JP2015509667A - Ledグリッド装置、及びledグリッド装置を製造する方法 - Google Patents

Ledグリッド装置、及びledグリッド装置を製造する方法 Download PDF

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Abstract

LEDグリッド装置は、LEDグリッドと、前記LEDグリッドが配設されているプレート状部材とを有する。前記LEDグリッドは、並べて配設される幾つかの導電ワイヤと、幾つかのLEDモジュールとを有し、各LEDモジュールは、LEDパッケージを有し、各LEDパッケージは、前記導電ワイヤのうちの少なくとも2本のワイヤに結合される。各LEDモジュールは、前記LEDパッケージが結合される前記ワイヤのうちの2本の隣接ワイヤの間に配置される熱伝導素子を更に有する。前記熱伝導素子は、前記LEDパッケージを担持し、前記LEDパッケージから突出し、前記熱伝導素子は、前記プレート状部材に取り付けられる。

Description

本発明は、LEDグリッド装置、及びLEDグリッド装置を製造する方法に関する。
一般に、LEDグリッドは、LEDモジュールの幾つかの列と、第1の幅を持つ幾つかの平行なワイヤのセットを接合し、次いで、ワイヤのセットをより大きな幅へ広げ、それによって、グリッドを形成することにより、製造される。このような従来技術のLEDグリッドの一例は、US-7942551に開示されている。
LEDグリッドは、一般に、何らかの材料から成るプレートの上若しくは非常に近くに配設され、又は2つのプレートであって、前記2つのプレートのうちの少なくとも1つが透光性である2つのプレートの間に挟まれ、それによって、LEDグリッド装置が形成される。LEDに関する主な問題は、熱抽出である。LEDの効率は、前記LEDの温度に依存する。LEDグリッドにおいては、熱のほとんどが、ワイヤを通して抽出される。このことは、とりわけ、LEDグリッドが、プレート上に又は2つのプレートの間に配設される場合に、LEDに印加され得る電圧を制限する。
本発明の目的は、従来技術の上述の問題を軽減し、従来技術のLEDグリッドの場合と比べてより高い電圧をLEDに供給することを可能にする、LEDグリッド装置、及びLEDグリッド装置を製造する方法を提供することである。
本発明は、前記LEDパッケージに冷却素子を付加することは、可能であり、効率的であるという洞察に基づいている。
本発明の第1の態様においては、前記目的は、プレート状部材に配設されるLEDグリッドを有するLEDグリッド装置であって、前記LEDグリッドが、並べて配設される複数の導電ワイヤと、複数のLEDモジュールとを有し、各LEDモジュールが、前記導電ワイヤのうちの少なくとも2本のワイヤに結合されるLEDパッケージと、前記LEDパッケージが結合されるワイヤのうちの2本の隣接ワイヤの間に配置される熱伝導素子とを有し、前記熱伝導素子が、前記LEDパッケージを担持し、前記LEDパッケージから突出し、前記熱伝導素子が、前記プレート状部材に取り付けられるLEDグリッド装置によって達成される。それによって、ヒートシンクとして動作する付加的な素子が設けられる。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、各熱伝導素子は、前記LEDパッケージを担持する中間部と、前記中間部から反対方向に突出する第1及び第2突出部とを有する。この実施例は、前記LEDモジュールの支持物の強化を提供する。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、各熱伝導素子は、少なくとも前記LEDパッケージに取り付けられる側において、帯状且つ平坦である。前記熱伝導素子の一方の側は、前記LEDパッケージに取り付けられ、前記熱伝導素子の反対側は、前記プレート状部材に面する。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の少なくとも第1部分は、前記中間部に対して或る角度に延在する。それによって、柔軟な取り付け条件が得られる。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、前記第1及び第2突出部の各々の前記少なくとも第1部分は、前記プレート状部材内に延在する。換言すれば、各突出部の少なくとも一部は、前記プレート状部材に挿入されている。これは、前記プレート状部材に前記LEDグリッドを取り付ける有利な方法である。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の第2部分は、前記プレート状部材の、前記中間部が配置される側に対して反対側において、前記プレート状部材から突出する。この実施例は、とりわけ、前記プレート状部材が、絶縁材料で作成されている場合に、前記プレート状部材の外部へ熱を伝導するのに有用である。
