(57)【要約】  つらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンであって、  チップオンボード（ＣＯＢ）に構成されており、アルミニウム材料でできた金属プリント回路基板（ＰＣＢ）又は熱伝導性プラスチックでできた熱伝導性ＰＣＢで構成されており、エッチング処理により溝が形成され、前記溝の中央部に突出した実装部が形成され、前記溝の端部に結合溝が形成された、基板と、  前記基板の前記実装部に実装され、面発光特性を持つ単一ＬＥＤチップ又は一つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）で構成されたＬＥＤ発光体と、  前記ＬＥＤ発光体を覆い、発散光の波長の変換を引き起こす蛍光基板と、  前記ＬＥＤ発光体の面発光特性を増大させ、均一に光を拡散するために、前記ＬＥＤ発光体の発散光の内部反射と内部屈折を同時に引き起こすつらら型拡散ユニットであって、前記基板の前記溝に対応する大きさに形成されたレンズ構造であり、該溝に載置され、前記基板に一体的に接合するつらら型拡散ユニットと、を有する。  従って、全体的で同一な面発光の輝度の制御、グレア現象の改善、光害を除去、発光体により起きる模様の発生の抑制、及び効率的な光の制御を可能にする。
2015515110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
つらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンであって、
チップオンボード（ＣＯＢ）に構成されており、アルミニウム材料でできた金属プリント回路基板（ＰＣＢ）又は熱伝導性プラスチックでできた熱伝導性ＰＣＢで構成されており、エッチング処理により溝が形成され、前記溝の中央部に突出した実装部が形成され、前記溝の端部に結合溝が形成された、基板と、
前記基板の前記実装部に実装され、面発光特性を持つ単一ＬＥＤチップ又は一つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）で構成されたＬＥＤ発光体と、
前記ＬＥＤ発光体を覆い、発散光の波長の変換を引き起こす蛍光基板と、
前記ＬＥＤ発光体の面発光特性を増大させ、均一に光を拡散するように、前記ＬＥＤ発光体の発散光の内部反射と内部屈折を同時に引き起こすつらら型拡散ユニットであって、前記基板の前記溝に対応する大きさに形成されたレンズ構造であり、該溝に載置され、前記基板に一体的に接合するつらら型拡散ユニットと、を有し、
前記つらら型拡散ユニットは、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、メチルーメタクリル酸及び環状オレフィン共重合体から選択されたいずれか１つで作られているレンズ構造であり、
前記つらら型拡散ユニットは、
非球状面を持ち、前記レンズ構造の内表面を構成するように前記ＬＥＤ発光体の発散光が導かれる方向と垂直な方向に形成され、１つの頂点及び複数の根元を含む曲面であり、左右対称構造であり、つらら型の光調整突起が中央部に形成された、内表面と、
前記レンズ構造の外表面を構成する曲面であり、球面又は非球面の表面で形成される外表面と、
前記レンズ構造の下方表面から突出し、前記基板の前記結合溝に一致するように形成される結合突出部と、
を有する、ＬＥＤ照明エンジン。
【請求項２】
安定的に最適に光の位相を制御するため、前記ＬＥＤ発光体の表面は、ランバーシアン模様で、均一な関係で、どの部分にも連続した発光部を形成するように、前記ＬＥＤ発光体は式（１）の条件を満たす、請求項１記載のＬＥＤ照明エンジン。
【数３】
2015515110.tif 000005
【請求項３】
つらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンであって、
一つのチップにチップオンボード（ＣＯＢ）に配列された、複数のマルチチップアレイモジュール又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）で構成され、面発光特性を持つ、ＬＥＤ発光体と、
前記面発光特性を持つ前記ＬＥＤ発光体の熱放射のために準備され、アルミニウム材料でできた金属熱放射性材料又はグラファイトやカーボンナノファイバーなどでできたセラミック熱放射性材料で構成された、ヒートシンクと、
