(57)【要約】【課題】フッ素化ポリマーの表面塗膜を備えた発光ダイオードの筐体、及び、その発光ダイオード構造を提供すること。【解決手段】本発明に係る筐体は、発光ダイオードチップを載置することに用いる筐体である。該筐体は、非フッ素化ポリマーからなるカバー体と、フッ素化ポリマーの分散液からなり、該カバー体の少なくとも一部を覆うと共に該カバー体に設置された発光ダイオードチップが発する光を反射することに用いる表面塗膜とを、含む。本発明の発光ダイオード構造は、上記筐体と発光ダイオードチップとを含む。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップを載置することに用いる筐体であって、
非フッ素化ポリマーからなる筐体本体と、
フッ素化ポリマーの分散液からなり、前記筐体本体の少なくとも一部を覆うと共に前記筐体本体に設置された発光ダイオードチップが発する光を反射することに用いる表面塗膜とを、含むことを特徴とする発光ダイオードチップを載置することに用いる筐体。
【請求項２】
前記筐体本体は、ＰＰＡエンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項３】
前記筐体本体は、前記発光ダイオードチップを収容することに用いる凹溝を更に含み、前記表面塗膜が前記凹溝の表面のみを覆うことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項４】
前記フッ素化ポリマーの分散液は、フッ素化ポリマーを含み、前記フッ素化ポリマーがフッ化ビニル（ｖｉｎｙｌ  ｆｌｏｒｉｄｅ）のホモポリマーと、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ  ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｒｅｓｉｎ）の共重合体、或いは、フッ化ビニリデン（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）のホモポリマーとを、含むことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項５】
前記フッ素化ポリマーの分散液は、可視光線を発散できる充填材を含むことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項６】
前記フッ素化ポリマーの分散液は、前記表面塗膜のモジュラスを調整できる充填材を含むことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項７】
前記フッ素化ポリマーの分散液は、発光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項８】
発光ダイオード構造であって、
請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の筐体と、
前記筐体に設置された発光ダイオードチップとを、含むことを特徴とする発光ダイオード構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードの構造に関し、特に、フッ素化ポリマーの表面塗膜を備えた発光ダイオードの筐体及びその発光ダイオード構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
光取り出し効率を向上することは、以前から、発光ダイオードの発展における重要な課題であった。光取り出し効率が向上し難い原因のひとつは、発光ダイオードチップ自体と周辺素子のインターフェースの内部反射或いは屈折により、チップから発した光が逆に周辺素子に吸収されてしまっていたことにある。この問題を解決するため、通常、発光ダイオードは二酸化チタンを含有する筐体で覆われていた。二酸化チタンは、可視光線反射率を向上することができる。一般に、この種の筐体は、ポリフェニルヒドラジン（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｎｅ、ＰＰＡ）エンジニアリングプラスチックで製造される。しかしながら、このようなアプローチの欠点は、二酸化チタンが徐々にポリフェニルヒドラジン筐体の色を白色から黄色に変えるために、これに伴って光取り出し効率も徐々に下がっていくことである。
【０００３】
公知技術では、別の解決方法として特許文献１に記載されているように、フッ素を含有するエンジニアリングプラスチックをポリフェニルヒドラジンに代替することが提案されている。この技術においては、射出成形により、フッ素化ポリマーを発光ダイオードの一体化筐体として製造する。この技術はポリフェニルヒドラジンの黄ばみ問題を解決できるが、フッ素化ポリマーの価格は非常に高いため、フッ素化ポリマーで発光ダイオードの一体化筐体を製造した場合には、コストが大幅に増えてしまい、各種の発光ダイオード素子に実施することは非常に難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開ＵＳ２０１０００３２７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記のような公知技術の問題点に鑑み、１つの実施例においてフッ素化ポリマーの表面塗膜を備えた発光ダイオード筐体（ｈｏｕｓｉｎｇ）を含み、新規で且つ革新的な発光ダイオード構造を提供する。フッ素化ポリマーの表面塗膜に非フッ素ポリマーのエンジニアリングプラスチックからなる筐体本体（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｂｏｄｙ）で覆うことである。この実施例に基づいて形成されたフッ素化ポリマーの表面塗膜は、フッ素化ポリマーの分散液を筐体本体に塗布したものである。これにより、ここで使用するフッ素化ポリマーは公知の射出成形による一体化技術に比較して非常に多く節約できる。且つ、この実施例によることで、市場ですでに幅広く使用されている他の非フッ素ポリマーのエンジニアリングプラスチック筐体を利用し続けることもでき、資源の浪費を避けるという長所を持っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの表面塗膜の艶が安定し、可視光線を反射でき、且つ耐溶接割れ性を持ち２６０℃〜２８０℃の溶接工程において３分間以上耐えることができる。
