JP3164061U

JP3164061U - 発光ダイオードモジュール及び照明装置

Info

Publication number: JP3164061U
Application number: JP2010005836U
Authority: JP
Inventors: 嘉▲ティン▼ 鍾; 世能戴; 朝欽 ▲呉▼
Original assignee: 柏友照明科技股▲フン▼有限公司
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2020-08-31

Abstract

【課題】定電流制御ユニットを統合させるとともに、構造上の改良により発光ダイオードモジュールの照射角度を制御し、さらに発光ダイオードモジュールの発光効率を向上させる発光ダイオードモジュールを提供する。【解決手段】１つの基板３０と、１つの発光ユニット３１と、少なくとも１つの定電流制御ユニット３２と、１つの光反射ユニット３３と、１つのパッケージユニット３４とを含む発光ダイオードモジュール３と、その発光ダイオードモジュールを含む照明装置を開示する。そのうち、発光ユニットは基板の１つの発光領域に設けられ、複数の発光ダイオードチップを有する。定電流制御ユニットは基板における前記発光領域以外の領域に設けられ、且つ発光ユニットと電気的に接続される。光反射ユニットは発光領域を取り囲むと共に定電流制御ユニットを覆うよう基板上に設けられる。パッケージユニットは発光ユニットを覆うよう基板上に設けられる。【選択図】図４

Description

本考案は発光ダイオードモジュール及び照明装置に関し、特に、発光効率を向上させるとともに照明角度を制御することができる発光ダイオードモジュール及びそれを用いる照明装置に関する。

図１は従来の発光ダイオードモジュールの回路模式図である。従来の発光ダイオードモジュール１は少なくとも１つの発光モジュール１２からなり、それぞれの発光モジュール１２は、直列接続された１つの抵抗１２２と複数の発光ダイオード１２１で構成される。また、それぞれの発光モジュール１２は１つの直流電源１４と並列接続することができる。直流電源１４は定電圧駆動方式でそれぞれの発光モジュール１２を駆動し、抵抗１２２の大きさによりそれぞれの発光モジュール１２を通る電流の大きさは一定に制御される。

しかしながら、直流電源１４から出力される電圧に微小な変動が発生した際、発光モジュール１２に出力される電流は大きく変動する。これにより発光ダイオード１２１の発光輝度に直接影響し、発光ダイオード１２１が明るくなったり暗くなったりする可能性が有ると共に入力される電流が発光ダイオード１２１の耐えられる安全な電流範囲を超えることにより、発光ダイオード１２１が燃えて破損する恐れがある。

図２は従来の他の発光ダイオードモジュールの回路模式図である。不安定な電圧により電流が大幅に変動する問題を改善するために、従来の発光ダイオードモジュール２の発光モジュール２２は、直列接続された１つの定電流制御ユニット２２２と複数の発光ダイオード２２１で構成される。直流電源２４から定電流制御ユニット２２２に入力される直流電圧が変動した際においても、定電流制御ユニット２２２は同じ大きさの定電流を発光モジュール２２に出力することができ、これによって発光ダイオード２２１は安定して発光すると共に、発光ダイオード２２１の使用寿命を延長させることができる。

図２と共に図３をあわせて参照しながら説明する。従来の発光ダイオードモジュール２の発光モジュール２２は通常、１つの回路基板２３に設置され、回路基板２３により定電流制御ユニット２２２と複数の発光ダイオード２２１とを直列接続させる。定電流制御ユニット２２２及び複数の発光ダイオード２２１が回路基板２３の同一面に設置されているため、定電流制御ユニット２２２は発光モジュール２２全体の発光効率に深刻な影響を与える。

上途の事情に鑑み、本考案は定電流制御ユニットを統合させるとともに、構造上の改良により発光ダイオードモジュールの照射角度を制御し、さらに発光ダイオードモジュールの発光効率を向上させる発光ダイオードモジュールを提供する。

