照明裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種照明裝置，所述照明裝置盡管使用前表面和后表面均為平坦表面的光學元件，也能夠通過使從半導體發光元件發射的照明光有效地擴散從而防止亮度不均勻等。該照明裝置設有；基板構件(30,45,54)，固定至基板構件的半導體發光元件(62)；以及光學元件(70)，其中，面向半導體發光元件的面向表面(70b)和相對于半導體發光元件的相對側的表面(70a)形成為彼此平行的平坦表面。所述光學元件在面向表面和相對側的表面中具有多個凹部(71,72)和/或通孔。
【專利說明】
照明裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種照明裝置，其使用半導體發光元件(發光二極管(LED))。
【背景技術】
[0002]例如在專利文獻(PTL)I中公開了常規的使用半導體發光元件(LED)的照明裝置。
[0003]該照明裝置包括基板構件，固定至基板構件的LED(半導體發光元件)，以及固定至基板構件的光分布透鏡(光學元件)。
[0004]從LED發出的光具有較高的直線性。因此，穿過光分布透鏡的LED的照明光在一個特定方向上(及其周圍的部分)傳播而不擴散很多，除非改進光分布透鏡的形狀。在光分布透鏡具有這種光分布性能的情況下，照明裝置的有效性較低。
[0005]基于上述考慮，PTLl改進了光分布透鏡的形狀以使照明光擴散。PTLl中的光分布透鏡是旋轉對稱體，其中心軸線與LED的發光表面正交，并在其面向LED(和基板構件)的表面中具有以軸線為中心的旋轉對稱的凹部。
[0006]光分布透鏡固定至基板構件，從而覆蓋LED13LED位于凹部與基板構件之間的空間中。
[0007]當從電源產生的電力供應至LED時，LED發光。
[0008]從LED發出的照明光從凹部的表面(光分布透鏡的內周表面)進入光分布透鏡。照明光之后穿過光分布透鏡，并從光分布透鏡的外周表面離開光分布透鏡。照明光然后通過光分布透鏡而在不同的方向上擴散。
[0009]文獻列表
[0010]專利文獻
[0011]PTL 1:JP 2006-114863 A
[0012]PTL 2:JP 2009-44016 A
[0013]PTL 3:JP 2012-4078 A
[0014]PTL 4:JP 4357508 B2
[0015]PTL 5:JP 4568194 B2
【發明內容】
[0016](技術問題)
[0017]在PTLl中，光分布透鏡與LED相對的整體表面是曲形表面。
[0018]然而，具有這種形狀的光分布透鏡難于形成或進行加工，并且生產一個光分布透鏡需要大量材料。因此，制造光分布透鏡的成本較高。
[0019]此外，光分布透鏡的厚度增加，這導致整個照明裝置的厚度增加。
[0020]可以通過用前表面和后表面(面向LED的表面和與面向表面相對的表面)均為平坦的平面構件而形成光分布透鏡從而解決該問題。
[0021]然而，平面光分布透鏡的擴散照明光的性能較差。使用平面光分布透鏡的照明裝置因此趨向于僅在軸線方向上及其周圍的部分是亮的，而在其它部分是暗的。換句話說，從平面光分布透鏡發出的照明光的亮度旨在不均勻。這種照明裝置的利用率較低。
[0022]因此，能夠提供可有效地使半導體發光元件的照明光擴散從而防止亮度不均勻等的照明裝置是有幫助的，但不使用前表面和后表面均為平坦的光學元件。
[0023](解決技術問題的技術方案)
[0024]根據本申請的照明裝置包括:基板構件，固定至基板構件的半導體發光元件；以及光學元件，所述光學元件面向半導體發光元件的表面與光學元件在半導體發光元件的相對側的表面是彼此平行的平坦表面，其中光學元件在面向表面和相對表面中的至少一者中具有多個至少是凹部或者通孔。
[0025]至少是凹部或者通孔可以形成在面向表面和相對表面上。
[0026]在面向表面中形成的凹部和在相對表面中形成的凹部可以是彼此同心的。
[0027]至少是凹部或者通孔可以同心設置。
[0028]至少是凹部或者通孔可以沿徑向設置。
[0029]至少是凹部或者通孔可以設置成網格形式。
[0030]至少一個凹部的形狀可以類似于圓錐體。
[0031]至少一個凹部的形狀可以類似于半球形。
[0032]至少一個凹部可以具有形狀類似錐形的朝著凹部的開口端突出的底表面，除底表面之外的部分的形狀類似于柱形。
[0033]至少一個凹部可以具有形狀類似球形表面的底表面，底表面之外的部分的形狀類似于圓柱形。
[0034]至少一個凹部和/或至少一個通孔的形狀可以類似于圓柱形。
[0035]至少一個凹部和/或至少一個通孔的形狀可以類似于截頭圓錐體。
[0036]有益效果
[0037]在根據本申請的照明裝置中，光學元件面向半導體發光元件的表面和光學元件的與半導體發光元件相對的表面是彼此平行的平坦表面。換句話說，根據本申請的光學元件具有平面形狀。
[0038]這種光學元件具有良好的可成形性和可加工性，而且需要用于生產一個光學元件的材料量也可以減少。光學元件因此能夠以低成本制造。
[0039]此外，光學元件的厚度減小，這防止整個照明裝置的厚度增加。
[0040]此外，光學元件在面向表面和相對表面的至少一者中具有多個至少是凹部或者通孔。
[0041]這種凹部或者通孔的內表面上入射的照明光沿不同于入射方向的方向從內表面反射。
[0042]盡管(整個)光學元件是平面形狀，也能夠使照明光有效地擴散。
【附圖說明】
[0043]在附圖中:
[0044]圖1是根據本申請的實施方案之一的部分導體板的俯視立體圖；
