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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein lichtemittierendes Element,
und im Spezielleren auf eine Wärmeabstrahlungsstruktur
eines lichtemittierenden Elements, das Anschlüsse hat, wobei jeder Anschluss
mehrere Schenkelabschnitte aufweist, und einen lichtemittierenden
Chip, der an irgendeinem der Anschlüsse angebracht ist.
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Stand der Technik
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß dem Stand
der Technik.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst ein herkömmliches
lichtemittierendes Element erste und zweite Anschlüsse 10 und 20;
einen am ersten Anschluss 10 angebrachten lichtemittierenden
Chip 30; einen Draht 40, der den lichtemittierenden
Chip 30 und den zweiten Anschluss 20 verbindet;
und einen Formteilbereich 50, der Teile des ersten und
zweiten Anschlusses 10 und 20 und den lichtemittierenden
Chip 30 umgibt. Dabei haben der erste und zweite Anschluss 10 und 20 jeweils
zwei Schenkelabschnitte, die an oberen Bereichen der Schenkelabschnitte
durch einen Verbindungsabschnitt 10a miteinander verbunden
sind. Insbesondere umfasst der erste Anschluss 10 darüber hinaus
einen Chipaufnahmeabschnitt 10b, der so ausgebildet ist,
dass er sich von dem Verbindungsabschnitt zu einem Verbindungsabschnitt
des zweiten Anschlusses 20 erstreckt, und der lichtemittierende
Chip 30 ist am Chipaufnahmeabschnitt 10b angebracht.
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Bei
dem vorstehend erwähnten
Aufbau des lichtemittierenden Elements gemäß dem Stand der Technik bewegt
sich elektrische Energie vom Verbindungsabschnitt als elektrischem
Verbindungsabschnitt zum Chipaufnahmeabschnitt. Des Weiteren nimmt
Wärme,
die vom lichtemittierenden Chip 30 erzeugt wird, auch denselben
Weg. Weil aber ein bestehender Anschluss so ausgelegt ist, dass
der Verbindungsabschnitt 10a wie in 1 gezeigt
schmaler als der Chipaufnahmeabschnitt 10b ist, um Material
zu sparen, konzentriert sich eine thermische Belastung zwischen
diesen, was zu einem Problem wie z. B. Aufblätterung führt. Weil darüber hinaus
die Fläche
eines Pfads, durch den Wärme
strömt,
klein ist, wird ein relativ großer
Wärmebetrag
nicht abgestrahlt. Von daher besteht ein Problem bezüglich des
Wärmeabstrahlungseffekts.
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Weil
darüber
hinaus das herkömmliche
lichtemittierende Element mit der vorstehend erwähnten Konfiguration die Anschlüsse aufweist,
die vom Formteilbereich 50 nur zu dem Zweck nach außen abstehen,
einen externen Eingang ohne jegliche zusätzliche Konstruktion aufzunehmen,
ist ein Oberflächenbereich
zur Wärmeabstrahlung
begrenzt. Weil demzufolge eine aufgrund einer Temperaturdifferenz
auf natürliche
Weise stattfindende Konvektion begrenzt ist und somit eine Wärmeabstrahlung über Konvektion
nicht erfolgt, besteht ein Problem dahingehend, dass die Temperatur
des gesamten lichtemittierenden Elements ansteigt, und es ist schwierig,
ein hocheffizientes lichtemittierendes Element bereitzustellen,
da die Wärme
im Inneren des lichtemittierenden Elements nicht schnell nach außen abgestrahlt
und somit eine Temperaturdifferenz zwischen dem Innen- und Außenbereich
des lichtemittierenden Elements groß ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die
vorliegende Erfindung ist dementsprechend so konzipiert, dass sie
die vorstehend erwähnten,
im Stand der Technik bestehenden Probleme löst. Eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, ein hocheffizientes lichtemittierendes Element
zur Verfügung
zu stellen, indem dessen Wärmeabstrahlungsstruktur
verbessert wird.
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Technische Lösung
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Um
die Aufgabe zu lösen,
stellt die vorliegende Erfindung ein lichtemittierendes Element
mit einem daran befestigten Anschluss zur Verfügung, wobei der Anschluss mehrere
Schenkelabschnitte umfasst, die auseinanderlaufen, so dass sie voneinander
beabstandet sind, einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden der Schenkelabschnitte,
und einen mit dem Verbindungsabschnitt verbundenen Chipaufnahmeabschnitt,
wobei die kleinste Breite des Verbindungsabschnitts gleich der oder
größer als
die Breite des Chipaufnahmeabschnitts ist.
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Zumindest
einer der Schenkelabschnitte kann eine Wärmeabstrahlungslamelle aufweisen,
die sich zum anderen Schenkelabschnitt erstreckt. Vorzugsweise ist
ein Anschlagteil so ausgebildet, dass es an einem Mittelteil des
Schenkelabschnitts vorsteht, und die Wärmeabstrahlungslamelle ist
oberhalb des Anschlagteils ausgebildet. Der Schenkelabschnitt kann
einen unteren Schenkelteil und einen oberen Schenkelteil aufweisen, der
eine größere Breite
als der untere Schenkelteil hat. Die Gesamtform des Chipaufnahmeabschnitts
und Verbindungsabschnitts kann ein Rechteck darstel len. Die Form
ist aber nicht hierauf beschränkt.
Der Chipaufnahmeabschnitt und der Verbindungsabschnitt können so
geformt sein, dass sich die Breite deren Gesamtform vom Verbindungsabschnitt
zu einem distalen Ende des Chipaufnahmeabschnitts verschmälert.