【０００７】
本発明の１つの実施例によれば、筐体本体はポリフェニルヒドラジンのＰＰＡエンジニアリングプラスチックからなることができる。本発明の実施例に基づくと、筐体本体は液晶高分子のエンジニアリングプラスチックからなることができる。
【０００８】
本発明の１つの実施例によれば、筐体本体は発光ダイオードチップを収容するための凹溝を更に含み、表面塗膜が凹溝の表面のみを覆うことができる。
【０００９】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマー分の散液がフッ素化ポリマーを含み、該フッ素化ポリマーがフッ化ビニル（ｖｉｎｙｌ  ｆｌｏｒｉｄｅ、ＶＦ）のホモポリマーと、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ  ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｒｅｓｉｎ、ＰＦＡ）の共重合体或いはフッ化ビニリデン（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＶＤＦ）のホモポリマーとを、含む。
【００１０】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液は、可視光線を発散できる充填材を含む。
【００１１】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液は、該表面塗膜のモジュラスを調整できる充填材を含む。
【００１２】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液は、発光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）化合物を含む。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、さらに他の課題が解決され、これらは、上述の課題と併せて、以下の実施形態により、詳細に開示される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、フッ素化ポリマーの表面塗膜を備えた発光ダイオード筐体を提供する。フッ素化ポリマーの表面塗膜は、フッ素化ポリマーの分散液を筐体本体に塗布したものである。ここで使用するフッ素化ポリマーは公知の射出成形による一体化技術に比較して非常に多く節約できる。また、本発明では、市場ですでに幅広く使用されている他の非フッ素ポリマーのエンジニアリングプラスチック筐体を利用し続けることもでき、資源の浪費を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施例に基づく凹溝を備えた各種発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例に基づく凹溝を備えた各種発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例に基づく凹溝を備えた各種発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【図１Ｄ】本発明の実施例に基づく凹溝を備えた各種発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例に基づく凹溝を備えていない各種発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例に基づく図１Ａの筐体を含む発光ダイオードの筐体を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の態様について説明する。添付図面内の類似する構成要素には、同じ符号を付する。本発明をはっきり表現するため、添付図面内の各構成要素は実物の縮尺通りには作図されていない。また、本発明の内容が曖昧になることを避けるため、以下の説明では、公知の部品・コンポーネント、関連する材料、及び関連するプロセス技術については、省略する。
【００１７】
本発明の実施例によれば、発光ダイオードチップの筐体は多種多様の機能を持つことができ、ＬＥＤチップパッケージ体に適した位置と配向を提供することで、回路板に電気的に接続するＬＥＤチップパッケージ体の載置具とすることができる。パッケージ体内には蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ）を含むことができる。例を挙げると、青色光ＬＥＤチップは緑色蛍光体及び赤色蛍光体を組み合わせることで白色光を発生できる。その他、発光ダイオードチップの筐体はＬＥＤ装置の全体的な輝度も増すため、光線を反射できる。
【００１８】
図１Ａ乃至図１Ｄは、本発明の凹溝を備えた発光ダイオードチップの筐体を示す各実施例である。図１Ａに示すように、発光ダイオードチップを載置することに用いる筐体１００には、金属枠１０１と、金属枠１０１に連結する筐体本体（カバー体）１０２とを、含む。図内の破線で示すように金属枠１０１は、選択的に筐体本体１０２の中を貫くようにできる。金属枠１０１は、導電性金属からなることができる。筐体本体１０２は非フッ素化ポリマーからなり、例えばポリフェニルヒドラジン（ＰＰＡ）、液晶高分子（ＬＣＰ）或いはその他適したエンジニアリングプラスチックで、射出成形されたものである。ＬＥＤチップを載置する位置として筐体本体１０２が凹溝１０３を形成する。凹溝１０３は一個以上のＬＥＤチップを収容できる。凹溝１０３は光線を欲する角度に沿って反射させることでき、その深さ、壁面の傾斜角度、大きさ等を設計者に決定させることができる。