前記ＬＥＤ発光体を前記ヒートシンクに取付け、前記熱放射のための伝熱効果を与える熱グリース又は熱テープと、
前記ＬＥＤ発光体の面発光特性を増大させ均一に光を拡散するように、前記ＬＥＤ発光体の発散光の内部反射と内部屈折を同時に引き起こす、つらら型拡散ユニットと、を有し、
前記つらら型拡散ユニットは、前記ヒートシンクに取り付けられ固定され、前記ＬＥＤ発光体を覆うように設置されている、
ＬＥＤ照明エンジン。
【請求項４】
安定的に最適に光の位相を制御するため、前記ＬＥＤ発光体の表面は、ランバーシアン模様で、均一な関係で、どの部分にも連続した発光部を形成するように、前記ＬＥＤ発光体は式（１）の条件を満たす、請求項３記載のＬＥＤ照明エンジン。
【数４】
2015515110.tif 000006
【請求項５】
前記つらら型拡散ユニットは、ガラス、シリコン、ポリカーボネート、メチルーメタクリル酸、及び環状オレフィン共重合体から選択されたいずれか１つで作られているるレンズ構造であり、
前記つらら型拡散ユニットは、
非球面を持ち、前記レンズ構造の内表面を構成するように前記ＬＥＤ発光体からの発散光が導かれる方向と垂直な方向に形成され、１つの頂点及び複数のの根元を含む曲面であり、左右対称構造であり、つらら型の光調整突起が中央部に形成された、内表面と、
前記レンズ構造の外表面を構成する曲面であり、球面又は非球面の曲面の表面で形成される外表面と、
前記レンズ構造の端部から延伸し、前記つらら型拡散ユニットと前記ヒートシンクとを結合させ固定させる結合部と、を有する請求項３記載のＬＥＤ照明エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード（ＬＥＤ）を有し搭載する照明エンジン、特に、単位面積毎の光の均一性と効率を向上させるように、面発光特性を持つ特定の発光体が基本的要素として搭載され、全内部反射と全内部屈折を利用した両面光拡散処理の実行、ＬＥＤ発光体の発散光用の発光表面の輝度を全体的に同一に調整することによるグレア（ｇｌａｒｅ）現象の改善と光害を除去、発光体によって引き起こされる模様の発生の除去、及び効率的な光の制御を可能にする、つらら型拡散ユニットを搭載する照明エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明産業を含む多くの産業で、光源としてＬＥＤ発光体の利用が増加している。従って、効果的に効率的にＬＥＤ発光体を利用するための研究がすべての産業分野で積極的に進められている。
【０００３】
特に、従来の照明装置の代わりに用いる概念の新しい照明装置としてのＬＥＤ照明装置の研究が有名になっている。
【０００４】
しかし、従来の照明装置の基本的な知識のない実際の関連する企業や関連する市場の実際の対応策では、期待を満足させることができなかった。
【０００５】
市場が非常に重要ものとして考える価格に関連して、特に、ＬＥＤ照明装置が従来照明装置から置き換えることが望まれる場合、ＬＥＤ照明装置の価格は、少なくも５倍から多くとも２０倍従来の照明装置の価格よりも高いため、ＬＥＤ照明装置を従来の照明装置から置き換えることはまったく無関心だった。
【０００６】
このような市場形成のジレンマを解消するため、企業は価格ではなく、ＣＯ２の削減や信頼性の増加等他の可変物（可変要因）を用いて、市場を育てる努力を行ってきた。しかし、市場や使用者は、ＬＥＤ照明装置の価格が将来下がること以外は、ＬＥＤ照明装置には実際に無関心であった。
【０００７】
ある新しい企業がＬＥＤ照明装置の価格を下げようと努力してきたのは明らかであるが、ＬＥＤ照明の価格が下がるにつれ、光源の質が劣化し、「光害」と呼ばれる新しい副作用が引き起こった。ＬＥＤ照明装置は国内の住民や政府などの実際の利用者からひんしゅくをかった。
【０００８】
さらに、ＬＥＤ照明装置、背景照明（風景照明）として従来適用された場合には、ＬＥＤ照明装置から発光された光が線状のため、背景照明は前からのみ見え、暗いため、広告などの画像は背景照明の側面から全く見えない。これは、ＬＥＤ照明装置からの線状の光による狭い視野開口部により引き起こる。従って、光を制御することが難しいことが問題になり、グレアや光害によって引き起こる不都合が生じた。
【０００９】