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Die
vorliegende Erfindung bietet darüber
hinaus ein lichtemittierendes Element mit einem daran befestigten
Anschluss, wobei der Anschluss mehrere Schenkelabschnitte umfasst,
die auseinanderlaufen, so dass sie voneinander beabstandet sind,
wobei zumindest einer der Schenkelabschnitte eine Wärmeabstrahlungslamelle
aufweist, die sich zum anderen Schenkelabschnitt erstreckt.
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Vorzugsweise
ist ein Anschlagteil so ausgebildet, dass es an einem Mittelteil
des Schenkelabschnitts vorsteht, und die Wärmeabstrahlungslamelle ist
oberhalb des Anschlagteils ausgebildet. Des Weiteren wird bevorzugt,
dass die beiden Schenkelabschnitte parallel zueinander ausgebildet
sind. Dabei kann ein oberer Teil des Schenkelabschnitts breiter
als dessen unterer Teil sein.
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Zusätzlich stellt
die vorliegende Erfindung ein lichtemittierendes Element mit einem
daran befestigten Anschluss bereit, wobei der Anschluss Schenkelabschnitte
umfasst, die auseinanderlaufen, so dass sie voneinander beabstandet
sind, wobei zumindest einer der Schenkelabschnitte eine Wärmeabstrahlungslamelle aufweist,
die sich entgegengesetzt zum anderen Schenkelabschnitt erstreckt.
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Dabei
kann das lichtemittierende Element darüber hinaus einen Blindanschluss
aufweisen, der so abzweigt, dass er sich von einem Ende der Wärmeabstrahlungslamelle
erstreckt.
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Des
Weiteren umfasst das lichtemittierende Element vorzugsweise einen
Formteilbereich, der ein Ende des Anschlusses umgibt, und zumindest
ein Teil eines Endes des abzweigenden Blindanschlusses ist vom Formteilbereich
umgeben.
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Vorteilhafte Effekte
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Wie
vorstehend beschrieben, kann die vorliegende Erfindung ein hocheffizientes
lichtemittierendes Element bereitstellen, bei dem eine thermische
Belastung vermindert ist, indem ein Verbindungsabschnitt verbreitert
wird, durch den ein Anschluss und ein Chipaufnahmeabschnitt des
lichtemittierenden Elements verbunden sind, und bei der die von
einer Wärmequelle
erzeugte Wärme
schneller nach außen
abgestrahlt werden kann.
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Darüber hinaus
kann die vorliegende Erfindung auch ein hocheffizientes lichtemittierendes
Element zur Verfügung
stellen, bei dem Wärmeabstrahlungslamellen
zwischen einem Anschlagteil und einem Formteilbereich eines Anschlusses
des lichtemittierenden Elements gebildet sind, so dass zwischen
den Wärmeabstrahlungslamellen
eine natürliche
Konvektion erfolgen kann, und bei dem ein Bereich, in dem Wärmeabstrahlung
auftreten kann, verbreitert ist, um einen Wärmeabstrahlungseffekt zu maximieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß dem Stand
der Technik;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
Modifikation der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
weiteren Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
Modifikation der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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8 ist
eine Schnittansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Beste Art und Weise zur Ausführung der
Erfindung
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen
beschränkt,
sondern kann in verschiedenen Formen realisiert werden. Diese Ausführungsformen
werden nur zu Darstellungszwecken und für ein vollständiges Erfassen
des Umfangs der vorliegenden Erfindung durch Fachleute zur Verfügung gestellt.
Durch die Zeichnungen hinweg sind gleiche Elemente mit gleichen
Bezugszahlen bezeichnet.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, 3 ist eine
perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
Modifikation der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 4 ist eine perspektivische
Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer weiteren Modifikation
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 2 gezeigt ist, umfasst das lichtemittierende Element
gemäß der ersten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einen ersten und zweiten Anschluss 100 und 110 mit
zwei Paar Schenkelabschnitten 100a und 110a, die
durch einen Verbindungsabschnitt 100b bzw. 110b verbunden
sind; einen Chipaufnahmeabschnitt 100c, der so ausgebildet
ist, dass er sich vom ersten Verbindungsabschnitt 100b des
ersten Anschlusses 100 zum zweiten Verbindungsabschnitt 110b des
zweiten Anschlusses 110 erstreckt; einen lichtemittierenden
Chip 130, der am Chipaufnahmeabschnitt 100c angebracht
ist; einen Draht 150, der den lichtemittierenden Chip 130 und
den zweiten Anschluss 110 verbindet; und einen Formteilbereich 170,
der Teilbereiche des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110,
den lichtemittierenden Chip 130 und den Draht 150 umgibt.
Dabei haben der erste und zweite Anschluss 100 und 110 jeweils
zwei Schenkelabschnitte 100a bzw. 110a, und jedes
Paar Schenkelabschnitte 100a und 110a ist an oberen
Bereichen der Schenkelabschnitte durch den Verbindungsabschnitt 100b bzw. 110b verbunden.
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Der
erste und zweite Anschluss 100 und 110 werden
durch einen bestimmten Formvorgang hergestellt und weisen ein Paar
Schenkelabschnitte 100a und 110a sowie Anschlagteile 115 auf,
die an Mittelteilen der Schenkelabschnitte 100a und 110a gebildet
sind. Die Anschlagteile 115 sind so gebildet, dass sie
an den Mittelteilen der Schenkelabschnitte 100a und 110a vorstehen,
so dass, wenn das lichtemittierende Element an einem Elementhalterungsteil
wie etwa einem Substrat angebracht ist, nur bestimmte Teilbereiche
der Schenkelabschnitte 100a und 110a in das Elementhalterungsteil
eingebracht und davon gehaltert sind.