前記LEDグリッド装置の実施例によれば、各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の前記少なくとも第1部分は、前記LEDパッケージを通り越して延在する。各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の端部は、前記中間部と平行に延在し、前記プレート状部材の表面に取り付けられ、前記LEDパッケージの発光面は、前記プレート状部材の前記表面に面する。この実施例は、前記LEDから前記プレート状部材までの距離を制御する簡単な方法を提供する。この場合には、前記プレート状部材は、一般的に、透光性である。
本発明の第2の態様においては、前記目的は、LEDグリッド装置を製造する方法であって、幾つかの導電ワイヤを並べて配設し、それによって、第1の幅を持つワイヤのセットを形成するステップと、各LEDパッケージが、前記ワイヤのセットのうちの少なくとも2本のワイヤに結合され、幾つかの平行な一連のLEDパッケージが形成されるように、前記ワイヤのセットに幾つかのLEDパッケージを結合するステップと、各一連のLEDパッケージに各々の熱伝導リボンを取り付けるステップと、各LEDパッケージのための別々の熱伝導素子を形成するよう各リボンをトリムするステップと、前記ワイヤのセットを、前記第1の幅より大きい第2の幅へ広げるステップと、前記ワイヤのセットをプレート状部材に取り付け、各熱伝導素子を前記プレート状部材に取り付けるステップとを有する方法によって、達成される。
上記の本発明の目的は、前記方法によっても達成される。前記方法の実施例は、前記LEDグリッド装置の実施例に関連して上に記載したものと対応する利点を提供する。
本発明のこれら及び他の態様及び利点は、下記の実施例に関して説明され、明らかになるだろう。
ここで、添付の図面を参照して、本発明を、より詳細に説明する。
本発明によるLEDグリッド装置の第1実施例を概略的に示す。 本発明によるLEDグリッド装置の第1実施例を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第2実施例を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第2実施例を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第2実施例を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第3実施例の一部を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第3実施例の一部を概略的に示す。 前記LEDグリッド装置の第3実施例の一部を概略的に示す。 本発明によるLEDグリッド装置を製造する方法の実施例を概略的に図示する。
図1a及び1bを参照すると、本発明のLEDグリッド装置100の第1実施例は、LEDグリッド102と、LEDグリッド120が取り付けられているプレート状部材104とを有する。この実施例においては、プレート状部材104は、LEDグリッド装置100の底部プレートである。図1aにおいては、下からの、即ち、プレート状素子104の側からのLEDグリッド装置100が示されているが、前記プレート状素子104は、単に、破線矩形によって示されている。図1bは、斜め上からの斜視図である。LEDグリッド102は、並べて配設される幾つかの導電ワイヤ106と、幾つかのLEDモジュール108とを有する。各LEDモジュールは、LEDパッケージ110を有し、各LEDパッケージ110は、導電ワイヤ106のうちの少なくとも2本のワイヤ106に結合される。各LEDモジュールは、LEDパッケージ110が取り付けられる前記ワイヤのうちの2本の隣接ワイヤ106の間に配置される熱伝導素子112を更に有する。熱伝導素子112は、LEDパッケージを担持し、プレート状部材104に取り付けられる。熱伝導素子112は、LEDパッケージ112から突出する。より詳細には、この実施例においては、熱伝導素子112は、帯状且つ平坦であり、LEDパッケージ110を担持する中間部114と、中間部114から反対方向に突出する第1及び第2突出部116、118とを有する。非常に光を発する面120は、LEDパッケージ110の頂部側に設けられ、熱伝導素子112は、LEDパッケージ110の底部側に取り付けられる。随意に、一般に光学特性を持つ付加的なプレート状部材が、LEDモジュール108の上に、且つLEDグリッド装置100の底部を形成するプレート状部材104と反対側且つ平行に、配設される。
熱伝導素子112は、電気的に絶縁され、それらは、プレート状部材104の材料に依存し得る適切な取り付け方法によって、プレート状部材104に取り付けられている。例えば、熱伝導素子112は、例えば接着剤によってプレート状部材104に取り付けられ、はんだ接合、熱接着剤(thermal glue)又は任意の熱的に効率の良い相互接続によってLEDパッケージ110に取り付けられる。熱伝導素子112は、LEDモジュール108の表面積を実質的に増大させ、周囲への熱放散を実質的に増大させる。好ましくは、プレート状部材104も熱伝導性のものであるが、これは必須ではない。
