DE102013110327A1

DE102013110327A1 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013110327A1
Application number: DE102013110327.8A
Authority: DE
Inventors: Bong Jin Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2014-11-06
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: KR20140039957A; KR102188491B1; US20140084799A1; TW201417627A; US9055636B2; TWI590704B; DE102013110327B4

Abstract

Es ist eine Beleuchtungsvorrichtung (700) vorgesehen, die Folgendes aufweist: Eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600); und eine Lichtquelleneinheit (740), welche wenigstens eine Leuchtdiode (LED) (741) hat, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) empfängt, wobei die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) Folgendes aufweist: eine Transformatoreinheit (110), welche einen Primärwicklungsteil (111) und eine Spule (Co1) und einen Sekundärwicklungsteil (112) aufweist; eine Gleichrichterdiode (120); eine Filtereinheit (140); und eine Verhinderungseinheit (130) für einen offenen Kreis, welche einen geschlossenen Kreis für die Filtereinheit (140) vorsieht derart, dass Leistung, welche in der Filtereinheit (140) gespeichert ist, angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode (120) abgeschaltet wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und die Vorzüge der koreanischen Patentanmeldungen Nr. 10-2012-0106041 , welche am 24. September 2012 eingereicht wurde, und Nr. 10-2013-0032811 , welche am 27. März 2013 beim koreanischen Amt für gewerblichen Rechtsschutz (Korean Intellectual Property Office) eingereicht wurde, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme mit eingebunden ist.
HINTERGRUND
Gebiet
Das vorliegende erfinderische Konzept bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Leuchtdiode (LED) wird durch eine Gleichstromleistung beziehungsweise Gleichspannungsleistung (Direct Current (DC) Power) betrieben, und so wird, um ersatzweise eine LED-Beleuchtungsvorrichtung unter Verwendung einer LED als einer Lichtquelle in einer Lampe, welche durch eine Wechselstromleistung beziehungsweise Wechselspannungsleistung (Alternating Current (AC) Power) betrieben wird, einzusetzen, eine Betriebsvorrichtung beziehungsweise Treibervorrichtung benötigt. Insbesondere hat ein Stabilisiervorschaltgerät für eine fluoreszierende Lampe Charakteristiken zum Ausgeben einer angemessenen Leistungsmenge zum Betreiben einer fluoreszierenden Lampe und so kann, wenn eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, welche elektrische Charakteristiken unterschiedlich von denjenigen einer fluoreszierenden Lampe zeigt, verwendet wird, die LED-Beleuchtungsvorrichtung nicht normal arbeiten oder eine Vorrichtungskomponente beziehungsweise ein Vorrichtungsbestandteil kann beschädigt werden. Als eine Lösung hierfür wird ein Stabilisiervorschaltgerät, welches in einer fluoreszierenden Lampe installiert ist, entfernt und eine Leistungsversorgung für LED-Beleuchtungsvorrichtung wird anstelle dessen installiert. Demnach wird eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung, welche eine Kompatibilität zwischen einem Stabilisiervorschaltgerät für eine fluoreszierende Lampe und eine LED-Beleuchtungsvorrichtung ermöglicht, benötigt.
KURZFASSUNG
Ein Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts sieht eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung vor, welche mit einem Stabilisiervorschaltgerät für eine fluoreszierende Lampe kompatibel ist.
Ein Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts sieht eine Beleuchtungsvorrichtung vor, welche die vorangehende Lichtquellen-Betriebsvorrichtung verwendet.
Gemäß einem Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts ist eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, welche Folgendes aufweist: Eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung; und eine Lichtquelleneinheit, welche wenigstens eine Leuchtdiode (LED) hat, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung empfängt, wobei die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung Folgendes aufweist: eine Transformatoreinheit, welche einen Primärwicklungsteil, welcher einen ersten und einen zweiten externen Eingangsanschluss, welche externe Leistung von einem Stabilisiervorschaltgerät empfangen, und eine Spule aufweist, welche ein Impedanzniveau hat, welches gewählt ist, sodass es dem Stabilisiervorschaltgerät ermöglicht, eine normale Leistungsmenge auszugeben, und einen Sekundärwicklungsteil aufweist, welcher elektromagnetisch mit dem Primärwicklungsteil gekoppelt ist, um eine angelegte externe Leistung zu transformieren; eine Gleichrichterdiode, welche eine Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil der Transformatoreinheit gleichrichtet; eine Filtereinheit, welche einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss hat, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt, welche eine gleichgerichtete Leistung, welche von der Gleichrichterdiode an den Eingangsanschluss davon angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode angeschaltet ist, zu dem Ausgangsanschluss davon liefert und welche eine Teilmenge der gleichgerichteten Leistung speichert; und eine Verhinderungseinheit für einen offenen Kreis beziehungsweise offenen Regelkreis, welche für die Filtereinheit einen geschlossenen Kreis beziehungsweise geschlossenen Regelkreis vorsieht derart, dass Leistung, welche in der Filtereinheit gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode abgeschaltet ist.
Ein Impedanzniveau der Spule, das gewählt ist, sodass es es dem Stabilisiervorschaltgerät ermöglicht, eine normale Leistungsmenge auszugeben, kann durch eine Verwendung der Gleichung 1 erhalten werden. [Gleichung 1]
wobei V_lamp eine Spannungsausgabe ist, wenn das Stabilisiervorschaltgerät in einem normalen Leistungsausgabezustand ist, und I_lamp ein Strom ist, welcher ausgegeben wird, wenn das Stabilisiervorschaltgerät in einem normalen Leistungsausgabezustand ist.
Die Impedanz der Spule kann von ungefähr 700 Ω bis ungefähr 800 Ω reichen.
Die Filtereinheit kann ein Tiefpassfilter (LPF = Low Pass Filter) sein.
Die Verhinderungseinheit für einen offenen Kreis kann eine Freilaufdiode aufweisen.
Die LED kann ein Licht emittierendes Laminat, welches eine Halbleiterschicht von einem ersten Leitfähigkeitstyp, eine aktive Schicht, eine Halbleiterschicht von einem zweiten Leitfähigkeitstyp; und eine erste und eine zweite Elektrode, welche jeweils elektrisch mit der Halbleiterschicht des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden sind, aufweisen, wobei die erste Elektrode wenigstens einen leitfähigen Via beziehungsweise eine leitfähige Durchkontaktierung, welche(r) mit der Halbleiterschicht des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden ist, welche(r) die Halbleiterschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht durchdringt, aufweist.
Die LED kann Folgendes aufweisen: ein Substrat; eine Basisschicht, welche auf dem Substrat angeordnet ist; eine Mehrzahl von Licht emittierenden Nanostrukturen, welche auf der Basisschicht angeordnet sind und einen Nanokern vom ersten Leitfähigkeitstyp, eine aktive Schicht und eine Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp aufweisen; und ein Füllmaterial, welches Räume zwischen der Mehrzahl von Licht emittierenden Nanostrukturen füllt.
Die LED kann Folgendes aufweisen: eine Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp, eine Halbleiterschicht vom zweiten Leitfähigkeitstyp und eine aktive Schicht, welche dazwischen angeordnet ist; und eine erste und eine zweite Elektrode, welche elektrisch jeweils mit der Halbleiterschicht des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden sind, wobei wenigstens eine der ersten und der zweiten Elektrode eine Mehrzahl von laminierten Metallschichten aufweisen kann, welche verschiedene Elemente aufweisen.
Die Lichtquelleneinheit kann Folgendes aufweisen: Wenigstens eine blaue LED, welche blaues Licht emittiert; und eine Wellenlängenumwandlungseinheit, welche ein Wellenlängenumwandlungsmaterial aufweist, welches Licht umgewandelter Wellenlänge emittiert, welches durch Licht, welches von der blauen LED emittiert wird, angeregt wird, wobei das Wellenlängenumwandlungsmaterial wenigstens eines von einem gelben, einem roten und einem grünen Phosphor ist, und der Phosphor wenigstens ein Typ von Phosphor ist, welcher aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus oxidbasierten Phosphoren, silikatbasierten Phosphoren, nitritbasierten Phosphoren und sulfidbasierten Phosphoren besteht.
Die Lichtquelleneinheit kann weißes Licht emittieren, das weiße Licht kann zwei oder mehr Peakwellenlängen haben, und eine Farbtemperatur des weißen Lichts kann von ungefähr 2.000 K bis ungefähr 20.000 K reichen.
Die Vorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: wenigstens eines einer Abtasteinheit beziehungsweise Sensiereinheit, welche wenigstens eines eines Temperatursensors, eines Feuchtigkeitssensors, eines Bewegungssensors und eines Beleuchtungssensor aufweist; und ein Kommunikationsmodul, welches drahtlos ein Signal empfängt, welches hinsichtlich des Betreibens der Beleuchtungsvorrichtung von außerhalb vorgesehen wird; und einen Controller, welcher Leistung, welche an die Lichtquelleneinheit von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung beim Empfangen eines Signals von wenigstens einem der Sensiereinheit und dem Kommunikationsmodul angelegt wird, steuert.
Die Lichtquelleneinheit kann Folgendes aufweisen: eine erste Lichtquellengruppe, welche weißes Licht emittiert, welches eine erste Farbtemperatur hat; und eine zweite Lichtquellengruppe, welche weißes Licht emittiert, welches eine zweite Farbtemperatur hat.
Gemäß einem Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts ist eine Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: einen Sockel, welcher einen Eingangsanschluss aufweist, welcher externe Leistung von einem Stabilisiervorschaltgerät empfängt; ein Gehäuse, welches mit dem Sockel verbunden ist; eine Platte, welche innerhalb des Gehäuses installiert ist und eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung aufweist; und eine Lichtquelleneinheit, welche an der Platte angebracht ist und wenigstens eine LED aufweist, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung empfängt, wobei die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung Folgendes aufweist: eine Transformatoreinheit, welche einen Primärwicklungsteil, welcher einen ersten und einen zweiten externen Eingangsanschluss, welche externe Leistung von dem Sockel und einer Spule empfangen, welche ein Impedanzniveau hat, welches gewählt ist, sodass es dem Stabilisiervorschaltgerät ermöglicht ist, eine normale Leistungsmenge auszugeben, und einen Sekundärwicklungsteil aufweist, welcher elektromagnetisch mit dem Primärwicklungsteil gekoppelt ist, um die angelegte externe Leistung zu transformieren; eine Gleichrichterdiode, welche eine Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil der Transformatoreinheit gleichrichtet; eine Filtereinheit, welche einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss hat, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt, welche eine Leistung, welche von von dem Sekundärwicklungsteil der Transformatoreinheit an den Eingangsanschluss davon angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode angeschaltet ist, zu dem Ausgangsanschluss davon liefert, und welche eine Teilmenge der Leistung speichert; und eine Verhinderungseinheit für einen offenen Kreis beziehungsweise offenen Regelkreis, welche für die Filtereinheit einen geschlossenen Kreis beziehungsweise geschlossenen Regelkreis vorsieht derart, dass Leistung, welche in der Filtereinheit gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode abgeschaltet ist.
Die Platte kann Folgendes aufweisen: eine isolierende Schicht, welche auf einem metallischen Stützsubstrat angeordnet ist; und ein leitfähiges Muster beziehungsweise eine leitfähige Struktur oder harzbeschichtetes Kupfer (RCC = Resin Coated Copper), welches auf der isolierenden Schicht angeordnet ist.
Der Sockel kann zwei Eingangsanschlüsse aufweisen und an beiden Endabschnitten der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein.
Gemäß einem Aspekt des vorliegenden erfinderischen Konzepts ist eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: eine Transformatoreinheit, welche einen Primärwicklungsteil, welcher einen ersten und einen zweiten externen Eingangsanschluss, welche externe Leistung von einem Stabilisiervorschaltgerät und einer Spule empfangen, welche ein Impedanzniveau hat, welches gewählt ist, sodass sie es dem Stabilisiervorschaltgerät ermöglicht, eine normale Leistungsmenge auszugeben, und einen Sekundärwicklungsteil aufweist, welcher elektromagnetisch mit dem Primärwicklungsteil gekoppelt ist, um die angelegte externe Leistung zu transformieren; eine Gleichrichterdiode, welche eine Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil der Transformatoreinheit gleichrichtet; eine Filtereinheit, welche einen Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss hat, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt, welcher eine gleichgerichtete Leistung, welche von der Gleichrichterdiode an den Eingangsanschluss davon angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode angeschaltet ist, zu dem Ausgangsanschluss davon liefert, und welche eine Teilmenge der gleichgerichteten Leistung speichert; und eine Verhinderungseinheit für einen offenen Kreis beziehungsweise offenen Regelkreis, welche für die Filtereinheit einen geschlossenen Kreis beziehungsweise geschlossenen Regelkreis vorsieht derart, dass Leistung, welche in der Filtereinheit gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode abgeschaltet ist.
Ein Impedanzniveau beziehungsweise Wellenwiderstand der Spule, welcher gewählt ist, um es dem Stabilisiervorschaltgerät zu ermöglichen, eine normale Leistungsmenge auszugeben, kann durch ein Verwenden der Gleichung 1 erhalten werden. [Gleichung 1]
wobei V_lamp eine Spannungsausgabe ist, wenn das Stabilisiervorschaltgerät in einem normalen Leistungsausgabezustand ist und I_lamp ein Strom ist, welcher ausgegeben wird, wenn das Stabilisiervorschaltgerät in einem normalen Leistungsausgabezustand ist.
Die Impedanz der Spule kann von ungefähr 700 Ω bis ungefähr 800 Ω reichen.
Die Filtereinheit kann ein Tiefpassfilter (LPF) sein.
Die Verhinderungseinheit für einen offenen Kreis kann eine Freilaufdiode aufweisen.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: eine Thermistor, welcher mit wenigstens einem des ersten und des zweiten externen Eingangsanschlusses des Primärwicklungsteils in Serie verbunden ist.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: eine Schalteinheit, welche mit dem Thermistor parallel verbunden ist.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: eine Widerstandseinheit, welche mit dem externen Eingangsanschluss des Primärwicklungsteils in Serie verbunden ist, und eine Schalteinheit, welche mit der Widerstandseinheit parallel verbunden ist, wobei die Impedanz der Widerstandseinheit gewählt sein kann, um es dem Stabilisiervorschaltgerät zu ermöglichen, eine Zündleistung auszugeben.
Der Primärwicklungsteil kann weiterhin Folgendes aufweisen: einen dritten und einen vierten externen Eingangsanschluss, und eine erste und eine zweite Potenzialdifferenzerzeugungseinheit, welche eine Potenzialdifferenz zwischen dem ersten und dritten externen Eingangsanschluss und zwischen dem zweiten und vierten externen Eingangsanschluss erzeugen.
Die erste und die zweite Potenzialdifferenzerzeugungseinheit können jeweils eine erste und eine zweite Unterspule sein.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: Einen DC/DC- beziehungsweise Gleichspannungs-/Gleichspannungs-Wandler, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von einem Ausgangsanschluss der Filtereinheit empfängt, und eine regulierte Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt.
Der DC/DC-Wandler kann gemäß einem beliebigen eines Hochsetzsteller(Boost-)Tiefsetzsteller-(Buck-), Hochsetz-Tiefsetzsteller-(Buck-Boost-) und Sperrwandler-(Flyback-)Schema konfiguriert sein.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann weiterhin Folgendes aufweisen: einen linearen Regler, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung von dem Ausgangsanschluss der Filtereinheit empfängt und eine regulierte Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt.
Die vorangehenden technischen Lösungen zählen nicht alle Merkmale des vorliegenden erfinderischen Konzepts vollständig auf. Die vorangehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des vorliegenden erfinderischen Konzepts werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung des vorliegenden erfinderischen Konzepts zusammengenommen mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und andere Vorteile des vorliegenden erfinderischen Konzepts werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung zusammengenommen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
1 ein Schaltbild einer Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts ist;
2A bis 2C Schaltbilder sind, welche Betriebszustände der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulichen;
3 bis 7 Schaltbilder sind, welche Lichtquellen-Betriebsvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulichen;
8A und 8B Graphen sind, welche Operationen der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform von 1 zeigen;
9A und 9B Graphen sind, welche Operationen der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß der Ausführungsform von 3 zeigen;
10 eine Ansicht ist, welche eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht;
11 eine perspektivische Ansicht ist, welche einen zusammengefügten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung der 10 veranschaulicht;
12A und 12B Ansichten sind, welche verschiedene Formen von Gehäusen veranschaulichen, welche in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts einsetzbar sind;
13 bis 17 Ansichten sind, welche verschiedene Beispiele einer LED veranschaulichen, welche in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts einsetzbar sind;
18 bis 23 Ansichten sind, welche verschiedene Beispiele einer Platte veranschaulichen, welche in der Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts einsetzbar ist;
24 CIE 1931-Farbraumkoordinaten sind, welche ein Farbtemperaturspektrum veranschaulichen;
25 eine Ansicht ist, welche eine Struktur eines Quantenpunkts bzw. Quanten-Dots veranschaulicht; und
26 bis 33 Ansichten sind, welche ein Beleuchtungssystem veranschaulichen, welches durch ein Anwenden einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts implementiert ist.
DETAILIIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Die Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die Ausführungsformen, welche hierin erläutert sind, beschränkt betrachtet werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, sodass diese Offenbarung gewissenhaft und vollständig sein wird und den Umfang der Erfindung Fachleuten vollständig übermitteln wird. In den Zeichnungen können die Formen und Dimensionen von Elementen zur Klarheit überhöht sein, und die gleichen Bezugszeichen werden durchwegs verwendet werden, um dieselben oder ähnliche Komponenten beziehungsweise Bestandteile zu bezeichnen.
1 ist ein Schaltbild einer Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts.
Bezug nehmend auf 1 weist eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts eine Transformatoreinheit 110, welche einen Primärwicklungsteil 111 und einen Sekundärwicklungsteil 112 aufweist, eine Gleichrichterdiode, welche Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 der Transformatoreinheit 110 gleichrichtet, eine Filtereinheit 140, welche einen Eingangsanschluss 140c und einen Ausgangsanschluss 140d hat; und eine Verhinderungseinheit 130 für einen offenen Kreis beziehungsweise einen offenen Regelkreis auf, welche einen geschlossenen Kreis beziehungsweise geschlossenen Regelkreis für die Filtereinheit 140 vorsieht, wenn die Gleichrichterdiode 120 abgeschaltet ist.
Der Primärwicklungsteil 111 der Transformatoreinheit 110 kann einen ersten und einen zweiten externen Eingangsanschluss 111a und 111b aufweisen, welche externe Leistung 10 von einem Stabilisiervorschaltgerät 20 empfangen. Das Stabilisiervorschaltgerät 20 hat einen ersten bis vierten Ausgangsanschluss A, B, C und D und die externen Eingangsanschlüsse 111a und 111b können die externe Leistung 10 von einem Kurzschluss des ersten und zweiten Ausgangsanschlusses A und B und einem Kurzschluss des dritten und vierten Ausgangsanschlusses C und D des Stabilisiervorschaltgerät 20 empfangen.
Um eine fluoreszierende Lampe der Beleuchtungsausstattung für eine fluoreszierende Lampe stabil zu betreiben, empfängt das Stabilisiervorschaltgerät 20 die externe Leistung 10 unter Berücksichtigung von elektrischen Charakteristiken einer allgemeinen fluoreszierende Lampe, wandelt die empfangene externe Leistung um und gibt die umgewandelte Leistung aus. Das Stabilisiervorschaltgerät 20 kann in einer allgemeinen Beleuchtungsausstattung für eine fluoreszierende Lampe installiert sein. Hierin nachstehend wird das Stabilisiervorschaltgerät 20 im Detail beschrieben werden. Es wird jedoch beschrieben, um zu helfen, das vorliegende erfinderische Konzept klar zu verstehen, und das Stabilisiervorschaltgerät 20, welches in der vorliegenden Ausführungsform erwähnt wird, ist nicht darauf beschränkt.
