DE112016003939T5 - Licht emittierende Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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Kohsuke Kashitani
Teruhiko Hodohara
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Abstract

Es ist möglich, eine Linsenanordnung, die gemeinsame Linsen aufweist, als eine Linsenanordnung zu verwenden, welche die Lichtstrahlen von den Licht emittierenden Einheiten unabhängig von der Anzahl der Licht emittierenden Elemente, die in jeder Licht emittierenden Einheit enthalten sind, sammelt, wodurch die Herstellungskosten der Licht emittierenden Vorrichtung verringert werden kann. Die Licht emittierende Vorrichtung weist ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und eine Linsenanordnung auf, die Linsen enthält, die in Übereinstimmung mit den Licht emittierenden Einheiten vorgesehen sind, um die Strahlen des Emissionslichts von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsen an den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist. Jede der Licht emittierenden Einheiten weist Licht emittierende Elemente auf, die auf dem Substrat in einem Gittermuster und in einem Anbringungsbereich angebracht sind, dessen Form bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist, und die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung.
  • Stand der Technik
  • Eine Chip-on-Board (COB) Licht emittierende Vorrichtung, in der Licht emittierende Elemente, wie zum Beispiel Licht emittierende Diodenelemente (LED-Elemente) auf einem Allzweck-Substrat wie zum Beispiel einem Keramiksubstrat oder einem Metallsubstrat angebracht sind, ist bekannt. Bei einer solchen Licht emittierenden Vorrichtung kann durch ein Abdichten der LED-Elemente mit einem lichtdurchlässigen Harz, das einen Leuchtstoff enthält, und durch ein Mischen von dem Licht der LED-Elemente und dem Licht, das durch eine Anregung des Leuchtstoff durch das Licht der LED-Elemente erhalten wird, ein weißes Licht oder dergleichen in Abhängigkeit von der beabsichtigten Verwendung erhalten werden.
  • Zum Beispiel beschreibt die Patentliteratur 1 eine Leuchtdiode, die eine Wärmestrahlungsbasis mit einer hohen Wärmeleitung und mit einer Anbringungsoberfläche zum Chipbonden, ein Schaltungssubstrat, das auf der Wärmestrahlungsbasis angebracht ist und das ein Loch aufweist, durch das ein Teil der Anbringungsoberfläche frei liegt, und ein hervorstehendes Teil, das von dem äußeren Umfang der Wärmeabstrahlungsbasis nach außen vorsteht, Licht emittierende Elemente, die durch das Loch an der Anbringungsoberfläche angebracht worden sind, und einen Licht durchlässigen Harzkörper aufweist, der die Oberseite der Licht emittierenden Elemente abdichtet, wobei die Durchgangslöcher, die elektrisch mit den Licht emittierenden Elementen verbunden sind, in dem äußeren Umfang des vorstehenden Teils ausgebildet worden sind, und externe Verbindungselektroden an der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche der Durchgangslöcher vorgesehen sind.
  • Zusätzlich beschreibt die Patentliteratur 2 eine LED-Baugruppe, die einen Hohlraum, in dem ein konkaver Teil ausgebildet ist, einen konvexen Wärmeblock (Sockelteil), der an dem Hohlraum angebracht ist, um den Boden des konkaven Teils zu durchdringen, ein Submount-Substrat, das an dem Wärmeblock angebracht ist, LED-Chips, die auf dem Submount-Substrat angeordnet sind, einen Leiterrahmen, der mit den jeweiligen LED-Chips elektrisch verbunden ist, eine Leuchtstoffschicht, die die jeweiligen LED-Chips umschließt, und eine Linse aufweist, die durch ein im konkaven Teil eingefüllten Silikonharz gebildet worden ist.
  • Darüber hinaus ist eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt, deren Lichtmenge durch ein integrales Anordnen mehrerer LEDs erhöht wird. Zum Beispiel beschreibt die Patentliteratur 3 eine LED-Beleuchtungsvorrichtung, die LEDs, ein Substrat, auf dem die LEDs angebracht sind, und eine Linsenanordnung aufweist, bei der Linsenelemente integral ausgestaltet sind, um das Strahlungslicht, das von den LEDs emittiert wird, zu sammeln oder zu streuen.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2006-005290
    • Patentliteratur 2: Japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2010-170945
    • Patentliteratur 3: Japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 2012-042670
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um ein paralleles Licht, das eine hohe Lichtmenge aufweist, zu erhalten, ist es wünschenswert, eine Licht emittierende Vorrichtung herzustellen, bei der die Licht emittierenden Einheiten, die jeweils Licht emittierende Elemente wie zum Beispiel LED-Elemente enthalten, auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet worden sind, und das Licht von jeder Licht emittierenden Einheit wird durch eine Linse gesammelt, die der Licht emittierenden Einheit entspricht, die das Licht emittieren soll. Bei einer derartigen Licht emittierenden Vorrichtung kann die Anzahl der in einer Licht emittierenden Einheit enthaltenen LED-Elemente in jeder Licht emittierenden Einheit auf eine solche Weise geändert werden, dass die Durchlassspannung der LED-Elemente als Ganzes der Vorrichtung in einen Bereich fällt, den der verwendete Treiber treiben kann. Wenn jedoch die Anzahl der Elemente in jeder Licht emittierenden Einheit geändert wird, wird auch ein Licht emittierende Durchmesser geändert. Um daher die Effizienz des Lichtsammelns zu optimieren, muss auch die Größe der Linse bei jeder Licht emittierenden Einheit in Übereinstimmung mit dem Licht emittierenden Durchmesser eingestellt werden. In diesem Fall müssen mehrere verschiedene Linsenanordnungen bei der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung vorbereitet werden, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden.
  • Wenn außerdem eine Licht emittierende Vorrichtung hergestellt wird, bei der die Licht emittierenden Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat gebildet worden sind und jede Licht emittierende Einheit LED-Elemente aufweist, ist es manchmal erwünscht, einen Treiber zum Treiben einer Licht emittierenden Vorrichtung mittels bestimmter LED-Elemente auch für eine Licht emittierende Vorrichtung zu verwenden, die andere LED-Elemente verwendet, um zum Beispiel die Herstellungskosten zu verringern. Wenn jedoch LED-Elemente, die unterschiedliche Durchlassspannungen aufweisen, verwendet werden, kann die Durchlassspannung der gesamten Vorrichtung im Vergleich zu der früheren Licht emittierenden Vorrichtung drastisch geändert werden, und somit kann die Licht emittierenden Vorrichtung, die andere LED-Elemente verwendet, nicht von einem gemeinsamen Treiber getrieben werden.
  • Wenn eine Licht emittierende Vorrichtung, die mehr als eine COB Licht emittierende Einheit aufweist, in der jedes Licht emittierende Element auf einem Metallsubstrat angebracht ist, hergestellt wird, wird außerdem die Anzahl der Elemente, die in der gesamten Licht emittierenden Vorrichtung enthalten sind, erhöht, und es wird die während des Treibens erzeugte Wärmemenge ebenfalls erhöht, und somit ist die Idee der Förderung der Wärmeabstrahlung notwendig.
  • Darüber hinaus kann es bei einer Licht emittierenden Vorrichtung, bei der die Licht emittierenden Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet worden sind, erwünscht sein, die Licht emittierenden Einheiten nicht nur gleichzeitig zu beleuchten, sondern auch jede Licht emittierende Einheit einzeln zu beleuchten, um deren Betrieb zu prüfen. Zu diesem Zweck können mehrere Gruppen von Prüfanschlüssen, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechen, auf dem gemeinsamen Substrat vorgesehen sein. Wenn es jedoch Abweichungen in der Anordnung der Prüfanschlüsse bei jeder Licht emittierenden Einheit gibt, ist der Schritt der Funktionsprüfung kompliziert, und es kann eine fehlerhafte Messung auftreten.
  • Wenn eine Licht emittierende Vorrichtung hergestellt wird, bei der die Strahlen des Emissionslichts von den Licht emittierenden Einheiten, die jeweils seriell und parallel verbundene LED-Elemente, die das Licht emittieren sollen, enthalten, durch eine Linsenanordnung gesammelt werden, ist es denkbar, dass die Dichte der Licht emittierenden Einheiten auf dem gemeinsamen Substrat durch ein Ändern des Licht emittierenden Durchmessers nach der Anzahl der LED-Elemente in der Licht emittierenden Einheit und durch ein Kombinieren der Licht emittierenden Einheiten, die unterschiedliche Licht emittierenden Durchmesser aufweisen, erhöht wird. Bei einer derartigen Licht emittierenden Vorrichtung sind jedoch die Licht emittierenden Einheiten auf dem Substrat und die Linsen in der Linsenanordnung in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung, und somit ist die Anzahl der Licht emittierenden Einheiten, die auf dem gemeinsamen Substrat gebildet werden können, ebenfalls durch die Größe jeder Linse begrenzt.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung hergestellt, bei der die Licht emittierenden Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet worden sind und bei der das Emissionslicht von jeder Licht emittierenden Einheit durch eine Linse gesammelt wird, die der Licht emittierenden Einheit entspricht, die das Licht emittieren soll. Eine relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und einer Linsenanordnung, welche die dazugehörigen Linsen enthält, muss zum Zeitpunkt der Herstellung angepasst werden, um die Effizienz der Lichtemission von den Licht emittierenden Einheiten durch die Linsen zu verbessern. Da dieser Schritt jedoch mühsam ist, ist es wünschenswert, die Einstellung der Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen durch eine Idee effizienter zu gestalten.
  • Darüber hinaus wird bei der Licht emittierenden Vorrichtung, bei der die Licht emittierenden Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet worden sind und das Emissionslicht von jeder Licht emittierenden Einheit durch eine Linse gesammelt wird, die der Licht emittierenden Einheit entspricht, die das Licht emittieren soll, wenn die Licht emittierende Elemente an jeder Licht emittierenden Einheit angebracht sind, die Anzahl der Elemente, die in der Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung enthalten sind, erhöht und die Wärmemenge, die während des Treibens erzeugt wird, wird ebenfalls erhöht. Somit kann die Ausdehnung des gemeinsamen Substrats und der Linsen aufgrund der Wärme nicht ignoriert werden, und es tritt eine Verschiebung in der relativen Position von beiden auf, und somit kann die Effizienz der Emission durch die Linsen verringert werden.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, eine Linsenanordnung zu verwenden, die gemeinsame Linsen als eine Linsenanordnung enthält, welche die Lichtstrahlen von den Licht emittierenden Einheiten unabhängig von der Anzahl der Licht emittierenden Elemente, die in jeder Licht emittierenden Einheit enthalten sind, sammelt, wodurch die Herstellungskosten der Licht emittierenden Vorrichtung verringert werden.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen, eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der die Licht emittierenden Einheiten, die jeweils LED-Elemente enthalten, die auf einem gemeinsamen Substrat gebildet worden sind, durch einen gemeinsamen Treiber ungeachtet einer Durchlassspannung jedes LED-Elements zu treiben.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenn die Licht emittierenden Einheiten, die jeweils die Licht emittierenden Elemente enthalten, die auf einem gemeinsamen Metallsubstrat gebildet worden sind, um die Licht emittierende Vorrichtung zu bilden, die Freisetzung von Wärme, die jeweils von den Licht emittierenden Elemente auf das Metallsubstrat übertragen wird, nach außerhalb der Vorrichtung zu fördern.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funktionsprüfung jeder Licht emittierenden Einheit zum Zeitpunkt der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung, bei der die Licht emittierenden Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet werden, einfach zu machen, wodurch die Häufigkeit des Auftretens einer fehlerhaften Messung verringert werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mehr Licht emittierende Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat in einer Licht emittierenden Vorrichtung, die das Licht durch eine Linsenanordnung emittiert, anzuordnen, wodurch die Menge des Emissionslichts erhöht wird.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Schritt des Einstellens einer relativen Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen zum Zeitpunkt der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung zu vereinfachen, bei der die Strahlen des Emissionslichts von den Licht emittierenden Einheiten durch die Linsen gesammelt werden, die den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten entsprechen, die das Licht emittieren sollen.
  • Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Effizienz der Lichtemission der emittierenden Einheiten durch Linsen zu verbessern, wenn eine thermische Ausdehnung in einem gemeinsamen Substrat und den Linsen auftritt, indem die Licht emittierende Vorrichtung getrieben wird.
