(57)【要約】【課題】本発明は、黄変現象等によるＬＥＤの光効率の低下を防止して光効率の向上及び小型化を可能にしたＬＥＤパッケージモジュールを提供する。【解決手段】本発明のＬＥＤパッケージモジュールは、電極１２が形成された基板１０と、基板１０上に所定の間隔離隔して実装され、電極１２と電気的に連結された複数のＬＥＤチップＬ１、Ｌ２と、ＬＥＤチップＬ１をモールドした赤色樹脂部４１と、ＬＥＤチップＬ２をモールドした緑色樹脂部４２と、赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２を全て覆うように設けられた青色樹脂部４３とを含むことを特徴とする。【選択図】  図１
2010098313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電極が形成された基板と、
前記基板上に所定の間隔離隔して実装され、前記電極と電気的に連結された複数のＬＥＤチップと、
前記複数のＬＥＤチップのうちの少なくとも１つのＬＥＤチップをモールドした第１色樹脂部と、
前記複数のＬＥＤチップのうち前記第１色樹脂部にモールドされたＬＥＤチップを除いたＬＥＤチップをモールドし、前記第１色樹脂部と異なる色を有する第２色樹脂部と、
前記第１色樹脂部及び前記第２色樹脂部を全て覆うように形成され、前記第１色樹脂部及び前記第２色樹脂部と異なる色を有する第３色樹脂部と
を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項２】
前記第１色樹脂部は赤色蛍光物質を含む赤色樹脂部であり、前記第２色樹脂部は緑色蛍光物質を含む緑色樹脂部であり、前記第３色樹脂部は青色蛍光物質を含む青色樹脂部であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項３】
前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部は、前記基板上で夫々１つのＬＥＤチップをモールドして実質的にドーム形状に形成され、前記青色樹脂部は前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部を全てモールドして実質的にドーム形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項４】
前記基板上に設置されて前記複数のＬＥＤチップと前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部を収容する第１レイヤと、前記第１レイヤ上に設置されて前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部を覆うように形成された前記青色樹脂部を収容する第２レイヤとを備えた胴体を、さらに含むことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項５】
前記胴体は、
前記第１レイヤに設けられ、前記複数のＬＥＤチップが夫々収容されて前記赤色樹脂部と前記緑色樹脂部が夫々充填されるように設けられた複数のキャビティと、
前記第２レイヤに設けられ、前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部を全て覆うように前記青色樹脂部が充填された開口部と
を含むことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項６】
前記基板上に設置されて前記複数のＬＥＤチップを夫々収容し、前記赤色樹脂部と前記緑色樹脂部が夫々充填されるように設けられた複数のキャビティと、前記複数のキャビティ上に開口されて前記赤色樹脂部及び前記緑色樹脂部を全て覆うように前記青色樹脂部が充填された開口部とを含むことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項７】
前記複数のＬＥＤチップは、
前記複数のＬＥＤチップの光経路の中心線が、それぞれ交差するように所定の角度傾いて実装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【請求項８】
前記複数のキャビティは、
前記複数のＬＥＤチップの光経路の中心線がそれぞれ交差するように、前記ＬＥＤチップが実装される前記複数のキャビティの底面を所定の角度傾かせる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のＬＥＤパッケージモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤパッケージモジュールに関し、より詳細には照明用部品や装置等に用いる照明用ＬＥＤパッケージモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に照明用ＬＥＤ （Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）パッケージモジュールの場合、ＬＥＤチップと蛍光体、レジンを実装するパッケージとシリコンレンズとの組み合わせから構成されている。このようなＬＥＤパッケージの光学系の機能は最高の状態で安定的な光出力を維持し、且つ光源素子を保護し、様々な環境において長時間使用しても信頼性を確保することができるという役割をしている。
【０００３】