Im Allgemein kann eine fluoreszierende Lampe eine hohe Impedanz und eine geringe Impedanz demgemäß haben, ob sie entladen ist oder nicht. Im Detail nimmt die fluoreszierende Lampe Isolationscharakteristiken in einem Zustand an, bevor sie gezündet bzw. betrieben wird, und in diesem Fall hat die fluoreszierende Lampe eine hohe Impedanz, beispielsweise eine sehr hohe Impedanz, welche von zehn von kΩ bis zu Hunderten von kΩ reicht. Zu diesem Zeitpunkt zeigt, wenn eine Hochspannung an die fluoreszierende Lampe angelegt wird, um sie zu entladen, um dadurch zu ermöglichen dass die fluoreszierende Lampe einen Leuchtzustand erreicht, die fluoreszierende Lampe, welche einen Kanal bildet, durch welchen ein Strom fließt, eine niedrige Impedanz. Beispielsweise kann die niedrige Impedanz von ungefähr 700 Ω bis ungefähr 800 Ω reichen.
Unter Berücksichtigung solcher elektrischer Charakteristiken der fluoreszierenden Lampe kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Zündleistung und eine normale Leistung ausgeben. Im Detail kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 ein elektronisches Stabilisiervorschaltgerät sein und kann eine Leistungsfaktor- beziehungsweise Phasenwinkel-Korrekturschaltung und einen Inverter aufweisen. Ebenso kann der Inverter als ein LLC-Resonanzinverter, ein Vollbrückeninverter, oder ein Halbbrückeninverter implementiert sein. Wenn die Eingangsimpedanz einem hohen Impedanzwert der fluoreszierenden Lampe entspricht, kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 erkennen, dass die fluoreszierenden Lampe in einem Zustand vor dem Beleuchtetwerden bzw. der Zündung ist, und eine Zündleistung, welche eine hohe Spannung für eine anfängliche Entladung hat, ausgeben. Ein Spannungswert der Zündleistung kann von ungefähr 500 V bis 1 kV reichen. Im Gegensatz dazu kann, wenn der Impedanzeingang zu dem Stabilisiervorschaltgerät einem geringen Impedanzwert der fluoreszierenden Lampe entspricht, das Stabilisiervorschaltgerät 20 erkennen, dass die fluoreszierenden Lampe in einem Leuchtzustand ist, und eine normale Leistungsmenge ausgeben. Hier kann ein Spannungswert der normalen Leistung beispielsweise von 100 V bis 300 V erreichen.
Wenn eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung, welche eine LED als eine Lichtquelle einsetzt, mit dem Stabilisiervorschaltgerät 20 verbunden wird, sind die Impedanz der existierenden fluoreszierenden Lampe und diejenige der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung, welche durch das Stabilisiervorschaltgerät 20 erkannt werden, unterschiedlich, sodass das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Fehlfunktion aufweisen kann. Beispielsweise kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 keine Leistung ausgeben, oder es kann kontinuierlich eine Zündleistung ausgeben. In diesem Fall kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung nicht normal betrieben werden oder beschädigt werden.
Demnach kann, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts eine Spule Co1 des Primärwicklungsteils 111 eine Impedanz haben, welche an diejenige einer existierenden fluoreszierenden Lampe in einem Leuchtzustand angepasst ist. Die Spule Co1 kann nämlich gewählt sein, sodass sie eine Impedanz hat, welche gewählt ist, um es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 zu erlauben, zu erkennen, dass das fluoreszierende Licht in einem Leuchtzustand verbunden ist und eine Normalmenge von Leistung auszugeben.
Wenn eine Spannungs- und Strom-Abgabe, wenn das Stabilisiervorschaltgerät 20 in einem Zustand des Ausgebens einer normalen Leistung ist, jeweils definiert sind als V_lamp und V_lamp, kann eine Impedanz Z_x welche gewählt ist, um es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 zu ermöglichen, eine normale Leistungsmenge auszugeben, erhalten werden, wie durch Gleichung 1 ausgedrückt ist. [Gleichung 1]
Die Impedanz Z_x kann einen Wert haben, welcher beispielsweise von ungefähr 700 Ω bis ungefähr 800 Ω reicht, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Demnach kann die Spule Co1 des Primärwicklungsteils 111 gewählt sein, so dass sie eine Induktivität L_x hat, welche durch Gleichung 2 berechnet wird. [Gleichung 2]
(Hier ist Z_x die Impedanz, welche gewählt ist, um es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 zu ermöglichen, eine Normalmenge an Leistung auszugeben, und f_a ist die Frequenz der externen Leistung 10, welche von dem Stabilisiervorschaltgerät 20 nach einer Modulation ausgegeben wird.
Die Transformatoreinheit 110 kann den Sekundärwicklungsteil 112 aufweisen, welcher elektromagnetisch an den Primärwicklungsteil 111 gekoppelt ist. Der Sekundärwicklungsteil 112 kann die externe Leistung 10, welche von dem Stabilisiervorschaltgerät 20 über die externen Eingangsanschlüsse 111a und 111b des Primärwicklungsteils 111 angelegt wird, transformieren. Die externe Leistung 10, welche von dem Stabilisiervorschaltgerät 20 angelegt wird, kann nämlich eine Spannung haben, welche eine Größe hat, welche zum Betreiben einer Lichtquelle, welche eine LED verwendet, unangemessen ist, und hier kann der Sekundärwicklungsteil 112 die externe Leistung 10 in eine Leistung transformieren, welche eine Größe hat, welche für eine Lichtquelle (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als ”externe Lichtquelle 30”) angemessen ist, welche in der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts einsetzbar ist. Ebenso verhindert der Sekundärwicklungsteil 112, dass die externe Leistungsquelle 10 direkt verbunden wird, um die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 zu schützen.
Die Gleichrichterdiode 120 kann die transformierte Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 der Transformatoreinheit 110 Halbwellen-gleichrichten und die Halbwellen-gleichgerichtete Leistung zu einem Eingangsanschluss der Filtereinheit 140 übertragen.
Die Filtereinheit 140 empfängt die gleichgerichtete Leistung von der Gleichrichterdiode 120 durch einen Eingangsanschluss 140c davon und überträgt eine Lichtquellenbetriebsspannung zum Betreiben der externen Lichtquelle 30 an einen Ausgangsanschluss 140d davon, und hier kann die Filtereinheit 140 dazu dienen, Störungen und eine Brummspannung der Lichtquellenbetriebsleistung zu verringern.
Beispielsweise kann die Filtereinheit 140 eine Induktivität beziehungsweise einen Induktor 141 und eine Kapazität 142 aufweisen, um die Lichtquellenbetriebsleistung zu übertragen, wobei Strom- und Spannungsfluktuationen der Lichtquellenbetriebsleistung effektiv zu dem Ausgangsanschluss 140d gepuffert worden sind. Die Filtereinheit 140 überträgt nämlich Leistung, welche an den Eingangsanschluss 140c angelegt wurde, wenn die Gleichrichterdiode 120 angeschaltet wird, an den Ausgangsanschluss 140d, und in diesem Fall speichert die Filtereinheit 140 eine Teilmenge der Leistung, welche an den Eingangsanschluss 140c angelegt wird, und wenn die Gleichrichterdiode 120 abgeschaltet wird, kann die Filtereinheit 140 die Leistung, welche darin gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss 140d anlegen. Ein detaillierter Betrieb Filtereinheit 140 wird zusammen mit der Verhinderungseinheit 130 für den offenen Kreis beschrieben werden. Indes ist, unter Bezugnahme auf die Ausführungsform der 1 die Filtereinheit 140 als ein Tiefpassfilter (LPF = Low Pass Filter) implementiert, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Verhinderungseinheit 130 für einen offenen Kreis sieht einen geschlossenen Kreis in der Filtereinheit 140 vor, wenn die Gleichrichterdiode 120 abgeschaltet ist. Die Verhinderungseinheit 130 für einen offenen Kreis kann eine Freilaufdiode aufweisen. Ein Betrieb der Verhinderungseinheit 130 für den offenen Kreis wird unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C beschrieben werden.
Die 2A bis 2C sind Schaltbilder, welche Betriebszustände der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulichen. Besonders sind die 2A bis 2C Schaltbilder, welche Betriebszustände gemäß einem Anschalten/Abschalten der Gleichrichterdiode 120 veranschaulichen.
Bezug nehmend auf 2A wird, wenn eine Richtung einer Spannung einer Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 eine rechtsdrehende Richtung beziehungsweise im Uhrzeigersinn befindliche Richtung ist, die Gleichrichterdiode 120 angeschaltet, und die Filtereinheit 140 bildet einen geschlossenen Kreis mit dem Sekundärwicklungstei1 112 um der externen Lichtquelle 30 die Lichtquellenbetriebsleistung zu Verfügung zu stellen.
Indes wird, wenn eine Richtung der Spannung der Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 eine linksdrehende beziehungsweise entgegen dem Uhrzeigersinn befindliche Richtung ist, die Gleichrichterdiode 120 abgeschaltet. In diesem Fall wird, wie in 2C veranschaulicht ist, die Filtereinheit 140 elektrisch von dem Sekundärwicklungsteil 112 getrennt und kann keine Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 zum Anlegen einer Lichtquellenbetriebsleistung an die externe Lichtquelle 30 empfangen. Ebenso ist es, da ein offener Kreis gebildet wird, schwierig, die Lichtquellenbetriebsleistung, welche in der Filtereinheit 140 gespeichert ist, der externen Lichtquelle 30 zur Verfügung zu stellen, wenn die Gleichrichterdiode 120 angeschaltet ist.
Demnach ist in einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts die Verhinderungseinheit 130 für den offenen Kreis vorgesehen. Bezug nehmend auf 2B sieht, wenn die Gleichrichterdiode 120 angeschaltet wird, die Verhinderungseinheit 130 für einen offenen Kreis einen geschlossenen Kreis in der Filtereinheit 140 vor, und demnach kann, wenn die Gleichrichterdiode 120 abgeschaltet wird, die Filtereinheit 140 Leistung, welche darin geladen ist, der externen Lichtquelle zur Verfügung stellen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung vorgesehen, welche direkt kompatibel mit einem Stabilisiervorschaltgerät ist.
Die 3 und 4 sind Schaltbilder, welche Lichtquellen-Betriebsvorrichtungen gemäß verschiedenen Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulichen.
Das Stabilisiervorschaltgerät 20 kann benötigt werden, um einen Eingang, welcher einer hohe Impedanz hat, wie beispielsweise derjenige bevor eine fluoreszierenden Lampe gemäß Typen davon gezündet beziehungsweise erleuchtet wird, zu unterstützen. Im Detail kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Spannung eines Ausgangsanschlusses des Stabilisiervorschaltgeräts 20 erfassen, und wenn keine Zündleistung zu dem Zeitpunkt des anfänglichen Betriebs erfasst wird, kann das Stabilisiervorschaltgerät 20 erkennen, dass die fluoreszierende Lampe einen Fehler hat und kann keine Leistung ausgeben oder kann kontinuierlich eine Zündleistung ausgeben. Für eine Kompatibilität mit dem Stabilisiervorschaltgerät 20 kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung eine Impedanz haben, welche gewählt ist, so dass das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Zündleistung zu dem Zeitpunkt des anfänglichen Betriebs ausgibt. Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung kann nämlich eine solch hohe Impedanz haben wie diejenige bevor die fluoreszierenden Lampe erleuchtet wird.
Bezug nehmend auf 3 weist die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 200 weiterhin einen Thermistor 113 auf, welcher mit wenigstens einem des ersten und des zweiten externen Eingangsanschlusses 111a und 111b des Primärwicklungsteils 111 in Serie verbunden ist.
Als der Thermistor 113 kann ein NTC(Negativ Temperatur-Koefficient)-Thermistor angewandt werden. Der NTC-Thermistor hat eine hohe Impedanz bei einem Niedrigtemperaturzustand und die Impedanz wird gemäß einem Anstieg in der Temperatur verringert. Demnach kann zu dem Zeitpunkt des anfänglichen Betreibens die Summe der Impedanz der Spule Co1 des Primärwicklungsteils 111 und der Impedanz des NTC-Thermistors angepasst werden, so dass sie mit der hohen Impedanz übereinstimmt bevor die fluoreszierende Lampe zum Leuchten gebracht wird, um dadurch zu ermöglichen, dass das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Zündleistung ausgibt.
Hier wird die Mehrheit einer Hochspannung der Zündleistung an den Thermistor 113 gemäß einem Spannungsverteilungsprinzip angelegt und so können, obwohl die Zündleistung an die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 200 angelegt wird, die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 200 und die externe Lichtquelle 30 vor der Hochspannung geschützt werden.
In dem Fall des Verwendens eines NTC-Thermistors wird, wenn der Betrieb beginnt, die Temperatur des Thermistor 113 erhöht, um die Impedanz zu verringern, und demnach kann die Summe der Impedanz der Primärwicklungsteilspule Co1 und der Impedanz des Thermistor 113 einen Wert erreichen, welcher gewählt ist, sodass das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine Normalmenge an Leistung ausgibt. Hier gibt das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine normale Leistung aus.
Indes kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiterhin eine Schalteinheit 114 aufweisen, welche mit dem Thermistor 113 parallel verbunden ist. Obwohl die Impedanz des Thermistor 113 schrittweise verringert wird, sodass sie einen Zustand erreicht, in welchem das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine normale Leistung ausgibt, hat der Thermistor 113 nach wie vor eine bestimmte Impedanz, welche unnötigerweise Leistung aufnimmt beziehungsweise verbraucht. Demnach kann die Schalteinheit 114, welche mit dem Thermistor 113 parallel verbunden ist, weiterhin vorgesehen sein. Wenn das Stabilisiervorschaltgerät 20 eine normale Leistung ausgibt, kann die Schalteinheit 114 eingeschaltet werden, um Leistung, welche in dem Thermistor 113 verbraucht wird, zu entfernen.
Im Detail kann die Schalteinheit 114 abgeschaltet werden, wenn eine Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden des Thermistors 113 größer ist als ein vorgewählter Wert, und sie kann angeschaltet werden, wenn die Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden des Thermistor 113 kleiner ist als der vorgewählte Wert. Alternativ kann die Schalteinheit 114 während einer vorgewählten Zeitdauer abgeschaltet sein, oder sie kann angeschaltet werden, wenn die vorgewählte Zeitdauer verstrichen ist. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform, in welcher der Thermistor 113 durch eine Widerstandseinheit 115 und eine Schalteinheit 116, welche mit der Widerstandseinheit 115 parallel verbunden ist, ersetzt ist. Bezug nehmend auf 4 kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 300 weiterhin die Widerstandseinheit 115 aufweisen, die mit den externen Eingangsanschlüssen 111a und 111b des Primärwicklungsteils 111 in Serie verbunden ist und die Schalteinheit 116, welche mit der Widerstandseinheit 115 parallel verbunden ist.
Die Impedanz der Widerstandseinheit 115 kann gewählt sein, sodass sie es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 ermöglicht, eine Zündleistung auszugeben. Beispielsweise kann die Widerstandseinheit 115 eine Impedanz haben, welche von zehn von kΩ zu Hunderten von kΩ reicht. Die Schalteinheit 116 kann abgeschaltet werden, wenn eine Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden der Widerstandseinheit 115 größer ist als ein vorgewählter Wert und kann angeschaltet werden, wenn die Potenzialdifferenz zwischen beiden Enden der Widerstandseinheit 115 kleiner ist als ein vorgewählter Wert. Alternativ kann die Schalteinheit 116 während einer vorgewählten Zeitdauer abgeschaltet werden oder sie kann angeschaltet werden, wenn die vorgewählte Zeitdauer verstrichen ist.
5 ist ein Schaltbild, welches eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 400 gemäß einer unterschiedlichen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht.
Das Stabilisiervorschaltgerät 20 kann eine Spannung zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss A und B und dem dritten und dem vierten Ausgangsanschluss C und D erfassen und kann eine vorbestimmte Potenzialdifferenz, beispielsweise eine Potenzialdifferenz von ungefähr 10 V, gemäß Typen erfassen. Solch eine Konfiguration ist nämlich auf einer Berücksichtigung einer Kathode bzw. eines Drahtes, welcher in einer Elektrode einer fluoreszierenden Lampe installiert ist, basiert, und wenn eine vorbestimmte Potenzialdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss A und B und diejenige zwischen dem dritten und vierten Ausgangsanschluss C und D nicht erfasst werden, kann das Stabilisiervorschaltgerät erkennen, dass die Kathode der fluoreszierenden Lampe einen Fehler hat und einer Fehlfunktion unterliegen kann wie beispielsweise einer Nichtausgabe von Leistung.
Demnach weist unter Bezugnahme auf 5 der Primärwicklungsteil 111 der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 400 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weiterhin einen dritten und einen vierten externen Eingangsanschluss 111c und 111d auf, und er kann weiterhin eine erste und eine zweite Potenzialdifferenzerzeugungseinheit, welche eine Potenzialdifferenz zwischen dem ersten externen Eingangsanschluss 111a und dem dritten externen Eingangsanschluss 111c und zwischen dem zweiten externen Eingangsanschluss 111b und dem vierten externen Eingangsanschluss 111d erzeugen, aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform können die erste und die zweite Potenzialdifferenzerzeugungseinheit jeweils als Spulen (hierauf wird hierin nachstehend Bezug genommen als ”erste und zweite Unter-Spule Co3 und Co4”) konfiguriert sein. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und jegliche Mittel können der Potenzialdifferenzerzeugungseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform entsprechen, solange eine Potenzialdifferenz zwischen dem ersten externen Eingangsanschluss 111a und dem dritten externen Eingangsanschluss 111c und zwischen dem zweiten externen Eingangsanschluss 111b und zwischen dem vierten Eingangsanschluss 111d erzeugt werden kann.
Der erste, der zweite, der dritte und der vierte externe Eingangsanschluss 111a, 111b, 111c und 111d können mit dem zweiten, dem dritten, dem ersten und vierten Ausgangsanschluss B, C, A und D verbunden werden, und die erste Unter-Spule Co3, welche zwischen dem ersten externen Eingangsanschluss 111a und dem dritten Eingangsanschluss 111c gebildet ist, kann eine Potenzialdifferenz zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss A und B des Stabilisiervorschaltgeräts 20 erzeugen. Ebenso kann die zweite Unter-Spule Co4, welche zwischen dem zweiten externen Eingangsanschluss 111b und dem vierten Eingangsanschluss 111d gebildet ist, eine Potenzialdifferenz zwischen dem dritten und dem vierten Ausgangsanschluss C und D des Stabilisiervorschaltgeräts 20 erzeugen, sodass das Stabilisiervorschaltgerät 20 keine Fehlfunktion aufweisen kann.
Ebenso kann, wenn die Potenzialdifferenzerzeugungseinheiten als Unter-Spulen gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert sind, die Spule Co2, welche in dem Sekundärwicklungsteil 112 der Transformatoreinheit 110 gebildet ist, elektromagnetisch an die erste Unter-Spule Co3, die zweite Unter-Spule Co4 und die Spule Co1, welche ein Impedanzniveau hat, welches gewählt ist, um es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 zu ermöglichen, eine normale Leistungsmenge auszugeben, um die angelegte externe Leistung 10 zu transformieren, gekoppelt sein, und in diesem Fall kann die Transformationseffizienz erhöht werden.
