照明装置的制造方法
【专利摘要】提供一种照明装置，所述照明装置尽管使用前表面和后表面均为平坦表面的光学元件，也能够通过使从半导体发光元件发射的照明光有效地扩散从而防止亮度不均匀等。该照明装置设有；基板构件(30,45,54)，固定至基板构件的半导体发光元件(62)；以及光学元件(70)，其中，面向半导体发光元件的面向表面(70b)和相对于半导体发光元件的相对侧的表面(70a)形成为彼此平行的平坦表面。所述光学元件在面向表面和相对侧的表面中具有多个凹部(71,72)和/或通孔。
【专利说明】
照明装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种照明装置，其使用半导体发光元件(发光二极管(LED))。
【背景技术】
[0002]例如在专利文献(PTL)I中公开了常规的使用半导体发光元件(LED)的照明装置。
[0003]该照明装置包括基板构件，固定至基板构件的LED(半导体发光元件)，以及固定至基板构件的光分布透镜(光学元件)。
[0004]从LED发出的光具有较高的直线性。因此，穿过光分布透镜的LED的照明光在一个特定方向上(及其周围的部分)传播而不扩散很多，除非改进光分布透镜的形状。在光分布透镜具有这种光分布性能的情况下，照明装置的有效性较低。
[0005]基于上述考虑，PTLl改进了光分布透镜的形状以使照明光扩散。PTLl中的光分布透镜是旋转对称体，其中心轴线与LED的发光表面正交，并在其面向LED(和基板构件)的表面中具有以轴线为中心的旋转对称的凹部。
[0006]光分布透镜固定至基板构件，从而覆盖LED13LED位于凹部与基板构件之间的空间中。
[0007]当从电源产生的电力供应至LED时，LED发光。
[0008]从LED发出的照明光从凹部的表面(光分布透镜的内周表面)进入光分布透镜。照明光之后穿过光分布透镜，并从光分布透镜的外周表面离开光分布透镜。照明光然后通过光分布透镜而在不同的方向上扩散。
[0009]文献列表
[0010]专利文献
[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
【发明内容】
[0016](技术问题)
[0017]在PTLl中，光分布透镜与LED相对的整体表面是曲形表面。
[0018]然而，具有这种形状的光分布透镜难于形成或进行加工，并且生产一个光分布透镜需要大量材料。因此，制造光分布透镜的成本较高。
[0019]此外，光分布透镜的厚度增加，这导致整个照明装置的厚度增加。
[0020]可以通过用前表面和后表面(面向LED的表面和与面向表面相对的表面)均为平坦的平面构件而形成光分布透镜从而解决该问题。
[0021]然而，平面光分布透镜的扩散照明光的性能较差。使用平面光分布透镜的照明装置因此趋向于仅在轴线方向上及其周围的部分是亮的，而在其它部分是暗的。换句话说，从平面光分布透镜发出的照明光的亮度旨在不均匀。这种照明装置的利用率较低。
[0022]因此，能够提供可有效地使半导体发光元件的照明光扩散从而防止亮度不均匀等的照明装置是有帮助的，但不使用前表面和后表面均为平坦的光学元件。
[0023](解决技术问题的技术方案)
[0024]根据本申请的照明装置包括:基板构件，固定至基板构件的半导体发光元件；以及光学元件，所述光学元件面向半导体发光元件的表面与光学元件在半导体发光元件的相对侧的表面是彼此平行的平坦表面，其中光学元件在面向表面和相对表面中的至少一者中具有多个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对表面上。
[0026]在面向表面中形成的凹部和在相对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设置。
[0028]至少是凹部或者通孔可以沿径向设置。
[0029]至少是凹部或者通孔可以设置成网格形式。
[0030]至少一个凹部的形状可以类似于圆锥体。
[0031]至少一个凹部的形状可以类似于半球形。
[0032]至少一个凹部可以具有形状类似锥形的朝着凹部的开口端突出的底表面，除底表面之外的部分的形状类似于柱形。
[0033]至少一个凹部可以具有形状类似球形表面的底表面，底表面之外的部分的形状类似于圆柱形。
[0034]至少一个凹部和/或至少一个通孔的形状可以类似于圆柱形。
[0035]至少一个凹部和/或至少一个通孔的形状可以类似于截头圆锥体。
[0036]有益效果
[0037]在根据本申请的照明装置中，光学元件面向半导体发光元件的表面和光学元件的与半导体发光元件相对的表面是彼此平行的平坦表面。换句话说，根据本申请的光学元件具有平面形状。
[0038]这种光学元件具有良好的可成形性和可加工性，而且需要用于生产一个光学元件的材料量也可以减少。光学元件因此能够以低成本制造。
[0039]此外，光学元件的厚度减小，这防止整个照明装置的厚度增加。
[0040]此外，光学元件在面向表面和相对表面的至少一者中具有多个至少是凹部或者通孔。
[0041]这种凹部或者通孔的内表面上入射的照明光沿不同于入射方向的方向从内表面反射。
[0042]尽管(整个)光学元件是平面形状，也能够使照明光有效地扩散。
【附图说明】
[0043]在附图中:
[0044]图1是根据本申请的实施方案之一的部分导体板的俯视立体图；
[0045]图2是初次集成部件的俯视立体图，通过以导体板形成整体初次树脂模制部分而获得该初次集成部件；
