專利名稱：發(fā)光二極管燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝在具有照相機(jī)功能的便攜電話或便攜信息終端機(jī)上、作為閃光燈光源使用的發(fā)光二極管(LED)燈。
背景技術(shù)：
通常，在照相機(jī)中裝載著閃光燈光源，多數(shù)閃光燈光源使用氙氣管。雖然該氙氣管具有強(qiáng)光量，但同時具有高的功耗，所以不適合便攜電話等的需要小型化和低功耗的設(shè)備。因此，如CL-460S，470S系列、數(shù)據(jù)表“online”株式會社シチズン電子“平成15(2003)年2月20日檢索”互聯(lián)網(wǎng)URL<http/www.c-e.co.jp/products/index1.htm1>所示，將多個發(fā)光元件排列在芯片基板上，小型且可表面安裝的LED燈已實用化。
通過使用這種結(jié)構(gòu)的LED燈，在得到預(yù)定的光量的同時，還可實現(xiàn)低功耗化。
但是，由于該LED燈沒有指向性，不適合實現(xiàn)如照相機(jī)的閃光燈那樣在預(yù)定方向上得到強(qiáng)光量的目的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種LED燈，通過在預(yù)定方向上具有指向性，同時可實現(xiàn)由反射得到的亮度提高，可作為在小型便攜電話中具有的照相機(jī)的閃光燈光源裝載。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個特征的一種LED燈，包括形成了電極圖案的電路基板；裝載在所述電路基板上的具有凹部的反射框體；配置在所述凹部的中央部且安裝在電路基板上的發(fā)光體；所述凹部的內(nèi)周面形成為越向上方越大的錐狀反射面。
本發(fā)明的另一特征的一種LED燈，包括形成了電極圖案的電路基板；裝載在所述電路基板上、具有內(nèi)周面為錐狀凹部的反射框體；配置在所述凹部的中央部且安裝在電路基板上的發(fā)光體；配置在該發(fā)光體的上方且經(jīng)空氣層設(shè)置在反射框體上的透鏡體；在所述電路基板、反射框體和透鏡體的至少一個上設(shè)置了連通所述空氣層和外部用的空氣孔。


圖1是本發(fā)明的LED燈的第一實施例的斜視圖；圖2是上述第一實施例的LED燈的截面圖；圖3是上述第一實施例的LED燈的平面圖；圖4是上述第一實施例的LED燈的組裝斜視圖；圖5是本發(fā)明的LED燈的第二實施例的斜視圖；圖6是上述第二實施例的LED燈的截面圖；圖7是本發(fā)明的LED燈的第三實施例的截面圖；圖8是本發(fā)明的LED燈的第四實施例的截面圖；圖9是本發(fā)明的LED燈的第五實施例的截面圖；圖10是本發(fā)明的LED燈的第六實施例的截面圖；圖11是在各部分設(shè)置從空氣層通向外部的空氣孔的LED燈的截面圖；圖12是通過MID一體形成電路基板和反射框體的LED燈的截面圖。
具體實施公式下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的LED(Light Emitting Diode)燈的實施例。
圖1到圖4表示本發(fā)明的LED燈21的第一實施例。該LED燈21包括電路基板22，安裝在該電路基板22上的發(fā)光體27，安裝在電路基板22上的反射框體31，使其包圍該發(fā)光體27。
在電路基板22上形成例如三對陽極和陰極電極部。若作進(jìn)一步調(diào)查，如圖3所示，電路基板22具有由玻璃環(huán)氧和BT樹脂等構(gòu)成的大致方形，在該電路基板的兩個側(cè)面上通過通孔形成陽極電極(A1，A2，A3)和陰極電極(K1，K2，K3)。并且，從上述兩個側(cè)面向電路基板22的中央部延伸的引線圖案的一對A1和K1，一對A2和K2，一對A3和K3的各個前端間分別安裝后述的三個發(fā)光二極管元件或LED元件28a，28b，28c，這些發(fā)光二極管元件和三對電極分別經(jīng)焊接線30相連。
