DE202013012711U1

DE202013012711U1 - Lichtemittierendes Element, Beleuchtungsvorrichtung und deren Vorrichtungsrahmen

Info

Publication number: DE202013012711U1
Application number: DE202013012711.2U
Authority: DE
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2018-09-25
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: DE202013012509U1; US9488321B2; KR20200091375A; DE202013012554U1; US10247395B2; US11255524B2; CN103456863A; CN103456863B; US10670244B2; US20140197441A1; DE202013012698U1; US20140197440A1; KR102246243B1; US9166116B2; US20200292157A1; US20130322072A1; JP2018195831A; US20220178527A1; KR102287651B1; DE202013012548U1

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst- eine Stützstruktur (60) mit einem Loch (H);- ein erstes lichtemittierendes Element (1); und ein zweites lichtemittierendes Element (1);- wobei das erste lichtemittierende Element (1) umfasst:-- ein erstes transparentes Substrat (2) mit einer ersten Auflagerfläche (210), einer ersten Hauptoberfläche (21B) gegenüberliegend zur ersten Auflagerfläche (210) und einer ersten Seitenfläche; und-- wenigstens zwei erste lichtemittierende Diodenchips (3), die auf der ersten Auflagerfläche (210) vorhanden sind und entsprechend eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen; und- wobei das zweite lichtemittierende Element (1) umfasst:-- ein zweites transparentes Substrat (2) mit einer zweiten Auflagerfläche (210), einer zweiten Hauptoberfläche (21B) gegenüberliegend zur zweiten Auflagerfläche (210) und einer zweiten Seitenfläche; und-- wenigstens zwei zweite lichtemittierende Diodenchips (3), die auf der zweiten Auflagerfläche (210) vorhanden sind und entsprechend eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen; wobei die ersten und zweiten lichtemittierenden Elemente (1) in einer Konfiguration angeordnet sind, dass die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche in Richtung des Loches (H) in einer Draufsicht zeigen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein lichtemittierendes Element, eine Beleuchtungsvorrichtung und deren Vorrichtungsrahmen und insbesondere auf ein lichtemittierendes Element, das Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellt, eine Beleuchtungsvorrichtung, die das lichtemittierende Element enthält, und einen Vorrichtungsrahmen der Beleuchtungsvorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein Lichtstrahl, der von einer Leuchtdiode (LED) emittiert wird, ist eine Art von gerichteter Lichtquelle, die verschieden ist von einer streuenden Lichtquelle einer herkömmlichen Glühlampe. Dementsprechend sind Anwendungen von LED eingeschränkt. Zum Beispiel kann die herkömmliche LED nicht die erforderten Lichteffekte für Beleuchtungsanwendungen im Innen- und Außenbereich zur Verfügung stellen oder es kann schwierig sein. Zusätzlich emittieren herkömmliche LED-Beleuchtungsvorrichtungen Lichtstrahlen von einer einzigen Seite und die Lichtleistung der herkömmlichen LED-Beleuchtungsvorrichtung ist dementsprechend relativ gering.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eines der Ziele der vorliegenden Erfindung, ein lichtemittierendes Element, das Licht in vielen Richtung emittiert, eine Beleuchtungsvorrichtung, die das lichtemittierende Element enthält, und einen Vorrichtungsrahmen der Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen. Es können dann die Absichten von Lichtleistungssteigerung, Lichtgestaltverbesserung und Kostensenkung erreicht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und mehrere Leuchtdioden-Chips (LED-Chips). Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Mindestens einige der LED-Chips sind auf der Auflagerfläche angeordnet und bilden eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne LED-Chips ist. Jeder der LED-Chips enthält eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Das Licht, das von mindestens einem der LED-Chips emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt durch die zweite Hauptoberfläche aus.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält mindestens ein lichtemittierendes Element und eine Tragbasis. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und mehrere LED-Chips. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Mindestens einige der LED-Chips sind auf der Auflagerfläche angeordnet und bilden eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne LED-Chips ist. Jeder der LED-Chips enthält eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Das Licht, das von mindestens einem der LED-Chips emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt durch die zweite Hauptoberfläche aus. Das lichtemittierende Element ist auf der Tragbasis angeordnet und ein erster Winkel kann zwischen dem lichtemittierenden Element und der Tragbasis bestehen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und mindestens einen LED-Chip. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip enthält eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt aus der zweiten Hauptoberfläche aus.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und mindestens einen LED-Chip. Das Material des lichtdurchlässigen Substrats enthält Saphir und das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad. Mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt aus der zweiten Hauptoberfläche aus.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip und eine Wellenlängenumsetzungsschicht. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt aus der zweiten Hauptoberfläche aus. Die Wellenlängenumsetzungsschicht ist auf dem LED-Chip und/oder der zweiten Hauptoberfläche angeordnet. Die Wellenlängenumsetzungsschicht absorbiert zumindest teilweise einen Lichtstrahl, der von dem LED-Chip emittiert wird, und setzt den Lichtstrahl in weitere Lichtstrahlen um, die einen anderen Wellenlängenbereich haben.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat und mehrere LED-Chips. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Die LED-Chips sind auf der Auflagerfläche angeordnet. Eine lichtemittierende Oberfläche von jedem LED-Chip, die von dem lichtdurchlässigen Substrat unbedeckt ist, und mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne die LED-Chips bilden eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird. Jeder der LED-Chips hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad. Das Licht, das von mindestens einem der LED-Chips emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt aus der zweiten Hauptoberfläche aus. Eine Fläche der ersten Hauptoberfläche oder eine Fläche der zweiten Hauptoberfläche ist 5 mal die Gesamtfläche, die von mindestens einer der lichtemittierenden Oberflächen von jedem LED-Chip gebildet wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen Film aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC-Film) und mindestens einen LED-Chip. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der DLC-Film ist auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet. Eine lichtemittierende Oberfläche des LED-Chips, die von dem lichtdurchlässigen Substrat unbedeckt ist, und mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip bilden eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und tritt aus der zweiten Hauptoberfläche aus.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip und einen Reflektor. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der Reflektor ist auf der zweiten Hauptoberfläche angeordnet. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet. Eine lichtemittierende Oberfläche des LED-Chips, die von dem lichtdurchlässigen Substrat unbedeckt ist, und mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip bilden eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft ein lichtemittierendes Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip, eine erste Verbindungselektrode und eine zweite Verbindungselektrode. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und wird von der zweiten Hauptoberfläche emittiert. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind mit dem LED-Chip elektrisch verbunden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält ein lichtemittierendes Element und einen Träger. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip, eine erste Verbindungselektrode und eine zweite Verbindungselektrode. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und wird von der zweiten Hauptoberfläche emittiert. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind mit dem LED-Chip elektrisch verbunden. Der Träger enthält mindestens eine Öffnung und das lichtemittierende Element ist der Öffnung entsprechend angeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält mehrere lichtemittierende Elemente und einen Vorrichtungsrahmen. Jedes der lichtemittierenden Elemente enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip, eine erste Verbindungselektrode und eine zweite Verbindungselektrode. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflageroberfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und wird von der zweiten Hauptoberfläche emittiert. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind mit dem LED-Chip elektrisch verbunden. Der Vorrichtungsrahmen enthält eine Tragbasis und mehrere Träger, die sich nach außen von der Tragbasis erstrecken. Jeder der Träger enthält mindestens eine Öffnung und die lichtemittierenden Elemente sind zu mindestens einigen der Öffnungen entsprechend angeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält mehrere lichtemittierende Elemente und einen Lichtstab. Jedes der lichtemittierenden Elemente enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip, eine erste Verbindungselektrode und eine zweite Verbindungselektrode. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflageroberfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und wird von der zweiten Hauptoberfläche emittiert. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind mit dem LED-Chip elektrisch verbunden. Der Lichtstab enthält mehrere Öffnungen. Der Lichtstab hat eine Ausdehnungsrichtung und die Öffnungen sind entlang der Ausdehnungsrichtung angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente sind zu mindestens einigen der Öffnungen entsprechend angeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält mehrere lichtemittierende Elemente und eine Tragbasis. Jedes der lichtemittierenden Elemente enthält ein lichtdurchlässiges Substrat, mindestens einen LED-Chip, eine erste Verbindungselektrode und eine zweite Verbindungselektrode. Das lichtdurchlässige Substrat hat eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip ist auf der Auflagerfläche angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflageroberfläche ohne den LED-Chip ist. Der LED-Chip hat einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip emittiert wird, geht durch das lichtdurchlässige Substrat und wird von der zweiten Hauptoberfläche emittiert. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet. Die erste Verbindungselektrode und die zweite Verbindungselektrode sind mit dem LED-Chip elektrisch verbunden. Die Tragbasis enthält mehrere Öffnungen. Die Öffnungen sind als ein Feld angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente sind zu mindestens einigen der Öffnungen entsprechend angeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schafft einen Vorrichtungsrahmen einer Beleuchtungsvorrichtung. Der Vorrichtungsrahmen enthält eine Tragbasis und mehrere Träger. Jeder der Träger erstreckt sich von der Tragbasis. Jeder der Träger enthält mindestens eine Öffnung und mehrere Elektroden, die auf zwei Seiten der Öffnung angeordnet sind.