Die 6 und 7 sind Schaltbilder, welche Lichtquellen-Betriebsvorrichtungen gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulichen.
Bezug nehmend auf 6 weist eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 500 weiterhin einen DC/DC- beziehungsweise Gleichspannungs-/Gleichspannungs-Wandler 150 auf, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung von dem Ausgangsanschluss 140d der Filtereinheit 140 empfängt und eine regulierte Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt. Der DC/DC-Wandler 150 kann gemäß einem beliebigen von Schemata wie beispielsweise Hochsetzsteller(Boost-), Tiefsetzsteller-(Buck-), Hochsetz-Tiefsetzsteller-(Buck-Boost-) und Sperrwandler-(Flyback-) konfiguriert sein, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Bezug nehmend auf 7 weist eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 600 weiterhin einen linearen Regulator 160 auf, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung von dem Ausgangsanschluss 140d der Filtereinheit 140 empfängt und eine regulierte Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtungen gemäß den Ausführungsformen der 6 und 7 können in der Lage sein, eine regulierte Lichtquellenbetriebsleistung auszugeben, durch welche die externe Lichtquelle 30 effektiv betrieben werden kann.
Die 8A, 8B, 9A und 9B sind Graphen, welche Operationen beziehungsweise einen Betrieb der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts zeigen.
In den 8A, 8B, 9A und 9B repräsentiert K eine Spannungsausgabe durch das Stabilisiervorschaltgerät, L repräsentiert eine Spannung der Lichtquellenbetriebsleistung, welche durch die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung ausgegeben wird, und M repräsentiert einen Strom der Lichtquellenbetriebsleistung, welcher durch die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung ausgegeben wird.
Als Erstes sind die 8A und 8B Graphen, welche Operationen der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform der 1 zeigen.
Bezug nehmend auf 8A kann gesehen werden, dass das Stabilisiervorschaltgerät eine normale Leistung, welche eine Spannung mit einem Maximum von ungefähr 250 V hat, ausgibt. Demnach wird die Lichtquellenbetriebsleistung, welche durch die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 ausgegeben wird, wie in 8B gezeigt, gemessen. Gemäß 8B wird eine Spannung der Lichtquellenbetriebsleistung als ungefähr 45 V gemessen, dies kann jedoch ein Merkmal sein, welches leicht durch ein Design durch ein Einstellen eines Wicklungsverhältnisses zwischen dem Primärwicklungsteil und dem Sekundärwicklungsteil geändert werden kann.
Die 9A und 9B sind Graphen, welche Operationen beziehungsweise einen Betrieb der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der 3 zeigen. In diesem Fall jedoch entsprechen die Operationen beziehungsweise der Betrieb einem Fall, in welchem die Schalteinheit 114, welche mit dem Thermistor 113 parallel verbunden ist, in der Ausführungsform der 3 ausgeschlossen ist.
Bezug nehmend auf 9A kann gesehen werden, dass das Stabilisiervorschaltgerät eine Zündleistung (T1-Sektion) zu der Zeit des anfänglichen Betreibens ausgibt, und wenn die Impedanz des Thermistors verringert wird, gibt das Stabilisiervorschaltgerät nachfolgend eine normale Leistung aus. Demnach wird die Lichtquellenbetriebsleistung, welche durch die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 200 ausgegeben wird, wie in 9B gezeigt ist, gemessen. Bezug nehmend auf 9B kann gesehen werden, dass, obwohl eine Zündleistung zugeführt wird, eine stabile Lichtquellenbetriebsleistung ausgegeben wird.
10 ist eine Ansicht, welche eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht, und 11 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen zusammengebauten Zustand der Beleuchtungsvorrichtung der 10 veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 10 weist eine Beleuchtungsvorrichtung 700 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts einen Sockel 710 auf, welcher einen Eingangsanschluss zum Empfangen von externer Leistung 10 von dem Stabilisiervorschaltgerät 20, ein Gehäuse 730, welches mit dem Sockel 710 gekoppelt ist, eine Platte 720, welche innerhalb des Gehäuses 730 installiert ist und eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung aufweist, und eine Lichtquelleneinheit 740, welche an der Platte 720 angebracht ist, auf.
Der Sockel 710 weist zwei Eingangsanschlüsse 711 und 712 auf und kann an beiden Endabschnitten der Beleuchtungsvorrichtung 700 gebildet sein. In diesem Fall ist eine Gesamtheit von vier Eingangsanschlüssen 711 und 712 in dem Sockel 710 vorgesehen und elektrisch verbunden, um jeweils dem ersten bis vierten Ausgangsanschluss A, B, C und D zu entsprechen. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und Konfigurationen des Sockels 710 können verschiedentlich abgewandelt werden.
Das Gehäuse 730, welches dazu dient, um die Lichtquelleneinheit 740 und die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 nach außen zu schützen, kann aus einem transparenten oder transluzenten Material gefertigt sein, um es zu erlauben, dass eine Lichtabgabe von der Lichtquelleneinheit 740 nach außen emittiert wird. Ebenso kann das Gehäuse 730 eine stabförmige Form haben, um ein Äußeres ähnlich zu demjenigen einer allgemeinen fluoreszierenden Lampe vorzusehen. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und das Gehäuse 730 kann verschiedene andere Formen haben, wie beispielsweise eine ringförmige (kreisförmige) Form oder eine halbkreisförmige (U-ähnliche) Form, wie jeweils in den 12A und 12B veranschaulicht ist.
Die Lichtquelleneinheit 740 kann weiterhin wenigstens eine Leuchtdiode (LED) 741 aufweisen, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 empfängt. Die LED kann eine blaue LED sein, welche blaues Licht emittiert, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ebenso kann die Lichtquelleneinheit 740 weiterhin eine Wellenlängenumwandlungseinheit 745 aufweisen, welche an der LED 741 angeordnet ist. Die Wellenlängenumwandlungseinheit 745 kann ein Wellenlängenumwandlungsmaterial aufweisen, welches durch Licht, welches von der LED 741 ausgegeben wird, angeregt wird, um Licht zu emittieren, welches eine umgewandelte Wellenlänge hat.
Die LED 741, eine Halbleitervorrichtung, welche Licht emittiert, welches eine vorbestimmte Wellenlänge hat, wenn ein elektrisches Signal daran angelegt wird, kann beispielsweise LEDs 741-1 bis 741-5 gemäß einer Ausführungsform aufweisen, welche in den 13 bis 17 veranschaulicht ist.
<Erste Ausführungsform der LED 741>
Zuerst kann, unter Bezugnahme auf 13, die LED 741 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts als ein LED-Chip 741-1 vorgesehen sein, welcher ein Licht emittierendes Laminat S aufweist, welches auf einem Halbleitersubstrat 1101 gebildet ist.
Als das Substrat 1101 kann wie benötigt ein isolierendes Substrat, ein leitfähiges Substrat oder ein Halbleitersubstrat verwendet werden. Beispielsweise kann das Substrat 1101 aus Saphir, SiC, Si, MgAl₂O₄, MgO, LiAlO₂, LiGaO₂, GaN, AlN, AlGaN gefertigt sein. Unter diesen wird ein Saphirsubstrat, ein Siliziumkarbid (SiC-Substrat) oder dergleichen allgemein als ein heterogenes Substrat verwendet. In dem Fall eines Saphirsubstrats ist Saphir ein Kristall, welcher eine Hexa-Rhombo-R3c-Symmetrie hat, deren Gitterkonstanten in der c-Achsen- und a-Achsen-Richtung jeweils ungefähr 13,001 Å und 4,758 Å ist, und welcher eine C-Ebene (0001), eine A-Ebene (1120), eine R-Ebene (1102) und dergleichen hat. In diesem Fall kann ein dünner Nitridfilm relativ leicht auf der C-Ebene des Saphirkristalls aufgewachsen werden, und da der Saphirkristall bei hohen Temperaturen stabil ist, wird das Saphirsubstrat im allgemeinen als Nitridwachstumssubstrat verwendet.
Ein Silizium(Si)-Substrat kann als auch ein heterogenes Substrat eingesetzt werden. Da ein Silizium(Si)-Substrat geeigneter ist zum Erhöhen eines Durchmessers und relativ niedrig im Preis ist, kann das Si-Substrat verwendet werden, um eine Massenherstellung zu erleichtern. Eine Technik zum Induzieren eines Unterschieds in den Gitterkonstanten zwischen dem Siliziumsubstrat, welches eine (111)-Ebene als eine Substratoberfläche hat, und GaN zu einem Grad von 17%, um dadurch die Erzeugung von Kristalldefekten aufgrund der Differenz zwischen den Gitterkonstanten zu unterdrücken, wird benötigt. Ebenso ist eine Differenz in den Koeffizienten der thermischen Ausdehnung zwischen Silizium und GaN ungefähr 56%, was eine Technik zum Unterdrücken eines Biegens bzw. Verwölbens eines Wafers, welches aufgrund der Differenz in den Koeffizienten der thermischen Ausdehnung erzeugt wird, nötig macht. Gebogene Wafer können zu Rissen in dem dünnen GaN-Film bzw. der dünnen GaN-Schicht führen und es schwierig machen, Vorgänge zu steuern, um die Dispersion der Emission von Wellenlängen von Licht in demselben Wafer zu erhöhen oder dergleichen. Das Siliziumsubstrat absorbiert Licht, welches in dem GaN-basierten Halbleiter erzeugt wird, was eine externe Quantenausbeute der LED 741-1 verringert. Demnach kann das Substrat 1101 entfernt werden und ein Stützsubstrat wie beispielsweise ein Siliziumsubstrat, ein Germaniumsubstrat, ein SiAl-Substrat, ein Keramiksubstrat, ein Metallsubstrat oder dergleichen, welches eine reflektive Schicht aufweist, kann zusätzlich gebildet werden, um wie notwendig verwendet zu werden.
Selbstverständlich ist das Substrat 1101 der LED 741-1, welches in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, nicht auf ein heterogenes Substrat beschränkt, und so kann ein GaN-Substrat, ein homogenes Substrat, ebenso verwendet werden. Ein GaN-Substrat hat in einer Gitterkonstante und einem Koeffizienten für die thermische Ausdehnung keine große Fehlanpassung mit einem GaN-Material, welches verwendet wird, um das Licht emittierende Laminat S zu bilden, und so ermöglicht es, dass ein hochqualitativer dünner Halbleiterfilm darauf aufgewachsen wird.
Indes können im Falle des Verwenden eines heterogenen Substrats Defekte wie beispielsweise Versetzungen aufgrund eines Unterschieds in den Gitterkonstanten zwischen einem Substratmaterial und einem Dünnfilmmaterial erhöht werden. Ebenso verursacht eine Differenz in Koeffizienten der thermischen Ausdehnung zwischen dem Substratmaterial und dem Dünnfilmmaterial ein Verwölben des Substrats, wenn eine Temperatur geändert wird, und ein Verwölben in dem Substrat kann Risse in dem dünnen Film verursachen. Diese Probleme können verringert werden durch ein Verwenden einer Pufferschicht 1102, welche zwischen dem Substrat 1101 und dem GaN-basierten Licht emittierenden Laminat S gebildet ist.
Demnach weist in der vorliegenden Ausführungsform die LED 741-1 weiterhin die Pufferschicht 1102 auf, welche zwischen dem Substrat 1101 und dem Licht emittierenden Laminat S gebildet ist. Die Pufferschicht 1102 kann dazu dienen, einen Grad des Verwölbens des Substrats anzupassen, wenn eine aktive Schicht 1130 aufgewachsen wird, um eine Wellenlängenverteilung eines Wafers zu verringern.
Obwohl sie sich gemäß einem Substrattyp unterscheidet, kann die Pufferschicht 1102 aus Al_xIn_yGa_1-x-yN (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1), insbesondere GaN, AlN, AlGaN, InGaN, oder InGaAlN, gefertigt sein, und ein Material wie beispielsweise ZrB₂, HfB₂, ZrN, HfN, TiN oder dergleichen kann ebenso wie benötigt verwendet werden. Ebenso kann die Pufferschicht 1102 durch ein Kombinieren einer Mehrzahl von Schichten oder durch ein schrittweises Ändern einer Zusammensetzung gebildet werden.
Auch im Falle des Einsetzens eines Siliziumsubstrats als das Substrat 1101 hat Silizium einen Koeffizienten der thermischen Ausdehnung signifikant unterschiedlich (ungefähr 56%) von demjenigen von GaN. Demnach wird, im Falle des Aufwachsens eines GaN-basierten dünnen Films auf dem Siliziumsubstrat, wenn ein dünner GaN-Film bei einer hohen Temperatur aufgewachsen wird und nachfolgend zu Raumtemperatur abgekühlt wird, wird eine Zugspannung an den dünnen GaN-Film aufgrund der Differenz in den Koeffizienten der thermischen Ausdehnung zwischen dem Siliziumsubstrat und dem dünnen GaN-Film ausgeübt, was Risse erzeugt. In diesem Fall wird, um die Erzeugung von Rissen zu verhindern, ein Verfahren zum Aufwachsen des dünnen GaN-Films derart, dass eine Druckspannung auf den dünnen GaN-Film ausgeübt wird, während der dünne GaN-Film aufgewachsen wird, verwendet, um die Zugspannung zu kompensieren. Zusätzlich kann, um die Erzeugung von Defekten aufgrund eines Unterschieds in Gitterkonstanten zu beschränken, die Pufferschicht 1102, welche eine Verbundstruktur hat, verwendet werden. In diesem Fall kann die Pufferschicht 1102 dazu dienen, um Spannungen zum Beschränken einer Verwölbung sowie zum Steuern eines Defekts zu steuern.
Beispielsweise wird zuerst eine AlN-Schicht als die Pufferschicht 1102 auf dem Substrat 1101 gebildet. In diesem Fall kann ein Material, welches Gallium (Ga) nicht aufweist, verwendet werden, um eine Reaktion zwischen Silizium (Si) und Gallium (Ga) zu verhindern. Die AlN-Schicht wird bei einer Temperatur, welche von 400° Celsius bis 1300° Celsius reicht, durch ein Verwenden einer Aluminium(Al)-Quelle und einer Stickstoff(N)-Quelle aufgewachsen. Hier kann eine AlGaN Zwischenschicht in die Mitte von GaN zwischen die Mehrzahl von AlN-Schichten eingefügt werden, um Spannungen wie notwendig zu steuern, um die Pufferschicht 1102 zu bilden, welche eine Verbundstruktur hat.
Indes kann das Substrat 1101 während eines Herstellungsvorganges vollständig oder teilweise entfernt oder gemustert beziehungsweise strukturiert werden, um die optischen Eigenschaften oder die elektrischen Charakteristiken der LED zu verbessern bevor oder nachdem die Licht emittierende Laminat-S-Struktur aufgewachsen wird. Beispielsweise kann in dem Fall eines Saphirsubstrats das Substrat durch ein Einstrahlen eines Lasers auf eine Grenzfläche zwischen dem Substrat 1101 und der Pufferschicht 1102 oder auf eine Grenzfläche zwischen dem Substrat 1101 und dem Licht emittierenden Laminat S getrennt werden, und im Fall eines Siliziumsubstrats oder eines Siliziumcarbidsubstrats kann das Substrat durch ein Verfahren zum Polieren/Ätzen oder dergleichen entfernt werden.
Ebenso kann beim Entfernen des Substrats 1101 ein unterschiedliches Stützsubstrat verwendet werden, und in diesem Fall kann das Stützsubstrat an der entgegengesetzten Seite des Originalwachstumssubstrats durch ein Verwenden eines reflektierenden Metalls angebracht werden, oder eine reflektierende Struktur kann in einem Mittelabschnitt einer Bondingschicht eingefügt beziehungsweise eingeführt werden, um eine Lichteffizienz der LED 741-1 zu erhöhen.
Bezug nehmend auf ein Substratmustern beziehungsweise Substratstrukturieren kann eine unebene Oberfläche oder eine geneigte Oberfläche auf einer Hauptoberfläche (einer Oberfläche oder beiden Oberflächen) oder einer lateralen Oberfläche des Substrats 1101 vor oder nach dem Aufwachsen des Licht emittierenden Laminats S gebildet werden, um die Lichtextraktionseffizienz zu erhöhen. Eine Größe des Musters kann ausgewählt werden von innerhalb des Bereiches von 5 nm bis 500 μm und ein beliebiges Muster kann eingesetzt werden, solange es die Lichtextraktionseffizienz als ein regelmäßiges oder ein unregelmäßiges Muster erhöhen kann. Das Muster kann verschiedene Formen haben wie beispielsweise eine säulenförmige Form, eine spitze Form, eine polygonale Form und dergleichen.
Das Licht emittierende Laminat S weist die Halbleiterschicht vom ersten und zweiten Leitfähigkeitstyp 1110 und 1120 und die aktive Schicht 1130, welche darin zwischenliegend angeordnet ist, auf. Die Halbleiterschicht 1110 und 1120 vom ersten und zweiten Leitfähigkeitstyp kann eine Einschichtstruktur haben oder alternativ kann die Halbleiterschicht 1110 und 1120 vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeitstyp eine Mehrschichtstruktur haben, welche Schichten aufweist, welche unterschiedliche Zusammensetzungen, Dicken und dergleichen, wie benötigt, haben. Beispielsweise kann die Halbleiterschicht 1110 und 1120 vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeitstyp eine Ladungsträgerinjektionsschicht zum Verbessern der Elektronen- und Loch-Injektionseffizienz haben, oder sie können jeweils verschiedene Typen von Übergittergitterstrukturen haben.
Die Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp kann weiterhin eine Stromverteilschicht in einem Bereich benachbart zu der aktiven Schicht 1130 haben. Die Stromverteilschicht kann eine Struktur haben, in welcher eine Mehrzahl von In_xAl_yGa_(1-x-y)N-Schichten, welche unterschiedliche Zusammensetzungen oder unterschiedliche Störstellengehalte haben iterativ laminiert sind oder sie kann eine Isoliermaterialschicht haben, welche teilweise darin gebildet ist.
Die Halbleiterschicht 1120 vom zweiten Leitfähigkeitstyp kann weiterhin eine Elektronensperrschicht beziehungsweise Elektronenblockierschicht in einem Bereich benachbart zu der aktiven Schicht 1130 haben. Die Elektronenblockierschicht kann eine Struktur haben, in welcher eine Mehrzahl von In_xAl_yGa(_1-x-y)N-Schichten, welche unterschiedliche Zusammensetzungen haben, laminiert sind, oder sie kann eine oder mehrere Schichten haben, welche Al_yGa(_1-y)N aufweisen. Die Elektronensperrschicht hat eine Bandlücke breiter als diejenige der aktiven Schicht 1130, wodurch verhindert wird, dass Elektronen über die Halbleiterschicht 1120 des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise p-Typ) übertragen werden.
Das Licht emittierende Laminat S kann durch ein Verwenden einer Metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD = Metal Organic Chemical Web Deposition) gebildet werden. Um das Licht emittierende Laminat S herzustellen, werden ein organisches Metallverbindungsgas (beispielsweise Trimethylgallium (TMG), Trimethylaluminium (TMA)) und ein Stickstoff enthaltendes Gas (Ammoniak (NH₃) oder dergleichen) einem Reaktionsbehälter, in welchem das Substrat 1101 installiert ist, als reaktive Gase zugeführt, das Substrat 1101 wird bei einer hohen Temperatur, welche von 900° Celsius bis 1100° Celsius reicht, gehalten, und während ein Galliumnitrid-basierter Verbindungshalbleiter aufgewachsen wird, wird ein Störstellengas wie benötigt zur Verfügung gestellt, um den Galliumnitrid-basierten Verbindungshalbleiter als einen undotierten, n-Typ- oder p-Typ-Halbleiter zu laminieren. Silizium (Si) ist eine wohlbekannte n-Typ-Störstelle und eine p-Typ-Störstelle weist Zink (Zn), Kadmium (Cd), Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Barium (Ba) und dergleichen auf. Unter diesen werden herkömmlicherweise Magnesium (Mg) und Zink (Zn) verwendet.