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Dabei
kann jeder der Schenkelabschnitte 100a und 110a einen
oberen Schenkelteil 101a haben, der wie in 3 und 4 gezeigt
breiter als ein Teilbereich unterhalb des Anschlagteils 115 ist.
Das heißt,
dass der Teilbereich, der in eine Aussparung eines Elementhalterungsteils
wie etwa eines standardisierten oder vorgefertigten Sub strats eingesetzt
ist, so geformt sein kann, dass er dieselben Abmessungen wie im
Stand der Technik hat, während
der über
dem Elementhalterungsteil freiliegende Teilbereich breiter sein
kann. In diesem Fall braucht das Anschlagteil 115 nicht
ausgebildet zu werden, da die Breite des oberen Schenkelteils über dem
Anschlagteil 115 größer als
die Größe einer Öffnung des
Elementhalterungsteils ist, durch die das lichtemittierende Element
angebracht wird.
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Der
lichtemittierende Chip 130 ist ein lichtemittierender Chip
mit vertikaler Abstrahlung und an einem Konkavbereich des Chipaufnahmeabschnitts 100c angebracht.
Dabei kann der lichtemittierende Chip 130 ein lichtemittierender
Chip mit horizontaler Abstrahlung sein, dessen erste und zweite
Elektrode auf den Oberflächen
gebildet sind, die in dieselbe Richtung weisen. In diesem Fall kann
zwischen dem lichtemittierenden Chip mit horizontaler Abstrahlung
und dem Chipaufnahmeabschnitt 100c eine Isolierung gebildet
sein.
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Der
Draht 150 wird dazu verwendet, die zweite Elektrode des
lichtemittierenden Chips 130 und den zweiten Anschluss 110 zu
verbinden, und ist allgemein aus Au oder Al gebildet. Dabei kann,
wenn der lichtemittierende Chip 130 in horizontaler Abstrahlung
ausgeführt
ist, das lichtemittierende Element darüber hinaus einen zusätzlichen
Metalldraht umfassen, um die erste Elektrode und den ersten Anschluss 100 zu
verbinden.
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Der
Formteilbereich 170, der den lichtemittierenden Chip 130 und
den Draht 150 schützt
und den ersten und zweiten Anschluss 100 und 110 so
fixiert, dass sie voneinander unter einem bestimmten Zwischenraum
beabstandet sind, ist unter Verwendung einer Form wie etwa eines
zusätzlichen
Formnapfes aus Epoxid- oder Silikonharz gebildet. Des Weiteren kann
an der Oberseite des Formteilbereichs 170 eine konvexe
Linse gebildet sein. Wie in den Figuren gezeigt ist, kann durch
Ausformen der konvexen Linse an der Oberseite des Formteilbereichs 170 ein
Lichtsammeleffekt erhalten werden. Die vorliegende Erfindung ist
nicht darauf beschränkt,
und es wird Fachleuten auf diesem Gebiet ohne Weiteres einleuchten,
dass daran verschiedene Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden
können.
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Darüber hinaus
kann über
dem lichtemittierenden Chip 130 ferner eine bestimmte Phosphorart
enthalten sein, um eine Lichtemission mit einer gewünschten
Farbe zu erhalten. Im Inneren des Chipaufnahmeabschnitts 100c kann
zum Beispiel ein innerer Formteilbereich eine bestimmte Zeit lang
erwärmt
und vernetzt werden, indem ein phosphorhaltiges Epoxidharz angewendet
wird, und um vordere Enden der An schlösse kann ein äußerer Formteilbereich
aus einem transparenten Epoxidharz gebildet sein, so dass die Durchlässigkeit
für das
vom lichtemittierenden Chip ausgesendete Licht erhöht werden
kann.
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Der
Chipaufnahmeabschnitt 100c, an dem der lichtemittierende
Chip angebracht ist, ist mit den Schenkelabschnitten 100a über den
ersten Verbindungsabschnitt 100b verbunden. Der lichtemittierende
Chip 130 ist am Chipaufnahmeabschnitt 100c angebracht
und in der Form eines Konkavbereichs gebildet, so dass er vom lichtemittierenden
Chip 130 ausgesendetes Licht nach oben reflektiert. Wärme, die
bei Betrieb des lichtemittierenden Elements vom lichtemittierenden
Chip 130 erzeugt wird, wird durch den Chipaufnahmeabschnitt 100c und
den ersten Verbindungsabschnitt zu den ersten Schenkelabschnitten 100a geleitet,
und die übertragene
Wärme wird über distale
Enden der Schenkelabschnitte 100a nach außen abgestrahlt.