加えて、従来のＬＥＤ照明装置がテレビ等のバックライトとして適用される場合、５２インチよりも小さいサイズのテレビには端部発光が適用され、６０インチよりも大きいサイズのテレビには直接発光が適用されており、バックライトの価格が増加し、バックライトの照明の質が劣化することも問題であった。
【００１０】
即ち、市場の一番の心配事は、上述の矛盾を解消することであり、そしてこの矛盾を解消するための一番の解決策は、ユーザーや製造者を満足させる進んだアイディアを創出することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明では、上述の問題と矛盾を解決するため、本発明の一側面のつらら型拡散ユニットを搭載する発光ダイオード（ＬＥＤ）照明エンジンでは、単位面積あたりの光の均一性と効率性を向上するために面発光特性を持つ特定のＬＥＤ発光体を基本的要素として採用しており、全内部反射及び全内部屈折を利用した両面光拡散、ＬＥＤ発光体の発散光用の発光表面の輝度を全体的に同一に調整することによる、グレア現象の改善及び光害の除去、発光体による模様の発生を抑制、及び効率的な光の制御を可能にする。
【００１２】
さらに、本発明の他の側面のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンでは、ＬＥＤ発光体とつらら型拡散ユニットとが一体的に結合された防水性と防塵性を備えた密閉型構造である。
【００１３】
さらに、本発明のその他の側面のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンでは、視野角度を広くするため、側面部の輝度を正面の輝度と同程度まで向上させることを可能にし、照明効率を向上させ、従来の照明と比較してコストを削減するように、広い領域のために、直接発光型バックライトとして適用できる。
【００１４】
さらに、本発明のさらに他の側面のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンでは、１対１の割合で様々な市場影響力のある従来の照明の光源からＬＥＤ照明に置き換えた際には、使用者の観点からの最大の可変要因である品質と価格を満足させ、製造者の観点から製造コストを削減することができ、光の均一性や光の拡散角度を簡単にかつ自由に調整できる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。一つの案では、つらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンであって、チップオンボード（ＣＯＢ）に構成されており、アルミニウム材料でできた金属プリント回路基板（ＰＣＢ）又は熱伝導性プラスチックでできた熱伝導性ＰＣＢで構成されており、エッチング処理により溝が形成され、前記溝の中央部に突出した実装部が形成され、前記溝の端部に結合溝が形成された、基板と、前記基板の前記実装部に実装され、面発光特性を持つ単一ＬＥＤチップ又は一つの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）で構成されたＬＥＤ発光体と、前記ＬＥＤ発光体を覆い、発散光の波長の変換を引き起こす蛍光基板と、前記ＬＥＤ発光体の面発光特性を増大させ、均一に光を拡散するために、前記ＬＥＤ発光体の発散光の内部反射と内部屈折を同時に引き起こすつらら型拡散ユニットであって、前記基板の前記溝に対応する大きさに形成されたレンズ構造であり、該溝に載置され、前記基板に一体的に接合するつらら型拡散ユニットと、を有する。
【００１６】
また、他の案では、つらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンは、一つのチップにチップオンボード（ＣＯＢ）に配列された、複数のマルチチップアレイモジュール又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）で構成され、面発光特性を持つ、ＬＥＤ発光体と、前記面発光特性を持つ前記ＬＥＤ発光体の熱放射のために準備され、アルミニウム材料でできた金属熱放射性材料又はグラファイトやカーボンナノファイバーなどでできたセラミック熱放射性材料で構成された、ヒートシンクと、前記ＬＥＤ発光体を前記ヒートシンクに取付け、前記熱放射のための伝熱効果を与える熱グリース又は熱テープと、前記ＬＥＤ発光体の面発光特性を増大させ均一に光を拡散するために、前記ＬＥＤ発光体の発散光の、内部反射と内部屈折を同時に引き起こす、つらら型拡散ユニットと、を有し、前記つらら型拡散ユニットは、前記ヒートシンクに取り付けられ固定され、前記ＬＥＤ発光体を覆うように設置されている。