發(fā)光體27由上述的三個LED元件28a，28b，28c和密封這些LED元件的透明或具有透光性的樹脂材料29構(gòu)成。所述LED元件28a，28b，28c是氮化鎵系化合物半導(dǎo)體，如圖3所示，連接在各個陽極電極(A1，A2，A3)和陰極電極(K1，K2，K3)之間，并在電路基板22的中央部等間隔配置成三角形狀。
如圖1和圖2所示，反射框體31是具有與電路基板22大致相同的平面形狀的部件，通過任意手段固定在電路基板22上。另外，反射框體31厚度比電路基板22大，其中央部包圍所述發(fā)光體27，并具有圓形的內(nèi)周面，同時，形成越向上方外部越寬的錐狀的倒立沒有頂端的圓錐狀凹部32。在該凹部32的內(nèi)周面形成使從所述發(fā)光體27發(fā)出的光向希望方向均勻聚光用的反射面33。該反射面33例如由鍍鎳或鍍其他銀色系物質(zhì)形成。因此，可通過該反射面33將從發(fā)光體27發(fā)出的光高效地反射到上方。雖然該反射面33的形狀和錐形的傾斜角可以根據(jù)LED燈21的規(guī)格適當(dāng)設(shè)定，但是如照相機(jī)的閃光燈光源那樣，為在某一定距離內(nèi)照射均勻的光，最好使反射面的形狀為以發(fā)光體27為中心的圓形，向上方在40度～80度的范圍內(nèi)傾斜。
如圖4所示，該實施例的LED燈21在形成了陽極電極(A1，A2，A3)和陰極電極(K1，K2，K3)的電路基板22上安裝LED元件28a～28c，并由樹脂材料29密封其上面后，通過將反射框體31安裝在所述電路基板22上而形成。
在由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第一實施例的LED燈21中，通過從由三個LED元件28a，28b，28c構(gòu)成的發(fā)光體27直接向上方發(fā)出的光和由反射面33反射的光而使發(fā)光體27的正面方向的發(fā)光亮度大大提高。另外，如圖2所示，通過所述反射面33，可使從發(fā)光體27發(fā)出的光向正面方向集中并向預(yù)定方向照射，同時，發(fā)射框體31形成為與電路基板22具有大致相同的平面大小，由于為沒有突起部的平面形狀，所以可組裝到狹小的安裝空間中。因此，可容易地組裝到內(nèi)置有照相機(jī)功能的便攜電話中，作為閃光燈光源可以得到充分的光量。另外，由于構(gòu)成所述發(fā)光體27的各LED元件具有三個系統(tǒng)獨立的一對電極對，所以可從僅由一個LED元件28a照明，由兩個LED元件28a、28b照明，由三個LED元件28a、28b、28c同時發(fā)光的照明中進(jìn)行任意的發(fā)光控制。另外，在本實施例中，雖然表示了由三個LED元件28a，28b，28c構(gòu)成發(fā)光體27的情況，但是并不限于這種三個LED元件的結(jié)構(gòu)，也可根據(jù)使用目的為一個LED元件的結(jié)構(gòu)或由四個以上的LED元件的結(jié)構(gòu)。
圖5和圖6表示本發(fā)明的LED燈的第二實施例。該實施例的LED燈41由形成電極圖案的電路基板22、安裝在該電路基板22上的發(fā)光體27、具有包圍該發(fā)光體27的反射面的發(fā)射框體31、位于所述發(fā)光體27上，由反射框體31包圍的空氣層40、夾著該空氣層40，并設(shè)置在該反射框體31上的透鏡體44構(gòu)成。雖然發(fā)光體27和反射框體31的聚光作用與所述第一實施例的LED燈21相同，但是通過在反射框體31上設(shè)置透鏡體44，發(fā)光體27和通過反射面33向上方發(fā)射的光由所述凸面46聚光，所以與所述第一實施例的LED燈21相比，可實現(xiàn)發(fā)射光量的進(jìn)一步提高。