(57)【要約】【課題】放熱効率の高いＬＥＤ光源を提供する。【解決手段】本発明のＬＥＤ光源は、１つ又は複数のＬＥＤ光源装置１００を含む。各ＬＥＤ光源装置１００は、第１の発光面１１と、第１の発光面１１と反対側の第２の発光面１２と、を有するＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１と第２の発光面１２とに位置する２つの蛍光部材２０，３０と、を含む。これにより、ＬＥＤ素子１０は、位置決めされる。これにより、ＬＥＤ素子１０から発生する光線は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２から２つの蛍光部材２０，３０を通過する。ＬＥＤ光源装置１００は、１８０度を超える照明効果を提供する上、ＬＥＤ素子１０の全ての面上が有効に熱を伝達して分散する。【選択図】図１
2013531367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ又は複数のＬＥＤ光源装置を備えるＬＥＤ光源であって、
前記ＬＥＤ光源装置は、少なくとも１つのＬＥＤ素子、２つの蛍光部材及び電極を有し、
前記少なくとも１つのＬＥＤ素子は、第１の発光面と、前記第１の発光面と反対側の第２の発光面と、を有し、前記第１の発光面及び前記第２の発光面が電界発光することにより、１８０度を超える照明効果を提供し、
前記２つの蛍光部材は、前記ＬＥＤ素子の前記第１の発光面上と前記第２の発光面上とにそれぞれ位置することにより、前記ＬＥＤ素子を位置決めし、これにより、前記ＬＥＤ素子から発生する光線は、前記第１の発光面及び前記第２の発光面から前記第１の蛍光部材及び前記第２の蛍光部材を通過し、
前記ＬＥＤ素子は、前記電極と接続されることにより、電源と接続されることを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項２】
前記ＬＥＤ素子は、前記２つの蛍光部材間にサンドイッチ状に挟持されることにより、保持されて位置決めされ、これにより、前記第１の発光面及び前記第２の発光面は、前記２つの蛍光部材に押圧支持される上、前記ＬＥＤ素子の熱が伝達されて除去され、前記ＬＥＤ素子は、前記２つの蛍光部材間に形成されるＬＥＤ収容空間内に保持されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項３】
前記ＬＥＤ素子の構造は、倒置構造又は一般構造であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項４】
前記ＬＥＤ素子が前記第１の発光面上又は前記第２の発光面上に位置するＰ型ドーピング層及びＮ型ドーピング層を有することにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項５】
接続導線をさらに備え、前記接続導線が前記電極から前記ＬＥＤ素子まで延伸することにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ光源。
【請求項６】
少なくとも１つの前記蛍光部材上に設置される上、延伸される電導層をさらに備えることにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ光源。
【請求項７】
前記ＬＥＤ素子が前記第１の発光面上と前記第２の発光面上とにそれぞれ位置するＰ型ドーピング層とＮ型ドーピング層とを有することにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項８】
接続導線をさらに備え、前記接続導線が前記電極から前記ＬＥＤ素子まで延伸することにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源。
【請求項９】
電導層をさらに備え、前記電導層と前記蛍光部材とが積層されることにより、前記ＬＥＤ素子は、前記電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ素子は、電流分散層と、前記電流分散層に積層される発光層と、を有し、前記電流分散層と前記発光層との間には、Ｐ−Ｎ接合が形成され、前記Ｐ−Ｎ接合上に電界発光が発生することにより、前記第１の発光面及び前記第２の発光面は、前記２つの蛍光部材に照明効果を提供することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１１】
前記ＬＥＤ素子は、電流分散層と、前記電流分散層に積層される発光層と、を有し、前記電流分散層と前記発光層との間には、Ｐ−Ｎ接合が形成され、前記Ｐ−Ｎ接合上に電界発光が発生することにより、前記第１の発光面及び前記第２の発光面は、前記２つの蛍光部材に照明効果を提供することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１２】
前記ＬＥＤ素子は、電流分散層と、前記電流分散層に積層される発光層と、を有し、前記電流分散層と前記発光層との間には、Ｐ−Ｎ接合が形成され、前記Ｐ−Ｎ接合上に電界発光が発生することにより、前記第１の発光面及び前記第２の発光面は、前記２つの蛍光部材に照明効果を提供することを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１３】
前記ＬＥＤ素子は、前記発光層下方に位置するベース層を有し、前記ベース層は、透明である上、硬化性を有する構造である上、対応する前記蛍光部材と前記ＬＥＤ素子の発光層との間に位置し、前記ベース層が結合接続によって前記対応する蛍光部材に接続されることより、前記ＬＥＤ素子は、前記対応する蛍光部材上に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１４】
前記ＬＥＤ素子は、前記発光層下方に位置するベース層を有し、前記ベース層は、透明である上、硬化性を有する構造である上、対応する前記蛍光部材と前記ＬＥＤ素子の発光層との間に位置し、前記ベース層が結合接続によって前記対応する蛍光部材に接続されることより、前記ＬＥＤ素子は、前記対応する蛍光部材上に固定されることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１５】
前記ＬＥＤ素子は、前記発光層下方に位置するベース層を有し、前記ベース層は、透明である上、硬化性を有する構造である上、対応する前記蛍光部材と前記ＬＥＤ素子の発光層との間に位置し、前記ベース層が結合接続によって前記対応する蛍光部材に接続されることより、前記ＬＥＤ素子は、前記対応する蛍光部材上に固定されることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１６】
前記ベース層は、前記対応する蛍光部材に結合されるサファイヤ層又は前記対応する蛍光部材に集積される集積層であることを特徴とする請求項１３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１７】
前記ベース層は、前記対応する蛍光部材に結合されるサファイヤ層又は前記対応する蛍光部材に集積される集積層であることを特徴とする請求項１４に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１８】
前記ベース層は、前記対応する蛍光部材に結合されるサファイヤ層又は前記対応する蛍光部材に集積される集積層であることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤ光源。
【請求項１９】
前記蛍光部材の１つは、前記ＬＥＤ素子に塗布される蛍光層であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２０】
前記ＬＥＤ光源装置は、固定部材をさらに有し、
前記固定部材は、前記蛍光部材の角部上に接続されることにより、前記蛍光部材間の距離を固定し、これにより、前記ＬＥＤ素子は、前記蛍光部材間に固定されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２１】
前記固定部材は、１組の通路口を有し、前記通路口は、前記ＬＥＤ収容空間から外部に連通し、前記通路口により、前記ＬＥＤ収容空間内の前記ＬＥＤ素子から発生する熱は、外部に放熱されることを特徴とする請求項２０に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２２】
前記固定部材は、前記蛍光部材の両外表面に接続される角部固定部材又は前記蛍光部材の内表面に接続される結合部材であることを特徴とする請求項２１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２３】
ＬＥＤランプをさらに備え、
前記ＬＥＤランプは、グローブを有し、前記グローブ内には、グローブ内空間が形成され、前記グローブは、充填ガスを有し、前記グローブ内空間に前記ＬＥＤ光源装置が支持されることにより、前記ＬＥＤランプが形成されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２４】
前記ＬＥＤランプは、前記グローブ内空間内に前記ＬＥＤ光源装置を支持する光効果構造をさらに有し、前記光効果構造は、１組のコネクタを有し、前記コネクタは、前記グローブ内空間内において放射状に延伸する上、前記ＬＥＤ光源装置がそれぞれ接続され、これにより、前記ＬＥＤ光源装置は、前記グローブのグローブ内空間内の好適な位置に位置決めされることを特徴とする請求項２３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２５】
前記ＬＥＤランプは、光反射部材をさらに有し、前記光反射部材は、前記ＬＥＤ光源装置に沿って間隔をあけて延伸され、これにより、前記光反射部材は、前記ＬＥＤ光源装置から放出される光線を集光し、所定方向に反射することを特徴とする請求項２３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２６】
前記ＬＥＤランプは、導熱構造をさらに有し、前記導熱構造は、前記グローブの外部に接続されることにより、前記グローブの表面の熱伝達効果を強化し、前記導熱構造は、１組の放熱部材を有し、前記放熱部材は、前記グローブの非発光面から外部に放射状に延伸し、これにより、前記非発光面の放熱効果が高められることを特徴とする請求項２３に記載のＬＥＤ光源。
【請求項２７】
ＬＥＤ光源の製造方法であって、
（ａ）少なくとも１つのＬＥＤ素子を準備するステップと、
（ｂ）前記ＬＥＤ素子を２つの蛍光部材間に固定してＬＥＤ光源装置を形成するステップと、
（ｃ）前記ＬＥＤ素子を電極と電気的に接続するステップと、を含み、
前記ステップ（ａ）中、前記少なくとも１つのＬＥＤ素子は、第１の発光面と、前記第１の発光面と反対側の第２の発光面と、を有し、前記第１の発光面及び前記第２の発光面が電界発光することにより、１８０度を超える照明効果を提供し、
前記ステップ（ｂ）中、前記ＬＥＤ素子から発生する光線は、前記第１の発光面及び前記第２の発光面から前記２つの蛍光部材を通過し、