[0045]圖2是初次集成部件的俯視立體圖，通過以導體板形成整體初次樹脂模制部分而獲得該初次集成部件；
[0046]圖3是初次集成部件的仰視立體圖；
[0047]圖4是初次集成部件的平面視圖；
[0048]圖5是初次集成部件的平面視圖，其已經經過了初步的切割；
[0049]圖6是初次集成部件和彼此分離的散熱器的俯視立體圖；
[0050]圖7是初次集成部件和彼此分離的散熱器的仰視立體圖；
[0051 ]圖8是初次集成部件和散熱器的組合體的俯視立體圖；
[0052]圖9是初次集成部件和散熱器的組合體的仰視立體圖；
[0053]圖10是二次集成部件的俯視立體圖，通過以初次集成部件與散熱器的組合體形成整體二次樹脂模制部分而獲得該二次集成部件；
[0054]圖11是二次集成部件的仰視立體圖；
[0055]圖12是具有在安裝表面上形成的反射膜的二次集成部件的平面視圖；
[0056]圖13是LED固定器和LED的俯視立體圖，LED固定器由于二級切割而完成；
[0057]圖14是沿著圖13中的箭頭XIV-XIV的截面圖；
[0058]圖15是LED模塊的平面視圖；
[0059]圖16是彼此分離的LED模塊和光分布透鏡的俯視立體圖；
[0060]圖17是彼此分離的LED模塊和光分布透鏡的仰視立體圖；
[0061 ]圖18是光分布透鏡的平面視圖；
[0062]圖19是具有固定支腿的光分布透鏡的仰視圖，固定支腿被省略；
[0063]圖20是沿著圖18中的箭頭XX-XX的截面圖；
[0064]圖21是圖20中的XXI部分的放大截面圖；
[0065]圖22是裝配有連接器的纜線的一端及其相鄰部分的俯視立體圖；
[0066]圖23是裝配有連接器的纜線的一端及其相鄰部分的仰視立體圖；
[0067]圖24是具有光分布透鏡(被省略)的照明裝置的平面視圖，其中一個LED模塊的散熱器的下表面固定至散熱構件的上表面，并且裝配有連接器的纜線的連接器被連接。
[0068]圖25是具有半透明罩和底架(被省略)的圖24中的照明裝置的示意性平面視圖；
[0069]圖26是圖21中的第一改型的放大截面圖；
[0070]圖27是圖21中的第二改型的放大截面圖；
[0071]圖28是圖21中的第三改型的放大截面圖；
[0072]圖29是圖21中的第四改型的放大截面圖；
[0073]圖30是圖21中的第五改型的放大截面圖。
[0074]附圖標記列表
[0075]10LED模塊(半導體發光元件模塊)
[0076]15LED固定器(半導體發光元件固定器)
[0077]17導體板
[0078]18A，18B托載部分
[0079]I SC輸送孔
[0080]19托載連接器部分[0081 ]20 第一傳導構件
[0082]20A線連接部分
[0083]20B纜線連接部分
[0084]20C接合孔
[0085]21第二傳導構件
[0086]21A線連接部分
[0087]21B纜線連接部分
[0088]21C接合孔
[0089]22第一切割橋接部
[0090]23第二切割橋接部[0091 ]24第三切割橋接部
[0092]30初次樹脂模制部分(基板構件)(樹脂模制部分)
[0093]31本體部分
[0094]32環形內壁
[0095]33內突出部
[0096]35橋接露出孔
[0097]36接合孔露出孔
[0098]37連接器連接突出部
[0099]38連接器連接凹槽
[0100]39接合凹部
[0101]40A,40B,40C,40D下側突出部
[0102]41外周壁
[0103]42接合爪部
[0104]43連接臂
[0105]45散熱器(基板構件)(傳熱構件)
[0106]46封裝部分
[0107]47鎖定凹部
[0108]48接觸表面
[0109]49LED支撐部件
[0110]49a安裝表面
[0111]50圓形凹部
[0112]51非圓形凹部
[0113]54二次樹脂模制部分(基板構件)(樹脂模制部分)
[0114]55環形壁
[0115]56環形部分
[0116]57覆蓋突出部
[0117]58反射膜
[0118]59LED固定部分(半導體發光元件固定部分)
[0119]62，62A，62BLED(半導體發光元件)
[0120]64線結合部
[0121]66照明裝置
[0122]68底座(散熱構件)
[0123]70光分布透鏡(光學元件)
[0124]70a前表面(相對表面)
[0125]70b后表面(面向表面)
[0126]71,71a凹部
[0127]72,72a,72b,72c,72d凹部
[0128]73固定支腿
[0129]74a，74b，74c，74d，74e，74f 通孔
[0130]75裝配有連接器的纜線
[0131]77纜線
[0132]78電線
[0133]79套管
[0134]80連接器
[0135]81絕緣件
[0136]82鎖定脊狀部
[0137]83保持突出部
[0138]84長凹槽
[0139]85第一觸點
[0140]86第一接觸部段
[0141]87第二觸點
[0142]88第二接觸部段
[0143]90線結合部
[0144]S環形空間。
【具體實施方式】
[0145]下文將參考附圖來描述本申請的一個實施方案。應當注意到，以下描述中的方向(諸如前、后、左、右、上和下)基于附圖中的箭頭方向。
[0146]在該實施方案中，LED模塊10用作照明裝置66(見圖24和25)的光源。
[0147]通過將LED62、引線結合部64和密封材料(在一些情況下也是下述的引線結合部90)整體附接至LED固定器15(半導體發光元件固定器)獲得LED模塊10(半導體發光元件模塊)。下面將首先描述LED固定器15的詳細結構和制造過程。