In der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist der LED-Chip auf dem lichtdurchlässigen Substrat befestigt und das lichtdurchlässige Substrat erlaubt, dass der Lichtstrahl, der durch den LED-Chip emittiert wird, durchgeht. Dementsprechend kann die Beleuchtungsvorrichtung in der vorliegenden Erfindung Licht in mindestens vielen Richtungen oder in alle Richtungen emittieren. Die Lichtleistung der Beleuchtungsvorrichtung kann dementsprechend gesteigert werden und die Lichtgestalt der LED-Beleuchtungsvorrichtung kann auch verbessert werden.
Diese und andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden zweifellos den Fachleuten auf dem Gebiet selbstverständlich werden, nachdem die folgende genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, die in den verschiedenartigen Figuren und Zeichnungen dargestellt ist, gelesen worden ist.
Figurenliste

1 und 2 sind schematische Strukturdiagramme, die ein lichtemittierendes Element gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
3-5 sind schematische Diagramme, die verschiedene Typen von elektrischen Kopplungsvorgehensweisen zwischen einem Leuchtdioden-Chip und Leitern gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
6 und 7 sind schematische Diagramme, die eine Anordnung einer Wellenlängenumsetzungsschicht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
8 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein lichtemittierendes Element gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein lichtemittierendes Element gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das ein lichtemittierendes Element gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
11 ist ein schematisches Diagramm, das eine Tragbasis gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
12 ist ein schematisches Diagramm, das eine Leiterplatte gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
13 ist ein schematisches Diagramm, das einen Reflektor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14 ist ein schematisches Diagramm, das einen Film aus diamantähnlichem Kohlenstoff gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
15 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
17 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
18-20 sind schematische Diagramme, die ein lichtdurchlässiges Substrat darstellen, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in eine Tragbasis eingefügt oder an sie gebondet ist.
21 und 22 sind schematische Diagramme, die ein lichtdurchlässiges Substrat zeigen, das gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an eine Tragbasis mit Trägern gebondet ist.
23 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
24 ist ein schematisches Diagramm, das einen Vorrichtungsrahmen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
25 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
26-29 sind schematische Diagramme, die lichtdurchlässige Substrate darstellen, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung punktsymmetrisch oder liniensymmetrisch auf einer Stützstruktur angeordnet sind.
30 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
31 und 32 sind schematische Diagramme, die ein Lampengehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
33 ist ein Diagramm in der Draufsicht, das ein Anzeigenlampengehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
34-37 sind schematische Diagramme, die eine Kolbenlampe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
38 ist ein schematisches Diagramm, das einen Lichtstab gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
39 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
40 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Genaue Beschreibung
Mit Bezug auf 1 und 2: 1 und 2 sind schematische Strukturdiagramme, die ein lichtemittierendes Element gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie in 1 und 2 gezeigt, enthält ein lichtemittierendes Element 1 ein lichtdurchlässiges Substrat 2, eine Auflagerfläche 210, eine erste Hauptoberfläche 21A, eine zweite Hauptoberfläche 21B und mindestens einen Leuchtdioden-Chip (LED-Chip 3), der Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellt. Das lichtdurchlässige Substrat 2, das ein Substrat vom Folientyp ist, hat zwei Hauptoberflächen und eine der Oberflächen ist die Auflagerfläche 210. Der LED-Chip, der Licht emittieren kann, ist auf der Auflagerfläche 210 angeordnet. Eine lichtemittierende Oberfläche 34 des LED-Chips 3, die von dem lichtdurchlässigen Substrat 2 unbedeckt ist, und mindestens ein Teil der Auflagerfläche 210 ohne die LED-Chips bilden die erste Hauptoberfläche 21A, von der Licht emittiert wird. Die zweite Hauptoberfläche 21B ist eine weitere Hauptoberfläche des lichtdurchlässiges Substrats 2 ohne den LED-Chip 3. Die oben beschriebene Anordnung kann auch umgekehrt werden oder der LED-Chip 3 kann auf beiden Oberflächen des lichtdurchlässiges Substrats 2 angeordnet sein. In einer Ausführungsform können die LED-Chips 3 auf der Auflagerfläche 210 des lichtdurchlässigen Substrats 2 entsprechend den anderen LED-Chips 3, die auf der zweiten Hauptoberfläche 21B angeordnet sind, verschachtelt angeordnet sein, so dass die Lichtstrahlen, die von den LED-Chips 3 auf einer Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats 2 nicht durch die anderen LED-Chips 3 auf einer weiteren Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats 2 blockiert werden würden. Die Leuchtdichte des lichtemittierenden Elements 1 kann dementsprechend vergrößert werden. Ein Material des lichtdurchlässigen Substrats 2 kann eines umfassen, das aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), saphirhaltigem Aluminiumoxid, Siliziumkarbid (SiC), Glas, Kunststoff oder Gummi gewählt ist. Bevorzugt kann das lichtdurchlässige Substrat in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Saphirsubstrat sein. Die Struktur des Saphirsubstrats ist im Wesentlichen einkristallin. Das Saphirsubstrat hat die Eigenschaften einer höheren Lichtdurchlässigkeit und einer besseren Wärmeleitfähigkeit. Das Saphirsubstrat kann verwendet werden, um die Lebensdauer des lichtemittierenden Elements 1 zu verlängern. Das herkömmliche Saphirsubstrat, das zum Wachsen einer herkömmlichen Leuchtdiode verwendet wird, kann jedoch zerbrechlich sein, wenn es in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Gemäß von Ergebnissen von Experimenten der vorliegenden Erfindung ist das lichtdurchlässige Substrat 2 der vorliegenden Erfindung bevorzugt ein Saphirsubstrat mit einer Dicke dicker als oder gleich 200 Mikrometer, um eine bessere Zuverlässigkeit, Stützleistungsfähigkeit und Lichtdurchlässigkeit zu leisten. Um Licht von dem lichtemittierenden Element effektiv in viele Richtung einschließlich in zwei Richtungen oder in alle Richtungen zu emittieren, hat der LED-Chip 3 in dieser Erfindung bevorzugt einen Strahlwinkel größer als 180 Grad. Dementsprechend kann der LED-Chip, der auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 angeordnet ist, Lichtstrahlen von der lichtemittierenden Oberfläche 34 in einer Richtung weg von dem lichtdurchlässigen Substrat 2 emittieren und der LED-Chip 3 kann zumindest teilweise auch Lichtstrahlen emittieren, die in das lichtdurchlässige Substrat 2 eintreten. Die Lichtstrahlen, die in das lichtdurchlässige Substrat 2 eintreten, können aus der zweiten Hauptoberfläche 21B gegenüber von der ersten Hauptoberfläche 21A austreten und die Lichtstrahlen, die in das lichtdurchlässige Substrat 2 eintreten, können auch von einem Teil der Auflagerfläche 210 ohne die LED-Chips 3 emittiert oder von einer anderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Substrats 2 emittiert werden. Das lichtemittierende Element 1 kann dann Licht in viele Richtung einschließlich in zwei Richtungen oder in alle Richtungen emittieren. In dieser Erfindung ist eine Fläche der ersten Hauptoberfläche 21A oder eine Fläche der zweiten Hauptoberfläche 21B 5 mal größer als eine Gesamtfläche, die aus mindestens einer der lichtemittierenden Oberflächen 34 von jedem LED-Chip gebildet ist, und dies ist ein bevorzugtes Verhältnis gemäß der Betrachtung sowohl der Lichtleistung als auch der Wärmeleitleistungsfähigkeit.
Zusätzlich ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Unterschied der Farbtemperaturen der Lichtstrahlen, die von der ersten Hauptoberfläche 21A und der zweiten Hauptoberfläche 21B emittiert werden, kleiner als oder gleich 1500 K, so dass lichtemittierende Effekte des lichtemittierenden Elements 1 vereinheitlicht werden. Zudem ist unter der oben genannten Bedingung der Dicke des lichtdurchlässigen Substrats 2 eine Lichtdurchlässigkeit des lichtdurchlässigen Substrats 3 größer als oder gleich 70 % für Lichtstrahlen mit einem Wellenlängenbereich größer als oder gleich 420 Nanometer oder Lichtstrahlen mit einem Wellenlängenbereich kleiner als oder gleich 470 Nanometer.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt. Die folgende Beschreibung wird die verschiedenen Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung genau beschrieben. Um die Beschreibung zu vereinfachen, sind ähnliche Komponenten in jeder der folgenden Ausführungsformen mit identischen Symbolen gekennzeichnet. Um es einfacher zu machen, die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen zu verstehen, wird die folgende Beschreibung die Unähnlichkeiten zwischen verschiedenen Ausführungsformen genau beschreiben und die identischen Merkmale werden nicht überschüssig beschrieben werden.