另外，由于透鏡體44的下側(cè)，換而言之為透鏡體44和發(fā)光體27之間為空氣層40，所以從上述發(fā)光體27發(fā)出的光通過由空氣層40的透鏡體44構(gòu)成的具有兩個不同折射率的媒體向外部發(fā)射。通過這種折射率的改變可進(jìn)一步提高聚光性。透鏡體44成型透明或具有透光性的樹脂材料或?qū)⒉ＡР牧现苯蛹庸轭A(yù)定形狀來形成，使得發(fā)射光的面為凸面46。另外，本實施例的LED燈41中，通過設(shè)置透鏡體44，而成為密封凹部32內(nèi)的狀態(tài)。因此，存在通過逆流處理安裝LED燈時凹部32內(nèi)的空氣層40膨脹的危險。為改善該情況，設(shè)置從空氣層40通到外部的空氣孔45而使氣壓下降。由此，在安全且可靠地進(jìn)行逆流處理的同時，可抑制作為LED燈的品質(zhì)劣化。
圖7是將透鏡體54的中央部從反射框體31的上面下降到凹部32內(nèi)而形成的第三實施例的LED燈51。這樣，由于通過使凸面56隱藏在凹部32內(nèi)，反射框體31的上方變平坦，所以可實現(xiàn)整體的薄形化。尤其是在將凸面56的頂點形成為與反射框體31的上面大致水平的情況下，可將LED燈51的厚度抑制為與上述第一實施例的LED燈21大致相同的薄度。根據(jù)該實施例的LED燈51，雖然發(fā)光的指向性和發(fā)射光量與上述圖6所示的LED燈41大致相同，但是由于透鏡體54不從反射框體31的上面突出，所以適合于組裝到便攜電話燈的薄形設(shè)備中。
圖8表示本發(fā)明的第四實施例的LED燈61。該實施例的LED燈61相對于發(fā)光體27的正面配置透鏡體64的凸面66。雖然發(fā)光作用與上述第二實施例和第三實施例的LED燈41，51相同，但是由于反射框體31的上面大致為平坦面，所以與上述第三實施例的LED燈51相比，可抑制安裝時的高度方向的空間。
圖9表示本發(fā)明的第五實施例的LED燈71。該實施例的LED燈71使覆蓋形成在反射框體31上的凹部32的上方的透鏡體74的一部分為粗糙表面76，而可得到光散射效果。上述粗糙表面76通過凹凸加工形成為平板狀的透鏡體74的與發(fā)光體72相對的面而形成。通過沒置這種粗糙表面76，可使從發(fā)光體27發(fā)射的光和由發(fā)射面33反射的發(fā)射光適當(dāng)向上方散射發(fā)光。
圖10表示本發(fā)明的第六實施例的LED燈81。該實施例的LED燈81中，上述圖8的透鏡體的單面為菲涅爾透鏡面86。該菲涅爾透鏡面86具有光學(xué)上由與凸透鏡面相同的光折射產(chǎn)生的聚光效果，還具有使透鏡本身的厚度變薄的優(yōu)點。
上述第二到第六實施例的透鏡體44，54，64，74，84形成為一個面為凸面46，56，66和粗糙表面76或菲涅爾透鏡86，另一個面為平坦面。并且，以使所述凸面和粗糙表面或菲涅爾透鏡面向發(fā)光體27，使平坦面向外部露出的狀態(tài)設(shè)置反射體31。由此，在得到由凸面或菲涅爾面帶來的高聚光性和由粗糙表面帶來的光散射效果的同時，通過使外表面為平坦面而實現(xiàn)了薄形化。另外，若不重視薄形化，則也可將所述透鏡體的兩個面形成為凸面或菲涅爾透鏡面，而可得到更好的聚光效果。
上述第二到第六實施例中所示的LED燈中，反射框體31的內(nèi)部為空氣層40，通過設(shè)置這種空氣層40得到的光學(xué)效果可得到更到的聚光效果。若所述空氣層的光折射率為1，可知道形成透鏡體的樹脂的折射率為1.5左右。因此，從上述發(fā)光體27發(fā)出的光在發(fā)射到外部前，通過上述空氣層和透鏡體之間光折射率變大，而可得到更大的聚光效果。與此相反，在發(fā)光體的上方?jīng)]有間隙地充填形成構(gòu)成透鏡體的樹脂的情況下，由于從發(fā)出體發(fā)出的光的折射率僅取決于其樹脂的折射率，所以沒有得到很大的聚光效果。
