DE102015113640A1 - Licht emittierende Vorrichtung und Leuchtvorrichtung - Google Patents

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Atsuyoshi Ishimori
Toshifumi Ogata
Masumi Abe
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Abstract

Licht-emittierende Einrichtung (10) enthaltend: Substrat (11); LED-Chips (12) auf Substrat (11); Dichtungs-Element (13) zum Abdichten der LED-Chips (12); Puffer-Schicht (14) auf dem Substrat (11); und Sperr-Material (15) auf der oberen Fläche der Puffer-Schicht (14), zum Zurückhalten des Dichtungs-Elements (13), wobei die Haftkraft der Puffer-Schicht (14) zu dem Substrat (11) und die Haftkraft des Sperr-Materials (15) zu der Puffer-Schicht (14) höher sind als die Haftkraft des Sperr-Materials (15) zu dem Substrat (11).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Licht-emittierende Einrichtung, in der Licht-emittierende Elemente auf einem Substrat befestigt sind, und eine Beleuchtungs-Einrichtung unter Verwendung der Licht-emittierenden Einrichtung.
  • 2. Beschreibung des technischen Gebiets
  • Ein Licht-emittierendes Halbleiter-Bauelement, wie eine Licht-emittierende Diode (LED), wird weitgehend als eine sehr effiziente, Raum-sparende Lichtquelle in verschiedenen Beleuchtungs-Einrichtungen für Beleuchtungs-Anwendungen, Anzeige-Anwendungen usw. eingesetzt.
  • Bekannt ist auch eine Licht-emittierende Einrichtung (ein Licht-emittierendes Modul), bei der eine Mehrzahl von LEDs, die auf einem Substrat befestigt sind, von einem Licht-reflektierten Harz (hierin anschließend auch als ein Sperr-Material bezeichnet) umschlossen sind, (siehe zum Beispiel Japanische ungeprüfte veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2009-182307 und WO2011/129203 ).
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • In einer solchen, wie vorstehend beschriebenen, Licht-emittierenden Einrichtung kann das Sperr-Material auf dem Substrat von dem Substrat abplatzen. Daher ist es eine Herausforderung das Abplatzen des Sperr-Materials zu unterdrücken, um die Zuverlässigkeit der Licht-emittierenden Einrichtung zu steigern.
  • Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Licht-emittierende Einrichtung, welche das Abplatzen eines Sperr-Materials unterdrückt und eine Beleuchtungs-Einrichtung unter Verwendung der Licht-emittierenden Einrichtung bereit.
  • Eine Licht-emittierende Einrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält: ein Substrat; ein Licht-emittierendes Element auf dem Substrat; ein Dichtungs-Element zum Abdichten des Licht-emittierenden Elements; eine Puffer-Schicht auf dem Substrat; und ein Sperr-Material auf einer oberen Fläche der Puffer-Schicht zum Zurückhalten des Dichtungs-Elements, wobei die Haftkraft der Puffer-Schicht zu dem Substrat und die Haftkraft des Sperr-Materials zu der Puffer-Schicht höher sind, als die Haftkraft des Sperr-Materials zu dem Substrat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Licht-emittierende Einrichtung, bei der das Abplatzen eines Sperr-Materials unterdrückt wird, und eine Beleuchtungs-Einrichtung unter Verwendung der Licht-emittierenden Einrichtung geschaffen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine äußere perspektivische Ansicht einer Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1;
  • 2 ist eine Draufsicht auf die Licht-emittierende Einrichtung gemäß Ausführungsform 1;
  • 3 ist eine Draufsicht, die die innere Struktur der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
  • 4 ist eine Schnittzeichnung der Licht-emittierenden Einrichtung, genommen entlang A-A in 2;
  • 5 ist eine Schnittzeichnung der Licht-emittierenden Einrichtung, genommen entlang B-B in 2;
  • 6 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zur Herstellung der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1 veranschaulicht;
  • 7 zeigt Schnittdarstellungen, die das Verfahren zur Herstellung der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1 veranschaulichen;
  • 8 ist eine Schnittdarstellung einer Beleuchtungs-Einrichtung gemäß Ausführungsform 2 und
  • 9 ist eine äußere perspektivische Ansicht der Beleuchtungs-Einrichtung und ihrer peripheren Komponenten gemäß Ausführungsform 2.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN IM EINZELNEN
  • Hierin anschließend werden eine Licht-emittierende Einrichtung usw. gemäß beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen dienen jeweils der allgemeinen und speziellen Erläuterung. Werte, Formen, Materialien, Komponenten und Anordnung und Anschluss zwischen den Komponenten, Schritte und die Reihenfolge der Schritte, die in den nachstehenden beispielhaften Ausführungsformen dargestellt werden, sind nur erläuternd und nicht vorgesehen, die vorliegende Erfindung zu begrenzen. Deshalb werden unter den Komponenten in den nachstehenden beispielhaften Ausführungsformen, Komponenten, die nicht in einem der unabhängigen Ansprüche angeführt werden, welche das Konzept auf oberster Ebene der vorliegenden Erfindung anzeigen, als beliebige Komponenten beschrieben.