Bezugnehmend auf 3-5: In der vorliegenden Erfindung enthält der LED-Chip 3 eine erste Elektrode 31A und eine zweite Elektrode 31B, um Elektrizität zu empfangen. Die erste Elektrode 31A und die zweite Elektrode 31B sind jeweils und elektrisch mit einem ersten Verbindungsleiter 23A und einem zweiten Verbindungsleiter 23B auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 verbunden. 3-5 sind schematische Diagramme, die verschiedene Typen von elektrischen Kopplungsvorgehensweisen zwischen dem Leuchtdioden-Chip 3 und den Leitern darstellen. 3 stellte einen LED-Chip vom horizontalen Typ dar, wobei der LED-Chip 3 auf der Auflagerfläche 210 des lichtdurchlässigen Substrats 2 gebildet ist und die Elektroden 31A und 31B durch Drahtbonden an die Verbindungsleiter 23A und 23B gekoppelt sind. 4 stellt einen LED-Chip 3 vom Flip-Chip-Typ dar und der LED-Chip 3 ist umgekehrt angeordnet und durch die erste Elektrode 31A und die zweite Elektrode 31B an das lichtdurchlässige Substrat 2 elektrisch gekoppelt. Die erste Elektrode 31A und die zweite Elektrode 31B können durch Schweißen oder Anhaften direkt an den ersten Verbindungsleiter 23A und den zweiten Verbindungsleiter 23B gekoppelt sein. Wie in 5 gezeigt, sind die erste Elektrode 31A und die zweite Elektrode 31B auf verschiedenen Oberflächen des LED-Chips 3 angeordnet und der LED-Chip 3 ist senkrecht angeordnet, um die Elektroden 31A und 31B jeweils mit den Verbindungsleitern 23A und 23B zu verbinden.
Mit Bezug auf 6 und 7: Das lichtemittierende Element 1 in der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Wellenlängenumsetzungsschicht 4 enthalten. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann wahlweise auf der ersten Hauptoberfläche 21A und/oder der zweiten Hauptoberfläche 21B oder direkt auf dem LED-Chip 3 angeordnet sein. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann die LED-Chips 3 direkt kontaktieren oder die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann durch einen Abstand ohne direkten Kontakt von den LED-Chips 3 getrennt sein. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 beinhaltet mindestens eine Art von Fluoreszenzpulver wie organisches Fluoreszenzpulver oder anorganisches Fluoreszenzpulver der Granatreihe, der Sulfatreihe oder der Silikatreihe. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann zumindest teilweise einen Lichtstrahl, der von dem LED-Chip 3 emittiert wird, absorbieren und den Lichtstrahl in weitere Lichtstrahlen mit einem anderen Wellenlängenbereich umsetzen. Zum Beispiel kann dann, wenn blaue Lichtstrahlen von dem LED-Chip 3 emittiert werden, ein Teil der blauen Lichtstrahlen durch die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 in gelbe Lichtstrahlen umgesetzt werden und die blauen Lichtstrahlen und die gelben Lichtstrahlen werden gemischt, um weiße Lichtstrahlen darzubieten, die von dem lichtemittierenden Element 1 emittiert werden. Zusätzlich ist eine Leuchtdichte der ersten Hauptoberfläche 21A verschieden von einer Leuchtdichte der zweiten Hauptoberfläche 21B, weil eine Lichtquelle der ersten Hauptoberfläche 21A hauptsächlich von Lichtstrahlen kommt, die von dem LED-Chip 3 direkt emittiert werden, und eine Lichtquelle der zweiten Hauptoberfläche 21B von Lichtstrahlen kommt, die durch das lichtdurchlässige Substrat 2 gehen. Deshalb sind in einem lichtemittierenden Element 1 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform Konzentrationen des Fluoreszenzpulvers in der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der ersten Hauptoberfläche 21A angeordnet ist, und der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der zweiten Hauptoberfläche 21B angeordnet ist, entsprechend eingerichtet. Bevorzugt kann ein Verhältnis einer Fluoreszenzpulverkonzentration in der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der ersten Hauptoberfläche 21A angeordnet ist, zu einer Fluoreszenzpulverkonzentration in der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der zweiten Hauptoberfläche 21B angeordnet ist, in dem Bereich von 1:0,5 bis 1:3 liegen oder ein Verhältnis einer Fluoreszenzpulverkonzentration in der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der zweiten Hauptoberfläche 21B angeordnet ist, zu einer Fluoreszenzpulverkonzentration in der Wellenlängenumsetzungsschicht 4, die auf der ersten Hauptoberfläche 21A angeordnet ist, kann in dem Bereich von 1:0,5 bis 1:3 liegen. Die Leuchtdichte und der Beleuchtungseffekt des lichtemittierenden Elements 1 kann dementsprechend für verschiedene Anwendungen geeigneter sein. Der Unterschied der Farbtemperaturen der Lichtstrahlen, die von der ersten Hauptoberfläche 21A und der zweiten Hauptoberfläche 21B emittiert werden, kann dann gesteuert werden, kleiner als oder gleich 1500 K zu sein. Eine Wellenlängenumsetzungseffizienz und eine Lichtemissionsleistungsfähigkeit des lichtemittierenden Elements 1 können dann gesteigert werden.
Mit Bezug auf 8: 8 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein lichtemittierendes Element 1 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 8 gezeigt, enthält das lichtemittierende Element 1 in dieser Ausführungsform ein lichtdurchlässiges Substrat 2 und mindestens einen LED-Chip 14, der Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellt. Das lichtdurchlässige Substrat 2 hat eine Auflagerfläche 210 und eine zweite Hauptoberfläche 21B, die gegenüber voneinander angeordnet sind. Der LED-Chip 14 ist auf der Auflagerfläche 210 des lichtdurchlässigen Substrats 2 angeordnet. Der LED-Chip 14 enthält eine erste Elektrode 16 und eine zweite Elektrode 18. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind konfiguriert, mit anderen Vorrichtungen elektrisch verbunden zu sein. Eine lichtemittierende Oberfläche 34 des LED-Chips 14, die durch das lichtdurchlässige Substrat 2 unbedeckt ist, und mindestens ein Teil der Auflageroberfläche 210 ohne den LED-Chip 14 bilden eine erste Hauptoberfläche 21A, von der Licht emittiert wird.
Der LED-Chip 14 kann ein Substrat 141, eine n-Typ-Halbleiterschicht 142, eine aktive Schicht 143 und eine p-Typ-Halbleiterschicht 144 enthalten. In dieser Ausführungsform kann das Substrat 141 des LED-Chips 14 etwa durch eine Chip-Bonding-Schicht 29 auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 angebracht sein. Abgesehen davon verwendet zu werden, um den LED-Chip 14 anzubringen, kann eine Lichtintensität auch durch Optimieren der Materialeigenschaften der Chip-Bonding-Schicht 28 vergrößert werden. Zum Beispiel liegt der Brechungsindex der Chip-Bonding-Schicht 28 bevorzugt zwischen dem Brechungsindex des Substrats 141 und dem Brechungsindex des lichtdurchlässigen Substrats 2, um die Intensität des Lichts, das von dem LED-Chip 14 emittiert wird, zu vergrößern. Zudem kann die Chip-Bonding-Schicht 28 ein lichtdurchlässiges Haftmittel oder ein anderes geeignetes Bonding-Material sein. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind auf der Seite des LED-Chips 14 gegenüber von der Chip-Bonding-Schicht 28 angeordnet. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind jeweils mit der p-Typ-Halbleiterschicht 144 und der n-Typ-Halbleiterschicht 142 elektrisch verbunden (8 zeigt nicht das Verbindungsverhältnis zwischen der zweiten Elektrode 18 und der n-Typ-Halbleiterschicht 142). Eine obere Oberfläche der ersten Elektrode 16 und eine obere Oberfläche der zweiten Elektrode 18 liegen im Wesentlichen auf derselben Höhe. Die erste Elektrode 16 und die zweiten Elektrode 18 können Metallelektroden sein, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Zudem enthält das lichtemittierende Element 1 ferner einen ersten Verbindungsleiter 20, einen zweiten Verbindungsleiter 22 und eine Wellenlängenumsetzungsschicht 4. Der erste Verbindungsleiter 20 und der zweite Verbindungsleiter 22 sind auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 angeordnet. Der erste Verbindungsleiter 20 und der zweite Verbindungsleiter 22 können Metalldrähte oder andere leitende Muster sein, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind durch Drahtbonden oder Schweißen, aber nicht darauf eingeschränkt, jeweils mit dem ersten Verbindungsleiter 20 und dem zweiten Verbindungsleiter 22 elektrisch verbunden. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 ist auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 angeordnet und die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann den LED-Chip 14 abdecken. Zusätzlich kann die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 ferner die zweite Hauptoberfläche 21B des lichtdurchlässigen Substrats 2 abdecken.
Zudem kann eine nicht ebene Struktur 12M wahlweise auf den Oberflächen des lichtdurchlässigen Substrats 2 angeordnet sein, um die Intensität des Lichts, das von dem lichtdurchlässigen Substrat 2 emittiert wird, zu vergrößern und die Verteilung des emittierten Lichts zu vereinigen. Die nicht ebene Struktur 12M kann eine konvexe geometrische Struktur oder eine konkave geometrische Struktur wie eine Pyramide, ein Kegel, eine Halbkugel, ein dreieckiges Prisma und so weiter sein. Die nicht ebenen Strukturen 12M können regelmäßig oder zufällig angeordnet sein. Darüber hinaus kann ein Film aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC-Film) 25 wahlweise auf den Oberflächen des lichtdurchlässigen Substrats 2 angeordnet sein, um die thermische Leitfähigkeit und die Wärmeleitleistungsfähigkeit zu steigern.