  • Es wird eine Licht emittierenden Vorrichtung bereitgestellt, die ein Substrat, Licht emittierenden Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und eine Linsenanordnung, die Linsen aufweist, die entsprechend den Licht emittierenden Einheiten vorgesehen sind, aufweist, um die Strahlen des Emissionslichts von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten Licht emittierende Elemente aufweist, die in einem Gittermuster auf dem Substrat angebracht sind und die in einem Anbringungsbereich, dessen Form und Größe bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam sind, seriell und parallel geschaltet sind, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden sind.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und einen Treiber aufweist, der die Licht emittierenden Einheiten treibt, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente aufweist, die in eine Vielzahl von Spalten unterteilt sind, die parallel miteinander geschaltet sind und in jeder der Spalten seriell miteinander geschaltet sind, und wobei die Anzahl der LED-Elemente, die in jeder der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet ist, auf eine solche Weise eingestellt ist, dass die Summe der Durchlassspannungen der LED-Elemente, die in der Gesamtheit der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet sind, in einen Bereich einer Spannung fällt, die der Treiber treiben kann.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die ein Metallsubstrat mit einer Öffnung und gleichmäßig auf dem Metallsubstrat angeordnete Licht emittierende Einheiten aufweist, um die Öffnung zu umgeben, wobei jede der Licht emittierende Einheiten Licht emittierende Elemente aufweist, die auf dem Metallsubstrat angebracht sind, einen Dichtungsrahmen, der die Licht emittierenden Elemente umgibt, und ein abdichtendes Harz aufweist, das in einen Bereich gefüllt ist, der von dem Dichtungsrahmen auf dem Metallsubstrat umgeben ist, um die Licht emittierenden Elemente abzudichten.
  • Zusätzlich ist eine Licht emittierende Vorrichtung vorgesehen, die ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, eine Linsenanordnung mit Linsen, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechend vorgesehen sind, um die Strahlen des Emissionslicht von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist, und eine Vielzahl von Gruppen von Prüfanschlüssen aufweist, von denen jeder entsprechend jeder der Licht emittierenden Einheiten an Positionen auf dem Substrat mit einem Durchmesser einer Hauptoberfläche von einer der Linsen ausgebildet ist, die der Licht emittierenden Einheit entsprechen, wobei die Positionen durch ein Intervall getrennt sind, das bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und eine Linsenanordnung mit Linsen aufweist, die jeweils den Licht emittierende Einheiten entsprechend vorgesehen sind, um die Strahlen des Emissionslichts von dem jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente aufweist, die auf dem Substrat mit der gleichen Anbringdichte wie jene bei den Licht emittierenden Einheiten angebracht sind, und die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt sind, und wobei jede der Linsen eine größere Größe aufweist, da die Anzahl der LED-Elemente, die in einer Licht emittierende Einheit enthalten sind, die der Linse entspricht, größer ist.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und eine Linsenanordnung mit Linsen aufweist, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechend vorgesehen sind, um die Strahlen des Emissionslichts von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierende Einheiten angeordnet ist, wobei jede der Licht emittierende Einheiten Licht emittierende Elemente aufweist, die in eine Vielzahl von Spalten unterteilt sind, die parallel zueinander geschaltet sind und die miteinander in jeder der Spalten seriell geschaltet sind, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden ist, und die Licht emittierende Elemente weisen eine kleinere Größe in einer Licht emittierende Einheit auf, bei der die Anzahl der Licht emittierenden Elementen, die seriell geschaltet sind, größer ist.
  • Zusätzlich wird ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, das die Schritte aufweist: ein Bilden von Licht emittierenden Einheiten durch ein Anbringen einer Vielzahl von Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf ein Substrat, in dem Öffnungen gebildet sind, basierend auf den Positionen der Öffnungen, ein Anordnen einer Linsenanordnung, die Trägereinheiten und Linsen aufweist, die der Anordnung der Positionen der Licht emittierenden Einheiten entsprechend auf dem Substrat angeordnet sind, an den Licht emittierenden Einheiten und ein Positionieren des Substrats und der Linsenanordnung durch ein Einpassen der Trägereinheiten in die Öffnungen.
  • Zusätzlich wird ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, das die Schritte aufweist: ein Bilden von Licht emittierenden Einheiten durch ein Anbringen einer Vielzahl von Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf ein Substrat, ein Anordnen einer Linsenanordnung, die Linsen aufweist, die nach den Positionen der Anordnung der Licht emittierenden Einheiten an den Licht emittierenden Einheiten angeordnet sind, und ein Positionieren des Substrats und der Linsenanordnung durch ein Verschieben der Licht emittierenden Einheiten und der Linsen voneinander um eine Distanz, die eine Größe nach den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats aufweist, und der Linsenanordnung auf eine solche Weise, dass die Positionen der Licht emittierenden Einheiten in Bezug auf die Positionen der Linsen übereinstimmen, wenn sich das Substrat und die Linsenanordnung durch ein Leuchten der Licht emittierenden Einheiten thermisch ausdehnen.
  • Zusätzlich wird eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, die ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind und eine Linsenanordnung mit Linsen aufweist, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechend vorgesehen sind, um die Strahlen des Emissionslichts von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten Licht emittierende Elemente aufweist, die in einem Gittermuster auf dem Substrat angebracht sind und die seriell und parallel miteinander in einem Anbringungsbereich verbunden sind, deren Form bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist, so dass sie eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufweist, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden sind.
  • Bevorzugt sind bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung in jeder der Licht emittierenden Einheiten die Licht emittierenden Elemente in einem Anbringungsbereich angebracht, dessen Form und Größe bei den Licht emittierenden Einheiten bei einer Anbringungsdichte, die bei jeder Licht emittierenden Einheit unterschiedlich ist, gemeinsam sind.
  • Bevorzugt weist bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung bei den Licht emittierenden Einheiten eine Licht emittierende Einheit, bei der die Anzahl an seriellen Verbindungen kleiner ist, LED-Elemente auf, die höhere Durchlassspannungen als die Licht emittierenden Elemente aufweisen.
  • Bevorzugt weist bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung der Anbringungsbereich eine rechteckige Form auf, und sind bei jeder der Licht emittierenden Einheiten die Licht emittierenden Elemente an mindestens vier Ecken der rechteckigen Form angebracht.
  • Bevorzugt weist bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente auf, die auf dem Substrat angebracht sind und die durch Drähte elektrisch miteinander verbunden sind, als die Licht emittierenden Elemente und ferner ein abdichtendes Harz auf, das einen Leuchtstoff enthält und das auf das Substrat gefüllt wird, um die LED-Elemente abzudichten.
  • Bevorzugt weist bei der oben genannten Licht emittierende Vorrichtung jede der Licht emittierende Einheiten LED-Baugruppen auf, die als die Licht emittierende Elemente auf dem Substrat flipchipgemäß angebracht sind, und jede der LED-Baugruppen weist ein LED-Element und eine Harzschicht auf, die einen Leuchtstoff enthält und die eine obere Oberfläche und seitliche Oberflächen des LED-Elements bedeckt.
  • Bevorzugt enthält die oben genannten Licht emittierende Vorrichtung ferner einen Treiber, der die Licht emittierenden Einheiten treibt, und die Licht emittierenden Elemente sind LED-Elemente, und die Anzahl der LED-Elemente, die in jeder der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet sind, ist derart eingestellt, dass eine Summe von Durchlassspannungen der LED-Elemente, die in der Gesamtheit der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet sind, in einen Bereich einer Spannung fällt, die der Treiber treiben kann.
  • Bevorzugt sind bei der obigen Licht emittierenden Vorrichtung die Licht emittierenden Einheiten seriell mit dem Treiber verbunden.
  • Bevorzugt sind bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Licht emittierenden Einheiten in eine Vielzahl an Gruppen unterteilt, die parallel zu dem Treiber geschaltet sind, und die Licht emittierenden Einheiten, die in jeder der Gruppen enthalten sind, sind miteinander seriell geschaltet.
  • Bevorzugt ist in der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung das Substrat ein Metallsubstrat, das eine Öffnung aufweist, wobei die Licht emittierenden Einheiten gleichförmig auf dem Metallsubstrat angeordnet sind, um die Öffnung zu umgeben, und jede der Licht emittierenden Einheiten ferner einen Dichtungsrahmen, der die Licht emittierenden Elemente umgibt, und ein abdichtendes Harz aufweist, das in den Bereich gefüllt wird, der von dem Dichtungsrahmen auf dem Metallsubstrat umgeben ist, um die Licht emittierenden Elemente abzudichten.
  • Bevorzugt enthält die oben genannten Licht emittierende Vorrichtung ferner eine Wärmesenke, welche an einer hinteren Oberfläche des Metallsubstrats angebracht ist und welche die Wärme abstrahlt, die von den Licht emittierenden Einheiten erzeugt wird.
  • Bevorzugt ist bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung ein Durchmesser der Öffnung größer als die Anordnungsintervalle der Licht emittierenden Einheiten.
  • Bevorzugt sind bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Linsen nicht oberhalb der Öffnung angeordnet.
  • Bevorzugt weist die oben genannte Licht emittierende Vorrichtung ferner eine Vielzahl an Gruppen von Prüfanschlüssen auf, von denen jeder entsprechend jeder der Licht emittierenden Einheiten an Positionen auf dem Substrat in einem Durchmesser einer hauptsächlichen Oberfläche von einer der Linsen, die der Licht emittierenden Einheit entspricht gebildet worden ist, wobei die Positionen durch ein Intervall getrennt sind, das bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist.
  • Bevorzugt sind in der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Vielzahl an Gruppen von Prüfanschlüssen Paare von zwei Anschlüssen und sind sie in einem gemeinsamen Winkel in Bezug auf eine Seite des Substrats angeordnet.
  • Bevorzugt weist bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung jede der Licht emittierenden Einheiten die LED-Elemente auf, die mit der gleichen Anbringungsdichte wie die bei den Licht emittierenden Einheiten als die Licht emittierende Elemente angebracht worden sind, und jede der Linsen weist eine größere Größe auf, da die Anzahl der LED-Elemente, die in der Licht emittierenden Einheit enthalten sind, die der Linse entspricht, größer ist.
  • Bevorzugt sind in der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Licht emittierenden Einheiten durch erste Licht emittierende Einheiten, die jeweils LED-Elemente aufweisen, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um eine erste Anzahl von seriellen Verbindungen aufzuweisen und eine erste Anzahl von parallelen Verbindungen aufzuweisen, und durch zweite Licht emittierenden Einheiten ausgestaltet, die jeweils LED-Elemente aufweisen, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um eine zweite Anzahl von seriellen Verbindungen, die kleiner als die erste Anzahl von seriellen Verbindungen ist, und eine zweite Anzahl von parallelen Verbindungen, die kleiner als die erste Anzahl von parallelen Verbindungen ist, aufzuweisen, und wobei die ersten Licht emittierenden Einheiten und die zweiten Licht emittierenden Einheiten abwechselnd auf dem Substrat angeordnet sind.
  • Bevorzugt weisen bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Licht emittierenden Elemente eine kleinere Größe bei der Licht emittierenden Einheit auf, bei der die Anzahl der seriell geschalteten Licht emittierenden Elemente größer ist.
  • Bevorzugt sind bei der oben genannten Licht emittierenden Vorrichtung die Flächen der Licht emittierenden Bereichen der Licht emittierenden Einheiten zueinander gleich.
  • Zusätzlich wird ein Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt, das die Schritte aufweist: ein Bilden von Licht emittierenden Einheiten durch ein Anbringen einer Vielzahl von Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf einem Substrat und ein Anordnen einer Linsenanordnung mit Linsen, die nach den Positionen der Anordnung der Licht emittierenden Einheiten an den Licht emittierenden Einheiten angeordnet sind, wobei in dem Schritt des Bildens in jeder der Licht emittierenden Einheiten die Licht emittierenden Elemente, deren Anzahl für die Licht emittierende Einheit eingestellt ist, in einem Gittermuster in einem Anbringungsbereich angebracht werden, dessen Form bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist, und wobei die Licht emittierenden Elemente seriell und parallel miteinander verbunden sind, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden sind.