最近では、多様な用途の照明用、景観照明用、その他機能性照明等への応用と要求が急速に増加しており、これによって高出力化に対する要求も増大している傾向がある。また、多様な応用のためにはデザインの便宜性及び実用性のために小型化及びスリム化の傾向等も避けられない状況である。従って、パッケージの放熱設計及び器具的な設計問題等が重要なイシューになっている。
【０００４】
放熱に関わる対応として、主に研究、開発されている方式は金属パッケージとセラミックパッケージ程度であり、コンパクトな器具的設計にはＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）方式の構造が採用される傾向があると言える。これらの方式は、既存のプラスチックモールディングとリードフレームパッケージ方式に比べて、器具的な小型化と放熱設計において非常に有利な光学素子と言える。
【０００５】
しかし、ＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ：紫外線）ＬＥＤを用いる照明用パッケージモジュールの場合、紫外線に長時間露出されたプラスチック部分が黄変現象を起こし、これによって光効率の低下が発生するという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、黄変現象等によるＬＥＤの光効率の低下を防いで光効率の向上、また小型化を可能にするＬＥＤパッケージモジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＬＥＤパッケージモジュールは、所定の電極が形成された基板と、上記基板上に所定の間隔離隔して実装され、上記電極と電気的に連結された複数のＬＥＤチップと、上記複数のＬＥＤチップのうちの少なくとも１つのＬＥＤチップをモールドした第１色樹脂部と、上記複数のＬＥＤチップのうち上記第１色樹脂部にモールドされたＬＥＤチップを除いたＬＥＤチップをモールドし、上記第１色樹脂部と異なる色を有する第２色樹脂部と、上記第１色樹脂部及び上記第２色樹脂部を全て覆うように形成され、上記第１色樹脂部及び上記第２色樹脂部と異なる色を有する第３色樹脂部とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、上記第１色樹脂部は赤色蛍光物質を含む赤色樹脂部であり、上記第２色樹脂部は緑色蛍光物質を含む緑色樹脂部であり、上記第３色樹脂部は青色蛍光物質を含む青色樹脂部であることが好ましい。
【０００９】
また、上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部は、上記基板上で夫々１つのＬＥＤチップをモールドして実質的にドーム形状に形成され、上記青色樹脂部は上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部を全てモールドして実質的にドーム形状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記基板上に設置されて上記複数のＬＥＤチップと上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部を収容する第１レイヤと、上記第１レイヤ上に設置されて上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部を覆うように形成された上記青色樹脂部を収容する第２レイヤとを備えた胴体を、さらに含むことが好ましい。
【００１１】
また、上記胴体は、上記第１レイヤに設けられ、上記複数のＬＥＤチップが夫々収容されて上記赤色樹脂部と上記緑色樹脂部が夫々充填されるように設けられた複数のキャビティと、上記第２レイヤに設けられ、上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部を全て覆うように上記青色樹脂部が充填された開口部とを含むことが好ましい。
【００１２】
また、好ましくは、上記基板上に設置されて上記複数のＬＥＤチップを夫々収容し、上記赤色樹脂部と上記緑色樹脂部が夫々充填されるように設けられた複数のキャビティと、上記複数のキャビティ上に開口されて上記赤色樹脂部及び上記緑色樹脂部を全て覆うように上記青色樹脂部が充填された開口部とを含むことが好ましい。
【００１３】
また、上記複数のＬＥＤチップは、上記複数のＬＥＤチップの光経路の中心線が、それぞれ交差するように所定の角度傾いて実装されていることが好ましい。
【００１４】
また、上記複数のキャビティは、上記複数のＬＥＤチップの光経路の中心線がそれぞれ交差するように、上記ＬＥＤチップが実装される上記複数のキャビティの底面を所定の角度傾かせる傾斜面が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＬＥＤパッケージモジュールは、黄変現象等によるＬＥＤの光効率の低下を防止して光効率の向上、また小型化を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの側断面を概略的に示す図面である。
【図２】図１に図示したＬＥＤパッケージモジュールの平面図を概略的に示す図面である。
【図３】本発明の他の実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの側断面を概略的に示す図面である。
【図４】本発明のさらに他の実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの側断面を概略的に示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るＬＥＤパッケージモジュールに関する実施例を、図面を参照してより具体的に説明する。