  • Figuren sind schematische Ansichten bzw. Darstellungen und erläutern die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise genau. In den Figuren werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um im Wesentlichen die gleiche Konfiguration zu bezeichnen und daher kann eine doppelte Beschreibung weggelassen oder vereinfacht werden.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 1
  • [Konfiguration der Licht-emittierenden Einrichtung]
  • Zuerst wird eine Konfiguration einer Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1 mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine äußere perspektivische Ansicht der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1. 2 ist eine Draufsicht der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1. 3 ist eine Draufsicht, die die innere Struktur der Licht-emittierenden Einrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt. 4 ist eine Schnittzeichnung der Licht-emittierenden Einrichtung, genommen entlang A-A in 2. 5 ist eine Schnittzeichnung der Licht-emittierenden Einrichtung, genommen entlang B-B in 2. Es sollte angemerkt werden, dass 3 eine Draufsicht der Licht-emittierenden Einrichtung ist, von welcher Dichtungs-Element 13 und Sperr-Material 15 in 2 ausgeschlossen sind, die die innere Struktur, wie eine Anordnung von LED-Chips 12 und ein Verbindungs-Muster, zeigt.
  • Wie in 1 bis 5 dargestellt, enthält Licht-emittierende Einrichtung 10 gemäß Ausführungsform 1 Substrat 11, eine Mehrzahl von LED-Chips 12, Dichtungs-Element 13, Puffer-Schicht 14 und Sperr-Material 15.
  • Licht-emittierende Einrichtung 10 ist, was als ein COB (chip-on-board) LED-Modul bekannt ist, wobei LED-Chips 12 direkt auf Substrat 11 befestigt sind.
  • Substrat 11 weist einen Verbindungs-Bereich auf, in dem Leitung 16 eingeschlossen ist. Leitung 16 (und Elektroden 16a und 16b) ist eine Metall-Leitung zum Versorgen von LED-Chips 12 mit Energie. Substrat 11 ist zum Beispiel ein Metall-Basis-Substrat oder ein keramisches Substrat. Alternativ kann Substrat 11 ein Harz-Substrat, basierend auf einem Harz, sein.
  • Wenn Substrat 11 ein keramisches Substrat ist, ist das keramische Substrat ein Aluminiumoxid-Substrat, umfassend Aluminiumoxid (Tonerde)- oder ein Aluminiumnitrid-Substrat, umfassend Aluminiumnitrid oder dergleichen. Wenn Substrat 11 ein Metall-Basis-Substrat ist, ist das Metall-Basis-Substrat ein Aluminium-Legierungs-Substrat, ein Eisen-Legierungs-Substrat, ein Kupfer-Legierungs-Substrat oder dergleichen, welches zum Beispiel einen auf seiner Fläche gebildeten isolierenden Film aufweist. Wenn Substrat 11 ein Harz-Substrat ist, ist das Harz-Substrat zum Beispiel ein Glas-Epoxy-Substrat, umfassend Glasfaser und ein Epoxid-Harz.
  • Beispielsweise kann Substrat 11 eines sein, das einen hohen optischen Reflexionsgrad (z. B. optischen Reflexionsgrad von 90% oder höher) aufweist. Substrat 11 mit hohem optischen Reflexionsgrad kann durch LED-Chips 12 von der Fläche von Substrat 11 emittiertes Licht reflektieren. Im Ergebnis wird die Effizienz der Licht-emittierenden Einrichtung 10 beim Extrahieren von Licht verstärkt. Beispiele für ein solches Substrat schließen ein weißes keramisches Substrat, basierend auf Aluminiumoxid, ein.
  • Alternativ kann Substrat 11 ein durchscheinendes Substrat mit hoher Lichtdurchlässigkeit sein. Beispiele für ein solches Substrat schließen ein durchscheinendes keramisches Substrat, umfassend polykristallines Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, ein transparentes Glas-Substrat, umfassend Glas, ein Quarz-Substrat, umfassend Quarz, ein Saphir-Substrat, umfassend Saphir, und ein transparentes Harz-Substrat, umfassend ein transparentes Harzmaterial, ein.
  • Obwohl Substrat 11 in einer rechtwinkligen Form in Ausführungsform 1 gebildet wird, kann es in jeder anderen Form, wie eine Kreis-Form, gebildet werden.
