(57)【要約】【課題】ガス抜きが可能な照明デバイスパッケージを提供する。【解決手段】本発明は、照明デバイスパッケージのガス抜きを可能にするようになっている照明デバイスパッケージを提供するものである。この照明デバイスパッケージは１つ以上の発光要素が作動的に取り付けられている基板と、この基板に結合され、１つ以上の発光要素を囲むようになっている係止構造体とを備える。更に、照明デバイスパッケージは、光学的透過性要素を含み、ここで、２つ以上の支持体が光学的透過性要素と基板または係止構造体とを分離するようになっている。基板と、係止構造体と、光学的透過性要素とによって構成される容積部は、封入材料によって部分的または完全に満たされ、よって照明デバイスパッケージを形成するようになっている。特に支持体は基板と、係止構造体と、光学的透過性要素によって構成される容積部のための一連の開口部を形成し、これら開口部は、この開口部を通過する流体の移動を可能にしている。【選択図】図１
2010508652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板に作動的に結合された１つ以上の発光要素と、
前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素を囲む係止構造体と、
前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素が発生する電磁放射の行路に交差するように位置する光学的透過性要素と、
前記基板、前記光学的透過性要素および前記係止構造体によって構成される容積部内に位置し、前記１つ以上の発光要素を内部に少なくとも部分的に封入する光透過性封入材料と、
前記光学的透過性要素と前記基板との間に少なくとも部分的に延び、前記光学的透過性要素を支持するように構成された２つ以上の支持体とを備え、前記２つ以上の支持体は、内部を流体が移動するための前記容積部のための２つ以上の開口部を提供するように配置されている、照明デバイスパッケージ。
【請求項２】
前記２つ以上の支持体は、可撓性、圧縮性、伸張性、またはこれらの組み合わせである請求項１記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項３】
前記２つ以上の支持体の各々は、横断面を有し、前記横断面は、接触表面で小さくなっている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項４】
前記接触表面は、実質的に接触ポイントである、請求項３に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項５】
前記接触表面は、実質的に接触ポイントラインである、請求項３に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項６】
各支持体は接触表面を有し、この接触表面は、円錐形、半球状、円筒形、切頭円錐形、平坦、湾曲または凸状を含む群から選択された形状となっている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項７】
前記係止構造体には前記光学的透過性要素が一体的に形成されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項８】
前記係止構造体は、前記基板上に作動的に配置されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項９】
前記２つ以上の支持体には前記光学的透過性要素が一体的に形成されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１０】
前記光学的透過性要素には、前記２つ以上の支持体が接続されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１１】
前記支持体は前記基板および前記係止構造体のうちの１つ以上に接触する、請求項９に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１２】
前記支持体は前記基板および前記係止構造体のうちの１つ以上に接触する、請求項１０に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１３】
前記係止構造体は、前記２つ以上の支持体に対して支持表面を提供するためのステップ状壁として構成されている内側壁を含む、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１４】
前記２つ以上の支持体には前記基板が一体的に形成されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１５】
前記２つ以上の支持体は、前記基板に接続されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１６】