図2a乃至2cは、ほとんどの点において第1実施例と同様である第2実施例を示している。従って、LEDグリッド装置200の第2実施例は、LEDグリッド202と、LEDグリッド202が取り付けられており、底部プレートを形成するプレート状部材204とを有する。LEDグリッド202は、並べて配設される幾つかの導電ワイヤ206と、各々が、ワイヤ206に結合されるLEDパッケージ210、及び2本の隣接ワイヤ206の間に配置される熱伝導素子212を有する幾つかのLEDモジュール208とを有する。熱伝導素子212は、LEDパッケージ210を担持し、プレート状部材204に取り付けられる。熱伝導素子は、中間部214と、第1及び第2突出部216、218とを持つ。
しかしながら、熱伝導素子212の形状及び取り付けは、第1実施例と異なる。各突出部は、中間部214から延在する第1部分220、222と、端部であり、第1部分220、222から延在する第2部分224、226を持つとみなされ得る。熱伝導素子212は、第1及び第2突出部216、218の各々の第1部分220、222が、中間部214に対して或る角度で延在するように、曲げられている。より詳細には、前記角度は、約90°である。第2部分224、226は、中間部214とほぼ平行に延在する。第1及び第2突出部216、218の各々の第1部分220、222は、プレート状部材204内に延在し、第2部分224、226は、プレート状部材204の、中間部214が配置される側に対して反対側において、即ち、プレート状部材204の後側又は底部側において、プレート状部材204から突出する。他の例においては、第2部分224、226は、第1部分220、222に対して曲げられず、第1部分220、222と平行に延在する。即ち、熱伝導素子212は、ホッチキスの針の形をしている。
LEDグリッド装置200の第2実施例は、プレート状部材204が熱絶縁性(thermally isolative)である場合に、とりわけ有用であり、発生した熱は、熱伝導素子212に沿って、プレート状部材204を通って運ばれ、プレート状部材204の後側において周囲へ放出される。
曲げられた端部224、226は、LEDモジュール208がプレート状部材204にちゃんと固定されるのを確実にし、接着剤を使用することを不要にする。しかしながら、プレート状部材204の材料に依存して、LEDモジュール208は、ホッチキスの針の形をした熱伝導素子によっても、しっかりと取り付けられ得る。
図3a及び3bを参照すると、第1及び第2実施例と多くの特徴を共有するLEDグリッド装置300の第3実施例は、LEDグリッド302と、LEDグリッド302が取り付けられているプレート状部材304とを有する。しかしながら、この実施例においては、プレート状部材304は、下で更に記載するように、上部プレートである。LEDグリッド302は、並べて配設される幾つかの導電ワイヤ306と、各々が、ワイヤ306に結合されるLEDパッケージ310、及び2本の隣接ワイヤ306の間に配置される熱伝導素子312を有する幾つかのLEDモジュール308とを有する。しかしながら、簡単にするために、1つのLEDモジュール308しか示されていない。熱伝導素子312は、LEDパッケージ310を担持し、プレート状部材304に取り付けられる。熱伝導素子312は、中間部314と、第1及び第2突出部316、318とを持つ。
第2実施例と同様に、各突出部は、中間部314に対して或る角度で延在する第1部分320、322、及び中間部と平行に延在する端部324、326である第2部分を持つ。しかしながら、好ましくは、前記角度は、90度未満であり、第1部分320、322の各々が、LEDパッケージ310を通り越して延在する。第1及び第2突出部316、318の各々の端部324、326は、中間部314と平行に延在し、プレート状部材304の底面に取り付けられ、LEDパッケージ310の発光面328は、プレート状部材304の底面に面する。換言すれば、熱伝導素子312は、カップのように働き、LEDモジュール308は、カップの底部に配設され、プレート状部材304は、カップの蓋である。この第3実施例においては、プレート状部材304は、透光性であり、且つ単に透明、又はより一般的には拡散性などの光学的なものである。しかしながら、他の例においては、プレート状部材304は、光が反対方向に出射するような反射性のものであり得る。
熱伝導素子312は、光反射性上面を具備することができ、従って、プレート状部材304の方へ光を反射する。