  • LED-Chip 12 ist beispielsweise von einem Licht-emittierenden Element, und ist ein blauer LED-Chip, der blaues Licht emittiert. LED-Chip 12 ist zum Beispiel ein Galliumnitrid-basierter LED-Chip, umfassend InGaN-basiertes Material, mit einer Mittel-Wellenlänge (einer Spitzen-Wellenlänge vom Emissions-Spektrum) von 430 nm oder größer und 480 nm oder weniger.
  • Eine Mehrzahl von Leitungen der Licht-emittierenden Elemente, wobei jedes Element von LED-Chip 12 konfiguriert ist, wird auf Substrat 11 abgeschieden. Wie in 3 dargestellt, werden strukturell sieben Leitungen von Licht-emittierenden Elementen auf Substrat 11 abgeschieden, sodass sie einer Kreisform entsprechen.
  • Fünf Leitungen von Licht-emittierenden Elementen, wobei jede Leitung zwölf LED-Chips 12 einschließt, die in Reihe geschaltet sind, werden elektrisch auf Substrat 11 abgeschieden. Die fünf Leitungen von Licht-emittierenden Elementen sind parallel geschaltet und emittieren Licht, wenn Energie zwischen Elektrode 16a und Elektrode 16b zugeführt wird.
  • Darüber hinaus wird, obwohl nicht im Einzelnen dargestellt, eine Chip-to-Chip-Verbindung, hauptsächlich durch Bonddrähte 17 zwischen LED-Chips 12, die in Reihe angeschlossen sind (einige von LED-Chips 12 sind durch Leitung 16 angeschlossen) aufgebaut. Vorstehend beschriebene Bonddrähte 17 und Leitung 16 und Elektroden 16a und 16b schließen metallische Materialien ein, umfassend zum Beispiel Gold (Au), Silber (Ag), Kupfer (Cu) oder dergleichen.
  • Dichtungs-Element 13 dichtet LED-Chips 12, Bonddrähte 17 und Leitung 16 ab. Dichtungs-Element 13 enthält insbesondere ein durchscheinendes Harzmaterial, umfassend gelbe Phosphor-Teilchen als ein Wellenlängen-Umwandlungsmaterial. Das durchscheinende Harzmaterial ist zum Beispiel ein Silicon-Harz, kann jedoch zum Beispiel ein Epoxid-Harz oder ein Harnstoff-Harz sein. Gelbe Phosphor-Teilchen sind zum Beispiel Yttrium-Aluminium-Granat(YAG)-basierte Phosphor-Teilchen.
  • Demgemäß wird ein Teil von durch LED-Chips 12 emittiertem blauem Licht durch die in Dichtungs-Element 13 enthaltenen gelben Phosphor-Teilchen bezüglich der Wellenlänge in gelbes Licht umgewandelt. Dann werden ein Teil von blauem Licht, das durch die gelben Phosphor-Teilchen nicht absorbiert wurde und das durch die Wellenlängen-Umwandlung durch die gelben Phosphor-Teilchen erhaltene gelbe Licht verteilt und in Dichtungs-Element 13 vermischt. Dies erlaubt Dichtungs-Element 13, weißes Licht zu emittieren. Dichtungs-Element 13 dient auch zum Schutz von LED-Chips 12 und Bonddrähten 17 Feuchtigkeit, äußere Krafteinwirkung, usw. abzuwehren.
  • Puffer-Schicht 14 ist eine darunter liegende Schicht, welche auf Substrat 11 gebildet wird, um Sperr-Material 15 zu bilden. In Ausführungsform 1 ist Puffer-Schicht 14 eine Glas-beschichtete Schicht, die durch Beschichten von Substrat 11 mit Glas gebildet wird. In anderen Worten umfasst Puffer-Schicht 14 ein Glas-Material.
  • In Ausführungsform 1 wird Puffer-Schicht 14 über einem Verbindungs-Bereich und einen Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich verschieden ist, gebildet. Daher weist Substrat 11 einen Teil auf (dargestellt in 4), auf welchem Puffer-Schicht 14 über dem Verbindungs-Bereich (Leitung 16) gebildet ist und einen Teil (dargestellt in 5), auf welchem Puffer-Schicht 14 direkt gebildet ist.
  • Puffer-Schicht 14 deckt das im Wesentlichen ringförmige Muster von Leitung 16 um die Mehrzahl von LED-Chips 12 ab. In anderen Worten wird Puffer-Schicht 14 in einer Ring-Form, die die Mehrzahl von LED-Chips 12 umschließt, gebildet, wenn von oben betrachtet. Es sollte angemerkt werden, dass Puffer-Schicht 14 in einer Ring-Form mit einem rechteckigen Umriss gebildet werden kann.
  • Puffer-Schicht 14 weist eine Dicke von etwa 5 μm bis etwa 50 μm auf. Es sollte angemerkt werden, dass je größer die Dicke der Puffer-Schicht 14 ist, umso geringer die Menge des verwendeten Materials ist, um Sperr-Material 15 zu bilden.