[0148]圖1顯示導體板17，其用作LED固定器15的基片。例如通過沖壓模制平板而獲得導體板17，該平板由電導性、熱導性和剛性良好的金屬制成，諸如黃銅、銅鈹合金或者Corson銅合金。整個導體板17具有沿前后方向延伸的長平面形狀(僅在圖1中表示導體板17的一部分)。每個托載部分18A和18B都沿著前后方向延伸，并在導體板17的右側和左側上形成，而托載連接件部分19在前后方向上以一定間隔布置，并連接托載部分18A和18B的多個部分。在每個托載部分18A和18B中以一定間隔鉆出輸送孔18C。在由托載部分18A和18B及兩個相鄰的托載連接件部分19圍繞的每個部分中形成兩個第一傳導構件20和兩個第二傳導構件21。兩個第一傳導構件20的每一個都經由兩個第一切割橋接部22而與相應的一個托載部分18A和18B和相應的一個托載連接件部分19整體結合，兩個第二傳導構件21的每一個都經由一個第二切割橋接部23而與相應的一個托載連接件部分19整體結合。相鄰的第一傳導構件20和第二傳導構件21通過一個第三切割橋接部24而彼此連接。在每個第一傳導構件20的內周上形成弧形的線連接部分20A。線連接部分20B沿著與托載部分18A和18B平行的方向直線形地延伸，并且線連接部分20B在第一傳導構件20的與線連接部分20A不同的部分中突出，還在第一傳導構件20的與線連接部分20A不同的另一部分中鉆出非圓形的接合孔20C。在每個第二傳導構件21的內周上形成弧形(與線連接部分20A的形狀相同)的線連接部分21A。纜線連接部分21B沿著與纜線連接部分20B平行的方向直線形地延伸，并在第二傳導構件21的與線連接部分21A不同的部分中突出，還在第二傳導構件21的與線連接部分21A不同的另一部分中鉆出非圓形的接合孔21C。
[0149]具有這種結構的導體板17通過使傳送器(未示出)的鏈輪齒與導體板17的各個傳送孔18C接合并使鏈輪齒旋轉而被向前傳送。當導體板17被傳送至預定的位置時，由一對位于導體板17上方和下方的模具構成的初次模制模具(未示出)封閉，使得導體板17容納在初次模制模具內部。當導體板17被傳送至預定的位置時，設置在初次模制模具上的許多支撐銷(未示出)裝配到在導體板17中形成的定位孔(未示出)中，從而將導體板17固定在初次模制模具內部。然后使用具有高絕緣性質和高熱阻的樹脂材料(例如液晶高分子聚合物)而在初次模制模具中實施注塑模制(夾物模壓、初次模制)。在樹脂材料固化后，初次模制模具的模具從導體板17被向上和向下分開。結果是，制造出通過在導體板17的表面上形成整體多個初次樹脂模制部分30而獲得的多個集成部件(后文稱為“初次集成部件”)(在圖2-4等中僅顯示一個初次集成部件)。
[0150]如圖所示的，每個初次樹脂模制部分30(基板構件)包括:本體部分31，其在平面視圖中基本上是方形形狀，并與第一傳導構件20、第二傳導構件21、第一切割橋接部22、第二切割橋接部23和第三切割橋接部24形成整體，并在其中心部具有圓形的通孔;兩個連接臂43，其從本體部分31的兩個部分延伸并與前托載連接部分19和后托載連接部分19形成整體。所述本體部分31包括:環形的內壁部分32，其在平面視圖中是圓形的(且是漸縮的)，所述環形的內壁部分32形成通孔的輪廓；以及四個內突出部33，其與環形內壁部分32的內周部分的四個部分接連，并且每個突出部填充第一傳導構件20與和第二傳導構件21的相鄰端部之間的空間。此外，兩個橋接露出孔35使各個第三切割橋接部24露出，并形成在本體部分31的上表面上，而接合孔露出孔36使接合孔20C和接合孔21C露出，并形成在本體部分31的上表面和下表面的四個部分中。此外，如下部件在本體部分31的兩個部分中的每一個中形成:連接器連接突出部37，其與線連接部分20B和線連接部分21B形成整體，同時使纜線連接部分20B和纜線連接部分21B的末端部的上表面露出；連接器連接凹槽38，其在連接器連接突出部37周圍形成；以及兩個接合凹部39，其在連接器連接凹槽38的兩個側表面(右表面和左表面)中形成。在初次樹脂模制部分30的下表面中形成八個比導體板17更向下突出的下側突出部40A、40B、40C和40D。初次樹脂模制部分30還具有兩個外周壁41，其在橫截面中基本上呈L形，并比下側突出部40A、40B、40C和40D更向下突出。在每個外周壁41的內表面上形成一個接合爪部42(在圖3至圖7中僅顯示一個接合爪部42)。
[0151]然后，通過傳送機將每個初次集成部件(導體板17和初次樹脂模制部分30)向前輸送至預定的位置，并且通過設置在預定位置處的初次切割器(未示出)來切割導體板17的每個第一切割橋接部22、第二切割橋接部23和第三切割橋接部24 (初次切割)。具體來說，沿與每個初次樹脂模制部分30的本體部分31的外周表面平行的方向切割每個第一切割橋接部22和第二切割橋接部23，并且還使用橋接露出孔35在第三切割橋接部24的中央來切割每個第三切割橋接部24(見圖5)。
[0152]然后通過傳送器將每個初次集成部件向前傳送至預定的位置。
[0153]在預定位置處布置多個散熱器45(基板構件)(傳熱構件)(數量與初次集成部件一樣多)，使得當初次集成部件被傳送至預定的位置時，散熱器45都各自直接設置在一個不同的初次集成部件之下(圖6至圖7)。
[0154]散熱器45是整體模制部件，其由諸如金屬鋁構成，并比初次樹脂模制部分30(以及下述的二次樹脂模制部分54)具有更高的導熱率。散熱器45的輪廓基本上與本體部分31的輪廓相同。散熱器45的上半部是封裝部分46，其平面形狀比散熱器45的下半部分稍大，在封裝部分46的外周部分的下表面的兩個部分中形成鎖定凹部47(在圖7和9中僅示出一個鎖定凹部47)。散熱器45的下表面是接觸表面48，其為平坦表面。形狀類似短圓柱形的LED支撐部件49從散熱器45的上表面的中心突出。LED支撐部件49的上表面是安裝表面49a，其為水平的平坦表面。此外，在散熱器45的上表面中形成兩個圓形凹部50和兩個非圓形的凹部51。