【００１７】
好ましくは、安定的に最適に光の位相を制御するため、前記ＬＥＤ発光体の表面は式（１）の条件を満たす。
【００１８】
【数１】
2015515110.tif 000003
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、単位面積あたりの光の均一化や光の制御の効率化の向上、及び拡散角度をさらに広げるように面発光特性の増大を可能にする。そして、グレア現象を改善し、光害を減らし、ＬＥＤ発光体の模様により生成された模様を取り除くため、ＬＥＤ発光体の発散光の発光表面の輝度が全体的に同一に調整される。
【００２０】
本発明では、防水機能と防塵機能を備えた密閉型構造になるように、面発光特性を持つＬＥＤ光源は、つらら型拡散ユニットに一体的に結合される。従って、従来の照明と比較して、照明効率が向上し、コストが削減でき、そしてＬＥＤ光源は様々な分野に適用できる、という利点がある。
【００２１】
本発明では、様々な市場影響力がある従来光源を１対１でＬＥＤ照明へ置きかえた場合に、ユーザーが考える最大の可変要因であるＬＥＤ照明の質や価格を満足させることができ、製造者が考える製造コストを削減することができ、光の均一性や光の拡散角度を簡単にかつ自由に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの製造方法を表す図である。
【図３】本発明において単一チップに形成した面発光特性のＬＥＤ発光体の例の図を示す。
【図４】本発明に係るＬＥＤ発光体の模様を取り除くための光制御のフローチャートである。
【図５】第１実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その１）の図である。
【図６】第１実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その２）の図である
【図７】第１実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その３）の図である。
【図８】本発明の第２実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの製造方法を表す図である。
【図１０】本発明においてマルチチップに形成した面発光特性のＬＥＤ発光体の例の図を示す。
【図１１】第２実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その１）の図である。
【図１２】第２実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その２）の図である。
【図１３】第２実施形態のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの使い方の例（その３）の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する、なお本発明の側面、構造、及び特徴は下記記載に限定されるものではない。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態におけるつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン１００は、基板１１０、ＬＥＤ発光体１２０、蛍光基板１２０、及びつらら型拡散ユニット１４０を有する。
【００２５】
基板１１０は、ＬＥＤ発光体１２０が実装され電気的に接続されたチップオンボード（ＣＯＢ）であり、ＬＥＤ発光体１２０の熱を放出する。基板１１０は、好ましくは、アルミニウム材料等でできた金属プリント回路基板（ＰＣＢ）、又は熱伝導性プラスチック等でできた熱伝導性材料でできたＰＣＢで構成される。
【００２６】