本考案の一形態にかかる発光ダイオードモジュールは、１つの基板と、１つの発光ユニットと、少なくとも１つの定電流制御ユニットと、１つの光反射ユニットと、１つのパッケージユニットとを含む。そのうち、発光ユニットは基板の１つの発光領域に設けられ、複数の発光ダイオードチップを有する。定電流制御ユニットは基板における前記発光領域ではない領域に設けられ、且つ発光ユニットと電気的に接続される。光反射ユニットは発光領域を取り囲むと共に定電流制御ユニットを覆うよう基板上に設けられる。パッケージユニットは発光ユニットを覆うよう基板上に設けられる。

本考案の別の形態にかかる照明装置は、少なくとも１つの発光ダイオードモジュール及び１つの定電圧制御ユニットを含む。定電圧制御ユニットは少なくとも１つの発光ダイオードモジュールに結合されており、それぞれの発光ダイオードモジュールに直流電圧を供給する。

本考案の発光ダイオードモジュールは構造上の改良により、定電流制御ユニット及び複数の発光ダイオードチップを同一の基板上に設け、光反射ユニットが発光領域を取り囲むとともに定電流制御ユニットを覆うよう設けられている。光反射ユニットの使用により、発光ダイオードチップから発生される光束は光反射ユニットの内壁に入射後反射され、発光ダイオードモジュールの発光効率が向上する。また、光反射ユニットで定電流制御ユニットを覆うことにより、発光ダイオードチップから発生される光束が阻害されることなく定電流制御ユニットに入射される事により、発光ダイオードモジュールの発光効率が更に向上する。

従来の発光ダイオードモジュールの回路模式図である。従来の他の発光ダイオードモジュールの回路模式図である。図２の従来の発光ダイオードモジュールの立体構造の模式図である。本考案の一実施形態にかかる発光ダイオードモジュールの構造模式図である。図４の断面模式図である。本考案の第１実施例の照明装置の構造模式図である。本考案の第２実施例の照明装置の構造模式図である。

以下図面を参照しながら本考案の実施形態を説明する。図４及び図５(図５は図４の断面図である)に示すように、本考案の一実施形態にかかる発光ダイオードモジュール３の主な構造は、１つの基板３０と、１つの発光ユニット３１と、１つの定電流制御ユニット３２と、１つの光反射ユニット３３と、１つのパッケージユニット３４とを含む。

基板３０の上面には１つの発光領域３０２が設けられ、発光領域３０２の範囲内に複数の発光ダイオードチップ３１２を含む発光ユニット３１が設けられている。複数の発光ダイオードチップ３１２は直列方式で相互に電気的に接続させる、あるいは、まず直列接続により複数の発光ダイオードチップセットを形成させ、これら発光ダイオードチップセットを相互に並列接続させてもよい。

定電流制御ユニット３２は基板３０の上面における前記発光領域３０２以外の領域に設けられ、基板３０における配線により発光ユニット３１に電気的に接続される。本実施例における発光ダイオードモジュール３の基板３０には１つの定電流制御ユニット３２が設けられているが、発光ユニット３１の発光ダイオードチップ３１２の数量又は構造に応じ、１つ以上の定電流制御ユニット３２を設けてもよい。

光反射ユニット３３は基板３０の上面に、発光領域３０２を取り囲むとともに定電流制御ユニット３２を覆うように設けられる。

パッケージユニット３４は同じく基板３０の上面に発光ユニット３１を覆うように設けられる。

光反射ユニット３３は、塗布プロセスにより液体樹脂を基板３０の上面に塗布した後、前記液体樹脂が固化して形成された周回型光反射樹脂である。周回型光反射樹脂は無機添加物が混合された白色熱硬化性光反射樹脂(不透光の樹脂)であってもよく、その形状は任意の形状(例えば、円形、方形、長方形など)でよい。

前記塗布プロセスにおいて、液体樹脂のチクソ指数(ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃｉｎｄｅｘ)は４〜６の間であり、液体樹脂を基板３０の上面に塗布する圧力は３５０〜４５０ｋｐａの間であり、液体樹脂を基板３０の上面に塗布する速度は５〜１５ｍｍ／ｓの間であり、液体樹脂を基板３０の上面に周回的に塗布する始点と終点は同じ位置である。また、液体樹脂はベークにより固化され、ベークの温度は１２０〜１４０℃の間であり、ベークの時間は２０〜４０分である。