【００１８】
先ず、図１及び図２を参照して本発明の一実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールを説明する。図１は本発明の一実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの側断面を概略的に示す図面であり、図２は図１に図示したＬＥＤパッケージモジュールの平面図を概略的に示す図面である。
【００１９】
図１及び図２に図示したように本発明の一実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールは、基板１０と、胴体２０と、胴体２０内に収容され、基板１０上に実装されてボンディングされた複数のＬＥＤチップＬ１、Ｌ２とを含んでいる。
【００２０】
基板１０はセラミック基板で、他の部品と電気的に連結するための電極パターン１２が形成されており、その上に実装されたＬＥＤチップＬ１、Ｌ２と電気的に連結するためにビア電極１１が設けられている。
【００２１】
そして、ＬＥＤチップＬ１、Ｌ２の放熱のために放熱板１５が設けられ、放熱板１５とＬＥＤチップＬ１、Ｌ２との間の熱的な連結を行うために、基板１０を貫通するようにビア１４が設けられている。
【００２２】
胴体２０は、２つのレイヤ（Ｌａｙｅｒ）で構成されているが、下方の第１レイヤ２１と上方の第２レイヤ２２とを含み、第１レイヤ２１と第２レイヤ２２は夫々別に製造されて結合されてもよいし、一体に製造されてもよい。
【００２３】
第１レイヤ２１には、複数のＬＥＤチップＬ１、Ｌ２を収容する複数のキャビティ３１、３２が夫々設けられている。
【００２４】
キャビティ３１、３２は所定の角度で反射面を備え、その底面にはビア１４及びビア電極１１が露出されている。
【００２５】
ビア１４はＬＥＤチップ（Ｌ１またはＬ２）と熱的に連結され、ビア電極１１はＬＥＤチップ（Ｌ１またはＬ２）とワイヤｗによるボンディングまたはフリップチップボンディング（Ｆｌｉｐ  Ｃｈｉｐ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって連結されている。
【００２６】
各キャビティ３１、３２は、赤色蛍光物質を含む赤色樹脂部４１または緑色蛍光物質を含む緑色樹脂部４２が夫々充填されている。
【００２７】
このとき、赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２が充填される高さは第１レイヤ２１と第２レイヤ２２の境界を越えないようにすることが好ましい。
【００２８】
第２レイヤ２２には、開口部３３が設けられているが、図１及び図２に図示したように開口部３３は第１レイヤ２１に形成された全てのキャビティ３１、３２を露出させることができるようなサイズで形成することが好ましい。
【００２９】
そして、開口部３３には青色蛍光物質を含む青色樹脂部４３が充填されている。
【００３０】
即ち、青色樹脂部４３は開口部３３に充填され、各キャビティ３１、３２に充填された赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２の全体を覆うように形成されている。
【００３１】
即ち、赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２を第１レイヤ２１に並列に配置し、その上に設けられた第２レイヤ２２の開口部３３に青色樹脂部４３を配置する。
【００３２】
赤色樹脂部４１にモールディングされたＬＥＤチップＬ１から発生した光は、赤色樹脂部４１に含まれた赤色蛍光物質にエネルギーを供給しながら赤色光を発生し、緑色樹脂部４２にモールディングされたＬＥＤチップＬ２から発生した光は緑色樹脂部４２に含まれた緑色蛍光物質にエネルギーを供給しながら緑色光を発生する。
【００３３】
このとき、赤色光と緑色光は、青色樹脂部４３に進行して青色樹脂部４３において赤色光と緑色光が互いに混合され、青色樹脂部４３の青色蛍光物質による影響を受けて白色光となり外部に発光される。
【００３４】
第１レイヤ２１に赤色樹脂部４１と緑色樹脂部４２を配置し、その上の第２レイヤ２２に青色樹脂部４３を配置することにより、光が最終的に青色樹脂部４３を通過することになるので、高い輝度を有した白色光を発生させることができる。
【００３５】
図１及び図２に図示した実施例では、第１レイヤ２１に赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２を配置し、その上の第２レイヤ２２に青色樹脂部４３を配置した場合を示しているが、必ずこれに限定されるわけではなく、任意に色を配置することができる。
【００３６】
但し、異なる色の配置とする場合には、必ず白色光が発生されるわけではなく、他の色の光が発生される場合もある。
【００３７】
次に、図３を参照して本発明の他の実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールに関して説明する。
【００３８】
図３に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの胴体２０は、図１及び図２に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールの胴体と同様に第１レイヤ２１及び第２レイヤ２２を含み、第１レイヤ２１は複数のキャビティ３１、３２を備え、第２レイヤ２２は全てのキャビティ３１、３２を露出させることができるサイズの開口部３３を備えている。
