JP5891287B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

発光装置は、典型的には、キャビティに位置している発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。キャビティの壁は、発光装置の効率を増加させるために反射性であってもよい。キャビティは、ＬＥＤおよびリフレクタを保護するために、シリコンなどの封止材によって満たされている。

封止材は、リフレクタ壁から剥離するか、または、引き離れる傾向がある。剥離が壁の小区域で始まると、剥離は、典型的には急速に進む。剥離された領域は、汚染物質が発光装置に入り、発光装置の効率に不足または減少のいずれかを生じさせるようになる。剥離は、剥離された壁の近くの光パターンに悪影響を与えることがあり、発光を低減または回折させることがある。最終的には、剥離は、ＬＥＤまで広がることがあり、ＬＥＤへの損傷と、発光装置の故障とを生じさせることがある。

発光装置１００の実施形態の側断面図を図１に示す。以下により詳しく記載されているように、本明細書に記載されている発光装置１００は、発光装置１００に用いられる封止材が発光装置１００内のコンポーネントから剥離、すなわち、剥がれる可能性を低減する装置および方法を使用する。さらに、発光装置１００内のコンポーネントが取り外される可能性を低減する装置および方法が本明細書に記載されている。

発光装置１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１１２とリフレクタ１１４とが搭載されている基材１１０を含む。ＬＥＤ１１２は、基材１１０に電気的に接続されることがある。基板１１０の近くに位置しているリフレクタ１１４の一部分は下方部と呼ばれることがある。ＬＥＤ１１２は、例示のため使用され、ＬＥＤ以外の発光体が本明細書に記載されている発光装置１００と共に使用されてもよいことに注意されたい。基材１１０とリフレクタ１１４との組み合わせは、ＬＥＤ１１２が位置しているキャビティ１１８を形成する。シリコンなどの封止材がキャビティ１１８に位置し、キャビティ１１８を充填または実質的に充填する。以下により詳しく記載されているように、封止材は、リフレクタ１１４と基材１１０とＬＥＤ１１２とに付着する。封止材は、キャビティ１１８への汚染物質の侵入を防ぐために役立つ。

発光装置の実施形態の側断面図である。 図１の発光装置の平面図である。

図１の発光装置１００の平面図である図２をさらに参照すると、リフレクタ１１４は、封止材を保護する多数の凹型部などを有する。これらの凹型部は、リフレクタ１１４と封止材との間の剥離および剥離の可能性をさらに低減させる。リフレクタ１１４は、発光装置１００の外壁を形成することがある外周壁１２２を有する。上縁部１２４は、リフレクタ１１４の周囲に延在し、発光装置１００の最高点を形成することがある。上縁部１２４の近くにあるリフレクタ１１４の一部分は上方部と呼ばれることがある。発光装置から放出された光は上方部の近くに位置しているリフレクタ１１４の開口部から出る。

外周壁１２２の上方部の反対側に、上縁部１２４から基材１１０に向かって延在する第１の内壁１２６がある。第１のプラットフォーム１２８は、第１の内壁１２６から延在する。第２の内壁１３０は、第１のプラットフォーム１２８から延在する。

第１の内壁１２６と第１のプラットフォーム１２８と第２の内壁１３０との組み合わせにより、第１の切り欠き部１３４を形成する。第１の切り欠き部１３４は、リフレクタ１１４の周りで軸方向に延在する。以下により詳しく記載されているように、第１の切り欠き部１３４は、封止材をキャビティ１１８内に保持するために役立つ。さらに、第１の切り欠き部１３４は、剥離が始まるならば、生じることになる剥離の程度を制限する。

第２のプラットフォーム１３８は、第２の内壁１３０から延在する。傾斜壁１４０は、第２のプラットフォーム１３８から延在する。本明細書に記載されている発光装置の実施形態では、傾斜壁１４０は、発光装置１００から放出された光が特定のビームパターンと関連付けられるように、基板１１０に対してある角度をなしている。

第２の切り欠き部１４６は、傾斜壁１４０と第３のプラットフォーム１４８との間に位置している。第２の切り欠き部１４６は、図２に示されているように、リフレクタ１１４に沿って、リフレクタ１１４の周りに延在することがある。キャビティ１１８の他の部分と同様に、第２の切り欠き部１４６には封止材が充填されていてもよい。以下により詳しく記載されているように、第２の切り欠き部１４６は、リフレクタ１１４と封止材との間の剥離を止めるために役立つ。本明細書に記載されている実施形態では、第３のプラットフォーム１４８は、基材１１０の近くに位置している。

ここまでは、リフレクタ１１４は、明確に規定された壁とプラットフォームとを有するものとして説明されている。ある種の実施形態では、壁とプラットフォームとの間の移り変わりは比較的に滑らかであるので、移り変わりの間には、あるとしても、ほとんど縁部は存在しない。

本明細書に記載されている発光装置１００の実施形態では、ギャップ１５２がリフレクタ１１４とＬＥＤ１１２との間に存在する。ギャップ１５２は、電力をＬＥＤ１１２に供給するために使用される接点を格納することがある。例示の目的のため、ギャップ１５２とＬＥＤ１１２との間に延在する１本のワイヤボンド１５４を示す。ワイヤボンド１５４は、電力または電気信号をＬＥＤ１１２に供給することがある。発光装置１００のその他の実施形態は、ＬＥＤ１１２と基材１１０との間により多くのワイヤが接続されていてもよい。