Dabei wandert elektrische Energie vom ersten Verbindungsabschnitt 100b,
bei dem es sich um einen elektrischen Verbindungsabschnitt handelt,
zum Chipaufnahmeabschnitt 100c. Ferner nimmt die vom lichtemittierenden
Chip 130 erzeugte Wärme
denselben Weg. Wenn der erste Verbindungsabschnitt 100b schmal
ist, konzentriert sich folglich dort eine thermische Belastung,
wodurch ein Problem wie z. B. Aufblätterung verursacht wird. Außerdem gelangt,
da der Bereich des Pfads, durch den die Wärme fließt, klein ist, ein großer Teil
der Wärme
nicht nach außen,
was zu einem Problem in Bezug auf den Wärmeabstrahlungseffekt führt. Wenn
dementsprechend wie in 3 gezeigt der erste Verbindungsabschnitt 100b im
Vergleich zum Chipaufnahmeabschnitt 100c verbreitert ist,
kann die vom Chipaufnahmeabschnitt 100c geleitete Wärme – ohne das
Vorhandensein einer Engstelle zwischen dem Chipaufnahmeabschnitt 100c und
dem ersten Verbindungsabschnitt 100b – schnell nach außen abgestrahlt
werden. Wenn darüber
hinaus die Breite des Chipaufnahmeabschnitts 100c sowie
die Breite des ersten Verbindungsabschnitts 100b gemeinsam
erhöht
werden und somit der Chipaufnahmeabschnitt 100c wie in 4 gezeigt
in der Form eines Rechtecks vorliegt, kann die Wärme im Vergleich zum ersten
Verbindungsabschnitt 100b mit der allmählich größer werdenden Breite schneller
abgeführt
werden. Das heißt, dass
der erste Verbindungsabschnitt 100b in verschiedenen Formen
so ausgelegt ist, dass die kleinste Breite gleich der oder größer als
die Breite des Chipaufnahmeabschnitts 100c ist, so dass
die vom lichtemittierenden Chip 130 erzeugte Wärme – ohne das
Vorhandensein einer Engstelle zwischen dem Chipaufnahmeabschnitt 100c und
dem ersten Verbindungsabschnitt 100b – schnell nach außen abgestrahlt
werden kann.
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Der
Vergleich von Wärmeabstrahlungseffekten
je nach Breite des ersten Verbindungsabschnitts 100b und
des Chipaufnahmeabschnitts 100c werden mit Bezug auf die
folgende Tabelle beschrieben.
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Die
folgende Tabelle 1 dient dazu, die Temperatur der lichtemittierenden
Elemente nach dem Stand der Technik und gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu vergleichen. Die Maximaltemperatur
wird am lichtemittierenden Chip
130 gemessen, und die Minimaltemperatur
wird von einer Außenfläche des
lichtemittierenden Elements abgenommen. Die Temperaturdifferenz
ist ein Differenzwert zwischen der Maximal- und Minimaltemperatur.
Gemäß der folgenden
Tabelle 1 sind für
einen Fall, bei dem der erste Verbindungsabschnitt
100b breiter
ist als der Chipaufnahmeabschnitt
100c, die Maximal- und
Minimaltemperaturen des lichtemittierenden Elements gemäß der vorliegenden
Erfindung jeweils um ca. 1°C
niedriger als die im Stand der Technik. Wenn darüber hinaus die Breite des ersten
Verbindungsabschnitts
100b gemeinsam mit der Breite des
Chipaufnahmeabschnitts
100c erhöht wird, so dass sie wie in
4 gezeigt
in der Form eines Rechtecks vorliegen, kann man erkennen, dass die
Maximal- und Minimaltemperaturen des lichtemittierenden Elements
gemäß der vorliegenden
Erfindung jeweils um ca. 5°C
niedriger liegen als die im Stand der Technik, und auch die Temperaturdifferenzen
des vorliegenden lichtemittierenden Elements sind gesenkt. Beim
Vergleichen von Werten der folgenden Tabelle 1 sieht man, dass der
Wärmeabstrahlungseffekt
besser ist, wenn die Breiten des ersten Verbindungsabschnitts
100b zusammen
mit der Breite des Chipaufnahmeabschnitts
100c erhöht wird,
und zwar im Vergleich zu dem Fall, bei dem nur die Breite des ersten
Verbindungsabschnitts
100b erhöht ist. Tabelle 1
| | Max.
Temp. [°C] | Min.
Temp. [°C] | Temp.
Diff. [°C] |
| Stand
der Technik | 60,6 | 50,7 | 9,9 |
| Erhöhte Breite
des Verbindungsabschnitts | 59,7 | 50,1 | 9,6 |
| Erhöhte Breite
des Verbindungsabschnitts und Chipaufnahmeabschnitts | 55,3 | 46,8 | 8,5 |
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Nachstehend
wird kurz ein Herstellungsprozess des lichtemittierenden Elements
gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Mit
Bezug auf 2 werden durch einen bestimmten
Formvorgang zuerst der erste Anschluss 100 mit den beiden
ersten Schenkelabschnitten 100a und der mit den ersten
Schenkelabschnitten 100a durch den ersten Verbindungsabschnitt 100b verbundene
Chipaufnahmeabschnitt 100c, sowie der zweite Anschluss 110 mit den
beiden zweiten Schenkelabschnitten 110a, die über den
zweiten Verbindungsabschnitt 110b angeschlossen sind, bereitgestellt.
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Danach
wird der lichtemittierende Chip 130 in den Konkavbereich
des Chipaufnahmeabschnitts 100c des ersten Anschlusses 100 eingesetzt.
Der lichtemittierende Chip 130 ist ein lichtemittierender
Chip mit vertikaler Abstrahlung, und zwischen den lichtemittierenden
Chip 130 und den Chipaufnahmeabschnitt 100c wird ein
Klebstoff (nicht gezeigt) eingebracht. Dabei kann der lichtemittierende
Chip 130 ein lichtemittierender Chip mit horizontaler Abstrahlung
sein, dessen erste und zweite Elektrode auf den Oberflächen gebildet
sind, die in dieselbe Richtung weisen. In diesem Fall kann zwischen
dem lichtemittierenden Chip mit horizontaler Abstrahlung und dem
Chipaufnahmeabschnitt 100c eine Isolierung gebildet sein.