  • Bevorzugt werden in dem Schritt des Bildens des oben genannten Herstellungsverfahrens die Licht emittierenden Einheiten durch ein Anbringen der Vielzahl von Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf einem Substrat, in dem die Öffnungen gebildet worden sind, basierend auf den Positionen der Öffnungen gebildet, und wird in dem Schritt des Anordnens eine Linsenanordnung, welche die Trägereinheiten aufweist, als die Linsenanordnung angeordnet, und weist das Herstellungsverfahren ferner den Schritt des Positionierens des Substrats und der Linsenanordnung durch ein Einpassen der Trägereinheiten in die Öffnungen auf.
  • Bevorzugt sind bei dem oben genannten Herstellungsverfahren die Öffnungen Positionierungslöcher, die auf einer diagonalen Linie des Substrats ausgebildet worden sind, und sind die Stützeinheiten säulenartige Elemente, die an der Linsenanordnung den Positionen der Öffnungen entsprechend vorgesehen sind.
  • Bevorzugt werden bei dem oben genannten Herstellungsverfahren die Durchmesser entlang der Diagonallinie der Positionierungslöcher mit zunehmendem Abstand von einem Endteil der Diagonallinie größer, und werden in dem Schritt des Positionierens die Trägereinheiten in Bezug auf die Öffnungen auf eine solche Weise fixiert, dass eine relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen entlang der diagonalen Linie in Übereinstimmung mit der thermischen Ausdehnung und der thermischen Kontraktion geändert werden kann.
  • Bevorzugt enthält das oben genannte Herstellungsverfahren ferner den Schritt des Abdichtens der Vielzahl der Gruppen der Licht emittierenden Elementen für jede Licht emittierende Einheit durch ein Füllen eines Harzes in jede der Licht emittierenden Einheiten.
  • Bevorzugt enthält das oben genannte Herstellungsverfahren ferner den Schritt des Anordnens von Dichtungsrahmen, die jeweils die Vielzahl von Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf dem Substrat umgeben, basierend auf den Positionen der Öffnungen, und in dem Schritt des Abdichtens wird das Harz in die entsprechend Bereiche gefüllt, die von den Dichtungsrahmen auf dem Substrat umgeben sind.
  • Bevorzugt enthält das oben genannte Herstellungsverfahren ferner den Schritt des Positionierens des Substrats und der Linsenanordnung durch ein Verschieben der Licht emittierenden Einheiten und der Linsen um einen Abstand, der eine Größe aufweist, die den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats und der Linsenanordnung entspricht, auf eine solche Weise voneinander, dass die Positionen der Licht emittierenden Einheiten den Positionen der Linsen relativ entsprechen, wenn sich das Substrat und die Linsenanordnung thermisch ausdehnen, indem die Licht emittierenden Einheiten beleuchtet werden.
  • Bevorzugt weist bei dem oben genannten Herstellungsverfahren das Substrat eine rechteckige Form auf, wobei in dem Schritt des Anordnens die Endteile des Substrats und der Linsenanordnung an einem gemeinsamen Gehäuse auf eine solche Weise befestigt werden, dass eine relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen der thermischen Ausdehnung und der thermischen Kontraktion entsprechend geändert werden kann, und wobei in dem Schritt des Positionierens benachbarte zwei Seiten des Substrats und das Endteil der Linsenanordnung, die den zwei Seiten entsprechen, so in Kontakt mit dem Gehäuse gebracht werden, dass das Substrat und die Linsenanordnung positioniert sind.
  • Bevorzugt werden in dem Schritt des Bildens des oben genannten Herstellungsverfahrens in jeder der Licht emittierenden Einheiten die LED-Elemente auf dem Substrat als die Licht emittierenden Elemente angebracht, werden die LED-Elemente durch Drähte elektrisch miteinander verbunden und wird ein abdichtendes Harz, das einen Leuchtstoff enthält, auf das Substrat gefüllt, um die LED-Elemente abzudichten.
  • Bevorzugt werden in dem Schritt des Bildens des oben genannten Herstellungsverfahrens in jeder der Licht emittierenden Einheiten die LED-Baugruppen, von denen jede durch ein Bedecken der oberen Oberfläche und der seitlichen Oberflächen eines LED-Elements mit einer Harzschicht, die einen Leuchtstoff enthält, ausgebildet ist, mittels Flip-Chip auf dem Substrat als die Licht emittierenden Elemente angebracht.
  • Die oben genannte Licht emittierende Vorrichtung ermöglicht es, eine Linsenanordnung mit gemeinsamen Linsen als die Linsenanordnung zu verwenden, welche die Lichtstrahlen von den Licht emittierenden Einheiten unabhängig von der Anzahl der Licht emittierenden Elemente, die in jeder emittierenden Licht Einheit enthalten sind, sammelt, wodurch die Herstellungskosten der Licht emittierenden Vorrichtung verringert werden.
  • Außerdem kann die oben genannte Licht emittierenden Vorrichtung, die eine Licht emittierende Vorrichtung ist, bei der die Licht emittierenden Einheiten, die jeweils LED-Elemente enthalten, auf einem gemeinsamen Substrat gebildet worden sind, unabhängig von einer Durchlassspannung jedes LED-Elements von einem gemeinsamen Treiber getrieben werden.
  • Außerdem kann die oben genannte Licht emittierende Vorrichtung, bei der die Licht emittierenden Einheiten, die jeweils die Licht emittierende Elemente aufweisen, auf einem gemeinsamen Metallsubstrat ausgebildet worden sind, um die Licht emittierende Vorrichtung zu bilden, die Übertragung von Wärme auf die Außenseite der Vorrichtung von den entsprechenden Licht emittierenden Elementen zu dem Metallsubstrat fördern.
  • Darüber hinaus kann die oben genannte Licht emittierende Vorrichtung die Funktionsprüfung jeder Licht emittierenden Einheit zum Zeitpunkt der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung, bei der die Licht emittierende Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat ausgebildet werden, leicht durchführen, wodurch die Häufigkeit des Auftretens einer fehlerhaften Messung verringert wird.
  • Zusätzlich ermöglicht es die oben genannte Licht emittierende Vorrichtung, mehr Licht emittierende Einheiten auf einem gemeinsamen Substrat in einer Licht emittierenden Vorrichtung anzuordnen, die das Licht durch eine Linsenanordnung emittiert, wodurch die Menge des Emissionslichts erhöht wird.
  • Außerdem kann das oben genannten Herstellungsverfahren den Schritt des Einstellens einer relativen Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen zum Zeitpunkt der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung vereinfachen, bei der die Strahlen des Emissionslicht von den Licht emittierenden Einheiten durch die Linsen gesammelt werden, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechen, die das Licht emittieren sollen.
  • Zusätzlich kann das oben genannte Herstellungsverfahren die Effizienz der Lichtemission der Licht emittierenden Einheiten durch Linsen verbessern, wenn eine thermische Ausdehnung in einem gemeinsamen Substrat und den Linsen auftritt, indem die Licht emittierende Vorrichtung getrieben wird.
  • Figurenliste
    • Die 1A ist eine Vorderansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1.
    • Die 1B ist eine Rückansicht der Beleuchtungsvorrichtung 1.
    • Die 2A ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Vorrichtung 2.
    • Die 2B ist eine Seitenansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 2.
    • Die 3 ist eine Draufsicht auf die Linsenanordnung 40.
    • Die 4A ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 20.
    • Die 4B ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20 entlang der Linie IVB-IVB aus der 4A.
    • Die 4C ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20 entlang der Linie IVC-IVC aus der 4A.
    • Die 5A ist ein Schaltbild der Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung 2.
    • Die 5B ist ein Schaltbild der Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung 2.
    • Die 6 ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 203.
    • Die 7 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 zeigt.
    • Die 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung 2 darstellt.
    • Die 9A ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Fixieren der Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 darstellt.
    • Die 9B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Fixieren der Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 darstellt.
    • Die 9C ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Fixieren der Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 darstellt.
    • Die 10A ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Positionieren des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 darstellt.
    • Die 10B ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Positionieren des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 darstellt.
    • Die 11A ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Vorrichtung 2A.
    • Die 11B ist eine Seitenansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 2A.
    • Die 12A ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 20A.
    • Die 12B ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 20A.
    • Die 13 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in einer Licht emittierenden Vorrichtung 2B zeigt.
    • Die 14A ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Vorrichtung 2C.
    • Die 14B ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Einheit 20C in der Licht emittierenden Vorrichtung 2C.
    • Die 15 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in einer Licht emittierenden Vorrichtung 2D zeigt.
    • Die 16 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in einer Licht emittierenden Vorrichtung 2E zeigt.
    • Die 17A ist eine Draufsicht auf eine Licht emittierende Vorrichtung 2F.
    • Die 17B ist eine Seitenansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 2F.
    • Die 18A ist eine Draufsicht einer Licht emittierenden Einheit 20G.
    • Die 18B ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20G entlang der Linie XVIIIB-XVIIIB aus der 18A.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail die Licht emittierenden Vorrichtungen und die Verfahren zu deren Herstellung erläutert. Es wird jedoch angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Zeichnungen oder die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.
  • Die 1A und 1B sind eine Vorderansicht und eine Rückansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die zum Beispiel als Flutlichtlampe zum Beleuchten verwendet werden kann und die insgesamt sechs Licht emittierende Vorrichtungen 2 aufweist, die in zwei Reihen und drei Spalten angeordnet sind, wie in der 1A als ein Beispiel dargestellt ist. Durch ein enges Anordnen der Gehäuse (Lampengehäuse) 3 der jeweiligen Licht emittierenden Vorrichtungen 2 ist die Beleuchtungsvorrichtung 1 als eine Vorrichtung ausgestaltet. Für die Anzahl der Licht emittierenden Vorrichtungen 2, die in einer Beleuchtungsvorrichtung enthalten sind, gibt es verschiedene Beispiele, wie zum Beispiel zwei, vier und acht oder mehr zusätzlich zu dem in der 1B dargestellten Beispiel. Wie in der 1B gezeigt ist, weist die Beleuchtungsvorrichtung 1 Wärmestrahlungsrippen (Wärmesenken) 4 auf, um die Freisetzung von Wärme, die in den Licht emittierenden Vorrichtungen 2 erzeugt wird, auf der hinteren Oberfläche der Gehäuse 3 der jeweiligen Licht emittierenden Vorrichtungen 2 zu fördern.
  • Die 2A und 2B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 2. Wie in den 2A und 2B gezeigt ist, weist die Licht emittierende Vorrichtung 2 ein Substrat 10, Licht emittierende Einheiten 20, die auf dem Substrat 10 ausgebildet worden sind, und eine Linsenanordnung 40 auf, die auf den Licht emittierenden Einheiten 20 angeordnet ist. Darüber hinaus, weist, wie in den 1B und 2B gezeigt ist, jede Licht emittierende Vorrichtung 2 eine Wärmestrahlungsrippe 4 zum Abstrahlen von Wärme auf, die durch die Licht emittierenden Einheiten 20 auf der hinteren Oberfläche des Substrats 10 erzeugt wird.
  • Das Substrat 10 ist ein im Wesentlichen rechteckiges Substrat, das eine kreisförmige Öffnung 13 in dessen Mitte aufweist. Zum Beispiel betragen die Länge und Breite des Substrats 10 jeweils ungefähr 10 cm und beträgt die Dicke des Substrats 10 ungefähr 1 bis 2 mm. Das Substrat 10 ist zum Beispiel durch ein Verbinden eines Schaltungssubstrats 12 auf einem Metallsubstrat 11 mit einer Klebeschicht ausgestaltet worden. Das Endteil des Substrats 10 ist an dem Gehäuse 3 der in 1A dargestellten Licht emittierenden Vorrichtung 2 befestigt.
  • Das Metallsubstrat 11 dient als ein Anbringungssubstrat zum Anbringen der Licht emittierenden Einheiten 20 und als ein Wärmestrahlungssubstrat zum Abstrahlen der Wärme, die in den Licht emittierenden Einheiten 20 erzeugt wird, und es ist somit zum Beispiel aus einem Aluminium hergestellt, das sich durch Wärmebeständigkeit und Wärmestrahlung auszeichnet. Das Material des Metallsubstrats 11 kann jedoch auch ein anderes Metall wie zum Beispiel Kupfer sein, solange es eine auszeichnete Wärmebeständigkeit und Wärmestrahlung aufweist.