従来型の発光装置は、第１の切り欠き部も第２の切り欠き部も有さない。リフレクタと封止材との間の剥離は、リフレクタの上端の付近で始まり、基材に向かってリフレクタの下方に進むことがある。発光装置の上端の付近での剥離は、発光装置の輝度およびビームパターンに悪影響を与える。剥離は、リフレクタと基材との接合部で始まることもある。いずれの状況においても、剥離は、ＬＥＤに広がり、ＬＥＤを基材から分離させることがある。その他の状況では、ＬＥＤと基材との間のワイヤボンドが破損することがある。

本明細書に記載されているリフレクタ１１４は、剥離を防止するか、または、剥離が始まった後に剥離を止めるために役立つ。剥離がリフレクタ１１４の上端部または上縁部１２４の近くで始まるならば、剥離は第１の内壁１２６の方に伝播するかもしれないが、剥離は第１の切り欠き部１３４によって止められる。したがって、剥離は、傾斜壁１４０に向かって進む可能性はない。第１の切り欠き部１３４は、リフレクタ１１４に封止材を繋ぎ止めるためにも役立ち、このことが剥離を防止するためにさらに役立つ。同様のことが第２の切り欠き部１４６の場合に起こる。

本明細書では、リフレクタ１１４は、２個の切り欠き部１３４および１４６、すなわち、第１の切り欠き部１３４と第２の切り欠き部１４６とを備えるものとして説明されている。リフレクタ１１４のある種の実施形態は、切り欠き部１３４および１４６のうちの一方のみを有することがある。他の実施形態は、封止材を繋ぎ止め、剥離を止めるためにさらに役立つより多数の切り欠き部が設置されていることがある。

上述されたリフレクタ１１４は、封止材の剥離を防止するために役立つ。さらに、ＬＥＤ１１２は、ＬＥＤが基材１１０から取り除かれることを防止するために、基材１１０により堅固に固定されることがある。従来型の発光装置では、ＬＥＤは、剥離がＬＥＤの付近で起こるならば、基材から分離することがある。さらに、熱応力が基材とＬＥＤとの間の接着を弱めることがある。本明細書に記載されている発光装置１００は、ＬＥＤ１１２を基材１１０により堅固に締結することによりこれらの問題を解決するために役立つ。

ＬＥＤ１１２を基材１１０により堅固に取り付けるため、基材１１０は、ＬＥＤ１１２の下に位置している接着材を保持するため少なくとも１個の凹型部を有する。本明細書に記載されている実施形態では、基材は、２個の凹型部１６０または窪み部を有する。凹型部１６０は、ＬＥＤ１１２を基材１１０に接着させるために使用される接着剤を保持するために役立つ。この付加的な接着は、ＬＥＤ１１２が基材１１０から取り外されることを防止するために役立つ。したがって、剥離がＬＥＤ１１２まで広がるならば、ＬＥＤ１１２が基材１１０から取り外される可能性はより低くなる。

他の凹型部がＬＥＤ１１２の下に含まれていてもよいことに注意されたい。例えば、単一のリングが使用されることもある。別の例では、単一の凹型部が設けられることもある。

発光装置１００は、実質的には任意の形状であってもよいことにさらに注意されたい。例えば、図２に示されているように実質的に円形であるというよりむしろ、発光装置１１０およびリフレクタは、長方形、菱形、正方形、または、楕円形として成形されていてもよい。