雖然在如第二到第六實施例的包括透鏡體結(jié)構(gòu)的LED燈中設(shè)置了空氣孔45，但是若該空氣孔45為從空氣層40通向外部的部位，也可設(shè)置在任何地方。例如，由上述圖8所示的第四實施例的LED燈61的例子所表示時，可根據(jù)LED燈的大小和形狀或安裝方法，形成在與透鏡體64相連的反射框體31的上部(圖11(a))，與電路基板22相連的反射框體31的下部(圖11(b))、透鏡體64的一部分(圖11(c))和電路基板22的一部分上(圖11(d))的其中之一上。另外，雖然上述空氣孔45可至少設(shè)置在一個部位上，但是也可根據(jù)LED燈的大小和安裝例而設(shè)置多個。
上述第一到第六實施例中，雖然作為LED燈基礎(chǔ)的部分由形成了安裝發(fā)光體27用的電路圖案的電路基板22和配置在該電路基板22上的反射框體31構(gòu)成，但是如圖12所示的LED燈91那樣，也可通過一體化電路基板部92和反射框體部93的立體型的基底部95形成。這種立體型基底部95通過使用MID(Molded Interconnect Device)可容易且高精度地成形為任意形狀，同時，由于上述電路基板部92和反射框體93形成了紋理的連續(xù)面，所以可得到?jīng)]有亂反射的良好反射效果。
上述第二到第五實施例所示的LED燈41，51，61，71，81雖然裝載了不同例子的透鏡體44，54，64，74，84，但是該透鏡體的曲率半徑和折射率在可得到聚光范圍內(nèi)不作特別限定。
另外，使上述實施例的LED燈發(fā)出白光，并作為照相機(jī)的閃光燈光源使用的情況下具有下面兩種構(gòu)造方法。第一構(gòu)造是如圖3所示，在發(fā)光體27中使用發(fā)藍(lán)光的LED元件(28a，28b，28c)后，在密封的樹脂體中混入YAG熒光粉。另外，第二結(jié)構(gòu)是使用紅、綠、藍(lán)色的發(fā)光型LED元件來構(gòu)成發(fā)光體27，通過調(diào)整所述各個LED元件的發(fā)光色或亮度來得到白色發(fā)光。根據(jù)第二結(jié)構(gòu)，除白色之外還可以作出各種發(fā)光色。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)置了聚光用凹部的反射框體，可使從發(fā)光體發(fā)出的光向發(fā)光正面方向具有預(yù)定角度的指向性地發(fā)射。尤其是，所述凹部的內(nèi)周面向上部形成為錐狀，所以可得到發(fā)光體的正面方向具有一定寬度、且同時不會使亮度不均勻的均勻照明效果。因此，可適用于對被攝物體需要強(qiáng)光量的照相機(jī)的閃光燈光源。
另外，由于構(gòu)造為在安裝在電路基板上的發(fā)光體的周圍設(shè)置具有聚光用凹部的反射框體的同時，通過透鏡體覆蓋所述凹部的上方，所以可進(jìn)一步通過透鏡體向規(guī)定方向聚光由凹部的內(nèi)周面反射后提高了發(fā)射光量的光。另外，由于由所述透鏡體覆蓋的凹部內(nèi)構(gòu)成了空氣層，所以通過透鏡體的光折射率和空氣層的光折射率的差可得到更高的聚光效果。另外，通過在所述電路基板、反射框體或透鏡體的至少一個上形成從所述空氣層通向外部的空氣孔，也可抑制如逆流安裝處理那樣在高溫環(huán)境下的空氣膨脹。因此，在安全且可靠地進(jìn)行逆流安裝處理的同時，可防止LED燈的性能劣化。
另外，通過將具有光入射面和光出射面的透鏡體的至少一個形成為凸透鏡面，可使從所述發(fā)光體射出的光和由所述放射框體反射的光向更遠(yuǎn)處聚光。另外，也可代替所述凸透鏡面形成菲涅爾透鏡面。通過為這種菲涅爾透鏡面，光學(xué)特性與凸透鏡面大致相同，同時使薄形化成為可能。
