JP3155112U - Ledパッケージ構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた防湿機能を有するLEDパッケージ構造を提供する。【解決手段】キャリア及びキャリア上に設置される発光チップが含まれる。キャリアには、発光チップの回りに設置され、凹凸構造がある反射カップが設置される。【選択図】図9
Description
本考案は発光素子・部材に関わるもので、特にLEDパッケージ構造に関わるものである。
LEDは発光ダイオードとも呼ばれる、半導体固体の発光部材であり、固体半導体チップを発光材料としたものである。両端に正方向の電圧が加えられると、半導体中の少数キャリアと多数キャリアとの複合が発生し、過剰のエネルギーを放出することによって光子が発射され、直接赤. 橙. 黄. 緑. 青. 藍. 紫の白色光を発生する。LED光源は高い省エネ性、長い寿命、親環境性などのメリットを有するため、幅広く応用されている。事実上、LEDが世に現れて以来、LEDの応用範囲は益々広くなり、その環境保全及び省エネのメリットによって、LEDは21世紀の主な照明光源の一つと見なされている。
照明市場にて一定のシェアを占めるために、異なるパッケージ類型の白色光LEDが市場に続々と現れた。LEDの大量の応用につれ、LEDの需要量も益々大きくなり、その中、LEDスクリーンは応用の必要によって、益々多くの注目を受けるよう期待される。しかし、LEDの防湿性をどうやって向上させ、どうやって解決するかが、重要な課題となっている。
伝統的なLED発光構造にはブラケット及び発光チップが含まれるが、当該ブラケットには反射カップがあり、発光チップはブラケットの反射カップの中に設置される。一般的に、このような構造の発光ダイオードでスクリーン又は照明光源を作ると、スクリーン又は照明光源が戸外にて使われる場合、特に雨の日などの劣悪な条件では、湿気が多いため、湿気が反射カップの曲面に沿ってLEDの内部に侵入する場合もあり、LEDの寿命に影響を与え、甚だしくはLEDの失効を招来する場合もある。
上記の理由によって、発光チップへの湿気の侵入を効果的に防げるLEDパッケージ構造を提供することが必要とされている。
このLEDパッケージ構造には、キャリア及びキャリア上に設置される発光チップが含まれており、前記キャリアには前記発光チップの回りに設置される反射カップがあって、前記反射カップ上には凹凸構造があり、前記凹凸構造は前記発光チップの周りを取り囲んでいる。
既存技術に比べて、前記LEDパッケージ構造の反射カップには凹凸構造が設置されており、前記凹凸構造は前記発光チップの周りを取り囲んでいるので、湿気が発光チップの近くまで侵入することを効果的に防げる。しかも、凹凸構造は湿気がLEDの中に入る径路を増やすだけでなく、コロイドと反射カップとの接着力をも増やすので、湿気がLEDの中に入る阻害力を増やし、LEDパッケージに優れた防湿機能を持たせる。
本考案の目的や、技術仕様及びメリットを更にはっきりとさせるために、次は添付図及び実施例を挙げて、本考案について更に詳しく説明することにする。勿論、ここで説明される具体的な実施例はただ本考案の解釈に使われるだけで、本考案を限定するものではない。
図1、2及び3は本考案の第1実施例より提供されるLEDパッケージ構造10である。当該LEDパッケージ構造10には、キャリア11や、発光チップ12及びキャリア11上に設置される反射カップ14が含まれており、キャリア11と反射カップ14は分離の構造となっているが、例えば高温コロイドを通じて繋がる。発光チップ12はキャリア11の表面の中間部位に設置されており、反射カップ14は当該発光チップ12の周りを取り囲んでいる。反射カップ14上には凹凸構造があり、当該凹凸構造は発光チップ12の周りを取り囲んでいる。つまり、当該凹凸構造はリング状構造となっている。
キャリア11上には線路層があって、発光チップ12との電気連結に使われるが、キャリア11の材質は金属や、金属合金又はセラミックス材料などを使うことができる。反射カップ14の材質は金属や、金属合金、高熱可塑性材料又はセラミックス材料などを使うことができる。
本実施例の凹凸構造は反射カップ14の内側面に設置されるが、2段の階段16が含まれており、当該2段の階段16は発光チップ12の周りを取り囲んでおり、その中、上面に近い階段にはレンズ18が設置されており、レンズ18は反射カップ14及びキャリア11とともに発光チップ12を中にパッケージングする。図1に示されているレンズ18は凸レンズの形状で、優れた発光角度を持っており、しかも必要に応じて異なる角度に調節できる。レンズ18は発光チップ12のパッケージとすることができ、レンズ18は単独に製作してから、すでに製作されたレンズ18を階段16上に置く。2つの階段16の間の連結壁162は斜壁となっており、その斜面は光沢化処理済みの表面で、光効率を向上できる。発光チップ12より発生される一部の光は斜面に入射又は反射されると、斜面によって反射され、発光チップ12より発生される光を反射カップを通じて効果的に放出することができ、光の放出効率を向上し、光の放出角度を変えることができる。次に記載される斜面はいずれも光沢化処理と類似した光沢面処理を行っており、同じ機能と効果を有する。