前記２つ以上の支持体には前記係止構造体が一体的に形成されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１７】
前記係止構造体には前記２つ以上の支持体が接続されている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１８】
前記光学的透過性要素は、前記発光要素に向いた表面を有し、この表面は、凸状となっている、請求項１に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項１９】
基板と、
この基板に作動的に結合された１つ以上の発光要素と、
前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素を囲む係止構造体と、
前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素が発生する電磁放射の行路に交差するように位置する光学的透過性要素と、
前記基板、前記光学的透過性要素および前記係止構造体によって構成される容積部内に位置し、前記１つ以上の発光要素を内部に少なくとも部分的に封入する光透過性封入材料と、
前記光学的透過性要素と前記基板との間に少なくとも部分的に延び、前記光学的透過性要素を支持するように構成された２つ以上の支持体とを備え、前記２つ以上の支持体は、内部を流体が移動するための前記容積部のための２つ以上の開口部を提供するように配置されている、照明デバイスパッケージ。
【請求項２０】
前記２つ以上の支持体は、可撓性、圧縮性、伸張性、またはこれらの組み合わせである請求項１９記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項２１】
前記接触表面は、実質的に接触ポイントである、請求項１９に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項２２】
前記接触表面は、実質的に接触ポイントラインである、請求項１９に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項２３】
前記２つ以上の支持体には前記基板が一体的に形成されている、請求項１９に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項２４】
前記２つ以上の支持体には前記係止構造体が一体的に形成されている、請求項１９に記載の照明デバイスパッケージ。
【請求項２５】
前記係止構造体には前記光学的透過性要素が一体的に形成されている、請求項１９に記載の照明デバイスパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明に関し、より詳細には、照明デバイスパッケージの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
作動条件下で発光ダイオード（ＬＥＤ）内部で発生する光を効果的に抽出できるように、ＬＥＤパッケージを適当に設計できれば、ＬＥＤをより効果的にできる。デバイス設計者の観点から、光を効果的に抽出することは、光がＬＥＤパッケージから所望する方向に離間できるように、ＬＥＤダイからの光を効果的にガイドする機会を改善する事項とし得る。光路に対して多数の設計上の特性が影響し得る。例えば反射境界部の配向および位置、並びに反射のタイプが正反射特性を有するのか、または拡散特性を有するのかが光路に影響を与える。更に、ＬＥＤパッケージの要素の屈折特性も、光の抽出効率に影響を与える得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
封入材で満たされているキャビティをカバーするレンズ用のマウントエッジまたは座着シェルフが存在するようなＬＥＤパッケージでは、現在のＬＥＤパッケージに関連する問題の１つが生じる。このような構造は、封入材を囲む容積部を密封しているが、ガス抜きを損なわせることがあり得る。したがって、封入材内に連行された気泡は意図しない光の散乱を生じさせ、パッケージの光出力を劣化させ得る。
【０００４】
取り付けエッジではなくレンズ用の取り付け表面が存在するパッケージでは、現在のＬＥＤパッケージの別の欠点が存在する。レンズと取り付け表面との間の境界部の平面状の特性に起因し、封入材内部の気泡と共に、この境界部内には容易に封入材が捕捉され得る。このことも、パッケージの光出力の劣化を生じさせ得る。
【０００５】
したがって、公知の構造の欠点の一部を克服した新しい照明デバイスパッケージに対するニーズが存在する。
【０００６】
