(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材からなり、一方の面の内部に凹部である機能領域があり、前記機能領域は、複数の貫通孔および両列に配置される複数の導電領域を有し、一方の列の前記導電領域は、他方の列の前記導電領域と異なる極性を有し、前記複数の貫通孔は、反対側の他方の面を貫通して形成され、前記他方の面は、金属材からなる放熱ベースで前記複数の貫通孔が覆われるベースと、
前記機能領域に設けられ、それぞれ、前記複数の貫通孔に対応して前記ベースに貼り付けられ、発光ダイオードチップが設けられる複数の金属パッドと、
それぞれ、前記ベースの両側に結合され、一方が前記一方の列の導電領域に電気的に接続され、他方が前記他方の列の導電領域に電気的に接続される二つの金属電極と、
を備え、
前記金属電極は、それぞれ、前記ベースの端縁であって対極に位置する平面形状をした２つの端縁に配置されて別のハイパワーダイオードホルダーの金属電極に電気的に接続される電極基部と、前記ベースの一方の面および他方の面に前記電極基部の両側から伸びる二つの電極側部とを備えることを特徴とするハイパワーダイオードホルダー構造。
【請求項２】
前記ベースは、長形状体であることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーダイオードホルダー構造。
【請求項３】
前記ベースは、それぞれ、前記ベースの両側に配置され、前記ベースの一方の面および他方の面を貫通して形成される一対のもう一つの貫通孔を備え、前記もう一つの貫通孔はそれぞれ対応する前記金属電極の前記二つの電極側部の間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハイパワーダイオードホルダー構造。
【請求項４】
セラミック材からなり、一方の面の内部に凹部である機能領域があり、前記機能領域は、複数の貫通孔および両列に配置される複数の導電領域を有し、一方の列の前記導電領域は、他方の列の導電領域と異なる極性を有し、前記複数の貫通孔は、反対側の他方の面を貫通して形成され、前記他方の面は、金属材からなる放熱ベースで前記複数の貫通孔が覆われるベースと、
それぞれ、前記ベースの両側に結合され一方が前記一方の列の導電領域に電気的に接続され、他方が前記他方の列の導電領域に電気的に接続される二つの金属電極と、
前記機能領域に設けられ、それぞれ、前記複数の貫通孔に対応して前記ベースに貼り付けられる複数の金属パッドと、
それぞれ、前記ベースの機能領域に設けられ、また、それぞれ、前記金属パッド上に固接され、それぞれ、導線により、各導電領域に連接される複数の発光ダイオードチップと、
前記ベースの前記機能領域に設けられ、各発光ダイオードチップを覆う封止用シール部材と、
を備え、
前記金属電極は、それぞれ、前記ベースの端縁であって対極に位置する平面形状をした２つの端縁に配置されて別の金属電極に電気的に接続される電極基部と、前記ベースの一方の面および他方の面に前記電極基部の両側から伸びる二つの電極側部とを備えることを特徴とするハイパワーダイオードパッケージ構造。
【請求項５】
前記ベースは、長形状体であることを特徴とする請求項４に記載のハイパワーダイオードパッケージ構造。
【請求項６】
前記ベースは、それぞれ、前記ベースの両側に配置され、前記ベースの一方の面および他方の面を貫通して形成される一対のもう一つの貫通孔を備え、前記もう一つの貫通孔はそれぞれ対応する前記金属電極の前記二つの電極側部の間に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のハイパワーダイオードパッケージ構造。
【請求項７】
前記封止用シール部材は、エポキシ樹脂やシリカゲルであることを特徴とする請求項４に記載のハイパワーダイオードパッケージ構造。
【請求項８】
前記封止用シール部材は、更に、蛍光顔料が混合される混合式パッケージコロイド材であることを特徴とする請求項４に記載のハイパワーダイオードパッケージ構造。
【請求項９】
複数の互いに直列されたダイオードパッケージを有するハイパワーダイオードパッケージ組合わせであって、各ダイオードパッケージは、それぞれ、長形状体のセラミック材であり、一方の面の内部に凹部である機能領域があり、前記機能領域は、複数の貫通孔および両列に配置される複数の導電領域を有し、一方の列の前記導電領域は、他方の列の導電領域と異なる極性を有し、前記複数の貫通孔は、反対側の他方の面を貫通して形成され、前記他方の面は、金属材からなる放熱ベースで前記複数の貫通孔が覆われるベースと、
