[发明专利]用于发光二极管的反射器和外壳

说明书

技术领域

本发明涉及用于发光二极管(作为另外一种选择，在本文中被称为LED)的反射器，所述反射器具有高反射率并且在紫外光到可见光范围内具有小的反射率减少。反射器具有优异的耐热性、耐光性和耐候性。本发明还涉及用于具有所述反射器的发光二极管的外壳。

背景技术

近来，发光二极管元件(作为另外一种选择，在本文中被称为LED芯片)尺寸小，并且相比于灯丝电灯泡，能够长时间点亮。因为它们的电能至光的转换效率高，存在这些元件替换包括直管型荧光灯在内的常规照明器的强烈趋势，并且这些二极管元件被广泛用作电动家用器具、LED显示器和照明型操作开关。LED的用途按波长分为一般(可见光线)LED和紫外光LED。

例如，作为(可见光线)LED用途的例子，存在汽车仪表盘、显示器件的背光，诸如显示器(LCD显示器、个人电脑的监视器、小型游戏机和便携式电话)、室内照明源、室内和室外显示器件以及交通显示器件。此外，作为紫外光LED用途的例子，包括具有高显色性与荧光材料组合的白光LED，纸币标识符(用于纸币识别的传感器光源)，使用光催化剂的空气过滤器(用于家庭、用于车辆安装以及用于冷藏机)、污染物处理，用于生物医学处理的荧光光源，医疗，和医疗领域中的分析，食品领域中的蔬菜和食物的消毒、保鲜，用于紫外固化的光源，诸如电子组件和墨、医疗设备，使用荧光亚克力的照明，紫外光源监视器，紫外光线强度计，光谱学，荧光材料激发光源，医疗设备和用于消毒的光源，诸如水和空气净化。

其中安装有LED芯片的常规发光装置，如本申请的图1中所示，一般设有具有凹孔部分的反射器3、安装在凹孔部分中的LED芯片2、以及用于密封前述凹孔部分的固化树脂模具1。所述反射器安装在基板上以形成外壳(5)。所述反射器为模塑产品，其由例如模塑陶瓷或白光反射树脂获得。

描述于日本专利4576276中的是由多孔氧化铝陶瓷形成的LED外壳。多孔氧化铝陶瓷具有优异的耐热性、耐光性和耐候性，并可通过控制孔径和孔隙率获得高反射率。在陶瓷的模塑中，由于陶瓷被加热至1,000℃或更高的温度，并且以批量方法烧制一定的时间，制造成本高，并且产量欠佳。

近来，可连续模塑的热塑性树脂已被用来降低LED外壳的制造成本。例如，某些聚酰胺基树脂甚至在300℃下不熔融。然而，如在本申请的比较实例5中所示，当此类树脂在150℃下加热500h时，因为树脂被氧化并且变色为黑色，反射率大幅降低。由于该原因，即使LED外壳在初始阶段处的反射率高，当继续高输出操作时，由于树脂外壳达到高温，因此LED外壳变色，并且照明效率下降。此外，由于聚酰胺基树脂趋于在高温下降解，当树脂熔融并模塑时，如果在熔融模塑机中的停留时间延长，则树脂热分解并变色，使得制造损耗增加，从而使产量变差。

此外，如在本申请的图3的比较实例3中所示，在聚酰胺基树脂中，由于作为填料用作反射器的二氧化钛的反射率为2.7，因此在可见光线区域中，反射率高；然而，反射率在短于420nm的波长处大幅降低。其原因被认为是二氧化钛具有3.2eV的带隙结构(如在Society of Japan Chemistry：Chemistry of Surface Excitation Process，季刊，Chemical General Review第12期，第132-145页(1991)中所公开)。据知，由于被吸收的能量被转变成热，并且二氧化钛表现出光催化作用，因此推进了树脂的降解。

此外，最近其中紫外光LED与具有红、绿和蓝三种颜色的荧光材料组合的白光LED的发展已被推进，并且因为其优异的色彩再现性能，期望其发展成一般照明用途。在该体系中，因为激发光源的波长由蓝色的460nm进一步缩短到405nm，外壳构件有可能进一步降解而超过当前水平，因此不能期望LED外壳的长寿命。

由于这些原因，具有优异特性，诸如耐热性、耐光性、耐候性、耐化学品性、高频率电性能和阻燃性的氟树脂被广泛地使用于管道中，用于传送药液、溶剂和漆，诸如酸和碱，化学工业制造品，诸如药液的储存容器或罐，或电工业品，诸如管材、滚筒和电线，例如聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)、热可熔氟树脂的四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)和四氟乙烯-六氟丙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(EPE)等，被评价为用于LED反射器的实用树脂。