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Als
Nächstes
wird durch einen Drahtbondprozess der Draht 150 zur Verbindung
des lichtemittierenden Chips 130 mit dem zweiten Anschluss 110 gebildet.
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Danach
wird der den lichtemittierenden Chip 130 und den Draht 150 umgebende
Formteilbereich 170 gebildet, indem eine bestimmte Menge
eines flüssigen
Epoxid- oder Silikonharzes in einen vorbereiteten Formnapf eingespritzt
und dann der Anschluss mit dem daran angebrachten lichtemittierenden
Chip 130 für
eine bestimmte Zeit bei einer gewissen Temperatur in den Formnapf
eingetaucht wird.
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Wenn
der Formteilbereich 170 ausgehärtet bzw. vernetzt ist, wird
der Formnapf abgenommen und mit Ausnahme des ersten und zweiten
Anschlusses 100 und 110 werden unnötige Abschnitte
weggeschnitten, womit das lichtemittierende Element nach der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dann fertiggestellt ist.
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Als
Nächstes
wird mit Bezug auf die Zeichnungen ein lichtemittierendes Element
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Beschreibungen, die sich
mit den vorstehend erwähnten
Beschreibungen des lichtemittierenden Elements gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung überschneiden,
werden hier ganz weggelassen oder nur in Kürze beschrieben. Dabei gelten
alle Beschreibungen der ersten Ausführungsform auch für die folgenden
Ausführungsformen,
und die Beschreibungen in Bezug auf die folgenden Ausführungsformen
gelten auch für
die erste Ausführungsform.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 6 ist eine
perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
Modifikation der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 5 gezeigt ist, umfasst das lichtemittierende Element
gemäß der zweiten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einen ersten und einen zweiten Anschluss 100 und 110 mit
zwei Paar Schenkelabschnitten, die durch erste und zweite Wärmeabstrahlungslamellen 100d und 110c verbunden
sind; einen lichtemittierenden Chip 130, der am ersten
Anschluss 100 angebracht ist; einen Draht 150,
der den lichtemittierenden Chip 130 und den zweiten Anschluss 110 verbindet;
und einen Formteilbereich 170, der Teilbereiche des ersten
und zweiten Anschlusses 100 und 110, den lichtemittierenden
Chip 130 und den Draht 150 umgibt. Dabei haben
der erste und zweite Anschluss 100 und 110 jeweils
zwei Schenkelabschnitte, die an ihren oberen Bereichen durch einen
Verbindungsabschnitt verbunden sind. Insbesondere umfasst der erste
Anschluss 100 darüber
hinaus einen Chipaufnahmeabschnitt 100c, der so ausgebildet
ist, dass er sich vom Verbindungsabschnitt zu einem Verbindungsabschnitt
des zweiten Anschlusses 110 erstreckt, und der lichtemittierende
Chip 130 ist am Chipaufnahmeabschnitt 100c angebracht.
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Der
erste und zweite Anschluss 100 und 110 werden
jeweils durch einen bestimmten Formvorgang hergestellt und umfassen
ein Paar Schenkelabschnitte sowie Anschlagteile 115, die
an Mittelteilen der Schenkelabschnitte ausgebildet sind. Der lichtemittierende
Chip 130 ist am Chipaufnahmeabschnitt 100c des
ersten Anschlusses 100 angebracht, und der Chipaufnahmeabschnitt 100c ist
in der Form eines Konkavbereichs ausgebildet, um vom lichtemittierenden
Chip 130 ausgesendetes Licht nach oben zu reflektieren.
Wenn das lichtemittierende Element an einem Elementhalterungsteil
wie etwa einem Substrat angebracht ist, bewirken die Anschlagteile 115,
dass nur bestimmte Teilbereiche der Schenkelabschnitte in das Elementhalterungsteil
eingefügt
und daran gehaltert sind. Die erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c sind
in Bereichen zwischen den Anschlagteilen 115 und dem Formteilbereich 170 ausgebildet.
Die beiden Schenkelabschnitte des ersten Anschlusses 100 sind
miteinander durch die erste Wärmeabstrahlungslamelle 100d verbunden,
und ebenso sind die beiden Schenkelabschnitte des zweiten Anschlusses 110 miteinander
durch die zweite Wärmeabstrahlungslamelle 110c verbunden.
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Dabei
kann jeder der Schenkelabschnitte einen oberen Schenkelteil aufweisen,
der breiter als ein Teilbereich unterhalb des Anschlagteils 115 ist,
wie in 6 gezeigt. Das heißt, dass der in eine Aussparung
eines Elementhalterungsteils wie etwa eines standardisierten oder
vorgefertigten Substrats eingesetzte Teilbereich so gebildet werden
kann, dass er dieselben Abmessungen wie im Stand der Technik hat,
während
der über dem
Elementhalterungsteil freiliegende Teilbereich breiter sein kann.
In diesem Fall braucht das Anschlagteil 115 nicht ausgebildet
zu werden, da die Breite des oberen Schenkelteils über dem
Anschlagteil 115 größer als die
Größe einer Öffnung des
Elementhalterungsteils ist, durch das das lichtemittierende Element
gefasst wird. Wie vorstehend beschrieben, hat, da die erste und
zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c zwischen
den Schenkelabschnitten der Anschlüsse ausgebildet sind, das lichtemittierende
Element gemäß dieser Ausführungsform
einen Wärmeabstrahlungsbereich,
der größer ist
als bei dem lichtemittierenden Element nach dem Stand der Technik.
Somit besteht gemäß der vorliegenden
Erfindung insofern ein Vorteil, dass ein hocheffizientes lichtemittierendes
Element hergestellt werden kann.