Ebenso kann die aktive Schicht 1130, welche zwischen den Halbleiterschichten vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeitstyps 1110 und 1120 angeordnet ist, eine Multi-Quanten-Topf(MQW = Multi Quantum Well)-Struktur haben, in welcher eine Quantentopfschicht und eine Quantensperrschicht alternierend laminiert sind. Beispielsweise kann in dem Fall eines Nitridhalbleiters eine GaN/InGaN-Struktur verwendet werden, oder es kann eine einzelne Quantentopf(SQW = Single Quantum Well)-Struktur ebenso verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann eine ohmsche Kontaktschicht 1120b auf der Halbleiterschicht 1120 vom zweiten Leitfähigkeitstyp gebildet werden. Die ohmsche Kontaktschicht 1120b kann eine relativ hohe Störstellen- beziehungsweise Verunreinigungskonzentration haben, um einen niedrigen ohmschen Kontaktwiderstand zu haben, um eine Betriebsspannung des Elements zu erniedrigen und um Elementcharakteristiken zu verbessern. Die ohmsche Kontaktschicht 1120b kann aus einer GaN-Schicht, einer InGaN-Schicht, einer ZnO-Schicht oder einer Graphenschicht gebildet sein.
Die erste oder zweite Elektrode 1110a und 1120a, welche elektrisch mit den Halbleiterschichten 1110 und 1120 vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeitstyp jeweils verbunden sind, können aus einem Material wie beispielsweise Silber (Ag), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Iridium (Ir), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Zink (Zn), Platin (Pt), Gold (Au) oder dergleichen gefertigt sein, und können eine Struktur haben, welche zwei oder mehr Schichten wie beispielsweise Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt oder dergleichen aufweist.
Der LED-Chip 741-1, welcher in 13 veranschaulicht ist, kann eine Struktur haben, in welcher die erste und die zweite Elektrode 1110a und 1120a beispielsweise in dieselbe Richtung blicken wie diejenige der Lichtextraktionsoberfläche. Im Gegenteil dazu jedoch können die erste und die zweite Elektrode 1110a und 1120a auch angebracht sein, sodass sie in eine Richtung entgegengesetzt der Lichtextraktionsoberfläche in einer Flip-Chip-Struktur blicken.
<Zweite Ausführungsform der LED 741>
14 veranschaulicht einen unterschiedlichen Typ LED 741-2, welcher gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts als die LED 741 einsetzbar ist.
In dem Fall der LED 741-2 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts können eine Stromverteilungseffizienz und eine Wärmeableitungseffizienz in einer Chipeinheit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform verbessert werden und da eine große Hochleistungs-LED 741-2 erhalten wird, und kann sie angemessen unter Berücksichtigung eines Zwecks der Anwendung der Beleuchtungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt werden.
Bezug nehmend auf 14 weist die LED 741-2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Halbleiterschicht 1210 vom ersten Leitfähigkeitstyp, eine aktive Schicht 1230, eine Halbleiterschicht 1220 vom zweiten Leitfähigkeitstyp, eine zweite Elektrodenschicht 1220b, eine isolierende Schicht 1250, eine erste Elektrodenschicht 1210a und ein Substrat 1201 auf, welche nacheinander folgend laminiert sind. Hier weist, um mit der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigskeitstyps elektrisch verbunden zu sein, die erste Elektrodenschicht 1210a ein oder mehrere Kontaktlöcher H auf, welche sich von einer Oberfläche der ersten Elektrodenschicht 1210a zu wenigstens einem teilweisen Bereich der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps erstrecken und von der Halbleiterschicht 1220 des zweiten Leitfähigkeitstyps und der aktiven Schicht 1230 isoliert sind. Die erste Elektrodenschicht 1210a ist in der vorliegenden Ausführungsform jedoch kein essenzielles Element.
Das Kontaktloch H erstreckt sich von einer Schnittstelle der ersten Elektrodenschicht 1210a durch die zweite Elektrodenschicht 1220b, die Halbleiterschicht 1220 vom zweiten Leitfähigkeitstyp und die aktive Schicht 1230 hindurchtretend zu dem Inneren der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps. Das Kontaktloch H erstreckt sich wenigstens zu einer Grenzfläche zwischen der aktiven Schicht 1230 und der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps und vorzugsweise erstreckt sie sich zu einem Abschnitt der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps. Das Kontaktloch H jedoch ist für eine elektrische Verbindung und eine Stromverteilung der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet, und so wird der Zweck der Anwesenheit des Kontaktlochs H erreicht, wenn es in Kontakt mit der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps ist. Demnach ist es nicht notwendig, dass sich das Kontaktloch H zu einer externen Oberfläche der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps erstreckt.
Die zweite Elektrodenschicht 1220b, welche auf der Halbleiterschicht 1220 des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, kann selektiv aus einem Material ausgewählt aus Silber (Ag), Nickel (Ni), Aluminium (Al), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Iridium (Ir), Ruthenium (Ru), Magnesium (Mg), Zink (Zn), Platin (Pt), Gold (Au) und dergleichen unter Berücksichtigung einer Licht reflektierenden Funktion und einer ohmschen Kontaktfunktion mit der Halbleiterschicht 1220 des zweiten Leitfähigkeitstyps gefertigt sein, und sie kann unter Verendung eines Vorgangs wie beispielsweise Sputtern, Abscheiden oder dergleichen gebildet sein.
Das Kontaktloch H kann eine Form haben, welche die zweite Elektrodenschicht 1220b, die Halbleiterschicht 1220 vom zweiten Leitfähigkeitstyp und die aktive Schicht 1230 durchdringt, sodass sie mit der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden ist. Das Kontaktloch H kann durch einen Ätzvorgang, beispielsweise ein induktiv gekoppeltes plasmareaktives Ionenätzen (ICP-RIE = Induktively Coupled Plasma-Reaktive Ion Etching) oder dergleichen gebildet werden.
Die Isolierschicht 1250 ist gebildet, sodass sie eine Seitenwand des Kontaktlochs H und eine Oberfläche der Halbleiterschicht 1220 des zweiten Leitfähigkeitstyps bedeckt. In diesem Fall kann wenigstens ein Abschnitt der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps, welcher einer unteren Oberfläche des Kontaktlochs H entspricht, freiliegend sein. Die Isolierschicht 1250 kann durch ein Abscheiden eines isolierenden Materials wie beispielsweise SiO₂, SiO_xN_y oder Si_xN_y gebildet werden.
Die erste Elektrodenschicht 1210a, welche einen leitfähigen Via beziehungsweise eine leitfähige Durchkontaktierung aufweist, welcher beziehungsweise welche durch ein Füllen eines leitfähigen Materials gebildet ist, ist innerhalb des Kontaktlochs H gebildet. Nachfolgend wird das Substrat 1201 auf der zweiten Elektrodenschicht 1210a gebildet. In dieser Struktur kann das Substrat 1201 elektrisch durch den leitfähigen Via verbunden werden, welcher mit der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps verbunden ist.
Das Substrat 1201 kann aus einem Material gefertigt sein, welches ein beliebiges von Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, GaAs, SiAl, Ge, SiC, AlN, Al₂O₃, GaN, AlGaN aufweist, und kann durch einen Vorgang wie beispielsweise Plattieren, Sputtern, Abscheiden, Bonden oder dergleichen gebildet werden. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Um einen Kontaktwiderstand zu verringern können die Menge, eine Form und ein Abstand des Kontaktlochs H, ein Kontaktbereich des Kontaktlochs H mit der Halbleiterschicht 1210 des ersten Leitfähigkeitstyps und dergleichen angemessen reguliert werden. Die Kontaktlöcher H können angeordnet sein, sodass sie verschiedene Formen in Zeilen und Spalten haben, um einen Stromfluss zu verbessern. In diesem Fall kann der leitfähige Via durch die Isolierschicht 1250 umgeben sein, sodass er elektrisch von der aktiven Schicht 1230 und der Halbleiterschicht 1220 des zweiten Leitfähigkeitstyps getrennt ist.
<Dritte Ausführungsform der LED 741>
Indes wird im Allgemeinen, wenn die LED 741 betrieben wird, eine Teilmenge der Energie als thermische Energie sowie als optische Energie emittiert. Demnach sollte mit der Beleuchtungsvorrichtung 700, welche die LED 741 einsetzt, eine Wärmeableitung betrachtet werden. Die Beleuchtungsvorrichtung 700 weist eine Wärmeableitungseinheit wie beispielsweise eine Wärmesenke oder dergleichen auf und ein Erwärmungsproblem kann effektiv verbessert werden durch eine Verwendung der LED 741, welche einen geringen Heizwert beziehungsweise Erwärmungswert hat. Als die LED 741, welche solche Anforderungen erfüllt, kann eine LED, welche beispielsweise Nanostrukturen aufweist (hierin nachstehend wird hierauf Bezug genommen als ”Nano-LED”) verwendet werden.
Bezug nehmend auf 15 weist eine LED 741-3 eine Mehrzahl von Licht emittierenden Nanostrukturen auf, welche an beziehungsweise auf einem Substrat 1301 gebildet sind. In diesem Beispiel ist es veranschaulicht, dass die Licht emittierende Nanostruktur Sn eine Kern-Schale-Struktur als eine Stabstruktur hat, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Licht emittierende Nanostruktur kann eine unterschiedliche Struktur wie beispielsweise eine Pyramidenstruktur haben.
Die LED 741-3 weist eine Basisschicht 1310' auf, welche auf dem Substrat 1301 gebildet ist. Die Basisschicht 1310' ist eine Schicht, welche eine Wachstumsoberfläche für die Licht emittierende Nanostruktur Sn vorsieht, welche eine Halbleiterschicht vom ersten Leitfähigkeitstyp sein kann. Eine Maskenschicht 1350, welche eine offene Fläche für das Wachstum der Licht emittierenden Nanostruktur (insbesondere einem Kern) hat, kann auf der Basisschicht 1310' gebildet sein. Die Maskenschicht 1350 kann aus einem dielektrischen Material wie beispielsweise SiO₂ oder SiN_x gebildet sein.
In der Licht emittierenden Nanostruktur Sn ist ein Nanokern 1310 des ersten Leitfähigkeitstyps durch ein selektives Aufwachsen eines Halbleiters vom ersten Leitfähigkeitstyps unter Verwendung der Maskenschicht 1350, welche eine offene Fläche hat, gebildet, und eine aktive Schicht 1330 und eine Halbleiterschicht 1320 des zweiten Leitfähigkeitstyps sind als Schalenschichten auf einer Oberfläche des Nanokerns 1310 gebildet. Demzufolge kann die Licht emittierende Nanostruktur Sn eine Kern-Schale-Struktur haben, in welcher der Halbleiter des ersten Leitfähigkeitstyps der Nanokern ist, und die aktive Schicht 1330 und die Halbleiterschicht 1320 des zweiten Leitfähigkeitstyps, welche den Nanokern einschließen, Schalenschichten sind.
Die LED 741-3 weist ein Füllmaterial 1370 auf, welches Zwischenräume zwischen den Licht emittierenden Nanostrukturen Sn füllt. Das Füllmaterial 1370 kann die Licht emittierenden Nanostrukturen Sn stabilisieren. Das Füllmaterial 1370 kann aus einem transparenten Material wie beispielsweise SiO₂, SiN oder einem Silikonharz oder einem reflektierenden Material wie beispielsweise einem Polymer (Nylon), PPA, PCE, Silber (Ag) oder Aluminium (Al) gefertigt sein, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine ohmsche Kontaktschicht 1320b kann auf den Licht emittierenden Nanostrukturen Sn gebildet werden und mit der Halbleiterschicht 1320 des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden werden. Die LED 741-3 weist eine erste und eine zweite Elektrode 1310a und 1320a auf, welche jeweils mit der Basisschicht 1310', welche aus dem Halbleiter des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, und der ohmschen Kontaktschicht 1320b verbunden sind.
Durch ein Bilden der Licht emittierenden Nanostrukturen Sn derart, dass sie unterschiedliche Durchmesser, Komponenten beziehungsweise Bestandteile und Dotierungsdichten haben, kann Licht, welches zwei oder mehr unterschiedliche Wellenlängen hat, von dem einzelnen Element emittiert werden. Durch ein angemessenes Anpassen von Licht, welches unterschiedliche Wellenlängen hat, kann weißes Licht ohne ein Verwenden von Phosphoren in dem einzelnen Element implementiert werden, und Licht, welches verschiedene erwünschte Farben hat, oder Weißlicht, welches unterschiedliche Farbtemperaturen hat, kann durch ein Kombinieren einer unterschiedlichen LED mit der vorangehenden Vorrichtung oder ein Kombinieren von Wellenlängenumwandlungsmaterialien wie beispielsweise Phosphoren implementiert werden.
Die LED 741-3, welche die Licht emittierenden Nanostrukturen Sn verwendet, hat eine erhöhte Leuchteffizienz durch ein Erhöhen eines Licht emittierenden Bereichs durch ein Verwenden der Nanostrukturen und verhindert eine Verschlechterung der Effizienz aufgrund einer Polarisierung durch ein Erhalten einer nichtpolaren aktiven Schicht, wonach die Abnahmecharakteristiken verbessert werden.
Indes können für die LED 741-3, welche in der Beleuchtungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, LEDs, welche verschiedene Strukturen anders als die vorangehende LED haben, verwendet werden. Beispielsweise kann auch eine LED, in welcher Oberflächen-Plasmon-Polaritonen (SPP) in einer Metall-Dielektrikum-Grenze gebildet werden, sodass sie mit einem Quantentopfexziton wechselwirken, um demnach signifikant verbesserte Lichtextraktionseffizienz zu haben, vorteilhaft verwendet werden.
<Vierte Ausführungsform der LED 741>
Die 16 veranschaulicht eine Ausführungsform der LED 741, welche in einer Form unterschiedlich von dem vorangehenden Beispiel eingesetzt wird.
Bezug nehmend auf 16 weist eine LED 741-4 ein Licht emittierendes Laminat S, welches in einer Oberfläche eines Substrats 1401 angeordnet ist, und eine erste und eine zweite Elektrode 1410c und 1420c, welche an der entgegengesetzten Seite des Substrats 1410 basierend auf dem Licht emittierenden Laminat S angeordnet sind, auf. Ebenso weist die LED 741-4 eine Isoliereinheit 1450, welche die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c bedeckt, auf. Die erste und zweite Elektrode 1410c und 1420c können elektrisch mit einem ersten und einem zweiten Elektrodenpad 1410e und 1420e durch elektrische Verbindungseinheiten 1410d und 1420d verbunden sein.
Das Licht emittierende Laminat S kann eine Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps, eine aktive Schicht 1430 und eine Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps, welche sequenziell auf dem Substrat 1401 angeordnet sind, aufweisen. Die erste Elektrode 1410c kann als ein leitfähiger Via, welcher mit der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps durch die Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 1430 verbunden ist, vorgesehen sein. Die zweite Elektrode 1420c kann mit der Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps verbunden sein.
Die isolierende Schicht 1450 hat einen offenen Bereich, welcher wenigstens Abschnitte der ersten und der zweiten Elektrode 1410c und 1420c freilegt, und die ersten und zweiten Elektrodenpads 1410e und 1420e können mit der ersten und der zweiten Elektrode 1410c und 1420c verbunden sein.
Die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c können aus einem leitfähigen Material gefertigt sein, welches ohmsche Charakteristiken hinsichtlich den Halbleiterschichten 1410 und 1420 des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps hat, und sie können jeweils eine Einschicht- oder eine Multischichtstruktur aufweisen. Beispielsweise können die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c durch ein Abscheiden oder Sputtern eines oder mehrerer von Silber (Ag), Aluminium (Al), Nickel (Ni), Chrom (Cr), eines transparenten leitfähigen Oxids (TCO = Transparent Conductive Oxide) und dergleichen gebildet sein. Die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c können in derselben Richtung angeordnet sein und können als ein sogenannter Flip-Chip auf einem Leiterrahmen oder dergleichen angebracht sein, wie hierin nachstehend beschrieben ist. In diesem Fall können die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c angeordnet sein, sodass sie in dieselbe Richtung blicken.
Insbesondere kann die erste Elektrode 1410c einen leitfähigen Via V haben, welcher mit der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps durch die Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 1430 innerhalb des Licht emittierenden Laminats S verbunden ist, und sie kann elektrisch mit einer ersten elektrischen Verbindungseinheit 1410d verbunden sein.
Die Menge, eine Form, ein Abstand, ein Kontaktbereich mit der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps und dergleichen des leitfähigen Via V und der ersten elektrischen Verbindungseinheit 1410d können angemessen reguliert werden, um den Kontaktwiderstand zu verringern, und der leitfähige Via V und die erste elektrische Verbindungseinheit 1410d können in Zeilen und Spalten angeordnet sein, um den Stromfluss zu verbessern.
Die Menge von Vias V und Kontaktflächen davon können angepasst werden derart, dass die Fläche der Mehrzahl von Vias V in Zeilen und Spalten, welche die Ebene der Bereiche besetzen, in welchen sie in Kontakt mit dem Halbleiter des ersten Leitfähigkeitstyps sind, von 1% bis 5% der planaren Fläche (der planaren Fläche des Licht emittierenden Laminats S) der Licht emittierenden Vorrichtung reicht. Ein Radius (die Hälfte (½) des Durchmessers D1) des Via kann beispielsweise von 5 μm bis 20 μm reichen, und die Anzahl von Vias V kann 1 bis 50 pro Bereich einer Licht emittierenden Vorrichtung gemäß einer Breite des Licht emittierenden Bereichs sein. Obwohl unterschiedlich gemäß einer Breite des Bereichs der Licht emittierenden Vorrichtung können zwei oder mehr Vias vorgesehen sein. Ein Abstand zwischen den Vias V kann von 100 μm bis 500 μm reichen, und die Vias V können eine Matrixstruktur haben, welche Zeilen und Spalten aufweist. Vorzugsweise kann der Abstand zwischen Vias von 150 μm bis 450 μm reichen. Wenn der Abstand zwischen den Vias kleiner ist als 100 μm, wird die Menge von Vias V erhöht, um eine Licht emittierende Fläche relativ zu verringern, um eine Leuchteffizienz zu verringern, und wenn der Abstand zwischen den Vias größer ist als 500 μm, erlaubt es eine Stromverteilung, die Leuchteffizienz zu verschlechtern. Eine Tiefe des leitfähigen Via V kann von 0,5 μm bis 5,0 μm reichen, obwohl die Tiefe des leitfähigen Via V gemäß einer Dicke der Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps und der aktiven Schicht 1430 variieren kann.
Eine andere Elektrodenstruktur kann die zweite Elektrode 1420c, welche direkt auf der Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, und einen elektrischen Verbindungsabschnitt 1420d, welcher auf der zweiten Elektrode 1420c gebildet ist, aufweisen. Zusätzlich zu der Funktion des Bildens einer elektrisch-ohmschen Verbindung mit der Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps kann die zweite Elektrode 1420 aus einem Licht reflektierenden Material gefertigt sein, wodurch, wie in 16 veranschaulicht ist, in einem Zustand, in welchem die LED 741-4 als eine sogenannte Flip-Chip-Struktur angebracht ist, Licht, welches von der aktiven Schicht 1430 emittiert wird, in Richtung des Substrats 1401 effektiv emittiert wird. Selbstverständlich kann die zweite Elektrode 1420c aus einem lichttransmissiven leitfähigen Material wie beispielsweise einem transparenten leitfähigen Oxid gemäß einer hauptlichtemittierenden Richtung gefertigt sein.