この際、エッチング、レーザー加工、数値制御加工（ＮＣ）、コンピューター数値制御加工（ＣＮＣ）から選択された少なくとも１つのエッチング方法を使用して、基板１１０の上方表面をエッチングすることで、基板１１０の上方表面には溝１１１が形成されている。溝１１１の中で、つらら型拡散ユニット１４０が載置され、基板１１０と相互結合の形で一体的に結合させられている。
【００２７】
ＬＥＤ発光体１２０を実装するように、溝１１１の中央部に実装部１１２が形成されている。つらら球状内表面１４１に形成された光調整突起１４１ａの端部がＬＥＤ発光体１２０に近接して配置されるように、実装部１１２は溝１１１上の突出形状部に配置されると好ましい。
【００２８】
さらに、結合溝１１３は溝１１１の端部に形成されると好ましい。結合溝１１３は、接着剤を利用しての接合と内部密閉型構造の形成を使用して、基板１１０とつらら型拡散ユニット１４０との安定した結合に利用される。
【００２９】
ＬＥＤ発光体１２０は、一般的な線状のＬＥＤチップでなく、面発光特性を持つＬＥＤチップ、又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等の単一チップで構成されうる。
【００３０】
この際、均一なランバーシアン表面を形成する式（１）を満たすことによって、面発光部によって形成された模様（発光パターン）が取り除かれるように、ＬＥＤ発光体１２０は、好ましくは、構成される。
【００３１】
【数２】
2015515110.tif 000004
ここで図４を参照して、ＬＥＤ発光体１２０の発光表面であるａ１、ａ２、ａ３、ａｎの部分において、「模様はランバーシアン表面を形成するか？」「模様は均一な関係を形成するか？」「模様は連続した発光部を形成するか？」の質問をすべて満たすことにより、式（１）は、ＬＥＤ発光体１２０を介して発光パターンの影響を取り除くための条件を定義し、位相が非常に安定する光の制御のために最適な条件となる。
【００３２】
ここで、ビックチップ、フリップチップ、及びバーティカル（ｖｅｒｔｉｃａｌ）チップからいずれか１つが選択され、式（１）の条件を満たし、図３に示すような面発光特性を持つＬＥＤチップとして、適用されうる。
【００３３】
蛍光基板１３０は、ＬＥＤ発光体１２０から発光される光の波長の変換を引き起こし、赤、緑、青の光の三原色を持つ。蛍光基板１３０がＬＥＤ発光体１２０をコーティングする、又は蛍光シートがＬＥＤ発光体１２０を覆うように蛍光基板１３０を利用することで、ＬＥＤ発光体１２０は白色光として作成されうる。
【００３４】
つらら型拡散ユニット１４０は、基板１１０の溝１１１に載置されるように、溝１１１に対応する大きさに形成されたレンズ構造である。ＬＥＤ発光体１２０からの発光された光を同時に反射させ屈折させるように、ボンディング（接合）により基板１１０に一体的に結合する前に、つらら型拡散ユニット１４０はＬＥＤ発光体１２０の上に配置される。さらに、つらら型拡散ユニット１４０はＬＥＤ発光体１２０の面発光特性を増大させ、一様な光拡散のための光を制御する。
【００３５】
つらら型拡散ユニット１４０は、所定の形状を有するレンズ構造であり、ガラス、シリコン、ポリカーボネート（ＰＣ）、メチルーメタクリル酸（ＰＭＭＡ）、及び環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）から選択されたいずれか１つで構成されている。
【００３６】
つらら型拡散ユニット１４０は、つらら球状内表面１４１、外表面１４２、及び結合突出部１４３を有する。つらら球状内表面１４１は、レンズ構造の内表面を形成するようにＬＥＤ発光体１２０から発光された光が導かれる方向と垂直な方向に形成される。このつらら球状内表面１４１は、１つの頂点と根元を含む曲面を持ち、つらら型の光調整突起１４１ａが中央部に形成される左右対称構造であり、球状面を持つ。外表面１４２は、例えば球面又は非球面の曲面であり、レンズ構造の外表面を形成する。また、結合突出部１４３はレンズ構造の下方表面から突出する。
【００３７】
この際、光調整突起１４１ａは、つらら球状内表面１４１の中央部から突出するように形成されている。好ましくは、光調整突起１４１ａの端部は、ＬＥＤ発光体１２０の上方表面と可能な限り近接するように突出する。
【００３８】