前記ステップ（ｃ）中、前記ＬＥＤ素子は、電源と電気的に接続されることを特徴とするＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項２８】
前記ステップ（ｂ）は、前記２つの蛍光部材間に、前記ＬＥＤ素子をサンドイッチ状に挟持することにより、保持して位置決めするステップをさらに含み、
前記ステップ（ｂ）中、前記第１の発光面と前記第２の発光面とは、前記２つの蛍光部材に押圧支持されるため、前記ＬＥＤ素子の熱が伝達されて除去され、前記ＬＥＤ素子は、前記２つの蛍光部材間に形成されるＬＥＤ収容空間内に保持されることを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項２９】
前記ステップ（ａ）は、さらに、
（ａ１）電流分散層と発光層とを積層するステップと、
（ａ２）前記ＬＥＤ素子にドーピングを行うことにより、前記電流分散層上にＰ型ドーピング層を形成し、前記発光層上にＮ型ドーピング層を形成するステップと、を含み、
前記ステップ（ａ２）中、前記電流分散層と前記発光層との間には、Ｐ−Ｎ接続が形成されるため、電界発光が生成されることを特徴とする請求項２８に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３０】
前記ステップ（ａ）は、さらに、
（ａ３）前記発光層にベース層を結合するステップを含み、
前記ステップ（ａ３）中、前記ベース層は、透明である上、硬化性を有する構造であり、対応する前記蛍光部材と前記ＬＥＤ素子の発光層との間に位置することを特徴とする請求項２９に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３１】
前記ベース層は、前記対応する蛍光部材に結合されるサファイヤ層又は前記対応する蛍光部材に集積される集積層であることを特徴とする請求項３０に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３２】
前記ステップ（ｃ）は、前記電極から前記ＬＥＤ素子まで接続導線を延伸することにより、前記ＬＥＤ素子と前記電極とを電気的に接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３３】
前記ステップ（ｃ）は、少なくとも１つの前記蛍光部材上に電導層を積層することにより、前記ＬＥＤ素子と前記電極とを電気的に接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３４】
前記蛍光部材の１つは、前記ＬＥＤ素子に塗布される蛍光層であることを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３５】
前記グローブのグローブ内空間内に前記ＬＥＤ光源装置を支持することにより、ＬＥＤ光源ランプを形成する上、前記グローブ内空間に充填ガスを充填するステップをさらに含み、
前記充填ガスが熱伝達の媒体とされることにより、前記ＬＥＤ光源装置から発生する熱は、前記グローブに伝達されることを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３６】
（ｄ）前記蛍光部材の角部上に固定部材を接続することにより、前記蛍光部材間の距離を固定し、これにより、前記蛍光部材間に前記ＬＥＤ素子を固定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【請求項３７】
前記ステップ（ｄ）は、さらに、
前記固定部材上に１組の通路口を形成することにより、前記ＬＥＤ収容空間を外部と連通させるステップをさらに含み、
前記通路口により、前記ＬＥＤ収容空間内の前記ＬＥＤ素子から発生する熱は、外部に放熱されることを特徴とする請求項３６に記載のＬＥＤ光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源及びその製造方法に関し、特に、放熱装置を有し、ＬＥＤランプに適用され、高輝度の照明効果を提供することができ、コストを低減することができるＬＥＤ光源及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＬＥＤ光源は、効率の高い運転を実現するために、放熱効率の高い放熱装置によって放熱を行う必要がある。一般に、放熱メカニズム又は放熱装置は、自然の熱対流を利用するもの、冷却ファンが設置されたもの、ヒートパイプが設置されたもの、吸熱構造が設置されたものなどを含む。しかし、冷却ファンは、構造が簡素であるが、信頼性に劣る。ヒートパイプは、放熱速度が遅い。吸熱構造は、放熱板の表面積による制限を受ける。即ち、これらの従来構造では、放熱問題を完全に解決することができない。
【０００３】
また、従来のＬＥＤ光源は、密封構造を有する。密封構造は、ベースとされる基板と、ＬＥＤ素子と、を含む。ＬＥＤ素子の一方の面は、基板上に結合され、他方の面が発光する。また、ＬＥＤ素子は、樹脂によって封止されることにより、基板上に付着される。
【０００４】
近年、ＬＥＤの放熱問題は、ＬＥＤに関連する技術における重要な課題の１つとなっている。ＬＥＤ放熱装置の設計及び構造は、ＬＥＤ光源の寿命、機能及びコストを決定する大きな要因となっている。また、従来のＬＥＤ光源は、１つの発光面しか提供することができず、一方の面（結合面）は、基板上に結合されるため、発光させることができない。このため、照明輝度及び照明効率が低い。また、結合面上の光線は、基板によって阻止されるため、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、結合面及び基板上に熱が蓄積される。周知の通り、ＬＥＤ光源は、作動温度が高くなると、発光効率が大幅に低下する。即ち、ＬＥＤの放熱問題は、ＬＥＤ光源の発光効率及び性能に大きな影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、照明効率を大幅に高め、設計難度を低減し、製造コストを低減することができるＬＥＤ光源を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、両側面が発光することにより、従来のＬＥＤ光源のように、結合面及び基板上に熱が蓄積するのを防止することができるＬＥＤ素子を提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の目的は、ＬＥＤ素子に２つの蛍光部材がサンドイッチ状に直接接続されることにより、１つ又は複数の通路口が形成され、通路口により、ＬＥＤ素子に発生する熱を伝達して除去することができるＬＥＤ素子を提供することにある。
【０００８】
本発明の第４の目的は、ＬＥＤ素子に２つの蛍光部材がサンドイッチ状に直接接続されることにより、１つ又は複数の通路口が形成され、通路口により、ＬＥＤ素子に発生する熱を伝達して除去することができる２層構造のＬＥＤ素子を提供することにある。
【０００９】
本発明の第５の目的は、ＬＥＤ素子に２つの蛍光部材がサンドイッチ状に直接接続されることにより、１つ又は複数の通路口が形成され、通路口により、ＬＥＤ素子に発生する熱を伝達して除去することができる３層構造のＬＥＤ素子を提供することにある。
【００１０】
本発明の第６の目的は、ＬＥＤ素子に２つの蛍光部材がサンドイッチ状に挟持される上、所定の位置に結合されることにより、１つ又は複数の通路口を有するＬＥＤ収容空間が形成され、ＬＥＤ収容空間に希ガスなどの気体を充填することによって放熱効果を高めることができるＬＥＤ素子を提供することにある。
【００１１】
本発明の第７の目的は、グローブ内空間を有するグローブを含み、グローブ内空間には希ガスが充填され、グローブには、少なくとも１つのＬＥＤ素子又はＬＥＤ光源装置が収納されて連通され、グローブ全体によって放熱を行うことができるＬＥＤランプを提供することにある。
【００１２】
本発明の第８の目的は、グローブ内空間を有するグローブを含み、グローブ内空間には希ガスが充填され、グローブには、少なくとも１つのＬＥＤ素子又はＬＥＤ光源装置が収納されて連通され、各ＬＥＤ素子又はＬＥＤ光源装置は、発光機能を有する固定部材を介してグローブの頭部に接続又は支持され、これにより、グローブ内空間のＬＥＤ素子又はＬＥＤ光源装置が生成する光エネルギーは、グローブ全体の発光面に到達するＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するために、本発明は、ＬＥＤランプを提供するものである。本発明のＬＥＤランプは、グローブを含む。グローブは、希ガスが充填されるグローブ内空間と、発光面と、を含む。ＬＥＤランプは、ＬＥＤ光源装置をさらに含む。
【００１４】
ＬＥＤ光源装置は、グローブ内空間に収容される上、グローブの頭部に支持されることによって照明効果を提供する。ＬＥＤ光源装置は、少なくとも１つのＬＥＤ素子、２つの蛍光部材、電極及び固定部材を含む。
【００１５】
少なくとも１つのＬＥＤ素子は、第１の発光面及び第２の発光面を含み、電界発光し、照明効果を提供する。
【００１６】
２つの蛍光部材は、ＬＥＤ素子をサンドイッチ状に挟持する。これにより、蛍光部材上に発光面が押圧支持される上、ＬＥＤ素子から発生する熱が伝達される。また、ＬＥＤ素子から発生する光線は、２つの発光面から２つの蛍光部材に伝搬される。
【００１７】
電極の両端は、ＬＥＤ素子の対応端に電気的に接続され、グローブの頭部を介し、電源に接続される。
【００１８】
固定部材は、２つの蛍光部材を接続することにより、ＬＥＤ収容空間を形成する上、２つの蛍光部材間の距離を固定する。これにより、ＬＥＤ素子は、２つの蛍光部材間に位置する上、ＬＥＤ収容空間中に位置する。電極の両端は、外部に延伸し、グローブの頭部に接続される。また、固定部材の２つの蛍光部材間には、１つ又は複数の通路口が形成される。これにより、ＬＥＤ素子とＬＥＤ収容空間外部のグローブ内空間との間は連通する。これにより、希ガスを媒体とし、通路口を介し、熱をＬＥＤ素子からグローブ内空間まで伝達させ、グローブ全体から有効に外部に放熱することができる。
【００１９】
また、本発明は、ＬＥＤ光源装置を提供するものである。本発明のＬＥＤ光源装置は、少なくとも１つのＬＥＤ素子、２つの蛍光部材、電極及び固定部材を含む。
【００２０】
少なくとも１つのＬＥＤ素子は、第１の発光面及び第２の発光面を含み、電界発光し、照明効果を提供する。
【００２１】
２つの蛍光部材は、ＬＥＤ素子をサンドイッチ状に挟持する。これにより、蛍光部材上に発光面が押圧支持される上、ＬＥＤ素子から発生する熱が伝達される。また、ＬＥＤ素子から発生する光線は、２つの発光面から２つの蛍光部材に伝搬される。
【００２２】
電極の両端は、ＬＥＤ素子の対応端に電気的に接続され、グローブの頭部を介し、電源に接続される。
【００２３】
固定部材は、２つの蛍光部材を接続することにより、ＬＥＤ収容空間を形成する上、２つの蛍光部材間の距離を固定する。これにより、ＬＥＤ素子は、２つの蛍光部材間に位置する上、ＬＥＤ収容空間中に位置する。電極の両端は、ＬＥＤ収容空間外部まで延伸する。
【００２４】
固定部材は、一対の位置決め部材及び２つのＬＥＤアーム部材を含む。
【００２５】