  • Das Schaltungssubstrat 12 ist ein isolierendes Substrat wie zum Beispiel ein Glasepoxidsubstrat, ein BT-Harzsubstrat, ein Keramiksubstrat oder ein Metallkernsubstrat. Ein leitendes Muster 14, um die Licht emittierenden Einheiten 20 elektrisch miteinander zu verbinden, ist auf der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats 12 ausgebildet. Zwei Verbindungselektroden 15, um die Licht emittierende Vorrichtung 2 mit einer externen Energiequelle zu verbinden, sind an dem rechten Ende des Schaltungssubstrats 12 ausgebildet, wie in der 2A gezeigt ist. Eine der Verbindungselektroden 15 ist eine positive Elektrode und die andere der Verbindungselektroden 15 ist eine negative Elektrode, und eine Spannung wird angelegt, indem sie mit der externen Stromquelle verbunden werden, so dass die Licht emittierenden Einheiten 20 der Licht emittieren Vorrichtung 2 Licht emittiert.
  • Die Licht emittierenden Einheiten 20 sind unabhängige Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat 10 gebildet worden sind, das ein gemeinsames Substrat ist, und sie sind gleichmäßig auf dem Substrat 10 angeordnet, um die Öffnung 13 zu umgeben. In dem dargestellten Beispiel weist die Licht emittierende Vorrichtung 2 zweiundzwanzig Licht emittierende Einheiten 20 auf. Wie unten beschrieben ist, weist jede Licht emittierende Einheit 20 LED-Elemente (ein Beispiel für Licht emittierende Elemente) auf. Bevorzugt sind die Intervalle (Abstände) der Licht emittierenden Einheiten 20 konstante Größen, um das Emissionslicht von der Licht emittierenden Vorrichtung 2 auszugleichen. Jedoch kann die Teilung der Licht emittierenden Einheiten 20 zwischen einer vertikalen Richtung und einer horizontalen Richtung des Substrats 10 unterschiedlich sein.
  • Die 3 ist eine Draufsicht der Linsenanordnung 40. Die Linsenanordnung 40 ist eine Linsenanordnung, in der die Linsen 41 integral ausgebildet sind. Bei dem dargestellten Beispiel weist die Linsenanordnung 40 zweiundzwanzig Linsen 41 auf, die mit Ausnahme der Mitte derselben eng angeordnet sind. Bevorzugt ist ein zentraler Teil 42 der Linsenanordnung 40 eine Öffnung. Wie in der 2B dargestellt ist, entspricht eine optische Achse X jeder Linse 41 einer Normallinienrichtung des Substrats 10. Die Linsen 41 sind so vorgesehen, dass sie jeweils den Licht emittierenden Einheiten 20 in der gleichen Anordnung wie die Licht emittierenden Einheiten 20 auf dem Substrat 10 entsprechen, und sie sammeln jeweils die Strahlen des Emissionslichts von den entsprechenden Licht emittierenden Einheiten 20. Die entsprechenden Linsen 41 weisen zum Beispiel die gleiche Form und Größe auf.
  • Das Endteil der Linsenanordnung 40 ist an dem Gehäuse 3 der Licht emittierenden Vorrichtung 2 befestigt, wie in der 1A dargestellt ist. Insbesondere zur Verwendung bei einer Flutlichtlampe soll die Licht emittierende Vorrichtung 2 so weit wie möglich verkleinert werden, um den Widerstand durch Wind während des Gebrauchs zu verringern. Daher sind die benachbarten Linsen 41 bevorzugt ohne Intervalle miteinander in Kontakt, und die Dichte der Linsen 41 gegenüber der Gesamtheit der Linsenanordnung 40 ist erhöht. Da die Licht emittierenden Einheiten 20 und die Linsen 41 sich in einer Eins-zu-Eins-Entsprechung befinden, wird der Abstand der Licht emittierenden Einheiten 20 durch den Durchmesser der Linse 41 bestimmt.
  • Wie oben beschrieben ist, weist das Substrat 10 die Öffnung 13 in der Mitte auf. Die Öffnung 13 ist an der gleichen Position des Metallsubstrats 11 und des Schaltungssubstrats 12 ausgebildet. Außerdem sind die Linsen 41 bevorzugt nicht über der Öffnung 13 angeordnet, und die Linsenanordnung 40 ist oberhalb der Öffnung 13 geöffnet. Die Gestalt der Öffnung 13 kann eine andere Form aufweisen, wie zum Beispiel eine rechteckige Form, ohne auf die Kreisform begrenzt zu sein, und die Position der Öffnung 13 braucht nicht die genaue Mitte des Substrats 10 zu sein. Da das Substrat 10 die Öffnung 13 aufweist, weist die Licht emittierende Vorrichtung 2 einen Vorteil im Hinblick auf die Wärmestrahlung auf, wie nachstehend beschrieben wird.
  • Zuerst liegt in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 das Metallsubstrat 11 an dem Rand der Öffnung 13 frei, und es wird somit eine Kontaktfläche zwischen der Außenluft und dem Metallsubstrat 11 vergrößert. Dementsprechend wird ein Teil der Wärme, die von den Licht emittierenden Einheiten 20 (Licht emittierenden Elementen) auf das Metallsubstrat 11 übertragen wird, auch von dem Rand der Öffnung 13 an die Außenseite der Vorrichtung abgegeben. Zusätzlich ist bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 die Wärmestrahlungsrippe 4 auf der Rückseite des Substrats 10 in Kontakt mit der Außenluft auch auf der Vorderseite des Substrats 10 durch die Öffnung 13, und somit ist eine Kontaktfläche zwischen der Außenluft und der Wärmestrahlungsrippe 4 ebenfalls erhöht. Dementsprechend wird auch ein Teil der Wärme, die von dem Metallsubstrat 11 auf die Wärmestrahlungsrippe 4 übertragen wird, durch die Öffnung 13 an die Vorderseite des Substrats 10 abgegeben. Daher kann bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 die Abgabe der Wärme, die in den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 (Licht emittierende Elemente) erzeugt worden ist, an die Außenseite der Vorrichtung durch die Öffnung 13 gefördert werden.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Wärmestrahlung muss der Durchmesser der Öffnung 13 eine bestimmte Größe aufweisen. Zum Beispiel ist ein Durchmesser d1 der Öffnung 13 bevorzugt mindestens größer als ein Durchmesser d2 jeder Licht emittierenden Einheit 20 und ist er besonders bevorzugt größer als die Anordnungsintervalle (Abstände) d3 der Licht emittierenden Einheiten 20. In dem dargestellten Beispiel ist der Abstand d3 der Licht emittierenden Einheiten 20 größer als der Durchmesser d2 der Licht emittierenden Einheit 20.
  • Darüber hinaus sind, wie in der 2A dargestellt ist, in jeder Licht emittierenden Einheit 20 Prüfanschlüsse 16 zum Prüfen der Funktion (der Beleuchtung) der Licht emittierenden Einheit 20 auf der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats 12 vorgesehen. Die Prüfanschlüsse 16 bilden Paare (Gruppen) von zwei Anschlüssen und sie sind so angeordnet, dass sie die jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 sandwichartig einschließen. Die Prüfanschlüsse 16 sind an der Außenseite der Licht emittierenden Einheiten 20 angeordnet. Wenn jedoch die Anordnungspositionen der Prüfanschlüsse 16 zu weit von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 entfernt sind, ist das Führen des leitfähigen Musters schwierig, da auch das leitfähige Muster 14 zum gleichzeitigen Beleuchten der Licht emittierenden Einheiten 20 auf dem Schaltkreissubstrat 12 vorhanden ist. Wie in der 2A gezeigt ist, sind somit die Prüfanschlüsse 16 jedes Paars an Positionen auf dem Schaltungssubstrat 12 in einem Durchmesser einer Hauptfläche der Linse 41 entsprechend der beabsichtigten Licht emittierenden Einheit 20 ausgebildet.
  • Um eine fehlerhafte Messung zu verhindern, sind außerdem die zwei Prüfanschlüsse 16 jedes Paares gleichmäßig mit einem Abstand d dazwischen angeordnet, der unter den Licht emittierenden Einheiten 20 gemeinsam ist. Ferner sind die zwei Prüfanschlüsse 16 jedes Paares bevorzugt in einem gemeinsamen Winkel in Bezug auf eine Seite des Substrats 10 angeordnet, wenn das leitfähige Muster 14 diese Anordnung zulässt. Wie gerade beschrieben wurde, wird durch das Ausrichten der Anordnung einer Vielzahl von Paaren der Prüfanschlüsse 16, wenn die Funktion der Licht emittierenden Einheiten 20 sequentiell überprüft wird, die Funktionsprüfung jeder Licht emittierenden Einheit 20 einfach und es kann die Häufigkeit des Auftretens einer fehlerhaften Messung gesenkt werden.
  • Die 4A ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 20, die 4B ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20 entlang der Linie IVB-IVB aus der 4A, und die 4C ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20 entlang der Linie IVC-IVC aus der 4A. Die Licht emittierende Einheit 20 weist LED-Elemente 30, einen Dichtungsrahmen 23 und ein abdichtendes Harz 24 als die Hauptkomponenten auf.
  • Die LED-Elemente 30 sind ein Beispiel für Licht emittierende Elemente und sie sind zum Beispiel blaue LEDs, die ein blaues Licht mit einem Emissionswellenlängenband von etwa 450 bis 460 nm emittieren. In jeder Licht emittierenden Einheit 20 befindet sich eine Öffnung 21 in dem Schaltungssubstrat 12, und das Metallsubstrat 11 ist durch die Öffnung 21 freigelegt. Die LED-Elemente 30 sind auf dem durch die Öffnung 21 freigelegten Metallsubstrat 11 angebracht Die LED-Elemente 30 sind auf diese Weise direkt auf dem Metallsubstrat 11 angebracht, so dass die Abgabe der Wärme, die durch die LED-Elemente 30 und die Leuchtstoffpartikel erzeugt wird, wie nachstehend beschrieben, unterstützt wird.
  • Zusätzlich sind die LED-Elemente 30 in einem Gittermuster angeordnet und zum Beispiel in einem rechteckigen Anbringungsbereich 22 in der Öffnung 21 angebracht. In der 4A ist insbesondere ein Beispiel für den Fall dargestellt, dass vier Reihen und vier Spalten mit sechzehn LED-Elementen 30 angebracht sind. Die LED-Elemente 30 sind in Strängen von vier seriell geschalteten Elementen angeordnet, und ihre vier Stränge sind ferner parallel geschaltet. Wie soeben beschrieben wurde, sind in jeder Licht emittierenden Einheit 20 die LED-Elemente 30 seriell und parallel miteinander verbunden, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen (seriell geschaltete Elemente) und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen (parallel geschaltete Stränge) aufzuweisen, die für die Licht emittierende Einheit 20 eingestellt worden sind.
  • Im Folgenden wird insbesondere eine Licht emittierende Einheit, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30 vier ist, als die „Licht emittierende Einheit 204“ bezeichnet. Eine Licht emittierende Einheit, die sich nicht durch die Anzahl der Reihenschaltungen der LED-Elemente 30 unterscheidet, wird einfach als die „Licht emittierende Einheit 20“ bezeichnet.
  • Die unteren Oberflächen der LED-Elemente 30 sind zum Beispiel mit einem transparenten und isolierenden Haftmittel an der oberen Oberfläche des Metallsubstrats 11 befestigt. Zusätzlich weist jedes LED-Element 30 ein Paar von Elementelektroden auf seiner oberen Oberfläche auf, und, wie in der 4A dargestellt ist, sind die Elementelektroden der benachbarten LED-Elemente 30 gegenseitig und elektrisch durch die Drähte 31 verbunden. Die Drähte 31 von den LED-Elementen 30, die auf der äußeren Umfangsseite der Öffnung 21 angeordnet sind, sind elektrisch mit dem leitenden Muster 14 des Schaltungssubstrats 12 verbunden. Dementsprechend wird ein Strom den jeweiligen LED-Elementen 30 über die Drähte 31 zugeführt.
  • Der Dichtungsrahmen 23 ist ein im Wesentlichen rechteckiger Harzrahmen, der zum Beispiel aus einem weißen Harz nach der Größe der Öffnung 21 des Schaltungssubstrats 12 hergestellt worden ist, und er ist an dem äußeren peripheren Teil der Öffnung 21 an der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats 12 befestigt, um die LED-Elemente 30 in der Licht emittierenden Einheit 20 zu umgeben. Der Dichtungsrahmen 23 ist ein Dammmaterial, um ein Fließen des abdichtenden Harzes 24 zu verhindern. Zusätzlich wird zum Beispiel eine reflektierende Beschichtung auf die Oberfläche des Dichtungsrahmens 23 aufgebracht, und dadurch reflektiert der Dichtungsrahmen 23 das Licht, das von den LED-Elementen 30 seitlich emittiert wird, in Richtung auf die obere Seite der Licht emittierenden Einheit 20 (der von den LED-Elementen 30 aus gesehen gegenüber liegenden Seite des Metallsubstrats 11). In der 4A ist der Dichtungsrahmen 23 als transparent dargestellt.