[0046]图3是初次集成部件的仰视立体图；
[0047]图4是初次集成部件的平面视图；
[0048]图5是初次集成部件的平面视图，其已经经过了初步的切割；
[0049]图6是初次集成部件和彼此分离的散热器的俯视立体图；
[0050]图7是初次集成部件和彼此分离的散热器的仰视立体图；
[0051 ]图8是初次集成部件和散热器的组合体的俯视立体图；
[0052]图9是初次集成部件和散热器的组合体的仰视立体图；
[0053]图10是二次集成部件的俯视立体图，通过以初次集成部件与散热器的组合体形成整体二次树脂模制部分而获得该二次集成部件；
[0054]图11是二次集成部件的仰视立体图；
[0055]图12是具有在安装表面上形成的反射膜的二次集成部件的平面视图；
[0056]图13是LED固定器和LED的俯视立体图，LED固定器由于二级切割而完成；
[0057]图14是沿着图13中的箭头XIV-XIV的截面图；
[0058]图15是LED模块的平面视图；
[0059]图16是彼此分离的LED模块和光分布透镜的俯视立体图；
[0060]图17是彼此分离的LED模块和光分布透镜的仰视立体图；
[0061 ]图18是光分布透镜的平面视图；
[0062]图19是具有固定支腿的光分布透镜的仰视图，固定支腿被省略；
[0063]图20是沿着图18中的箭头XX-XX的截面图；
[0064]图21是图20中的XXI部分的放大截面图；
[0065]图22是装配有连接器的缆线的一端及其相邻部分的俯视立体图；
[0066]图23是装配有连接器的缆线的一端及其相邻部分的仰视立体图；
[0067]图24是具有光分布透镜(被省略)的照明装置的平面视图，其中一个LED模块的散热器的下表面固定至散热构件的上表面，并且装配有连接器的缆线的连接器被连接。
[0068]图25是具有半透明罩和底架(被省略)的图24中的照明装置的示意性平面视图；
[0069]图26是图21中的第一改型的放大截面图；
[0070]图27是图21中的第二改型的放大截面图；
[0071]图28是图21中的第三改型的放大截面图；
[0072]图29是图21中的第四改型的放大截面图；
[0073]图30是图21中的第五改型的放大截面图。
[0074]附图标记列表
[0075]10LED模块(半导体发光元件模块)
[0076]15LED固定器(半导体发光元件固定器)
[0077]17导体板
[0078]18A，18B托载部分
[0079]I SC输送孔
[0080]19托载连接器部分[0081 ]20 第一传导构件
[0082]20A线连接部分
[0083]20B缆线连接部分
[0084]20C接合孔
[0085]21第二传导构件
[0086]21A线连接部分
[0087]21B缆线连接部分
[0088]21C接合孔
[0089]22第一切割桥接部
[0090]23第二切割桥接部[0091 ]24第三切割桥接部
[0092]30初次树脂模制部分(基板构件)(树脂模制部分)
[0093]31本体部分
[0094]32环形内壁
[0095]33内突出部
[0096]35桥接露出孔
[0097]36接合孔露出孔
[0098]37连接器连接突出部
[0099]38连接器连接凹槽
[0100]39接合凹部
[0101]40A,40B,40C,40D下侧突出部
[0102]41外周壁
[0103]42接合爪部
[0104]43连接臂
[0105]45散热器(基板构件)(传热构件)
[0106]46封装部分
[0107]47锁定凹部
[0108]48接触表面
[0109]49LED支撑部件
[0110]49a安装表面
[0111]50圆形凹部
[0112]51非圆形凹部
[0113]54二次树脂模制部分(基板构件)(树脂模制部分)
[0114]55环形壁
[0115]56环形部分
[0116]57覆盖突出部
[0117]58反射膜
[0118]59LED固定部分(半导体发光元件固定部分)
[0119]62，62A，62BLED(半导体发光元件)
[0120]64线结合部
[0121]66照明装置
[0122]68底座(散热构件)
[0123]70光分布透镜(光学元件)
[0124]70a前表面(相对表面)
[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装配有连接器的缆线
[0131]77缆线
[0132]78电线
[0133]79套管
[0134]80连接器
[0135]81绝缘件
[0136]82锁定脊状部
[0137]83保持突出部
[0138]84长凹槽
[0139]85第一触点
[0140]86第一接触部段
[0141]87第二触点
[0142]88第二接触部段
[0143]90线结合部
[0144]S环形空间。
【具体实施方式】
[0145]下文将参考附图来描述本申请的一个实施方案。应当注意到，以下描述中的方向(诸如前、后、左、右、上和下)基于附图中的箭头方向。
[0146]在该实施方案中，LED模块10用作照明装置66(见图24和25)的光源。
[0147]通过将LED62、引线结合部64和密封材料(在一些情况下也是下述的引线结合部90)整体附接至LED固定器15(半导体发光元件固定器)获得LED模块10(半导体发光元件模块)。下面将首先描述LED固定器15的详细结构和制造过程。