この背景技術に対する情報は、本願出願人が本発明に対応する可能性があると考える情報を開示するために記載するものである。これまで記載した情報のいずれも、本願に対する従来技術を構成するものと必ずしも認めるものではないし、そのように見なすべきでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、照明デバイスパッケージを提供することにあり、本発明の特徴によれば、基板と、この基板に作動的に結合された１つ以上の発光要素と、前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素を囲む係止構造体と、前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素が発生する電磁放射の行路に交差するように位置する光学的透過性要素と、前記基板、前記光学的透過性要素および前記係止構造体によって構成される容積部内に位置し、前記１つ以上の発光要素を内部に少なくとも部分的に封入する光透過性封入材料と、前記光学的透過性要素と前記基板との間に少なくとも部分的に延び、前記光学的透過性要素を支持するように構成された２つ以上の支持体とを備え、前記２つ以上の支持体は、内部を流体が移動するための前記容積部のための２つ以上の開口部を提供するように配置されている、照明デバイスパッケージが提供される。
【０００８】
本発明の別の特徴によれば、基板と、この基板に作動的に結合された１つ以上の発光要素と、前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素を囲む係止構造体と、前記基板に結合され、前記１つ以上の発光要素が発生する電磁放射の行路に交差するように位置する光学的透過性要素と、前記基板、前記光学的透過性要素および前記係止構造体によって構成される容積部内に位置し、前記１つ以上の発光要素を内部に少なくとも部分的に封入する光透過性封入材料と、前記光学的透過性要素と前記基板との間に少なくとも部分的に延び、前記光学的透過性要素を支持するように構成された２つ以上の支持体とを備え、前記２つ以上の支持体は、内部を流体が移動するための前記容積部のための２つ以上の開口部を提供するように配置されている、照明デバイスパッケージが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係わる照明デバイスパッケージの横断面を略図で示す。
【図２】本発明の別の実施形態に係わる照明デバイスパッケージのコンポーネントの横断面を略図で示す。
【図３】図２に示された照明デバイスパッケージの平面図を略図で示す。
【図４】本発明の別の実施形態に係わる照明デバイスパッケージのコンポーネントの横断面を略図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定義
「発光要素」なる用語は、両端の間にポテンシャル差を加えるか、またはこの要素を通過するように電流を流すことによって附勢されたときに、電磁スペクトルの１つの波長領域または複数の波長領域の組み合わせ、例えば可視領域、赤外線領域または紫外線領域において、放射を発生する要素を含むデバイスを意味するのに使用する。例えば発光要素は、モノクローム、準モノクローム、ポリクロームまたはブロードバンドスペクトル発光特性を有し得る。発光要素の例として、無機または有機ソリッドステート、有機またはポリマー／ポリマー状発光ダイオード、光学的にポンピングされる蛍光体がコーティングされた発光ダイオード、光学的にポンピングされるナノ結晶発光ダイオードまたは当技術分野の技術者に容易に理解され得る他の同様のデバイスを挙げることができる。
【００１１】
本明細書で使用する「約」なる用語は、公称値から±１％の変動があることを意味する。かかるばらつきは、言及するかしないかにかかわらず、本明細書に記載した所定の値に常に含まれると理解すべきである。
【００１２】
本明細書に使用するすべての科学技術用語は、特に明記しない限り本発明が属す技術で一般的に理解される用語と同じ意味を有する。
【００１３】
本発明は、照明デバイスパッケージからのガス抜きを行うことができるように構成された照明デバイスパッケージを提供するものである。この照明デバイスパッケージは、基板を備え、この基板の上には１つ以上の発光要素および係止構造体が作動的に取り付けられており、係止構造体は基板に結合すると共に、１つ以上の発光要素を囲むように構成されている。更に照明デバイスパッケージは１つ以上の発光要素を覆うように位置する光学的透過性の要素、例えばレンズを含み、この光学的透過性要素と基板または係止構造体とを分離するように２つ以上の支持体が構成されている。基板と係止構造体と光学的透過性要素によって構成される容積部は、一部または完全に封入材料によって満たされており、よって照明デバイスパッケージを形成している。特に支持体は、基板と係止構造体と光学的透過性要素によって定められた容積部のための一連の開口部を形成する。流体はガス、例えば容積部内に捕捉されたガス、光透過性封入材料、水または当技術者が容易に理解できるような同等物でよい。したがって、これら開口部は、照明デバイスパッケージのガス抜きのための場所を提供し、例えばこれら開口部は容積部からガスを逃がすための場所を提供できる。
【００１４】