Mit Bezug auf 9: 9 ist ein Querschnittsdiagramm, das ein lichtemittierendes Element gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Vergleich mit der Ausführungsform, die in 8 gezeigt ist, sind in dem lichtemittierenden Element 1 dieser Ausführungsform die erste Elektrode 16, die zweite Elektrode 18 und eine erste Chip-Bonding-Schicht 28A auf der gleichen Oberfläche des LED-Chips 14 angeordnet. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 sind durch Flip-Chip mit dem ersten Verbindungsleiter 20 und dem zweiten Verbindungsleiter 22 elektrisch verbunden. Der erste Verbindungsleiter 20 und der zweite Verbindungsleiter 22 können sich jeweils entsprechend den Positionen der Elektroden 16 und 18 erstrecken. Die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18 können jeweils durch eine zweite Chip-Bonding-Schicht 28B mit dem ersten Verbindungsleiter 20 und dem zweiten Verbindungsleiter 22 elektrisch verbunden sein. Die zweite Chip-Bonding-Schicht 28B kann ein leitender Bondhügel wie ein Gold-Bondhügel oder ein Lötkontakthügel, ein leitender Klebstoff wie ein Silberklebstoff oder eine eutektische Schicht wie eine eutektische Schicht aus einer Au-Sn-Legierung oder eine eutektische Schicht aus einer In-Bi-Sn-Legierung sein, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Durch Benutzen der zweiten Chip-Bonding-Schicht 28B kann die erste Chip-Bonding-Schicht 28A unter dem LED-Chip 14 nicht erforderlich sein oder durch die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 ersetzt werden.
Mit Bezug auf 10: 10 ist ein schematisches Diagramm, das ein lichtemittierendes Element gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 10 gezeigt, enthält ein lichtemittierendes Element 310 in dieser Erfindung das lichtdurchlässige Substrat 2, mindestens einen LED-Chip 3, eine erste Verbindungselektrode 311A, eine zweite Verbindungselektrode 311B und mindestens eine Wellenlängenumsetzungsschicht 4. Der LED-Chip 3 ist auf der Auflagerfläche 210 des lichtdurchlässigen Substrats 2 angeordnet und bildet eine erste Hauptoberfläche 21A, von der Licht emittiert wird. In dieser Ausführungsform hat der LED-Chip 3 einen Strahlwinkel größer als 180 Grad und mindestens ein Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip 3 emittiert wird, dringt in das lichtdurchlässige Substrat 2 ein. Mindestens ein Teil der eindringenden Lichtstrahlen kann von einer zweiten Hauptoberfläche 21B emittiert werden, die gegenüber von der ersten Hauptoberfläche 21A ist, und die anderen eindringenden Lichtstrahlen können von anderen Oberflächen des lichtdurchlässigen Substrats 2 emittiert werden, um das lichtemittierende Element 310 zu bilden, das Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellt. Die erste Verbindungselektrode 311A und die zweite Verbindungselektrode 311B sind jeweils auf verschiedenen Seiten des lichtdurchlässigen Substrats 2 oder auf derselben Seite des lichtdurchlässigen Substrats 2 angeordnet (nicht in 10 gezeigt). Die erste Verbindungselektrode 311A und die zweite Verbindungselektrode 311B können Elektroden des lichtemittierenden Elements 310 sein, die jeweils durch Erweiterungsteile eines ersten Verbindungsleiters und eines zweiten Verbindungsleiters auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 gebildet sind, und die erste Verbindungselektrode 311A und die zweite Verbindungselektrode 311B sind dementsprechend mit dem LED-Chip 3 elektrisch verbunden. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 bedeckt mindestens den LED-Chip 3 und legt mindestens einen Teil der ersten Verbindungselektrode 311A und der zweiten Verbindungselektrode 311B frei. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 absorbiert zumindest teilweise einen Lichtstrahl, der von dem LED-Chip 3 oder/und dem lichtdurchlässigen Substrat 2 emittiert wird, und setzt den Lichtstrahl in einen Lichtstrahl mit einem anderen Wellenlängenbereich um. Das umgesetzte Licht und das Licht, das nicht durch die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 absorbiert wird, werden gemischt, um den gesamten Wellenlängenbereich der Lichtstrahlen, die von dem lichtemittierenden Element 310 emittiert werden, zu erweitern und die Lichtemissionsleistungsfähigkeit des lichtemittierenden Elements 310 zu verbessern. Weil das lichtemittierende Element 310 in dieser Ausführungsform die erste Verbindungselektrode 311A und die zweite Verbindungselektrode 311B enthält, die jeweils auf dem lichtdurchlässigen Substrat angeordnet sind, kann der traditionelle LED-Kapselungsprozess weggelassen werden und das lichtemittierende Element 310 kann unabhängig hergestellt werden und dann mit einer geeigneten Tragbasis kombiniert werden. Dementsprechend kann die gesamte Herstellungsausbeute verbessert werden, die Struktur kann vereinfacht werden und Anwendungen der entsprechenden Tragbasis können auch vergrößert werden.
Mit Bezug auf 11: In dieser Ausführungsform ist eine Beleuchtungsvorrichtung 11 geschaffen. Die Beleuchtungsvorrichtung 11 enthält eine Tragbasis 5 und das oben beschriebene lichtemittierende Element. Das lichtdurchlässige Substrat 2 des lichtemittierenden Elements kann auf der Tragbasis 5 stehen (oder liegen) und an sie elektrisch gekoppelt sein. Ein erster Winkel θ1 besteht zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 2 und der Tragbasis 5. Der erste Winkel θ1 kann gemäß den Lichtgestaltanforderungen der Beleuchtungsvorrichtung fest sein oder eingestellt werden. Bevorzugt liegt der erste Winkel θ1 in dem Bereich von 30 Grad bis 150 Grad.
Mit Bezug auf 12: Die Tragbasis 5 der Beleuchtungsvorrichtung 11 in der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Leiterplatte 6 enthalten, die mit einer Leistungsversorgung elektrisch gekoppelt ist. Die Leiterplatte 6 ist an einen ersten Verbindungsleiter und einen zweiten Verbindungsleiter (in 12 nicht gezeigt) gekoppelt, um mit dem LED-Chip 3 elektrisch verbunden zu sein. Die Leistungsversorgung kann dann über die Leiterplatte 6 dem LED-Chip 3 Elektrizität zur Verfügung stellen, um Licht zu emittieren. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der LED-Chip 3 auch direkt ohne die Leiterplatte 6 über den ersten Verbindungsleiter und den zweiten Verbindungsleiter (nicht in 12 gezeigt) mit der Tragbasis elektrisch verbunden sein und die Leistungsversorgung kann über die Tragbasis 5 dem LED-Chip 3 Elektrizität zur Verfügung stellen.
Mit Bezug auf 13: Die Beleuchtungsvorrichtung 11 der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Reflektor oder Filter 8 enthalten, die auf der zweiten Hauptoberfläche 21B oder der Auflagerfläche 210 angeordnet sind. Der Reflektor oder Filter 8 können verwendet werden, um mindestens einen Teil der Lichtstrahlen zu reflektieren, die von dem LED-Chip 3 emittiert werden und durch das lichtdurchlässige Substrat 2 gehen. Mindestens ein Teil der reflektierten Lichtstrahlen kann verändert werden, um von der ersten Hauptoberfläche 21A emittiert zu werden. Der Reflektor 8 enthält mindestens eine Metallschicht oder einen Bragg-Reflektor, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Der Bragg-Reflektor kann aus mehreren isolierenden dünnen Filmen mit verschiedenen Brechungsindexen bestehen, die in einer Stapelkonfiguration angeordnet sind, oder der Bragg-Reflektor kann aus mehreren isolierenden dünnen Filmen mit verschiedenen Brechungsindexen und mehreren Metalloxidschichten bestehen, die in einer Stapelkonfiguration angeordnet sind.
Mit Bezug auf 14: Die Beleuchtungsvorrichtung 11 der vorliegenden Erfindung kann ferner einen Film aus diamantähnlichem Kohlenstoff (DLC-Film) 9, der auf der Auflagerfläche 210 oder/und der zweiten Hauptoberfläche 21B des lichtdurchlässigen Substrats angeordnet ist, enthalten, um die thermische Leitfähigkeit und die Wärmeleitleistungsfähigkeit zu steigern.
Mit Bezug auf 15: 15 ist ein schematisches Diagramm einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfiihrungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 15 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 10 in dieser Ausführungsform eine Tragbasis 26 und das in der vorliegenden Erfindung beschriebene lichtemittierende Element. Das lichtemittierende Element enthält ein lichtdurchlässiges Substrat 2 und mindestens einen LED-Chip 14. Das lichtemittierende Element kann zumindest teilweise in die Tragbasis 26 eingebettet sein. Eine Elektrode 30 und eine Elektrode 32 der Tragbasis 26 sind mit den Verbindungsleitern des lichtemittierenden Elements elektrisch verbunden. Die Ansteuerspannungen V+ und V- können dementsprechend jeweils durch die Elektroden 30 und 32 dem LED-Chip 14 zur Verfügung gestellt werden, um den Lichtstrahl L zu emittieren. Der LED-Chip 14 enthält jeweils eine erste Elektrode 16 und eine zweite Elektrode 18, die durch Drahtbonden, aber nicht darauf eingeschränkt, mit dem ersten Verbindungsleiter 20 und dem zweiten Verbindungsleiter 22 elektrisch verbunden sind. Zusätzlich hat der LED-Chip 14 einen Strahlwinkel größer als 180 Grad oder hat mehrere lichtemittierende Oberflächen, und dann kann die Beleuchtungsvorrichtung 10 Lichtstrahlen von der ersten Hauptoberfläche 21A und der zweiten Hauptoberfläche 21B emittieren. Darüber hinaus kann die Beleuchtungsvorrichtung 10, weil einige der Lichtstrahlen direkt von dem LED-Chip 14 und/oder den anderen vier Seitenoberflächen des lichtdurchlässigen Substrats 2 emittiert werden, Licht von vielen Seiten oder sechs Seiten oder in alle Richtungen emittieren.