一対の位置決め部材は、２つの蛍光部材の両端に挟持される。これにより、２つの蛍光部材間の距離は、ＬＥＤ素子の厚さより長い。２つの蛍光部材間の距離とＬＥＤ素子の厚さとが異なるため、発光面と対応する蛍光部材との間には、熱通路が形成される。
【００２６】
２つのＬＥＤアーム部材は、ＬＥＤ素子の両側辺に接続されることにより、ＬＥＤ素子を支持する。これにより、ＬＥＤ素子は、２つの蛍光部材間に吊設される上、ＬＥＤ収容空間内に位置する。ＬＥＤ素子の両側辺及び２つの蛍光部材の熱伝達効果により、ＬＥＤ素子の熱が除去される。
【００２７】
また、本発明は、照明に適用されるＬＥＤ光源の製造方法を提供するものである。本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、以下（ａ）〜（ｇ）のステップを含む。
【００２８】
（ａ）電流分散層と発光層とを水平に積層する。
【００２９】
（ｂ）ＬＥＤ素子を形成する。ＬＥＤ素子は、２つの発光面を有し、ＬＥＤ素子にドーピングを行うことにより、電流分散層上にＰ型ドーピング層を形成し、発光層上にＮ型ドーピング層を形成する。これにより、電流分散層と発光層との間にＰ−Ｎ接続が形成される。Ｐ−Ｎ接続上は、電界発光する。
【００３０】
（ｃ）２つの蛍光部材により、１組のＬＥＤ素子をサンドイッチ状に挟持する。これにより、ＬＥＤ素子の２つの発光面が２つの蛍光部材に押圧支持され、熱が伝達されるようになる。
【００３１】
（ｄ）電極を各ＬＥＤ素子に接続することにより、ＬＥＤ素子を電源に接続する。
【００３２】
（ｅ）２つの蛍光部材及び固定部材を封止してＬＥＤ光源装置を形成する。これにより、１つ又は複数のＬＥＤ素子が収容されるＬＥＤ収容空間が形成される。ＬＥＤ収容空間には、１つ又は複数の通路口が形成される上、ＬＥＤ収容空間外に位置する外部環境が形成される。ＬＥＤ素子から発生する熱は、通路口から外部に伝達されて除去される。
【００３３】
（ｆ）グローブの頭部に電極を接続してＬＥＤランプを形成する。グローブの頭部にＬＥＤ光源装置を支持することにより、ＬＥＤ光源装置は、充填ガスが充填されたグローブ内空間に収容される。充填ガスは、熱伝達の媒体とされ、熱は、ＬＥＤ光源装置からグローブに到達する。
【００３４】
（ｇ）光効果構造を準備する。光効果構造は、１つ又は複数のコネクタを含む。コネクタは、１つのＬＥＤ光源装置をグローブの頭部に接続するために用いられる。これにより、ＬＥＤ光源装置は、グローブ内空間の好適な位置に位置するため、ＬＥＤ光源装置が生成する光線は、グローブの発光面全体に到達する。
【００３５】
ステップ（ａ）中、ベース層を発光層上に結合するステップを選択的に含むことができる。
【００３６】
ステップ（ｂ）中、ステップ（ｂ）を繰り返して行い、１組のＬＥＤ素子を形成するステップをさらに含む。
【００３７】
ステップ（ｅ）中、ステップ（ｅ）の後、上述のステップを繰り返して行い、１組のＬＥＤ光源装置を形成するステップをさらに含む。
【００３８】
ステップ（ｆ）は、１組のＬＥＤ光源装置をグローブの頭部に接続してＬＥＤランプを形成するステップに代えてもよい。本ステップ中、各ＬＥＤ光源装置の電極がグローブの頭部に接続されることにより、ＬＥＤ光源装置は、支持される。ＬＥＤ光源装置は、充填ガスが充填されたグローブ内空間に収容される。充填ガスが熱伝達の媒体とされることにより、熱は、ＬＥＤ光源装置からグローブに伝達される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明のＬＥＤ光源は、両側が発光するため、従来のＬＥＤの発光角度が限定される欠点を克服することができる。また、全ての発光角度に光エネルギーが利用されるため、３０％以上の光エネルギー利用率を実現することができる。即ち、本発明は、従来の放熱ベースによる放熱の欠点を完全に克服し、十分な照明効果と全ての角度への放熱を実現し、照明効率及び放熱効率を高めることができる。また、本発明においては、ＬＥＤ素子を低温の環境中において高出力で作動させることができる上、放熱機能を大幅に高めることができる。これにより、電子及び正孔に好適な環境を提供することができ、電界発光により、高い照明効果を提供することができる。これにより、放熱効率が高く、照明効果が高く、放熱効果が高い好適な作動環境を構築することができる。測定結果によると、本発明のＬＥＤ光源の電気エネルギーが光エネルギーに変換される効率は、８５％以上に及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好適な実施形態によるＬＥＤ光源を示す断面図である。
【図２】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子を示す断面図である。
【図５】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子と２つの蛍光部材との構造関係を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図６Ａ】図６中のＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図７】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図８】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図９】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図１０】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図１１】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図１２】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す平面図である。
【図１３】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す平面図である。
【図１４】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図１５】図１４の平面図である。
【図１６】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す断面図である。
【図１７】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す断面図である。
【図１８】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図１９】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図２０】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図２１】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図２２】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す断面図である。
【図２３】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す側面図である。
【図２４】図２３中のＬＥＤ光源装置を示す平面図である。
【図２５】図２４の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図２６】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の製造方法を示すブロック図である。
【図２７】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す平面図である。
【図２８】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の他の実施形態を示す断面図である。
【図２９】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子が電導層に電気的に接続される状態を示す断面図である。
【図２９Ａ】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の電導層であるプリント回路層が蛍光部材上に形成される状態を示す分解斜視図である。
【図３０】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子のＰ型ドーピング層及びＮ型ドーピング層を示す断面図である。
【図３１】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子が倒置方式で蛍光部材上に装着される状態を示す側面図である。
【図３２】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源のＬＥＤ素子が倒置方式で蛍光部材上に装着される際のＬＥＤ素子の位置を示す側面図である。
【図３３】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の蛍光層を示す側面図である。
【図３４】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の蛍光層の他の実施形態を示す側面図である。
【図３５】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の蛍光層の他の実施形態を示す側面図である。
【図３６】本発明の上述の好適な実施形態に基づくＬＥＤ光源の蛍光層の他の実施形態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１〜図３、図１６及び図１７を参照する。図１〜図３、図１６及び図１７は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ光源を示す。ＬＥＤ光源は、電源に電気的に接続される１つ又は複数のＬＥＤ光源装置１００と、固定部材５と、を含む。各ＬＥＤ光源装置１００は、少なくとも１つのＬＥＤ素子１０を含む。ＬＥＤ素子１０は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２を有し、電源に電気的に接続される。第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とは、第１の発光面１１上と第２の発光面１２上とに設置される。固定部材５は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に接続され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。
【００４２】