Was die zweite Elektrode 1420c unter der ersten und der zweiten Elektrode betrifft, ist auf der Basis der Halbleiterschicht 1420 des zweiten Leitfähigkeitstyps eine ohmsche Elektrode aus einer Ag-Schicht als die zweite Elektrode 1420c laminiert. Die ohmsche Ag-Elektrode dient auch als eine Licht reflektierende Schicht. Eine einzelne Schicht aus Nickel (Ni), Titan (Ti), Platin (Pt) oder Wolfram (W) oder eine Legierungsschicht davon kann alternierend auf der Ag-Schicht laminiert sein. Im Detail können Ni/Ti-Schichten, TiW/Pt-Schichten oder Ti/W-Schichten laminiert sein, oder diese Schichten können alternierend auf der Ag-Schicht laminiert sein.
Was die erste Elektrode 1410c betrifft, kann auf der Basis der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps eine Chrom(Cr)-Schicht laminiert sein, und Au/Pt-Schichten können nacheinander folgend auf der Cr-Schicht laminiert sein oder auf der Basis der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps kann eine Al-Schicht laminiert sein, und Ti/Ni/Au-Schichten können nacheinander folgend auf die Al-Schicht laminiert sein.
Um die ohmschen Charakteristiken oder reflektierenden Charakteristiken zu verbessern, können die erste und die zweite Elektrode 1410c und 1420c verschiedene Materialien oder Laminierstrukturen beziehungsweise Laminatstrukturen anders als diejenigen der vorangehenden Ausführungsformen einsetzen.
Die zwei Elektrodenstrukturen, wie oben beschrieben, können elektrisch durch die isolierende Schicht 1450 getrennt sein. Die isolierende Schicht 1450 kann aus einem beliebigen Material gefertigt sein, solange sie elektrisch isolierende Eigenschaften hat. Vorzugsweise wird ein Material, welches einen niedrigen Lichtabsorptionsgrad hat, verwendet. Beispielsweise können ein Siliziumoxid oder ein Siliziumnitrid wie beispielsweise SiO₂, SiO_xN_y, Si_xN_y oder dergleichen verwendet werden. Falls notwendig kann ein Licht reflektierendes Füllmaterial in dem lichttransmissiven Material verteilt werden, um eine Licht reflektierende Struktur zu bilden.
Das erste und das zweite Elektrodenpad 1410e und 1420e können mit der ersten und zweiten elektrischen Verbindungseinheit 1410d und 1420d verbunden werden, um jeweils als externe Anschlüsse der LED 741-4 zu dienen. Hier kann eine Isoliermaterialschicht 1451 in teilweisen Bereichen zwischen der ersten und der zweiten elektrischen Verbindungseinheit 1410d und 1420d und dem ersten und dem zweiten Elektrodenpad 1410e und 1420e angeordnet werden.
Das erste und das zweite Elektrodenpad 1410e und 1420e können aus Gold (Au), Silber (Ag), Aluminium (Al), Titan (Ti), Wolfram (W), Kupfer (Cu), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Platin (Pt), Chrom (Cr), NiSn, TiW, AuSn oder einem eutektischen Metall davon gefertigt sein. In diesem Fall können, wenn die LED an einem Gehäusekörper beziehungsweise Einhausungskörper 2100 angebracht ist, das erste und das zweite Elektrodenpad 1410e und 1420e unter Verwendung des eutektischen Metalls gebondet sein, sodass Löterhöhungen, welche allgemein für ein Flip-Chip-Bonding benötigt werden, nicht verwendet werden müssen. Die Verwendung eines eutektischen Metalls in dem Anbringverfahren erhält vorteilshafterweise herausragende Wärmeableiteffekte im Vergleich zu dem Fall des Verwendens von Löterhöhungen beziehungsweise Löterhebungen. In diesem Fall können, um herausragende Wärmeableiteffekte zu erhalten, das erste und das zweite Elektrodenpad 1410e und 1420e gebildet werden, sodass sie eine relativ große Fläche besetzen.
Ebenso kann eine Pufferschicht zwischen der Licht emittierenden Struktur S und dem Substrat 1401 gebildet werden. Die Pufferschicht kann als eine undotierte Halbleiterschicht eingesetzt werden, welche aus einem Nitrid oder dergleichen gefertigt ist, um Gitterdefekte in der Licht emittierenden Struktur, welche darauf aufgewachsen wird, zu verringern.
In der vorliegenden Ausführungsform kann das Substrat 1401 eine erste und eine zweite Hauptoberfläche haben, welche einander gegenüberliegen, und eine unebene Struktur (beispielsweise ein Vertiefungs- und Vorsprung-Muster) kann an wenigstens einer der ersten und der zweiten Hauptoberflächen gebildet sein. Die unebene Struktur, welche auf einer Oberfläche des Substrats 1401 gebildet wird, kann durch ein Ätzen eines Abschnitts des Substrats 1401 gebildet werden, sodass sie aus demselben Material wie demjenigen des Substrats 1401 gefertigt ist. Alternativ kann die unebene Struktur aus einem heterogenen Material unterschiedlich von demjenigen des Substrats 1401 gefertigt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform können, da die unebene Struktur an der Schnittstelle zwischen dem Substrat 1401 und der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet sind, Wege von Licht, welches von der aktiven Schicht 1430 emittiert wird, von Unterschied sein, und demnach kann ein Lichtabsorptionsverhältnis von Licht, welches innerhalb der Halbleiterschicht absorbiert wird, verringert werden, und ein Lichtstreuverhältnis kann erhöht werden, was die Lichtextraktionseffizienz erhöht.
Im Detail kann die unebene Struktur gebildet sein, sodass sie eine regelmäßige oder eine unregelmäßige Form hat. Das heterogene Material, welches verwendet wird, um die unebene Struktur zu bilden, kann ein transparenter Leiter, ein transparenter Isolator oder ein Material sein, welches eine herausragende Reflektivität hat. Hier kann als der transparente Isolator ein Material wie beispielsweise SiO₂, SiN_x, Al₂O₃, HfO, TiO₂ oder ZrO verwendet werden. Als der transparente Leiter kann ein transparentes leitfähiges Oxid (TCO) wie beispielsweise ZnO, ein Indiumoxid, welches ein Additiv aufweist (beispielsweise Mg, Ag, Zn, Sc, Hf, Zr, Te, Se, Ta, W, Nb, Cu, Si, Ni, Co, Mo, Cr, Sn) oder dergleichen, verwendet werden. Als das reflektierende Material kann Silber (Ag), Aluminium (Al) oder ein verteilter Bragg-Reflektor (DBR), welcher mehrere Schichten, welche verschiedene Brechungsindizes haben, aufweist, verwendet werden. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Indes kann das Substrat 1401 von der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps entfernt werden. Um das Substrat 1401 zu entfernen, kann ein Laserabhebe(LLO = Laser Lift-Off)-Vorgang unter Verwendung eines Lasers, ein Ätz- oder ein Polier-Vorgang verwendet werden. Ebenso können, nachdem das Substrat 1401 entfernt ist, Vertiefungen und Vorsprünge auf beziehungsweise an der Oberfläche der Halbleiterschicht 1410 des ersten Leitfähigkeitstyps gebildet werden.
Wie in 16 veranschaulicht ist, ist die LED 741-4 an dem Gehäusekörper 2100 angebracht. Der Gehäusekörper 2100 kann ein Halbleitersubstrat wie beispielsweise ein Silizium(Si)-Substrat, ein isolierendes Substrat oder ein leitfähiges Substrat sein. Oberflächenelektroden 2210a und 2220a und rückwärtige Elektroden 2210b und 2220b sind an oberen und unteren Oberflächen davon gebildet und leitfähige Vias Z1 und Z2 sind gebildet, um den Gehäusekörper 201 zu durchdringen, um die Oberflächenelektroden 2210a und 2220a und die rückwärtigen Elektroden 2210b und 2220b zu verbinden.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die LED 741-4 einen Strom einheitlich verteilen und herausragende Wärmeableitungseffekte in einer Chipeinheit erhalten, da eine Kontaktfläche zwischen der LED und dem Gehäusekörper vergrößert ist.
<Fünfte Ausführungsform der LED 741>
17 veranschaulicht eine LED 741-5, beispielsweise eine LED, welche als ein sogenanntes Chip-Scale-Package (CSP) gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts implementiert ist.
Im Detail kann unter Bezugnahme auf 17 die LED 741-5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Licht emittierende Laminat S aufweisen. Eine Wellenlängenumwandlungsschicht 1540 kann auf dem Licht emittierenden Laminat S gebildet sein. Das Gehäuse der LED 741-5 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist einen Gehäusekörper 2100, welcher eine erste und eine zweite Elektrodenstruktur 2210 und 2220 aufweist, und die LED 741-5 und eine Linse 2400, welche an dem Gehäusekörper 2100 angeordnet ist, auf.
Der Gehäusekörper 2100 kann ein Silizium(Si)-Substrat, ein leitfähiges Stützsubstrat oder ein isolierendes Stützsubstrat sein, welches zwei oder mehr leitfähige Vias hat. Die leitfähigen Vias sind mit der ersten Elektrode 1510a und der zweiten Elektrode 1520a des Licht emittierenden Laminats S verbunden.
Das Licht emittierende Laminat S hat eine Laminatstruktur, welche die Halbleiterschichten 1510 und 1520 des ersten und zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 1530, welche dazwischen angeordnet ist, aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform können die Halbleiterschichten 1510 und 1520 des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps jeweils eine p-Typ und eine n-Typ-Halbleiterschicht sein, und sie können aus einem Nitridhalbleiter, beispielsweise Al_xIn_yGa_(1-x-y)N (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) sein. Außerdem kann jedoch ein Nitridhalbleiter, ein GaAs-basierter Halbleiter oder ein GaP-basierter Halbleiter ebenso verwendet werden.
Die aktive Schicht 1530, welche zwischen der Halbleiterschicht 1510 und 1520 des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet ist, kann Licht emittieren, welches gemäß einer Elektron-Loch-Rekombination einen vorbestimmten Energiepegel hat, und kann eine Multi-Quantentopf(MQW)-Struktur haben, in welcher eine Quantentopfschicht und eine Quantensperrschicht alternierend laminiert sind. In dem Fall der MQW-Struktur können beispielsweise eine InGAN/GaN oder eine AlGaN/GaN-Struktur verwendet werden.
Indes können die Halbleiterschichten 1510 und 1520 des ersten und des zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 1530 unter Verwendung eines Halbleiterwachstumsverfahrens wie beispielsweise einer Metall-organischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD), einer Molekularstrahlepitaxie (MBE), einer Hydridgasphasenepitaxie (HVPE) oder dergleichen gebildet sein.
Die LED 741-5, welche in 17 veranschaulicht ist, ist in einem Zustand, in welchem ein Wachstumssubstrat davon entfernt worden ist, und ein Vertiefungs- und Vorsprungsmuster P kann auf der Oberfläche, von welcher das Wachstumssubstrat entfernt worden ist, gebildet werden.
Ein Wellenlängenumwandlungsfilm 1540, welcher Phosphore aufweist, kann auf dem Vertiefungs- und Vorsprungsmuster gebildet sein.
Die LED 741-5 weist die erste und die zweite Elektrode 1510a und 1520a auf, welche jeweils mit den Halbleiterschichten 1510 und 1520 vom ersten und vom zweiten Leitfähigkeitstyp verbunden ist. Die erste Elektrode 1510a weist einen leitfähigen Via C3 auf, welcher mit der Halbleiterschicht 1510 des ersten Leitfähigkeitstyps durch die Halbleiterschicht 1520 des zweiten Leitfähigkeitstyps und die aktive Schicht 1530 verbunden ist. Eine isolierende Schicht 1550 ist zwischen dem leitfähigen Via C3 und der aktiven Schicht 1530 und der Halbleiterschicht 1520 des zweiten Leitfähigkeitstyps gebildet, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
Ein einzelner leitfähiger Via C3 ist veranschaulicht, es können jedoch zwei oder mehr leitfähige Vias C3 vorgesehen sein und in verschiedenen Formen von Zeilen und Spalten angeordnet sein, um eine Stromverteilung zu verbessern.
Was die Mehrzahl der Vias C3 betrifft, welche Zeilen und Spalten bilden, können, wie in anderen Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts die Anzahl der Vias und eine Kontaktfläche davon derart angepasst werden, dass eine Fläche, welche durch die Vias auf der Ebene des Bereichs in Kontakt mit der Halbleiterschicht 1510 des ersten Leitfähigkeitstyps eingenommen wird, von 1% bis 5% der planaren Fläche des Bereichs der Licht emittierenden Vorrichtung reicht (beispielsweise der planaren Fläche des Licht emittierenden Laminats S). Beispielsweise kann ein Radius (beispielsweise die Hälfte des Durchmessers D1) des Via von 5 μm bis 50 μm reichen und die Anzahl der Vias C3 kann von 1 bis 50 pro Licht emittierendem Vorrichtungsbereich gemäß der Breite des Licht emittierenden Vorrichtungsbereichs reichen. Vorzugsweise können zwei oder mehr Vias C3 vorgesehen sein, obwohl Anzahlen davon abhängig von der Breite des Licht emittierenden Vorrichtungsbereichs variieren können, und die Vias C3 können eine Matrixstruktur mit Zeilen und Spalten haben, in welchen ein Abstand davon von 100 μm bis 500 μm reicht. Weiterhin vorzugsweise kann der Abstand zwischen den Vias von 150 μm bis 450 μm reichen. Wenn der Abstand zwischen den leitfähigen Vias C3 kleiner ist als 100 μm, kann die Anzahl von Vias C3 erhöht werden, um eine Licht emittierende Fläche relativ zu verringern, um eine Leuchteffizienz zu verringern, und wenn der Abstand dazwischen größer ist als 500 μm, leidet die Stromverteilung, was die Leuchteffizienz verschlechtert. Eine Tiefe des leitfähigen Via C3 kann von 0,5 μm bis 5,0 μm reichen, obwohl die Tiefe des leitfähigen Via C3 gemäß Dicken der Halbleiterschicht 1520 des zweiten Leitfähigkeitstyps und der aktiven Schicht 1530 variieren kann.
Wie die Ausführungsform der 16 ist aus der ersten und zweiten Elektrode 1510a und 1520a auf der Basis der Halbleiterschicht 1520 des zweiten Leitfähigkeitstyps eine ohmsche Elektrode einer Ag-Schicht als die zweite Elektrode 1520 laminiert. Die ohmsche Ag-Elektrode dient auch als eine Licht reflektierende Schicht. Eine einzelne Schicht aus Nickel (Ni), Titan (Ti), Platin (Pt) oder Wolfram (W) oder eine Legierungsschicht davon können alternierend auf der Ag-Schicht laminiert sein. Im Detail können Ni/Ti-Schichten, TiW/Pt-Schichten oder Ti/W-Schichten laminiert sein oder diese Schichten können alternierend auf der Ag-Schicht laminiert sein.
Was die erste Elektrode 1510a betrifft, kann auf der Basis der Halbleiterschicht 1510 des ersten Leitfähigkeitstyps eine Chrom(Cr)-Schicht laminiert sein, und Au/Pt-Schichten können nacheinander folgend auf der Cr-Schicht laminiert sein, oder auf der Basis der Halbleiterschicht 1510 des ersten Leitfähigkeitstyps kann eine Al-Schicht laminiert sein und Ti/Ni/Au-Schichten können nacheinander folgend auf der Al-Schicht laminiert sein.
Um die ohmschen Charakteristiken oder reflektierenden Charakteristiken zu verbessern, können die erste und die zweite Elektrode 1510a und 1520a verschiedene Materialien oder Laminierstrukturen anders als diejenigen der vorangehenden Ausführungsformen einsetzen.
Der Gehäusekörper 2100, welcher in diesem Beispiel eingesetzt wird, kann ein Harz als ein Basismaterial aufweisen und kann Nanofasern und Licht reflektierendes Pulver, welches in dem Harz verteilt ist, enthalten. Hier können der Gehäusekörper 2100 und die LED 741-5 durch Bondingschichten B1 und B2 gebondet sein. Die Bondingschichten B1 und B2 können aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein. Beispielsweise kann das elektrisch isolierende Material ein Harzmaterial wie beispielsweise ein Oxid oder Silikonharz wie beispielsweise SiO₂, SiN oder dergleichen, ein Epoxidharz und dergleichen aufweisen. Dieser Vorgang kann durch ein Anwenden der ersten und zweiten Körperschichten B1 und B2 auf jeweilige Bondingoberflächen der LED 741-5 und des Gehäusekörpers 2100 und ein nachfolgendes Bonden derselben implementiert werden.
Ein Kontaktloch ist von einer unteren Oberfläche des Gehäusekörpers 2100 gebildet, sodass es mit der ersten und der zweiten Elektrode 1510a und 1520a der LED 741-5 als gebondet verbunden ist. Eine isolierende Schicht 2550 kann an einer lateralen Oberfläche des Kontaktlochs und an einer unteren Oberfläche des Gehäusekörpers 2100 gebildet sein. In einem Fall, in welchem der Gehäusekörper 2100 ein Siliziumsubstrat ist, kann die isolierende Schicht 2550 als ein Siliziumoxidfilm durch eine thermische Oxidation vorgesehen sein. Das Kontaktloch ist mit einem leitfähigen Material gefüllt, um die erste und die zweite Elektrodenstruktur 2210 und 2220 zu bilden derart, dass sie mit der ersten und der zweiten Elektrode Halbleiterschicht 1510a und 1520a verbunden sind. Die erste und die zweite Elektrodenstruktur 2210 und 2220 können Keimschichten S1 und S2 und plattiergeladene Einheiten 2210c und 2220c aufweisen, welche durch einen Plattiervorgang unter Verwendung der Keimschichten S1 und S2 gebildet sind.
Das Chip-Scale-Package (CSP), das wie oben stehend beschrieben und wie 17 veranschaulicht ist, benötigt kein zusätzliches Gehäuse, wodurch eine Größe des Gehäuses verringert wird und ein Herstellungsprozess vereinfacht wird, und es ist für eine Massenherstellung geeignet. Ebenso kann, da eine optische Struktur wie beispielsweise eine Linse integral hergestellt werden kann, das CSP angemessen in einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt werden.
Eine Platte gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird im Detail unter Zurückverweisung auf 10 beschrieben werden.
Die Platte 720 ist in einem Bereich vorgesehen, in welchem die Lichtquelleneinheit 740 angebracht ist und kann eine Leiterplatte aufweisen, welche ein Verdrahtungsmuster hat, welches für die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 benötigt wird. Hier kann die Leiterplatte aus einem Material gefertigt sein, welches eine herausragende Wärmeableitfunktion und eine herausragende Lichtreflektivität hat. Beispielsweise kann die Leiterplatte eine gedruckte beziehungsweise bedruckte Leiterplatte (PCB = Printed Circuit Board) vom FR4-Typ aufweisen und aus einem organischen Harzmaterial, welches Epoxid, Triazin, Silizium, Polyimid oder dergleichen enthält, und beliebigen anderen organischen Harzmaterialien gefertigt sein. Die Leiterplatte kann auch aus einem keramischen Material wie beispielsweise einem Siliziumnitrid, AlN, Al₂O₃ oder dergleichen oder einem Metall und einer Metallverbindung gefertigt sein. Ein MOCVD oder ein flexibles PCB (FPCB), welche sich in ihrer Form verändern können, können ebenso verwendet werden.