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Die
erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c,
die bei Betrieb des lichtemittierenden Elements dazu dienen, die
vom lichtemittierenden Chip 130 erzeugte Wärme schnell
nach außen
abzustrahlen, bestehen aus demselben Material wie der erste und
zweite Anschluss 100 und 110. Die erste Wärmeabstrahlungslamelle 100d ist
so gebildet, dass die beiden Schenkelabschnitte des ersten Anschlusses 100 miteinander
verbunden sind. Darüber
hinaus sind die beiden Schenkelabschnitte des zweiten Anschlusses 110 auch
miteinander verbunden, und zwar durch die Wärmeabstrahlungslamelle 110c.
Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Das
heißt,
dass die Schenkelabschnitte jeweils des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110 nicht
unbedingt durch die Wärmeabstrahlungslamelle
verbunden sein zu brauchen, und die Wärmeabstrahlungslamelle kann
an nur einem der Schenkelabschnitte gebildet sein. Darüber hinaus ist
die Form der ersten und zweiten Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c nicht
auf einen in 5 und 6 gezeigten
Querstreifen bzw. Stab beschränkt,
sondern kann sich je nach Wärmeabstrahlungsleistung und
Verwendungszweck des lichtemittierenden Elements ändern. Die
vorstehend erwähnte
erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c kann
vorzugsweise am Schenkelabschnitt zwischen den Anschlagteilen 115 und
dem Formteilbereich 170 so gebildet werden, dass durch
die Wärmeabstrahlungslamellen
die Anbringung des lichtemittierenden Elements am Elementhalterungsteil
wie etwa einem Substrat nicht beeinträchtigt wird. Ferner kann, zumal,
wenn zwei oder mehr Wärmeabstrahlungslamellen
gebildet werden, ein Konvektionsphänomen zwischen den Wärmeabstrahlungslamellen
stattfindet, verglichen damit, dass nur eine Wärmeabstrahlungslamelle gebildet
ist, ein hoher Wärmeabstrahlungseffekt
erwartet werden.
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Dabei
können,
wenn die Oberfläche
des Elementhalterungsteils, an dem die Schenkelabschnitte des lichtemittierenden
Elements angebracht sind, aus einer Isolierung hergestellt ist oder
eine entsprechende Elektrodenanordnung gebildet wird, die Anschlagteile 115 entfernt
werden und die zuunterst liegenden, ersten und zweiten Wärmeabstrahlungslamellen 100d und 110c können als
Anschlagteile 115 dienen.
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Die
folgende Tabelle 2 dient dazu, die Temperatur der lichtemittierenden
Elemente nach dem Stand der Technik und gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu vergleichen. Die Maximaltemperatur
wird am lichtemittierenden Chip
130 gemessen, die Minimaltemperatur
wird von einer Außenfläche des
lichtemittierenden Elements abgenommen. Die Temperaturdifferenz
ist ein Differenzwert zwischen der Maximal- und Minimaltemperatur.
Anhand der folgenden Tabelle 2 kann man erkennen, dass sowohl Maximal-
als auch Minimaltemperaturen des lichtemittierenden Elements der
vorliegenden Erfindung um ca. 10°C niedriger
sind als diejenigen des lichtemittierenden Elements gemäß dem Stand
der Technik, und dass bei der vorliegenden Erfindung auch die Temperaturdifferenz
zwischen den Maximal- und Minimaltemperaturen klein ist. Da das
lichtemittierende Element gemäß der vorliegenden
Erfindung eine innere Wärme
schneller abstrahlt als das lichtemittierende Element gemäß dem Stand
der Technik, kann demzufolge ein hocheffizientes lichtemittierendes
Element zur Verfügung
gestellt werden. Tabelle 2
| | Max.
Temp. [°C] | Min.
Temp. [°C] | Temp.
Diff. [°C] |
| Stand
der Technik | 60,6 | 50,7 | 9,9 |
| Vorliegende
Erfindung | 51,3 | 43,8 | 7,5 |
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Nachstehend
wird ein Herstellungsprozess des lichtemittierenden Elements gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kurz beschrieben.
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Mit
Bezug auf 5 und 6 werden
zuerst durch einen bestimmten Formvorgang der erste Anschluss 100 mit
dem Paar Schenkelabschnitten und den Anschlagteilen 115 und
der an den Schenkelabschnitten gebildeten ersten Wärmeabstrahlungslamelle 100d,
sowie der zweite Anschluss 110 mit der daran ausgebildeten
zweiten Wärmeabstrahlungslamelle 110c bereitgestellt.
Dabei können
die erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 11Oc gebildet
werden, wenn der erste und zweite Anschluss 100 und 110 bereits
hergestellt sind.
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Danach
wird der lichtemittierende Chip 130 in den Konkavbereich
des Chipaufnahmeabschnitts 100c des ersten Anschlusses 100 eingesetzt.
Der lichtemittierende Chip 130 ist ein lichtemittierender
Chip mit vertikaler Abstrahlung, und zwischen den lichtemittierenden
Chip 130 und den Chipaufnahmeabschnitt 100c wird ein
Klebstoff (nicht gezeigt) eingebracht. Der Draht 150 zur
Verbindung des lichtemittierenden Chips 130 mit dem zweiten
Anschluss 110 wird durch einen Drahtbondprozess gebildet.
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Danach
wird der den lichtemittierenden Chip 130 und den Draht 150 umgebende
Formteilbereich 170 gebildet, indem eine gewisse Menge
eines flüssigen
Epoxid- oder Silikonharzes in einen vorbereiteten Formnapf eingespritzt
wird und dann der Anschluss mit dem daran angebrachten lichtemittierenden
Chip 130 eine bestimmte Zeit lang bei einer gewissen Temperatur
in den Formnapf eingetaucht wird.