  • Das abdichtende Harz 24 wird in einem Bereich gefüllt, der von dem Dichtungsrahmen 23 auf dem Metallsubstrat 11 umgeben ist, und es deckt dadurch integral die Gesamtheit der LED-Elemente 30 und die Drähte 31 der Licht emittierenden Einheit 20 ab und schützt diese (dichtet sie ab). Als das abdichtende Harz wird ein farbloses und transparentes Harz wie zum Beispiel ein Epoxidharz oder ein Silikonharz verwendet, und insbesondere wird ein Harz mit einer Wärmebeständigkeit von etwa 250 °C verwendet.
  • Zusätzlich ist ein Leuchtstoff wie zum Beispiel ein gelber Leuchtstoff in dem abdichtenden Harz 24 dispergiert. Der gelbe Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial wie zum Beispiel ein Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), das das blaue Licht, das von den LED-Elementen 30 und 30 emittiert wird, absorbiert und das eine Umwandlung der Wellenlänge in ein gelbes Licht durchführt. Die Licht emittierende Einheit 20 emittiert ein weißes Licht, das durch ein Mischen von dem blauen Licht von den LED-Elementen 30, die blaue LEDs sind, mit dem gelben Licht erhalten wird, das durch ein Anregen des gelben Leuchtstoffs erhalten wird.
  • Wahlweise kann das abdichtende Harz 24 eine Vielzahl von verschiedenen Leuchtstoffen enthalten, wie zum Beispiel einen grünen Leuchtstoff und einen roten Leuchtstoff. Der grüne Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial wie zum Beispiel ein (BaSr)2SiO4:Eu2+, das das blaue Licht absorbiert, das von den LED-Elementen 30 emittiert wird, und das eine Umwandlung der Wellenlänge in ein grünes Licht durchführt. Der rote Leuchtstoff ist ein teilchenförmiges Leuchtstoffmaterial wie zum Beispiel ein CaAlSiN3:Eu2+, das das blaue Licht absorbiert, das von den LED-Elementen 30 emittiert wird, und das eine Umwandlung der Wellenlänge in ein rotes Licht durchführt. In diesem Fall emittiert die Licht emittierende Einheit 20 ein weißes Licht, das durch ein Mischen von dem blauen Licht von den LED-Elementen 30, die blaue LEDs sind, mit dem grünen Licht und dem roten Licht erhalten wird, die dadurch erhalten wurden, dass der grüne Leuchtstoff und der rote Leuchtstoff angeregt worden sind.
  • Die 5A und 5B sind Schaltungsdiagramme der Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung 2. Das Bezugszeichen 50 bezeichnet einen Treiber, der die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 der Licht emittierenden Vorrichtung 2 treibt, und das Bezugszeichen 203 bezeichnet eine Licht emittierende Vorrichtung, bei der die Anzahl der seriellen Schaltungen der LED-Elemente 30 drei beträgt. Bei dem Substrat 10, wie es in der 2A gezeigt ist, sind insgesamt fünf Schaltanschlüsse 17 auf der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats 12 vorgesehen. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 können die Licht emittierenden Einheiten 20 seriell und parallel durch ein Ändern eines Verbindungsweges der Anschlüsse 17 in Abhängigkeit von einer Beziehung zwischen der Anzahl der Licht emittierenden Vorrichtungen 2, die in der Beleuchtungsvorrichtung 1 enthalten sind, und der maximalen Spannung umgeschaltet werden, die der verwendete Treiber 50 zufuhren kann. Zum Beispiel sind in Abhängigkeit von der Art und Weise der Verbindung der Schaltanschlüsse 17 die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 seriell mit dem Treiber 50 verbunden, wie in der 5A dargestellt ist. Die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 sind in zwei Gruppen unterteilt, die parallel zueinander mit dem Treiber 50 verbunden sind, und elf Licht emittierende Einheiten 20, die in jeder Gruppe enthalten sind, sind seriell miteinander verbunden, wie es in der 5B dargestellt ist.
  • Wie oben beschrieben ist, weist jede Licht emittierende Einheit 20 die LED-Elemente 30 auf, die in eine Vielzahl von Spalten unterteilt sind, die parallel miteinander verbunden sind und die in jeder der Spalten seriell miteinander verbunden sind. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 ist die Anzahl der LED-Elemente 30, die in jeder Licht emittierenden Einheit 20 seriell geschaltet sind, auf eine solche Weise eingestellt, dass die Summe der Durchlassspannungen (Vf) der LED-Elemente 30, die in der Gesamtheit der Vorrichtung seriell geschaltet sind, in einen Bereich einer Spannung fällt, die der Treiber 50 treiben kann. Daher weisen bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 nicht alle der Licht emittierenden Einheiten 20 die gleiche Anzahl an LED-Elementen 30 auf, und im Allgemeinen ist die Anzahl der LED-Elemente 30, die in der Licht emittierenden Einheit 20 enthalten sind, unterschiedlich in jeder Licht emittierenden Einheit 20.
  • Zum Beispiel wird angenommen, dass die maximale Spannung, die der Treiber 50 zuführen kann, 264 V beträgt. Zusätzlich wird angenommen, dass, wenn bestimmte LED-Elemente (1) als die LED-Elemente 30 verwendet werden, die Vf einer Licht emittierenden Einheit 20, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen 4 beträgt, 10,5 bis 11,7 V beträgt. Wenn in diesem Fall die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 seriell geschaltet sind, beträgt die Vf der Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung 2 231,0 bis 257,4 V und fällt in den Bereich, den der Treiber 50 treiben kann. Andererseits wird angenommen, dass, wenn andere LED-Elemente (2) als die LED-Elemente 30 verwendet werden, die Vf einer Licht emittierenden Einheit 20, in der die Anzahl der seriellen Verbindungen vier ist, 11,6 bis 13,6 V beträgt. Wenn in diesem Fall die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 seriell geschaltet sind, beträgt die Vf der gesamten Licht emittierenden Vorrichtung 2 255,0 bis 299,4 V und übersteigt die maximale Spannung, die der Treiber 50 treiben kann.
  • Wenn die letztgenannten LED-Elemente (2) verwendet werden, beträgt daher die Anzahl der seriellen Verbindungen bei einigen der Licht emittierenden Einheiten 20 drei, und die Licht emittierenden Einheiten 204, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen vier beträgt und die Vf 11,6 bis 13,6 V ist, und die Licht emittierenden Einheiten 203, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen drei beträgt und die Vf 8,69 bis 10,21 V ist, werden kombiniert. Wenn dann mindestens elf Licht emittierende Einheiten 20 aus den insgesamt zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 als die Licht emittierenden Einheiten 203 ausgebildet werden, beträgt die Vf der gesamten Licht emittierenden Vorrichtung 2 weniger als 264 V und fällt in den Bereich, den der Treiber 50 treiben kann. Wenn somit in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 die LED-Elemente (1) verwendet werden, werden die zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 zu den Licht emittierenden Einheiten 204 gemacht, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen vier ist, wenn jedoch die LED-Elemente (2) verwendet werden, werden zum Beispiel elf Licht emittierende Einheiten 20 unter den zweiundzwanzig Licht emittierenden Einheiten 20 als die Licht emittierenden Einheiten 204 ausgebildet, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen vier ist, und die verbleibenden elf Licht emittierenden Einheiten 20 werden als die Licht emittierenden Einheiten 203 ausgebildet, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen drei ist.
  • Wie gerade beschrieben wurde, ist bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 die Anzahl der LED-Elemente 30, die in jeder Licht emittierenden Einheit 20 seriell geschaltet sind, unterschiedlich, sie ist zum Beispiel m bei einer bestimmten Licht emittierenden Einheit 20 und sie ist n bei einer anderen Licht emittierenden Einheit 20. Die Summe der Durchlassspannungen der LED-Elemente 30, die in der Gesamtheit der Vorrichtung seriell geschaltet sind, wird so eingestellt, dass sie in den Bereich der Spannung fällt, die der anvisierte Treiber 50 treiben kann. Selbst wenn der Typ der verwendeten LED-Elemente 30 geändert wird, kann daher die Licht emittierende Vorrichtung 2 unabhängig von der Durchlassspannung jedes LED-Elements 30 durch den gemeinsamen Treiber 50 getrieben werden.
  • Die 6 ist eine Draufsicht auf die Licht emittierende Einheit 203. Die Licht emittierende Einheit 20, die in der 4A dargestellt ist (die Licht emittierende Einheit 204), und die Licht emittierende Einheit 203, die in der 6 dargestellt ist, unterscheiden sich nur in der Anzahl der LED-Elemente 30 und sie weisen in anderer Hinsicht die gleichen Konfigurationen auf. Die Licht emittierende Einheit 204 weist sechzehn LED-Elemente 30 auf, die in Reihen von vier seriell geschalteten Elementen angeordnet sind, und deren vier Reihen sind ferner parallel geschaltet, wohingegen die Licht emittierende Einheit 203 zwölf LED-Elemente 30 aufweist, die in Strängen von drei seriell geschalteten Elementen angeordnet sind, und wobei die vier Stränge davon ferner parallel geschaltet sind.
  • Bei beiden Licht emittierenden Einheiten 204 und 203 ist der Anbringungsbereich 22 ein rechteckiger Bereich mit der gleichen Form und Größe, und die LED-Elemente 30 sind sicher an mindestens vier Ecken des Anbringungsbereichs 22 angebracht. Weiterhin sind bei beiden Licht emittierenden Einheiten 204 und 203 die LED-Elemente 30 zum Beispiel gleichmäßig an der Innenseite des Anbringungsbereichs 22 angebracht. Die Licht emittierenden Einheiten 204 und 203 weisen beide die gleiche Größe des Anbringungsbereichs 22 auf, sie unterscheiden sich jedoch im Abstand der Elemente, so dass die Anbringdichte der LED-Elemente 30 voneinander verschieden ist. Zusätzlich ist die Lichtemissionsdichte, wenn die Licht emittierende Einheit als ein Leuchtkörper betrachtet wird, auch zwischen den Licht emittierenden Einheiten 204 und 203 unterschiedlich.
  • Die 7 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 darstellt. Obwohl die Licht emittierenden Einheiten einfach als „Licht emittierende Einheiten 20“ in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 ohne Unterscheidung in den 2A und 2B bezeichnet werden, werden wie oben beschrieben ist zum Beispiel die Licht emittierenden Einheiten 204, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen vier ist, und die Licht emittierenden Einheiten 203, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen drei ist, kombiniert, um die Durchlassspannung der Gesamtheit der Vorrichtung einzustellen. Die 7 veranschaulicht ein Beispiel für den Fall, bei dem die Licht emittierenden Einheiten 204 und die Licht emittierenden Einheiten 203 abwechselnd verbunden sind. Die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30 kann jedoch bei allen Licht emittierenden Einheiten 20 gleich sein, oder es kann eine Licht emittierende Einheit 20 sein, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen in Abhängigkeit vom verwendeten Treiber 50 zwei oder weniger oder fünf oder mehr beträgt.
  • Wie gerade beschrieben wurde, sind die LED-Elemente 30 jeder Licht emittierenden Einheit 20 in dem Anbringungsbereich 22, dessen Form und Größe bei den Licht emittierenden Einheiten 20 gemeinsam sind, mit der Anbringungsdichte in Übereinstimmung mit der Anzahl der seriellen Verbindungen und der Anzahl von parallelen Verbindungen angebracht, die für die Licht emittierende Einheit 20 eingestellt worden sind. Dementsprechend sind die Licht emittierenden Durchmesser unter den Licht emittierenden Einheiten 20 gleich und somit kann die Linsenanordnung 40, welche die Linsen 41 enthält, die die gleiche Form und Größe aufweisen, unabhängig von der Anzahl der LED-Elemente 30, die in jeder Licht emittierenden Einheit 20 enthalten sind, verwendet werden.