Das lichtemittierende Element kann ferner eine Wellenlängenumsetzungsschicht 4 enthalten, die wahlweise auf dem LED-Chip 14, der ersten Hauptoberfläche 21A oder der zweiten Hauptoberfläche 21B angeordnet ist. Die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 kann zumindest teilweise einen Lichtstrahl absorbieren, der von dem LED-Chip 14 emittiert wird, und den Lichtstrahl in einen weiteren Lichtstrahl mit einem anderen Wellenlängenbereich umsetzen, um Licht mit einer speziellen Farbe oder Licht mit einem breiteren Wellenlängenbereich von der Beleuchtungsvorrichtung 10 zu emittieren. Zum Beispiel kann dann, wenn blaue Lichtstrahlen von dem LED-Chip 14 emittiert werden, ein Teil der blauen Lichtstrahlen durch die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 in gelbe Lichtstrahlen umgesetzt werden und die blauen Lichtstrahlen und die gelben Lichtstrahlen werden gemischt, um weiße Lichtstrahlen darzubieten, die von der Beleuchtungsvorrichtung 10 emittiert werden. Zusätzlich kann das lichtdurchlässige Substrat 2 in einem parallelen Zustand oder einem nicht parallelen Zustand direkt oder indirekt auf der Tragbasis 26 befestigt sein. Zum Beispiel kann das lichtdurchlässige Substrat 2 senkrecht auf der Tragbasis 26 befestigt sein, indem eine Seitenwand des lichtdurchlässigen Substrats 2 direkt auf die Tragbasis 26 montiert wird, oder das lichtdurchlässige Substrat 2 kann horizontal auf der Tragbasis 26 angeordnet werden, aber nicht darauf eingeschränkt. Das lichtdurchlässige Substrat 2 enthält bevorzugt Materialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit und Wärme, die von dem LED-Chip 14 erzeugt wird, kann dementsprechend durch das lichtdurchlässige Substrat 2 zu der Tragbasis 26 abgeleitet werden, so dass dementsprechend Hochleistungs-LED-Chips in der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind beim gleichen Leistungsverbrauch der Beleuchtungsvorrichtung jedoch mehr LED-Chips mit relativ geringer Leistung auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 verteilt, um die thermische Leitungsfähigkeit des lichtdurchlässigen Substrats vollständig zu nutzen. Zum Beispiel kann die Leistung des LED-Chips in dieser Ausführungsform gleich oder geringer als 0,2 Watt ist, ist aber nicht darauf eingeschränkt.
Mit Bezug auf 16: 16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Vergleich mit der Beleuchtungsvorrichtung, die in 15 gezeigt ist, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 10' in dieser Ausführungsform mehrere LED-Chips 14 und mindestens einige der LED-Chips sind miteinander elektrisch in Reihe geschaltet. Jeder der LED-Chips 14 enthält die erste Elektrode 16 und die zweite Elektrode 18. Die erste Elektrode 16 von einem LED-Chip 14, der an einem Ende der Reihe angeordnet ist, ist mit dem ersten Verbindungsleiter 20 elektrisch verbunden und die zweite Elektrode 18 von einem weiteren LED-Chip 14, der an einem weiteren Ende der Reihe angeordnet ist, ist mit dem zweiten Verbindungsleiter 22 elektrisch verbunden, aber nicht darauf eingeschränkt. Die LED-Chips 14 können elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sein. Die LED-Chips können LED-Chips sein, die gleich Farben emittieren, wie etwa blaue LED-Chips, oder auch LED-Chips, die verschiedene Farben emittieren, können eingesetzt werden und gemäß verschiedenen Anforderungen kombiniert werden. Die Beleuchtungsvorrichtung 10' kann Licht in viel mehr verschiedenen Farben emittieren, indem die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Mit Bezug auf 17: 17 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Vergleich mit den Beleuchtungsvorrichtungen, die in 15 und 16 gezeigt sind, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 50 in dieser Ausführungsform ferner einen Träger 51, der konfiguriert ist, das lichtemittierende Element und die Tragbasis 26 zu verbinden. Das lichtdurchlässige Substrat 2 des lichtemittierenden Elements ist durch eine Bauteil-Bonding-Schicht 52 auf einer Seite des Trägers 51 befestigt und eine weitere Seite des Trägers 51 kann auf der Tragbasis 26 angeordnet oder in sie eingefügt sein. Zusätzlich ist der Träger 51 biegsam, um einen Winkel zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 2 und der Tragbasis 26 zu bilden, und der Winkel liegt im Bereich von 30 Grad bis 150 Grad. Das Material des Trägers 51 kann eines sein, das aus Aluminium, Verbundmetallmaterial, Kupferleiter, elektrischem Draht, keramischem Substrat, Leiterplatte oder anderem geeigneten Materialien gewählt ist.
Bezugnehmend auf 18-20: Wenn das lichtdurchlässige Substrat 2 in der vorliegenden Erfindung auf einer Tragbasis 5 angeordnet ist, kann das lichtdurchlässige Substrat in die Tragbasis eingefügt oder an sie gebondet werden.
Wie in 18 gezeigt: Wenn das lichtdurchlässige Substrat 2 auf der Tragbasis 5 angeordnet ist, ist das lichtdurchlässige Substrat 2 in eine einzelne Aufnahme 61 der Tragbasis 5 eingefügt und das lichtemittierende Element kann über Verbindungsleiter an die einzelne Aufnahme 61 elektrisch gekoppelt sein. Die LED-Chips (nicht in 18 gezeigt) auf dem lichtdurchlässigen Substrat 2 müssen mit einer Leistungsversorgung von oder durch die Tragbasis 5 elektrisch gekoppelt sein und mindestens ein Teil des Leitungsmusters oder der Verbindungsleiter erstrecken sich zu einer Kante des lichtdurchlässigen Substrats 2 und werden in einen Verbindungsfinger integriert, der mehrere leitende Kontaktfolien oder einen elektrischen Verbindungsanschluss wie die oben beschriebenen Verbindungselektroden 311A und 311B (nicht in 18 gezeigt) hat. Wenn das lichtdurchlässige Substrat 2 in die Aufnahme 61 eingefügt ist, kann der LED-Chip (nicht in 18 gezeigt) von oder durch die Tragbasis 5 Elektrizität empfangen und das lichtdurchlässige Substrat 2 kann dementsprechend durch die Aufnahme 61 der Tragbasis 5 befestigt werden.
Mit Bezug auf 19: 19 ist ein schematisches Diagramm, das das lichtdurchlässige Substrat 2 darstellt, dass in Mehrfachaufnahmen der Tragbasis 5 eingefügt ist. In dieser Ausführungsform hat das lichtdurchlässige Substrat 2 eine Doppelstiftstruktur. Einer der Stifte kann als eine positive Elektrode der Vorrichtung konfiguriert sein und ein weiterer der Stifte kann als eine negative Elektrode der Vorrichtung konfiguriert sein. Beide Stifte haben jeweils mindestens eine leitende Kontaktfolie, um als Verbindungsanschlüsse zu fungieren. Dementsprechend gibt es mindestens zwei Aufnahmen 61, die eine übereinstimmende Form und Größe mit den Stiften haben, so dass sie das lichtdurchlässige Substrat leichtgängig in die Tragbasis 5 einfügen und dem LED-Chip Elektrizität zur Verfügung stellen.
Mit Bezug auf 20: Das lichtdurchlässige Substrat 2 ist durch die Vorrichtungs-Bonding-Schicht an die Tragbasis 5 gebondet. Beim dem Bonding-Prozess können beim Kombinieren oder Schweißen des lichtdurchlässigen Substrats 2 und der Tragbasis 5 Metallmaterialien wie Gold, Zinn, Indium, Bismut oder Silber verwendet werden. Zusätzlich können leitende Silica-Gel- oder Expoxidmaterialien beim Befestigen des lichtdurchlässigen Substrats 2 auf der Tragbasis 5 verwendet werden. Das Leitungsmuster und die Verbindungsleiter des lichtemittierenden Elements können dementsprechend über die Vorrichtungs-Bonding-Schicht mit der Tragbasis elektrisch verbunden sein.