<Erste Ausführungsform der Platte 720>
Wie in 18 veranschaulicht ist, kann eine Platte 720-1 ein isolierendes Substrat 3110, welches vorbestimmte Leistungsmuster 3111 und 3112, welche auf einer Oberfläche davon gebildet sind, aufweist, eine obere thermische Diffusionsplatte 3140, welche auf dem isolierenden Substrat 3110 gebildet ist, sodass die obere thermische Diffusionsplatte 3140 in Kontakt mit den Schaltungsmustern 3111 und 3312 ist und Wärme, welche durch die LED 741 erzeugt wird, ableitet, und eine untere thermische Diffusionsplatte 3160, welche auf der anderen Oberfläche des isolierenden Substrats 3110 gebildet ist, und Wärme nach außen überträgt, welche von der oberen thermische Diffusionsplatte 3140 übertragen wird, aufweisen.
Die obere thermische Diffusionsplatte 3140 und die untere thermische Diffusionsplatte 3160 können durch wenigstens ein Durchgangsloch 3150, welches das isolierende Substrat 3110 durchdringt und plattierte innere Wände hat, verbunden sein, um miteinander wärmeverbunden zu sein.
In dem isolierenden Substrat 3110 können die Schaltungsmuster 3111 und 3112 durch ein Ummanteln eines keramischen oder epoxidharzbasierten FR4-Kerns mit Kupfer und Durchführen eines Ätzvorgangs daran gebildet werden. Eine dünne isolierende Schicht 3130 kann durch ein Abscheiden beziehungsweise Beschichten eines isolierenden Materials auf einer unteren Oberfläche des Substrats 3110 gebildet werden.
<Zweite Ausführungsform der Platte 720>
19A veranschaulicht ein anderes Beispiel einer Platte. Wie in 19A veranschaulicht ist, weist eine Platte 720-2-1 eine erste Metallschicht 3210-1, eine isolierende Schicht 3220-1, welche auf der ersten Metallschicht 3210-1 gebildet ist, und eine zweite Metallschicht 3230-1, welche auf der isolierenden Schicht 3220-1 gebildet ist, auf. Ein Stufenbereich ”A”, welcher es der isolierenden Schicht 3220-1 ermöglicht, freiliegend zu sein, kann in wenigstens einem Endabschnitt der Platte 720-2-1 gebildet sein.
Die erste Metallschicht 3210-1 kann aus einem Material gefertigt sein, welches herausragende Wärme ableitende Charakteristiken hat. Beispielsweise kann die erste Metallschicht 3210-1 aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium (Al), Eisen (Fe) oder dergleichen gefertigt sein oder einer Legierung davon. Die erste Metallschicht 3210-1 kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur haben. Die isolierende Schicht 3220-1 kann im Wesentlichen aus einem Material gefertigt sein, welches isolierende Eigenschaften hat, und kann mit einem anorganischen Material oder einem organischen Material gebildet werden. Beispielsweise kann die isolierende Schicht 3220-1 aus einem epoxidbasierten isolierenden Harz gefertigt sein und kann ein metallisches Pulver wie beispielsweise Aluminium(Al)-Pulver oder dergleichen aufweisen, um die thermische Leitfähigkeit zu verbessern. Die zweite Metallschicht 3230-1 kann im Allgemeinen aus einem dünnen Kupfer(Cu)-Film beziehungsweise einer dünnen Kupferschicht gebildet sein.
Wie in 19A veranschaulicht ist, kann in der Platte 720-2-1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Länge eines freiliegenden Bereichs an einem Endabschnitt der isolierenden Schicht 3320-1, beispielsweise eine Isolierlänge größer sein als eine Dicke der isolierenden Schicht 3220-1. Hier bezieht sich die Isolierlänge auf eine Länge des freiliegenden Bereichs der isolierenden Schicht 3220-1 zwischen der ersten Metallschicht 3210-1 und der zweiten Metallschicht 3230-1. Wenn von oben betrachtet, ist eine Breite des freiliegenden Bereichs der isolierenden Schicht 3220-1 eine Freilegbreite W1. Der Bereich ”A” in 19A wird durch einen Schleifvorgang oder dergleichen während des Herstellungsvorgangs der Platte 720-2-1 entfernt. Der Bereich so tief wie die Tiefe ”h” von einer Oberfläche der zweiten Metallschicht 3230-1 nach unten wird entfernt, um die isolierende Schicht 3220-1 durch die Freilegbreite W1 eine Stufenstruktur bildend freizulegen. Wenn der Endabschnitt der Platte 720-2-1 nicht entfernt wird kann die Isolierlänge gleich einer Dicke (h1 + h2) der isolierenden Schicht 3220-1 sein, und durch ein Entfernen eines Abschnitts des Endabschnitts der Platte 720-2-1 kann zusätzlich eine Isolierlänge gleich ungefähr W1 sichergestellt werden. Demnach wird, wenn eine Spannungsfestigkeit der Platte 720-2-1 getestet wird, die Wahrscheinlichkeit eines Kontakts zwischen den zwei Metallschichten 3210-1 und 3230-1 in den Endabschnitten davon minimiert.
19B ist eine Ansicht, welche schematisch eine Struktur der Platte 720-2-2 gemäß einer Abwandlung der 19A veranschaulicht. Bezug nehmend auf 19B weist die Platte 720-2-2 eine erste Metallschicht 3210-2, eine isolierende Schicht 3220-2, welche auf der ersten Metallschicht 3210-2 gebildet ist, und eine zweite Metallschicht 3230-2, welche auf der isolierenden Schicht 3220-2 gebildet ist, auf. Die isolierende Schicht 3220-2 und die zweite Metallschicht 3230-2 weisen Bereiche auf, welche unter einem vorbestimmten Neigungswinkel Θ 1 entfernt sind, und die erste Metallschicht 3210 kann auch einen Bereich aufweisen, welcher unter dem vorbestimmten Neigungswinkel Θ 1 entfernt ist.
Hier kann der Neigungswinkel Θ 1 ein Winkel zischen einer Grenzfläche zwischen der isolierenden Schicht 3220-2 und der zweiten Metallschicht 3230-2 und einem Endabschnitt der isolierenden Schicht 3220-2 sein. Der Neigungswinkel Θ 1 kann ausgewählt werden, sodass er eine erwünschte Isolierlänge I unter Berücksichtigung einer Dicke der isolierenden Schicht 3220-2 sicherstellt. Der Neigungswinkel Θ 1 kann ausgewählt sein aus dem Bereich von 0 < Θ 1 < 90(Grad). Wenn der Neigungswinkel Θ 1 vergrößert wird, werden die Isolierlänge I und eine Breite W2 des freiliegenden Bereichs der isolierenden Schicht 3220-2 verlängert, und um so eine größere Isolierlänge sicherzustellen kann der Neigungswinkel Θ 1 kleiner gewählt werden. Beispielsweise kann der Neigungswinkel aus dem Bereich von 0 < Θ 1 ≤ 45(Grad) gewählt werden.
<Dritte Ausführungsform der Platte 720>
20 veranschaulicht schematisch ein anderes Beispiel eines Substrats. Bezug nehmend auf 20 weist eine Platte 720-3 ein metallisches Stützsubstrat 3310 und ein harzbeschichtetes Kupfer (RCC = Resin Coated Copper) 3320 auf, welches auf dem metallischen Stützsubstrat gebildet ist. Das RCC 3320 kann eine isolierende Schicht 3321 und ein leitfähiges Muster oder eine Kupferfolie 3322 aufweisen, welche auf der isolierenden Schicht 3321 laminiert sind. Ein Abschnitt des RCC 3320 kann entfernt werden, um wenigsten eine Aussparung zu bilden, in welcher die LED 741 installiert werden kann. Die Platte 720-3 hat eine Struktur, in welcher die RCC 3320 von einem unteren Bereich der LED 741 oder des LED-Gehäuses entfernt ist, und das LED-Gehäuse in direktem Kontakt mit dem metallischen Stützsubstrat 3310 ist. Demnach wird Wärme, welche durch die LED 741 oder das LED-Gehäuse erzeugt wird, direkt zu dem metallischen Stützsubstrat 3310 übertragen, was die Wärmeableitungsleistungsfähigkeit erhöht. Die LED 741 oder das LED-Gehäuse kann elektrisch durch Lötstellen 3340 und 3341 verbunden oder befestigt sein. Eine Schutzschicht 3330, welche aus einem flüssigen Foto-Lötstoplack (PSR = Photo Solder Resist) gefertigt ist, kann auf einem oberen Abschnitt der Kupferfolie 3322 gebildet sein.
<Vierte Ausführungsform der Platte 720>
21A und 21B veranschaulichen schematisch ein anderes Beispiel einer Platte. Eine Platte 720-4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist ein eloxiertes Metallsubstrat auf, welches herausragende Wärmeableitcharakteristiken hat und geringe Herstellungskosten verursacht. 21A ist eine Querschnittsansicht der Platte 720-4 und 21B ist eine Draufsicht auf die Platte 720-4.
Bezug nehmend auf die 21A und 21B kann die Platte (eloxiertes Metallsubstrat) 720-4 eine metallische Leiterplatte beziehungsweise ein metallisches Board 3410, einen anodischen Oxidfilm 3420, welcher auf dem Metallboard 3410 gebildet ist, und elektrische Verdrahtungen 3430, welche auf dem anodischen Oxidfilm 3420 gebildet sind, aufweisen.
Das Metallboard 3410 kann aus Aluminium (Al) oder einer Al-Legierung gefertigt sein, welche leicht bei geringen Kosten erhalten werden kann. Außerdem kann das Metallboard 3410 aus einem beliebigen anderen eloxierbaren Metall, beispielsweise einem Material wie beispielsweise Titan (Ti), Magnesium (Mg) oder dergleichen gefertigt sein.
Ein Aluminiumoxidfilm (Al₂O₃) 3420, welcher durch ein Eloxieren von Aluminium erhalten wird, hat relativ hohe Wärmeübertragungscharakteristiken, welche von ungefähr 10 W/mK bis 30 W/mK reichen. Demnach hat die Platte (eloxiertes Metallsubstrat) 720-4 ausgezeichnete Wärmeableitcharakteristiken verglichen zu denjenigen einer PCB, eines MCPCB oder dergleichen eines herkömmlichen Polymersubstrats.
<Fünfte Ausführungsform der Platte 720>
22 veranschaulicht schematisch ein anderes Beispiel eines Substrats. Wie in 22 veranschaulicht, kann eine Platte 720-5 ein Metallsubstrat 3510, ein isolierendes Harz 3520, welches auf dem Metallsubstrat 3510 aufgebracht ist, und ein Schaltungsmuster 3530, welches auf dem isolierenden Harz 3520 gebildet ist, aufweisen. Hier kann das isolierende Harz 3520 eine Dicke gleich oder weniger als 200 μm haben. Das isolierende Harz 3520 kann auf dem Metallsubstrat 3510 in der Form eines festen Films beziehungsweise einer festen Schicht laminiert sein oder kann in einer flüssigen Form unter Verwendung von Spin-Coating oder einer Klinge aufgebracht sein. Ebenso kann das Schaltungsmuster 3530 durch ein Füllen eines Metalls wie beispielsweise Kupfer (Cu) oder dergleichen in ein Schaltungsmuster, welches auf der isolierenden Schicht im Tiefdruckverfahren aufgebracht ist, gebildet werden. Die LED 741 kann angebracht sein, sodass sie elektrisch mit dem Schaltungsmuster 3530 verbunden ist.
<Sechste Ausführungsform der Platte 720>
Indes kann die Platte 720-6 eine flexible PCB (FPCB) aufweisen, welche frei deformiert beziehungsweise verformt werden kann. Im Detail weist, wie in 23 veranschaulicht ist, die Platte 720-6 eine flexible Leiterplatte 3610 auf, welche ein oder mehrere Durchgangslöcher 3611 hat, und ein Stützsubstrat 3620, auf welchem die flexible Leiterplatte 3610 angebracht ist. Ein Wärmeableitkleber 3640 kann in dem Durchgangsloch 3611 vorgesehen sein, um eine untere Oberfläche der LED 741 und eine obere Oberfläche des Stützsubstrats 3620 miteinander zu koppeln. Hier kann die untere Oberfläche der LED 741 eine untere Oberfläche eines Chipgehäuses, eine untere Oberfläche eines Leiterrahmens, welcher eine obere Oberfläche hat, auf welcher ein Chip angebracht ist, oder ein Metallblock sein. Eine Schaltungsverdrahtung 3630 ist auf der flexiblen Leiterplatte 3610 gebildet und elektrisch mit der LED 741 verbunden.
Auf diese Art und Weise können, da die flexible Leiterplatte 3610 verwendet wird, die Dicke und das Gewicht verringert werden, eine verringerte Dicke und Gewicht erhalten und die Herstellungskosten verringert werden, und da die LED 741 direkt mit dem Stützsubstrat 3620 durch den Wärmeableitkleber 3640 gebondet ist, kann die Wärmeableiteffizienz beim Ableiten von Wärme, welche durch die LED 741 erzeugt wird, erhöht werden.
Hierin nachstehend wird die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100, eine unterschiedliche Komponente der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Rückverweis auf 10 beschrieben werden.
Die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 weist die Transformatoreinheit 110, welche den Primärwicklungsteil 111 und den Sekundärwicklungsteil 112, der elektromagnetisch mit dem Primärwicklungsteil 111 gekoppelt ist und die angelegte externe Leistung transformiert, aufweist, die Gleichrichterdiode 120, welche die Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil 112 der Transformatoreinheit 110 gleichrichtet, die Filtereinheit 140, welche den Eingangsanschluss und den Ausgangsanschluss hat, welcher eine Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt, die gleichgerichtete Leistung, welche an den Eingangsanschluss von der Gleichrichterdiode 120 angelegt wird, an den Ausgangsanschluss liefert wenn die Gleichrichterdiode 120 angeschaltet wird, und eine Teilmenge der gleichgerichteten Leistung speichert, und eine Verhinderungseinheit 130 für einen offenen Kreis, welche einen geschlossenen Kreis für die Filtereinheit 140 vorsieht derart, dass die Leistung, welche in der Filtereinheit 140 gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss angelegt werden kann.
Hier weist der Primärwicklungsteil 111 externe Eingangsanschlüsse 111a und 111b auf, welche externe Leistung von dem Sockel 710 empfangen, und er kann eine Impedanz haben, welche gewählt ist, sodass sie es dem Stabilisiervorschaltgerät 20 ermöglicht, eine normale Leistungsmenge auszugeben. Die vorliegende Ausführungsform kann nämlich als eine Beleuchtungsvorrichtung 700 verstanden werden, welche die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 der 1 aufweist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann eine Beleuchtungsvorrichtung erhalten werden, welche eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung verwendet, welche direkt mit einem Stabilisiervorschaltgerät kompatibel ist.
Indes kann Licht, welches letztendlich oder eventuell durch die Beleuchtungsvorrichtung 700 erzeugt wird, weißes Licht ähnlich zu demjenigen einer existierenden fluoreszierenden Lampe sein. Das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und die Beleuchtungsvorrichtung 700 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann für den Zweck des Emittierens von sichtbarem Licht, infrarotem Licht oder ultraviolettem Licht neben weißem Licht vorgesehen sein.
<Erste Ausführungsform der Weißlichtimplementierung: Kombination von Phosphoren>
Die Beleuchtungsvorrichtung 700 kann, sodass die Beleuchtungsvorrichtung 700 beispielsweise weißes Licht emittiert, derart implementiert sein, dass eine Lichtquelleneinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine blaue LED und eine Wellenlängenumwandlungseinheit aufweist, welche Wellenlängenumwandlungsmaterialien hat, welche Licht mit umgewandelter Wellenlänge emittieren, wenn sie direkt oder indirekt durch ausgegebenes Licht von der blauen LED angeregt werden. Hier kann weißes Licht eine Mischfarbe von Licht der blauen LED und Licht der Wellenlängenumwandlungseinheit sein. Beispielsweise kann weißes Licht durch ein Kombinieren eines gelben Phosphors mit der blauen LED oder durch ein Kombinieren wenigstens eines von gelben, roten und grünen Phosphoren mit der blauen LED sein. Ebenso kann die Wellenlängenumwandlungseinheit in Einheiten von LED-Chips vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Wellenlängenumwandlungsschicht 1540, welche in 17 veranschaulicht ist, als eine Wellenlängenumwandlungseinheit verstanden werden, welche hierin erwähnt ist.
Indes können Phosphore, welche in der Beleuchtungsvorrichtung 700 verwendet werden, die folgenden empirischen Formen und Farben haben.
Im Falle von oxidbasierenden Phosphoren können gelbe und grüne Phosphore eine Zusammensetzung von Y, Lu, Se, La, Gd, Sm)₃(Ga, Al)₅O₁₂:Ce aufweisen. Ein blauer Phosphor kann eine Zusammensetzung von BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, 3Sr₃(PO₄)₂·CaCl:Eu aufweisen.
Im Falle von silikatbasierten Phosphoren können gelbe und grüne Phosphore eine Zusammensetzung von (Ba, Sr)₂SiO₄:Eu aufweisen, und gelbe und orange Phosphore können eine Zusammensetzung von (Ba, Sr)₃SiO₅:Eu aufweisen.
Im Falle von nitridbasierten Phosphoren kann ein gelber Phosphor eine Zusammensetzung von β-SiAlON:Eu aufweisen, ein gelber Phosphor kann eine Zusammensetzung von (La, Gd, Lu, Y, Sc)₃Si₆N₁₁:Ce aufweisen, und ein orangener Phosphor kann eine Zusammensetzung von α-SiAlON:Eu aufweisen. Ein roter Phosphor kann wenigstens eine von Zusammensetzungen von (Sr, Ca)AlSiN₃:Eu, (Sr, Ca)AlSi(ON)₃:Eu, (Sr, Ca)₂Si₅N₈:Eu, (Sr, Ca)₂Si₅(ON)₈:Eu, flouridbasierten Phosphoren (K₂SiF₆:Mn⁴), und (Sr, Ba)SiAl₄N₇:Eu aufweisen.
Im Falle eines sulfidbasierten Phosphors kann ein roter Phosphor eine Zusammensetzung von wenigstens einem von (Sr, Ca)S:Eu und (Y, Gd)₂O₂S:Eu aufweisen, und ein grüner Phosphor kann eine Zusammensetzung von SrGa₂S₄:Eu aufweisen.

Die unten stehende Tabelle 1 zeigt Typen von Phosphoren in Anwendungsgebieten von Weißlicht emittierenden Vorrichtungen, welche eine blaue LED (440 nm–460 nm) verwenden. [Tabelle 1]

Zweck	Phospore
LED TV BLU	β-SiAlON:Eu²⁺ (Ca, Sr)AlSiN₃:Eu²⁺ L₃Si₆O₁₁:Ce³⁺ K₂SiF₆:Mn⁴⁺
Beleuchtung	Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ Ca-α-SiAlON:Eu²⁺ L₃Si₆N₁₁:Ce³⁺ (Ca, Sr)AlSiN₃:Eu²⁺ Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ K₂SiF₆:Mn⁴⁺
Seitenansicht (mobil, Note PC)	Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ Ca-α-SiAlON:Eu²⁺ L₃Si₆N₁₁:Ce³⁺ (Ca, Sr)AlSiN₃:Eu²⁺ Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ (Sr, Ba, Ca, Mg)₂SiO₄:Eu²⁺ K₂SiF₆:Mn⁴⁺
elektrische Komponente (Frontlicht etc)	Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ Ca-α-SiAlON:Eu²⁺ L₃Si₆N₁₁:Ce³⁺ (Ca, Sr)AlSiN₃:Eu²⁺ Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ K₂SiF₆:Mn⁴⁺

Phosphorzusammensetzungen sollten im Wesentlichen mit der Stöchiometrie konform sein und jeweilige Elemente können durch unterschiedliche Elemente von jeweiligen Gruppen des Periodensystems ersetzt werden. Beispielsweise kann Strontium (Sr) durch Barium (Ba) substituiert werden, Kalzium (Ca), Magnesium (Mg) oder dergleichen von Alkalierden und Yttrium (Y) können durch Terbium (Tb) substituiert werden, Lutetium (Lu), Scandium (Sc), Gadolinium (Gd) oder dergleichen. Ebenso kann Europium (Eu), ein Aktivator, durch Cer (Ce), Terbium (Tb), Praseodym (Pr), Erbium (Er), Ytterbium (Yb) oder dergleichen gemäß einem erwünschten Energiepegel beziehungsweise Energieniveau substituiert werden, und ein Aktivator kann alleine angewandt werden, oder ein Koaktivator oder dergleichen können zusätzlich angewandt werden, um die Charakteristiken zu ändern.
