記鏡面処理は、アルミニウムまたは銀による鏡面めっきである、請求項５に記載の発光ダイオード。
前記封止樹脂部は、透明な樹脂からなる、請求項１から６のいずれかに記載の発光ダイオード。
前記封止樹脂部は、蛍光体を含む樹脂からなる、請求項１から６のいずれかに記載の発光ダイオード。
前記封止樹脂部は、散乱材を含む樹脂からなる、請求項１から６のいずれかに記載の発光ダイオード。
前記封止樹脂部は、略円柱形状である、請求項１から９のいずれかに記載の発光ダイオード。