(57)【要約】【課題】減衰現象を低減することができる、放出光が均一な広角発光ダイオードパッケージを提供する。【解決手段】反射カップ３５は基板３１に配置される。発光ダイオード３２は基板３１上の反射カップ３５の内部に配置される。パッケージコロイド３３は反射カップ３５内の発光ダイオード３２に被さる。広角レンズ３６は注入成型によって反射カップ３５とパッケージコロイド３３の頂部辺縁に配置されることで光の広角化を実現させ、放出光を平均させる。【選択図】  図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に配置される反射カップと、
注入成型によって前記基板上の前記反射カップの内部に配置される発光ダイオードと、
前記反射カップ内の前記発光ダイオードに被さるパッケージコロイドと、
前記反射カップと前記パッケージコロイドの頂部辺縁に配置されることで光の広角化を実現させ、放出光を平均させる広角レンズと、
を備えることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
【請求項２】
前記反射カップは、深さが０．２０から０．５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項３】
前記広角レンズは、中央に陥没部を有し、断面がコウモリの翼のような形を呈することを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項４】
前記広角レンズは、被覆範囲の外縁が前記パッケージコロイドの頂部の外縁であることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項５】
前記広角レンズは対称的な円形状であり、最も外側の半径は最高点の半径の１．１から２．５倍であり、翼形状の最高点の高さは翼形状の二番目に高い部位の高さの１．０５から１．２５倍、かつ中央の最も陥没した部位の高さの４．５から９．５倍であることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項６】
前記発光ダイオードは、表面に蛍光粉末層を有し、
前記蛍光粉末層は、ディスペンシング技術に基づいて複数の蛍光粉末を含有したマイクロカプセルから構成され、
前記マイクロカプセルは、一定の規則に基づいて配列されることを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項７】
前記マイクロカプセルは、直径が０．０５から０．２０ｍｍであり、
前記マイクロカプセル内の前記蛍光粉末は、粒径が３から１５μｍであり、
前記蛍光粉末層は、厚さが２０から５０μｍであることを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項８】
前記広角レンズは、非円対称の矩形状または楕円形状であり、最高点の高さは中央の陥没部の高さの１．０２から１．２０倍、かつ曲面の陥没部の高さの２．５から６．５倍であることを特徴とする請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項９】
前記発光ダイオードは、表面に蛍光粉末層を有し、
前記蛍光粉末層は、ディスペンシング技術に基づいて複数の蛍光粉末を含有したマイクロカプセルから構成され、
前記マイクロカプセルは、一定の規則に基づいて配列されることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１０】
前記マイクロカプセルは、直径が０．０５から０．２０ｍｍであり、
前記マイクロカプセル内の前記蛍光粉末は、粒径が３から１５μｍであり、
前記蛍光粉末層は、厚さが２０から５０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、発光ダイオードパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
日増しに成熟してきた発光ダイオードの技術は、日常生活から情報、通信および消耗性電子製品の表示ユニットおよびディスプレイにまで応用されることが一般的になっている。発光ダイオードはパッケージングによって電気、光および熱に必要なサポーターを供給するため、光学設計はパッケージングの重要な一環であるとされる。光を効果的に放出できる方式、光の放出角度および放出方向は、設計上重要な点となる。一方、特殊な光学設計を採用しない発光ダイオードパッケージは光の放出角度が約１２０度であるため、パッケージした発光ダイオードを配置し、面光源を形成するには、高い発光ダイオード密度分布が求められる。それに対し、特殊な広角光学設計に基づいてパッケージされた発光ダイオードは光の放出角度が１２０度以上であるため、同じ放出面積が求められる場合、比較的少ない発光ダイオードによって目的を達成することができる。