白色光を発生させるために、発光チップ12上には蛍光コロイド17がカバーされており、当該蛍光コロイド17は少なくとも発光チップ12全体をカバーしている。蛍光コロイド17とレンズ18の間には透明コロイド層182が充填されていて、両者を接着している。
図2に示されている通り、反射カップ14の外形サイズはキャリア11の外形サイズより小さく、つまり、キャリア11の両端は少なくとも反射カップ14の外側に突き出されており、反射カップ14によってカバーされず、その両側端部分にはそれぞれ陽・陰極に対応してリード13が設置されている。図3に示されている通り、キャリア11の底面110には陽・陰極リード13がそれぞれ陽・陰極から引き出した対応する溶接盤15と電気連結される。例えば、キャリア11を貫通する穴を通じて電気連結される。また、キャリア11の底面110には放熱用溶接盤19が設置されていて、放熱装置との溶接に使われるが、発光チップ12から生じる熱を適時に放出する。
LEDパッケージ構造10の使用において、湿気又は雨の環境にて使用される場合、凹凸構造、つまり、図1中の2つの階段16はレンズ18及び透明コロイド層182と反射カップ44との結合力を強化するとともに、湿気が外部からコロイドと反射カップとの結合面に沿って発光チップ12の近くまで侵入する経路を長くするので、湿気が発光チップ12の近くまで入るのを効果的に防ぐことができ、発光ダイオードの寿命を延ばすことができる。
図4は本考案の第2実施例によって提供されるLEDパッケージ構造20であるが、当該LEDパッケージ構造20は第1実施例のLEDパッケージ構造10と大体同じ構造となっており、相違点としてはLEDパッケージ構造20の凹凸構造には少なくとも1の階段26と少なくとも1つの凹型溝28が含まれると言うことである。図4と図1-3中の同じ構造は同じ番号を使っており、ここでは贅言しない。図4に示されている凹凸構造には1つの階段26と1つの凹型溝28が含まれているが、勿論、実際応用中は2つ又は複数の階段26と/或は2つ又は複数の凹型溝28を使うことができる。階段26は凹型溝28の上方に位置しており、階段26上はレンズ18が支えられている。
図4に示されている通り、凹型溝28は1つの梯形溝と見なすことができ、凹型溝28が反射カップ14の中心軸を向いている内側面281は斜面で、光線を反射し、光の放出効率を向上し、光の放出角度を変えることができる。発光チップ12側の溝壁282は垂直壁で、当該垂直壁282は1つの反射カップ14の軸方向に沿って延ばされた凸環と見なすことができ、溝壁282は蛍光コロイド又は透明コロイドを充填する空間を限定している。白色光を発生させる際、凸環の溝壁282によって限定される空間には蛍光コロイド17が充填されるが、溝壁282を通じて蛍光コロイド17を発光チップ12に効果的にカバーさせることができ、蛍光粉を効果的に励起させて、放出光斑を均一にさせる。そして、白色光を発生させる際、ただ溝壁282内部だけに蛍光コロイド17をカバーさせるため、反射カップ14の内部全体に蛍光コロイド17をカバーさせなくても済むので、蛍光粉の使用量を減らすことができ、原価節減に繋がる。勿論、その他の色や単色光源にすることもできるが、この時、溝壁282によって限定される空間には透明コロイドを充填することになり、しかも、透明コロイドを更に反射カップ14内部の全体空間まで延ばして充填することができる。
凹型溝28は切断面形状は梯形の外、四角形又はV形にすることもでき、図5に示されている四角形溝28a、つまり四角形溝28aの両側の溝壁はいずれも垂直壁で、その中、発光チップ12側の垂直壁282aは一つの凸環と見なすことができ、当該凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。図6にはV形溝28bが示されているが、V形溝28bの溝の内側面はいずれも斜面となっており、しかも、V形溝28bが反射カップ14の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の外側面282bは斜面であり、これらの斜面はいずれも光線を反射することによって、光の放出率を向上し、光の角度を変えることができる。
図7は本考案の第3実施例より提供されるLEDパッケージ構造30であるが、当該LEDパッケージ構造30は第2実施例のLEDパッケージ構造20と大体同じ構造となっており、相違点としてはLEDパッケージ構造30の凹凸構造には階段36や、第1凹型溝38及び第2凹型溝39が含まれると言うことである。図7と図4中の同じ構造は同じ番号を使っており、こちらでは贅言しない。