ここで、つらら球状内表面１４１は、実際の光拡散ユニットとしての光拡散調整部でありながら、ＬＥＤ発光体１２０から発光された光を導入する部分である。つらら球状内表面１４１は、ＬＥＤ発光体１２０から発光され、つららと同じ材料でできた光調整突起１４１ａを通った光を、同時に反射し屈折させる。ＬＥＤ発光体１２０の左右側部は、光調整突起１４１ａを除いて窪んだおり、ＬＥＤ発光体１２０からの光を屈折させて調整するので、面発光を大きく増大するよう面発光特性を持つＬＥＤ発光体１２０から発光された光が均一に拡散される。
【００３９】
さらに、つらら球状内表面１４１の正面方向を使って光が拡散され、調整された状態にあるＬＥＤ発光体１２０から発光された光を、外表面１４２は、伝導し、放射する。外表面１４２は例えば対称又は非対称等の自由曲面で形成され、外表面の曲面形状は様々に修正、変形可能である。
【００４０】
下記、上述の構成を有する本発明の実施形態におけるつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン１００の製造工程について図２とともに説明する。
【００４１】
ＬＥＤ発光体１２０が実装され電気的に接続されたＣＯＢのための基板１１０がまず準備され、図２（ａ）を参照して、基板１１０の上方表面に、実装部１１２と結合溝１１３を含む溝１１１がエッチング処理を用いて形成される。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、面発光特性をもつＬＥＤチップ又はＯＬＥＤチップのＬＥＤ発光体１２０は、基板１１０の装着部の上に配置され、ワイヤボンディングの処理がされることで、ＬＥＤ発光体１２０が電気的に基板１１０と接続して信号の加工ができる。
【００４３】
図２（ｃ）に示すように、蛍光基板１２０は、基板１１０の実装部１１２の上に実装されたＬＥＤ発光体１２０の上に配置される。
【００４４】
図２（ｄ）に示すように、つらら型拡散ユニット１４０とボンディング結合するために、基板１１０の結合溝１１３に接着剤が塗布される。
【００４５】
この際、紫外ボンド又は一般的なボンドが接着剤として利用される。
【００４６】
図２（ｅ）に示すように、つらら型拡散ユニット１４０は基板１１０の溝１１１の上に載置され溝１１１に一致させられ、ボンディング結合力を用いて、基板１１０に一体的に結合される。
【００４７】
このとき、もし紫外ボンドを利用した場合、紫外ボンドは紫外線を発光することにより曲がるので、つらら型拡散ユニット１４０は、面発光特性を持つＬＥＤ発光体１２０が実装された基板１１０と一体的に結合される。
【００４８】
本発明の実施形態におけるつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン１００は、図５に示すように、風景照明に適用できる。照明エンジン１００は、光を制御し光害を孤立させる特性を有し、ＬＥＤ照明から発光された光がＬＥＤ照明の正面と側面から見えるような、幅広い視野開口部角をもつ。
【００４９】
ＬＥＤ照明エンジン１００はさらに、広告看板、又は交通看板に適用でき、よって看板の鮮明度を確保するようにグレア（ｇｌａｒｅ、まぶしさ）を抑える。
【００５０】
ＬＥＤ照明エンジン１００はさらに、６０インチ以上の大型テレビに端面発光方法ではなく直接発光方法による、バックライトとして適用できる。それゆえ、従来のテレビと比較してＬＥＤテレビの価格を低減でき、光の均一化し、グレアを軽減する等、ＬＥＤテレビの質を向上できる。
【００５１】
＜第２実施形態＞
一方、図８は、本発明の別の実施形態におけるつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジンの断面図である。図９は、本発明の別の実施形態におけるＬＥＤ照明エンジンの製造工程を示す。図８及び図９に示すように、本発明の本実施形態に係るつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン２００は、複数のマルチチップアレイモジュール又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤｓ）がＣＯＢ上に配列されたＬＥＤ発光体２１０と、ヒートシンク２２０と、熱グリース（潤滑油）と、結合部を備えたつらら型拡散ユニット２４０とを有する。
【００５２】
ＬＥＤ発光体２１０は基板を有し、１００〜１５０個のＬＥＤチップがＣＯＢ上に複数配列されたモジュールである。ＬＥＤ発光体２１０は面発光特性を持つ。