Mit Bezug auf 21 und 22: Die Tragbasis 5 der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung 11 kann ein Substrat sein, das eins umfasst, das aus Metall wie Aluminium, Verbundmetallmaterial einschließlich Aluminium, Kupferleiter, elektrischem Draht, keramischem Substrat oder gedruckter Leiterplatte gewählt ist. Es gibt mindestens einen Träger 62 auf der Oberfläche oder Kante der Tragbasis 5. Der Träger 62 kann von der Tragbasis 5 getrennt sein oder der Träger 62 und die Tragbasis 5 sind monolithisch integriert. Das lichtemittierende Element kann durch Bonding an den Träger elektrisch gekoppelt sein und eine Vorrichtungs-Bonding-Schicht 63 wird verwendet, um das lichtdurchlässige Substrat auf der Tragbasis 5 zu befestigen. Der erste Winkel θ1 wird zwischen dem lichtdurchlässigen Substrat 2 und einer Oberfläche der Tragbasis 5 ohne Träger beibehalten. Das lichtemittierende Element kann auch auf der Oberfläche der Tragbasis 5 ohne Träger angeordnet sein, um die Lichtemissionsleistungsfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung 11 zu steigen. Zusätzlich kann das lichtemittierende Element auch eingefügt und mit dem Träger 62 verbunden sein (nicht in 21 und 22) gezeigt, wobei ein Verbinder verwendet werden kann, um das lichtemittierende Element und den Träger (und/oder den Träger und die Tragbasis) zu verbinden, um das lichtdurchlässige Substrat 2 auf der Tragbasis 5 zu befestigen. Weil die Tragbasis 5 und der Träger 62 biegsam sind, ist es günstiger, die vorliegende Erfindung für verschiedene Anwendungen einzusetzen. Außerdem kann die Farbvielfalt der Beleuchtungsvorrichtung 11 für verschiedene Anforderungen gesteigert werden, indem kombiniert wird, das die lichtemittierenden Elemente verwendet werden, die verschiedene Lichtfarben haben.
Mit Bezug auf 23: Wie in 23 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung in dieser Ausfiihrungsform mindestens ein lichtemittierendes Element 1 und eine Tragbasis 5. Die Tragbasis 5 enthält mindestens einen Träger 62 und mindestens ein Schaltungsmuster P. Ein Ende des lichtdurchlässigen Substrats des lichtemittierenden Elements 1 ist an den Träger 62 elektrisch gekoppelt, um den Abschirmungseinfluss, der durch den Träger 62 für das Licht, das von dem lichtemittierenden Element 1 emittiert wird, verursacht wird, zu vermeiden oder zu verringern. Die Tragbasis 5 kann aus Metall wie Aluminium, Verbundmetallmaterial einschließlich Aluminium, Kupferleiter, elektrischem Draht, keramischem Substrat oder gedruckter Leiterplatte gewählt sein. Der Träger 62 kann gebildet sein, indem ein Teil des Tragbasis 5 geschnitten und gebogen wird, um einen Winkel θ1 (wie den ersten Winkel, der in 21 und 22 gezeigt ist) zu bilden. Das Schaltungsmuster P ist auf der Tragbasis 5 angeordnet und das Schaltungsmuster P hat mindestens einen Satz von elektrischen Anschlüssen, um mit einer Leistungsversorgung elektrisch verbunden zu sein. Ein weiterer Teil des Schaltungsmusters P erstreckt sich auf dem Träger 62, um mit dem lichtemittierenden Element 1 elektrisch verbunden zu sein, und das lichtemittierende Element 1 kann dann über das Schaltungsmuster P der Tragbasis 5 mit der Leistungsversorgung elektrisch verbunden sein. Zudem kann die Tragbasis 5 ferner mindestens ein Loch H oder mindestens einen Spalt G enthalten und Befestigungsvorrichtungen wie Schrauben, Nägel oder Bolzen können verwendet werden, um die Tragbasis über das Loch H oder den Spalt gemäß den Anwendungsbedingungen der Beleuchtungsvorrichtung mit anderen Vorrichtungen zu kombinieren. Inzwischen können das Loch H oder der Spalt G auch verwendet werden, um die Wärmeabstrahlfläche zu vergrößern und die Wärmeleitfähigkeit der Beleuchtungsvorrichtung zu steigern.
Mit Bezug auf 24: 24 ist ein schematisches Diagramm, das einen Vorrichtungsrahmen einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 24 gezeigt, enthält ein Vorrichtungsrahmen in dieser Ausführungsform eine Tragbasis 5 und mindestens einen Träger 62. Im Vergleich mit der Ausführungsform, die in 23 gezeigt ist, enthält der Träger 62 in dieser Ausführungsform mindestens einen Streifenteil 342 und eine Öffnung 330. Die Elektrode 30 und die Elektrode 32 sind jeweils auf zwei Seiten der Öffnung 330 angeordnet. Der Streifenteil 342 bildet mindestens eine Wand der Öffnung 330. Ein in der vorliegenden Erfindung beschriebenes lichtemittierendes Element ist entsprechend der Öffnung 330 angeordnet und mit dem Träger 62 elektrisch gekoppelt. Die Verbindungsleiter des lichtemittierenden Elements sind mit der Elektrode 30 und der Elektrode 32 elektrisch verbunden, um das lichtemittierende Element über den Träger 62 und das Schaltungsmuster auf der Tragbasis 5 durch eine Leistungsversorgung anzusteuern. Die Größe der Öffnung 330 darf nicht kleiner sein als eine lichtemittierende Hauptoberfläche des lichtemittierenden Elements, um zu verhindern, dass Lichtstrahlen, die von dem lichtemittierenden Element emittiert werden, durch den Träger 62 blockiert werden. Ein Verbindungsteil zwischen dem Träger 62 und der Tragbasis 5 kann einstellbar sein, um den Winkel zwischen dem Träger 62 und der Tragbasis 5 wie erforderlich einzustellen.
Mit Bezug auf 24 und 25: 25 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Vergleich mit der Ausführungsform, die in 24 gezeigt ist, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 302, die in 25 gezeigt ist, mindestens einen Träger 62 mit mehreren Öffnungen 330. Die Öffnungen sind jeweils auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Trägers 62 angeordnet und der Streifenteil 342 bildet mindestens eine Wand von jeder Öffnung 330. Die lichtemittierenden Elemente 310 sind entsprechend den Öffnungen 330 angeordnet und das leitende Muster oder die Verbindungselektroden (nicht in 25 gezeigt) von jedem lichtemittierenden Element 310 sind jeweils entsprechend angeordnet und mit den Elektroden 30 und 32 elektrisch verbunden. Die Beleuchtungsvorrichtung 302 in dieser Ausführungsform kann ferner mehrere Träger 62 enthalten. Die Winkel zwischen der Tragbasis 5 und den Trägern 62, auf denen die lichtemittierenden Elemente angeordnet sind, können jeweils abgeändert werden. Mit anderen Worten, ein Winkel zwischen der Tragbasis 5 und mindestens einem der Träger 62 kann verschieden sein von einem Winkel zwischen der Tragbasis 5 und einem weiteren der Träger 62, um die erforderten Lichtemissionseffekte zu erfüllen, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Zusätzlich können die lichtemittierenden Elemente, die Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren, auf einem gleichen Träger oder auf verschiedenen Trägern angeordnet sein, um den Farbeffekt der Beleuchtungsvorrichtung zu bereichern.
Um die Leuchtdichte zu steigern und den Lichtemissionseffekt zu verbessern, sind in einer Beleuchtungsvorrichtung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mehrere lichtemittierende Elemente, die lichtdurchlässige Substrate umfassen, auf den Stützbasen, die oben genau beschrieben sind, oder auf anderen Stützstrukturen angeordnet. Eine punktsymmetrische Verteilung oder eine liniensymmetrische Verteilung können eingesetzt werden. Die lichtemittierenden Elemente, die lichtdurchlässige Substrate umfassen, können auf der Stützstruktur punktsymmetrisch angeordnet oder auf der Stützstruktur liniensymmetrisch angeordnet sein. Bezugnehmend auf 26-29: In den Beleuchtungsvorrichtungen der Ausführungsformen, die in 26-29 gezeigt sind, sind die lichtemittierenden Elemente auf den Stützstrukturen mit verschiedenen Formen angeordnet. Die Lichtstrahlen, die von den Beleuchtungsvorrichtungen 11 emittiert werden, können wegen der punktsymmetrischen Verteilung oder der liniensymmetrischen Verteilung (die LED-Chips sind in 26-29 nicht gezeigt) gleichförmig sein. Die Lichtemissionseffekte der Beleuchtungsvorrichtungen 11 können ferner verbessert werden, indem der oben beschriebene erste Winkel eingestellt wird. Wie in 26 gezeigt, sind die lichtemittierenden Elemente punktsymmetrisch eingerichtet und bilden einen Winkel von 90 Grad zueinander. Deshalb sind mindestens zwei der lichtemittierenden Elemente einer der vier Seiten der Beleuchtungsvorrichtung 11 zugewandt. Wie in 27 gezeigt, ist der Winkel zwischen den lichtemittierenden Elementen kleiner als 90 Grad. Wie in 29 gezeigt, ist der Winkel zwischen den lichtemittierenden Elementen größer als 90 Grad. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (nicht gezeigt), können die lichtemittierenden Elemente asymmetrisch angeordnet sein und mindestens ein Teil der lichtemittierenden Elemente kann in einer Ansammlung oder getrennt angeordnet sein, um die erforderte Lichtform gemäß den verschiedenen Anwendungen der Beleuchtungsvorrichtung zu erfüllen.