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Wenn
der Formteilbereich 170 ausgehärtet ist, wird der Formnapf
entfernt und unnötige
Teile mit Ausnahme der ersten und zweiten Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c und
des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110 werden
abgeschnitten, womit das lichtemittierende Element gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dann fertiggestellt ist.
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Als
Nächstes
wird ein lichtemittierendes Element gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Beschreibungen, die sich mit den vorstehend erwähnten Ausführungsformen überschneiden,
werden ganz weggelassen oder hier nur kurz beschrieben.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines lichtemittierenden Elements nach
einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 7 gezeigt ist, umfasst das lichtemittierende Element
gemäß der dritten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einen ersten und zweiten Anschluss 100 und 110 mit
zwei Paar Schenkelabschnitten 100a und 110a, die
durch einen Verbindungsabschnitt 100b bzw. 110b verbunden
sind; einen Chipaufnahmeabschnitt 100c, der so ausgebildet
ist, dass er sich vom ersten Verbindungsabschnitt 100b des
ersten Anschlusses 100 zum zweiten Verbindungsabschnitt 110b des
zweiten Anschlusses 110 erstreckt; einen lichtemittierenden
Chip 130, der am Chipaufnahmeabschnitt 100c angebracht
ist; einen Draht 150, der den lichtemittierenden Chip 130 und
den zweiten Anschluss 110 verbindet; und einen Formteilbereich 170,
der Teilbereiche des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110,
den lichtemittierenden Chip 130 und den Draht 150 umgibt.
Dabei haben der erste und zweite Anschluss 100 und 110 jeweils
zwei Schenkelabschnitte 100a bzw. 110a, und jedes
Paar Schenkelabschnitte 100a und 110a ist an oberen
Bereichen der Schenkelabschnitte durch den Verbindungsabschnitt 100b oder 110b verbunden.
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Der
Chipaufnahmeabschnitt 100c, an welchem der lichtemittierende
Chip angebracht ist, ist mit den Schenkelabschnitten 100a durch
den ersten Verbindungsabschnitt 100b verbunden. Der lichtemittierende Chip 130 ist
am Chipaufnahmeabschnitt 100c angebracht, und ist in der
Form eines Konkavbereichs ausgebildet, um vom lichtemittierenden
Chip 130 emittiertes Licht nach oben zu reflektieren. Wärme, die
bei Betrieb des lichtemittierenden Elements vom lichtemittierenden
Chip 130 erzeugt wird, wird durch den Chipaufnahmeabschnitt 100c und
den ersten Verbindungsabschnitt zu den ersten Schenkelabschnitten 100a geleitet,
und die übertragene
Wärme wird
durch distale Enden der Schenkelabschnitte 100a nach außen abgestrahlt.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann, wenn der erste Verbindungsabschnitt 100b im
Vergleich zum Chipaufnahmeabschnitt 100c verbreitet ist,
die vom Chipaufnahmeabschnitt 100c geleitete Wärme – ohne das Vorhandensein
einer Engstelle zwischen dem Chipaufnahmeabschnitt 100c und
dem ersten Verbindungsabschnitt 100b – schnell nach außen abgestrahlt
werden. Das heißt,
dass der erste Verbindungsabschnitt 100b in verschiedenen
Formen so ausgelegt ist, dass die kleinste Breite größer oder
gleich der Breite des Chipaufnahmeabschnitts 100c ist,
so dass die vom lichtemittierenden Chip 130 erzeugte Wärme – ohne das
Vorhandensein einer Engstelle zwischen dem Chipaufnahmeabschnitt 100c und
dem ersten Verbindungsabschnitt 100b – schnell nach außen abgestrahlt
werden kann.
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Die
erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c,
die bei Betrieb des lichtemittierenden Elements dazu dienen, die
vom lichtemittierenden Chip 130 erzeugte Wärme schnell
nach außen
abzustrahlen, bestehen aus demselben Material wie der erste und
zweite Anschluss 100 und 110. Die erste Wärmeabstrahlungslamelle 100d ist
so gebildet, dass die beiden Schenkelabschnitte des ersten Anschlusses 100 miteinander
verbunden sind. Darüber
hinaus sind die beiden Schenkelabschnitte des zweiten Anschlusses 110 auch
miteinander verbunden, und zwar durch die Wärmeabstrahlungslamelle 110c.
Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Das
heißt,
dass die Schenkelabschnitte jeweils des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110 nicht
unbedingt durch die Wärmeabstrahlungslamelle
verbunden sein zu brauchen, und die Wärmeabstrahlungslamelle kann
an nur einem der Schenkelabschnitte gebildet sein. Darüber hinaus ist
die Form der ersten und zweiten Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c nicht
auf einen in 5 und 6 gezeigten
Querstreifen bzw. Stab beschränkt,
sondern kann sich je nach Wärmeabstrahlungsleistung und
Verwendungszweck des lichtemittierenden Elements ändern. Die
vorstehend erwähnte
erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c kann
vorzugsweise am Schenkelabschnitt zwischen den Anschlagteilen 115 und
dem Formteilbereich 170 so gebildet werden, dass durch
die Wärmeabstrahlungslamellen
die Anbringung des lichtemittierenden Elements am Elementhalterungsteil
wie etwa einem Substrat nicht beeinträchtigt wird. Ferner kann, zumal,
wenn zwei oder mehr Wärmeabstrahlungslamellen
gebildet werden, ein Konvektionsphänomen zwischen den Wärmeabstrahlungslamellen
stattfindet, verglichen damit, dass nur eine Wärmeabstrahlungslamelle gebildet
ist, ein hoher Wärmeabstrahlungseffekt
erwartet werden.