[0155]當每個初次集成部件(導體板17和初次樹脂模制部分30)直接置于相應的散熱器45之上的時候，傳送器朝初次集成部件將散熱器抬升(見圖8和9)。結果是，散熱器45的封裝部分46容納在由兩個初次集成部件的外周壁41限定的空間內，其中封裝部分46的外周表面的部分(兩個部分)面向兩個外周壁41的內周表面并在之間具有微小間隙，并且封裝部分46的上表面也與下側突出部40A、40B、40C和40D的下表面形成面接觸。在此，形成在初次集成部件(本體部分31)的下表面的四個脊狀部(圍繞四個接合孔露出孔36中的每個設置的向下的脊狀部)分別裝配到兩個圓形凹部50和兩個非圓形凹部51中。此外，兩個接合爪部42從下方與兩個鎖定凹部47接合。散熱器45從而暫時固定至本體部分31(本體部分31和散熱器45彼此形成整體)。進一步地，LED支撐部件49在本體部分31的中央不受約束地裝配到圓形孔中。LED支撐部件49的外周表面與線連接部分20A和線連接部分21A和內突出部33向內隔開，在其之間形成環形空間S(見圖8)。
[0156]每個由初次集成部件(導體板17和初次樹脂模制部分30)和散熱器45構成的集成部件還通過傳送器進一步向前輸送至預定位置。
[0157]在預定位置處，位于集成部件之上和之下的一對模具構成的二次模制模具(未示出)被關閉，使得集成部件容納在二次模制模具內部。在此，設置在二次模制模具上的很多支撐銷(未示出)裝配到前述的定位孔中，從而集成部件在二次模制模具內部固定。然后使用具有高絕緣性質和高熱阻的樹脂材料(例如液晶聚合物)而在二次模制模具中實施注塑模制(夾物模壓、二次模制)。在樹脂材料固化后，從集成部件之上和之下分離二次模制模具的模具。結果是，產生了通過在集成部件(由初次集成部件(導體板17和初次樹脂模制部分30)和散熱器45構成)的表面上形成二次樹脂模制部分54(基板構件)而獲得的每個集成部件(二次集成部件)(參見圖10和U)。如所示的，在初次樹脂模制部分30和散熱器45上形成二次樹脂模制部分54(覆蓋接合爪部42和鎖定凹部47)。因此，一旦二次樹脂模制部分54已經固化，則初次樹脂模制部分30和散熱器45就完全彼此固定。二次樹脂模制部分54具有環形壁55，環形壁55由在平面視圖中呈圓形的錐形表面形成，其覆蓋環形內壁部分32的表面并與每個內突出部33的上表面形成連續。此外，組成二次樹脂模制部分54的一部分的環形部分56填充在LED支撐部件49的外周表面與線連接部分20A、線連接部分21A和內突出部33的內周表面之間形成的環形空間S(見圖10)，環形部分56的上表面與LED支撐部件49的安裝表面49a和每個內突出部33的上表面位于同一平面(S卩，與LED支撐部件49的安裝表面49a和每個內突出部33的上表面形成連續)。二次樹脂模制部分54還填充在初次模制部分30的下表面與封裝部分46的上表面之間形成的間隙(該間隙在初次樹脂模制部分30的八個下側突出部40A、40B、40C和40D之間形成)。在二次樹脂模制部分54的外周表面的兩個部分中形成(突出)的覆蓋突出部57覆蓋在二次模制之前露出的第一切割橋接部22和第二切割橋接部23的端部。
[0158]然后通過傳送器將每個二次集成部件(導體板17、初次樹脂模制部分30、散熱器45和二次樹脂模制部分54)向前輸送至預定位置。
[0159]在預定位置處設置移印機(未示出)。當每個二次集成部件輸送至預定位置的時候，二次集成部件被置于移印機中。移印機然后在四個內突出部33的上表面、LED支撐部件49的安裝表面49a、環形壁55的表面和環形部分56的上表面上連續地(整體地)以厚度為30μm的薄膜的形式印制反射膜58(見圖12和13)。通過將作為著色劑的二氧化鈦(Ti02)等與聚氨酯樹脂混合作為主要成分而獲得反射膜58，反射膜總體上具有絕緣性質。反射膜58由于包含著色劑因而是白色的，其與由鋁制成的散熱器45在顏色(色調)上有所區別。反射膜58因此比初次樹脂模制部分30、散熱器45和二次樹脂模制部分54具有更高的可見光反射率(具體地，反射膜58的可見光反射率是90 %或者更多，優選地95 %或者更多)ο在LED支撐部件49上同時避開安裝表面49a的一部分而形成反射膜58。具體而言，反射膜58形成在安裝表面49a上從而避開很多(一共36個)在平面視圖中是矩形的區域，如在附圖中所示的。每個在平面視圖中是矩形的區域由LED固定部分59(半導體發光元件固定部分)組成，在反射膜58的上表面與LED固定部分59(安裝表面49a)之間存在等于反射膜58厚度的高度差。
[0160]每個二次集成部件然后被傳送器向前輸送至預定位置，每個連接臂43被設置在預定位置的二次切割器(未示出)切割(二次切割)。具體而言，沿對應的覆蓋突出部57的端部表面呈直線地地切割每個連接臂43，從而使二次集成部件與托載連接部分19(托載部分18A和18B)分開(見圖13)。這將完成多個LED固定器15而不會露出具有托載部分18A和18B以及托載連接部分19的連接部分(斷裂表面、不需要的金屬部分)。
[0161 ]下文將描述用每個LED固定器15制造LED模塊1的過程。