[0148]图1显示导体板17，其用作LED固定器15的基片。例如通过冲压模制平板而获得导体板17，该平板由电导性、热导性和刚性良好的金属制成，诸如黄铜、铜铍合金或者Corson铜合金。整个导体板17具有沿前后方向延伸的长平面形状(仅在图1中表示导体板17的一部分)。每个托载部分18A和18B都沿着前后方向延伸，并在导体板17的右侧和左侧上形成，而托载连接件部分19在前后方向上以一定间隔布置，并连接托载部分18A和18B的多个部分。在每个托载部分18A和18B中以一定间隔钻出输送孔18C。在由托载部分18A和18B及两个相邻的托载连接件部分19围绕的每个部分中形成两个第一传导构件20和两个第二传导构件21。两个第一传导构件20的每一个都经由两个第一切割桥接部22而与相应的一个托载部分18A和18B和相应的一个托载连接件部分19整体结合，两个第二传导构件21的每一个都经由一个第二切割桥接部23而与相应的一个托载连接件部分19整体结合。相邻的第一传导构件20和第二传导构件21通过一个第三切割桥接部24而彼此连接。在每个第一传导构件20的内周上形成弧形的线连接部分20A。线连接部分20B沿着与托载部分18A和18B平行的方向直线形地延伸，并且线连接部分20B在第一传导构件20的与线连接部分20A不同的部分中突出，还在第一传导构件20的与线连接部分20A不同的另一部分中钻出非圆形的接合孔20C。在每个第二传导构件21的内周上形成弧形(与线连接部分20A的形状相同)的线连接部分21A。缆线连接部分21B沿着与缆线连接部分20B平行的方向直线形地延伸，并在第二传导构件21的与线连接部分21A不同的部分中突出，还在第二传导构件21的与线连接部分21A不同的另一部分中钻出非圆形的接合孔21C。
[0149]具有这种结构的导体板17通过使传送器(未示出)的链轮齿与导体板17的各个传送孔18C接合并使链轮齿旋转而被向前传送。当导体板17被传送至预定的位置时，由一对位于导体板17上方和下方的模具构成的初次模制模具(未示出)封闭，使得导体板17容纳在初次模制模具内部。当导体板17被传送至预定的位置时，设置在初次模制模具上的许多支撑销(未示出)装配到在导体板17中形成的定位孔(未示出)中，从而将导体板17固定在初次模制模具内部。然后使用具有高绝缘性质和高热阻的树脂材料(例如液晶高分子聚合物)而在初次模制模具中实施注塑模制(夹物模压、初次模制)。在树脂材料固化后，初次模制模具的模具从导体板17被向上和向下分开。结果是，制造出通过在导体板17的表面上形成整体多个初次树脂模制部分30而获得的多个集成部件(后文称为“初次集成部件”)(在图2-4等中仅显示一个初次集成部件)。
[0150]如图所示的，每个初次树脂模制部分30(基板构件)包括:本体部分31，其在平面视图中基本上是方形形状，并与第一传导构件20、第二传导构件21、第一切割桥接部22、第二切割桥接部23和第三切割桥接部24形成整体，并在其中心部具有圆形的通孔;两个连接臂43，其从本体部分31的两个部分延伸并与前托载连接部分19和后托载连接部分19形成整体。所述本体部分31包括:环形的内壁部分32，其在平面视图中是圆形的(且是渐缩的)，所述环形的内壁部分32形成通孔的轮廓；以及四个内突出部33，其与环形内壁部分32的内周部分的四个部分接连，并且每个突出部填充第一传导构件20与和第二传导构件21的相邻端部之间的空间。此外，两个桥接露出孔35使各个第三切割桥接部24露出，并形成在本体部分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，并形成在本体部分31的上表面和下表面的四个部分中。此外，如下部件在本体部分31的两个部分中的每一个中形成:连接器连接突出部37，其与线连接部分20B和线连接部分21B形成整体，同时使缆线连接部分20B和缆线连接部分21B的末端部的上表面露出；连接器连接凹槽38，其在连接器连接突出部37周围形成；以及两个接合凹部39，其在连接器连接凹槽38的两个侧表面(右表面和左表面)中形成。在初次树脂模制部分30的下表面中形成八个比导体板17更向下突出的下侧突出部40A、40B、40C和40D。初次树脂模制部分30还具有两个外周壁41，其在横截面中基本上呈L形，并比下侧突出部40A、40B、40C和40D更向下突出。在每个外周壁41的内表面上形成一个接合爪部42(在图3至图7中仅显示一个接合爪部42)。
[0151]然后，通过传送机将每个初次集成部件(导体板17和初次树脂模制部分30)向前输送至预定的位置，并且通过设置在预定位置处的初次切割器(未示出)来切割导体板17的每个第一切割桥接部22、第二切割桥接部23和第三切割桥接部24 (初次切割)。具体来说，沿与每个初次树脂模制部分30的本体部分31的外周表面平行的方向切割每个第一切割桥接部22和第二切割桥接部23，并且还使用桥接露出孔35在第三切割桥接部24的中央来切割每个第三切割桥接部24(见图5)。
[0152]然后通过传送器将每个初次集成部件向前传送至预定的位置。
[0153]在预定位置处布置多个散热器45(基板构件)(传热构件)(数量与初次集成部件一样多)，使得当初次集成部件被传送至预定的位置时，散热器45都各自直接设置在一个不同的初次集成部件之下(图6至图7)。