一実施形態では、光学的透過性要素に２つ以上の支持体が関連している。一実施形態では、２つ以上の支持体に光学的透過性要素が一体的に形成されており、これら支持体は、光学的透過性要素を支持体または係止構造体に結合している。別の実施形態では、支持体は光学的透過性要素ではなく、基板または係止構造体に関連しており、一部の実施形態では、支持体と基板または係止構造体とを一体に形成することができる。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係わる照明デバイスパッケージの横断面図を示す。基板１０のメタライゼーションパッド２０には発光要素３０が取り付けられ、これら発光要素３０は、メタライゼーションパッド２０に電気的に接続されている。発光要素３０は、更にワイヤーボンド２５により基板の回路トレース１５に電気的に接続され、発光要素の附勢を可能にしている。基板１０には、係止壁４０の形態をした係止構造体が結合されており、係止壁４０は基板に作動的に結合された発光要素を囲んでいる。基板にはレンズの支持フット５０の形態をした支持体により、基板にはレンズ４５の形態をした光学的透過性要素が結合されている。このレンズには２つ以上の支持フット５０が関連しており、これら支持フットは、レンズと基板との間に一連の開口部を形成している。照明デバイスパッケージは更に封入材料３５を含み、この封入材料は基板とレンズと係止壁によって構成された容積部を満たし、その内部に発光要素を封入している。支持フットによって形成されたこの容積部のための開口部は、照明デバイスパッケージからガス抜きするための場所を提供している。すなわち封入材料内または容積部内に存在し得る気泡を逃がすための場所を提供している。
【００１６】
光学的透過性要素
光学的透過性要素は、基本的には基板に作動的に結合された１つ以上の発光要素のためのカバーを提供しており、基板および係止構造体と共に、１つ以上の発光要素を実質的に囲む容積部を構成しており、この容積部は、封入材料によって部分的または完全に満たされている。
【００１７】
一実施形態では、光学的透過性要素は２つ以上の支持体を備え、これら支持体は、１つ以上の発光要素に対して光学的透過性要素を位置決めするための機械的支持体、例えば光学的透過性要素を基板または係止構造体の上に取り付けるための機械的支持体となっている。これら２つ以上の支持体は、基板と、係止構造体と、光学的透過性要素とが構成する容積部に対する一連の開口部を形成しており、これら開口部は、照明デバイスパッケージの製造中に構成される容積部内に捕捉され得るガスを逃すための場所を提供している。
【００１８】
光学的透過性要素は、１つ以上の発光要素によって発生される、照明デバイスパッケージからの電磁放射の操作および抽出を可能にできる。本発明の一実施形態では、光学的透過性要素はレンズとして、例えばドームレンズまたは当業者が容易に理解できるような他のレンズとして構成されている。
【００１９】
本発明の一部の実施形態では、２つ以上の支持体を光学的透過性要素ではなく、係止構造体または基板の一体的部分とすることができる。例えば係止構造体は、光学的透過性要素に向かって配置された２つ以上の支持フットを有することができ、これら支持フットの上に光学的透過性要素の一部を載せることができる。
【００２０】
２つ以上の支持体を種々の形状に構成できる。例えば支持フット、支持壁、支持タブまたは当業者が容易に理解できる他の構造に構成できる。これら支持体を基板に向いた光学的透過性要素の表面上に位置させてもよいし、光学的透過性要素の側面に位置させてもよいし、または基板もしくは係止構造体の表面に位置させてもよい。
【００２１】
これら支持体が光学的透過性要素の一部となっている実施形態では、各支持体は、基板または係止構造体に接触する接触表面を有するか、または支持体が基板または係止構造体の一部となっている実施形態では、光学的透過性要素に接触する。これら接触表面を円錐面、半球面、円筒面、切頭円錐面、平坦な表面、湾曲した表面、凸状表面、または当業者が容易に理解できるような他の表面形状とすることができる。
【００２２】
本発明の一実施形態では、支持体が光学的透過性要素の一部となっている場合には、支持体の接触表面は、支持体と基板、または支持体と係止構造体の間のいずれかとの接触面積を最小にするように構成されるか、または支持体が基板または係止構造体の一部となっている場合には、支持体と光学的透過性要素との間の接触面積を最小にするように構成される。例えば支持体の横断面は接触表面に向かって減少する。一部の実施形態では、この接触表面は円錐形または半球面となるように構成されるので、その結果、実質的に１つの接触点が生じるか、または別の実施形態では実質的にライン状の接触ポイントが生じるような円筒面に構成される。一部の実施形態では、複数のライン状の接触ポイントが、光学的透過性要素の底部表面の中心領域から実質的に放射方向に位置することができる。これら構造では、接触面積を低減することにより、支持フットの接触表面により封入材料が捕捉される潜在性を低減することが可能となる。