Mit Bezug auf 30: 30 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 30 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 301 ein lichtemittierendes Element 310 und einen Träger 321. Der Träger 321 enthält eine Öffnung 330 und das lichtemittierende Element 310 ist entsprechend der Öffnung 330 angeordnet. In dieser Ausführungsform kann ein äußerer Teil des Trägers 321 als ein Stift dienen oder gebogen werden, um ein Verbindungsplättchen zu bilden, das bei der Oberflächenmontage erforderlich ist, um mit anderen elektrischen Schaltungsbaugruppen elektrisch verbunden zu sein. Eine lichtemittierende Oberfläche des lichtemittierenden Elements 310 ist in der Öffnung 330 angeordnet und die Beleuchtungsvorrichtung 301 kann dementsprechend, ob der Träger 321 lichtdurchlässig ist oder nicht, immer noch Licht von mehreren Seiten oder sechs Seiten emittieren.
Mit Bezug auf 31: In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungsvorrichtung geschaffen. Diese Beleuchtungsvorrichtung enthält ein Lampengehäuse 7 mit einer Röhrenform, mindestens ein lichtemittierendes Element 1 und eine Stützstruktur 60. Das lichtemittierende Element 1 ist auf der Stützstruktur 60 angeordnet und mindestens ein Teil des lichtemittierenden Elements 1 ist in dem Raum angeordnet, der durch das Lampengehäuse 7 gebildet ist. Mit Bezug auf 32: Wenn mehrere lichtemittierende Elemente 1 in dem Lampengehäuse 7 angeordnet sind, sind die ersten Hauptoberflächen 21A der lichtemittierenden Elemente 1 getrennt und nicht parallel zueinander eingerichtet. Zusätzlich sind die lichtemittierenden Elemente 1 zumindest teilweise in dem Raum angeordnet, der durch das Lampengehäuse 7 gebildet ist, und die lichtemittierenden Elemente 1 sind nicht nahe benachbart zu einer Innenwand des Lampengehäuses 7. Bevorzugt kann ein Abstand D zwischen dem lichtemittierenden Element 1 und dem Lampengehäuse 7 gleich oder größer als 500 Mikrometer sein. Das Lampengehäuse 7 kann jedoch auch durch Einfüllen von Klebstoff gebildet sein und das Lampengehäuse kann zumindest teilweise das lichtemittierende Element 1 abdecken und es direkt kontaktieren.
Mit Bezug auf 33: Eine weitere Beleuchtungsvorrichtung ist in dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschaffen, wobei das Lampengehäuse 7 der Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Abdeckschicht 71 hat. Die Abdeckschicht 71 kann eine Werbetafel, eine Hinweistafel oder andere Anzeigevorrichtungen sein, die Hintergrundbeleuchtungsquellen erfordern. Das Licht, das von der ersten Hauptoberfläche 21A und der zweiten Hauptoberfläche 21B des lichtemittierenden Elements 1 in der vorliegenden Erfindung zur Verfügung gestellt wird, kann als eine Lichtquelle einer Hintergrundbeleuchtung für die Abdeckschicht 71 eingesetzt werden. Ein zweiter Winkel zwischen dem lichtemittierenden Element 1 und der Abdeckschicht 71 liegt in dem Bereich zwischen 0 Grad und 45 Grad (der zweite Winkel ist in 33 0 Grad und dementsprechend nicht gezeigt). Zusätzlich sind die lichtemittierende Elemente 1 zumindest teilweise in dem Raum, der durch das Lampengehäuse 7 gebildet ist, und grundsätzlich nicht nahe benachbart zu der Innenwand des Lampengehäuses 7 angeordnet, und dann können die Lichtstrahlen, die durch eine lichtemittierende Platte/Folie oder das lichtemittierende Element, das das lichtdurchlässige Substrat und den LED-Chip umfasst, erzeugt werden, die Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellen, gleichförmig durch das Lampengehäuse durchgehen. Bevorzugt kann ein Abstand D zwischen dem lichtemittierenden Element 1 und dem Lampengehäuse 7 gleich oder größer als 500 Mikrometer sein. Das Lampengehäuse 7 kann jedoch auch durch Einfüllen von Klebstoff gebildet sein und das Lampengehäuse kann zumindest teilweise das lichtemittierende Element 1 abdecken und es direkt kontaktieren.
Bezugnehmend auf 34-37: In einer anderen Reihe von Ausführungsformen in der vorliegenden Erfindung können die Beleuchtungsvorrichtungen in dieser Reihe von Ausführungsformen ferner ein Lampengehäuse 7, das eine Kolbenform hat, und eine Basis 64 enthalten. Wie in 34 gezeigt enthält die Beleuchtungsvorrichtung in dieser Ausführungsform im Vergleich mit den anderen oben beschriebenen Ausführungsformen ein Lampengehäuse 7, das eine Kolbenform hat, und eine Tragbasis 5, die auf einer Basis 64 angeordnet ist. Diese Basis 64 kann eine traditionelle Lampenbasis sein. Das Lampengehäuse 7 kann an die Basis 64 gekoppelt sein und das lichtemittierende Element und die Tragbasis 6 abdecken oder das Lampengehäuse 7 kann direkt an die Tragbasis 5 gekoppelt sein und das lichtemittierende Element abdecken. Die Basis 64 kann eine Plattform sein oder einen weiteren Stützvorsprung enthalten (wie in 35 gezeigt ist). Wie in 36 gezeigt ist, ist die Wellenlängenumsetzungsschicht 4 auf eine Innenwand des Lampengehäuses 7 aufgetragen, um mindestens einen Teil der Lichtstrahlen, der von dem LED-Chip 3 erzeugt wird, in weitere Lichtstrahlen mit anderen Wellenlängenbereichen umzusetzen, bevor sie das Lampengehäuse 7 verlassen. Wie in 37 gezeigt, ist ein Doppelschichtentwurf, der das Lampengehäuse 7 und das Lampengehäuse 7' enthält, offenbart. Der Raum S besteht zwischen dem Lampengehäuse 7 und dem Lampengehäuse 7'. Der Raum S, das Lampengehäuse 7 und das Lampengehäuse 7' können zum Erfüllen verschiedener Muster und Lichtfarben von der Beleuchtungsvorrichtung abgeändert werden.
Mit Bezug auf 38 und 39: 38 ist ein schematisches Diagramm, das einen Lichtstab gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 39 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 38 gezeigt, enthält ein Lichtstab 323 in dieser Ausführungsform mehrere Öffnungen 330. Der Lichtstab 323 hat eine Ausdehnungsrichtung X und die Öffnungen sind entlang der Ausdehnungsrichtung angeordnet. Mehrere lichtemittierende Elemente, die Licht in vielen Richtungen zur Verfügung stellen, sind entsprechend den Öffnungen des Lichtstabs 323 angeordnet und der Lichtstab 323 kann dementsprechend Licht emittieren, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Zusätzlich kann der Lichtstab 323 ferner mehrere Elektroden 30 und 32, eine erste äußere Verbindungselektrode 350A und eine zweite äußere Verbindungselektrode 350B enthalten. Die elektrische Polarität der Elektrode 30 ist von der Elektrode 32 verschieden. Die Elektroden 30 und die Elektroden 32 sind jeweils auf zwei Seiten von jeder Öffnung 330 angeordnet. Die erste äußere Verbindungselektrode 350A und die zweite äußeren Verbindungselektrode 350B sind jeweils mit den Elektroden 30 und den Elektroden 32 elektrisch verbunden. Die erste äußere Verbindungselektrode 350A und die zweite äußere Verbindungselektrode 350B sind jeweils auf zwei Seiten des Lichtstabs 323 angeordnet. Wie in 38 und 39 gezeigt, kann eine Beleuchtungsvorrichtung 303 den oben beschriebenen Lichtstab 323 und einen Vorrichtungsrahmen 360 enthalten, wobei der Lichtstab 323 mit den lichtemittierenden Elementen 310 auf dem Vorrichtungsrahmen 360 senkrecht angeordnet, horizontal angeordnet oder geneigt angeordnet sein kann. Die erste Verbindungselektrode 350A und die zweite Verbindungselektrode 350B des Lichtstabs 323 können über den Vorrichtungsrahmen 360 mit einer Leistungsversorgung elektrisch verbunden sein, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Zusätzlich können andere geeignete optische Filme wie Zerstreuungsfilme in die Beleuchtungsvorrichtung 303 eingesetzt werden, um den Lichtemissionseffekt der lichtemittierenden Elemente 310, die in dem Vorrichtungsrahmen 360 angeordnet sind, abzuändern.
Mit Bezug auf 40: 40 ist ein schematisches Diagramm, das eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 40 gezeigt, enthält eine Beleuchtungsvorrichtung 304 mehrere lichtemittierende Elemente 310 und eine Tragbasis 324. Die Tragbasis 324 enthält mehrere Öffnungen 330 und die Öffnungen 330 sind in einem Feld angeordnet. Die lichtemittierenden Elemente 310 sind entsprechend den Öffnungen 330 angeordnet. Die Verbindungsvorgehensweise der lichtemittierende Elemente 310 auf den Öffnungen 330 ist ähnlich zu der, die in den oben genau beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist, und wird nicht überschüssig beschrieben werden. Es ist lohnenswert zu beachten, dass die Tragbasis 324 ferner eine erste äußere Verbindungselektrode 350A und eine zweite äußere Verbindungselektrode 350B enthalten kann, um mit anderen elektrischen Vorrichtungen elektrisch verbunden zu sein. Zusätzlich kann die Beleuchtungsvorrichtung 304 in dieser Ausführungsform als eine Werbetafel, eine Hinweistafel oder ein Hintergrundbeleuchtungsmodul verwendet werden und die Tragbasis 324 ist bevorzugt lichtdurchlässig, ist aber nicht darauf beschränkt.