[0154]散热器45是整体模制部件，其由诸如金属铝构成，并比初次树脂模制部分30(以及下述的二次树脂模制部分54)具有更高的导热率。散热器45的轮廓基本上与本体部分31的轮廓相同。散热器45的上半部是封装部分46，其平面形状比散热器45的下半部分稍大，在封装部分46的外周部分的下表面的两个部分中形成锁定凹部47(在图7和9中仅示出一个锁定凹部47)。散热器45的下表面是接触表面48，其为平坦表面。形状类似短圆柱形的LED支撑部件49从散热器45的上表面的中心突出。LED支撑部件49的上表面是安装表面49a，其为水平的平坦表面。此外，在散热器45的上表面中形成两个圆形凹部50和两个非圆形的凹部51。
[0155]当每个初次集成部件(导体板17和初次树脂模制部分30)直接置于相应的散热器45之上的时候，传送器朝初次集成部件将散热器抬升(见图8和9)。结果是，散热器45的封装部分46容纳在由两个初次集成部件的外周壁41限定的空间内，其中封装部分46的外周表面的部分(两个部分)面向两个外周壁41的内周表面并在之间具有微小间隙，并且封装部分46的上表面也与下侧突出部40A、40B、40C和40D的下表面形成面接触。在此，形成在初次集成部件(本体部分31)的下表面的四个脊状部(围绕四个接合孔露出孔36中的每个设置的向下的脊状部)分别装配到两个圆形凹部50和两个非圆形凹部51中。此外，两个接合爪部42从下方与两个锁定凹部47接合。散热器45从而暂时固定至本体部分31(本体部分31和散热器45彼此形成整体)。进一步地，LED支撑部件49在本体部分31的中央不受约束地装配到圆形孔中。LED支撑部件49的外周表面与线连接部分20A和线连接部分21A和内突出部33向内隔开，在其之间形成环形空间S(见图8)。
[0156]每个由初次集成部件(导体板17和初次树脂模制部分30)和散热器45构成的集成部件还通过传送器进一步向前输送至预定位置。
[0157]在预定位置处，位于集成部件之上和之下的一对模具构成的二次模制模具(未示出)被关闭，使得集成部件容纳在二次模制模具内部。在此，设置在二次模制模具上的很多支撑销(未示出)装配到前述的定位孔中，从而集成部件在二次模制模具内部固定。然后使用具有高绝缘性质和高热阻的树脂材料(例如液晶聚合物)而在二次模制模具中实施注塑模制(夹物模压、二次模制)。在树脂材料固化后，从集成部件之上和之下分离二次模制模具的模具。结果是，产生了通过在集成部件(由初次集成部件(导体板17和初次树脂模制部分30)和散热器45构成)的表面上形成二次树脂模制部分54(基板构件)而获得的每个集成部件(二次集成部件)(参见图10和U)。如所示的，在初次树脂模制部分30和散热器45上形成二次树脂模制部分54(覆盖接合爪部42和锁定凹部47)。因此，一旦二次树脂模制部分54已经固化，则初次树脂模制部分30和散热器45就完全彼此固定。二次树脂模制部分54具有环形壁55，环形壁55由在平面视图中呈圆形的锥形表面形成，其覆盖环形内壁部分32的表面并与每个内突出部33的上表面形成连续。此外，组成二次树脂模制部分54的一部分的环形部分56填充在LED支撑部件49的外周表面与线连接部分20A、线连接部分21A和内突出部33的内周表面之间形成的环形空间S(见图10)，环形部分56的上表面与LED支撑部件49的安装表面49a和每个内突出部33的上表面位于同一平面(S卩，与LED支撑部件49的安装表面49a和每个内突出部33的上表面形成连续)。二次树脂模制部分54还填充在初次模制部分30的下表面与封装部分46的上表面之间形成的间隙(该间隙在初次树脂模制部分30的八个下侧突出部40A、40B、40C和40D之间形成)。在二次树脂模制部分54的外周表面的两个部分中形成(突出)的覆盖突出部57覆盖在二次模制之前露出的第一切割桥接部22和第二切割桥接部23的端部。
[0158]然后通过传送器将每个二次集成部件(导体板17、初次树脂模制部分30、散热器45和二次树脂模制部分54)向前输送至预定位置。
[0159]在预定位置处设置移印机(未示出)。当每个二次集成部件输送至预定位置的时候，二次集成部件被置于移印机中。移印机然后在四个内突出部33的上表面、LED支撑部件49的安装表面49a、环形壁55的表面和环形部分56的上表面上连续地(整体地)以厚度为30μm的薄膜的形式印制反射膜58(见图12和13)。通过将作为着色剂的二氧化钛(Ti02)等与聚氨酯树脂混合作为主要成分而获得反射膜58，反射膜总体上具有绝缘性质。反射膜58由于包含着色剂因而是白色的，其与由铝制成的散热器45在颜色(色调)上有所区别。反射膜58因此比初次树脂模制部分30、散热器45和二次树脂模制部分54具有更高的可见光反射率(具体地，反射膜58的可见光反射率是90 %或者更多，优选地95 %或者更多)ο在LED支撑部件49上同时避开安装表面49a的一部分而形成反射膜58。具体而言，反射膜58形成在安装表面49a上从而避开很多(一共36个)在平面视图中是矩形的区域，如在附图中所示的。每个在平面视图中是矩形的区域由LED固定部分59(半导体发光元件固定部分)组成，在反射膜58的上表面与LED固定部分59(安装表面49a)之间存在等于反射膜58厚度的高度差。
[0160]每个二次集成部件然后被传送器向前输送至预定位置，每个连接臂43被设置在预定位置的二次切割器(未示出)切割(二次切割)。具体而言，沿对应的覆盖突出部57的端部表面呈直线地地切割每个连接臂43，从而使二次集成部件与托载连接部分19(托载部分18A和18B)分开(见图13)。这将完成多个LED固定器15而不会露出具有托载部分18A和18B以及托载连接部分19的连接部分(断裂表面、不需要的金属部分)。
[0161 ]下文将描述用每个LED固定器15制造LED模块1的过程。