【００２３】
一実施形態では、光学的透過性要素は、２つ以上の支持体を備え、これら支持体は基板または係止構造体上に光学的透過性要素を安定して支持できるようにする。これら支持体の数は、その支持体の形状によって決まる。これら支持体の各々は、光学的透過性要素を上部に安定して支持するために基板または係止壁と１つの接触ポイントを有するように構成される場合、３つ以上の支持体が必要となり得る。本発明の別の実施形態では、光学的透過性要素は３つ、４つ、５つ、６つまたは他の数の支持体を含むが、この場合、光学的透過性要素に関連する支持体の相対的サイズおよび数は、基板と、係止構造体と、光学的透過性要素によって構成される容積部内の所望する一連の開口部が、照明デバイスパッケージからの所望するレベルのガス抜きを可能にできるように決定されることを条件とする。
【００２４】
本発明の一実施形態では、支持体はある程度の可撓性、伸張性または圧縮性、もしくはこれらの組み合わせを有するように構成される。このような構造では、支持体は基板に対する光学的透過性要素の移動を可能にでき、このような移動によって照明デバイスパッケージ内での応力係止を低減できる。この結果、部品の分離、または封入材料の積層体からの部分的離層が生じ得る。これら潜在的な応力は、照明デバイスパッケージを形成する材料の熱膨張係数の差によって生じ得る。
【００２５】
基板または係止構造体に光学的透過性要素が取り付けられている場合、封入材料、シリコーン、エポキシまたは当業者が知っている同様な材料を使って取り付けることができる。
【００２６】
本発明の一部の実施形態では、光学的透過性要素と２つ以上の支持体とが一体に形成される。別の実施形態では、光学的透過性要素と２つ以上の支持体とは別々に形成され、その後、機械的に接続することができる。例えば支持体を別個に形成し、その後、支持体を光学的透過性要素に機械的に結合できる。支持体が係止構造体または基板の一部となっている実施形態では、支持体を一体的に形成し、その後、機械的に接続することができる。例えば支持体を別個に形成し、その後、係止構造体または基板のいずれかに機械的に結合することができる。
【００２７】
１つ以上の発光要素に向いた光学的透過性要素の表面を湾曲または平坦にすることができる。一実施形態では、表面を凸状形状にし、光学的透過性要素のこの表面と封入材料との間にガスが捕捉される可能性を低減する。
【００２８】
本発明の一実施形態では、光学的透過性要素は光学的要素の組み合わせを含み、この場合、これら光学的要素は、サイズが異なっていてもよい。例えば光学的透過性要素内にサブマイクロメータからミリメートル、またはそれより大きいサイズのレンズ状要素または他の屈折光学的要素を含めることができる。
【００２９】
光学的透過性要素は成形プラスチック、透明なＰＭＭＡ、ＣＯＣ、ＢＫ７ガラス、ポリカーボネート、ナイロン、シリコーン、シリコーンゴムまたは当業者が容易に理解できる他の材料から構成できる。この光学的透過性要素は、照明デバイスパッケージに対する必要なレベルの光学的透過性を維持しながら、カラーコンポーネントとして任意に構成できる。
【００３０】
封入材料
封入材料は、基板と、係止構造体と、光学的透過性要素とが構成する容積部またはキャビティを部分的に、または完全に満たし、１つ以上の発光要素を少なくとも部分的に封入する。この封入材料は１つ以上の発光要素からの高いレベルの光の抽出を可能にする。
【００３１】
本発明の一実施形態では、封入材料の光学的透過性は、波長と共に変化し得る。例えば波長に対する透過性の変化を大きくしてもよいし、または封入材料の所望する目的のために無視できる値にしてもよい。例えば封入材料または光学的透過性要素の屈折率は、１つ以上の発光要素から周辺に光を効率的に抽出できるように選択できる。一実施形態では、封入材料と光学的透過性要素とは、ほぼ同じ屈折率を有するように構成できる。別の実施形態では、封入材料の屈折率は、光学的透過性要素の屈折率より大きい。
【００３２】
一実施形態では、光学的に透明な材料、例えばシリコーンゲルから選択できる。適当な屈折率を有する他の封入材料として、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ナイロン、シリコーンゴムおよびシリコーンゲルがあり、これらは一般に可視光をほとんど吸収せず、一般に所定の紫外（ＵＶ）光しか吸収しない。これらタイプの材料の一部は、ＵＶ光に長期に曝されても耐退色性を有することができ、ある範囲の適当な屈折率で入手できる。
【００３３】
所望する量の封入材料で満たされた容積部またはキャビティを有する照明デバイスパッケージを実現するために、基板と、係止構造体と、光学的透過性要素とを組み立てる間に、多くの異なる方法で封入材料をデポジットできる。例えば基板に１つ以上の発光要素をデポジットし、次に１つ以上の発光要素の外周を横方向に囲む係止構造体を基板にデポジットできる。所望する変形例、例えば液体状態の所定量の封入材料を１つ以上の発光要素にデポジットまたは隣接させ、その後、基板または係止構造体に光学的透過性要素をデポジットできる。例えば照明デバイスパッケージが完全に組み立てられると、封入材料は１つ以上の発光要素の、本発明を用いない場合に露出される部分を完全に封入でき、基板と、係止構造体と光学的透過性要素とによって構成される容積部またはキャビティを完全に満たすことができる。一部の実施例では、その後、封入材料を硬化させることができる。