[0162]每個形狀基本上類似于長方體的LED62(半導體發光元件)固定至LED固定器15的相應的LED支撐部件49。如所顯示的，每個LED62具有基本上與LED固定部分59相同的平面形狀(并具有比LED固定部分59稍小的尺寸)。當將LED62固定至LED固定部分59的時候，首先將粘合劑(未示出)施加至LED固定部分59(安裝表面49a)，然后LED傳送器(未示出)將LED62放置在LED固定部分59中(見圖15)。如前所述，由于在反射膜58的上表面與LED固定部分59之間存在等于反射膜58的厚度的高度差(使得LED固定部分59成為由反射膜58包圍的凹部)，因而LED62能夠簡單且可靠地附接(裝配)至LED固定部分59。此外，由于在反射膜58的上表面與LED固定部分59之間存在等于反射膜58的厚度的高度差，因而施加至LED固定部分59(安裝表面49a)的粘合劑被阻止流向LED固定部分59的周圍(反射膜58側)IED傳送器具有用于識別色差的傳感器，并且將LED62放置在LED固定部分59上，同時識別反射膜58與LED固定部分59(安裝表面49a)之間的色差(邊界)。這確保將LED62放置在LED固定部分59中。
[0163]在這之后，如在圖15中顯示的，通過線結合部64(在圖15中用粗線表示的)來連接露出的相鄰的LED62(其固定至各個LED固定部分59)的上表面的端部。此外，通過線結合部64來將面向每個線連接部分20A設置的LED62的端部與線連接部分20A連接，并且通過線結合部64來將接面向每個線連接部分21A設置的LED62的端部與線連接部分21A連接(還進一步根據需要布置下文所述的線結合部90)。
[0164]最后，用密封材料(未示出)涂覆二次樹脂模制部分54的上表面(在環形壁55的上邊緣的內部的圓形孔)，密封材料由熱固性樹脂材料、可防止紫外線固化的樹脂材料等具有半透明和絕緣性質的材料制成。這將完成這樣的LED模塊10:線連接部分20A、線連接部分2IA、內突出部33、反射膜58、LED62和線結合部64(90)由密封材料覆蓋。
[0165]具有前述結構的LED模塊10能夠用作照明裝置66的部件。
[0166]照明裝置66包括為金屬板的底座68(散熱構件)。LED模塊1以散熱器45的接觸表面48與底座68的上表面接觸的狀態而被固定至底座68。
[0167]照明裝置66還包括光分布透鏡70(光學元件)和可從LED模塊10移除的裝配有連接器的纜線75。
[0168]光分布透鏡70由半透明材料(例如玻璃或者諸如丙烯酸樹脂的樹脂)制成，形狀類似圓盤。例如，能夠使用模制模具來注塑模制光分布透鏡70。光分布透鏡70的前表面70a(相對表面)和后表面70b(面向表面)是彼此平行的平坦表面。
[0169]在前表面70a中形成多個(一共96個)凹部71。沿著四個直徑不同的圓周中的每一個布置24個凹部71，其圍繞光分布透鏡70的中心同心并徑向分布。每個凹部71的形狀類似圓錐體，其中心軸線沿光分布透鏡70的厚度方向延伸，如圖20和21中所示。
[0170]在后表面70b中形成多個(一共48個)凹部72。沿著四個直徑不同的圓周中的每一個布置12個凹部72，其圍繞光分布透鏡70的中心同心并且徑向分布。每個凹部72的形狀類似圓柱體，其中心軸線沿光分布透鏡70的厚度方向延伸，如圖20和21中所示。還從后表面70b突出四個固定支腿73。
[0171]—些凹部71和一些凹部72彼此(在上下方向上面向彼此)同心(同軸)，如在圖20和21中所示。
[0172]具有這種結構的光分布透鏡70通過將四個固定支腿73裝配到(壓配到)相應的接合孔20C和接合孔21C中而被穩固地(但可移除地)附接至LED模塊10。當光分布透鏡70附接至LED模塊10的時候，光分布透鏡70的后表面70b在光分布透鏡70的厚度方向上面向LED模塊10，同時與LED模塊10形成間隙。
[0173]通過將兩個纜線77與連接器80形成整體而獲得裝配有連接器的纜線75。每個柔性纜線77包括:電線78，其通過捆綁多根金屬線而獲得；以及套管79，其由絕緣材料制成，覆蓋電線78的表面。在每個纜線77的兩端，通過移除套管79而露出電線78。連接器80包括:絕緣件81，其由絕緣材料制成；第一觸點85;以及第二觸點87。在為中空構件的絕緣件81的兩側上形成沿前后方向延伸的鎖定脊狀部82，在右鎖定脊狀部和左鎖定脊狀部82的末端處形成保持突出部83。絕緣件81的末端(后半部)制得較薄，在末端的下表面中形成與絕緣件81的內部空間連通的兩個長凹槽84。第一觸點85和第二觸點87均由導電材料(諸如金屬)制成，并穩固地插入在絕緣件81的內部空間中。在兩個纜線77中的每一個的一端(后端)處的電線78卷接(連接)至第一觸點85和第二觸點87中的相應一個的一端(前端)。每一個第一觸點85和第二觸點87中的另一端(后端)是通過相應的長凹槽84而從絕緣件81向下突出的彈性可變形的第一接觸部段86和第二接觸部段88中的對應的一個。
[0174]裝配有連接器的纜線75能夠可移除地附接至LED模塊10的連接器連接突出部37和連接器連接凹槽38 (纜線連接部分20B和纜線連接部分21B)，如圖24所示。具體而言，連接器80插入到連接器連接凹槽38中，右鎖定脊狀部和左鎖定脊狀部82與連接器連接凹槽38的右側和左側裝配。結果是，右保持突出部和左保持突出部83與右接合凹部和左接合凹部39接合，使得連接器80與連接器連接突出部37和連接器連接凹槽38之間的連接狀態得以保持，除非連接器80被意外移除。當連接器80連接至連接器連接突出部37和連接器連接凹槽38的時候，第一觸點85的第一接觸部段86和第二觸點87的第二接觸部段88分別與纜線連接部分20B和纜線連接部分21B接觸，同時彈性地變形。