【０００３】
図１に示すように、発光ダイオードのパッケージングに応用される従来の広角光学設計は、ベースの発光ダイオードパッケージ１０の外部に広角レンズ２０を被せることである。ベースの発光ダイオードパッケージ１０は基板１１、発光ダイオード１２およびパッケージコロイド１３を備え、広角レンズ２０によって１２０度の放出角度θを増大させる。しかしながら、広角レンズを配置する二次光学の設計は８０から８５％の光を減衰させてしまうだけでなく、広角レンズを配置するには位置を正確に合わせる必要があり、かつ前後にパッケージする光学設計を相互に合わせなければならないような二重のパッケージ問題がある。
【０００４】
一般的には発光ダイオードから放出される第一種光と、色が異なる蛍光粉末を励起させて生じる第二種光とを混合させて第三種光を生成する発光ダイオードの光混合を応用する。例えば青色発光ダイオードにイットリウム・アルミニウム・ガーネットの黄色蛍光粉末を加えれば、青色光と、黄色蛍光粉末を励起させて生じる黄色光とを混合させて白色光を生成することができる。図２に示すように、周知の蛍光粉末層の製作方法は、スプレー技術によって発光ダイオード１２の表面に蛍光粉末層１４を形成することである。しかしながら、現今のスプレー技術によって形成された蛍光粉末層１４の厚さおよび均一さをコントロールすることは難しい。不規則な蛍光粉末層１４は光を混合させた後、色温度を分散して不均衡を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１４４８６７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は、光を減衰させる先行技術の問題を解決するため、減衰現象を大幅に低減することができる、放出光が均一な広角発光ダイオードパッケージを提供することを主な目的とする。
【０００７】
本考案は、二重のパッケージを行うために位置を相互に合わせる必要があるという問題を解消可能な発光ダイオードパッケージを提供することをもう一つの目的とする。
本考案は、蛍光粉末層を規則的に形成できる発光ダイオードパッケージを提供することをもう一つの目的とする。
本考案は、マイクロ構造を自然に形成できる発光ダイオードパッケージを提供することをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案による発光ダイオードパッケージは、基板、反射カップ、発光ダイオード、パッケージコロイドおよび広角レンズを備える。反射カップは基板に配置される。発光ダイオードは基板上の反射カップの内部に配置される。パッケージコロイドは反射カップ内の発光ダイオードに被さる。広角レンズは注入成型によって反射カップとパッケージコロイドの頂部辺縁に配置されることで光の広角化を実現させ、放出光を平均させる。
【０００９】
反射カップは深さが０．２０から０．５０ｍｍである。広角レンズは中央に陥没部を有し、断面がコウモリの翼のような形を呈し、被覆範囲の外縁がパッケージコロイドの頂部の外縁である。広角レンズは対称的な円形状であり、サイズの比が次の通りである。最も外側の半径は最高点の半径の１．１から２．５倍である。最高点の高さは中央の最も陥没した部位の高さの４．５から９．５倍である。また広角レンズは非円対称の矩形状または楕円形状であってもよい。サイズの比は次の通りである。最高点の高さは二番目に高い部位の高さの１．０２から１．２０倍、かつ曲面の陥没部の高さの２．５から６．５倍である。
【００１０】
発光ダイオードは表面に蛍光粉末層を有する。蛍光粉末層はディスペンシング技術に基づいて複数の蛍光粉末を含有したマイクロカプセルから構成される。マイクロカプセルは一定の規則に基づいて配列され、直径が０．０５から０．２０ｍｍである。マイクロカプセル内の蛍光粉末は粒径が３から１５μｍである。蛍光粉末層は厚さが２０から５０μｍである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】広角設計に基づいた従来の発光ダイオードパッケージを示す模式的断面図。
【図２】周知の発光ダイオードの蛍光粉末層の構造を示す模式的断面図。
【図３】本考案の第１実施形態による発光ダイオードパッケージを示す模式的断面図。
【図４】本考案の第２実施形態による発光ダイオードパッケージを示す模式的断面図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】本考案における蛍光粉末層の構造を示す模式図。