【００３４】
本発明の一実施形態では、液体封入材料内の気泡の除去を加速するために、ガス抜きプロセスとして照明デバイスパッケージを一時的に低圧力雰囲気に曝してもよい。このガス抜きプロセスの後に、例えば所望する材料特性を得ることが必要であれば、熱を加えるかまたはＵＶ光を照射することによって液体封入材料を硬化してもよい。
【００３５】
係止構造体
基板には係止構造体が結合され、この係止構造体は基板に作動的に結合される１つ以上の発光要素を囲むように構成される。この係止構造体は、封入材料を所望する領域に保持するための手段を提供できる境界部または周辺部となる。
【００３６】
本発明の一実施形態では、この係止構造体は、１つ以上の発光要素のまわりの係止壁を形成し、壁が構成するキャビティ内に封入材料を保持するだけの構造体となる。
【００３７】
本発明の別の実施形態では、この係止構造体は１つ以上の発光要素のまわりの係止壁を形成し、壁が構成するキャビティ内に封入材料を保持するための構造体となり、更に光学的透過性要素を取り付けるための支持構造体ともなる。
【００３８】
本発明の一実施形態では、係止構造体の内側壁は垂直壁または有形壁、例えば傾斜壁またはカーブした壁として構成され、光学的透過性要素を基板上に支持したり、またはこの係止構造体の頂部に支持することができる。
【００３９】
本発明の別の実施形態では、係止構造体の内側壁はステップのついた壁として構成され、ステップは光学的透過性要素のための支持表面を形成できる。
【００４０】
別の実施形態では、これら支持体に係止構造体を一体的に形成できる。例えば光学的透過性要素に結合するための一体的支持体を有する係止構造体を製造するのに成形方法を使用できる。
【００４１】
一実施形態では、係止構造体は別個の部品でもよいし、または光学的システム、例えば光学的透過性要素のうちの１つ以上の要素と一体的に形成してもよい。この場合、支持体は囲まれた容積部のための開口部を構成する。例えば一体的に形成されるか、または一体的に接続された係止構造体とレンズとを製造するのに、二重射出成形プロセスを使用できる。
【００４２】
本発明の別の実施形態では、例えばインサート成形方法で行われているように、成形中に基板をモールドの一部として使用しながら、基板上に係止構造体を成形することによって、基板上に係止構造体を直接かつ作動的に配置できる。本発明の別の実施形態では、係止構造体には基板が一体的に形成される。
【００４３】
種々の材料、例えばセラミック、ポリマー、ポリイミド、ガラス、成形プラスチック、成形シリコーン、金属、封入材料をディスペンスまたは挿入する前に硬化する、ディスペンスされるエポキシまたはシリコーンビード、もしくは当業者が容易に理解できるような材料から係止構造体を製造できる。基板に対する係止構造体の結合は、接着剤による接着、熱ステーキング、一体成形、または当業者が容易に理解できる他の方法によって行うことができる。
【００４４】
係止構造体は、反射性、不透明、半透明、透明または非反射性となるように構成でき、この場合、係止構造体の構成は１つ以上の発光要素が発生する電磁放射を受けたときに、係止構造体が有する所望する影響に基づいて決定できる。
【００４５】
本発明の一実施形態では、係止構造体の内側表面は主に発光要素から横方向に発生される光を反射するようになっており、適当に設計された高反射性内部表面は、照明デバイスパッケージからの効率的な光の抽出に寄与できる。
【００４６】
一実施形態では、１つ以上の発光要素に向いた係止構造体の内側表面を拡散性または正反射性とすることができる。例えば内側表面を白色とし、拡散特性と正反射特性を組み合わせた特性としてもよい。白色表面は種々の方法によって実現できる。例えばこの表面をコーティングまたは塗装してもよい。係止構造体の表面の一部または係止構造体全体を白色材料、例えば白色セラミックまたは白色プラスチック、例えばAmodel（登録商標）プラスチックまたは容易に理解できるような他の材料から製造できる。上記方法とは異なり、正反射特性または拡散反射特性の所望する混合特性を有するミラーを実現するように、係止構造体の内側表面をメタライズしてもよい。
【００４７】
一実施形態では、係止構造体の内側表面または別の表面は、例えば正反射特性のアルミまたは銀の層を含むことができる。スパッタリング、アブレーションまたは蒸着を含む種々の方法を使って金属層をデポジットすることもできる。
【００４８】