階段36、第1凹型溝38及び第2凹型溝39は外から裏への手順、又は図に示した通り、上から下への手順で、次第に反射カップ14の内側面に設置されている。階段36上には発光チップ12をパッケージングするレンズ18が支えられており、2つの凹型溝38と39はお互いに繋がっている。図7に示されている2つの凹型溝38と39はいずれも梯形の溝で凹型溝38と39が反射カップ14の中心軸に向いている溝の内側面はいずれも斜面であり、適当に光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
第2凹型溝39の発光チップ12側の溝壁392は垂直壁で、当該垂直壁392は反射カップ14の軸方向に沿って延ばされた凸環に見なすことができ、当該凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。
凹型溝38と39の切断面の形状は梯形の外、四角形又はV形にすることもでき、図8に示されている四角形溝38aと39a、つまり、四角形溝38aと39aの両側の溝壁はいずれも垂直壁で、その中、四角形溝38aと39aの発光チップ12側の垂直壁はそれぞれ凸環に見なすことができるので、図8には2つの凸環382aと392aがあり、それぞれの凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。
図9はV形溝38bと39bを示したもので、V形溝38bと39bの溝の内側面はいずれも斜面であり、しかも、V形溝39bが反射カップ14の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の外側面392bは斜面なので、光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。この2つのV形溝38bと39bはお互いに繋がって、鋸歯形の溝構造を形成し、2つ以上の溝によって、複数歯の鋸歯形溝構造を形成することもでき、更に優れた防湿効果が得られる。
図10は本実用新型第4実施例より提供されるLEDパッケージ構造40であるが、当該LEDパッケージ構造40には発光チップ12や、一体構造となっているキャリア41と反射カップ44が含まれており、キャリア41と反射カップ44は一体成型となっている。発光チップ12はキャリア41の中間部位に設置され、反射カップ44は当該発光チップ12の周りを取り囲んでおり、反射カップ44上は凹凸構造を有する。図10中の凹凸構造は凹型溝48、例えば四角形溝である。つまり、凹型溝48の発光チップ12側の溝壁482は垂直壁で、当該垂直壁482は反射カップ44の軸方向に沿って延ばされた一つの凸環と見なすことができ、当該凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。
キャリア41上には2つの溝43が開いており、それぞれ発光チップ12の両側に位置し、しかも、キャリア41の側面まで延ばされるし、それぞれの溝43の中にはリード45が収納されるが、当該リード45の一端は発光チップ12と電気連結され、もう一端はキャリア41の底面に延ばされる。図11と図12に示されている通り、キャリア41の外部に露出されている部分は溶接盤42がカバーされており、リード45と外部回路との電気連結に使われる。キャリア41の発光チップ12と対応する位置には穴46が開いており、その中にはヒートシンク47が収納され、発光チップ12はヒートシンク47のトップ面に設置される。ヒートシンク47の底面には放熱溶接盤49が設置されており、2次放熱装置との連結に使われ、熱を放出することができる。
反射カップ44の中間穴にはコロイドが充填されており、白色光源を作る場合、コロイドは蛍光コロイドで、カラー又は単色の光源を作る場合、コロイドは透明なコロイドである。コロイドは点滴方式で反射カップ44の中間穴に充填することができ、モールディング又は圧力モールディング成型方式によって形成されることもできる。
図10に示されている凹型溝48は四角形で、溝壁も垂直壁であるが、その他実施例では梯形又はV形の溝を採用することもでき、溝壁は垂直壁又は斜壁を採用することができる。例えば、図13は溝壁が斜壁となっている凹型溝48aを示したもので、その他構造はいずれも図10と同じである。具体的には、図13の凹型溝48aが反射カップ44の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の外側面482aは斜面で、これによって光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
図14の構造は図13の構造と大体似ており、相違点としては、凹凸構造はV形の溝48bを採用するということである。つまり、V形溝48bの2つの対応する溝の内側面はいずれも斜面であり、しかも、V形溝48bが反射カップ44の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の外側面482bも斜面なので、これによって共に光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