【００３９】
ここで、第１レイヤ２１と第２レイヤ２２は別々に製作して結合してもよいし、一体に製作してもよいことは、図１に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールと同一である。
【００４０】
図３に図示した第１レイヤ２１に形成された各キャビティ３１、３２は、夫々の底面が所定の角度で傾くように形成された傾斜面３１ａ、３２ａを備えている。
【００４１】
即ち、図３に図示した実施例において、第１ＬＥＤチップＬ１の光経路の中心線と、第２ＬＥＤチップＬ２の光経路の中心線とが交差するように、各キャビティ３１、３２の底面を傾斜させて傾斜面３１ａ、３２ａとしている。
【００４２】
図３に図示したように各キャビティ３１、３２の底面に傾斜面３１ａ、３２ａを形成し、各ＬＥＤチップＬ１、Ｌ２がお互いの方向に傾くように実装したことにより、赤色光と緑色光の色混合を効果的に行うことができ、良質の白色光を発生させることができる。
【００４３】
図３では、二つのＬＥＤチップが夫々のキャビティ内でお互いの方向に所定の角度傾くように実装された場合を示したが、これに限らず２つ以上のＬＥＤチップが実装された場合でも全てのＬＥＤチップがお互いの方向に所定の角度傾くようにして、色分離現象を防ぎ、色混合がより効果的に行われるようにすることができる。
【００４４】
本実施例のＬＥＤパッケージモジュールにおいて、上記の各キャビティに形成された傾斜面に関する構成を除いた他の全部分に関しては、図１及び図２に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールと実質的に同一であるため、具体的な説明は省略する。また、図１及び図２に図示した実施例において、本実施例で説明したように二つのＬＥＤチップをお互いの方向に所定の角度傾くように実装することも可能である。
【００４５】
次に、図４を参照して本発明のさらに他の実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールに関して説明する。
【００４６】
図４に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールは基本的に胴体がない構成を有していることが特徴である。
【００４７】
即ち、基板１０上に複数のＬＥＤチップＬ１、Ｌ２を所定の間隔離隔して実装し、各ＬＥＤチップＬ１、Ｌ２に夫々異なる色の樹脂を設けるようにする。
【００４８】
図４に図示したように、本発明のさらに他の実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールは、基板１０上に第１ＬＥＤチップＬ１が実装され、第１ＬＥＤチップＬ１がモールドされるようにドーム（Ｄｏｍｅ）形状で赤色樹脂部４１を形成する。
【００４９】
そして、第１ＬＥＤチップＬ１と所定の間隔離隔して第２ＬＥＤチップＬ２を実装し、第２ＬＥＤチップＬ２がモールドされるようにドーム形状で緑色樹脂部４２を形成する。
【００５０】
そして、赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２が全てモールドされるように、全体を覆ってドーム形状で青色樹脂部４３を形成する。
【００５１】
即ち、赤色樹脂部４１及び緑色樹脂部４２を基板１０上に並列に配置し、その全体を覆うように青色樹脂部４３を配置する。
【００５２】
赤色樹脂部４１にモールディングされたＬＥＤチップＬ１から発生した光は、赤色樹脂部４１に含まれた赤色蛍光物質にエネルギーを供給しながら赤色光を発生し、緑色樹脂部４２にモールディングされたＬＥＤチップＬ２から発生した光は緑色樹脂部４２に含まれた緑色蛍光物質にエネルギーを供給しながら緑色光を発生する。
【００５３】
このとき、赤色光と緑色光は、青色樹脂部４３に進行し、青色樹脂部４３において赤色光と緑色光が混合されて青色樹脂部４３の青色蛍光物質による影響を受けて白色光となり、外部に発光される。
【００５４】
ここで、図１に図示した実施例と同様に赤色樹脂部、緑色樹脂部及び青色樹脂部の配置は異なるようにすることも可能であるが、この場合にはＬＥＤパッケージモジュールから発生される光の色が白色光ではない他の色の光になることもある。
【００５５】
図４に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールは、上記のような特徴に関する部分を除いた残りの部分、即ち基板１０及びこれに形成されたビア電極等に関する部分については、図１に図示した実施例に係るＬＥＤパッケージモジュールと実質的に同一であるため、具体的な説明は省略する。また、図３に図示した実施例で説明したように二つのＬＥＤチップがお互いの方向に所定の角度傾くように実装することも可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  基板
２０  胴体
１１  ビア電極
１２  電極パターン
１４  ビア
１５  放熱板
２１  第１レイヤ
２２  第２レイヤ
３１、３２  キャビティ
３３  開口部
４１  赤色樹脂部
４２  緑色樹脂部
４３  青色樹脂部
Ｌ１、Ｌ２  ＬＥＤチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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