一実施形態では、係止構造体を射出成形し、例えばその内側表面に金属層をコーティングすることもできる。これとは異なり、係止構造体のための材料または係止構造体の内側表面は、封入材料の屈折率よりも低い屈折率を有することができる。内側表面が適当な形状となっており、屈折率を適当に選択した場合、封入材料内部からの光は内側表面において光学系に向かって効果的に全内部反射（ＴＩＲ）できる。
【００４９】
基板
一実施形態では、基板は、熱伝達性が高い。この基板は、例えば頂部および底部がメタライズされたＡｌＮセラミックの１つ以上の層を含むことができる。この基板は、例えばＣｕ／Ｍｏ／Ｃｕ金属ベース上に低温度同時焼成されたセラミックとすることができる。一実施形態では、この基板は成形プラスチック材料、例えば液晶ポリマープラスチックまたはAmodel（登録商標）プラスチックも含むことができる。この基板は金属ベースのＰＣボードとして構成することもできる。
【００５０】
一実施形態では、発光要素アタッチメントの領域に向いた基板の表面またはその所定の領域を、拡散性または正反射性とすることができ、この反射特性は金属、例えばアルミまたは銀のコーティングから得られる。
【００５１】
一実施形態では、基板は発光要素、ダイアタッチパッドまたは他の電気デバイスに接続するためのトレースまたはビアを有する、１つ以上の層を構成できる。これら層またはトレースは、種々の材料、例えば銅、銀、金、アルミ、ニッケルまたは錫を含む金属合金を含むことができる。
【００５２】
本発明の一実施形態では、導電性層と絶縁層とを含む多層構造体として基板を構成できる。ショートしていけない導電性コンポーネント、例えば発光要素を含む１つ以上の基板の層、例えば導電性トレースの所定の組み合わせを、光学的に反射性であり、かつ導電性でもある層から電気的に絶縁する必要がある。当技術分野では適当な絶縁材料は周知である。例えば、誘電材料の薄い電気的絶縁層、例えば約０．０１３〜０．０５１ｍｍ（０.５〜２ミル）の厚さのポリイミドの下に、基板の頂部表面上の金属トレースを埋め込むことができる。一実施形態では、導電性にできる、係止構造体によってカバーされた領域も含む部分に絶縁層を非選択的または選択的にデポジットできる。別の実施形態では、例えば基板と係止構造体との間に、より平滑かつ平らな境界部を構成するように、絶縁層をデポジットすることができる。
【００５３】
一実施形態では、電気ドライブ回路に接続されたＰＣ基板、フレックス回路またはワイヤーに基板をハンダ付けできる。このハンダはＡｕまたはＡｕ／Ｓｎまたは別のハンダ合金を含む１つ以上の導電層を有することができる。
【００５４】
一実施形態では、照明デバイスパッケージをヒートシンクまたはヒートパイプに熱接続できる。この熱結合は、ハンダ、熱伝導性エポキシまたは当業者が容易に理解できる他の熱接続手段によって行うことができる。
【００５５】
発光要素のアタッチメント
本発明の一実施形態では、発光要素、例えばＬＥＤダイを基板上のダイアタッチパッドに取り付け、例えばハンダ付けできる。ダイアタッチパッドは、金を含むハンダ合金、例えば金−錫合金または金−銀合金を有するダイアタッチパッドコンタクトを有することができる。発光要素は、例えば金、金−錫または他の合金を含むダイコンタクトを有することができる。発光要素のコンタクトの組成およびダイアタッチパッドの組成に応じ、発光要素をダイアタッチパッドに取り付けるよう、高温にてハンダ合金をリフロー（液状化）することができる。これとな異なり、発光要素を配置する前にダイアタッチパッドにハンダペーストをデポジットしてもよい。このハンダペーストは、例えば接合部を形成するよう、高温でリフローできる、例えばＡｕ／Ｓｎを含むことができる。
【００５６】
一実施形態では、発光要素をダイアタッチパッドに取り付けるために、導電性かつ熱伝導性接着剤を使用できる。かかる接着剤は、例えばＡｇ含有エポキシを含むことができる。接着剤の種類によっては、耐久性のある機械的かつ電気的コンタクトを形成するのにハンダ合金の金属ダイアタッチパッドは必要でないことがある。基板上のダイアタッチパッドは高度に光学的に反射性の頂部表面を提供でき、一般的に下方に位置するメタライゼーション層に熱的に良好に接続できる。かかるメタライゼーションは、所定のセラミック基板内で広く使用されているものである。必要であれば、発光要素の異なるコンタクトを自己のコンタクトパッドまたはトレースに別個に接続でき、これらパッドまたはトレースをダイアタッチパッド上または基板上の他の場所に位置させることができる。ダイアタッチパッド上の個々のコンタクトを基板上のトレースに作動的に接続できる。
【００５７】
当業者は、１つ以上の発光要素を取り付けるための他の適当な方法について容易に理解できよう。
【００５８】
実施例
実施例１：