ここで、図２〜図５に示すように、各ＬＥＤ光源装置１００のＬＥＤ素子１０は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２が電界発光して照明効果を提供する。ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に位置する。ここで、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、サンドイッチ状に挟持される。これにより、第１の発光面１１と第２の発光面１２とは、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とに押圧支持される上、ＬＥＤ素子１０から発生する熱が伝達される。即ち、ＬＥＤ素子１０から発生する光線は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２から第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に伝搬される。また、ＬＥＤ素子１０は、電気的接続装置を介し、電源に電気的に接続される。電気的接続装置は、電極８１を含む。電極８１の両端がＬＥＤ素子１０の両対応端にそれぞれ電気的に接続されることにより、ＬＥＤ素子１０は、電源に電気的に接続される。
【００４３】
固定部材５は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に接続され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。また、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間には、ＬＥＤ収容空間５１が形成され、ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ収容空間５１中に収容される。ここで、固定部材５は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の角部上に接続され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。
【００４４】
また、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０が固定部材５によって固定されて位置決めされると、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間の間隔（即ち、ＬＥＤ収容空間５１の幅）が固定される。これにより、ＬＥＤ収容空間５１に位置するＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に固定される。電極８１の両端は、ＬＥＤ収容空間５１外部まで延伸する。
【００４５】
固定部材５は、角部固定部材であり、断面がＥ字形を呈し、２つの水平部と、２つの水平部間に位置する垂直部と、が形成される。固定部材５の２つの水平部は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の２つの外辺の角部上にそれぞれ接続される。固定部材５は、断面がＥ字形であり、３つの水平部と、３つの水平部に沿って形成される垂直部と、が形成されるのが好ましい。Ｅ字形の固定部材５の２つの水平部は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の２つの外辺の角部上にそれぞれ接続される。また、Ｅ字形の固定部材５の中間の水平部は、ＬＥＤ収容空間５１中まで延伸して進入することにより、ＬＥＤ収容空間５１の側部をさらに固定する（図３参照）。
【００４６】
固定部材５は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に形成される１つ又は複数の通路口７０を含む。通路口７０により、ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ収容空間５１外部に連通し、通路口７０からＬＥＤ素子１０の熱が外部に伝達されて除去される。
【００４７】
ＬＥＤ素子１０は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２を有する。また、第１の発光面１１と第２の発光面１２とには、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とが接続される。これにより、ＬＥＤ素子１０は、２つの発光面を提供し、照明効果を少なくとも３０％高めることができる。また、ＬＥＤ素子１０は、鉄板からなるベース又は吸熱構造に固定されない。即ち、本発明のＬＥＤ素子１０は、１つではなく、２つの露出部を有するため、対流及び輻射によって放熱が行われる。従って、ＬＥＤ素子１０の放熱装置の構造を簡素化することができる。即ち、従来の一方の側面がベース又は吸熱機構によって被覆されるＬＥＤ光源と異なり、本発明のＬＥＤ素子１０は、広角度に照明効果を提供することができる。本発明のＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１及び第２の発光面１２は、それぞれ１８０度を超える照明効果を提供することができる。
【００４８】
第１の蛍光部材２０は、蛍光チップであり、ガラスチップ、水晶体チップ又は透明セラミックチップであるのが好ましい。また、第２の蛍光部材３０は、蛍光コロイドであるのが好ましい。或いは、第１の蛍光部材２０が蛍光コロイドで、第２の蛍光部材３０が蛍光チップでもよい。また、選択的に、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０が蛍光チップ又は蛍光コロイドでもよい。即ち、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０は、蛍光チップ又は蛍光コロイドである。
【００４９】
ここで、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０の蛍光チップが配列されることにより、ＬＥＤ素子１０のベースが形成される。これにより、ＬＥＤ素子１０の熱が分散されて除去される。蛍光チップの厚さは、従来のＬＥＤ光源のベース構造より薄いため、熱伝達効率を大幅に高めることができる。蛍光チップは、ガラス材料、水晶体材料又は蛍光体粉末が塗布された透明セラミック材料からなる。蛍光チップは、レアアース金属がドーピングされたＹＡＧからなるのが好ましい。
【００５０】
図２及び図３に示すように、各ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、サンドイッチ状に間隔をあけて配列される。また、蛍光チップは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に使用することができる。ここで、各ＬＥＤ素子１０は、並列又は直列の方式で電気的に接続され、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間の同一の水平線上において、サンドイッチ状に間隔をあけて挟持される。これにより、隣り合う２つのＬＥＤ素子１０間には、熱が伝達される熱通路４０が形成される。
【００５１】
ここで、蛍光チップは、硬化性を有する。硬化性により、ＬＥＤ素子１０が支持されるため、従来のＬＥＤ光源のように支持ベース（一般に鉄板からなるベース板）を使用する必要がない。これにより、照明効果を高め、全体の寸法を縮小することができる。また、２つの隣接するＬＥＤ素子１０間に位置する熱通路４０により、ＬＥＤ素子１０の熱を有効に直接放熱して除去することができる。このため、ＬＥＤ素子に樹脂封止を行わなくても、熱通路４０が設けられることにより、有効に放熱を行うことができる。これにより、ＬＥＤ素子が冷却されるため、寿命を延長することができる。
【００５２】
図２〜図４に示すように、２つの蛍光チップは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に使用される。また、２つの蛍光チップの位置は、互いに平行であり、サンドイッチ状にＬＥＤ素子１０を挟持する。各ＬＥＤ素子１０は、倒置構造を有し、６つの発光面を有する。また、複数の層が順番に積層されて配列する。即ち、図４に示すように、硬化性を有する上、透明であるベース層１３、発光層１４及び電流分散層１５が順番に積層されて配列する。第２の蛍光部材３０は、ベース層１３に接続され、第１の蛍光部材２０は、電流分散層１５に接続される。ＬＥＤ素子１０の倒置構造は、構造が簡単であり、２つの発光面を提供することができる。
【００５３】
選択的に、ベース層１３は、サファイヤであり、第１の蛍光部材２０（又は第２の蛍光部材３０）に接合される。接合方式は、分子接合が最も好ましい。分子接合は、シリカゲルなどの導電媒体が必要ない。導電媒体は、熱伝達能力が限定されるが、分子接合は、ＬＥＤ素子１０の熱伝達能力及び熱伝達効率を高めることができる。ここで、ベース層１３は、他の材料から構成してもよい（例えば、ＬｉＡＣＯ3）。即ち、ベース層１３は、第１の蛍光部材２０（又は第２の蛍光部材３０）に安全に結合させることができればよい。
【００５４】
選択的に、ベース層１３を設けず、ＬＥＤ素子１０を第１の蛍光部材２０（又は第２の蛍光部材３０）の端部に結合してもよい。この端部には、導電素子が設けられていない。ベース層１３のないＬＥＤ素子１０が第１の蛍光部材２０（又は第２の蛍光部材３０）上に直接結合されることにより、ＬＥＤ素子１０からより多くの熱が除去される。
【００５５】
図３及び図５に示すように、各ＬＥＤ素子１０は、照明効果を提供するために用いられる。第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とは、各ＬＥＤ素子１０をサンドイッチ状に挟持する。これにより、各ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間において、順番に配列する。また、隣り合う２つのＬＥＤ素子１０間には、熱通路４０が形成される。固定部材５は、選択的に、接着部材又は結合部材５０である。結合部材５０は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の内側周辺上に位置する上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に封止される。これにより、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に位置決めされる。また、結合部材５０に沿って通路口７０が間隔をあけて設置される。これにより、ＬＥＤ素子１０の熱は、熱通路４０及び通路口７０から除去される。また、隣り合う２つのＬＥＤ素子１０間の熱通路４０内には、支持部材６０が対称に設置される。これにより、隣り合うＬＥＤ素子１０間の相対位置が保持される上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間のＬＥＤ収容空間５１の距離が保持される。また、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間のＬＥＤ収容空間５１には、ヘリウムガス、水素ガスなどの高導電性の希ガスが充填されるのが好ましい。これにより、熱伝達効果が強化され、ＬＥＤ素子１０の熱が迅速に除去される。
【００５６】