【００１９】
同様に図１Ａを参照しながら説明する。筐体１００は筐体本体１０２の表面の少なくとも一部を覆う表面塗膜１０４を更に含む。表面塗膜１０４はフッ素化ポリマーの分散液からなり、筐体本体１０２に設置された発光ダイオードチップが発する光を反射するために用いる。図１Ａに示す表面塗膜１０４は金属枠１０１上部にある筐体本体１０２の表面を覆う。表面塗膜１０４は金属枠１０１の一端を覆う延伸部１０４ａを更に含む。図１Ｂは別の実施例に基づいて発光ダイオードチップの筐体１１０を示したもので、図１Ａとの相違点は、表面塗膜１１４が凹溝１０３の表面のみを覆うことである。図１Ｃは、別の実施例に基づき発光ダイオードチップの筐体１２０を示したもので、図１Ｂとの相違点は、表面塗膜１２４が凹溝１０３の表面を覆う以外にも筐体本体１０２の頂部表面１０２ａの一部も覆うが、金属枠１０１以上の一部の筐体本体１０２が露出し、表面塗膜１２４で覆われないことである。図１Ｄは別の実施例に基づき発光ダイオードチップの筐体１３０を示したもので、図１Ａとの相違点は表面塗膜１３４が筐体本体１０２の表面全体を覆うことである。
【００２０】
図１Ａ乃至図１Ｄは、例示により本発明の実施例内の表面塗膜の各種変化を説明するための図で、これらは各表面塗膜の形成工程に関係する。金属枠及び筐体本体の製作が完成した後、適切なマスクを伴ったスパッタリングや吹付塗装或いは含浸などの適切な塗布技術を利用し又はポスト塗布エッチングにより、余分な塗膜を除去して本発明の各種態様の表面塗膜を完成させることができる。図２は凹溝の無いフラット式発光ダイオードチップの筐体２００で、金属枠１０１と、筐体本体２０２と、金属枠１０１上部にある筐体本体２０２の表面全体を覆う表面塗膜２０４とを、含む。本発明の実施例は上記に限らず、本発明の表面塗膜には該筐体本体に設置された発光ダイオードチップが発した光を反射できる各種実施例を含むことについて当業者が理解できるはずである。
【００２１】
上記のように、表面塗膜はフッ素化ポリマーの分散液からなる。本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの表面塗膜の艶が安定し、可視光線を反射でき、且つ耐溶接割れ性を持ち２６０℃〜２８０℃の溶接工程において３分間以上耐えることができる。本発明の１つの実施例に基づくと、フッ素化ポリマーの表面塗膜の３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ波長範囲における光反射性（ｐｈｏｔｏｐｉｃ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ）が少なくとも約８０％である。
【００２２】
フッ素化ポリマーの分散液には、フッ素化ポリマー及びその他適した充填材を含む。フッ素化ポリマーの含有量はフッ素化ポリマーの分散液の総重量の約３０ｗｔ％〜９０ｗｔ％で、充填材の含有量はフッ素化ポリマーの分散液の総重量の約１０ｗｔ％〜７０ｗｔ％となる。フッ素化ポリマーの分散液は、塗布工程を実施してカバー体にデポジションする特長を持ち、塗布工程は吹付塗装、含浸或いはその他各種適した技術により行うことができる。
【００２３】
フッ素化ポリマーの分散液内のフッ素化ポリマーには、各種分子量のポリマーを含み、ポリマーのモノマーは、２〜８個の炭素を有することができる。フッ素化ポリマーは単一モノマーからなるホモポリマー或いは複数のモノマーからなる共重合物、若しくは上記の両者を含んだ各種組み合せとすることができる。モノマーはフッ素を含有、又はフッ素を含有しないこともできる。例を挙げると、フッ素を含有しないモノマーはエチレン或いはプロピレンとすることができる。フッ素を含有するモノマーはテトラフルオロエチレン（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＴＦＥ）、フッ化ビニル（ｖｉｎｙｌ  ｆｌｏｒｉｄｅ、ＶＦ）、フッ化ビニリデン（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＶＤＦ）、ヘキサフルオロイソブチレン（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ、ＨＦＩＢ）、ヘキサフルオロプロペン（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＨＦＰ）或いはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  （ａｌｋｙｌ  ｖｉｎｙｌ  ｅｔｈｅｒ、ＰＡＶＥ）とすることができるが、これに限らない。PAVEのパーフルオロアルキル基は、１〜５個の炭素原子を含み、直鎖状又は分岐状の構造とすることができ、例えばパーフルオロ（メチルビニルエーテル）（perfluoro（methyl vinyl ether）、PMVE）、パーフルオロ（エチルビニルエーテル）（perfluoro（ethyl vinyl ether）、PEVE）、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  （ｐｒｏｐｙｌ  ｖｉｎｙｌ  ｅｔｈｅｒ）、ＰＰＶＥ）、及びパーフルオロ（ブチルビニルエーテル）（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ  （ｂｕｔｙｌ  ｖｉｎｙｌ  ｅｔｈｅｒ、ＰＢＶＥ）である。