この際、ＬＥＤ発光体２１０は、上述の式（１）の条件を満たすことが好ましく、それゆえ、面発光部によって形成された模様を取り除き、光の位相を安定的に制御する。
【００５３】
ここで、日亜化学工業株式会社、ＢｒｉｄｇｅｌｕｘＩｎｃ、Ｃｒｅｅ  Ｉｎｃ、シチズン電子株式会社、ＬｉｇｈｔＯｃｅａｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐ．などで製造された複数のアレイモジュールから選んだいずれか１つを、上記式（１）の条件を満たし、面発光特性を持つＬＥＤ発光体２１０として利用することができる。
【００５４】
ヒートシンク２２０は、マルチチップアレイモジュール又はＯＬＥＤで構成されたＬＥＤ発光体２１０の熱放射のために準備され、アルミニウム材料の熱放射金属、又はグラファイトやカーボンナノファイバーなどの熱放射セラミックで構成されうる。
【００５５】
熱グリース２３０は、ＬＥＤ発光体２１０の熱を放射するように、ＬＥＤ発光体２１０をヒートシンク２２０に取り付けるために準備されるものである。なお、熱グリース２３０の代わりに熱テープを利用してもよい。
【００５６】
ＬＥＤ発光体２１０の面発光特性を増大させ、ＬＥＤ発光体２１０から発光された光を均一に拡散するようにＬＥＤ発光体２１０の発散光を制御するため、つらら型拡散ユニット２４０は該発散光の内部反射と内部屈折を同時に引き起こす。つらら型拡散ユニット２４０は所定の形状体のレンズ構造であり、ガラス、ポリカーボネート（ＰＣ）、メチルーメタクリル酸（ＰＭＭＡ）、及び環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）から選択されたいずれか１つで作られている。
【００５７】
つらら型拡散ユニット２４０は、内表面２４１、外表面２４２、及び結合突出部２４３を有する。内表面２４１は、レンズ構造の内表面を形成するようにＬＥＤ発光体２１０から発光された光が導かれる方向と垂直な方向に形成される。この内表面２４１は、１つの頂点と根元を含む曲面を持ち、つらら型の光調整突出部２４１ａが中央に形成された左右対称構造であり、球状面を持つ。外表面２４２は、例えば球面又は非球面の曲面表面であり、レンズ構造の外表面を形成する。また、結合突出部２４３はレンズ構造の端部から延伸する。
【００５８】
この際、光調整突出部２４１ａは、つらら球状内表面２４１の中央部から突出形状となるように形成されている。好ましくは、光調整突出部２４１ａの端部は、ＬＥＤ発光体２１０の上表面と可能な限り近接するように突出する。
【００５９】
つらら型拡散ユニット２４０は上述の実施形態（第１実施形態）のつらら型拡散ユニット１４０と同一の機能を有するので、つらら型拡散ユニット１４０を本実施形態に適用して、本実施形態のつらら型拡散ユニット２４０についての詳細な説明は省略する。
【００６０】
ここで、上述の構造を有する本発明の第２実施形態に係るつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン２００の製造工程について、図９を参照して説明する。
【００６１】
図９（ａ）を参照して、ヒートシンク２２０が準備される。図９（ｂ）を参照して、面発光特性を有するマルチチップモジュールアレイ又はＯＬＥＤから構成される発光体ＬＥＤ２１０がヒートシンク２２０の上方表面の中央に載置されて配置され、そして熱グリース２３０を用いてヒートシンク２２０に固定され取り付けられる。
【００６２】
図９（ｃ）に示すように、電気的な接続と信号の伝達が実行できるように、ヒートシンク２２０に固定され取り付けられたＬＥＤ発光体２１０の上に、ワイヤボンディング等の配線が行われる。
【００６３】
図９（ｄ）に示すように、ボルト結合を用いて、ＬＥＤ発光体２１０が固定され取り付けられるように、つらら型拡散ユニット２４０がヒートシンク２２０に固定され取り付けられる。そして、つらら型拡散ユニット２４０では、つらら型拡散ユニット２４０のつらら球状内表面２４１が、ＬＥＤ発光体２１０を受け止めて覆い、光調整突出部２４１ａがＬＥＤ発光体２１０の上方表面と可能な限り近接する。
【００６４】
図９（ｅ）に示すように、つらら型拡散ユニット２４０とヒートシンク２２０との取付け部（結合部）に防水性を持たせるように、該取付け部をシリコンでコーティングする。