それぞれ、前記ベースの両端部に結合され、一方が前記一方の列の導電領域に電気的に接続され、他方が前記他方の列の導電領域に電気的に接続される二つの金属電極と、
前記機能領域に設けられ、それぞれ、前記複数の貫通孔に対応して、前記ベースに貼り付けられる複数の金属パッドと、
それぞれ、前記ベースの機能領域に設けられ、また、それぞれ、前記金属パッド上に固接され、また、導線により、それぞれ、各導電領域に連接される複数の発光ダイオードチップと、
前記ベースの機能領域に設けられ、各発光ダイオードチップを覆う封止用シール部材と、
が設けられ、
前記金属電極は、それぞれ、前記ベースの端縁であって対極に位置する平面形状をした２つの端縁に配置されて別の金属電極に電気的に接続される電極基部と、前記ベースの一方の面および他方の面に前記電極基部の両側から伸びる二つの電極側部とを備え、
これにより、複数のダイオードパッケージのベースが互いに直列になり、一つのダイオードパッケージの金属電極の電極基部が、隣のもう一つのダイオードパッケージの金属電極の電極基部と接して電気的に接続されることを特徴とするハイパワーダイオードパッケージ組合わせ。
【請求項１０】
前記ベースは、それぞれ、前記ベースの両側に配置され、前記ベースの一方の面および他方の面を貫通して形成される一対のもう一つの貫通孔を備え、前記もう一つの貫通孔はそれぞれ対応する前記金属電極の前記二つの電極側部の間に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のハイパワーダイオードパッケージ組合わせ。
【請求項１１】
各封止用シール部材は、エポキシ樹脂やシリカゲルであることを特徴とする請求項９に記載のハイパワーダイオードパッケージ組合わせ。
【請求項１２】
各封止用シール部材は、更に、蛍光顔料が混合される混合式パッケージコロイド材であることを特徴とする請求項９に記載のハイパワーダイオードパッケージ組合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに関し、特に、耐高温と長耐用寿命及び不透過性等の効果が得られるハイパワーダイオードホルダー構造とパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）に関連する製造工程等の技術が、絶えずに進歩しているため、発光ダイオードは、幅広く懐中電灯や交通信号、広告看板、携帯電話、液晶ディスプレー及び液晶テレビ等の光源として利用されている。液晶ディスプレー／テレビに使用された発光ダイオードは、数が多くて、光線を釈放（放射）する過程において、同時に、熱量が生成し、該熱量は、遥かに従来の電球の高熱より低いが、熱量が、有効に伝熱されて放熱されないと、発光ダイオードは、耐用寿命が劣化することや故障或いは光衰弱の現象が発生することにより、液晶ディスプレー／テレビが暗くなり、また、光源が不均化になり、そのため、発光ダイオードにとって、放熱の効果が非常に重要な課題である（例えば特許文献１）。
【０００３】
図１と図２は、従来の発光ダイオードパッケージ構造であり、枠形式のコロイド１１に、放熱ベース１２と二つのホルダー１３が固接され、また、各ホルダー１３において、放熱ベース１２の側面に沿って、導電領域段１３１が形成される。放熱ベース１２上に、複数の発光ダイオードチップ１４が固接され、各発光ダイオードチップ１４が、それぞれ、二つの導線１４１により、導電領域段１３１に連接され、また、コロイド１１に、パッケージコロイド１５が覆われる。二つのホルダー１３により印加された電圧が、導電領域段１３１に伝達され、また、導線１４１を介して、発光ダイオードチップ１４が光線を釈放する。同時に、放熱ベース１２により、発光ダイオードチップ１４が稼働することによる発生した熱量を、コロイド１１の外部へ伝熱して、放熱の効果が達成される。
【０００４】
現代の液晶ディスプレー／テレビ等の電子製品を製造するメーカーは、軽薄短小化により、空間の節約や美観の目的を追求し、そのため、全ての部品の構造設計について、軽薄化が要求される。上記の発光ダイオードパッケージ構造は、コロイド１１が、熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリフタルアミド（Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ、ＰＰＡ）等の熱可塑性樹脂であり、設計上、適当な厚さを設計することにより、発光ダイオードチップ１４が釈放した光線が、直接にコロイド１１を透過して漏れる現象を防止するため、前記の要求を満足できない。また、コロイド１１の耐熱性や耐久性が比較的に悪いため、例えば、温度の影響により劣化すること等であり、発光ダイオードチップ１４の耐用寿命（約十万時間）と比較すると、より短いという欠点がある。