  • In Ausführungsform 1 ist die obere Fläche von Puffer-Schicht 14 (die Fläche, auf welcher Sperr-Material 15 gebildet wird) eine im Wesentlichen ebene Fläche. Puffer-Schicht 14 wird so gebildet, dass sie auf der oberen Fläche eine Flächen-Rauigkeit höher als Substrat 11 aufweist. Die Flächen-Rauigkeit wird zum Beispiel durch arithmetische Mittel-Werte von jeweiligen Parametern, wie arithmetische Mittel-Rauigkeit (Ra), Maximum-Höhe (Ry), Zehn-Punkte-Mittel-Rauigkeit (Rz), mittlere Beabstandung von Profil-Unregelmäßigkeiten (Sm), mittlere Beabstandung von örtlichen Spitzen des Profils (S) und Profil-tragendes Längen-Verhältnis (tp) bestimmt.
  • Puffer-Schicht 14 ist eine Merkmals-Komponente von Licht-emittierender Einrichtung 10. Durch Licht-emittierende Einrichtung 10, einschließlich Puffer-Schicht 14, erhaltene vorteilhafte Effekte werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.
  • Sperr-Material 15 wird zum Zurückhalten von Dichtungs-Element 13 auf der oberen Fläche von Puffer-Schicht 14 abgeschieden.
  • Sperr-Material 15 umfasst zum Beispiel ein wärmehärtendes Harz, ein thermoplastisches Harz oder dergleichen, welches Isolierungseigenschaften aufweist. Insbesondere umfasst Sperr-Material 15 ein Silicon-Harz, ein phenolisches Harz, ein Epoxid-Harz, ein BT-Harz, PPA oder dergleichen.
  • Wünschenswerterweise weist Sperr-Material 15 einen optischen Reflexionsgrad zum Verstärken der Effizienz von Licht-emittierender Einrichtung 10 beim Extrahieren von Licht auf. Daher wird ein weiß-gefärbtes Harz (was als ein weißes Harz bekannt ist) als Sperr-Material 15 in Ausführungsform 1 verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass zum Verstärken des optischen Reflexionsgrads von Sperr-Material 15 Sperr-Material 15 Teilchen von TiO2, Al2O3, ZrO2, MgO usw. einschließen kann.
  • In Licht-emittierender Einrichtung 10 wird Sperr-Material 15 in einer ringförmigen Umschließung um die Mehrzahl von LED-Chips 12 gebildet, wenn von oben betrachtet. Dies erreicht Verstärkung der Effizienz von Licht-emittierender Einrichtung 10 beim Extrahieren von Licht. Es sollte angemerkt werden, dass Sperr-Material 15 in einer Ringform mit einem rechtwinkligen Umriss, wie bei Puffer-Schicht 14, gebildet werden kann.
  • [Verfahren zur Herstellung einer Licht-emittierenden Einrichtung]
  • Nun wird ein Verfahren zur Herstellung von Licht-emittierender Einrichtung 10 beschrieben. 6 ist ein Ablaufplan, der das Verfahren zur Herstellung von Licht-emittierender Einrichtung 10 veranschaulicht. 7 zeigt Schnittzeichnungen, die das Verfahren zur Herstellung der Licht-emittierenden Einrichtung 10 veranschaulichen. 7 zeigt Schnittzeichnungen von Licht-emittierender Einrichtung 10, genommen entlang B-B in 2.
  • Zuerst wird, wie in (a) und (b) von 7 veranschaulicht, Puffer-Schicht 14 auf Substrat 11 (S11) gebildet. Hierbei wird Puffer-Schicht 14 insbesondere wie nachstehend gebildet.
  • Zuerst wird pulverförmiges Fritteglas (zerkleinertes Glas) zu einem Lösungsmittel gegeben und verknetet, um zum Bilden von Puffer-Schicht 14 eine Paste herzustellen.
  • Nun wird die Paste zum Bilden von Puffer-Schicht 14 in einer vorbestimmten Form auf einen vorbestimmten Ort auf Substrat 11 gedruckt. In Ausführungsform 1 wird die Paste zu einer ringförmigen Umschließung um die Mehrzahl von LED-Chips 12 gedruckt. Es sollte angemerkt werden, dass die Paste zum Bilden von Puffer-Schicht 14 aufgetragen werden kann, anstatt gedruckt zu werden.
  • Nun wird Substrat 11 mit der Paste zum Bilden der darauf bedruckten Puffer-Schicht 14 gebrannt. Wenn Substrat 11 gebrannt wird, wird die Glasfritte in der Paste zum Bilden der Puffer-Schicht 14 erweichen, wobei sie als Puffer-Schicht 14, auf Substrat 11 und Leitung 16 einen gesinterten Glasfilm bildet.