  • Da die Menge des Emissionslichts bei einer Licht emittierenden Einheit 20 verringert ist, bei der die Anzahl der LED-Elemente 30 relativ verringert ist, wenn die Licht emittierenden Einheiten 20, bei denen die Anzahl der seriellen Verbindungen und / oder die Anzahl der parallelen Verbindungen unterschiedlich zueinander ist, kombiniert werden, kann eine Ungleichheit der Menge des Emissionslichts als die Gesamtheit der Licht emittierenden Vorrichtung 2 erzeugt werden. Für die Licht emittierende Einheit 20, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen und die Anzahl der parallelen Verbindungen der LED-Elemente 30 kleiner ist, können somit die LED-Elemente verwendet werden, die höhere Durchlassspannungen als die LED-Elemente 30 aufweisen. Da die LED-Elemente, die die höheren Durchlassspannungen aufweisen, das Emissionslicht heller machen, indem die in jeder Licht emittierenden Einheit 20 verwendeten LED-Elemente ausgewählt werden, kann die Menge des Emissionslichts unter den Licht emittierenden Einheiten 20 ausgeglichen werden, und dadurch kann das Licht ohne eine Ungleichheit emittiert werden.
  • Da sich die Beleuchtungsvorrichtung 1 jedoch an einer Stelle befindet, die von menschlichen Augen entfernt ist, da sie als Flutlichtlampe verwendet wird, spielt eine Ungleichmäßigkeit der Helligkeit auf der Licht emittierende Vorrichtung 2 keine große Rolle. Daher sind die Licht emittierende Einheiten 20, bei denen die Anzahl der seriellen Verbindungen und / oder die Anzahl der parallelen Verbindungen voneinander verschieden sind, nicht notwendigerweise gleichförmig in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 angeordnet. Zusätzlich können die LED-Elemente, die die gleiche Durchlassspannung aufweisen, in allen Licht emittierenden Einheiten 20 verwendet werden.
  • Die 8 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens der Licht emittierenden Vorrichtung 2 darstellt. Zum Zeitpunkt der Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung 2 werden zuerst die Licht emittierenden Einheiten 20 auf einmal auf dem Substrat 10 gebildet, und eine Vielzahl von Gruppen der LED-Elemente 30 werden an den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 angebracht. Bei dieser Gelegenheit werden für jede Licht emittierende Einheit 20 die LED-Elemente 30 auf dem Metallsubstrat 11 in der Öffnung 21 des Schaltungssubstrat 12 angebracht (S1). Als Nächstes werden die LED-Elemente 30 mit den Drähten 31 seriell und parallel miteinander verbunden (S2). Zusätzlich wird der Dichtungsrahmen 23 an dem äußeren peripheren Teil der Öffnung 21 befestigt (S3). Ferner wird das abdichtende Harz 24, das einen Leuchtstoff enthält, in einem Bereich, der von dem Dichtungsrahmen 23 auf dem Metallsubstrat 11 umgeben ist, gefüllt, so dass die LED-Elemente 30 abgedichtet werden (S4).
  • Wie in der 2A dargestellt ist, sind zwei Positionierungslöcher 18a, 18b als ein Beispiel auf einer diagonalen Linie der oberen Oberfläche des Schaltungssubstrats 12 ausgebildet. Die Position der Öffnung 21 des Schaltungssubstrats 12, die jeder Licht emittierenden Einheit 20 entspricht, wird basierend auf den Positionen der Positionierungslöcher 18a, 18b bestimmt. Mit anderen Worten, werden die Anbringpositionen der LED-Elemente 30 und die Anordnungsposition des Dichtungsrahmens 23 jeder Licht emittierenden Einheit 20 basierend auf den Positionen der Positionierungslöcher 18a, 18b bestimmt. Dementsprechend werden die Variationen in den Bildungspositionen der Licht emittierenden Einheiten 20 verringert.
  • Anschließend wird die Linsenanordnung 40 mit den Linsen 41 auf den Licht emittierenden Einheiten 20 angeordnet, wobei die Positionen der jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 relativ und grob den Positionen der entsprechenden Linsen 41 entsprechen (S5). Bei dieser Gelegenheit wird zum Beispiel, indem die Endteile des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 mit dem Gehäuse 3 gehalten werden, die Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 befestigt. Wahlweise kann die Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 durch ein Verfahren befestigt werden, das nachstehend beschrieben wird.
  • Die 9A bis 9C sind Diagramme, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Befestigen der Linsenanordnung 40 in Bezug auf das Substrat 10 zeigen. Die 9A bis 9C zeigen eine Draufsicht auf das Substrat 10, eine Draufsicht der Linsenanordnung 40 bzw. eine vertikale Querschnittsansicht der Licht emittierenden Vorrichtung 2 entlang der Diagonalen L. Die 9A bis 9C zeigen die Licht emittierenden Einheiten 20 und die Linsen 41, deren Anzahl zur Vereinfachung acht beträgt.
  • Bei dem dargestellten Beispiel werden das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 mittels der Positionierungslöcher 18a, 18b positioniert. In diesem Fall sind auf der Diagonallinie L der unteren Oberfläche der Linsenanordnung 40 (eine Oberfläche, die dem Substrat 10 gegenüber liegt) zwei Trägereinheiten 43a, 43b im Voraus in Übereinstimmung mit den Positionen der Positionierungslöcher 18a, 18b vorgesehen. Die Trägereinheiten 43a, 43b sind säulenartige Elemente, die integral mit der Linsenanordnung 40 ausgebildet sind oder die mit der Linsenanordnung 40 verbunden sind. Die Trägereinheiten 43a, 43b sind jeweils in die Positionierungslöcher 18a, 18b eingepasst, so dass das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 positioniert sind. Dementsprechend kann die optische Achse jeder Linse 41 leicht mit der Mitte jeder Licht emittierenden Einheit 20 ausgerichtet werden, und somit wird der Schritt des Einstellens der relativen Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten 20 und den Linsen 41 vereinfacht.
  • Die Durchmesser entlang der diagonalen Linie L der Positionierungslöcher 18a, 18b werden mit zunehmendem Abstand von einem Endteil P der diagonalen Linie L größer. Wie zum Beispiel in den 2Aund 9A gezeigt ist, weisen die beiden Positionierungslöcher 18a, 18b eine Kreisform auf, und weist das Positionierungsloch 18b, das von dem einen Endteil P weiter entfernt als das Positionierungsloch 18a ist, einen größeren Durchmesser auf. Wahlweise können die Positionierungslöcher 18a, 18b eine ovale Form (längliche Löcher) mit der Richtung der diagonalen Linie L als die lange Achse aufweisen, und in diesem Fall weist das Positionierungsloch 18b eine größere Hauptachse als das Positionierungsloch 18a auf. Außerdem sind die Durchmesser der Teile an den unteren Enden der Trägereinheiten 43a, 43b, die in die Positionierungslöcher 18a, 18b eingepasst sind, geringfügig dünner als die Positionierungslöcher 18a, 18b. Dementsprechend kann die relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten 20 und den Linsen 41 entlang der diagonalen Linie L geändert werden, und selbst dann, wenn das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 sich mit unterschiedlichen Raten thermisch ausdehnen oder thermisch kontrahieren, ist die genaue Einstellung der relativen Position möglich.
  • Somit sind das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 derart aneinander befestigt, dass die relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten 20 und den Linsen 41 in Übereinstimmung mit der thermischen Aausdehnung während des Leuchtens der Licht emittierenden Vorrichtung 2 und der thermischen Kontraktion während des Leuchtens der Licht emittierenden Vorrichtung 2 geändert werden kann. Ferner wird eine genaue Positionierung zwischen dem Substrat 10 und der Linsenanordnung 40 durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren durchgeführt (S6).
  • Die Positionierung zwischen dem Substrat 10 und der Linsenanordnung 40 in dem Schritt S6 wird in Übereinstimmung mit der folgenden Idee durchgeführt. Das aus einem Aluminium hergestellte Metallsubstrat 11 und das aus einem Harz bestehende Schaltungssubstrat 12, die das Substrat 10 bilden, und die aus einem Glas hergestellte Linsenanordnung 40 expandieren durch die Wärme, die während des Leuchtens der Licht emittierenden Vorrichtung 2 erzeugt wird, mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsraten. Wenn zum Beispiel angenommen wird, dass die Temperaturen des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 um ungefähr 100 °C erhöht werden, kann in dem Fall, bei dem jede Seite des Substrats 10 ungefähr 10 cm beträgt, ein Unterschied in der Größe der Ausdehnung von etwa 1 mm zwischen dem Substrat 10 und der Linsenanordnung 40 erzeugt werden. Somit wird unter Berücksichtigung der Differenz Δd bezüglich der Ausdehnung die relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten 20 und den Linsen 41 um Δd im Voraus in die entgegen gesetzten Richtungen verschoben.
  • Wenn die thermische Ausdehnung durch ein Treiben der Licht emittierenden Vorrichtung 2 auftritt (Beleuchten der Licht emittierenden Einheiten 20), heben sich der voreingestellte Betrag der Verschiebung und der Unterschied in der Größe der Ausdehnung aufgrund der thermischen Ausdehnung gegenseitig auf, und jede Licht emittierende Einheit 20 und die optische Achse jeder Linse 41 entsprechen einander. Wenn die thermische Ausdehnung in dem Substrat 10 und der Linsenanordnung 40 durch ein Treiben der Licht emittierenden Vorrichtung 2 auftritt, kann daher die Emissionseffizienz von jeder Licht emittierenden Einheit 20 durch jede Linse 41 verbessert werden.
  • Die 10A und 10B sind Diagramme, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Positionieren des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 veranschaulichen. Wenn das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 zum Beispiel so positioniert werden, wie in der 10A gezeigt ist, werden benachbarte zwei Seiten des Substrats 10 und der Endteil der Linsenanordnung 40, die den beiden Seiten als Bezugsebenen entsprechen, in Kontakt mit einer Wand des Gehäuses 3 gebracht. Dann wird die Linsenanordnung 40, die eine kleinere thermische Ausdehnungsrate aufweist, von den Bezugsebenen um eine Länge verschoben, die der Differenz Δ d in der Größe der Ausdehnung aufgrund der thermischen Ausdehnung des Substrats 10 und der Linsenanordnung 40 entspricht. Das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 dehnen sich gleichmäßig durch die thermische Ausdehnung aus, und das Ganze ist vergrößert. Wenn sich das Substrat 10 und die Linsenanordnung 40 durch den oben beschriebenen Schritt durch ein Beleuchten der Licht emittierenden Einheiten 20 thermisch ausdehnen, können die Positionen der jeweiligen Licht emittierenden Einheiten 20 daher den Positionen der jeweiligen Linsen 41 entsprechen, wie in der 10B dargestellt ist.
  • Dann ist das Herstellungsverfahren der Licht emittierenden Vorrichtung 2 beendet. Abgeänderte Beispiele der Licht emittierenden Einheit 20 werden nachstehend beschrieben.
  • Die 11A und 11B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 2A. Die Licht emittierende Vorrichtung 2, die in den 2A und 2B dargestellt ist, und die Licht emittierende Vorrichtung 2A, die in den 11A und 11B dargestellt ist, unterscheiden sich in der Form der Licht emittierenden Einheiten und der Anordnung der Prüfanschlüsse 16 und sie weisen in anderen Hinsichten die gleichen Konfigurationen auf. Die Licht emittierenden Einheiten 20 der Licht emittierenden Vorrichtung 2 weisen eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, während die Licht emittierenden Einheiten 20A der Licht emittierenden Vorrichtung 2A geringfügig größer als die Licht emittierenden Einheiten 20 sind und eine kreisförmige Form aufweisen. Wie gerade beschrieben wurde, kann die Form jeder Licht emittierenden Einheit bei der Licht emittierenden Vorrichtung eine kreisförmige Form oder eine andere Form ohne Beschränkung auf eine rechteckige Form aufweisen. Zusätzlich unterscheiden sich die Prüfanschlüsse 16 der Licht emittierenden Vorrichtung 2A von denen der Licht emittierenden Vorrichtung 2 in dem Intervall der zwei Anschlüsse jeder Licht emittierenden Einheit 20A und dem Winkel davon in Bezug auf eine Seite des Substrats 10, jedoch weisen sie in anderer Hinsicht die gleichen Konfigurationen wie die Licht emittierende Vorrichtung 2 auf. Die Prüfanschlüsse 16 sind auf dem Substrat 10 in einem Intervall d und einem Winkel θ in Übereinstimmung mit der Form der Licht emittierenden Einheiten angeordnet.