【０００５】
また、上記の発光ダイオードパッケージ構造が、大量に液晶ディスプレー／テレビ等の電子製品に使用される場合、一般として、等距離を開けて隣になるよう、回路ボード（図に未表示）上に設けられ、所定の間隔を開けるため、コロイド１１内に位置する発光ダイオードチップ１４が、隣のコロイド１１内に位置する発光ダイオードチップ１４と、かなり離れるため、釈放した光線が、ある程度の間隔を開けた領域において、容易に、大量の光斑を生成し、そのため、該領域において、輝度が暗くなり、全体としての輝度が不均化になる恐れがある。
【０００６】
本発明者は、上記の諸欠点を改善するため、慎重に研究し、また、学理を運用することにより、設計が合理的で有効に上記の欠点を改善できる本発明を考案した。
【特許文献１】特開平５−３１５６５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、耐高温と長耐用寿命及び不透過性等の特徴を有し、高温による劣化等を防止でき、薄型化でき、そして、光漏れを防止できるハイパワーダイオードホルダー構造とパッケージ構造を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、光斑を生成する現象を抑制でき、全体としての輝度を均衡化できるハイパワーダイオードパッケージ組合わせを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の目的を達成するため、セラミック材からなり、一方の面の内部に凹部である機能領域があり、前記機能領域は、複数の貫通孔および両列に配置される複数の導電領域を有し、一方の列の前記導電領域は、他方の列の前記導電領域と異なる極性を有し、前記複数の貫通孔は、反対側の他方の面を貫通して形成され、前記他方の面は、金属材からなる放熱ベースで前記複数の貫通孔が覆われるベースと、前記機能領域に設けられ、それぞれ、前記複数の貫通孔に対応して前記ベースに貼り付けられ、発光ダイオードチップが設けられる複数の金属パッドと、それぞれ、前記ベースの両側に結合され、一方が前記一方の列の導電領域に電気的に接続され、他方が前記他方の列の導電領域に電気的に接続される二つの金属電極と、を備えるハイパワーダイオードホルダー構造である。
【００１０】
上記のベースの機能領域に、各貫通孔に対応する複数の発光ダイオードチップが設けられ、発光ダイオードチップと導電領域とが、それぞれ、導線によって連接され、また、ベースの機能領域に、封止用シール部材が覆われることにより、ハイパワーダイオードパッケージ構造が構成される。
【００１１】
本発明は、上記の更に他の目的を達成するため、複数の互いに直列されたダイオードパッケージを有し、各ダイオードパッケージが、それぞれ、長形状体のセラミック材であり、一方の面の内部に凹部である機能領域があり、前記機能領域は、複数の貫通孔および両列に配置される複数の導電領域を有し、一方の列の前記導電領域は、他方の列の導電領域と異なる極性を有し、前記複数の貫通孔は、反対側の他方の面を貫通して形成され、前記他方の面は、金属材からなる放熱ベースで前記複数の貫通孔が覆われるベースと、それぞれ、前記ベースの両端部に結合され、一方が前記一方の列の導電領域に電気的に接続され、他方が前記他方の列の導電領域に電気的に接続される二つの金属電極と、前記機能領域に設けられ、それぞれ、前記複数の貫通孔に対応して、前記ベースに貼り付けられる複数の金属パッドと、それぞれ、前記ベースの機能領域に設けられ、また、それぞれ、前記金属パッド上に固接され、また、導線により、それぞれ、各導電領域に連接される複数の発光ダイオードチップと、前記ベースの機能領域に設けられ、各発光ダイオードチップを覆う封止用シール部材と、が設けられ、これにより、複数のダイオードパッケージのベースが互いに直列になり、一つのダイオードパッケージの金属電極の電極基部が、隣のもう一つのダイオードパッケージの金属電極の電極基部と接して電気的に接続されるハイパワーダイオードパッケージ組合わせである。