ここで、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、サンドイッチ状に挟持される上、結合部材５０によって境界が形成されるため、熱通路４０から通路口７０にかけて、放熱が有効に実現される。
【００５７】
結合部材５０は、シリカゲルからなり、光を反射し、電極８１を含むのが好ましい。また、電流分散層１５は、Ｐ型ドーピング層１０２を含む。発光層１４は、電流分散層１５の一方の側面に隣接し、Ｎ型ドーピング層１０１を含む。各ＬＥＤ素子１０は、並列又は直列に接続される。また、各ＬＥＤ素子１０は、接続導線８０を介し、電極８１に電気的に接続される。接続導線８０は、金属線、銅線又はその他である。ここで、接続導線８０は、隣り合う２つのＬＥＤ素子１０のＰ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１に接続される。これにより、各隣り合う２つのＬＥＤ素子１０は、接続導線８０を介して電気的に接続される上、末端に位置するＬＥＤ素子１０は、電極８１にも接続される。
【００５８】
図３に示すように、選択的に、ＬＥＤ光源の固定部材５は、末端に設けられる２つの位置決め部材９０を含む。位置決め部材９０は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に係合され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。上述の結合部材５０を使用せず、位置決め部材９０を使用することにより、ＬＥＤ素子１０と第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０とを直接接触させることができ、ＬＥＤ素子１０の放熱機能をさらに高めることができる。
【００５９】
ここで、他の実施形態においては、ＬＥＤ光源は、倒置構造を有さない。即ち、一般のＬＥＤ光源の構造を有し、Ｐ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とは、ＬＥＤ素子１０の上下面に位置する。図１７に示すように、ＬＥＤ光源装置１００は、ＬＥＤ素子１０、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を含む。ＬＥＤ素子１０は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２を有し、電界発光し、照明効果を提供する。第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とは、ＬＥＤ素子１０をサンドイッチ状に挟持する。これにより、第１の発光面１１は、第１の蛍光部材２０に対向し、第２の発光面１２は、第２の蛍光部材３０に対向する。これにより、ＬＥＤ素子１０から発生する光線は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２から第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に伝搬される。即ち、Ｐ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とは、ＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１と第２の発光面１２とに位置する。
【００６０】
電極８１の両端がＬＥＤ素子１０の両対応端に電気的に接続されることにより、ＬＥＤ素子１０は、電源に接続される。固定部材５は、ＬＥＤ素子１０、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に電気的に接続され、ＬＥＤ素子１０、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。これにより、ＬＥＤ収容空間５１が形成される上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間の距離が固定される。また、ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ収容空間５１中の第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に吊設される。また、電極８１の両端は、ＬＥＤ収容空間５１外部まで延伸する。固定部材５は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間の１つ又は複数の通路口７０を含む。これにより、ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ収容空間５１外部に連通し、通路口７０からＬＥＤ素子１０の熱が伝達されて除去される。
【００６１】
固定部材５は、末端に設けられる２つの位置決め部材９０を含むのが好ましい。２つの位置決め部材９０は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に係合され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。これにより、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に吊設される上、２つの位置決め部材９０によって支持されて位置決めされる。即ち、図１６及び図１７に示すように、固定部材５は、２つの位置決め部材９０を含む。各位置決め部材９０の両端には、両端収容溝９１が設けられ、両端収容溝９１間には、中間収容溝９２が設けられる。固定部材５は、２つのＬＥＤアーム部材９３をさらに含む。各ＬＥＤアーム部材９３の第１端は、位置決め部材９０の中間収容溝９２に挿入され、第２端は、ＬＥＤ素子１０の一方の端部に接続される。即ち、各位置決め部材９０上には、両端収容溝９１及び中間収容溝９２がそれぞれ設けられる。また、両端収容溝９１及び中間収容溝９２は、それぞれ間隔をあけて平行に配列されるのが好ましい。各位置決め部材９０の両端収容溝９１の寸法は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の一方の端部を収容するのに適切な寸法である。中間収容溝９２の寸法は、ＬＥＤアーム部材９３を収容するのに適切な寸法である。第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間には、２つの位置決め部材９０によってＬＥＤ収容空間５１が形成される上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間の接続距離が固定される。これにより、ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤ収容空間５１中に設置される上、ＬＥＤアーム部材９３よって支持されることにより、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に吊設される。また、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、ＬＥＤ素子１０との間には、熱通路４０が形成される。熱通路４０と、ＬＥＤ素子１０両辺の蛍光部材と、により、ＬＥＤ素子１０の熱が有効に伝達されて除去される。
【００６２】
図１７に示すように、ＬＥＤ光源装置１００が従来の一般構造のＬＥＤ素子１０を含む場合、各ＬＥＤ素子１０は、ＬＥＤアーム部材９３によって支持される上、接続導線８０を介して互いに接続される。即ち、各ＬＥＤ素子１０の両側端が２つのＬＥＤアーム部材９３によって支持される。これにより、ＬＥＤ素子１０は、他のＬＥＤ素子１０と接続される。また、ＬＥＤ光源装置１００末端の２つのＬＥＤ素子１０には、位置決め部材９０がそれぞれ接続される。また、各隣り合う２つのＬＥＤ素子１０は、接続導線８０を介し、互いに接続される。
【００６３】
ここで、本発明のＬＥＤ光源においては、倒置構造のＬＥＤ素子１０又は一般構造（非倒置構造）のＬＥＤ素子１０に有効な放熱効果が提供される。また、本発明のＬＥＤ光源は、光源ランプ、緊急ランプ、ダウンライト、自動車用ランプ、街灯、地下鉄照明、室内照明、デスクランプ、ランタン、キャンドルランプなどに応用することができる。本発明のＬＥＤ素子１０がＬＥＤ光源に応用される場合、倒置構造のＬＥＤ素子１０と一般構造のＬＥＤ素子１０とは、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、置換することができる。
【００６４】
図６に示すように、本発明のＬＥＤ光源は、ＬＥＤランプに応用される。ＬＥＤランプは、グローブ１１０を含む。グローブ１１０内には、グローブ内空間１１１が形成される。グローブ内空間１１１内は、充填ガス１１２を有する。グローブ１１０のグローブ内空間１１１中に１つ又は複数のＬＥＤ光源装置１００が支持されることにより、ＬＥＤランプが形成される。
【００６５】
各ＬＥＤ素子１０は、グローブ内空間１１１中において光線を生成し、光線は、グローブ１０を透過する。また、ＬＥＤ素子１０と口金８２との間に、電極８１が電気的に接続されることにより、電極８１を介し、ＬＥＤ素子１０に電源が供給される。また、ＬＥＤ素子１０の熱は、通路口７０からグローブ内空間１１１に到達して放熱される。
【００６６】
図６に示すように、ＬＥＤ素子１０は、直列接続され、棒状構造が形成される。ＬＥＤ素子１０が同一方向に配列されることにより、ＬＥＤ素子１０は、両側面が発光する。また、図６Ａに示すように、選択的に、ＬＥＤ素子１０を異なる方向に配列することにより、各ＬＥＤ素子１０が異なる方向に発光するようにすることもできる。図６Ａに示すように、一部のＬＥＤ素子１０は、前後に光線を放出し、ＬＥＤ素子１０は、左右に光線を放出する。これにより、ＬＥＤ光源装置１００は、３６０度に発光することができる。
【００６７】
充填ガス１１２は、希ガスであり、ＬＥＤ素子１０とグローブ１１０との間の媒体とすることができる。これにより、グローブ１１０全体の表面積によって放熱を行うことができる。充填ガス１１２は、ポリジメチルシロキサン（シリコンオイル）が好ましい。これにより、放熱表面積を大幅に増大し、放熱効率を高めることができる。また、充填ガス１１２は、ＬＥＤ素子１１２を取り囲む希ガスであり、グローブ１１０のグローブ内空間１１１中に密封される。また、グローブ内空間１１１内に希ガスが充填されることにより、ＬＥＤ素子１０が酸化しないため、ＬＥＤ素子１０の寿命を延長し、信頼性を高めることができる。
【００６８】
図７及び図８に示すように、ＬＥＤ光源装置１００は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、グローブ１１０の口金８２と、に接続される導管１２０を含むことができる。ここで、グローブ１１０の寸法及び形状は、選択的に、図６〜図１１に示す構造に構成することができる。即ち、グローブ１１０は、図６及び図１０に示すような、円柱構造、図７に示すような、楕円構造、図８及び図１１に示すような一般の電球構造、図９に示すようなフラスコ構造などにすることができる。
【００６９】