実例で説明した本発明の各種フッ素化ポリマーは、下記の各項目及びその各種組み合せから選択できるが、これに限るものではなく、つまりＴＦE及びＨＦＰの共重合物はパーフルオロ-エチレン-プロピレン（ｐｅｒｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ  ｅｔｈｙｌｅｎｅ-ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＦＥＰ）と呼ばれ、ＴＦＥ及びＰＡＶＥの共重合物がペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ  ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ  ｒｅｓｉｎ、ＰＦＡ）と呼ばれ、ＶＤＦのホモポリマーがＰＶＤＦと呼ばれ、エチレン及びＴＦＥの共重合物がエチレン・四フッ化エチレン共重合物（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＥＴＦＥ）と呼ばれ、ＶＦのホモポリマーがPVFと呼ばれ、三フッ化塩化エチレン（ｃｈｌｏｒｏｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）のホモポリマーがＰＣＴＦＥと呼ばれ、三フッ化塩化エチレン及びエチレンの共重合物がＥＣＴＦＥと呼ばれる。
【００２４】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液には可視光線を発散できる充填材を含む。可視光線を発散する粒子の種類が非常に多く、例を挙げると、金属塩類、金属水素酸化物或いは金属酸化物、又は二酸化チタンような白色顔料とすることができる。１つの実施例において、可視光線を発散する粒子の含有量はフッ素化ポリマーの分散液の総重量の約２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％とする。
【００２５】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液には該表面塗膜のモジュラスを調整できる充填材を含むことができる。詳細に言うと、該表面塗膜のモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）の調整は適した充填材を介して線形熱膨張係数、熱伝導係数を調整でき、適した充填材はガラス繊維或いは中空ガラス微球体（ｈｏｌｌｏｗ  ｇｌａｓｓ  ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ）とすることができる。
【００２６】
本発明の１つの実施例によれば、フッ素化ポリマーの分散液には発光（ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）化合物を含む。発光化合物は表面塗膜が反射したい光線を要望の色に変換させることができる働きを持っている。例を挙げると、反射したい青色光を緑色光又は赤色光に変換、若しくはＵＶ光を青色光、緑色光或いは赤色光に変換できる。発光化合物は燐光性化合物（ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ）又は蛍光化合物（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ）等とすることができる。
【００２７】
図３は本発明の１つの実施例に基づき、筐体１００と発光ダイオードチップ３０１とを含む発光ダイオード構造３００を示す。図に示すように、筐体１００は図１Ａに示す筐体である。筐体１００には凹溝１０３を含み、凹溝１０３の上方にパッケージ体３０３が覆うＬＥＤチップ３０１を載置する。ＬＥＤチップ３０１は任意の適したＬＥＤチップとすることができ、例えば発光範囲はＵＶ光から赤外線までのＬＥＤチップとする。発光ダイオード構造３００は図１Ａに示す筐体１００を例としているが、これに限定されない。発光ダイオード構造はＬＥＤチップを本発明の各種実施例の筐体の上方に設置できる。
【００２８】
以上に述べたものは本発明の好ましい実施例のみであって、そのような具体例に限定することで狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神及び範囲から離れることなく行われる種々の改良変更をなし得ることは後記の特許請求の範囲内に含めるものであるのが勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、フッ素化ポリマーの表面塗膜を備えた発光ダイオード筐体を提供する。フッ素化ポリマーの表面塗膜は、フッ素化ポリマーの分散液を筐体本体に塗布したものである。ここで使用するフッ素化ポリマーは公知の射出成形による一体化技術に比較して非常に多く節約できる。また、本発明では、市場ですでに幅広く使用されている他の非フッ素ポリマーのエンジニアリングプラスチック筐体を利用し続けることもでき、資源の浪費を避けることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１００、１１０、１２０、１３０、２００  筐体
１０１  金属枠
１０２、２０２  筐体本体
１０２ａ  頂部表面
１０３  凹溝
１０４、１１４、１２４、１３４、２０４  表面塗膜
１０４ａ  延伸部
３００  発光ダイオード構造
３０１  ＬＥＤチップ
３０３  パッケージ体
【図１Ａ】
2011228705.tif 000003
【図１Ｂ】
2011228705.tif 000004
【図１Ｃ】
2011228705.tif 000005
【図１Ｄ】
2011228705.tif 000006
【図２】
2011228705.tif 000007
【図３】
2011228705.tif 000008