Ebenso emittiert beim Implementieren von weißem Licht die LED nicht notwendigerweise sichtbares Licht. Beispielsweise kann die LED UV-Licht erzeugen und wenigstens einer von blauen, roten, grünen und gelben Phosphoren kann damit kombiniert werden, un weißes Licht zu implementieren.
<Zweite Ausführungsform von weißer Implementierung: LED-Chipkombination>
Ebenso kann, wenn eine Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von LEDs aufweist, die Mehrzahl von LEDs Licht emittieren, welches unterschiedliche Wellenlängen hat. Beispielsweise kann weißes Licht implementiert werden durch ein Kombinieren einer roten LED, einer grünen LED und einer blauen LED.
Weißes Licht, welches durch ein Anwenden von gelben, grünen und roten Phosphoren auf einen blauen LED-Chip und ein Kombinieren wenigstens eines von einem grünen und einem roten LED-Chip dazu erzeugt wird, kann zwei oder mehr Peak-Wellenlängen haben und kann in einem Segment positioniert sein, welches (x, y)-Koordinaten (0,4476, 0,4074), (0,3484, 0,3516), (0,3101, 0,3162), (0,3128, 0,3292), (0,3333, 0,3333) eines CIE 1931 Chromatizitätsdiagramms verbindet. Alternativ kann weißes Licht in einen Bereich positioniert sein, welcher durch ein Spektrum von Schwarzkörperstrahlung und das Segment umgeben ist. Eine Farbtemperatur von weißem Licht entspricht einem Bereich von ungefähr 2000 K bis ungefähr bis 20000 K. 24 veranschaulicht das plancksche Spektrum.
In diesem Fall kann die Lichtquellenvorrichtung einen Farbwiedergabeindex (CRI = Color Rendering Index) steuern, welcher angepasst ist, sodass er von einer Natriumdampflampe bis zu einem Sonnenlichtniveau 100 reicht, und zwar durch ein Anpassen einer Mischung von Phosphoren und LEDs, und sie kann eine Farbtemperatur steuern, welche von Kerzenlicht (1500 K) bis zu einem blauen Himmel(12000 K)-Niveau reicht, um unterschiedliches weißes Licht zu erzeugen.
Falls nötig kann die Lichtquellenvorrichtung sichtbares Licht erzeugen, welches eine lila, eine blaue, eine grüne, eine rote, eine orange Farbe hat oder Infrarotlicht, um eine Beleuchtungsfarbe gemäß einer Umgebungsatmosphäre oder einer Stimmung zu steuern. Ebenso kann die Lichtquellenvorrichtung angewandt werden, sodass sie Licht erzeugt, welches eine bestimmte Wellenlänge hat, welche Pflanzenwachstums stimuliert.
<Dritte Ausführungsform von Weißlichtimplementierung: Quanten-Dot>
Ebenso können Materialien wie beispielsweise Quanten-Dots oder dergleichen als Materialien angewandt werden, welche Phosphore ersetzen, und Phosphore und Quanten-Dots können in Kombination oder allein in einer LED verwendet werden.
Ein Quanten-Dot kann eine Struktur haben, welche einen Kern (3–10 nm) wie beispielsweise CdSe, InP oder dergleichen, eine Schale (0,5–2 nm) wie beispielsweise ZnS, ZnSe oder dergleichen und einen Liganden zum Stabilisieren des Kerns und der Schale aufweisen und kann verschiedene Farben gemäß Größen implementieren. 25 ist eine Ansicht, welche eine Struktur eines Quanten-Dots (QD), wie oben stehend beschrieben, veranschaulicht.
Phosphore oder Quanten-Dots können durch eine Verwendung wenigstens eines eines Verfahrens zum Sprühen derselben auf einen LED-Chip oder ein Licht emittierendes Modul, ein Verfahren des Aufbringens als ein Film beziehungsweise eine Schicht und ein Verfahren zum Anbringen als eine Folie von keramischen Phosphoren oder dergleichen angewandt werden.
Als das Sprühverfahren wird allgemein Dispensieren beziehungsweise Verteilen, Sprühbeschichten oder dergleichen verwendet, und ein Verteilen weist ein pneumatisches Verfahren und ein mechanischen Verfahren wie Schrauben, Lineartyp oder dergleichen auf. Durch ein Sprühverfahren kann eine Punkt-Menge durch eine sehr geringe Abgabemenge gesteuert werden und Farbkoordinaten können dadurch gesteuert werden. Im Fall eines Anwendens von Phosphoren auf einen Waferlevel beziehungsweise ein Waferniveau oder in einer Lichtquelleneinheit, in welcher eine LED angebracht ist, kann die Produktivität erhöht werden und eine Dicke leicht gesteuert werden.
Das Verfahren zum direkten Bedecken eines Licht emittierenden Moduls oder eines LED-Chips mit einem Film beziehungsweise einer Schicht von Phosphoren oder Quanten-Dots kann Elektrophorese, Siebdruck oder ein Phosphorformgebungsverfahren aufweisen, und diese Verfahren können einen Unterschied dahin gehend haben, ob eine laterale Oberfläche einer LED beschichtet beziehungsweise bedeckt sein muss oder nicht.
Indes können, um eine Effizienz eines Phosphors zu steuern, welcher Licht langer Wellenlänge emittiert, welcher Licht, welches in einer kurzen Wellenlänge emittiert, re-absorbiert, unter zwei Typen von Phosphoren, welche unterschiedliche Lichtemissionswellenlängen haben, zwei Typen von Phosphorschichten, welche unterschiedliche Lichtemissionswellenlängen haben, vorgesehen sein, und um die Re-Absorption und Interferenz von Chips und zwei oder mehr Wellenlängen zu minimieren, kann eine DBR(ODR)-Schicht zwischen jeweiligen Schichten enthalten sein.
Um einen einheitlich bedeckten Film zu bilden, wird danach ein Phosphor als ein Film oder eine keramische Form hergestellt und an der LED angebracht.
Um Lichteffizienz- und Lichtverteilungs-Charakteristen zu differenzieren kann ein Lichtumwandlungsmaterial in einer fernbetriebenen Form positioniert werden, und in diesem Fall kann das Lichtumwandlungsmaterial zusammen mit einem Material wie beispielsweise einem Licht transmittierenden Polymer, Glas oder dergleichen gemäß einer Beständigkeit und einer Wärmewiderstandsfähigkeit positioniert werden.
Eine Phosphoranwendungstechnik spielt eine sehr wichtige Rolle beim Bestimmen von Lichtcharakteristiken in einer Beleuchtungsvorrichtung, so wurden Techniken zum Steuern einer Dicke einer Phosphoranwendungsschicht, eine einheitliche Phosphorverteilung und dergleichen verschiedentlich erforscht. Quanten-Dots können ebenso in einer LED in derselben Art und Weise wie derjenigen von Phosphoren positioniert werden und können in Glas oder Licht transmittierendem Polymermaterial positioniert werden, um eine optische Umwandlung durchzuführen.
Indes kann, um eine LED von einer externen Umgebung zu schützen oder um eine Lichtextraktionseffizienz von Licht, welches nach außerhalb von einer LED aus emittiert wird, ein Licht transmittierendes Material als ein Füller auf der LED positioniert werden.
In diesem Fall wird ein transparentes organisches Lösungsmittel wie beispielsweise Epoxidsilikon beziehungsweise Polyorganosiloxan, ein Hybrid von Epoxid und Silikon beziehungsweise Polyorganosiloxan oder dergleichen als ein Licht transmittierendes Material angewandt, und das Licht transmittierende Material kann gemäß einer Erwärmung, einer Lichteinstrahlung, einem Zeitablaufverfahren oder dergleichen gehärtet beziehungsweise ausgeheilt werden.
Im Fall von Silizium beziehungsweise Polyorganosiloxan wird Polydimethylsiloxan als ein methylbasiertes Polyorganosiloxan eingestuft und Polymethylphenylsiloxan wird als ein phenylbasiertes Polyorganosiloxan eingestuft. Das methylbasierte Polyorganosiloxan und das phenylbasierte Polyorganosiloxan haben Unterschiede im Brechungsindex, den Wasserdampftransmissionsraten, den Lichtdurchlässigkeitsbeträgen, den Lichtbeständigkeits- beziehungsweise Lichtechtheitsqualitäten und der Thermostabilität. Ebenso haben die methylbasierten Polyorganosiloxane und die phenylbasierten Polyorganosiloxane Unterschiede in den Aushärtgeschwindigkeiten beziehungsweise Ausheilgeschwindigkeiten gemäß einem Vernetzer und einem Katalysator, welcher die Phosphorverteilung beeinflusst.
Die Lichtextraktionseffizienz variiert gemäß einem Brechungsindex eines Füllers, und um eine Lücke zwischen einem Brechungsindex des äußersten Mediums, von welchem blaues Licht emittiert wird, und einem Brechungsindex des äußeren (Luft) zu minimieren, werden zwei oder mehr Typen von Silizium beziehungsweise Polyorganosiloxan, welche verschiedene Brechungsindizes haben, sequenziell laminiert.
Im Allgemeinen hat das methylbasierte Polyorganosiloxan das höchste Niveau von Thermostabilität und Variationen in einer Temperaturzunahme werden in der Reihenfolge von phenyl-basiertem Polyorganosiloxan, Hybrid-Polyorganosiloxan und einem Harz-Typ-Polyorganosiloxan verringert. Polyorganosiloxan kann als ein Gel-Typ-Polyorganosiloxan eingestuft werden, ein Elastomer-Typ Polyorganosiloxan und ein Harz-Typ Polyorganosiloxan gemäß dem Grad der Härte davon.
Ebenso kann die LED weiterhin eine Linse zum radialen Führen von Licht, welches von einer Lichtquelle abgestrahlt wird, aufweisen. In diesem Fall können ein Verfahren zum Anbringen einer vorangehend gebildeten Linse an der LED, ein Verfahren zum Injizieren eines organischen Lösungsmittels, welches Fluidität hat, in die LED oder in eine Gussform und ein Verfestigen derselben verwendet werden.
Das Linsenanbringverfahren weist ein direktes Anbringen einer Linse an einem Füller in einem oberen Abschnitt der LED, ein Bonden nur eines äußeren Abschnitts der LED und nur eines äußeren Abschnitts der Linse beabstandet von dem Füller, und dergleichen auf. Als das Verfahren zum Injizieren in eine Gussform können Spritzgießen, Transfer-Molding beziehungsweise Harzpresspritzen, Druckguss oder dergleichen verwendet werden. Lichttransmissionscharakteristiken können gemäß Formen von Linsen (konkav, konvex, uneben, konisch und geometrischen Strukturen) geändert werden, und Linsen können gemäß Effizienz- und Lichtverteilungscharakteristiken verformt werden.
Hierin nachstehend wird ein Beleuchtungssystem, welches durch ein Anwenden einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform implementiert wird, unter Bezugnahme auf die 26 bis 33 beschrieben werden.
<Erstes Anwendungsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung 700 für ein Beleuchtungssystem>
Ein Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform, welches in den 26 bis 29 veranschaulicht ist, kann automatisch eine Farbtemperatur gemäß einem umgebenden Umfeld (beispielsweise Temperatur und Feuchtigkeit) regulieren und eine Beleuchtungsvorrichtung als Sensitivitätsbeleuchtung, welche eine menschliche Sensitivität erfühlt, eher als einer einfachen Beleuchtung zu dienen, vorsehen.
26 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch ein Beleuchtungssystem 7000 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 26 weist das Beleuchtungssystem 7000 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts eine externe Leistungsquelle 10, ein Stabilisiervorschaltgerät 20, welches mit der externen Leistungsquelle 10 verbunden ist, und eine Beleuchtungsvorrichtung 700 auf, welche bei einem Empfang von Leistung, welche von dem Stabilisiervorschaltgerät 20 angelegt wird, betrieben wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung 700 weist eine Lichtquelleneinheit 740 und eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 auf. Hier kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 mit dem Stabilisiervorschaltgerät 20 verbunden sein, um eine Lichtquellenbetriebsleistung an die Lichtquelleneinheit 740 anzulegen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung 700 weiterhin eine Abtasteinheit 790 und einen Controller 780 aufweisen. Die Abtasteinheit 790 kann in einem Innenraum oder einem Außenbereich installiert sein und kann einen Temperatursensor 791 und einen Feuchtigkeitssensor 792 haben, um wenigstens einen Luftzustand unter einer Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit zu messen. Die Abtasteinheit 790 liefert den gemessenen Luftzustand, beispielsweise eine Temperatur und Feuchtigkeit, zu dem Controller 780, welcher damit elektrisch verbunden ist.
Bei einem Empfang eines Signals von der Abtasteinheit 790 kann der Controller 780 einen Betrieb der Lichtquelleneinheit 740 steuern. Beispielsweise vergleicht der Controller 780 die gemessene Lufttemperatur und -feuchtigkeit mit Luftzuständen (Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichen), welche vorangehend durch einen Verwender gewählt werden, und bestimmt eine Farbtemperatur der Lichtquelleneinheit 740 entsprechend den Luftzuständen. Zu diesem Zweck kann der Controller 780 elektrisch mit der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 verbunden sein, und Leistung (beispielsweise einen Strombetrag), welche von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 an die Lichtquelleneinheit 740 angelegt wird steuern derart, dass die Lichtquelleneinheit 740 bei der bestimmten Farbtemperatur betrieben wird.
Wie oben stehend beschrieben ist, kann die Lichtquelleneinheit 740 durch Leistung arbeiten, welche von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 zugeführt wird. Hier kann, wie in 27 veranschaulicht ist, die Lichtquelleneinheit 740 eine erste und eine zweite Lichtquellengruppe 740-1 und 740-2 aufweisen, welche eine Ansammlung von LEDs aufweisen, welche verschiedene Farbtemperaturen haben. Hier können die erste und die zweite Lichtquellengruppe 740-1 und 740-2 gestaltet sein, sodass sie dasselbe weiße Licht als ein Ganzes emittieren.
Beispielsweise kann die erste Lichtquellengruppe 740-1 weißes Licht, welches eine erste Farbtemperatur hat, emittieren, und die zweite Lichtquellengruppe 740-2 kann weißes Licht, welches eine zweite Farbtemperatur hat, emittieren, und hier kann die erste Farbtemperatur niedriger sein als die zweite Farbtemperatur. Im Gegensatz hierzu kann die erste Farbtemperatur höher sein als die zweite Farbtemperatur.
Hier entspricht weiße Farbe, welche eine relativ niedrige Temperatur hat, einer warmen weißen Farbe, und eine weiße Farbe, welche eine relativ hohe Farbtemperatur hat, entspricht einer kalten weißen Farbe. Wenn Leistung der ersten und zweiten Lichtquellengruppe 740-1 und 740-2 zugeführt wird, emittieren die erste und die zweite Lichtquellengruppe 740-1 und 740-2 jeweils weißes Licht, welches eine erste und eine zweite Farbtemperatur hat, und das jeweilige weiße Licht kann gemischt werden, um ein weißes Licht zu implementieren, welches eine Farbtemperatur hat, welche durch den Controller 780 bestimmt wird.
Im Detail kann in einem Fall, in welchem die erste Farbtemperatur niedriger ist als die zweite Farbtemperatur, wenn die Farbtemperatur, welche durch den Controller 780 bestimmt wird, relativ hoch ist, eine Lichtmenge von der ersten Lichtquellengruppe 740-1 verringert werden, und eine Lichtmenge von der zweiten Lichtquellengruppe 740-2 kann erhöht werden, um ein gemischtes weißes Licht zu implementieren, welches die bestimmte Farbtemperatur hat. Im Gegensatz hierzu kann, wenn die bestimmte Farbtemperatur relativ niedrig ist, eine Lichtmenge von der ersten Lichtquellengruppe 740-1 erhöht werden, und eine Lichtmenge von der zweiten Lichtquellengruppe 740-2 kann verringert werden, um weißes Licht zu implementieren, welches die bestimmte Farbtemperatur hat. Hier kann die Lichtmenge von jeder der Lichtquellengruppen 740-1 und 740-2 durch ein verschiedenes Regulieren eines Strombetrags implementiert werden, welcher von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 angelegt wird, oder kann durch ein Regulieren der Anzahl von beleuchteten LEDs implementiert werden.
28 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems 7000, welches in 26 veranschaulicht ist, veranschaulicht. Bezug nehmend auf 28 wählt der Verwender zuerst eine Farbtemperatur gemäß Temperatur- und Feuchtigkeitsbereichen durch den Controller 780 (S 10). Die gewählten Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten werden in dem Controller 780 gespeichert.
Im Allgemeinen kann, wenn eine Farbtemperatur gleich oder mehr als 6000 K ist, eine Farbe, welche ein kühles Gefühl vorsieht, wie beispielsweise blau, erzeugt werden, und wenn eine Farbtemperatur geringer als 4000 K ist, kann eine Farbe, welche ein warmes Gefühl vorsieht, wie beispielsweise rot erzeugt werden. Demnach kann in der vorliegenden Ausführungsform wenn die Temperatur und die Feuchtigkeit jeweils 20°C und 60% übersteigen, der Verwender die Lichtquelleneinheit 740 einstellen, sodass sie angeschaltet wird, sodass sie eine Farbtemperatur höher als 6000 K durch den Controller 780 hat, wenn ein Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich von jeweils 10°C bis 20°C und 40% bis 60% vorherrscht, kann der Verwender die Lichtquelleneinheit 740 einstellen, sodass sie angeschaltet wird, sodass sie eine Farbtemperatur, welche von 4000 K bis 6000 K reicht, durch den Controller 780 hat, und wenn eine Temperatur und eine Feuchtigkeit jeweils niedriger sind als 10° Celsius und 40% kann der Verwender die Lichtquelleneinheit einstellen, sodass sie angeschaltet wird, sodass sie eine Farbtemperatur niedriger als 4000 K durch den Controller 780 hat.
Als Nächstes misst die Abtasteinheit 790 wenigstens eine von Zuständen aus der Umgebungstemperatur und der Feuchtigkeit (S 20). Die Temperatur und Feuchtigkeit, welche durch die Abtasteinheit 790 gemessen werden, werden dem Controller 780 geliefert.
Nachfolgend vergleicht der Controller 780 die Messwerte, welche von der Abtasteinheit 790 geliefert werden, jeweils mit voreingestellten Werten (S 30). Hier sind die Messwerte Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten, welche durch die Abtasteinheit 790 gemessen werden, und die voreingestellten Werte sind Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten, welche durch den Verwender im Voraus ausgewählt und in dem Controller 780 gespeichert worden sind. Der Controller 780 vergleicht nämlich die gemessene Temperatur und Feuchtigkeit mit der vorgewählten Temperatur und Feuchtigkeit.