[0162]每个形状基本上类似于长方体的LED62(半导体发光元件)固定至LED固定器15的相应的LED支撑部件49。如所显示的，每个LED62具有基本上与LED固定部分59相同的平面形状(并具有比LED固定部分59稍小的尺寸)。当将LED62固定至LED固定部分59的时候，首先将粘合剂(未示出)施加至LED固定部分59(安装表面49a)，然后LED传送器(未示出)将LED62放置在LED固定部分59中(见图15)。如前所述，由于在反射膜58的上表面与LED固定部分59之间存在等于反射膜58的厚度的高度差(使得LED固定部分59成为由反射膜58包围的凹部)，因而LED62能够简单且可靠地附接(装配)至LED固定部分59。此外，由于在反射膜58的上表面与LED固定部分59之间存在等于反射膜58的厚度的高度差，因而施加至LED固定部分59(安装表面49a)的粘合剂被阻止流向LED固定部分59的周围(反射膜58侧)IED传送器具有用于识别色差的传感器，并且将LED62放置在LED固定部分59上，同时识别反射膜58与LED固定部分59(安装表面49a)之间的色差(边界)。这确保将LED62放置在LED固定部分59中。
[0163]在这之后，如在图15中显示的，通过线结合部64(在图15中用粗线表示的)来连接露出的相邻的LED62(其固定至各个LED固定部分59)的上表面的端部。此外，通过线结合部64来将面向每个线连接部分20A设置的LED62的端部与线连接部分20A连接，并且通过线结合部64来将接面向每个线连接部分21A设置的LED62的端部与线连接部分21A连接(还进一步根据需要布置下文所述的线结合部90)。
[0164]最后，用密封材料(未示出)涂覆二次树脂模制部分54的上表面(在环形壁55的上边缘的内部的圆形孔)，密封材料由热固性树脂材料、可防止紫外线固化的树脂材料等具有半透明和绝缘性质的材料制成。这将完成这样的LED模块10:线连接部分20A、线连接部分2IA、内突出部33、反射膜58、LED62和线结合部64(90)由密封材料覆盖。
[0165]具有前述结构的LED模块10能够用作照明装置66的部件。
[0166]照明装置66包括为金属板的底座68(散热构件)。LED模块1以散热器45的接触表面48与底座68的上表面接触的状态而被固定至底座68。
[0167]照明装置66还包括光分布透镜70(光学元件)和可从LED模块10移除的装配有连接器的缆线75。
[0168]光分布透镜70由半透明材料(例如玻璃或者诸如丙烯酸树脂的树脂)制成，形状类似圆盘。例如，能够使用模制模具来注塑模制光分布透镜70。光分布透镜70的前表面70a(相对表面)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中形成多个(一共96个)凹部71。沿着四个直径不同的圆周中的每一个布置24个凹部71，其围绕光分布透镜70的中心同心并径向分布。每个凹部71的形状类似圆锥体，其中心轴线沿光分布透镜70的厚度方向延伸，如图20和21中所示。
[0170]在后表面70b中形成多个(一共48个)凹部72。沿着四个直径不同的圆周中的每一个布置12个凹部72，其围绕光分布透镜70的中心同心并且径向分布。每个凹部72的形状类似圆柱体，其中心轴线沿光分布透镜70的厚度方向延伸，如图20和21中所示。还从后表面70b突出四个固定支腿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(同轴)，如在图20和21中所示。
[0172]具有这种结构的光分布透镜70通过将四个固定支腿73装配到(压配到)相应的接合孔20C和接合孔21C中而被稳固地(但可移除地)附接至LED模块10。当光分布透镜70附接至LED模块10的时候，光分布透镜70的后表面70b在光分布透镜70的厚度方向上面向LED模块10，同时与LED模块10形成间隙。
[0173]通过将两个缆线77与连接器80形成整体而获得装配有连接器的缆线75。每个柔性缆线77包括:电线78，其通过捆绑多根金属线而获得；以及套管79，其由绝缘材料制成，覆盖电线78的表面。在每个缆线77的两端，通过移除套管79而露出电线78。连接器80包括:绝缘件81，其由绝缘材料制成；第一触点85;以及第二触点87。在为中空构件的绝缘件81的两侧上形成沿前后方向延伸的锁定脊状部82，在右锁定脊状部和左锁定脊状部82的末端处形成保持突出部83。绝缘件81的末端(后半部)制得较薄，在末端的下表面中形成与绝缘件81的内部空间连通的两个长凹槽84。第一触点85和第二触点87均由导电材料(诸如金属)制成，并稳固地插入在绝缘件81的内部空间中。在两个缆线77中的每一个的一端(后端)处的电线78卷接(连接)至第一触点85和第二触点87中的相应一个的一端(前端)。每一个第一触点85和第二触点87中的另一端(后端)是通过相应的长凹槽84而从绝缘件81向下突出的弹性可变形的第一接触部段86和第二接触部段88中的对应的一个。
[0174]装配有连接器的缆线75能够可移除地附接至LED模块10的连接器连接突出部37和连接器连接凹槽38 (缆线连接部分20B和缆线连接部分21B)，如图24所示。具体而言，连接器80插入到连接器连接凹槽38中，右锁定脊状部和左锁定脊状部82与连接器连接凹槽38的右侧和左侧装配。结果是，右保持突出部和左保持突出部83与右接合凹部和左接合凹部39接合，使得连接器80与连接器连接突出部37和连接器连接凹槽38之间的连接状态得以保持，除非连接器80被意外移除。当连接器80连接至连接器连接突出部37和连接器连接凹槽38的时候，第一触点85的第一接触部段86和第二触点87的第二接触部段88分别与缆线连接部分20B和缆线连接部分21B接触，同时弹性地变形。