【００１２】
本発明によれば、次の利点が得られる。
【００１３】
１、本発明は、セラミック材から形成されたベースが、耐高温と長耐用寿命及び不透過性等の効果が得られ、高温による劣化等を防止でき、また、薄型化でき、そして、光漏れを防止できる。
【００１４】
２、本発明は、貫通孔と放熱ベースを設置する構造設計により、発光ダイオードチップに、より良い放熱効果が得られる。
【００１５】
３、本発明は、互いに直列される構造設計を取るため、隣にあるダイオードパッケージ構造同士の距離を短縮でき、光斑を生成する確率を抑制でき、全体としての輝度を均衡化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の特長や技術内容を、詳しく説明するが、図面や説明は、ただ、参考や説明のためのものであり、本発明は、それによって制限されることがない。
【００１７】
図３と図４は、本発明に係わる「ハイパワーダイオードホルダー構造」であり、ベース２０と複数の金属電極３０を備える。
【００１８】
該ベース２０は、外形が、左右に細く長い長形状体であり、長矩形状や長多辺形状或いは円弧辺等からなる群から選択でき、また、材質が、セラミック材である。ベース２０は、一端に、凹部である機能領域２１が形成され、機能領域２１に、等距離を開けるように複数の貫通孔２２が設置され、単一の貫通孔である形式でも良いし、複数の小さい貫通孔である形式でも良く、本発明の図面において、単一の貫通孔である形式を例とする。ベース２０は、もう一端に、金属材からなる放熱ベース２３が結合される。
【００１９】
金属電極３０は、二つあり、それぞれ、導電性を有する金属材から形成され、例えば、銅等の導電性を有する金属である。二つの金属電極３０は、それぞれ、ベース２０の左右両側に結合され、また、ベース２０の機能領域２１に、両列に配置するように、等距離を開ける複数の導電領域４０が形成され、各導電領域４０は、それぞれ、導電性を有する金属材から形成される。二つの金属電極３０は、それぞれ、対応する導電領域４０に電気的に接続され、即ち、その一つの金属電極３０が、その一列の導電領域４０に電気的に接続され、また、もう一つの金属電極３０が、もう一列の導電領域４０に電気的に接続され、これにより、二つの金属電極３０に、それぞれ、正負極の電圧が印加されて、各導電領域４０において、それぞれ、正負極の極性になる。
【００２０】
また、上記の金属電極３０と導電領域４０とは、回路を連結する方式により、電気的に接続され、或いは、二つの金属電極３０は、それぞれ、金属で各導電領域４０と一体成形され、両方とも、上記の効果が得られる。
【００２１】
図５を参照しながら、二つの金属電極３０は、それぞれ、電極基部３１と、該電極基部３１の両側において延ばす二つの電極側部３２とがある。各電極基部３１は、それぞれ、ベース２０の左右両側の端縁に結合され、また、二つの電極側部３２は、それぞれ、ベース２０の頂底端面に結合される。また、ベース２０の左右の両側に、それぞれ、更に、二つの電極側部３２の間に位置するように、もう一つの貫通孔２２’が形成される。前記の構造により、本発明に係わるハイパワーダイオードホルダー構造が構成される。
【００２２】
図６と図７を参照しながら、本発明に係わるハイパワーダイオードパッケージ構造について、更に詳しく説明する。機能領域２１内に、等距離を開けるように設置されてそれぞれ前記の貫通孔２２の上方に対応して複数の発光ダイオードチップ５０が固接される。各発光ダイオードチップ５０は、二つの導線５１（例えば、金線）が連接され、そして、各導線５１により、それぞれ、対応する導電領域４０に連接され、発光ダイオードチップ５０の光線の色は、必要に応じて選択することができ、特に制限することがない。また、各発光ダイオードチップ５０は、底部に、更に、貫通孔２２に対応するようにベース２０に貼り付けられた金属パッド５２が結合され、該金属パッド５２の寸法が、貫通孔２２より大きい。
【００２３】
該ベース２０の機能領域２１内に、更に、各発光ダイオードチップ５０と導線５１をパッケージして水蒸気等による発光ダイオードチップ５０の故障を防止するための１層の透過性を有する封止用シール部材６０が設けられ、封止用シール部材６０が発光ダイオードチップ５０を覆い、前記の構造により、本発明に係わるハイパワーダイオードパッケージ構造が構成される。
【００２４】