  • Nachdem Puffer-Schicht 14 gebildet ist, wird Sperr-Material 15 auf der oberen Fläche von Puffer-Schicht 14 gebildet, wie in (c) von 7 (S12) veranschaulicht. Sperr-Material 15 wird in Ring-Form, wie bei Puffer-Schicht 14, gebildet. Sperr-Material 15 wird unter Verwendung eines Dispensers bzw. Spenders, der ein weißes Harz ausgibt, gebildet.
  • Nun wie in (d) von 7 veranschaulicht, wird die Mehrzahl von LED-Chips 12 auf Substrat 11 (S13) befestigt. LED-Chips 12 werden Matrizen-geklebt unter Verwendung eines Matrizen-Klebstoffs oder dergleichen, um dieselben zu befestigen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Mehrzahl von LED-Chips 12 durch Bonddrähte 17 und Leitung 16 elektrisch miteinander verbunden.
  • Dann wird, wie in (e) von 7 veranschaulicht, der Bereich, umschlossen von dem Sperr-Material 15, mit Dichtungs-Element 13 gefüllt (S14) (aufgetragen). Insbesondere wird der Bereich, umschlossen von Sperr-Material 15, mit dem durchscheinenden gelbe Phosphor-Teilchen umfassenden Harzmaterial gefüllt und zum Beispiel durch Erhitzen oder Aussetzen von Licht-Strahlung gehärtet.
  • [Wirkungen]
  • In Licht-emittierender Einrichtung 10 wird Puffer-Schicht 14 bereitgestellt, auf welcher Sperr-Material 15 bereitgestellt wird.
  • Im Fall, wenn Puffer-Schicht 14 nicht in Licht-emittierender Einrichtung 10 enthalten ist, wird Sperr-Material 15 über Substrat 11 und Leitung 16 gebildet. In einem solchen Fall wird eine Grenzfläche zwischen Sperr-Material 15 und Substrat 11 und zwischen Sperr-Material 15 und Leitung 16 gebildet. In anderen Worten werden zwei Grenzflächen gebildet und daher wird Sperr-Material 15 wahrscheinlich Grenzflächen-Ablösung verursachen. Es sollte angemerkt werden, dass Scherprüfung auf Sperr-Material 15 von Licht-emittierender Einrichtung 10, die Puffer-Schicht 14 nicht enthält, zeigt, dass Sperr-Material 15 Grenzflächen-Ablösung verursacht, anstatt kohäsiv nachzulassen.
  • Im Gegensatz dazu wird in Licht-emittierender Einrichtung 10, da Sperr-Material 15 auf der oberen Fläche von Puffer-Schicht 14 gebildet ist, nur eine Grenzfläche gebildet. In anderen Worten kann die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14 erhöht werden, höher als die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Substrat 11. Insbesondere erhöht das Erhöhen der Flächen-Rauigkeit von der oberen Fläche von Puffer-Schicht 14, höher als die Flächen-Rauigkeit von der oberen Fläche von Substrat 11, weiterhin die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14. Die Haftkraft (Adhäsion) ist ein Parameter, wiedergegeben in N/m, und kann über Stud-Pull-Test, Sturz-Test, Ritzversuch usw. gemessen werden.
  • Zusätzlich ist, wie vorstehend beschrieben, Puffer-Schicht 14 die Glas-beschichtete Schicht und daher ist die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an Substrat 11 hoch. Im Ergebnis ist es weniger wahrscheinlich, dass Puffer-Schicht 14 von Substrat 11 abplatzt als Sperr-Material 15, das direkt auf Substrat 11 gebildet wurde.
  • Zusammenfassend sind in Licht-emittierender Einrichtung 10 die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an Substrat 11 und die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14 höher als die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Substrat 11. Dies erlaubt Licht-emittierender Einrichtung 10, das Abplatzen von Sperr-Material 15 zu unterdrücken.
  • Obwohl in Licht-emittierender Einrichtung 10 Puffer-Schicht 14 über den Verbindungs-Bereich und dem Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich auf Substrat 11 verschieden ist, gebildet wird, sollte angemerkt werden, dass Puffer-Schicht 14 zumindest auf dem Verbindungs-Bereich gebildet werden kann.
  • Wenn Sperr-Material 15 direkt auf dem Verbindungs-Bereich gebildet ist, wird eine ausreichende Haftkraft von Sperr-Material 15 zu dem Verbindungs-Bereich aufgrund einer geringen Flächen-Rauigkeit von dem Verbindungsmaterial nicht erhalten, was dazu beiträgt, dass das Sperr-Material 15 für Abplatzen anfällig wird. Aus dem Grund kann Puffer-Schicht 14 auf zumindest dem Verbindungs-Bereich gebildet werden. Die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an dem Verbindungs-Bereich und die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14 sind höher als die Adhäsion von Sperr-Material 15 an den Verbindungs-Bereich, was Unterdrückung von Abplatzen von Sperr-Material 15 erreicht.
