JP2005101393A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 ＬＥＤチップおよびボンディングワイヤの保護のためにレンズ部分を硬質樹脂と軟質樹脂とで二重成形すると、両樹脂の熱膨張係数の差により外界の温度によって剥離を生じ多大な光量損失を生じるものとなる問題点があった。
【解決手段】 本発明により、ＬＥＤチップ３を比較的に軟質の樹脂で覆い保護層５が形成され、更に保護層５がそれよりも硬質な樹脂で形成されたベース部２とレンズ部６とで覆われて成るＬＥＤランプ１において、保護層５はベース部２とレンズ部６とにより圧縮側に正圧が加わる構成とされているＬＥＤランプ１としたことで、外気温の低下などで保護層５が収縮しレンズ部６とに剥離を生じる負圧の状態になったときには、予めに加えられている正圧により相殺し、剥離の発生を防止して課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤランプに関するものであり、詳細には外気温度の変化によりＬＥＤチップを覆う保護層と、この保護層と接するレンズ層との間に剥離を生じて、光量損失を生じるのを防止可能としたＬＥＤランプの構成に係るものである。
従来のこの種のＬＥＤランプの構成としては、ベース部の電極が敷設された凹部に発光ダイオードチップをダイマウントし、ボンディングワイヤで配線を行った後に、前記発光ダイオードチップとボンディングワイヤを保護するために、前記凹部に液状のポッティング樹脂を注入し硬化処理させたものがある。
特開平８−２４２０２０号公報
ここで、前記した従来の構成においては、ポッティング樹脂としては外部から加わる応力から発光ダイオードチップおよびボンディングワイヤを保護するために、硬化処理が行われた後には相応の硬度を有するものとなるエポキシ樹脂などを採用し、通常の使用状態で加わる程度の外部応力では変形を生じないものとしている。
しかしながら、上記従来の構成においては、ポティング樹脂に硬化処理を行うときに収縮を生じて、前記発光ダイオードチップに応力を与え、その特性を低下させたり、或いは、前記収縮による応力で前記ボンディングワイヤに断線を生じさせるなどの問題点を生じるものであった。
この点を解決すべく、図３に示すように、前記発光ダイオードチップ９１およびボンディングワイヤ９２を、硬化処理が行われた後にもゴム状など比較的に軟質を保つシリコーン樹脂（以下軟質樹脂９３）などで一旦被覆し、その後に、前記軟質樹脂９３の外側を上記に説明したようなエポキシ樹脂など硬質樹脂９４で被覆する二重封止の構成としたＬＥＤランプ９０の構成が実施される場合もある。尚、図中に符号９４で示すものはベース部である。
この場合、確かに硬化処理時に発光ダイオードチップ９１、ボンディングワイヤ９２に加わる外部応力は低減できるものとなり、上記したチップ９１の性能低下、ワイヤ９２の断線などは防止できるものと成るが、前記軟質樹脂９３と硬質樹脂９４とは熱膨張係数が約１０倍程度と大きく異なるので、環境温度の変化などで軟質樹脂９３と硬質樹脂９４との接触部分が剥離して隙間Ｄを生じ、この隙間Ｄで光が乱反射してＬＥＤランプ９０としての光量を大きく損なう（約３０％）という新たな問題点を生じている。
本発明は、上記した従来の課題を解決するための具体的な手段として、ＬＥＤチップを比較的に軟質の樹脂で覆い保護層が形成され、更に前記保護層がそれよりも硬質な樹脂で形成されたベース部とレンズ部とで覆われて成るＬＥＤランプにおいて、前記保護層は前記ベース部と前記レンズ部とにより圧縮側に正圧が加わる構成とされていることを特徴とするＬＥＤランプを提供することで、軟質樹脂と硬質樹脂とに剥離を生じないものとして課題を解決する。
本発明によれば、ＬＥＤチップ、および、ボンディングワイヤを覆う、より熱膨張係数の大きい側である軟質樹脂に対し、この軟質樹脂を外側から覆うベース部とレンズ部とにより圧縮側の圧力が常時に加えられる構成として、軟質樹脂側に体積の減少を生じたときにも両樹脂間に剥離を生じ難いものとして、光量の減少を生じることのないＬＥＤランプの提供を可能とする。
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは本発明に係るＬＥＤランプであり、このＬＥＤランプ１には、凹部２ａを有するベース部２が設けられ、該ベース部２の凹部２ａにＬＥＤチップ３がダイマウントされ、そして、ボンディングワイヤ４により配線が行われるものである点は従来例のものと同様である。
また、本発明のＬＥＤランプ１においては、前記ベース部２の凹部２ａにダイマウントが行われたＬＥＤチップ３に対しては、前記ボンディングワイヤ４を含み、硬化処理を行った後には、例えばゴム状となるシリコーン樹脂など軟質樹脂により覆われ、保護層５が形成されるものとされている。
そして、前記保護層５で覆われたＬＥＤチップ３は更に外側をエポキシ樹脂など硬質樹脂で形成されたレンズ部６で覆われるものとされて、外部応力が加えられたときにもその応力がＬＥＤチップ３、ボンディングワイヤ４に伝わらないものとされ、ＬＥＤチップ３の特性劣化、ボンディングワイヤ４の断線など不具合を生じないものとされている。