  • Die 12A und 12B sind Draufsichten auf die Licht emittierende Einheit 20A. Die 12A zeigt eine Licht emittierende Einheit 20A4, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30 vier ist und die Anzahl der parallelen Verbindungen der LED-Elemente 30 vier ist. Zusätzlich zeigt die 12B eine Licht emittierende Einheit 20A3, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30 vier ist und die Anzahl der parallelen Verbindungen der LED-Elemente 30 drei ist. Wie eben beschrieben wurde, sind auch in der Licht emittierenden Vorrichtung 2A die LED-Elemente 30 jeder Licht emittierenden Einheit 20A in einem kreisförmigen Anbringungsbereich 22A, dessen Größe bei den Licht emittierenden Einheiten 20A gemeinsam ist, bei der Anbringdichte in Übereinstimmung mit der Anzahl der seriellen Verbindungen und der Anzahl der parallelen Verbindungen angebracht, die für die Licht emittierende Einheit 20A eingestellt worden sind. In diesem Fall kann die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30, die Anzahl der parallelen Verbindungen der LED-Elemente 30 oder beider in jeder Licht emittierenden Einheit 20A unterschiedlich sein.
  • Die 13 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in einer Licht emittierenden Vorrichtung 2B zeigt. Die Licht emittierende Vorrichtung 2, die in der 7 dargestellt ist, und die Licht emittierende Vorrichtung 2B, die in der 13 dargestellt ist, unterscheiden sich lediglich in der Anzahl der seriellen Verbindungen und der Anzahl der parallelen Verbindungen der LED-Elemente 30 in jeder Licht emittierenden Einheit und sie weisen in anderer Hinsicht die gleichen Konfigurationen auf. Obwohl alle Licht emittierenden Einheiten 20 die gleiche Anzahl von parallelen Verbindungen aufweisen, können bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2 sowohl die Anzahl der seriellen Verbindungen als auch die Anzahl der parallelen Verbindungen in jeder Licht emittierenden Einheit unterschiedlich sein. Die Licht emittierende Vorrichtung 2B, die in der 13 dargestellt ist, weist Licht emittierende Einheiten 20B4, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen vier ist und die Anzahl der parallelen Verbindungen ebenfalls vier ist, und Licht emittierende Einheiten 20B3 auf, bei denen jeweils die Anzahl der seriellen Verbindungen drei ist und die Anzahl der parallelen Verbindungen fünf ist. Die 13 veranschaulicht ein Beispiel für den Fall, bei dem die Licht emittierenden Einheiten 20B4 und die Licht emittierenden Einheiten 20B3 abwechselnd verbunden sind. Auch wenn sowohl die Anzahl der seriellen Verbindungen als auch die Anzahl der parallelen Verbindungen in jeder Licht emittierenden Einheit variiert werden, sind die LED-Elemente 30 jeder Licht emittierenden Einheit 20B bevorzugt in dem Anbringungsbereich 22 angebracht, dessen Form und Größe bei den Licht emittierenden Einheiten 20B gemeinsam sind.
  • Die 14A und 14B sind Draufsichten auf eine Licht emittierende Vorrichtung 2C und eine Licht emittierende Einheit 20C bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2C. Die Licht emittierende Vorrichtung 2, die in der 2A dargestellt ist, und die Licht emittierende Vorrichtung 2C, die in der 14A dargestellt ist, unterscheiden sich nur in der Anordnung der Prüfanschlüsse 16 jeder Licht emittierenden Einheit und sie weisen in anderer Hinsicht die gleichen Konfigurationen auf. Obwohl die Prüfanschlüsse 16 jedes Paares so angeordnet sind, dass sie die Licht emittierende Einheit 20 in der Licht emittierenden Vorrichtung 2 sandwichartig umschließen, können die Prüfanschlüsse 16 jedes Paares auf einer Seite der Licht emittierenden Einheit 20C angeordnet sein, ohne die Licht emittierende Einheit 20C zu umschließen, wie in den 14A und 14B dargestellt ist. Auch in diesem Fall sind die zwei Prüfanschlüsse 16 jedes Paares einheitlich mit einem Abstand d dazwischen angeordnet, der unter den Licht emittierenden Einheiten 20C gemeinsam ist.
  • Die 15 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 in einer Licht emittierenden Vorrichtung 2D zeigt. Obwohl die Größe der LED-Elemente 30 in jeder Licht emittierenden Einheit 20D unterschiedlich ist, weist die Licht emittierende Vorrichtung 2D, die in der 15 dargestellt ist, die gleiche Konfiguration wie die der Licht emittierenden Vorrichtung 2 auf, die in der 2 in anderer Hinsicht dargestellt ist. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2D sind die Bereiche der Licht emittierenden Bereiche 22D der Licht emittierenden Einheiten 20D einander gleich, und die Größe der LED Elemente 30, die in jeder Licht emittierenden Einheit 20D enthalten sind, ist kleiner in einem Licht emittierenden Einheit 20D, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen der LED-Elemente 30 größer ist.
  • Selbst wenn die Anzahl der Elemente in jeder Licht emittierenden Einheit 20D geändert wird, kann dementsprechend die Linsenanordnung mit den Linsen mit der gleichen äußeren Form verwendet werden. Zusätzlich kann durch ein Verringern der Größe der Elemente die Anzahl der seriellen Verbindungen in dem Licht emittierenden Bereich 22D mit der gleichen Fläche erhöht werden, und die Durchlassspannung jeder Licht emittierenden Einheit 20D kann in Übereinstimmung mit der Anzahl der seriellen Verbindungen eingestellt werden, und somit kann die Durchlassspannung der Gesamtheit der Vorrichtung dazu gebracht werden, in einen Bereich zu fallen, den ein Treiber für die Licht emittierende Vorrichtung 2D treiben kann. Bei den Licht emittierenden Vorrichtungen 2A bis 2C, die oben beschrieben wurden, können, wie gerade beschrieben wurde, die LED-Elemente 30 mit einer anderen Größe für eine Licht emittierende Einheit verwendet werden, bei der die Anzahl der seriellen Verbindungen unterschiedlich ist.
  • Die 16 ist ein Diagramm, das schematisch die Anordnung der LED-Elemente 30 bei einer Licht emittierenden Vorrichtung 2E zeigt. Obwohl die Größe jeder Linse 41E in einer Linsenanordnung 40E bei jeder Licht emittierenden Einheit 20E unterschiedlich ist, weist die Licht emittierende Vorrichtung 2E, die in der 16 dargestellt ist, dieselbe Konfigurationen wie die der Licht emittierende Vorrichtung 2 auf, die in der 7 in anderer Hinsicht dargestellt ist. Die Größe jeder Linse 41E ist größer, wenn die Anzahl der LED-Elemente 30, die in der Licht emittierenden Einheit 20E enthalten sind, die der Linse 41E entspricht, größer ist.
  • Zum Beispiel sind die Licht emittierenden Einheiten 20E der Licht emittierenden Vorrichtung 2E durch die Licht emittierenden Einheiten 20E4 (ein Beispiel erster Licht emittierender Einheiten) mit sechzehn LED-Elementen 30, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um serielle Verbindungen von vier Elementen (die Anzahl der seriellen Verbindungen ist vier) und parallele Verbindungen von vier Strängen (die Anzahl der parallelen Verbindungen ist vier) aufzuweisen, und die Licht emittierenden Einheiten 20E3 (ein Beispiel zweiter Licht emittierender Einheiten) mit neun LED-Elemente 30 ausgestaltet, die seriell und parallel miteinander verbunden sind, um serielle Verbindungen von drei Elementen (die Anzahl der seriellen Verbindungen ist drei) und parallele Verbindungen von drei Strängen (die Anzahl paralleler Verbindungen ist drei) aufzuweisen. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2E ist die Anbringdichte der LED-Elemente 30 in jeder Licht emittierenden Einheit 20E die gleiche, so dass die Größe eines Licht emittierenden Bereichs 22E in jeder Licht emittierenden Einheit 20E unterschiedlich ist. Außerdem sind die Linsen 41E der Licht emittierenden Vorrichtung 2E durch die Linsen 41E4, die den Licht emittierenden Einheiten 20E4 entsprechen, und die Linsen 41E3 ausgestaltet, die den Licht emittierenden Einheiten 20E3 entsprechen und die kleiner als die Linsen 41E4 sind. Die 16 veranschaulicht ein Beispiel für den Fall, bei dem die Licht emittierenden Einheiten 20E4 und die Licht emittierenden Einheiten 20E3 abwechselnd auf dem Substrat 10 angeordnet sind.
  • Wie gerade beschrieben wurde, können durch ein Ändern der Größe der Linsen 41E in Übereinstimmung mit der Anzahl der LED-Elemente 30 in jeder Licht emittierenden Einheit 20E, das heißt der Größe der Licht emittierenden Region 22E, die kleinen Licht emittierenden Einheiten 20E3 zwischen den großen Licht emittierenden Einheiten 20E4 angeordnet sein. Daher können bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2E viele Licht emittierende Einheiten 20E mit einer höheren Dichte auf der Oberfläche des Substrats 10 gebildet werden, und die Menge des Emissionslichts wird erhöht.
  • Die 17A und 17B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 2F. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 2F, die in der 17A dargestellt ist, ist, im Gegensatz zu der Licht emittierenden Vorrichtung 2A, die in der 11A dargestellt ist, nicht eine Öffnung in der Mitte eines Substrats 10F vorgesehen. Außerdem sind das Substrat 10F und eine Linsenanordnung 40F der Licht emittierenden Vorrichtung 2F kleiner als das Substrat 10 der Licht emittierenden Vorrichtung 2A, und die Anzahl der Licht emittierenden Einheiten 20F der Licht emittierenden Vorrichtung 2F ist kleiner als die Anzahl der Licht emittierenden Einheiten 20A der Licht emittierenden Vorrichtung 2A. Die Licht emittierende Vorrichtung 2F weist in anderer Hinsicht die gleichen Konfigurationen wie die Licht emittierende Vorrichtung 2A auf. Die Licht emittierenden Einheiten 20F können die gleichen Konfigurationen wie jene der Licht emittierenden Einheiten 20 und 20B bis 20E aufweisen, die oben beschrieben wurden, und selbst in diesem Fall braucht eine Öffnung in der Mitte des Substrats 10F nicht vorgesehen zu sein.
  • Die 18A ist eine Draufsicht einer Licht emittierenden Einheit 20G, und die 18B ist eine Querschnittsansicht der Licht emittierenden Einheit 20G entlang der Linie XVIIIB-XVIIIB aus der 18A. In der 18A ist ein Beispiel für den Fall veranschaulicht, bei dem neun LED-Baugruppen 30G in einem 3×3-Gittermuster angebracht sind. Die oben beschriebenen Licht emittierenden Einheiten 20 und 20A bis 20F der Licht emittierenden Vorrichtungen 2 und 2A bis 2F können solche sein, die durch eine Flip-Chip-Montage der LED-Baugruppen 30G ausgestaltet worden sind, wie in den 18A und 18B dargestellt ist, ohne auf jene beschränkt zu sein, bei denen die LED-Elemente 30 durch die Drähte 31 verbunden sind und die Gesamtheit mit dem abdichtenden Harz 24 abgedichtet worden ist.
  • Jede LED-Baugruppe 30G weist ein LED-Element 30', auf dessen unteren Oberfläche zwei Elementelektroden 32 ausgebildet sind, und eine Leuchtstoffschicht 33 auf. Die LED-Baugruppe 30G ist ein Licht emittierendes Element vom Typ Buckel, bei dem die Buckel 34 zum Flip-Chip-Bonden auf dem Elementelektroden 32 auf der unteren Oberfläche des LED-Element 30 gebildet worden sind. Das LED-Element 30' ist zum Beispiel ein blaues Halbleiter-Lichtemissionselement (blaue LED), das ein blaues Licht emittiert, das ein Emissionswellenlängenband von etwa 450 bis 460 nm aufweist.