図９に示す本発明のＬＥＤ光源は、ダウンライトに応用される。ダウンライトは、外層の第１の主体層１３０と、内層の第２の主体層１４０と、を有する。これにより、第１の主体層１３０と第２の主体層１４０との間の層空間と、層空間と外部とを連通する層開口１５０と、が形成される。
【００７０】
図１０に示すように、本発明のＬＥＤ光源は、光反射部材１６０を含むのが好ましい。光反射部材１６０は、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０の一方の辺側面から延伸し、ＬＥＤ光源装置１００に沿って間隔をあけて延伸する。これにより、ＬＥＤ素子１０から放出される光線は、光反射部材１６０により、一方向にガイドされるため、単一方向への照明効果が提供される。即ち、光反射部材１６０により、ＬＥＤ光源から放出される光線は、集光され、所定方向に反射される。
【００７１】
本発明のＬＥＤ光源は、光効果構造１７を含むのが好ましい。光効果構造１７は、１つ又は複数のコネクタ１７０を含む。各コネクタ１７０の一方の端部には、ＬＥＤ光源装置１００が接続され、他方の端部は、ＬＥＤランプのグローブ１１０中に支持される。これにより、ＬＥＤ光源装置１００は、グローブ１１０のグローブ内空間１１１の最適位置に位置される。
【００７２】
例えば、図１１に示すように、グローブ内空間１１１中において、ＬＥＤ光源装置１００を支持するために用いられる光効果構造１７は、放射状に分布するコネクタ１７０を含む。各コネクタ１７０には、ＬＥＤ光源装置１００の一方の端部が接続される。また、各コネクタ１７０は、同心状にグローブ１１０の外部方向に延伸する。これにより、ＬＥＤ素子１０は、グローブ内空間１１１の中心に配列し、グローブ１１０の発光面１１０２を介し、照明効果を提供する。ここで、グローブ１１０も放熱媒体とすることができる。
【００７３】
ここで、図１１に示すように、ＬＥＤ光源装置１００は、照明効果を提供するために用いられるＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０をサンドイッチ状に挟持する第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、ＬＥＤ素子１０を結合させる上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、１つ又は複数の通路口７０を形成するために用いられる結合部材５０と、を含む。結合部材５０は、末端に位置する電極８１を含む。電極８１は、ＬＥＤ素子１０とグローブ１１０の口金８２とを電気的に接続することにより、ＬＥＤ素子１０を電源に接続するために用いられる。
【００７４】
選択的に、ＬＥＤ光源装置１００は、照明効果を提供するために用いられる並列接続又は直列接続されるＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０をサンドイッチ状に挟持する第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、ＬＥＤ素子１０を結合させる上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、１つ又は複数の通路口７０を形成するために用いられる結合部材５０と、を含む。結合部材５０は、末端に位置する電極８１を含む。電極８１は、ＬＥＤ素子１０を電気的に接続することにより、ＬＥＤ素子１０を電源に接続するために用いられる。
【００７５】
例を挙げると、図１２に示すように、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０は、同一の矩形の蛍光チップであり、対向する接続側面を形成する。電極８１の第１端及び第２端は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上に位置し、各ＬＥＤ素子１０を接続する。
【００７６】
例を挙げると、図１３に示すように、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０は、２つの同一の円形蛍光チップであり、対向する接続側面を形成する。電極８１の第１端及び第２端は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上に位置し、各ＬＥＤ素子１０を接続する。ＬＥＤ素子１０中の１つのＬＥＤ素子１０は、中心に位置し、他のＬＥＤ素子１０は、中心のＬＥＤ素子１０の周りに同心円状に位置する。これにより、通路口７０の通路４０がＬＥＤ光源装置の辺縁部に放射状に配列するため、放熱効果に優れる。
【００７７】
選択的に、図１４及び図１５に示すように、ＬＥＤ光源装置は、照明効果を提供するために用いられるＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０をサンドイッチ状に挟持する第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、ＬＥＤ素子１０を位置決めするために用いられる位置決め部材９０と、電極８１と、を含む。電極８１の第１端と第２端とは、ＬＥＤ素子１０の上下面にそれぞれ接続される。また、電極８１は、ＬＥＤ光源装置１００の上下面にそれぞれ位置する。これにより、ＬＥＤ素子１０は、電源に電気的に接続される。ここで、本実施形態中、ＬＥＤ素子１０は、倒置構造を有さなくてもよい。
【００７８】
選択的に、図１８に示すように、グローブ内空間１１１の構造は、設計及び用途に応じて変更することができる。例えば、グローブ内空間１１１の構造は、図１８に示すような、分割構造、図１９に示すような、キャンドル構造、図２０に示すような、カップ構造などにすることができる。
【００７９】
本発明のＬＥＤランプは、グローブ１１０の外表面に、導熱構造１８を含むのが好ましい。これにより、室外照明用に高出力のＬＥＤ光源装置を使用する場合の放熱面積をさらに増大することができる。例えば、図２１に示すように、ＬＥＤランプは、一方の側面に発光面１１０２が形成され、他方の側面が非発光面１１０３であるグローブ１１０と、照明効果を提供するために用いられるＬＥＤ光源装置１００と、ＬＥＤ光源装置１００から放出される光線を発光面１１０２に反射し、発光面１１０２から照明効果を提供するために用いられる光反射部材１６０と、導熱構造１８と、を含む。導熱構造１８は、放熱板１８１を含む。放熱板１８１は、グローブ１１０の非発光面１１０３から放射状に延伸することにより、放熱表面積を増大させる。
【００８０】
ここで、本発明のＬＥＤ光源装置１００は、モニタ又はテレビのＬＥＤバックライトに使用することができる。図２２に示すように、ＬＥＤ光源装置１００は、配列され、反射カップ１９０を介して照明効果が生成される。反射カップ１９０は、反射板１９１及び散光板１９２に接続される。これにより、光線は、反射カップ１９０から反射し、反射板１９１及び散光板１９２によってガイド板１９３にガイドされ、照明効果が提供される。
【００８１】
ここで、ＬＥＤ光源は、光線を生成する際に熱を放出するため、環境温度が上昇する。これは、ＬＥＤ光源の発光効率に大きな悪影響を与える。従来技術において、ＬＥＤ光源の発光効果は、電子及び正孔による電界発光によるものであるため、Ｐ−Ｎ接合上の電流が供給する外部エネルギーの影響を受ける。また、Ｐ−Ｎ接合の照明効果は、ＬＥＤ光源自身の半導体材料及び封止材料を透過して外部に放出する必要がある。このため、電気エネルギーが光エネルギーに変換される効率は、約３０％〜４０％しかない。また、電気エネルギーが熱エネルギーに変換される効率は、約７０％である。このため、従来技術を改善するためには、熱管理が必要である。本発明においては、照明効果を高めると共に、熱エネルギーの発生を低減することができるため、従来のＬＥＤ光源の発光効率が低い問題を有効に解決することができる。
【００８２】
本発明のＬＥＤ光源は、従来のＬＥＤ光源のように吸熱装置のみが使用されるのではない。また、本発明のＬＥＤ光源は、電界発光の特性を利用することにより、照明効果を提供するものであり、優れた照明効果により、照明効果を３０％以上高めることができる。また、従来技術においては、吸熱装置が主要又は唯一の放熱機構とされ、ＬＥＤ素子周囲の開放領域によって放熱が行われるが、本発明は、従来の吸熱装置によって放熱を行う問題を解決し、照明効果及び放熱効果を大幅に高めることができる。また、放熱効率が高められることにより、環境温度が低下するため、電子及び正孔による電界発光の条件を高め、高い照明効果を提供することができる。これにより、高い放熱効率、高い照明効果及び高い放熱効果を提供することができる。本発明のＬＥＤ光源の測定結果によると、電気エネルギーが光エネルギーに変換される効率は、８５％以上に及ぶ。
【００８３】
また、ＬＥＤ素子１０の周囲に充填ガスが提供されることにより、ＬＥＤ素子１０の熱が放熱され、ＬＥＤ素子の温度が低下する。これにより、電気エネルギーが光エネルギーに変換される効率は、９０％以上に及ぶ。これは、本発明が実現可能な重要な効果である。
【００８４】
選択的に、図２３〜図２５に示すように、本発明のＬＥＤ光源は、グローブ１１０及び１つ又は複数のＬＥＤ光源装置１００を含む。ＬＥＤ光源装置１００は、グローブ１１０内に収容されて支持される。グローブ１１０内には、グローブ内空間１１１が形成され、充填ガス１１２が充填される。各ＬＥＤ光源装置１００は、ＬＥＤ素子１０と、ＬＥＤ素子１０に電気的に接続される接続導線８０と、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、電極８１と、光反射部材１６０と、を含む。
【００８５】
第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とは、ＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１上と第２の発光面１２上とに設置されることにより、ＬＥＤ素子１０を位置決めする。これにより、ＬＥＤ素子１０が生成する光線は、第１の発光面１１及び第２の発光面１２から放出され、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を通過する。また、電界発光により、第１の発光面１１及び第２の発光面１２から、１８０度を超える角度に照明効果を提供する。
【００８６】
ＬＥＤ素子１０に電極８１が電気的に接続されることにより、ＬＥＤ素子１０は、電源に電気的に接続される。ＬＥＤ素子１０は、接続導線８０を介し、互いに接続される。
【００８７】
光反射部材１６０は、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０の一方の辺側面から延伸し、ＬＥＤ光源装置１００に沿って間隔をあけて延伸する。これにより、ＬＥＤ素子１０から放出される光線は、光反射部材１６０の反射面により、一方向にガイドされるため、単一方向への照明効果が提供される。即ち、光反射部材１６０により、ＬＥＤ光源から放出される光線は、集光され、所定方向に反射される。
【００８８】