【００６５】
本発明のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン２００は、図１１のように、公園の照明として利用でき、特に、公園の従来照明と置き換えることができる。
【００６６】
図１２に示すように、さらに照明が居間、宴会場などで照明として利用される場合、従来の照明にはグレアを防ぐためのカバー部材が本質的に備えられていた。しかし、本発明に係るＬＥＤ照明は従来の照明と置き換えることができ、さらにつらら型拡散ユニット２４０はそれ自体がカバー部材としても機能する。従って、ＬＥＤ照明は別個のカバー部材を必要とせず、それゆえコスト削減ができる。
【００６７】
図１３に示すように、さらに、照明がガソリンスタンド、工場、及び駐車場等で利用される場合、従来の照明には光の調整のための反射鏡が本質的に備えてられていた。しかし、本発明に係る照明は従来の照明と置き換えることができ、さらに、つらら型拡散ユニット２４０はそれ自体が反射鏡として機能する。従って、ＬＥＤ照明は別個の反射鏡を取り除くことにより、コスト削減ができ、光の調整の効率が向上する。
【００６８】
なお、本発明のつらら型拡散ユニットを搭載するＬＥＤ照明エンジン１００、２００は、図を用いて説明したものに限られず、ＬＥＤ照明エンジンは、内部空間に埋め込んだ、又は外部空間に実装された、切替モード電源（ＳＭＰＳ）を備えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明のＬＥＤ照明エンジンは、全内部反射及び全内部屈折を利用した光拡散工程を実行する特性を持つつらら型拡散ユニットを有するＬＥＤ照明エンジンであって、ＬＥＤ照明からの光用の発光表面の輝度の全体的で同一な制御、グレア現象の改善、光害の除去、発光体により起きる模様の発生の抑制、及び効率的な光の制御を可能にする。
【符号の説明】
【００７０】
１００    ＬＥＤ照明エンジン
１１０    基板
１１１    溝
１１２    実装部
１１３    結合溝
１２０    ＬＥＤ発光体
１４０    つらら型拡散ユニット
１４１    つらら型球状内表面
１４１ａ  光調整突起
１４２    外表面
１４３    結合突出部
２００    ＬＥＤ照明エンジン
２１０    ＬＥＤ発光体
２２０    ヒートシンク
２３０    熱グリース
２４０    つらら型拡散ユニット
２４１    つらら球状内表面
２４１ａ  光調整突起
２４２    外表面
２４３    結合部
【図１（ａ）】
2015515110.tif 000007
【図１（ｂ）】
2015515110.tif 000008
【図２】
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【図４】
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【図５】
2015515110.tif 000011
【図６】
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【図７】
2015515110.tif 000013
【図８】
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【図９】
2015515110.tif 000015
【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
2015515110.tif 000017
【図１０（ｃ）】
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【図１０（ｄ）】
2015515110.tif 000019
【図１０（ｅ）】
2015515110.tif 000020
【図３】
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【図１１】
2015515110.tif 000022
【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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