  • Es sollte angemerkt werden, dass wenn Puffer-Schicht 14 über den Verbindungs-Bereich und dem Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich verschieden ist, gebildet wird, wie vorstehend beschrieben, die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an den Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich verschieden ist, so hoch wie die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an den Verbindungs-Bereich ist. In anderen Worten sind die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an den Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich verschieden ist, und die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14 höher als die Haftkraft von Sperr-Material 15 an den Bereich, der von dem Verbindungs-Bereich verschieden ist.
  • [Variante]
  • Wenn Puffer-Schicht 14 eine Glas-beschichtete Schicht wie mit Ausführungsform 1 ist, kann das Entweichen von Licht aus Puffer-Schicht 14 aufgrund der transparenten Beschaffenheit von Puffer-Schicht 14 problematisch sein.
  • Daher kann Puffer-Schicht 14 ein Licht reflektiertes Element einschließen. Das Licht reflektierte Element umfasst insbesondere Teilchen, wie zum Beispiel TiO2, Al2O3, ZTO2 und MgO. Das Licht reflektierende Element kann jedoch ein beliebiges anderes Element sein, insofern es optisches Reflexionsvermögen aufweist.
  • Der Einschluss des Licht reflektierenden Elements in Puffer-Schicht 14 als solche erreicht eine Verminderung im Austritt von Licht aus Puffer-Schicht 14.
  • AUSFÜHRUNGSFORM 2
  • Nun wird Beleuchtungs-Einrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 mit Bezug auf 8 und 9 beschrieben. 8 ist eine Schnittzeichnung von Beleuchtungs-Einrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2. 9 ist eine äußere perspektivische Ansicht von Beleuchtungs-Einrichtung 200 und ihren Rand-Komponenten gemäß Ausführungsform 2.
  • Wie in 8 und 9 dargestellt, ist Beleuchtungs-Einrichtung 200 gemäß Ausführungsform 2 zum Beispiel eine eingebaute Beleuchtungs-Einrichtung, wie ein Deckenstrahler, welcher zum Beispiel in die Decke in einem Haus eingebaut wird, und Licht in eine Abwärts-Richtung (zu einem Korridor, einer Wand usw.) aussendet.
  • Beleuchtungs-Einrichtung 200 enthält Licht-emittierende Einrichtung 10. Beleuchtungs-Einrichtung 200 enthält weiterhin einen Körper mit einer zylindrischen Form mit im Wesentlichen geschlossenen Enden, konfiguriert aus Befestigungssockel 210 und Rahmen-Element 220, die miteinander verkoppelt sind, und Reflektor 230 und durchscheinende Scheibe 240, welche auf dem Körper angeordnet ist.
  • Sockel 210 ist eine Montierungsgrundlage, auf welcher Licht-emittierende Einrichtung 10 befestigt ist, welcher auch als Kühlkörper zum Verteilen von durch Licht-emittierende Einrichtung 10 erzeugter Wärme dienen kann. Sockel 210 wird in einer im Wesentlichen zylindrischen Form unter Verwendung eines metallischen Materials gebildet. Sockel 210 ist in Ausführungsform 2 ein Aluminium-Spritzgußprodukt.
  • Auf dem Oberen von Sockel 210 (ein Teil an der Deckenseite) ist eine Mehrzahl von sich aufwärts erstreckenden Wärmeverteilungs-Lamellen 211 angeordnet, die in regelmäßigen Intervallen entlang einer Richtung angeordnet sind. Dies kann die durch Licht-emittierende Einrichtung 10 erzeugte Wärme wirksam verteilen.
  • Rahmen-Element 220 enthält Kegel 221 mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form und einer reflektierenden inneren Fläche und Rahmen-Körper 222, auf welchem Kegel 221 befestigt ist. Kegel 221 wird unter Verwendung eines metallischen Materials gestaltet. Kegel 221 kann zum Beispiel durch Ziehen oder Druck-Formen von Aluminium-Legierung gebildet werden. Rahmen-Körper 222 wird aus einem steifen Harzmaterial oder einem metallischen Material gestaltet. Rahmen-Element 220 ist durch Rahmen-Körper 222, befestigt auf Sockel 210, fixiert.
  • Reflektor 230 ist ein ringförmiges (ein trichterförmiges) reflektierendes Element mit innerem Reflexionsgrad. Reflektor 230 kann unter Verwendung eines Metall-Materials, wie zum Beispiel Aluminium, gebildet werden. Es sollte angemerkt werden, dass Reflektor 230 auch eher aus einem steifen weißen Harzmaterial, als aus einem Metall-Material gebildet werden kann.