また、上記の封止用シール部材６０は、エポキシ樹脂やシリカゲル或いは周知のあらゆる熱可塑性樹脂等のパッケージコロイド材である。また、封止用シール部材６０内に、更に、蛍光顔料が混合され、例えば、黄色い色等の発光ダイオードチップ５０の光線の色を変化できる混合式パッケージコロイド材である。
【００２５】
上記のように、二つの金属電極３０に、それぞれ、正負極の電圧を印加すると、各導電領域４０に伝達され、また、導線５１を介して、各発光ダイオードチップ５０が光線を釈放（放射）する。電圧により発光ダイオードチップ５０が生成した熱量が、金属パッド５２が有する伝熱特性により、快速的に貫通孔２２へ伝熱し、そして、放熱ベース２３へ伝熱することにより、より良い伝熱効果が得られる。同時に、セラミック材から形成されたベース２０の耐高温や長耐用寿命及び不透過性等の特長により、温度の影響により劣化すること等を防止でき、同時に、薄型化でき、そして、光漏れの現象を防止できる。
【００２６】
また、図８と図９は、本発明に係わるハイパワーダイオードパッケージ組合わせである。本実施例において、互いに直列された複数の上記のハイパワーダイオードパッケージ構造は、三つである例をとる。一つのベース２０の左右両側に、それぞれ、他の二つのベース２０が直列され、これにより、該ベース２０の二つの金属電極３０が、それぞれ、直列された二つのベース２０の金属電極３０のうち一つずつと隣になり、或いは、直接に、互いに電気的に接触する。具体的には、ベース２０の一つの金属電極３０はそこに形成された電極基部３１により、別のベース２０の金属電極３０に形成された電極基部３１と互いに電気的に接触する。
【００２７】
上記の説明のように、各金属電極３０に、それぞれ、設定された正負極の電圧を同時に印加すると（例えば、正、負、正、負の極性設定）、各ベース２０内の発光ダイオードチップ５０が、同時に、光線を釈放できる。本発明は、互いに直列された組合わせ構造により、いずれのベース２０内の発光ダイオードチップ５０と、直列されたベース２０内の発光ダイオードチップ５０との間隔が短縮され、そのため、釈放された光線が、大量の光斑を生成して全体としての輝度が不均化になることを防止できる。
【００２８】
本発明の特長と機能は、次の通りである。
【００２９】
１、本発明によれば、セラミック材から形成されたベースが、耐高温と長耐用寿命及び不透過性等の効果が得られ、高温による劣化等を防止でき、また、薄型化でき、そして、光漏れを防止できる。
【００３０】
２、本発明によれば、貫通孔と放熱ベースを設置する構造設計により、発光ダイオードチップに、より良い放熱効果が得られる。
【００３１】
３、本発明によれば、互いに直列される構造設計を取るため、隣にあるダイオードパッケージ構造同士の距離を短縮でき、光斑を生成する確率を抑制でき、全体としての輝度を均衡化できる。
【００３２】
以上は、ただ、本発明の好ましい実施例であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のダイオードパッケージ構造の平面図である。
【図２】従来のダイオードパッケージ構造の正面断面図である。
【図３】本発明の斜視図である。
【図４】本発明の他の角度から見る時の斜視図である。
【図５】本発明の一部断面図である。
【図６】本発明に発光ダイオードチップが固接される時の斜視図である。
【図７】本発明に発光ダイオードチップが固接される時の一部断面図である。
【図８】本発明の連続直列状態の斜視図である。
【図９】本発明の連続直列状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
［従来技術］
１１ コロイド
１２ 放熱ベース
１３ ホルダー
１３１ 導電領域段
１４ 発光ダイオードチップ
１４１ 導線
１５ パッケージコロイド
［本発明］
２０ ベース
２１ 機能領域
２２、２２’ 貫通孔
２３ 放熱ベース
３０ 金属電極
３１ 電極基部
３２ 電極側部
４０ 導電領域
５０ 発光ダイオードチップ
５１ 導線
５２ 金属パッド
６０ 封止用シール部材
【図１】
0004774365.tif 000002
【図２】
0004774365.tif 000003
【図３】
0004774365.tif 000004
【図４】
0004774365.tif 000005
【図５】
0004774365.tif 000006
【図６】
0004774365.tif 000007
【図７】
0004774365.tif 000008
【図８】
0004774365.tif 000009
【図９】
0004774365.tif 000010