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Dabei
kann bei den lichtemittierenden Elementen nach dieser Ausführungsform
ein Wärmeabstrahlungseffekt
noch gesteigert werden, wenn ein oberer Teil der Schenkelabschnitte
breiter als ein unterer Teil unterhalb der Anschlagteile 115 wie
bei den vorigen Ausführungsformen
ausgelegt wird.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann das lichtemittierende Element nach
dieser Ausführungsform
die vorstehend erwähnten
Vorteile der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in sich vereinen, so dass eine bessere Wärmeabstrahlungsleistung
erwartet werden kann.
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Als
Nächstes
wird als vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein lichtemittierendes Element beschrieben,
bei welchem Wärmeabstrahlungslamellen
auf ein leuchtenartiges lichtemittierendes Element angewendet werden.
Beschreibungen, die sich mit den vorstehend erwähnten Ausführungsformen überschneiden,
werden weggelassen oder hier nur kurz beschrieben.
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8 ist
eine Schnittansicht eines lichtemittierenden Elements gemäß einer
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 8 gezeigt ist, umfasst das lichtemittierende Element
gemäß der vierten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung einen ersten und zweiten Anschluss 100 und 110,
die funktionslose Anschlüsse bzw.
Blindanschlüsse
daran angeformt haben; einen lichtemittierenden Chip 130,
der am ersten Anschluss 100 angebracht ist; einen Draht 150,
der den lichtemittierenden Chip 130 und den zweiten Anschluss 110 verbindet; und
einen Formteilbereich 170, der den lichtemittierenden Chip
und den Draht 150 umgibt.
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Der
erste und zweite Anschluss 100 und 110 werden
durch einen bestimmten Stanzvorgang aus einem Metall wie etwa Cu
oder Al gebildet. Der erste und zweite Anschluss 100 und 110 werden
mit den Blindanschlüssen 116 ausgebildet.
Einer der Blindanschlüsse 116 und
der erste Anschluss 100 sind durch eine erste Wärmeabstrahlungslamelle 100d verbunden,
und der andere der Blindanschlüsse 116 und
der zweite Anschluss 110 sind durch eine zweite Wärmeabstrahlungslamelle 110c verbunden.
Ferner wird bevorzugt, dass zumindest ein Teilbereich jedes Blindanschlusses 116 vom
Formteilbereich 170 so umgeben ist, dass die Blindanschlüsse 116 stabil
gehaltert sind und die Wärmeabstrahlungsleistung
gesteigert ist. Dabei kann der Blindanschluss 116 an irgendeinem
des ersten und zweiten Anschlusses 100 und 110 gebildet
sein, und je nach Leistung und Verwendungszweck des lichtemittierenden
Elements können
die Anzahl sowie die Form der Blindanschlüsse verändert werden. Der erste und
zweite Anschluss 100 und 110 umfasst jeweils ein
Anschlagteil 115, welches ermöglicht, dass ein bestimmter
Teilbereich des Anschlusses in ein Elementhalterungsteil eingefügt werden
kann. Durch Abstimmen der Position des Blindanschlusses 116 kann
jedoch auch der Blindanschluss 116 als Anschlagteil 115 verwendet
werden. In diesem Fall braucht das Anschlagteil 115 nicht
ausgebildet zu werden. Des Weiteren fungieren die Blindanschlüsse 116 auch
als Wärmeabstrahlungslamellen
und strahlen im Vergleich dazu, wenn nur die erste und zweite Wärmeabstrahlungslamelle 100d und 110c ausgebildet
sind, mehr Wärme
nach außen
ab. Dementsprechend besteht ein Vorteil darin, dass problemlos ein hocheffizientes
lichtemittierendes Element bereitgestellt werden kann.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
und Ausführungsformen
beschrieben worden ist, wird es Fachleuten klar sein, dass daran
verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom technischen
Sinngehalt und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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LICHTEMTTIERENDES ELEMENT
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein lichtemittierendes Element,
und im Spezielleren auf eine Wärmeabstrahlungsstruktur
eines lichtemittierenden Elements, das Anschlüsse hat, wobei jeder Anschluss
mehrere Schenkelabschnitte aufweist, und einen lichtemittierenden
Chip, der an irgendeinem der Anschlüsse angebracht ist. Die vorliegende
Erfindung kann ein hocheffizientes lichtemittierendes Element bereitstellen,
bei dem eine thermische Belastung reduziert ist, indem ein Verbindungsabschnitt
verbreitert wird, durch den ein Anschluss und ein Chipaufnahmeabschnitt
des lichtemittierenden Elements verbunden sind, und bei dem die
von einer Wärmequelle
erzeugte Wärme
schneller nach außen
abgestrahlt werden kann. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung
auch ein hocheffizientes lichtemittierendes Element zur Verfügung stellen,
bei dem Wärmeabstrahlungslamellen
zwischen einem Anschlagteil und einem Formteilbereich eines Anschlusses
des lichtemittierenden Elements gebildet sind, so dass zwischen
den Wärmeabstrahlungslamellen eine
natürliche
Konvektion stattfinden kann, und bei dem ein Bereich, in dem Wärmeabstrahlung
erfolgen kann, verbreitert ist, um einen Wärmeabstrahlungseffekt zu maximieren.