図15−17は凹凸構造に2つの凹型溝を採用する方式を示しているが、その他構造は図10の構造と大体似ており、これらの図の中で同じ構造は同じ番号を使っているので、ここでは贅言しない。図15に示されている通り、2つの凹型はそれぞれ四角形溝57aと梯形溝57bであり、その中、2つの溝57は発光チップ12側にあり、その反射カップ44の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の内側面571bと溝の外側面572bも斜面であるので、これによって共に光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
図16に示されている通り、2つの凹型溝はいずれも四角形溝58aと58bであり、四角形溝58aと58bの溝壁はいずれも垂直壁で、反射カップ44の軸方向に沿って延ばされた一つの凸環と見なすことができるが、当該凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。
図17に示されている通り、2つの凹型溝はいずれもV形溝59aと59bであり、V形溝59aと59bのそれぞれの溝の内側面はいずれも斜面で、しかも、V型溝59aと59bが反射カップ44の中心軸又は発光チップ12に向いている溝の外側面はいずれも斜面であるので、これによって共に光線を反射することができ、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
図18は本実用新型の第5の実施例より提供されるLEDパッケージ構造60であるが、当該LEDパッケージ構造60は大体第4実施例のLEDパッケージ構造40と似ており、相違点としては、LEDパッケージ構造60の凹凸構造は反射カップ44の外側面に設置されると言うことで、反射カップ44にはパッケージコロイド62がカバーされており、コロイド62の材質としては透明なコロイドが使える。図18と図10との同じ構造は同じ番号を使うので、ここでは贅言しない。図18中の凹凸構造は1つの階段68となっており、勿論2つの階段又はもっと多くの階段にすることもでき、実際の必要に応じて決めるものとする。また、反射カップ44の外側壁上に設置される凹凸構造も凹型溝、例えば四角形溝、梯形溝、V形溝を採用することができ、2つの凹型溝又は更に多くの凹型溝を採用することもできる。コロイド62は反射カップ44の全体をカバーするだけでなく、反射カップ44の中間の穴にも充填される。白色光源が必要とする場合は、先ず発光チップ12上に蛍光コロイドをカバーさせる必要があり、例えばコロイド点滴方式によって形成される。その中、外側壁に設置される凹凸構造はコロイド62と反射カップ44の結合力を増やすだけでなく、外部から発光チップ12までの径路を長くし、これによって、湿気が発光チップ12の近くまで入ることを防ぐことができ、しかも、当該コロイド62を外部でカバーすることによって、発光チップ12及び反射カップ44を湿気の多い環境から更に隔離することができる。
図19は本考案の第6実施例より提供されるLEDパッケージ構造70を示しているが、当該LEDパッケージ構造70は第5実施例のLEDパッケージ構造60と大体似ており、相違点としては、LEDパッケージ構造70の凹凸構造にはそれぞれ反射カップ44の外側面と内側面に設置される階段75及び2つの凹型溝78aと78bが含まれており、反射カップ44の中間穴には蛍光コロイド76が収納されていると言うことである。図19と図18において同じ構造は同じ番号を採用するので、ここでは贅言しない。図19中の2つの凹型溝78aと78bは図15中の四角形溝57aと梯形溝57bに類似している。蛍光コロイド76は反射カップ44のトップ面にまで充填し、蛍光コロイド76上にはパッケージングコロイド72がカバーされており、当該パッケージングコロイド72は反射カップ44を中にパッケージングするが、図18のパッケージングコロイド62と類似している。内外の階段と凹型溝を通じて、湿気が発光チップ12の近くに至るまでの径路をさらに長くすることができ、LEDの防湿機能を増強することができる。
そして、凹凸構造は反射カップ44の内外側面に設置できる外、反射カップのトップ面にも設置でき、例えば直接トップ面に凹型溝を開けることもできる。
図20中のLEDパッケージ構造は図18の構造に似ているが、相違点としては、図20中のLEDパッケージ構造の凹凸構造にはそれぞれ反射カップ44の内側面と外側面に設置される階段86と凹型溝88が含まれる。図に示されている凹型溝88は四角形溝であるが、勿論V型溝又は梯形溝などにすることもできる。凹型溝88が反射カップ44の中心軸又は発光チップ12の溝外側面882は斜面であるので、これによって、光の放出率を向上し、光の放出角度を変えることができる。