[0175]在该实施方案中的照明装置66(LED模块10)可以以不同形式实施。例如，照明装置66可以为图24和25中所示的形式。
[0176]在图24和25中显示的LED模块10(LED固定器15)中，在前侧的线连接部分20A和21A通过线结合部90连接，而且在后侧的线连接部分20A和21A也通过线结合部90连接。装配有连接器的缆线75的连接器80在LED模块10的一部分中连接至连接器连接突出部37和连接器连接凹槽38，装配有连接器的缆线75的两个缆线77连接至电源的正极和负极。
[0177]当开关(未示出)从关闭变换到开启的时候，从电源产生的电流通过缆线77流到由线连接部分20A、线连接部分21A、LED62、线结合部64和线结合部90组成的并联电路，结果是每个LED62(在图25中，在LED模块10的中央的左侧的所有LED都集体指示为“LED62A”，而在LED模块10的中央的右侧的所有LED62都集体指示为“LED62B”)都发光。
[0178]当开关从开启转换到关闭的时候，到LED62的电流被中断，因而每个LED62停止发光。
[0179]从照明装置66的每个LED62(在上表面形成的发光表面)发出的照明光具有较高的(向上的)直线性。因此，每个LED62的照明光向上通行得最多，如图21所示(在图21中的箭头指示照明光的通过方向)。剩余的照明光向上通行同时相对于上下方向(稍微)倾斜。从而，大多数照明光直接朝向光分布透镜70通行，(部分)剩余的照明光从反射膜58反射并从而朝向光分布透镜70通行。
[0180]部分朝向光分布透镜70(包括从反射膜58反射的光)通行的照明光到达后表面70b。到达后表面70b的部分照明光通过光分布透镜70的内部，然后通过前表面70a并避开凹部71和72，并从光分布透镜70向上通行。
[0181]同时，从后表面70b进入任一凹部72并相对上下方向倾斜的照明光在光分布透镜70中向上通行并被从凹部72的表面反射(从而改变通行方向)，穿过前表面70a，并从光分布透镜70向上通行同时产生倾斜。
[0182]此外，当从后表面70b进入光分布透镜70的部分照明光(平行于上下方向的光和相对于上下方向倾斜的光两者)到达任一凹部71的时候，照明光的通行方向通过凹部71的表面与空气之间的边界表面而改变。照明光然后穿过前表面70a同时相对于上下方向倾斜，并从光分布透镜70向上通行。
[0183]从而，尽管是前表面70a和后表面70b为彼此平行的平坦表面的平透镜，但光分布透镜70也能够有效地使每个LED62的照明光扩散。从光分布透镜70的前表面70a发出的照明光因此不会是亮度不均匀的。
[0184]这种照明装置66不仅能够用于室内照明灯的照明设备，还能够用于其他各种应用(例如液晶显示设备的背光照明)。
[0185]光分布透镜70是平面透镜，因而具有良好的可成形性和可加工性。此外，能够减少生产一个光分布透镜所需的材料量。光分布透镜70因此能以低成本制造。
[0186]此外，光分布透镜70的厚度减小，这防止整个照明装置66的厚度增加。
[0187]在照明装置66中，反射膜58的可见光反射率高于初次树脂模制部分30、LED支撑部件49和二次树脂模制部分54，该反射膜58在LED模块10 (LED固定器15)的上表面的圆形袋状部(环形壁55的上边缘内部的部分)内在具有低可见光反射率的树脂部分(四个内突出部33的上表面、环形壁55的表面和环形部分56的上表面)和安装表面49a上形成(而不会露出树脂部分和安装表面49a)。这允许附接至每个LED固定部分59(安装表面49a)的LED62的光以强度损失最小的情况反射。
[0188]不通过分别形成LED固定器15的部件(导体板17、初次树脂模制部分30、散热器45和二次树脂模制部分54)并然后通过用螺栓等将这些部件固定而将它们组装的方式来制造LED固定器15，而是通过注塑模制(夹物模压)初次树脂模制部分30和二次树脂模制部分54来制造LED固定器15。因而，能够容易地制造LED固定器15
[0189]由于每个内突出部33的上表面、LED支撑部件49的安装表面49a和环形部分56的上表面处于同一平面上(形成连续)，而且LED支撑部件49的安装表面49a和环形壁55还经由环形部分56的上表面和每个内突出部33的上表面形成连续，反射膜58能够简单且匀称地在内突出部33的上表面、LED支撑部件49的安装表面49a、环形壁55的表面和环形部分56的上表面上形成。这种反射膜58能够可靠地提高从每个LED62发出的照明光的反射效率。
[0190]由每个LED62产生的热通过由薄膜构成的反射膜58而传导至散热器45并从散热器45的下半部(露出的部分)消散，并且还从散热器45 (接触表面48)传导至底座68并从底座68消散。从而LED62的热能够有效地消散至外部。这防止由于温度升高而导致较低的LED62发光效率。此外，由于产生大量热的大型LED元件可以用作为LED62，因而能够提高光量。