光反射ユニット３３は発光領域３０２上の発光ユニット３１を取り囲むことにより、１つの樹脂制限空間３０４を形成する。光反射ユニット３３の上面は円弧形であってもよく、その場合光反射ユニット３３の基板３０が上面の円弧切線Ｔに対する角度θは４０〜５０°の間であり、光反射ユニット３３の頂面が基板３０の上面に対する高さＨは０．３〜０．７ｍｍの間であり、光反射ユニット３３の底部の幅は１．５〜３ｍｍの間であり、光反射ユニット３３のチクソ指数(ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃｉｎｄｅｘ)は４〜６の間である。また、樹脂制限空間３０４の横断面は円形、楕円形又は多角形(例えば、正方形、長方形など)であってよい。本実施例における樹脂制限空間３０４の横断面は円形である。

パッケージユニット３４は発光ユニット３１を覆うための透光のパッケージ樹脂であり、樹脂制限空間３０４内に限定して設けられ、その上面は凸面であってもよい。

本実施例における発光ダイオードチップ３１２を青色発光ダイオードチップとし、パッケージユニット３４を蛍光樹脂としてもよく、その場合発光ダイオードチップ３１２(青色発光ダイオードチップ)から出射される青色光束Ｌ１はパッケージユニット３４(蛍光樹脂)を透過し、蛍光灯の光源色に類似する白色光束Ｌ２を発生することができる。

光反射ユニット３３の使用によって、本実施例の発光ダイオードモジュール３は下記の利点を有する。
１．パッケージユニット３４は樹脂制限空間３０４内に位置が限定して設けれる為、「透光のパッケージ樹脂の使用量」を制御することができる。
２．透光のパッケージ樹脂の使用量を制御することにより、パッケージユニット３４の表面形状と高さを調整し、発光ダイオードチップ３１２から発生される白色光束Ｌ２の「照射角度」を制御することができる。
３．これら発光ダイオードチップ３１２から発生される白色光束Ｌ１は光反射ユニット３３の内壁に入射後反射され、発光ダイオードモジュール３全体の「発光効率」を向上させることができる。
４．光反射ユニット３３で定電流制御ユニット３２を覆うことにより、定電流制御ユニット３２は発光ダイオードチップ３１２から発生される光束の入射を阻害することがなく、発光ダイオードモジュール３全体の「発光効率」を向上させることができる。

図６は本考案の第１実施例にかかる照明装置の構造模式図である。第１実施例にかかる照明装置４は、少なくとも１つの発光ダイオードモジュール３と、１つの定電圧制御ユニット５とを含む。

定電圧制御ユニット５は少なくとも１つの発光ダイオードモジュール３に接続され発光ダイオードモジュール３に直流電圧ＤＣを供給する。

定電圧制御ユニット５は発光ダイオードモジュール３上の定電流制御ユニット３２(図４参照)に電気的に接続されている。また、照明装置４における定電圧制御ユニット５は、交流電圧ＡＣを直流電圧ＤＣに変換する交流／直流変換器(ＡＣ／ＤＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒ)であってもよい。

図６と共に図７を参照する。図７は本考案の第２実施例の照明装置の構造模式図である。第１実施例との相違点は、第２実施例の照明装置４ａには１つの調光回路６が更に含まれる。調光回路６はそれぞれの発光ダイオードモジュール３と定電圧制御ユニット５との間に電気的に接続され、それぞれの発光ダイオードモジュール３の発光又は消灯を制御するために用いられる。

照明装置４ａが複数の発光ダイオードモジュール３を含む場合に、これらの発光ダイオードモジュール３は同じ発光功率を有する発光ダイオードモジュール３であってもよく、異なる発光効率を有する発光ダイオードモジュール３であってもよい。