各ＬＥＤ素子１０は、配列され、均一で理想的な発光量を提供する。各２つのＬＥＤ素子１０は、対向配列し、一方のＬＥＤ素子１０は、第１のＬＥＤ素子１０Ａであり、倒置構造を有する。また、他方のＬＥＤ素子１０は、第２のＬＥＤ素子１０Ｂであり、一般構造を有する。例えば、図２４及び図２５に示すように、複数対のＬＥＤ素子１０が２列に配列されることにより、均一で理想的な発光量が提供される。即ち、倒置構造のＬＥＤ素子１０と一般構造のＬＥＤ素子１０とが２列に交互に配列されることにより、均一で理想的な発光量が提供される。
【００８９】
グローブ１１０は、熱伝達性を高める塗装層１１０１をさらに含む。例えば、図２３に示すように、グローブ１１０の内表面上には、塗装層１１０１が設けられる。塗装層１１０１は、ポリジメチルシロキサン又はそれに類似する熱伝達特性を有する他の材料からなるのが好ましい。
【００９０】
図２７、図２８及び図３０は、本発明のＬＥＤ光源の他の実施形態を示す。本実施形態中、ＬＥＤ光源は、電導層８０Ａをさらに含む。電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の少なくとも何れかに積層される。ＬＥＤ素子１０と電導層８０Ａとは、電気的に接触する。これにより、各ＬＥＤ素子１０は、並列又は直列に電気的に接続される上、電導層８０Ａを介し、電極８１に電気的に接続される。即ち、各ＬＥＤ素子１０を電気的に接続するために用いられる接続導線８０は、本実施形態中では、使用されない。即ち、接続部材は、接続導線又はプリント回路層であり、これにより、ＬＥＤ素子１０は、電気的に接続される。
【００９１】
図２７〜図２９に示すように、電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上に塗布される。電導層８０Ａは、透明材料からなり、光線を透過する。これにより、ＬＥＤ素子１０が光線を生成すると、光線は、電導層８０Ａを透過して第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に到達する。
【００９２】
図２９及び図３０に示すように、ＬＥＤ素子１０の上下面は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上の電導層８０Ａに電気的に接続される。ここで、Ｐ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とは、ＬＥＤ素子１０の上下面にそれぞれ位置する。これにより、Ｐ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上の電導層８０Ａに電気的に接続される。本実施形態中、ＬＥＤ素子１０が第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に接続される際、電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上に塗布されるプリント回路層である。プリント回路層は、ＬＥＤ素子１０のＰ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１に対応するように配列する。本発明のＬＥＤ光源は、ＡＣ電源が統合されるため、ＡＣ／ＤＣアダプタ又はコンバータは必要ない。
【００９３】
第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上には、少なくとも２つのＬＥＤ素子１０が間隔をあけて接続される。また、各ＬＥＤ素子１０は、電導層８０Ａを介し、互いに電気的に接続される。また、電極８１は、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０の側辺縁端に設置される上、電導層８０Ａにそれぞれ電気的に接続される。これにより、ＬＥＤ素子１０が第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に接続されると、ＬＥＤ素子１０は、電導層８０Ａを介し、電極８１と電気的に接続される。上述の製造方法により、製造コストを低減することができると共に、照明効果及び放熱効率を高めることができる。
【００９４】
ここで、電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０上に形成することができる。この場合、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、ＬＥＤ素子１０の同一面に位置する。即ち、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０上に位置する。これにより、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、第１の蛍光部材２０又は第２の蛍光部材３０上において、電導層８０Ａと電気的に接続される。図３１に示すように、電導層８０Ａは、プリント回路層であり、第１の蛍光部材２０上に形成される。電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０に印刷され、ＬＥＤ素子１０のＰ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１に電気的に接続される複数対の接続ベース８０Ａ１を有する。また、電導層８０Ａは、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０上に印刷され、ＬＥＤ素子１０に電気的に接続される接続部材８０Ａ２を有する。各ＬＥＤ素子１０は、同一の発光面１１上にＰ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１を有し、電導層８０Ａと電気的に接続される。
【００９５】
ここで、図７〜図１０、図１８〜図２１、図２３及び図２４に示すように、ＬＥＤ光源装置１００のＬＥＤ素子１０をグローブ１１０中に装着することにより、ＬＥＤランプを形成することができる。また、図６Ａに示すように、ＬＥＤ光源装置１００を異なる方向に配列することにより、３６０度に照明効果を提供することができる。ＬＥＤ光源装置１００のＬＥＤ素子１０を異なる方向へ組み合わせる構造は、本発明の容易に想到できる実施形態である。
【００９６】
また、本発明は、上述のＬＥＤ光源の製造方法をさらに提供するものである。
【００９７】
図２６に示すように、本発明のＬＥＤ素子１０の製造方法は、以下（１）及び（２）のステップを含む。
【００９８】
（１）電流分散層１５と発光層１４とを積層する。電流分散層１５と発光層１４とは、水平に積層するのが好ましい。
【００９９】
（２）ＬＥＤ素子１０を形成する。ＬＥＤ素子１０上に、第１の発光面１１及び第２の発光面１２を形成する。ＬＥＤ素子１０にドーピングを行うことにより、電流分散層１５上にＰ型ドーピング層１０２を形成し、発光層１４上にＮ型ドーピング層１０１を形成する。これにより、電流分散層１５と発光層１４との間にＰ−Ｎ接続が形成され、電界発光する。
【０１００】
上記のＬＥＤ素子１０の製造方法は、発光層１４にベース層１３を結合するステップをさらに含む。
【０１０１】
ＬＥＤ光源装置１００の製造方法は、以下（ａ）〜（ｃ）のステップを含む。
【０１０２】
（ａ）第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と、少なくとも１つのＬＥＤ素子１０と、をサンドイッチ状に配列する。これにより、ＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１と第２の発光面１２とが第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とに押圧支持され、熱が伝達されるようになる。
【０１０３】
（ｂ）ＬＥＤ素子１０と電極８１とを電気的に接続することにより、ＬＥＤ素子１０を電源に電気的に接続する。
【０１０４】
（ｃ）第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０と固定部材５とを固定し、１つ又は複数のＬＥＤ素子１０が収容されるＬＥＤ収容空間５１を形成する。これにより、ＬＥＤ収容空間５１と、ＬＥＤ収容空間５１外の外部環境と、の間には、１つ又は複数の通路口７０が形成される。通路口７０により、ＬＥＤ素子１０の熱が伝達されて除去される。以上のステップにより、ＬＥＤ光源装置１００が形成される。
【０１０５】
ここで、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０は、少なくとも１つのＬＥＤ素子１０を収容するために用いられる。即ち、ステップ（ａ）中のＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間にサンドイッチ状に挟持される。これにより、ＬＥＤ素子１０の第１の発光面１１と第２の発光面１２とは、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０とに押圧支持され、熱が伝達されるようになる。
【０１０６】
また、ＬＥＤ素子１０の配列方式により、隣り合う２つのＬＥＤ素子１０間には、熱通路４０が形成される。熱通路４０及び通路口７０により、優れた放熱効果が実現される。
【０１０７】
本発明のＬＥＤランプの製造方法は、以下（Ａ）及び（Ｂ）のステップを含む。
【０１０８】
（Ａ）グローブ１１０のグローブ内空間１１１中に、１つ又は複数のＬＥＤ光源装置１００を支持する。
【０１０９】
（Ｂ）電極８１とグローブ１１０の口金８２とを電気的に接続する。ＬＥＤ光源装置１００は、グローブ内空間１１１中に収容される。グローブ内空間１１１中に、熱伝達の媒体とされる充填ガス１１２を充填することにより、ＬＥＤ光源装置１００から発生する熱は、グローブ１１０に伝達される。以上のステップにより、ＬＥＤランプが形成される。
【０１１０】
照明効果を高めるために、光効果構造１７をさらに準備することができる。光効果構造１７を準備するステップは、以下（Ａ１）のステップを含む。
【０１１１】
（Ａ１）光効果構造１７を準備する。光効果構造１７は、１つ又は複数のコネクタ１７０を含む。各コネクタ１７０により、１つのＬＥＤ光源装置１００をグローブ１１０の口金８２に接続する。これにより、ＬＥＤ光源装置１００は、グローブ内空間１１２の好適な位置に位置するため、ＬＥＤ光源装置１００が生成する光線は、グローブ１１０の発光面１１０２全体に到達する。
【０１１２】
ここで、固定部材５は、結合部材５０又は２つの位置決め部材９０であり、分子接合又は挟持により、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０を位置決めする。ＬＥＤ素子１０は、２層のＬＥＤ素子１０又は３層のＬＥＤ素子１０であり、両面に照明効果を提供する。
【０１１３】
選択的に、本発明のＬＥＤ光源は、以下に示す方法によって製造することができる。図３１及び図３２を参照する。
【０１１４】