図１は、本発明の一実施形態に係わる照明デバイスパッケージの横断面図を示す。基板１０のメタライゼーションパッド２０には発光要素３０が取り付けられ、これら発光要素３０は、メタライゼーションパッド２０に電気的に接続されている。発光要素３０は更にワイヤーボンド２５により基板の回路トレース１５に電気的に接続され、発光要素の附勢を可能にしている。基板１０には、係止壁４０の形態をした係止構造体が結合されており、係止壁４０は基板に作動的に結合された発光要素を囲んでいる。レンズの支持フット５０の形態をした支持体により、基板にはレンズ４５の形態をした光学的透過性要素が結合されている。このレンズには２つ以上の支持フット５０が関連しており、これら支持フットはレンズと基板との間に一連の開口部を形成している。照明デバイスパッケージは更に封入材料３５を含み、この封入材料は基板とレンズと係止壁によって構成された容積部を満たし、その内部に発光要素を封入している。支持フットによって形成されたこの容積部のための開口部は、照明デバイスパッケージからガス抜きをするための場所を提供している。すなわち封入材料内または容積部内に存在し得る気泡を逃がすための場所を提供している。
【００５９】
本発明の一実施形態では、液体封入材料内のこれら気泡の除去を加速するために、ガス除去プロセスとして照明デバイスパッケージを一時的に低圧力雰囲気に曝してもよい。このガス抜きプロセスの後に、例えば所望する材料特性を得ることが必要であれば、熱を加えるかまたはＵＶ光を照射することによって液体封入材料を硬化させてもよい。
【００６０】
実施例２：
図２は、本発明の別の実施形態にかかわる照明デバイスパッケージの横断面図を示し、図３は、その平面図を示す。基板１００のメタライゼーションパッド１１０には発光要素１２０が取り付けられ、これらパッドに電気的に接続されており、発光要素１２０はワイヤーボンド１１５により基板の回路トレース１０５に更に電気的に接続され、よって発光要素の附勢を可能にしている。基板１００には係止壁１２５の形態をした係止構造体が結合され、この係止壁は基板に作動的に結合された発光要素を囲んでいる。係止壁の頂部には支持タブ１４０の形態をした支持体により、レンズ１３０の形態をした光学的透過性要素が取り付けられている。レンズには２つ以上の支持タブ１４０を関連させることができ、これら支持タブはレンズの所望する安定性を提供でき、支持タブは、基板と係止壁とレンズによって構成される容積部とレンズとの間に一連の開口部１４５を形成する。例えば図２を参照すると、これら開口部はタブ１４０の前方または後方に位置できる。図３に加え、かつ図３を参照すると、レンズ１３０の外側エッジ１７５と係止壁１２５の内側エッジ１８５との間に開口部１４５が位置できる。図３に示されるように、レンズには４つの支持タブが関連しているので、４つの開口部１４５が設けられている。照明デバイスパッケージは更に封入材料１３５を含み、この材料は基板とレンズと係止壁によって構成される容積部を満たし、この材料内部に発光要素を封入している。支持タブによって形成されるこの容積部内の開口部１４５は、照明デバイスパッケージのガス抜きのための場所、例えば封入材料内に存在し得る気泡の除去をするための場所を提供する。
【００６１】
実施例３：
図４は、本発明の別の実施形態にかかわる別の照明デバイスパッケージの横断面図を示す。基板２００のメタライゼーションパッド２２５には発光要素２３０が取り付けられ、これら発光要素は、これらパッドに電気的に接続されている。発光要素２３０は、ワイヤーボンド２２０により基板の回路トレース２０５に更に電気的に接続され、よって発光要素の附勢を可能にしている。基板２００には係止壁２１０の形態をした係止構造体が結合され、この係止壁は基板に作動的に結合された発光要素を囲んでいる。この係止壁２１０には座着棚２１５が形成されており、係止壁、特に座着シェルフには支持フット２３５の形態をした支持体によってレンズ２４０状の光学的透過性要素が結合されている。一実施形態では、レンズを安定的に支持するようレンズに２つ以上の支持フット２３５が関連しており、この支持フットは、レンズと基板との間に一連の開口部を形成している。別の実施形態では、レンズに３つ以上の支持フットを関連させることができる。照明デバイスパッケージは更に封入材料２４５を含み、この材料は基板とレンズと係止壁によって構成される容積部を満たし、この材料内部に発光要素を封入している。支持フットによって形成されるこの容積部のための開口部は、照明デバイスパッケージのガス抜きのための場所、例えば封入材料内に存在し得る気泡の除去をするための場所を提供している。
【００６２】
本発明のこれまで説明した実施形態は例であり、種々の方法で変形できることは明らかである。かかる現在の、または将来の変形は、本発明の要旨から逸脱するものと見なしてはならず、当業者に明らかなかかるすべての変形は、特許請求の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０  基板
１５  回路トレース
２０  メタライゼーションパッド
２５  ワイヤボンド
３０  発光要素
３５  封入材料
４０  係止壁
４５  レンズ
５０  支持フット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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