図4を参照すると、LEDグリッド装置を製造する方法の実施例が、製造プロセスの後続ステップを示す一連の画像によって示されている。前記方法は、幾つかの導電ワイヤ406を並べて配設し、それによって、第1の幅D1を持つワイヤのセット407を形成するステップと、各LEDパッケージ410が、ワイヤのセット407のうちの少なくとも2本のワイヤに結合され、幾つかの平行な一連のLEDパッケージ410が形成されるように、ワイヤのセット407に幾つかのLEDパッケージ410を結合するステップと、各LEDパッケージに熱伝導素子412を設け、それによって、LEDグリッド402を取得するステップとを有する。これらのステップは、それらがここで示されている順序で実施されることができ、どのように組み立てが行われるかに依存して、異なる順序で実施されることができることに注意されたい。例えば、LEDパッケージは、取り付け具に配置されることができ、ワイヤ406及び熱伝導素子412が設けられる。
前記方法は、LEDグリッド402を、D1より大きい第2の幅D2へ広げるステップと、各熱伝導素子412をプレート状部材404に取り付けるステップを含む、LEDグリッド402をプレート状部材404に取り付けるステップとを更に有する。それによって、LEDグリッド装置400が製造されている。
各LEDパッケージ410に熱伝導素子412を設ける動作は、各一連のLEDパッケージ410に各々の熱伝導リボン409を取り付けるステップと、各LEDパッケージ410のための別々の熱伝導素子412を形成するよう各リボン409をトリムするステップとを有する。他の例においては、あまり好ましくはないが、熱伝導素子412は、予めトリムされ、LEDパッケージ410に別々に取り付けられる。更に、変形例として、まず、ワイヤ406が、並べて配設され、次いで、熱伝導リボン409が、ワイヤ406の間に配置され、次いで、LEDパッケージ410が、ワイヤ及び熱伝導リボン409の上に取り付けられる。他の変形例として、LEDパッケージが、取り付け具にさかさまに配置され、次いで、LEDパッケージに熱伝導リボン409が取り付けられ、最後に、LEDパッケージにワイヤ406が取り付けられる。異なる変形例は、異なる利点を供給する。
LEDパッケージ410の位置決めに関しては、それらは、それらが、前記広げるステップの後に、一定の間隔で分布しており、且つワイヤ406の長さ方向に対して垂直な方向において、広げられたLEDグリッド402が、隣接ワイヤ406の間の1つおきの間隙の橋渡しをする少なくとも1列のLEDパッケージ410を有するように、配設される。
熱伝導リボン409がトリムされる場合、各熱伝導素子412において第1及び第2突出部が残され、これらの突出部は、熱伝導素子の中間部から突出し、前記中間部は、LEDパッケージ410を担持する。
各熱伝導素子412は、所定の形状に成形され、これは、突出部のうちの少なくとも1つは成形されることを意味する。上記のLEDグリッド装置200の第2実施例に到達するためには、第1及び第2突出部216、218が、中間部214に対して或る角度に、一般に、直角に延在するよう曲げられる。LEDグリッド402をプレート状部材404に取り付けるとき、各熱伝導素子412は、プレート404の後側においてプレート404から突出するようプレート404を通される。プレート404の後側において、各突出部216、218の端部224、226が、ワイヤのセット407の取り付けを確実にするよう突出部216、218の残りの部分に対して曲げられる。
LEDグリッド装置300の第3実施例に到達するためには、熱伝導素子412の各突出部316、318が、中間部314に対して或る角度でLEDパッケージ410を通り越して延在するよう曲げられ、各突出部316、318の端部が、中間部314と平行に延在するよう曲げられる。これらの端部は、接着剤又ははんだによって、プレート404の後側に取り付けられる。
LEDグリッド装置100の第1実施例に到達するためには、熱伝導素子は、平坦なままにされ、単に、プレート404の上面に接着される、又ははんだ付けされる。
随意に、上述の実施例のいずれかのLEDグリッド装置は、前記プレート状部材に対して反対側に、前記LEDグリッドに取り付けられる付加的なプレート状部材を更に具備する。
上記では、添付の請求項において規定されているような本発明によるLEDグリッド装置、及びLEDグリッド装置を製造する方法の実施例を記載している。これらは、単に非限定的な例に過ぎないとみなされるべきである。当業者には理解されるように、添付の請求項によって規定されるような本発明の範囲内で、多くの修正例及び他の実施例が考えられる。
アプリケーションの目的のため、とりわけ、添付の請求項に関しては、「有する」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、単数形表記は、複数性を除外しないことに注意されたい。このこと自体は、当業者には明らかであるだろう。

Claims (15)

  1. プレート状部材に配設されるLEDグリッドを有するLEDグリッド装置であって、前記LEDグリッドが、並べて配設される複数の導電ワイヤと、複数のLEDモジュールとを有し、各LEDモジュールが、
    前記導電ワイヤのうちの少なくとも2本のワイヤに結合されるLEDパッケージと、