  • Transluzente Scheibe 240 ist ein transluzentes Element mit Licht-Streuung und Transluzenz. Transluzente Scheibe 240 ist eine flache Platte, die zwischen Reflektor 230 und Rahmen-Element 220 angeordnet ist, und auf Reflektor 230 befestigt ist. Transluzente Scheibe 240 kann in einer Scheibenform unter Verwendung eines transparenten Harzmaterials, wie Acryl oder Polycarbonat, gebildet werden.
  • Es sollte angemerkt werden, dass Beleuchtungs-Einrichtung 200 keine transluzente Scheibe 240 einschließen muss. Beleuchtungs-Einrichtung 200, die keine transluzente Scheibe 240 enthält, verbessert den Lichtstrom von dem von Beleuchtungs-Einrichtung 200 emittierten Licht.
  • Auch wie in 9 dargestellt, ist Beleuchtungs-Einrichtung 200 an Ausleuchtungs-Einrichtung 250 angeschlossen, die Licht-emittierende Einrichtung 10 mit Ausleuchtungs-Energie versorgt, und Anschlussblock 260, der eine Wechselstrom-Energie von der Hauptzuführung zur Ausleuchtungs-Einrichtung 250 weiterleitet.
  • Ausleuchtungs-Einrichtung 250 und Anschlussblock 260 sind fixiert zum Befestigen von Platte 270, die getrennt von dem Körper bereitgestellt wird. Befestigungsplatte 270 wird durch Biegen eines rechtwinkligen Platten-Elements, umfassend ein metallisches Material, gebildet. Ausleuchtungs-Einrichtung 250 wird auf der unteren Fläche von einem Endteil von Befestigungsplatte 270 fixiert und Anschlussblock 260 wird auf der unteren Fläche von dem anderen Endteil fixiert. Befestigungsplatte 270 ist mit Deckplatte 280, fixiert an dem Oberen von Sockel 210 des Körpers, angeschlossen.
  • Mit dem Einschluss von Licht-emittierender Einrichtung 10 in Beleuchtungs-Einrichtung 200 wird das Abplatzen von Sperr-Material 15 unterdrückt. In anderen Worten kann Beleuchtungs-Einrichtung 200 als eine sehr zuverlässige Beleuchtungs-Einrichtung angesehen werden.
  • Obwohl der Deckenstrahler als die Beleuchtungs-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in Ausführungsform 2 veranschaulicht wird, kann die vorliegende Erfindung als jede andere Beleuchtungs-Einrichtung, wie eine Punktleuchte, ausgeschaltet werden.
  • ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Obwohl Licht-emittierende Einrichtung 10 und Beleuchtungs-Einrichtung 200 vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen begrenzt.
  • Obwohl Puffer-Schicht 14 eine Glas-beschichtete Schicht in den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen ist, ist Puffer-Schicht 14 nicht auf solche Konfiguration begrenzt. Puffer-Schicht 14 kann aus einer anorganischen Verbindung, die von Glas verschieden ist, oder einer organischen Verbindung sein, insofern die Konfiguration erreicht wird, bei der die Haftkraft von Puffer-Schicht 14 an Substrat 11 und die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Puffer-Schicht 14 höher sind als die Haftkraft von Sperr-Material 15 an Substrat 11.
  • Darüber hinaus sind, obwohl Puffer-Schicht 14 und Sperr-Material 15 in Ring-Formen ausgebildet sind, die LED-Chips 12 in den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen umschließen, die Formen von Puffer-Schicht 14 und Sperr-Material 15, usw. nicht besonders begrenzt.
  • Darüber hinaus liefert in den vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsformen Licht-emittierende Einrichtung 10 weißes Licht durch eine Kombination von LED-Chips 12, welche blaues Licht emittieren, und gelben Phosphor-Teilchen. Jedoch ist die Konfiguration zum Bereitstellen von weißem Licht nicht darauf begrenzt.
  • Beispielsweise können LED-Chips 12 und Phosphor-enthaltendes Harz, enthaltend rote Phosphor-Teilchen und grüne Phosphor-Teilchen, kombiniert werden. Alternativ können Ultraviolett-LED-Chips, welche ultraviolettes Licht mit kürzeren Wellenlängen als LED-Chips 12 emittieren, und blaue Phosphor-Teilchen, grüne Phosphor-Teilchen und rote Phosphor-Teilchen, welche jeweilig blaues Licht, rotes Licht und grünes Licht aussenden, hauptsächlich indem sie durch ultraviolettes Licht angeregt werden, kombiniert werden.
  • Darüber hinaus wird in den vorstehend genannten beispielhaften Ausführungsformen der Chip-To-Chip-Anschluss zwischen LED-Chips 12, befestigt auf Substrat 11 über Bonddrähte 17, hergestellt. LED-Chips 12 können jedoch an Leitung 16 (ein Metallfilm) auf Substrat 11 über Bonddrähte 17 angeschlossen sein und aneinander über Leitung 16 elektrisch angeschlossen sein.