[0175]在該實施方案中的照明裝置66(LED模塊10)可以以不同形式實施。例如，照明裝置66可以為圖24和25中所示的形式。
[0176]在圖24和25中顯示的LED模塊10(LED固定器15)中，在前側的線連接部分20A和21A通過線結合部90連接，而且在后側的線連接部分20A和21A也通過線結合部90連接。裝配有連接器的纜線75的連接器80在LED模塊10的一部分中連接至連接器連接突出部37和連接器連接凹槽38，裝配有連接器的纜線75的兩個纜線77連接至電源的正極和負極。
[0177]當開關(未示出)從關閉變換到開啟的時候，從電源產生的電流通過纜線77流到由線連接部分20A、線連接部分21A、LED62、線結合部64和線結合部90組成的并聯電路，結果是每個LED62(在圖25中，在LED模塊10的中央的左側的所有LED都集體指示為“LED62A”，而在LED模塊10的中央的右側的所有LED62都集體指示為“LED62B”)都發光。
[0178]當開關從開啟轉換到關閉的時候，到LED62的電流被中斷，因而每個LED62停止發光。
[0179]從照明裝置66的每個LED62(在上表面形成的發光表面)發出的照明光具有較高的(向上的)直線性。因此，每個LED62的照明光向上通行得最多，如圖21所示(在圖21中的箭頭指示照明光的通過方向)。剩余的照明光向上通行同時相對于上下方向(稍微)傾斜。從而，大多數照明光直接朝向光分布透鏡70通行，(部分)剩余的照明光從反射膜58反射并從而朝向光分布透鏡70通行。
[0180]部分朝向光分布透鏡70(包括從反射膜58反射的光)通行的照明光到達后表面70b。到達后表面70b的部分照明光通過光分布透鏡70的內部，然后通過前表面70a并避開凹部71和72，并從光分布透鏡70向上通行。
[0181]同時，從后表面70b進入任一凹部72并相對上下方向傾斜的照明光在光分布透鏡70中向上通行并被從凹部72的表面反射(從而改變通行方向)，穿過前表面70a，并從光分布透鏡70向上通行同時產生傾斜。
[0182]此外，當從后表面70b進入光分布透鏡70的部分照明光(平行于上下方向的光和相對于上下方向傾斜的光兩者)到達任一凹部71的時候，照明光的通行方向通過凹部71的表面與空氣之間的邊界表面而改變。照明光然后穿過前表面70a同時相對于上下方向傾斜，并從光分布透鏡70向上通行。
[0183]從而，盡管是前表面70a和后表面70b為彼此平行的平坦表面的平透鏡，但光分布透鏡70也能夠有效地使每個LED62的照明光擴散。從光分布透鏡70的前表面70a發出的照明光因此不會是亮度不均勻的。
[0184]這種照明裝置66不僅能夠用于室內照明燈的照明設備，還能夠用于其他各種應用(例如液晶顯示設備的背光照明)。
[0185]光分布透鏡70是平面透鏡，因而具有良好的可成形性和可加工性。此外，能夠減少生產一個光分布透鏡所需的材料量。光分布透鏡70因此能以低成本制造。
[0186]此外，光分布透鏡70的厚度減小，這防止整個照明裝置66的厚度增加。
[0187]在照明裝置66中，反射膜58的可見光反射率高于初次樹脂模制部分30、LED支撐部件49和二次樹脂模制部分54，該反射膜58在LED模塊10 (LED固定器15)的上表面的圓形袋狀部(環形壁55的上邊緣內部的部分)內在具有低可見光反射率的樹脂部分(四個內突出部33的上表面、環形壁55的表面和環形部分56的上表面)和安裝表面49a上形成(而不會露出樹脂部分和安裝表面49a)。這允許附接至每個LED固定部分59(安裝表面49a)的LED62的光以強度損失最小的情況反射。
[0188]不通過分別形成LED固定器15的部件(導體板17、初次樹脂模制部分30、散熱器45和二次樹脂模制部分54)并然后通過用螺栓等將這些部件固定而將它們組裝的方式來制造LED固定器15，而是通過注塑模制(夾物模壓)初次樹脂模制部分30和二次樹脂模制部分54來制造LED固定器15。因而，能夠容易地制造LED固定器15
[0189]由于每個內突出部33的上表面、LED支撐部件49的安裝表面49a和環形部分56的上表面處于同一平面上(形成連續)，而且LED支撐部件49的安裝表面49a和環形壁55還經由環形部分56的上表面和每個內突出部33的上表面形成連續，反射膜58能夠簡單且勻稱地在內突出部33的上表面、LED支撐部件49的安裝表面49a、環形壁55的表面和環形部分56的上表面上形成。這種反射膜58能夠可靠地提高從每個LED62發出的照明光的反射效率。
[0190]由每個LED62產生的熱通過由薄膜構成的反射膜58而傳導至散熱器45并從散熱器45的下半部(露出的部分)消散，并且還從散熱器45 (接觸表面48)傳導至底座68并從底座68消散。從而LED62的熱能夠有效地消散至外部。這防止由于溫度升高而導致較低的LED62發光效率。此外，由于產生大量熱的大型LED元件可以用作為LED62，因而能夠提高光量。
[0191]LED模塊10的環形壁55(在環形壁55上形成的反射膜58部分)最靠近LED62(光分布透鏡70)，這能夠控制從LED62發出的照明光的方向和發散角度。此外，反射膜58和LED固定部分59能夠以不同形式設置在LED固定器15上(LED62在安裝表面49a上的設置是靈活的)。LED模塊10的光學設計(便于抑制LED62的不均勻亮度，或者實行光控制(調整亮度)和調色(調整暖光、冷光等))因此具有高度的靈活性。
[0192]雖然本申請的技術通過上述的實施方案來進行描述，但是本申請并不限于前述的實施方案，不同變型都是可能的。
[0193]例如，可以使用圖26至30中所示的變體方案。