各ＬＥＤ素子１０を第１の蛍光部材２０に接続する。図３１に示すように、各ＬＥＤ素子１０を倒置方式によって第１の蛍光部材２０に装着する。図３２に示すように、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、ＬＥＤ素子１０の同一面に位置する。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１には、第１の蛍光部材２０が接続される。接続導線８０は、第１の蛍光部材２０上に予め配置される。これにより、第１の蛍光部材２０上には、１組の突出部が形成され、ＬＥＤ素子１０が突合せられ、配列される。これにより、ＬＥＤ素子１０と第１の蛍光部材２０とが接続された際、ＬＥＤ素子１０と接続導線８０とは、電気的に接続される。
【０１１５】
ここで、ＬＥＤ素子１０と第１の蛍光部材２０とが接続される際、電導層８０Ａは、プリント回路層でもよい。プリント回路層は、第１の蛍光部材２０上に予め形成される。ＬＥＤ素子１０と第１の蛍光部材２０とを接続した後、ＬＥＤ素子１０上に第２の蛍光部材３０を設置する。これにより、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間にサンドイッチ状に挟持される。上述の方法により、第１の蛍光部材２０上にＬＥＤ素子１０を正確に位置決めすることができる上、第１の蛍光部材２０と第２の蛍光部材３０との間に、ＬＥＤ素子１０を固定することができる。
【０１１６】
図３３は、第２の蛍光部材３０（以下蛍光層３０Ａと称す）の他の実施形態を示す断面図である。本実施形態中、蛍光層３０Ａは、各ＬＥＤ素子１０上に積層される。蛍光層３０Ａは、上述の第２の蛍光部材３０と同一の効果を有する。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１がＬＥＤ素子１０の同一面上に位置するため、蛍光層３０Ａは、塗布方式により、ＬＥＤ素子１０のＰ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１が設けられる面と反対の面に形成されるのが好ましい。蛍光層３０Ａは、薄膜であるため、ＬＥＤ光源全体の厚さを縮小することができる。ここで、ＬＥＤ素子１０は、発光層１４及び電流分散層１５を有する。また、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、電流分散層１５上に位置し、ＬＥＤ素子１０上の突出接続部とされる。
【０１１７】
図３４に示すように、ＬＥＤ素子１０は、第１の蛍光部材２０に接続される。また、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、ＬＥＤ素子１０の同一面上に位置する上、第１の蛍光部材２０に対向しない。蛍光層３０Ａは、第２の蛍光部材３０の代わりにＬＥＤ素子１０上に塗布され、Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１を被覆する。これにより、第１の蛍光部材２０上に、ＬＥＤ素子１０が被覆される態様となる。また、接続導線８０は、第１の蛍光部材２０上に超音波溶接され、Ｐ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とに電気的に接続される。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１と接続導線８０との接続部は、蛍光層３０Ａによって被覆される。
【０１１８】
図３５に示す実施形態においては、ＬＥＤ素子１０が第１の蛍光部材２０上に接続される。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、ＬＥＤ素子１０の同一面上に位置する上、第１の蛍光部材２０に対向する。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、第１の蛍光部材２０上において、溶接により、接続導線８０に電気的に接続される。また、第２の蛍光部材３０の代わりに、蛍光層３０ＡがＬＥＤ素子１０上に塗布され、第１の蛍光部材２０上において、ＬＥＤ素子１０を被覆する。
【０１１９】
図３６に示すように、選択的に、第２の蛍光部材３０は、各ＬＥＤ素子１０に積層される離散蛍光体３１Ａでもよい。離散蛍光体３１Ａは、ベース層１３の代わりとして、発光層１４上に積層される。
【０１２０】
即ち、ベース層１３は、対応する第２の蛍光部材３０のサファイヤ層に結合し、ベース層１３全体を第２の蛍光部材３０の集積層、蛍光層３０Ａ又は離散蛍光体３１Ａに結合することができる。ここで、これらの実施形態は、図６〜図１１及び図１８〜図２３に示す様々なＬＥＤランプ中に置換可能に応用することができる。また、接続導線８０及び電導層８０Ａは、ＬＥＤ素子１０のＰ型ドーピング層１０２とＮ型ドーピング層１０１とに置換可能に電気的に接続することができる。Ｐ型ドーピング層１０２及びＮ型ドーピング層１０１は、ＬＥＤ素子１０の同一面又は上下面に形成することができる上、接続導線８０又は電導層８０Ａと電気的に接続される。
【０１２１】
上述の製造方法により、製造コストを低減することができる上、照明効果及び放熱効率を大幅に高めることができる。また、従来の樹脂によって封止されたＬＥＤ光源においては、熱が樹脂中に密封される上、サファイヤからなるベースのみから熱が伝達されるため、臨界点の２００℃に及ぶ熱が発生する虞がある。従って、従来のＬＥＤ光源は、発生する熱によって温度が上昇し、発光輝度が低下する。しかし、本発明のＬＥＤ光源においては、第１の蛍光部材２０及び第２の蛍光部材３０により、有効に放熱が行われるため、４０℃〜５０℃にまでしか到達しない。また、ＬＥＤ光源に従来のファンを組み合わせて気流を発生させることにより、放熱効果をさらに高めることができる。ＬＥＤ光源の周囲の環境温度が低下すると、ＬＥＤ光源の発光輝度が高められるため、発生する熱を最小化することができる。
【０１２２】
従来技術においては、ＬＥＤは、支持体として放熱ベースが必要であるという偏見が存在するが、本発明においては、その偏見から生じる欠点を克服し、放熱ベースが使用されない。また、本発明においては、ＬＥＤ光源の両側が発光するため、従来のＬＥＤの発光角度が限定される欠点を克服することができる。また、全ての発光角度に光エネルギーが利用されるため、３０％以上の光エネルギー利用率を実現することができる。即ち、本発明は、従来の放熱ベースによる放熱の欠点を完全に克服し、十分な照明効果と全ての角度への放熱を実現し、照明効率及び放熱効率を高めることができる。また、本発明においては、ＬＥＤ素子を低温の環境中において高出力で作動させることができる上、放熱機能を大幅に高めることができる。これにより、電子及び正孔に好適な環境を提供することができ、電界発光により、高い照明効果を提供することができる。これにより、放熱効率が高く、照明効果が高く、放熱効果が高い好適な作動環境を構築することができる。測定結果によると、本発明のＬＥＤ光源の電気エネルギーが光エネルギーに変換される効率は、８５％以上に及ぶ。
【０１２３】
上述の説明及び図面に示す実施形態は、本発明の一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。
【０１２４】
上述の説明から分かるように、本発明の目的は、完全且つ有効に実現することができる。本発明の機能及び構造は、上述の実施形態中において説明する。また、本発明の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変更することができる。
即ち、本発明は、特許請求の範囲の内容に基づく全ての他の実施形態を含む。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  ＬＥＤ素子
１０Ａ  第１のＬＥＤ素子
１０Ｂ  第２のＬＥＤ素子
１００  ＬＥＤ光源装置
１０１  Ｎ型ドーピング層
１０２  Ｐ型ドーピング層
１１  第１の発光面
１１０  グローブ
１１０２  発光面
１１０１  塗装層
１１０２  発光面
１１０３  非発光面
１１１  グローブ内空間
１１２  充填ガス
１２  第２の発光面
１２０  導管
１３  ベース層
１３０  第１の主体層
１４  発光層
１４０  第２の主体層
１５  電流分散層
１５０  層開口
１６０  光反射部材
１７  光効果構造
１７０  コネクタ
１８  導熱構造
１８１  放熱板
１９０  反射カップ
１９１  反射板
１９２  散光板
１９３  ガイド板
２０  第１の蛍光部材
３０  第２の蛍光部材
３０Ａ  蛍光層
３１Ａ  離散蛍光体
４０  熱通路
５  固定部材
５０  結合部材
５１  ＬＥＤ収容空間
６０  支持部材
７０  通路口
８０  接続導線
８０Ａ  電導層
８１  電極
８２  口金
９０  位置決め部材
９１  両端収容溝
９２  中間収容溝
９３  ＬＥＤアーム部材
【図１】
2013531367.tif 000003
【図２】
2013531367.tif 000004
【図３】
2013531367.tif 000005
【図４】
2013531367.tif 000006
【図５】
2013531367.tif 000007
【図６】
2013531367.tif 000008
【図６Ａ】
2013531367.tif 000009
【図７】
2013531367.tif 000010
【図８】
2013531367.tif 000011
【図９】
2013531367.tif 000012
【図１０】
2013531367.tif 000013
【図１１】
2013531367.tif 000014
【図１２】
2013531367.tif 000015
【図１３】
2013531367.tif 000016
【図１４】
2013531367.tif 000017
【図１５】
2013531367.tif 000018
【図１６】
2013531367.tif 000019
【図１７】
2013531367.tif 000020
【図１８】
2013531367.tif 000021
【図１９】
2013531367.tif 000022
【図２０】
2013531367.tif 000023
【図２１】
2013531367.tif 000024
【図２２】
2013531367.tif 000025
【図２３】
2013531367.tif 000026
【図２４】
2013531367.tif 000027
【図２５】
2013531367.tif 000028
【図２６】
2013531367.tif 000029
【図２７】
2013531367.tif 000030
【図２８】
2013531367.tif 000031
【図２９】
2013531367.tif 000032
【図２９Ａ】
2013531367.tif 000033
【図３０】
2013531367.tif 000034
【図３１】
2013531367.tif 000035
【図３２】
2013531367.tif 000036
【図３３】
2013531367.tif 000037
【図３４】
2013531367.tif 000038
【図３５】
2013531367.tif 000039
【図３６】
2013531367.tif 000040
【国際調査報告】
2013531367.tif 000041
2013531367.tif 000042
2013531367.tif 000043