上述したように、調光回路６の制御により、直流電圧ＤＣを指定の発光ダイオードモジュール３に供給することができ、これによって照明装置４ａ全体の照明強度を調整することができる。例えば、照明装置４ａは定格直流電圧１２Ｖ、定格出力５０Ｗの定電圧制御ユニット５と、１つの１０Ｗの発光ダイオードモジュール３及び２つの２０Ｗの発光ダイオードモジュール３とが使用されている場合、調光回路６の制御により、照明装置４ａに１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ又は５０Ｗの照明強度を発生させることを任意に選択できる。

以上の説明のとおり、本考案の発光ダイオードモジュール３は構造上の改良により発光効率を効果的に向上させ、さらに照明装置４の照明強度を高めることができる。

以上、本考案の実施の形態を図面を用いて説明したが、本考案の技術範囲は上記実施の形態には限定されない。本考案の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本考案の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な修正、変更、置換が可能であるが、これらについても本考案の技術的範囲に属することは勿論である。

１、２、３発光ダイオードモジュール
４、４ａ照明装置
５定電圧制御ユニット
６調光回路
１２、２２発光モジュール
１４、２４直流電源
２３回路基板
３０基板
３１発光ユニット
３２、２２２定電流制御ユニット
３３光反射ユニット
３４パッケージユニット
１２１、２２１発光ダイオード
１２２抵抗
３０２発光領域
３１２発光ダイオードチップ
３０４樹脂制限空間
ＡＣ交流電圧
ＤＣ直流電圧

Claims

１つの発光領域を有する１つの基板と、
前記発光領域に設けられ、複数の発光ダイオードチップを有する１つの発光ユニットと、
前記基板の前記発光領域以外の領域に設けられ、前記発光ユニットに電気的に接続される少なくとも１つの定電流制御ユニットと、
前記発光領域を取り囲むとともに前記少なくとも１つの定電流制御ユニットを覆うように前記基板に設けられた１つの光反射ユニットと、
前記発光ユニットを覆うように前記基板に設けられた１つのパッケージユニットと、
を含む発光ダイオードモジュール。
前記光反射ユニットは前記発光領域上の発光ユニットを取り囲むことにより１つの樹脂制限空間を形成する周回型光反射樹脂であり、前記パッケージユニットはその位置が前記樹脂制限空間内に制限される透光のパッケージ樹脂であり、発光ダイオードチップは青色発光ダイオードチップであり、前記透光のパッケージ樹脂は蛍光樹脂である請求項１に記載の発光ダイオードモジュール。
１つの発光領域を有する１つの基板と、
前記発光領域に設けられ、複数の発光ダイオードチップを有する１つの発光ユニットと、
前記基板の前記発光領域以外の領域に設けられ、前記発光ユニットに電気的に接続される１つ以上の定電流制御ユニットと、
前記基板に設けられ、前記発光領域を取り囲むとともに前記１つの定電流制御ユニットを覆う１つの光反射ユニットと、
前記基板に設けられ、前記発光ユニットを覆う１つのパッケージユニットとを含む少なくとも１つの発光ダイオードモジュールと、
前記少なくとも１つの発光ダイオードモジュールに電気的に接続され、前記少なくとも１つの発光ダイオードモジュールに直流電圧を供給する１つの定電圧制御ユニットと、
を備える照明装置。
前記光反射ユニットは前記発光領域上の発光ユニットを取り囲むことにより、１つの樹脂制限空間を形成する周回型光反射樹脂であり、前記パッケージユニットはその位置が前記樹脂制限空間内に制限される透光のパッケージ樹脂であり、前記発光ユニットの複数の発光ダイオードチップは相互に直列接続される、又は複数の発光ダイオードチップを直列接続により複数の発光ダイオードチップセットを形成させ、且つ前記発光ダイオードチップセットが相互に並列接続されている請求項３に記載の照明装置。
前記少なくとも１つの発光ダイオードモジュールと前記定電圧制御ユニットとの間に電気的に接続され、前記少なくとも１つの発光ダイオードモジュールを制御する調光回路をさらに備える請求項４に記載の照明装置。