另外，通過使所述透鏡體一個面由凸透鏡面或菲涅爾透鏡面，另一個面由平坦面構(gòu)成，相對所述發(fā)光體沒置所述凸透鏡面或菲涅爾透鏡面，可在接近于發(fā)光體面的狀態(tài)下配置所述凸透鏡面或菲涅爾透鏡面。因此，可以高效地聚光從發(fā)光體發(fā)出的直接光和通過反射框體內(nèi)部反射的反射光。另外，由于透鏡體的外表面為平坦面，所以可實現(xiàn)整體的薄形化，還可安裝到狹小的空間中。
另外，由于所述發(fā)光體可以集成一個或兩個以上的多個發(fā)光二極管而構(gòu)成，所以可制造對應(yīng)于所要求的照明效果的光量的LED燈。
另外，雖然所述發(fā)光體因所構(gòu)成的二極管元件的特性而可得到各種發(fā)光顏色，但是通過在密封所述發(fā)光二極管的樹脂體中混合YAG熒光粉，而可容易得到白色發(fā)光。另外，在構(gòu)成所述發(fā)光體的發(fā)光二極管由紅、綠、藍(lán)三種構(gòu)成的情況下，可通過混合所述各個發(fā)光二極管元件的發(fā)光色或亮度而得到白色發(fā)光。
另外，通過鏡面加工或電鍍加工發(fā)射面而提高了發(fā)光效率，而得到高的照明效果。
另外，在由可一體化的MID形成所述電路基板和反射框體的情況下，由于電路基板面和反射面形成了沒有紋理的連續(xù)面，所以在得到良好的反射效果的同時，品質(zhì)一定并使大批量生產(chǎn)成為可能。
根據(jù)本方面的LED燈，通過在電路基板上形成包括被配置成包圍由LED元件構(gòu)成的發(fā)光體的周圍的反射用凹部的反射框體，作為照相機(jī)的閃光燈光源可得到充分的光量，而不會增加LED元件數(shù)目和消耗電流。另外，由于包括反射面的反射框體形成為與電路基板具有大致相同的平面的大小，所以還可裝載到?jīng)]有安裝空間余量的小型和薄形便攜電話和便攜信息終端等中。
另外，通過在所述反射框體上安裝透鏡體，在當(dāng)然可使亮度提高和具有指向性的同時，可通過選擇所述透鏡體的形狀和大小而得到適用于所裝載的設(shè)備和使用條件的照明效果。
進(jìn)一步，通過在所述反射框體上設(shè)置透鏡體，使凹部內(nèi)的空間為空氣層，而可使光向外部發(fā)射期間通過透鏡體和空氣層中。這樣，由于通過了相鄰的光折射率不同的媒體，所以光的折射效果變大，可進(jìn)行更亮的發(fā)光。
權(quán)利要求
1.一種LED燈，其特征在于包括電路基板，形成有電極圖案發(fā)光體，安裝在所述電路基板上；反射框體，裝載在所述電路基板上，具有配置為包圍所述發(fā)光體的凹部；在所述凹部的內(nèi)周面形成反射從所述發(fā)光體發(fā)出的光的反射面，且該反射面形成為越向上方越大的錐狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體包括多個LED元件和密封這些LED元件的透明或具有透光性的樹脂材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈，其特征在于所述多個LED元件由氮化鎵系化合物半導(dǎo)體構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED燈，其特征在于所述多個LED元件在反射面的中心部的周圍等間隔配置。
5.一種LED燈，其特征在于包括電路基板，形成有電極圖案；發(fā)光體，安裝在所述電路基板上；反射框體，裝載在所述電路基板上，具有配置為包圍所述發(fā)光體的凹部；透鏡體，配置在所述發(fā)光體的上方，并安裝在所述反射框體上，使得在其與發(fā)光體之間形成空氣層；空氣孔，設(shè)置在所述電路基板、反射框體和透鏡體的至少一個上，連通所述空氣層和外部；在所述凹部的內(nèi)周面形成反射從所述發(fā)光體發(fā)出的光的反射面，且該反射面形成為越向上方越大的錐狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