  • Die Leuchtstoffschicht 33 ist durch ein dispergiertes Mischen von Leuchtstoffpartikeln in einem farblosen und transparenten Harz, wie zum Beispiel einem Epoxidharz oder einem Silikonharz, ausgestaltet und bedeckt gleichmäßig die obere Oberfläche und die seitlichen Oberflächen des LED-Elements 30'. Zum Beispiel enthält die Leuchtstoffschicht 33 einen gelben Leuchtstoff wie zum Beispiel ein YAG und absorbiert ein blaues Licht, das von dem LED-Element 30' emittiert wird, und führt eine Umwandlung der Wellenlänge in ein gelbes Licht durch. In diesem Fall emittiert die LED-Baugruppe 30G ein weißes Licht, das durch ein Mischen von dem blauen Licht von dem LED-Element 30', das eine blaue LED ist, und dem gelben Licht erhalten wird, das durch ein Anregen des gelben Leuchtstoffs erhalten wird. Der Leuchtstoff, den die Leuchtstoffschicht 33 enthält, kann ein anderer Typ von Leuchtstoff sein und er kann in jeder LED-Baugruppe 30G unterschiedlich sein.

Claims (29)

  1. Licht emittierende Vorrichtung, welche aufweist: ein Substrat, Licht emittierende Einheiten, die auf dem Substrat angeordnet sind, und eine Linsenanordnung mit Linsen, die jeweils den Licht emittierenden Einheiten entsprechend vorgesehen sind, um Strahlen eines Emissionslichts von den jeweiligen Licht emittierenden Einheiten zu sammeln, wobei die Linsenanordnung auf den Licht emittierenden Einheiten angeordnet ist, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten Licht emittierende Elemente aufweist, die in einem Gittermuster auf dem Substrat angebracht sind und die in einem Anbringungsbereich, dessen Form in den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist, seriell und parallel miteinander so verbunden sind, dass sie eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen aufweisen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt sind.
  2. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei bei jeder der Licht emittierenden Einheiten die Licht emittierenden Elemente in einem Anbringungsbereich angebracht sind, dessen Form und Größe bei den Licht emittierenden Einheiten bei einer Anbringungsdichte, die bei jeder Licht emittierende Einheit unterschiedlich ist, gemeinsam sind.
  3. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei bei den Licht emittierenden Einheiten eine Licht emittierende Einheit, bei der die Anzahl von seriellen Verbindungen kleiner ist, LED-Elemente aufweist, die höhere Durchlassspannungen als die Licht emittierenden Elemente aufweisen.
  4. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Anbringungsbereich eine rechteckige Form aufweist und bei jeder der Licht emittierenden Einheiten die Licht emittierenden Elemente an mindestens vier Ecken der rechteckigen Form angebracht sind.
  5. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente, die auf dem Substrat angebracht sind und die durch Drähte elektrisch miteinander verbunden sind, als die Licht emittierenden Elemente aufweist, und ferner ein abdichtendes Harz aufweist, das einen Leuchtstoff enthält und das auf das Substrat gefüllt worden ist, um die LED-Elemente abzudichten.
  6. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Baugruppen, die auf dem Substrat als Flip-Chip angebracht sind, als Licht emittierende Elemente aufweist und jede der LED-Baugruppen ein LED-Element und eine Harzschicht aufweist, die einen Leuchtstoff enthält und die eine obere Oberfläche und seitliche Oberflächen des LED-Elements bedeckt.
  7. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner einen Treiber aufweist, der die Licht emittierenden Einheiten treibt, wobei die Licht emittierenden Elemente LED-Elemente sind und die Anzahl an LED-Elementen, die in jeder der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet sind, auf eine solche Weise eingestellt worden ist, dass eine Summe an Durchlassspannungen der LED-Elemente, die in der Gesamtheit der Licht emittierenden Einheiten seriell geschaltet sind, in einen Bereich einer Spannung fällt, den der Treiber treiben kann
  8. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Licht emittierenden Einheiten mit dem Treiber seriell geschaltet sind.
  9. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Licht emittierenden Einheiten in eine Vielzahl an Gruppen unterteilt worden sind, die parallel mit dem Treiber geschaltet sind, und die Licht emittierenden Einheiten, die in jeder der Gruppen enthalten sind, miteinander seriell geschaltet sind.
  10. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Metallsubstrat ist, das eine Öffnung aufweist, die Licht emittierenden Einheiten gleichmäßig auf dem Metallsubstrat angeordnet sind, um die Öffnung zu umgeben, und jede der Licht emittierenden Einheiten weiterhin aufweist: einen Dichtungsrahmen, der die Licht emittierenden Elemente umgibt, und ein abdichtendes Harz, das in einen Bereich gefüllt worden ist, der von dem Dichtungsrahmen auf dem Metallsubstrat umgeben ist, um die Licht emittierenden Elemente abzudichten.
  11. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 10, welche ferner einen Kühlkörper aufweist, der an einer hinteren Oberfläche des Metallsubstrats befestigt worden ist und der die von den Licht emittierenden Einheiten erzeugte Wärme abstrahlt.
  12. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei ein Durchmesser der Öffnung größer als Anordnungsintervalle der Licht emittierenden Einheiten ist.
  13. Licht emittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Linsen nicht über der Öffnung angeordnet sind.
  14. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, welche eine Vielzahl an Gruppen an Prüfanschlüssen aufweist, von denen jeder entsprechend zu jeder der Licht emittierenden Einheiten an Positionen auf dem Substrat in einem Durchmesser einer Hauptoberfläche von einer der Linsen ausgebildet worden ist, die der Licht emittierenden Einheit entsprechen, wobei die Positionen durch ein Intervall getrennt sind, das bei den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist
  15. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl der Gruppen der Prüfanschlüsse Paare von zwei Anschlüssen sind und in einem gemeinsamen Winkel in Bezug auf eine Seite des Substrats angeordnet sind.
  16. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente aufweist, die mit der gleichen Anbringungsdichte wie jene bei den Licht emittierenden Einheiten als die Licht emittierenden Elemente angebracht sind, und jede der Linsen hat eine größere Größe aufweist, wenn die Vielzahl der LED-Elemente, die in einer der Linse entsprechenden Licht emittierenden Einheit enthalten sind, größer ist.
  17. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Licht emittierenden Einheiten durch erste Licht emittierende Einheiten, die jeweils LED-Elemente aufweisen, die seriell und parallel miteinander geschaltet sind, um eine erste Anzahl von seriellen Verbindungen und eine erste Anzahl von parallelen Verbindungen aufweisen, und durch zweite Licht emittierende Einheiten ausgestaltet sind, die jeweils LED-Elemente aufweisen, die seriell und parallel miteinander geschaltet sind, um eine zweite Anzahl von seriellen Verbindungen, die kleiner als die erste Anzahl von seriellen Verbindungen ist, und eine zweite Anzahl von parallelen Verbindungen, die kleiner als die erste Anzahl von parallelen Verbindungen ist, aufweisen, und die ersten Licht emittierenden Einheiten und die zweiten Licht emittierenden Einheiten abwechselnd auf dem Substrat angeordnet sind.
  18. Lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Licht emittierenden Elemente eine kleinere Größe in einer Licht emittierenden Einheit aufweisen, bei der die Anzahl der seriell geschalteten Licht emittierenden Elemente größer ist.
  19. Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei Flächen der Licht emittierenden Bereichen der Licht emittierenden Einheiten zueinander gleich sind.
  20. Herstellungsverfahren für eine Licht emittierende Vorrichtung, welches die Schritte aufweist: ein Bilden von Licht emittierenden Einheiten durch ein Anbringen einer Vielzahl an Gruppen an Licht emittierenden Elementen auf einem Substrat, und ein Anordnen einer Linsenanordnung, die Linsen aufweist, die in Übereinstimmung mit Anordnungspositionen der Licht emittierenden Einheiten angeordnet worden sind, an den Licht emittierenden Einheiten, wobei bei dem Schritt des Bildens bei jeder der Licht emittierenden Einheiten Licht emittierende Elemente, deren Anzahl für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden ist, in einem Gittermuster in einem Anbringungsbereich angebracht werden, dessen Form in den Licht emittierenden Einheiten gemeinsam ist, und die Licht emittierenden Elemente seriell und parallel miteinander verbunden werden, um eine vorbestimmte Anzahl von seriellen Verbindungen und eine vorbestimmte Anzahl von parallelen Verbindungen, die für die Licht emittierende Einheit eingestellt worden sind, zu beinhalten.
  21. Herstellungsverfahren nach Anspruch 20, wobei bei dem Schritt des Bildens die Licht emittierenden Einheiten gebildet werden, indem die Vielzahl an Gruppen der Licht emittierenden Elementen auf einem Substrat, in dem Öffnungen ausgebildet worden sind, auf den Positionen der Öffnungen basierend angebracht werden, bei dem Schritt des Anordnens eine Linsenanordnung, die Trägereinheiten aufweist, als die Linsenanordnung angeordnet wird, und das Herstellungsverfahren ferner einen Schritt des Positionierens des Substrats und der Linsenanordnung aufweist, indem die Trägereinheiten in die Öffnungen eingepasst werden.
  22. Herstellungsverfahren nach Anspruch 21, wobei die Öffnungen Positionierungslöcher sind, die auf einer diagonalen Linie des Substrats ausgebildet worden sind, und die Trägereinheiten säulenartige Elemente sind, die den Positionen der Öffnungen entsprechend auf der Linsenanordnung vorgesehen sind.
  23. Herstellungsverfahren nach Anspruch 22, wobei Durchmesser entlang der diagonalen Linie der Positionierungslöcher mit einem zunehmenden Abstand von einem Endteil der diagonalen Linie größer werden und bei dem Schritt des Positionierens die Trägereinheiten in Bezug auf die Öffnungen auf eine solche Weise befestigt werden, dass eine relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen entlang der Diagonalen in Übereinstimmung mit einer thermischen Ausdehnung und einer thermischen Kontraktion geändert werden kann.
  24. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, welches ferner einen Schritt eines Abdichtens der Vielzahl der Gruppen der Licht emittierenden Elementen für jede Licht emittierende Einheit durch ein Füllen eines Harzes in jeder der Licht emittierenden Einheiten aufweist.
  25. Herstellungsverfahren nach Anspruch 24, welches ferner einen Schritt eines Anordnens von Dichtungsrahmen, die jeweils die Vielzahl der Gruppen von Licht emittierenden Elementen auf dem Substrat umgeben, basierend auf den Positionen der Öffnungen aufweist, wobei bei dem Schritt des Abdichtens das Harz jeweils in die entsprechenden Bereiche gefüllt wird, die von den Dichtungsrahmen auf dem Substrat umgeben sind.
  26. Herstellungsverfahren nach Anspruch 20, welches ferner einen Schritt eines Positionierens des Substrats und der Linsenanordnung durch ein Verschieben der Licht emittierenden Einheiten und der Linsen zueinander um einen Abstand, der eine Größe aufweist, die den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrats und der Linsenanordnung entspricht, auf eine solche Weise aufweist, dass die Positionen der Licht emittierenden Einheiten sich in Bezug auf die Positionen der Linsen entsprechen, wenn sich das Substrat und die Linsenanordnung thermisch ausdehnen, indem die Licht emittierenden Einheiten beleuchtet werden.
  27. Herstellungsverfahren nach Anspruch 26, wobei das Substrat hat eine rechteckige Form aufweist, bei dem Schritt des Anordnens Endteile des Substrats und der Linsenanordnung an einem gemeinsamen Gehäuse auf eine solche Weise befestigt werden, dass eine relative Position zwischen den Licht emittierenden Einheiten und den Linsen in Übereinstimmung mit einer thermischen Ausdehnung und einer thermischen Kontraktion geändert werden kann, und bei dem Schritt des Positionierens zwei benachbarte Seiten des Substrats und das Endteil der Linsenanordnung, die den zwei Seiten entsprechen, in Kontakt mit dem Gehäuse gebracht werden, so dass das Substrat und die Linsenanordnung positioniert sind.
  28. Herstellungsverfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei bei dem Schritt des Bildens bei jeder der Licht emittierenden Einheiten LED-Elemente auf dem Substrat als die Licht emittierenden Elemente angebracht werden, die LED-Elemente elektrisch miteinander durch Drähte verbunden werden und ein abdichtendes Harz, das einen Leuchtstoff enthält, auf das Substrat gefüllt wird, um die LED-Elemente abzudichten.
  29. Herstellungsverfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei bei dem Schritt des Bildens bei jeder der Licht emittierenden Einheiten LED-Baugruppen, von denen jede durch ein Bedecken einer oberen Oberfläche und seitlicher Oberflächen eines LED-Elements mit einer Harzschicht, die einen Leuchtstoff enthält, ausgestaltet worden ist, auf dem Substrat als Licht emittierende Elemente mittels Flip-Chip angebracht werden.
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