【図７】図６の７−７線断面図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案による発光ダイオードパッケージを図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図３に示すのは、本考案を対称的なパッケージング構造に適用した第１実施形態である。発光ダイオードパッケージは、基板３１、反射カップ３５、発光ダイオード３２、パッケージコロイド３３および広角レンズ３６を備える。反射カップ３５は基板３１に配置され、深さＤが０．２０から０．５０ｍｍである。発光ダイオード３２は基板３１上の反射カップ３５の内部に配置される。パッケージコロイド３３は反射カップ３５内の発光ダイオード３２に被さる。本実施形態において、コウモリ翼型（Batwing type）かつ円対称の広角レンズ３６ａは注入成型によって反射カップ３５とパッケージコロイド３３の頂部辺縁に配置される。つまり広角レンズ３６ａは中央に形成された陥没部３６１を有し、外周が円形を呈する。陥没部３６１の弧状は最高点の高度Ｈ１ａおよび二番目に高い部位の高さＨ２ａの二つの異なる曲率に基づいて定義される。円対称の広角レンズ３６ａは被覆範囲の外縁がパッケージコロイド３３の頂部の外縁であるため、光の広角化を実現させ、放出光を均一にすることができる。円対称の広角レンズ３６ａのサイズの比は次の通りである。最も外側の半径Ｒ１は最高点の半径Ｒ２の１．１から２．５倍である。最高点の高さＨ１ａは二番目に高い部位の高さＨ２ａの１．０５から１．２５倍、かつ中央の最も陥没した部位の高さＨ３ａの４．５から９．５倍である。
【００１３】
（第２実施形態）
図４および図５に示すのは、本考案を非円対称のパッケージング構造に適用した第２実施形態である。上述した第１実施形態との違いは、広角レンズのサイズの比が異なることである。本実施形態において、非円対称の広角レンズ３６ｂのサイズの比は次の通りである。最高点の高さＨ１ｂは中央の陥没部の高さＨ２ｂの１．０２から１．２０倍、かつ曲面の陥没部の高さＨ３ｂの２．５から６．５倍である。非円対称の広角レンズ３６ｂは矩形状、楕円形状または細長い形状などのタイプがある。
【００１４】
図６および図７に示すように、発光ダイオード３２は表面に蛍光粉末層３４を有する。蛍光粉末層３４はディスペンシング技術に基づいて複数の蛍光粉末を含有したマイクロカプセル３４１から構成される。マイクロカプセル３４１は一定規則に基づいて配列され、直径が０．０５から０．２０ｍｍである。マイクロカプセル３４１内の蛍光粉末は粒径が３から１５μｍである。蛍光粉末層２４は厚さが２０から５０μｍである。
【００１５】
上述したとおり、本考案は、注入成型によってコウモリの翼のような広角レンズ３６を一次光学として反射カップ３５とパッケージコロイド３３の頂部辺縁に形成する。つまり、広角レンズ３６は、一次加工方式によって反射カップ３５とパッケージコロイド３３の頂部辺縁に断面がコウモリの翼のような形を呈する。二次加工方式によって広角レンズを配置する二次光学の設計を採用する従来の技術に対し、本考案は光減衰現象を大幅に減少させることができるだけでなく、一次光学の設計に基づいて放出光の均衡および広角化を実現させることができる。つまり、本考案は、光放出面をコウモリの翼のような形に設計するため、発光ダイオード３２から放出される光を頂面によって反射、屈折させて生じた光放出角度θ１は１６０度の広角を呈することができる。また、本考案は二重のパッケージを行うには位置を相互に合わせる必要があるという問題を解決できる。
【００１６】
一方、マイクロカプセル３４１はディスペンシング量が少ないため、所定の形に形成することができるだけでなく、形成した蛍光粉末層３４の厚さと均一さを非常に規則化し、光を混合させて生じた光の色を非常に均一にすることができる。従って、本考案は蛍光粉末層を規則的に形成できる効果を有する。またマイクロカプセル３４１は規則的にディスペンシングされ、蛍光粉末層３４を生成し後、マイクロ構造を自然に形成できる効果を有する。
【００１７】
上述したとおり、本考案により提示された構造は、未だなかっただけでなく、効果を増進し、産業上の利用に対応することができるため、実用新案登録請求の要件を満たすと考えられる。
以上、本考案は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００１８】
３１  ・・・基板
３２  ・・・発光ダイオード
３３  ・・・パッケージコロイド
３５  ・・・反射カップ
３６  ・・・広角レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003176300.tif 000008
【図７】
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