    前記LEDパッケージが結合されるワイヤのうちの2本の隣接ワイヤの間に配置される熱伝導素子とを有し、
    前記熱伝導素子が、前記LEDパッケージを担持し、前記LEDパッケージから突出し、
    前記熱伝導素子が、前記プレート状部材に取り付けられるLEDグリッド装置。
  2. 各熱伝導素子が、前記LEDパッケージを担持する中間部と、前記中間部から反対方向に突出する第1及び第2突出部とを有する請求項1に記載のLEDグリッド装置。
  3. 各熱伝導素子が、帯状且つ平坦であり、前記熱伝導素子の一方の側が、前記LEDパッケージに取り付けられ、前記熱伝導素子の反対側が、前記プレート状部材に面する請求項1又は2に記載のLEDグリッド装置。
  4. 各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の少なくとも第1部分が、前記中間部に対して或る角度に延在する請求項2に記載のLEDグリッド装置。
  5. 前記第1及び第2突出部の各々の前記少なくとも第1部分が、前記プレート状部材内に延在する請求項4に記載のLEDグリッド装置。
  6. 各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の第2部分が、前記プレート状部材の、前記中間部が配置される側に対して反対側において、前記プレート状部材から突出する請求項4又は5に記載のLEDグリッド装置。
  7. 各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の前記少なくとも第1部分が、前記LEDパッケージを通り越して延在し、各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の端部が、前記中間部と平行に延在し、前記プレート状部材の表面に取り付けられ、前記LEDパッケージの発光面が、前記プレート状部材の前記表面に面する請求項4に記載のLEDグリッド装置。
  8. LEDグリッド装置を製造する方法であって、
    複数の導電ワイヤを並べて配設し、それによって、第1の幅を持つワイヤのセットを形成するステップと、
    各LEDパッケージが、前記ワイヤのセットのうちの少なくとも2本のワイヤに結合され、幾つかの平行な一連のLEDパッケージが形成されるように、前記ワイヤのセットに幾つかのLEDパッケージを結合するステップと、
    各LEDパッケージに熱伝導素子を設け、それによって、LEDグリッドを形成するステップと、
    前記LEDグリッドを、前記第1の幅より大きい第2の幅へ広げるステップと、
    前記LEDグリッドをプレート状部材に取り付け、各熱伝導素子を前記プレート状部材に取り付けるステップとを有する方法。
  9. 前記各LEDパッケージに熱伝導素子を設けるステップが、
    各一連のLEDパッケージに各々の熱伝導リボンを取り付けるステップと、
    各LEDパッケージのための別々の熱伝導素子を形成するよう各リボンをトリムするステップとを有する請求項8に記載の方法。
  10. 前記各LEDパッケージのための別々の熱伝導素子を形成するよう各リボンをトリムするステップが、前記LEDパッケージを担持する中間部から反対方向に突出する第1及び第2突出部を残すステップを有する請求項9に記載の方法。
  11. 11. 各熱伝導素子を所定の形状に成形するステップを更に有する請求項10に記載の方法。
  12. 前記各熱伝導素子を所定の形状に成形するステップが、前記第1及び第2突出部の各々の少なくとも第1部分を、前記中間部に対して或る角度に延在するよう曲げるステップを有する請求項11に記載の方法。
  13. 前記LEDグリッドをプレート状部材に取り付けるステップが、前記第1及び第2突出部の各々の前記第1部分を前記プレート状部材に差し込むステップを有する請求項12に記載の方法。
  14. 前記各熱伝導素子を所定の形状に成形するステップが、各突出部の端部が、前記プレート状部材の、前記中間部が配置される側に対して反対側において、前記プレート状部材から突出するように、前記第1及び第2突出部の各々の前記第1部分の、前記プレート状部材への差し込みを実施するステップを有する請求項13に記載の方法。
  15. 前記各熱伝導素子を所定の形状に成形するステップが、
    前記第1及び第2突出部の各々の少なくとも第1部分を、前記中間部に対して或る角度で前記LEDパッケージを通り越して延在するよう、曲げるステップと、
    各熱伝導素子の前記第1及び第2突出部の各々の端部を、前記中間部と平行に延在するよう曲げるステップとを有し、
    前記各熱伝導素子を前記プレート状部材に取り付けるステップが、前記端部を前記プレート状部材の表面に取り付けるステップを有し、前記LEDパッケージの発光面が、前記プレート状部材の前記表面に面する請求項11に記載の方法。
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