述透鏡體具有光入射面和光出射面，所述光入射面和光出射面內(nèi)至少一個為凸透鏡面或菲涅爾透鏡面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述透鏡體具有光入射面和光出射面，所述光入射面和光出射面的一個由凸透鏡面或菲涅爾透鏡面構(gòu)成，另一個由平坦面構(gòu)成；相對所述發(fā)光體設(shè)置所述凸透鏡面或菲涅爾透鏡面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體包括一個或兩個以上的發(fā)光二極管元件和密封該發(fā)光二極管元件的透明或透光性的樹脂材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體包括一個或兩個以上的發(fā)光二極管元件和密封該發(fā)光二極管元件的透明或透光性的樹脂材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體通過包括發(fā)藍(lán)光的二極管元件、密封該發(fā)藍(lán)光的二極管元件的樹脂體和混入到該樹脂體內(nèi)的釔·鋁·石榴石(YAG)熒光粉來得到白色發(fā)光。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體通過包括發(fā)藍(lán)光的二極管元件、密封該發(fā)藍(lán)光的二極管元件的樹脂體和混入到該樹脂體內(nèi)的釔·鋁·石榴石(YAG)熒光粉來得到白色發(fā)光。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體由紅、綠、藍(lán)色構(gòu)成的三種發(fā)光二極管元件和密封這些發(fā)光二極管元件的樹脂體構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述發(fā)光體由紅、綠、藍(lán)色構(gòu)成的三種發(fā)光二極管元件和密封這些發(fā)光二極管元件的樹脂體構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述凹部的內(nèi)周面是鏡面加工或電鍍加工成的。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述凹部的內(nèi)周面是鏡面加工或電鍍加工成的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征在于所述電路基板和反射框體由在立體形狀的樹脂成形品上形成電路和電極的模塑互連(MoldedInterconnect Device)形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED燈，其特征在于所述電路基板和反射框體由在立體形狀的樹脂成形品上形成電路和電極的模塑互連(MoldedInterconnect Device)形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種LED燈，具有形成電極圖案的電路基板(22)；裝載在該電路基板(22)上、具有內(nèi)周面越向上方越大的錐狀凹部(32)的反射框體(31)；安裝在所述凹部(32)的中央部的發(fā)光體(27)；位于該發(fā)光體(27)上的空氣層；經(jīng)該空氣層設(shè)置在所述反射框體(31)上的透鏡體(44)；同時，在所述反射框體(31)上設(shè)置連通所述空氣層和外部的空氣孔(45)。
文檔編號H01L25/075GK1538538SQ20041004309
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月9日
發(fā)明者小俁一樹 申請人:西鐵城電子股份有限公司