尚、実際の実施にあたっては、前記ベース部２とレンズ部６とが組み付けられた状態で、前記ＬＥＤチップ３とボンディングワイヤ４が収納される適宜な空房を形成しておき、その空房に軟質樹脂を注入し、しかる後に硬化処理を行うことで、前記ベース部２と、前記レンズ部６とに対し、隙間なく密着する保護層５が得られものとなる。
以上の工程までは従来例のものとほぼ同様であるが、本発明では前記ベース部２とレンズ部６とにより、保護層５に常時に圧縮圧力が加えられている状態とするものであり、具体的には、図中に符号６ａで示すように、前記レンズ部６の、前記ＬＥＤチップ３からの光が透過せず、実質的にレンズとしての機能を果たしていない位置に対して、例えば、外側からピン状部材などで押圧し、レンズ部６に内部に突出する突起部６ａを形成する。
このようにすることで、軟質樹脂で形成された保護層５には常時に圧縮側の圧力が加えられているものとなり、例えば環境温度の低下により、より熱膨張係数の大きい保護層５の側の収縮が大きく、レンズ部６との間に空隙が生じる状態、即ち、保護層５の側に引っ張り側に負圧が加わる状態においても、予めに加えられている圧縮側の正圧と相殺され、間隙が生じるのを防止できるものとなる。
ここで、前記保護層５は、硬化処理後も適宜の柔軟性を有する軟質樹脂で形成されているものであるので、突起部６ａによりその一部分に加えられた圧縮圧は、保護層５の表面の全面に分散されるものとなる。よって、保護層５が接しているレンズ部６、或いは、ベース部２のどの部分であっても、空隙の発生は防止されるものとなる。
以上のように、構成したことで、保護層５とレンズ部６とが接している面に空隙が生じ難いものとなり、ＬＥＤチップ３からの光が、保護層５からレンズ部６と透過し、外部に放射されるまでの光路中に、屈折率の小さい空隙が生じて、約３０％に達すると称されている光量損失を生じないものとして、この種のＬＥＤランプ１の性能を損なわないものとする。
ここで、前記した空隙は、外気温の低下などにより一旦発生すると、後に外気温が上昇しても、本来の無い状態には戻らない傾向が強いものであるので、発生させないこと、即ち、保護層５とレンズ部６とに剥離を生じさせないことが、ＬＥＤランプ１の性能を維持する上では重要である。
図２は、本発明に係るＬＥＤランプ１の第二実施形態であり、前の第一実施形態ではレンズ部６の内面に突起部６ａを形成することで、前記保護層５に対して圧縮する圧力を加えるものとしていたが、レンズ部６は透明部材であり、且つ、外部から観視が容易な部分であるので、用途によっては外観を損ねる可能性がある。
このような場合、前記保護層５が軟質樹脂で構成され何れの部分で押圧してもレンズ部６との剥離が防止できることを利用し、一般的には不透明部材で形成されているベース部２の部分に押圧部を形成しておく。具体的には、この第二実施形態においては、前記ベース部２に押圧部２ｂとして芋ネジ、押しピンなど適宜な可動部材を組み込んでおき、前記保護層５の注入、硬化処理後に前記押圧部２ｂを繰り出して保護層５を圧縮し、目的を達するものとしている。
尚、近年においては、前記ＬＥＤチップ３に青色発光のものを採用すると共に、その周辺にＬＥＤチップ３からの光で励起して黄色発光を行う蛍光体７を配置しておき、青色光と黄色光との混合で白色光を得るＬＥＤランプ１、或いは、紫外線寄りの発光を行うＬＥＤチップ３と、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）三原色の蛍光体７とを組合せ白色発光を行うＬＥＤランプ１が実用化されている。
本発明は、このようなＬＥＤランプ１にも対応が可能であり、例えば図２に示すように、青色発光（または、紫外線寄りの発光）を行うＬＥＤチップ３を採用すると共に、適量の黄色発光（Ｒ、Ｇ、Ｂ三原色の発光）を行う蛍光体７を前記保護層５を構成する軟質樹脂に混和しておけば良いものであり、これは、第一実施形態においても、同様に実施が可能である。
本発明に係るＬＥＤランプの第一実施形態を示す断面図である。 同じく本発明に係るＬＥＤランプの第二実施形態を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。
符号の説明
１…ＬＥＤランプ
２…ベース部
２ａ…押圧部
３…ＬＥＤチップ
４…ボンディングワイヤ
５…保護層
６…レンズ部
６ａ…突起部
７…蛍光体

Claims (1)

  1. ＬＥＤチップを比較的に軟質の樹脂で覆い保護層が形成され、更に前記保護層がそれよりも硬質な樹脂で形成されたベース部とレンズ部とで覆われて成るＬＥＤランプにおいて、前記保護層は前記ベース部と前記レンズ部とにより圧縮側に正圧が加わる構成とされていることを特徴とするＬＥＤランプ。
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