[0194]在圖26中所示的變體方案中，在前表面70a中形成的部分或者全部凹部71各個都改變為半球形凹部71a。
[0195]在圖27至29所顯示的變體方案中，凹部72的形狀被改變。
[0196]圖27顯示一個這樣的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各個都變成凹部72a或者凹部72b。凹部72a是形狀類似斜柱形的凹部，其沿著光分布透鏡70(與厚度方向正交的方向上的橫截面呈圓形)的厚度方向的橫截面(在圖27中的橫截面)呈平行四邊形。凹部72b是形狀類似截頭圓錐體的凹部，其中心軸線在光分布透鏡70的厚度方向上延伸(如圖27所示，沿著光分布透鏡70的厚度方向的橫截面是關于軸線對稱的梯形)。
[0197]圖28顯示一個這樣的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各個都改變為凹部72c。凹部72c是這樣的凹部，其上端部的形狀類似球形的一部分(如圖28所示，沿著光分布透鏡70的厚度方向的橫截面是圓弧形)，其剩余部分的形狀類似柱形(其中心軸線在光分布透鏡70的厚度方向上延伸)。
[0198]圖29顯示一個這樣的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各個都改變為凹部72d。凹部72d是這樣的凹部，其上端部的形狀類似朝向后表面70b突出的圓錐體，其剩余部分的形狀類似柱形(其中間軸線在光分布透鏡70的厚度方向上延伸)。
[0199]在圖30所示的變體方案中，通孔74&、7仙、74(3、74(1、746和74€取代凹部71(71&)和72(72a、72b、72c、72d)并沿著光分布透鏡70的厚度方向形成(光分布透鏡70中的通孔的位置與凹部的位置相同)。
[0200]通孔74a是形狀類似柱形的通孔(其中心軸線沿著光分布透鏡70的厚度方向延伸)。通孔74b是形狀類似斜柱形的通孔，其沿著光分布透鏡70(沿著與厚度方向正交的方向的橫截面呈圓形)的厚度方向的橫截面(在圖30中的橫截面)呈平行四邊形。通孔74c是形狀類似截頭圓錐體的通孔，其中心軸線在光分布透鏡70的厚度方向上延伸(如圖30所示，沿著光分布透鏡70的厚度方向的橫截面是關于軸線對稱的梯形)。通孔74d是形狀與通孔74c的形狀豎直對稱的通孔。通孔74e是沿著光分布透鏡70(沿著與厚度方向正交的方向的橫截面呈圓形)的厚度方向的橫截面(圖30中的橫截面)形狀類似不規則梯形(關于沿著光分布透鏡70的厚度方向的直線非對稱)的通孔。通孔74f是形狀與通孔74e的形狀豎直對稱的通孔。[0201 ] 可以通過適當地改變通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f的位置、尺寸或者數量，或者根據在前后方向上和左右方向上與LED62的距離和所需的光分布性能改變通孔的組合來形成光分布透鏡70。
[0202]在圖26至30中的變體方案能夠與前述的實施方案產生相同的效果。
[0203]旨在降低反射的照明光的方向性(旨在在與光分布透鏡70的厚度方向正交的方向上使光均勻消散)的通孔74c和74d有效地設置在靠近光分布透鏡70的LED62(光分布透鏡70的中間側的區域)的截面中。另一方面，旨在提高反射的照明光的方向性(旨在向上反射從與光分布透鏡70的厚度方向正交的方向入射的光)的通孔74b、74e、74f等優選設置在遠離光分布透鏡70的LED62(光分布透鏡70的外周側的區域)的部分中，從而能夠在特定方向上分配照明光。
[0204]可以在光分布透鏡70的前表面70a中形成多個凹部72(72a、72b、72c、72d)，在光分布透鏡70的后表面70b中形成多個凹部71(71a)。
[0205]可替代地，可以僅僅在前表面70a和后表面70b中的一個中形成多個凹部71(71a)和72(72a、72b、72c、72d)。
[0206]前表面70a中的全部凹部和后表面70b中的全部凹部可以是同心的(同軸的)，或者前表面70a中的全部凹部和后表面70b的全部凹部可以是非同心的(非同軸的)。
[0207]前表面70a中的凹部和后表面70b中的凹部可以均以與上述不同的形式設置。例如，可以同心但非沿徑向設置凹部。此外，至少可以隨機地設置前表面70a中的凹部或者后表面70b中的凹部。
[0208]可以在光分布透鏡70中形成通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f，還在前表面70a和后表面70b中的至少一個中形成凹部。
[0209]多個凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1和/或多個通孔743、7413、74(3、74(1、746和74f可以在光分布透鏡70中設置成網格形式。
[0210]凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1和/或通孔743、7413、74(3、74(1、746和74€在與上下方向正交的方向(光分布透鏡70的厚度方向)上的橫截面形狀可以是多邊形，而非圓形。
[0211]光分布透鏡70的平坦表面形狀可以是除圓形之外的形狀(例如多邊形)。在這種情況下，光分布透鏡70的前表面70a和后表面70b也是彼此平行的平坦表面。
[0212]可對前表面70a施用光擴散的功能(向上擴散照明光的功能)比光分布透鏡70的前表面70a更好的擴散涂層。可以在光分布透鏡70的前表面70a上形成粗糙表面(比前表面70a的其它部分更為粗糙的表面)從而通過粗糙表面擴散照明光，而不是向光分布透鏡70施用擴散涂層。