[0191]LED模块10的环形壁55(在环形壁55上形成的反射膜58部分)最靠近LED62(光分布透镜70)，这能够控制从LED62发出的照明光的方向和发散角度。此外，反射膜58和LED固定部分59能够以不同形式设置在LED固定器15上(LED62在安装表面49a上的设置是灵活的)。LED模块10的光学设计(便于抑制LED62的不均匀亮度，或者实行光控制(调整亮度)和调色(调整暖光、冷光等))因此具有高度的灵活性。
[0192]虽然本申请的技术通过上述的实施方案来进行描述，但是本申请并不限于前述的实施方案，不同变型都是可能的。
[0193]例如，可以使用图26至30中所示的变体方案。
[0194]在图26中所示的变体方案中，在前表面70a中形成的部分或者全部凹部71各个都改变为半球形凹部71a。
[0195]在图27至29所显示的变体方案中，凹部72的形状被改变。
[0196]图27显示一个这样的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各个都变成凹部72a或者凹部72b。凹部72a是形状类似斜柱形的凹部，其沿着光分布透镜70(与厚度方向正交的方向上的横截面呈圆形)的厚度方向的横截面(在图27中的横截面)呈平行四边形。凹部72b是形状类似截头圆锥体的凹部，其中心轴线在光分布透镜70的厚度方向上延伸(如图27所示，沿着光分布透镜70的厚度方向的横截面是关于轴线对称的梯形)。
[0197]图28显示一个这样的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各个都改变为凹部72c。凹部72c是这样的凹部，其上端部的形状类似球形的一部分(如图28所示，沿着光分布透镜70的厚度方向的横截面是圆弧形)，其剩余部分的形状类似柱形(其中心轴线在光分布透镜70的厚度方向上延伸)。
[0198]图29显示一个这样的示例，其中在后表面70b中形成的部分或者全部凹部72各个都改变为凹部72d。凹部72d是这样的凹部，其上端部的形状类似朝向后表面70b突出的圆锥体，其剩余部分的形状类似柱形(其中间轴线在光分布透镜70的厚度方向上延伸)。
[0199]在图30所示的变体方案中，通孔74&、7仙、74(3、74(1、746和74€取代凹部71(71&)和72(72a、72b、72c、72d)并沿着光分布透镜70的厚度方向形成(光分布透镜70中的通孔的位置与凹部的位置相同)。
[0200]通孔74a是形状类似柱形的通孔(其中心轴线沿着光分布透镜70的厚度方向延伸)。通孔74b是形状类似斜柱形的通孔，其沿着光分布透镜70(沿着与厚度方向正交的方向的横截面呈圆形)的厚度方向的横截面(在图30中的横截面)呈平行四边形。通孔74c是形状类似截头圆锥体的通孔，其中心轴线在光分布透镜70的厚度方向上延伸(如图30所示，沿着光分布透镜70的厚度方向的横截面是关于轴线对称的梯形)。通孔74d是形状与通孔74c的形状竖直对称的通孔。通孔74e是沿着光分布透镜70(沿着与厚度方向正交的方向的横截面呈圆形)的厚度方向的横截面(图30中的横截面)形状类似不规则梯形(关于沿着光分布透镜70的厚度方向的直线非对称)的通孔。通孔74f是形状与通孔74e的形状竖直对称的通孔。[0201 ] 可以通过适当地改变通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f的位置、尺寸或者数量，或者根据在前后方向上和左右方向上与LED62的距离和所需的光分布性能改变通孔的组合来形成光分布透镜70。
[0202]在图26至30中的变体方案能够与前述的实施方案产生相同的效果。
[0203]旨在降低反射的照明光的方向性(旨在在与光分布透镜70的厚度方向正交的方向上使光均匀消散)的通孔74c和74d有效地设置在靠近光分布透镜70的LED62(光分布透镜70的中间侧的区域)的截面中。另一方面，旨在提高反射的照明光的方向性(旨在向上反射从与光分布透镜70的厚度方向正交的方向入射的光)的通孔74b、74e、74f等优选设置在远离光分布透镜70的LED62(光分布透镜70的外周侧的区域)的部分中，从而能够在特定方向上分配照明光。
[0204]可以在光分布透镜70的前表面70a中形成多个凹部72(72a、72b、72c、72d)，在光分布透镜70的后表面70b中形成多个凹部71(71a)。
[0205]可替代地，可以仅仅在前表面70a和后表面70b中的一个中形成多个凹部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(同轴的)，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(非同轴的)。
[0207]前表面70a中的凹部和后表面70b中的凹部可以均以与上述不同的形式设置。例如，可以同心但非沿径向设置凹部。此外，至少可以随机地设置前表面70a中的凹部或者后表面70b中的凹部。
[0208]可以在光分布透镜70中形成通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f，还在前表面70a和后表面70b中的至少一个中形成凹部。
[0209]多个凹部71、71&、72、72&、7213、72(3和72(1和/或多个通孔743、7413、74(3、74(1、746和74f可以在光分布透镜70中设置成网格形式。
[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€在与上下方向正交的方向(光分布透镜70的厚度方向)上的横截面形状可以是多边形，而非圆形。