  • Darüber hinaus werden in den vorstehenden beispielhaften Ausführungsformen LED-Chips 12 als in Licht-emittierender Einrichtung 10 enthaltende Licht-emittierende Elemente veranschaulicht. Jedoch kann das Licht-emittierende Element ein Licht-emittierendes Halbleiter-Bauelement, wie ein Halbleiter-Laser, oder jeder andere Typ von Licht-emittierender Festkörper-Vorrichtung, wie ein Elektro-Lumineszenz(EL)-Element, einschließlich zum Beispiel eines organischen EL-Elements und eines anorganischen EL-Elements, sein.
  • Darüber hinaus kann Licht-emittierende Einrichtung 10 zwei oder mehrere Typen von Licht-emittierenden Elementen mit verschiedenen Emissionsfarben einschließen. Beispielsweise kann zusätzlich zu LED-Chips 12 Licht-emittierende Einrichtung 10 zum Verstärken von Farbwiedergabe LED-Chips einschließen, die rotes Licht emittieren.
  • In anderen Fällen sind auch diverse Modifizierungen zu den beispielhaften Ausführungsformen gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Erfindung, die der Fachmann konzipieren kann, und Ausführungsformen, implementiert durch eine beliebige Kombination der Komponenten und Funktionen, die in den beispielhaften Ausführungsformen dargestellt sind, in den Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung als ein Verfahren zur Herstellung der Licht-emittierenden Einrichtung implementiert werden, wobei das Verfahren das Verfahren zum Bilden der wie vorstehend beschriebenen Puffer-Schicht einschließt.
  • Obwohl einer oder mehrere Aspekte der vorliegenden Erfindung genauer beschrieben und veranschaulicht wurden, ist es deutlich verständlich, dass dieselben nur als Beispiel vorliegen und nicht zur Begrenzung vorgesehen sind, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung nur auf die Begriffe der beigefügten Ansprüche begrenzt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Licht-emittierende Einrichtung
    11
    Substrat
    12
    LED-Chip (Licht-emittierendes Element)
    13
    Dichtungs-Element
    14
    Puffer-Schicht
    15
    Sperr-Material
    16
    Leitung
    200
    Beleuchtungs-Einrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009-182307 [0003]
    • WO 2011/129203 [0003]

Claims (9)

  1. Licht-emittierende Einrichtung mit: einem Substrat; einem Licht-emittierenden Element auf dem Substrat; einem Dichtungs-Element zum Abdichten des Licht-emittierenden Elements; einer Puffer-Schicht auf dem Substrat; und einem Sperr-Material auf einer oberen Fläche der Puffer-Schicht, zum Zurückhalten des Dichtungs-Elements, wobei die Haftkraft der Puffer-Schicht zu dem Substrat und die Haftkraft des Sperr-Materials zu der Puffer-Schicht höher sind als die Haftkraft des Sperr-Materials zu dem Substrat.
  2. Licht-emittierende Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die obere Fläche der Puffer-Schicht eine Flächen-Rauigkeit höher als das Substrat aufweist.
  3. Licht-emittierende Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Puffer-Schicht eine anorganische Verbindung umfasst.
  4. Licht-emittierende Einrichtung nach Anspruch 3, wobei die Puffer-Schicht ein Glas-Material umfasst.
  5. Licht-emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat einen Verbindungs-Bereich aufweist, in dem eine Leitung enthalten ist, die Puffer-Schicht auf zumindest dem Verbindungs-Bereich ausgebildet ist, und die Haftkraft der Puffer-Schicht zu dem Verbindungs-Bereich und die Haftkraft des Sperr-Materials zu der Puffer-Schicht höher sind als die Haftkraft des Sperr-Materials zu dem Verbindungs-Bereich.
  6. Licht-emittierende Einrichtung nach Anspruch 5, wobei die Puffer-Schicht auf dem Substrat, über dem Verbindungs-Bereich und einem von dem Verbindungs-Bereich verschiedenen Bereich, gebildet ist und die Haftkraft der Puffer-Schicht zu dem von dem Verbindungs-Bereich verschiedenen Bereich und die Haftkraft des Sperr-Materials zu der Puffer-Schicht höher sind als die Haftkraft des Sperr-Materials zu dem von dem Verbindungs-Bereich verschiedenen Bereich.
  7. Licht-emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Puffer-Schicht und das Sperr-Material in Ring-Formen ausgebildet sind, die das Licht-emittierende Element umfangen, wenn von oben betrachtet.
  8. Licht-emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Puffer-Schicht ein Licht-reflektierendes Element enthält.
  9. Beleuchtungs-Einrichtung, umfassend die Licht-emittierende Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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