以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。
１．基材と、
前記基材から延在し、前記基材と共にキャビティを形成するリフレクタと、
前記キャビティに位置している発光体と、
前記リフレクタに位置し、前記リフレクタの周りで実質的に軸方向に延在している少なくとも１個の第１の凹型部と
を備えてなる発光装置。
２．前記キャビティに位置し、前記少なくとも１個の第１の凹型部にも位置している封止材をさらに備える前項１に記載の発光装置。
３．前記リフレクタが上方部および下方部を有し、前記下方部が前記基材の近くに位置し、
前記少なくとも１個の第１の凹型部が前記上方部の近くに位置している前項１に記載の発光装置。
４．前記リフレクタが上方部および下方部を有し、前記下方部が前記基材の近くに位置し、
前記少なくとも１個の第１の凹型部が前記下方部の近くに位置している前項１に記載の発光装置。
５．前記少なくとも１個の第１の凹型部が、前記リフレクタ内に形成された第１の壁および第２の壁によって境界が定められた切り欠き部である前項１に記載の発光装置。
６．前記発光体が前記基材に電気的に接続されている前項１に記載の発光装置。
７．前記リフレクタが前記基材の近くに位置しているプラットフォームに交差する傾斜部を備え、前記少なくとも１個の凹型部が該傾斜部と該プラットフォームとの交差点に位置している前項１に記載の発光装置。
８．前記基材が少なくとも１個の凹型部を備え、前記発光体が前記少なくとも１個の凹型部に位置している前項１に記載の発光装置。
９．前記少なくとも１個の凹型部に位置し、前記発光体を前記基材に接着させるために役立つ接着剤をさらに備える前項８に記載の発光装置。
１０．前記リフレクタが、
前記基材に実質的に垂直に延在する第１の壁と、
前記第１の壁から延在する第１のプラットフォームと、
前記第１のプラットフォームから延在し、前記第１の壁と対向し、前記第１の壁との間の空間が前記少なくとも１個の凹型部のうちの１つを構成する第２の壁と、
前記第２の壁から前記発光装置の中心の方に延在する第２のプラットフォームと、
前記第２のプラットフォームから前記基材の方に延在する傾斜部と、
前記基材に位置し、前記傾斜部と交差する第３のプラットフォームと、
を備えており、
前記少なくとも１個の凹型部である第２の凹型部が、前記第３のプラットフォームと前記傾斜部との交点に位置している、前項１に記載の発光装置。
１１．基材と、
前記基材から延在し、前記基材と共にキャビティを形成するリフレクタと、
前記キャビティに位置している発光体と、
前記リフレクタに位置し、前記リフレクタの周りで実質的に軸方向に延在する少なくとも１個の第１の凹型部と、
前記発光体の近くで前記基材に位置している少なくとも１個の第２の凹型部と
を備えてなる発光装置。
１２．前記少なくとも１個の第２の凹型部に位置し、前記発光体を前記基材に接着させるために役立つ接着剤をさらに備える前項１１に記載の発光装置。
１３．前記キャビティに位置し、前記少なくとも１個の第１の凹型部にも位置している封止材をさらに備える前項１１に記載の発光装置。
１４．前記リフレクタが上方部および下方部を有し、前記下方部が前記基材の近くに位置し、
前記少なくとも１個の第１の凹型部が前記上方部の近くに位置している前項１１に記載の発光装置。
１５．前記リフレクタが上方部および下方部を有し、前記下方部が前記基材の近くに位置し、
前記少なくとも１個の第１の凹型部が前記下方部の近くに位置している前項１１に記載の発光装置。
１６．前記少なくとも１個の第１の凹型部が、前記リフレクタ内に形成された第１の壁および第２の壁によって境界が定められた切り欠き部である前項１１に記載の発光装置。
１７．基材と、
前記基材から延在し、前記基材と共にキャビティを形成するリフレクタであって、
前記基材に実質的に垂直に延在する第１の壁と、
前記第１の壁から延在する第１のプラットフォームと、
前記第１のプラットフォームから延在し、前記第１の壁と対向し、前記第１の壁との間の空間が第１の凹型部を構成する第２の壁と、
前記第２の壁から前記発光装置の中心の方に延在する第２のプラットフォームと、
前記第２のプラットフォームから前記基材の方に延在する傾斜部と、
前記基材に位置し、前記傾斜部と交差する第３のプラットフォームと
を備えており、前記第３のプラットフォームと前記傾斜部との交点に第２の凹型部が位置している、リフレクタと、
前記キャビティに位置している発光体と、
前記発光体の近くで前記基材に位置している少なくとも１個の第３の凹型部と
を備えてなる発光装置。
１８．前記少なくとも１個の第３の凹型部に位置し、前記発光体を前記基材に接着させるために役立つ接着剤をさらに備える前項１７に記載の発光装置。
１９．前記キャビティに位置している封止材をさらに備える請求項１７に記載の発光装置。

Claims (6)

1. 基材と、
   前記基材上に配置された発光体と、
   前記基材上に配置され、前記発光体を囲む環状の第１凹型部、前記第１凹型部の内側に配置された環状の傾斜壁、前記傾斜壁の内側に配置された環状の第１プラットフォーム、及び前記傾斜壁と前記第１プラットフォームとの間に配置された第２凹型部を有し、前記基材と共にキャビティを形成するリフレクタと、
   前記発光体を覆うように、少なくとも前記第１凹型部と前記第２凹型部とを充填するように前記キャビティ内に充填される封止剤と、を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記発光体と、前記リフレクタの前記第１プラットフォームと、の間に環状のギャップが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記発光体に電力を供給するワイヤボンドをさらに有し、
   前記ワイヤボンドは、前記ギャップにおいて前記基材に接続されることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
4. 前記リフレクタは、環状の第１内壁と、前記第１内壁から延在する第２プラットフォームと、前記第２プラットフォームから延在する第２内壁と、前記第２内壁から延在する第３プラットフォームと、を有し、
   前記第１凹型部は、前記第１内壁と前記第２プラットフォームと前記第２内壁との組み合わせにより形成され、
   前記傾斜壁は、前記第３プラットフォームから延在し、
   前記第１内壁と前記第２内壁とは、前記基材に垂直な方向に延在することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
5. 前記基材は、少なくとも１個の第３凹型部を有し、
   前記発光体は、前記第３凹型部に保持された接着剤によって前記基材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
6. 前記第３凹型部は、断面視において、前記基材の内部から前記基材の表面に向かって径が小さくなることを特徴とする請求項５に記載の発光装置。
   

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