Die Erfindung ist mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und die Figuren beschrieben worden. Dennoch ist es ausdrücklich anzumerken, dass jedes Merkmal, das nur mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform oder Figuren beschrieben ist, gut und getrennt von anderen Merkmalen ist, die in Verbindung mit dieser Ausführungsform und/oder diesen Figuren beschrieben sind und in einer der anderen beschriebenen Ausführungsformen oder in den Figuren gezeigt implementiert sind. Es folgt eine Liste von Ausführungsbeispielen

1. Lichtemittierendes Element, das Folgendes umfasst: ein lichtdurchlässiges Substrat, das eine Auflagerfläche und eine zweite Hauptoberfläche besitzt, die einander gegenüber angeordnet sind, und mehrere Leuchtdioden-Chips (LED-Chips), wobei mindestens einige der LED-Chips auf der Auflagerfläche angeordnet sind und eine erste Hauptoberfläche bilden, von der Licht emittiert wird, wobei mindestens ein Teil der Auflagerfläche keine LED-Chips aufweist und jeder der LED-Chips eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode umfasst, wobei Licht, das von mindestens einem der LED-Chips emittiert wird, durch das lichtdurchlässige Substrat hindurchgeht und aus der zweiten Hauptoberfläche austritt.
2. Lichtemittierendes Element nach Beispiel 1, das ferner Wellenlängenumsetzungsschichten umfasst, die auf der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche angeordnet sind, wobei ein Verhältnis von Fluoreszenzpulver in den verschiedenen Wellenlängenumsetzungsschichten im Bereich von 1:0,5 bis 1:3 liegt.
3. Lichtemittierendes Element nach Beispiel 1 oder 2, wobei die Leistung jedes der LED-Chips gleich oder kleiner als 0,2 Watt ist.
4. Lichtemittierendes Element nach einem der Beispiele 1 bis 3, wobei mindestens einer der LED-Chips einen Strahlwinkel größer als 180 Grad hat.
5. Lichtemittierendes Element nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei ein Material des lichtdurchlässigen Substrats Saphir umfasst und die Dicke des lichtdurchlässigen Substrats dicker als oder gleich 200 Mikrometer ist.
6. Lichtemittierendes Element nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei ein Unterschied der Farbtemperaturen der Lichtstrahlen, die von der ersten Hauptoberfläche oder der zweiten Hauptoberfläche emittiert werden, kleiner oder gleich 1500 K ist.
7. Lichtemittierendes Element nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei eine Lichtdurchlässigkeit des lichtdurchlässigen Substrats für Lichtstrahlen, die einen Wellenlängenbereich größer oder gleich 420 Nanometer haben, oder für Lichtstrahlen, die einen Wellenlängenbereich kleiner oder gleich 470 Nanometer haben, größer oder gleich 70 % ist.
8. Lichtemittierendes Element nach einem der vorhergehenden Beispiele, wobei jeder der LED-Chips eine lichtemittierende Oberfläche hat und eine Fläche der ersten Hauptoberfläche oder eine Fläche der zweiten Hauptoberfläche 5 mal größer ist als eine Gesamtfläche, die von mindestens einer lichtemittierenden Oberfläche jedes LED-Chips gebildet ist.
9. Lichtemittierendes Element nach einem der vorhergehenden Beispiele, das ferner einen Reflektor oder Filter umfasst, die auf der zweiten Hauptoberfläche oder der Auflagerfläche angeordnet sind.
10. Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: mindestens ein lichtemittierendes Element nach Beispiel 1 und eine Tragbasis, wobei das lichtemittierende Element auf der Tragbasis angeordnet ist.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach Beispiel 10, wobei zwischen dem lichtemittierenden Element und der Tragbasis ein erster Winkel vorhanden ist, der im Bereich von 30 Grad bis 150 Grad liegt.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach Beispiel 10 oder 11, die ferner mehrere lichtemittierende Elemente umfasst, wobei mindestens einige der lichtemittierenden Elemente auf der Tragbasis punktsymmetrisch oder auf der Tragbasis liniensymmetrisch angeordnet sind.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Beispiele 10 bis 12, die ferner ein weiteres lichtemittierendes Element umfasst, wobei ein lichtemittierendes Element auf der Tragbasis steht und das andere auf der Tragbasis liegt.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach Beispiel 10 bis 13, die ferner einen Träger umfasst, der an die Tragbasis gekoppelt ist, wobei der Träger biegsam ist und der LED-Chip an den Träger gekoppelt ist.
15. Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: mindestens ein lichtemittierendes Element nach einem der Beispiele 1 bis 9 und einen Träger, wobei das lichtemittierende Element auf dem Träger angeordnet ist.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung, die Folgendes umfasst - eine Stützstruktur (60) mit einem Loch (H); - ein erstes lichtemittierendes Element (1); und ein zweites lichtemittierendes Element (1); - wobei das erste lichtemittierende Element (1) umfasst: -- ein erstes transparentes Substrat (2) mit einer ersten Auflagerfläche (210), einer ersten Hauptoberfläche (21B) gegenüberliegend zur ersten Auflagerfläche (210) und einer ersten Seitenfläche; und -- wenigstens zwei erste lichtemittierende Diodenchips (3), die auf der ersten Auflagerfläche (210) vorhanden sind und entsprechend eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen; und - wobei das zweite lichtemittierende Element (1) umfasst: -- ein zweites transparentes Substrat (2) mit einer zweiten Auflagerfläche (210), einer zweiten Hauptoberfläche (21B) gegenüberliegend zur zweiten Auflagerfläche (210) und einer zweiten Seitenfläche; und -- wenigstens zwei zweite lichtemittierende Diodenchips (3), die auf der zweiten Auflagerfläche (210) vorhanden sind und entsprechend eine erste und eine zweite Elektrode aufweisen; wobei die ersten und zweiten lichtemittierenden Elemente (1) in einer Konfiguration angeordnet sind, dass die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche in Richtung des Loches (H) in einer Draufsicht zeigen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste lichtemittierende Element (1) eine erste Wellenlängenumwandlungsschicht (4) aufweist, die den ersten lichtemittierenden Diodenchip (3) bedeckt, und das zweite lichtemittierende Element (1) eine zweite Wellenlängenumwandlungsschicht (4) aufweist, die den zweiten lichtemittierenden Diodenchip (3) bedeckt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste lichtemittierende Diodenchip (3) oder der zweite lichtemittierende Diodenchip (3) eine Leistung aufweist, die gleich oder geringer als 0,2 Watt ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste lichtemittierende Diodenchip (3) und der zweite lichtemittierende Diodenchip (3) Leistungen aufweisen, die gleich oder geringer als 0,2 Watt ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste lichtemittierende Diodenchip oder der zweite lichtemittierende Diodenchip (3) einen Strahlwinkel von größer als 180 Grad aufweist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste lichtemittierende Diodenchip und der zweite lichtemittierende Diodenchip (3) Strahlwinkel von größer als 180 Grad aufweisen.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Lichtdurchlässigkeit des ersten transparenten Substrats (2) oder des zweiten transparenten Substrats größer als oder gleich 70% ist, für Licht mit einer Wellenlänge größer als oder gleich 420 Nanometer oder für Licht mit einer Wellenlänge kleiner als oder gleich 470 Nanometer.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Lichtdurchlässigkeiten des ersten transparenten Substrats (2) und des zweiten transparenten Substrats größer als oder gleich 70% sind, für Licht mit einer Wellenlänge größer als oder gleich 420 Nanometer oder für Licht mit einer Wellenlänge kleiner als oder gleich 470 Nanometer.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Wellenlängenumwandlungsschicht (4) die erste Hauptoberfläche (21B) bedeckt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Wellenlängenumwandlungsschicht (4) die zweite Hauptoberfläche (21B) bedeckt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste transparente Substrats (2) oder das zweite transparente Substrats (2) eine Saphirschicht mit einer Dicke aufweist, die gleich oder größer als 200 Mikrometer ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1-10, wobei das erste transparente Substrats (2) und das zweite transparente Substrats (2) eine Saphirschicht mit einer Dicke aufweisen, die gleich oder größer als 200 Mikrometer ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste lichtemittierende Element (1) auf der Stützstruktur (60) mit einem ersten Winkel vorhanden ist, der in einem Bereich bis 150 Grad liegt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zweite lichtemittierende Element (1) auf der Stützstruktur (60) vorhanden ist, mit einem zweiten Winkel, der von 30 bis 150 Grad reicht.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, weiter umfassend: ein Lampengehäuse, welches das erste lichtemittierende Element und das zweite lichtemittierende Element umgibt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem Anspruch 15, weiter umfassend: eine Basis, die an das Lampengehäuse gekoppelt ist.