Gemäß den Vergleichsergebnissen bestimmt der Controller 780, ob die Messwerte die vorgewählten Bereiche erfüllen (S 40). Wenn die Messwerte die vorgewählten Werte erfüllen, erhält der Controller 780 eine gegenwärtige Farbtemperatur aufrecht und misst eine Temperatur und Feuchtigkeit wieder (S 20). Indes erfasst, wenn die Messwerte die vorgewählten Werte nicht erfüllen, der Controller 780 vorgewählte Werte, welche den Messwerten entsprechen und bestimmt eine entsprechende Farbtemperatur (S 50). Der Controller 780 steuert Leistung, welche von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 an die Lichtquelleneinheit 740 angelegt wird, derart, dass die Lichtquelleneinheit 740 bei der bestimmten Farbtemperatur betrieben werden kann. Zu diesem Zweck kann der Controller 780 bekannte Leistungscontroller wie beispielsweise einen Schalter, einen Widerstand, einen DC/DC-Wandler und dergleichen aufweisen, welche zwischen der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 und der Lichtquelleneinheit 740 vorgesehen sind.
Dann kann die Lichtquelleneinheit 740 betrieben werden, sodass sie die bestimmte Farbtemperatur hat (S 60). Demzufolge kann die Lichtquelleneinheit 740 die Farbtemperatur haben, welche angepasst ist, sodass sie der Temperatur und der Feuchtigkeit, welche vorangehend durch den Verwender gemäß einer Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit gewählt wurde, entspricht.
Auf diese Art und Weise ist das Beleuchtungssystem 7000 in der Lage, automatisch eine Farbtemperatur der Innenraumbeleuchtung gemäß Änderungen in einer Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit zu regulieren, wodurch menschliche Stimmungen, welche gemäß Änderungen in dem umgebenden natürlichen Umfeld variiert werden, erfüllt werden und psychologische Stabilität vorgesehen wird.
29 veranschaulicht schematisch ein Implementationsbeispiel des Beleuchtungssystems 7000, welches in 26 veranschaulicht ist. Wie in 29 veranschaulicht ist, kann die Beleuchtungsvorrichtung 700 an der Decke als eine Innenraumbeleuchtungsinstallation installiert sein. Hier kann die Abtasteinheit 790 in einer Position, welche angemessen ist, um eine Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit zu messen, angeordnet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Abtasteinheit 790 beschrieben, sodass sie eine Temperatur und Feuchtigkeit abtastet beziehungsweise erfasst, um eine Farbtemperatur zu steuern, das vorliegenden erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Abtasteinheit 790 einen Bewegungssensor und einen Beleuchtungssensor zum Abtasten einer Bewegung eines Verwenders und einer Beleuchtungsintensität aufweisen. Hier kann das Beleuchtungssystem eingestellt sein, sodass es eine Steueroperation des Abschaltens der Lichtquelleneinheit durchführt, wenn eine Bewegung eines Verwenders für eine vorgewählte Zeitdauer nicht erfasst wird. Ebenso kann das Beleuchtungssystem 7000 einen Wert, welcher durch den Beleuchtungssensor abgetastet wird, mit einem vorbestimmten Beleuchtungswert vergleichen und eine Steueroperation durchführen, um eine erwünschte Intensität der Beleuchtung auszugeben.
Ein anderes Beispiel des Beleuchtungssystems, welches wie beschrieben gesteuert werden kann, wird im Detail unter Bezugnahme auf die 30 bis 33 beschrieben werden.
<Zweites Anwendungsbeispiel der Beleuchtungsvorrichtung auf ein Beleuchtungssystem>
30 ist ein Blockschaltbild, welches schematisch ein Beleuchtungssystem 8000 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht, und 31 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000, welches in 30 veranschaulicht ist, veranschaulicht.
Zuerst weist unter Bezugname auf 30 das Beleuchtungssystem 8000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die externe Leistungsquelle 10, das Stabilisiervorschaltgerät 20, welches mit der externen Leistungsquelle 10 verbunden ist und die Beleuchtungsvorrichtung 700 auf, welche bei einem Empfang von Leistung von dem Stabilisiervorschaltgerät 20 betrieben wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung 700 weist die Lichtquelleneinheit 740 und die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 auf. Hier kann die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung 100 mit dem Stabilisiervorschaltgerät 20 derart verbunden sein, dass es eine Lichtquellenbetriebsleistung an die Lichtquelleneinheit 740 anlegen kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Beleuchtungsvorrichtung 700 weiterhin die Abtasteinheit 790 und den Controller 780 aufweisen. Hier kann die Abtasteinheit 790 den Bewegungssensor 793 und/oder den Beleuchtungssensor 794 aufweisen.
Hierin nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystems 8000 unter Bezugname auf 31 beschrieben werden.
Zuerst tastet der Bewegungssensor 793 eine Bewegung eines Verwenders oder eine Bewegung der Beleuchtungsvorrichtung ab und gibt ein Betriebssignal aus (S 110). Das Betriebssignal kann ein Signal zum Aktivieren einer Gesamtleistung sein. Wenn nämlich eine Bewegung des Verwenders oder der Beleuchtungsvorrichtung abgetastet wird, gibt der Bewegungssensor 793 ein Betriebssignal an den Controller 780 aus.
Als Nächstes wird basierend auf dem Betriebssignal eine Intensität der Beleuchtung eines umgebenden Umfeldes gemessen und ein Beleuchtungsintensitätswert wird ausgegeben (S 120). Wenn das Betriebssignal an den Controller 780 angelegt wird, gibt der Controller 780 ein Signal an den Beleuchtungssensor 794 aus und der Beleuchtungssensor 794 misst dann eine Intensität der Beleuchtung des umgebenden Umfeldes. Der Beleuchtungssensor 794 gibt den gemessenen Beleuchtungsintensitätswert des umgebenden Umfeldes an den Controller 780 aus. Danach wird gemäß dem Beleuchtungsintensitätswert bestimmt, ob die Beleuchtungsvorrichtung anzuschalten ist, und die Beleuchtungsvorrichtung emittiert Licht gemäß der Bestimmung.
Als Erstes wird der Beleuchtungsintensitätswert mit einem vorgewählten Wert für eine Bestimmung verglichen (S 130). Wenn der Beleuchtungsintensitätswert dem Controller 780 zugeführt wird, vergleicht der Controller 780 den empfangenen Beleuchtungsintensitätswert mit einem gespeicherten vorgewählten Wert und bestimmt, ob der erstere niedriger als der letztere ist. Hier ist der vorgewählte Wert ein Wert zum Bestimmen, ob die Beleuchtungsvorrichtung anzuschalten ist. Beispielsweise kann der vorgewählte Wert ein Beleuchtungsintensitätswert sein, bei welchem ein Verwender eine Schwierigkeit beim Erkennen eines Objekts mit dem bloßen Auge haben kann oder einen Fehler in einer bestimmten Situation, beispielsweise in einer Situation, in welcher der Sonnenuntergang beginnt, machen kann.
Wenn der Beleuchtungsintensitätswert, welcher durch den Beleuchtungssensor 794 gemessen wird, höher ist als der vorgewählte Wert, wird keine Beleuchtung benötigt, und so schaltet der Controller 780 das gesamte System ab.
Indes wird, wenn der Beleuchtungsintensitätswert, welcher durch den Beleuchtungssensor 794 gemessen wird, niedriger ist als der vorgewählte Wert, eine Beleuchtung benötigt, und so gibt der Controller 780 ein Signal an die Lichtquelleneinheit 740 aus und die Lichtquelleneinheit 740 emittiert Licht (S 140).
32 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht. Hierin nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts beschrieben werden. Dieselbe Prozedur wie diejenige des Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems, wie sie oben stehend unter Bezugname auf 31 beschrieben ist, wird jedoch ausgelassen werden.
Wie in 32 veranschaulicht ist, kann in dem Falle des Verfahrens zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Intensität von Lichtemissionen der Beleuchtung gemäß einem Beleuchtungsintensitätswert eines umgebenden Umfelds reguliert werden.
Wie oben stehend beschrieben ist, gibt der Beleuchtungssensor 794 einen Beleuchtungsintensitätswert an den Controller 780 aus (S 220). Wenn der Beleuchtungsintensitätswert niedriger ist als ein vorgewählter Wert (S 230), bestimmt der Controller 780 einen Bereich des Beleuchtungsintensitätswerts (S 240-1). Der Controller 780 hat einen Bereich von unterteilten Beleuchtungsintensitätswerten, basierend auf welchen der Controller 780 den Bereich des gemessenen Beleuchtungsintensitätswerts bestimmt.
Als Nächstes bestimmt, wenn der Bereich des Beleuchtungsintensitätswerts bestimmt ist, der Controller 780 eine Intensität von Lichtemissionen der Lichtquelleneinheit (S 240-2) und demgemäß emittiert die Lichtquelleneinheit 740 Licht (S 240-3). Die Intensität von Lichtemissionen kann gemäß dem Beleuchtungsintensitätswert unterteilt sein, und hier variiert der Beleuchtungsintensitätswert gemäß dem Wetter, der Zeit und dem umgebenden Umfeld, und so kann die Intensität der Beleuchtung ebenfalls reguliert werden. Durch ein Regulieren der Intensität der Lichtemission gemäß dem Bereich des Beleuchtungsintensitätswerts kann eine Leistungsverschwendung verhindert werden und eine Verwenderaufmerksamkeit kann zu deren Umfeld beziehungsweise Umgebung gezogen werden.
33 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts veranschaulicht. Hierin nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden erfinderischen Konzepts beschrieben werden. Dieselbe Prozedur jedoch, wie diejenige des Verfahrens zum Steuern eines Beleuchtungssystems, wie sie oben stehend unter Bezugname auf die 31 und 32 beschrieben ist, wird ausgelassen werden.
Das Verfahren zum Steuern des Beleuchtungssystem 8000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist weiterhin die Operation S 350 des Bestimmens, ob eine Bewegung eines Verwenders oder der Beleuchtungsvorrichtung aufrecht erhalten wird, wenn die Lichtquelleneinheit 740 Licht emittiert, und des Bestimmens, ob die Lichtemissionen aufrecht zu erhalten sind, auf.
Zuerst kann, wenn die Lichtquelleneinheit 740 beginnt, Licht zu emittieren, die Beendigung der Lichtemission bestimmt werden basierend darauf, ob sich der Verwender bewegt. Hier kann, wenn eine Bewegung eines Verwenders für mehr als eine vorgewählte Zeitdauer nicht erfasst beziehungsweise abgetastet wird, die Bewegung des Verwenders bestimmt werden, als dass der Verwender schläft, fort ist oder dergleichen, und demnach ist die Beleuchtungsfunktion nicht nötig.
Ob die Lichtemissionen aufrecht zu erhalten sind, wird durch den Bewegungssensor 793 demgemäß bestimmt, ob eine Bewegung des Verwenders oder der Beleuchtungsvorrichtung abgetastet wird. Wenn eine Bewegung des Verwenders kontinuierlich durch den Bewegungssensor 793 abgetastet wird, wird die Beleuchtungsintensität wiederum gemessen und es wird bestimmt, ob die Lichtemission aufrecht zu erhalten ist. Indes wird, wenn eine Bewegung nicht abgetastet wird, das System abgeschaltet.
Gemäß dem Beleuchtungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, obwohl der Verwender keine An-Aus-Operation durchführt, durch ein Austauschen interaktiver Informationen mit dem Verwender bestimmt werden, ob die Lichtquelleneinheit anzuschalten ist.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Kommunikationsmodul integral mit der Abtasteinheit modularisiert sein. Zurückverweisend auf 30 weist das Beleuchtungssystem 8000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Kommunikationsmodul 795 auf. Das Kommunikationsmodul 795 kann ein Funksignal empfangen, welches hinsichtlich des Betriebs der Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen ist. Hier kann der Controller 780 eine Operation beziehungsweise einen Betrieb der Lichtquelleneinheit 740 beim Empfangen eines Signals von dem Kommunikationsmodul 795 steuern.
Das Kommunikationsmodul 795 kann integral mit der Abtasteinheit 790 modularisiert sein, das vorliegende erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt und das Kommunikationsmodul 795 kann getrennt entfernt von der Abtasteinheit 790 implementiert sein.
Das Kommunikationsmodul 795 kann beispielsweise ein ZigBee-Modul sein. Für eine drahtlose Haushaltskommunikation kann ein Signal von der Beleuchtungsvorrichtung 700 an Haushaltsvorrichtungen wie beispielsweise eine Garagentüröffnungs- und -schließvorrichtung, eine Heimanwendung, ein Mobiltelefon, einen TV, einen Router, einen allgemeinen Beleuchtungsschalter und dergleichen über einen Gateway-Hub übertragen werden, wodurch die Haushaltsvorrichtungen gesteuert werden können. Ebenso kann die Beleuchtungsvorrichtung 700 durch Signale von den Haushaltsvorrichtungen gesteuert werden. Demnach können die Haushaltsvorrichtungen auch ein Kommunikationsmodul für eine drahtlose Kommunikation wie beispielsweise ZigBee und/oder WiFi aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform können Kommunikationen direkt mit den Haushaltsvorrichtungen ohne den Gateway-Hub durchgeführt werden.
Ebenso kann die Beleuchtungsvorrichtung 700 einen Typ eines Kanals oder Programms des TV in Ausstrahlung (welche gegenwärtig ausgestrahlt oder gesendet wird) erfassen, oder eine Helligkeit des Bildschirms des TV erfassen, und eine Helligkeit der Beleuchtungsvorrichtung 700 kann automatisch entsprechend gesteuert werden. Beispielsweise wird, wenn eine TV-Show oder dergleichen übertragen wird und eine verdunkelte beziehungsweise gedimmte Atmosphäre benötigt wird, ein Farbgefühl beziehungsweise eine Farbbedeutung der Beleuchtungsvorrichtung 700 derart gesteuert, dass eine Farbtemperatur auf unter 12000 K gemäß der Atmosphäre verringert wird. Umgekehrt wird in dem Fall einer leichten Atmosphäre wie beispielsweise einem leichten Entertainment TV-Programm eine Farbtemperatur der Beleuchtung der Beleuchtungsvorrichtung 700 auf über 12000 K erhöht, um eine weiße Beleuchtung basierend auf einer blauen Farbe vorzusehen.
Wie oben stehend erläutert ist, kann gemäß Ausführungsformen des vorliegenden erfinderischen Konzepts die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung, welche direkt kompatibel mit einem Stabilisiervorschaltgerät ist durch ein Aufweisen von elektrischen Charakteristiken ähnlich zu denjenigen einer fluoreszierenden Lampe erhalten werden.
Ebenso kann eine Beleuchtungsvorrichtung, welche die vorangehende Lichtquellen-Betriebsvorrichtung hat, erhalten werden.
Vorteile und Effekte des vorliegenden erfinderischen Konzepts sind nicht auf die vorangehenden Inhalte beschränkt und beliebige andere technischen Effekte, welche hierin nicht erwähnt sind, können leicht durch einen Fachmann aus der vorangehenden Beschreibung verstanden werden.
Während das vorliegende erfinderische Konzept in Verbindung mit den Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, wird es für Fachleute offensichtlich sein, dass Abwandlungen und Variationen ohne ein Verlassen des Gedankens und Umfangs der Erfindung wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, getätigt werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2012-0106041 [0001]
KR 10-2013-0032811 [0001]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (700), die Folgendes aufweist: eine Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600); und eine Lichtquelleneinheit (740), welche wenigstens eine Leuchtdiode (LED) (741) hat, welche eine Lichtquellenbetriebsleistung von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) empfängt, wobei die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) Folgendes aufweist: eine Transformatoreinheit (110), welche einen Primärwicklungsteil (111), welcher einen ersten und einen zweiten externen Eingangsanschluss (111a, 111b) aufweist, welche externe Leistung von einem Stabilisiervorschaltgerät (20) empfangen, und eine Spule (Co1), welche ein Impedanzniveau hat, welches gewählt ist, um es zu ermöglichen, dass das Stabilisiervorschaltgerät (20) eine normale Leistungsmenge ausgibt, und einen Sekundärwicklungsteil (112) aufweist, welcher elektromagnetisch mit dem Primärwicklungsteil (111) gekoppelt ist, um die angelegte externe Leistung zu transformieren; eine Gleichrichterdiode (120), welche die Ausgangsleistung von dem Sekundärwicklungsteil (112) der Transformatoreinheit (110) gleichrichtet; eine Filtereinheit (140), welche einen Eingangsanschluss (140c) und einen Ausgangsanschluss (140d) hat, welcher die Lichtquellenbetriebsleistung ausgibt, welche gleichgerichtete Leistung, welche von der Gleichrichterdiode (120) an den Eingangsanschluss (140c) davon angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode (120) angeschaltet ist, an den Ausgangsanschluss (140d) davon liefert und eine Teilmenge der gleichgerichteten Leistung speichert; und eine Verhinderungseinheit (130) für einen offenen Kreis, welche einen geschlossenen Kreis für die Filtereinheit (140) vorsieht, derart, dass Leistung, welche in der Filtereinheit (140) gespeichert ist, an den Ausgangsanschluss (140d) angelegt wird, wenn die Gleichrichterdiode (120) abgeschaltet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, wobei ein Impedanzniveau der Spule (Co1), das so gewählt ist, dass es dem Stabilisiervorschaltgerät (20) erlaubt, eine normale Leistungsmenge auszugeben, durch eine Verwendung von Gleichung 1 erhalten wird: [Gleichung 1]
wobei V_lamp eine Spannung ist, welche ausgegeben wird, wenn das Stabilisiervorschaltgerät (20) in einem Zustand des Ausgebens normaler Leistung ist, und I_lamp ein Strom ist, welcher ausgegeben wird, wenn das Stabilisiervorschaltgerät (20) in einem Zustand des Ausgebens normaler Leistung ist.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, wobei die Impedanz der Spule (Co1) von ungefähr 700 Ω bis ungefähr 800 Ω reicht.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, wobei die Filtereinheit (140) ein Tiefpassfilter (LPF) ist.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, wobei die Verhinderungseinheit (130) für einen offenen Kreis eine Freilaufdiode aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelleneinheit (740) weißes Licht emittiert, das weiße Licht zwei oder mehr Peakwellenlängen hat und eine Farbtemperatur des weißen Lichts von ungefähr 2000 K bis ungefähr 20000 K reicht.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: wenigstens eines einer Abtasteinheit (790), welche wenigstens einen eines Temperatursensors (791), eines Feuchtigkeitssensors (792), eines Bewegungssensors (793) und eines Beleuchtungssensors (794) aufweist; ein Kommunikationsmodul (795), welches drahtlos ein Signal empfängt, welches hinsichtlich des Betriebs der Beleuchtungsvorrichtung (700) von außerhalb vorgesehen ist; und einen Controller (780), welcher Leistung, welche an die Lichtquelleneinheit (740) von der Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) beim Empfangen eines Signals von wenigstens einer der Abtasteinheit (790) und des Kommunikationsmoduls (795) angelegt wird, steuert.
Beleuchtungsvorrichtung (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiterhin aufweisend: einen Sockel (710), welcher einen Eingangsanschluss aufweist, welcher externe Leistung von dem Stabilisiervorschaltgerät (20) empfängt; ein Gehäuse (730), welches an den Sockel (710) gekoppelt ist; eine Platte (720), welche innerhalb des Gehäuses (730) installiert ist, und die Lichtquellen-Betriebsvorrichtung (100, 200, 300, 400, 500, 600) aufweist; und wobei die Lichtquelleneinheit (740) an der Platte (720) angebracht ist.