[0211]光分布透镜70的平坦表面形状可以是除圆形之外的形状(例如多边形)。在这种情况下，光分布透镜70的前表面70a和后表面70b也是彼此平行的平坦表面。
[0212]可对前表面70a施用光扩散的功能(向上扩散照明光的功能)比光分布透镜70的前表面70a更好的扩散涂层。可以在光分布透镜70的前表面70a上形成粗糙表面(比前表面70a的其它部分更为粗糙的表面)从而通过粗糙表面扩散照明光，而不是向光分布透镜70施用扩散涂层。
[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，从而改变(调整)光分布透镜70的扩散功能。作为示例，通过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的光分布透镜70，可以将凹部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。作为另一示例，通过使用模制模具形成光分布透镜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)，然后通过切割作业形成凹部71、71a、72、72a、72b、72c和72d和/或通孔74a、74b、74c、74d、74e和74f，可以获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]光分布透镜70可以固定至不是LED模块10的构件。例如，在照明装置66用作为液晶显示设备的背光照明的情况下，光分布透镜70可以固定至液晶显示设备的外壳。
[0215]可以通过如下方式来制造LED固定器15，在事先将初次树脂模制部分30和二次树脂模制部分54的对应部件与第一传导构件20和第二传导构件21形成整体之后，将散热器45固定至该集成部件。在这种情况下，对应于初次树脂模制部分30和二次树脂模制部分54的部分可以通过注塑模制(夹物模压)而与第一传导构件20和第二传导构件21形成整体。可替代地，在模制初次树脂模制部分30和二次树脂模制部分54的对应的部分之后，可以将模制的部件与第一传导构件20和第二传导构件21组装。
[0216]散热器45可以由不是铝的材料(比初次树脂模制部分30和二次树脂模制部分54具有更高的热导率的材料)制成。
[0217]可以在散热器45的接触表面48与底座68之间设置传热片或者传热粘合剂。
[0218]可以省略用于内突出部33和/或环形部分56的反射膜58的成型。
[0219]可以通过不是固定支腿73的装置将光分布透镜70固定至LED固定器15。可以通过固定支腿73或者不是固定支腿73的装置将光分布透镜70固定至不是LED固定器15的部件(例如底座68)，从而使得LED62与后表面70b彼此面向。
[0220]工业应用
[0221]根据本申请的照明装置尽管使用前表面和后表面均为平坦的光学元件，但也能够有效地使半导体发光元件的照明光扩散，从而防止亮度不均匀等。
【主权项】
1.一种照明装置，包括； 基板构件； 半导体发光元件，其固定至所述基板构件；以及 光学元件，其面向半导体发光元件的表面和与半导体发光元件相对侧上的表面是彼此平行的平坦表面， 其中，光学元件在面向表面和相对表面中的至少一者中具有多个至少是凹部或者通孔。2.根据权利要求1所述的照明装置， 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.根据权利要求2所述的照明装置， 其中，在面向表面中形成的凹部和在相对表面中形成的凹部是彼此同心的。4.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少是凹部或者通孔同心地设置。5.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少是凹部或者通孔沿径向设置。6.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少是凹部或者通孔设置成网格形式。7.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部的形状类似于圆锥体。8.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部的形状类似于半球形。9.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部的底表面形状类似球形表面的一部分，并且除底表面之外的部分的形状类似于柱形。10.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部的底表面形状类似朝向所述凹部的开放端突出的圆锥体，并且除底表面之外的部分的形状类似于柱形。11.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部和/或至少一个通孔的形状类似于柱形。12.根据权利要求1-3任一项所述的照明装置， 其中，至少一个凹部和/或至少一个通孔的形状类似于截头圆锥体。
【文档编号】H01L25/075GK106062473SQ201480076886
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2014年12月26日
【发明人】我妻透, 栗元启光, 佐藤敦
【申请人】京瓷连接器株式会社