[0213]凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1的表面和/或通孔743、7413、74(3、74(1、746和74€的表面可以以光滑表面或者粗糙表面形成，從而改變(調整)光分布透鏡70的擴散功能。作為示例，通過使用模制模具形成具有凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1和/或通孔74&、74b、74c、74d、74e和74f的光分布透鏡70，可以將凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1的表面和/或通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f的表面制成光滑的。作為另一示例，通過使用模制模具形成光分布透鏡70(除了凹部71、71&、72、72&、7213、72(:和72(1和/或通孔74&、7413、74(3、74d、74e和74f以外的全部部分)，然后通過切割作業形成凹部71、71a、72、72a、72b、72c和72d和/或通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f，可以獲得具有粗糙表面的凹部71、71a、72、72a、72b、72c 和 72d 和 / 或通孔 74a、74b、74c、74d、74e 和 74f。
[0214]光分布透鏡70可以固定至不是LED模塊10的構件。例如，在照明裝置66用作為液晶顯示設備的背光照明的情況下，光分布透鏡70可以固定至液晶顯示設備的外殼。
[0215]可以通過如下方式來制造LED固定器15，在事先將初次樹脂模制部分30和二次樹脂模制部分54的對應部件與第一傳導構件20和第二傳導構件21形成整體之后，將散熱器45固定至該集成部件。在這種情況下，對應于初次樹脂模制部分30和二次樹脂模制部分54的部分可以通過注塑模制(夾物模壓)而與第一傳導構件20和第二傳導構件21形成整體。可替代地，在模制初次樹脂模制部分30和二次樹脂模制部分54的對應的部分之后，可以將模制的部件與第一傳導構件20和第二傳導構件21組裝。
[0216]散熱器45可以由不是鋁的材料(比初次樹脂模制部分30和二次樹脂模制部分54具有更高的熱導率的材料)制成。
[0217]可以在散熱器45的接觸表面48與底座68之間設置傳熱片或者傳熱粘合劑。
[0218]可以省略用于內突出部33和/或環形部分56的反射膜58的成型。
[0219]可以通過不是固定支腿73的裝置將光分布透鏡70固定至LED固定器15。可以通過固定支腿73或者不是固定支腿73的裝置將光分布透鏡70固定至不是LED固定器15的部件(例如底座68)，從而使得LED62與后表面70b彼此面向。
[0220]工業應用
[0221]根據本申請的照明裝置盡管使用前表面和后表面均為平坦的光學元件，但也能夠有效地使半導體發光元件的照明光擴散，從而防止亮度不均勻等。
【主權項】
1.一種照明裝置，包括； 基板構件； 半導體發光元件，其固定至所述基板構件；以及 光學元件，其面向半導體發光元件的表面和與半導體發光元件相對側上的表面是彼此平行的平坦表面， 其中，光學元件在面向表面和相對表面中的至少一者中具有多個至少是凹部或者通孔。2.根據權利要求1所述的照明裝置， 其中，在面向表面和相反表面上形成至少是凹部或者通孔。3.根據權利要求2所述的照明裝置， 其中，在面向表面中形成的凹部和在相對表面中形成的凹部是彼此同心的。4.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少是凹部或者通孔同心地設置。5.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少是凹部或者通孔沿徑向設置。6.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少是凹部或者通孔設置成網格形式。7.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部的形狀類似于圓錐體。8.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部的形狀類似于半球形。9.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部的底表面形狀類似球形表面的一部分，并且除底表面之外的部分的形狀類似于柱形。10.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部的底表面形狀類似朝向所述凹部的開放端突出的圓錐體，并且除底表面之外的部分的形狀類似于柱形。11.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部和/或至少一個通孔的形狀類似于柱形。12.根據權利要求1-3任一項所述的照明裝置， 其中，至少一個凹部和/或至少一個通孔的形狀類似于截頭圓錐體。
【文檔編號】H01L25/075GK106062473SQ201480076886
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年12月26日
【發明人】我妻透, 栗元啟光, 佐藤敦
【申請人】京瓷連接器株式會社