図21中のLEDパッケージ構造は図20の構造と似ているが、相違点としては、図21中のLEDパッケージ構造の凹凸構造には外側の階段の外にも、2つの凹型溝88aと88bが含まれる。図に示されているのは四角形溝であるが、勿論V型溝又は梯形溝などにすることもできる。凹型溝88bの発光チップ12側の溝壁は垂直壁であり、当該垂直壁は反射カップ44の軸方向に沿って延ばされる一つの凸環と見なすことができる。当該凸環は第2実施例の溝壁282と同じ機能を有する。
図22は本考案の第7実施例より提供されるLEDパッケージ構造を示しているが、当該LEDパッケージ構造は図9の構造と似ており、その中、発光チップ12のパッケージはレンズ18であるが、相違点としては、レンズ18と蛍光コロイド17は互いに接触していると言うことである。図22と図9中の同じ構造は同じ番号を採用するので、ここでは贅言しない。また、レンズ18はモールディング又は圧力モールディング方式によって形成される。例えば、2つのV形溝38bと39bを開けてから、コロイド点滴方式によって発光チップ12上にカバーさせ、それから、これらの仕掛品構造をダイスの中に入れて、モールディング又は圧力モールディング方式を通じてレンズ18を発光チップ12上にパッケージングする。勿論、前に記載さている通り、先ず単独にレンズ18を成型させてから、すでに成型されたレンズ18を発光チップ12上に置くこともできる。
図23は本考案の第7実施例より提供されるLEDパッケージ構造を示しているが、図21の構造と似ている。相違点としては、図23において、発光チップ12のパッケージはレンズ状のパッケージコロイド72aで、パッケージコロイド72aは発光チップ12上にカバーさせ、しかも、モールディング又は圧力モールディング方式によって形成されると言うことである。当該パッケージ72aは更に反射カップ44の中にパッケージングされるので、湿気が発光チップ12の近くに入るまでの径路を長くし、LEDの防湿機能を向上させることができる。
本考案の上記各実施例のLEDパッケージ構造は、反射カップ上に凹凸構造が設置されており、前記凹凸構造は発光チップ12の周りを取り囲んでいるので、湿気が発光チップ12の近くに入るのを効果的に防げる。しかも、凹凸構造は湿気がLED内部に入る径路を長くし、コロイドと反射カップの結合力を強化するので、湿気がLED内部に入る阻害力を増やすだけでなく、前記LEDパッケージ構造に優れた防湿機能を持たせる。
上記に記載されているのは、考案の比較的優れた実施例であるだけで、本考案を制限するものではない。凡そ、本考案のビジョンと原則範囲における任意の修正や、同等な取替え及び改良などは、いずれも本考案の保護範囲に含まれるものとする。
Claims (10)
- キャリア及びキャリア上に設置される発光チップを含んでおり、前記キャリアには前記発光チップを取り囲む反射カップがあり、前記反射カップ上には凹凸構造があり、前記凹凸構造は前記発光チップの周りを取り囲むことを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項1において、前記凹凸構造は複数の階段を含むことを特徴とするLEDパッグケージ構造。
- 請求項1において、前記凹凸構造は凹型溝を含むことを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項3において、前記凹型溝は四角形溝、V形溝、鋸歯形溝又は梯形溝となることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項3又は4において、前記凹型溝には1つ、2つ又は複数の溝が含まれることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項3において、前記凹型溝の、内側面および外側面の少なくとも一方は斜面となることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項3において、前記凹型溝の発光チップ側の溝の壁は垂直壁又は傾斜面壁となり、前記凹型溝の発光チップ側は、蛍光コロイド又は透明コロイド充填用のスペースを限定し、前記蛍光コロイド又は透明コロイドは前記発光チップをカバーしていることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項1において、前記凹凸構造は前記反射カップの内側面、トップ面又は外側面に設置されることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項1において、前記凹凸構造は前記反射カップの内側面に設置されており、前記内側面は斜面となることを特徴とするLEDパッケージ構造。
- 請求項1において、前記キャリアの発光チップと対応する位置には穴が開いており、前記穴の中にはヒートシンクが収納されており、前記発光チップは前記ヒートシンクのトップ部に設置されており、前記キャリアには溝が開いており、前記溝の中には前記発光チップと電気連結されるリードが収納されていることを特徴とするLEDパッケージ構造。
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