DE102016204604A1 - Beleuchtungsmodul, Beleuchtungsvorrichtung mit vergossenem Substrat des Ein-Körper-Typs und Verfahren zur Herstellung des Beleuchtungsmoduls - Google Patents

Beleuchtungsmodul, Beleuchtungsvorrichtung mit vergossenem Substrat des Ein-Körper-Typs und Verfahren zur Herstellung des Beleuchtungsmoduls Download PDF

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Abstract

Ein Lichtquellenmodul in einer Beleuchtungsvorrichtung weist ein integral geformtes Substrat und mindestens einen Licht emittierenden Dioden-(LED-)Chip auf, der auf dem Montagegebiet des Substratbereichs befestigt ist. Das integral geformte Substrat weist einen Substratbereich mit einem Montagegebiet und einen Haltebereich auf, der integral mit dem Substratbereich vorgesehen ist. Der Haltebereich deckt mindestens einen Teil einer oberen Fläche des Substratbereichs so ab, dass das Montagegebiet freigelegt ist, und weist eine reflektierende Oberfläche auf, die benachbart zu dem Montagegebiet positioniert ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2015-0039024 , die am 20. März 2015 im koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
  • HINTERGRUND
  • 1. Gebiet
  • Vorrichtungen und Verfahren gemäß anschaulichen Ausführungsformen betreffen eine Halbleiter-Lichtemissionseinrichtung und insbesondere ein Substrat zur Montage bzw. Befestigung einer Halbleiter-Lichtemissionseinrichtung, ein Lichtquellenmodul mit dem Substrat, eine Beleuchtungsvorrichtung mit dem Lichtquellenmodul und ein Verfahren zur Herstellung des Lichtquellenmoduls.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Generell ist eine Leistungsversorgung für eine Leiterplatte mit gedruckter Schaltung (PCB), die in einer Beleuchtungsvorrichtung mit Licht emittierender Diode (LED) verwendet wird, erforderlich, um eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit, eine hohe Wärmestrahlungseffizienz und eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Aktuell weisen PCBs, die häufig für Chips-auf-Platinen (COBs) verwendet werden, ein keramisches Material oder ein Metall auf. Aufgrund der relativ hohen Temperaturbeständigkeit verformt sich ein Keramiksubstrat bei hoher Temperatur nicht wesentlich. Ein Metallsubstrat zeigt eine ausgezeichnete Wärmestrahlungseffizienz und eine hohe mechanische Festigkeit, weist aber auch eine erhebliche Kontraktion und Ausdehnung bei Wärme auf und es ist ein Isolationsbearbeitungsvorgang erforderlich, um das Metallsubstrat zu isolieren. Generell sendet eine Hochleistungs-LED-Einrichtung mit einer Ausgangsleistung von 1 W bis 4 W einen hohen Anteil an Wärme aus. Wenn daher eine PCB mit nicht ausreichender Wärmestrahlungseffizienz für eine Hochleistungs-LED-Einrichtung verwendet wird, kann die Leuchtstärke einer LED rasch abfallen oder ein Farb-Erzeugungsindex (CRI) und eine Farbtemperatur können sich verschieben. Daher weist eine PCB für eine Hochleistungs-LED-Einrichtung generell ein Metall, beispielsweise Aluminium (Al) auf. Eine Al-basierte PCB weist eine bessere Wärmestrahlungseffizienz als ein Epoxyd(beispielsweise FR4)-basierte PCB oder eine PCB auf Keramikbasis auf. Jedoch ist die PCB auf Al-Basis relativ teuer und erfordert eine Bearbeitung zur Isolierung.
  • ÜBERBLICK
  • Eine oder mehrere anschauliche Ausführungsformen stellen ein Lichtquellenmodul mit einem Substrat, das eine wesentliche Reduzierung der Materialkosten und der Bearbeitungskosten zur Ausbildung eines Chip-auf-Platine-(COB)artigen Lichtquellenmoduls unter Anwendung eines metallbasierten Substrats geeignet ist, eine Beleuchtungsvorrichtung mit dem Lichtquellenmodul und ein Verfahren zur Herstellung des Lichtquellenmoduls bereit.
  • Gemäß einem Aspekt einer anschaulichen Ausführungsform wird ein Lichtquellenmodul zur Verwendung in einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, wobei das Lichtquellenmodul aufweist: ein integral geformtes bzw. als Einheit geformtes bzw. gegossenes Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der integral bzw. als Einheit mit dem Substratbereich vorgesehen ist, wobei der Haltebereich mindestens einen Bereich einer oberen Fläche des Substratbereichs so abdeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, und eine reflektierende Oberfläche aufweist, die benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist; und mindestens einen Licht emittierenden Dioden-(LED-)Chip, der auf dem Montagegebiet des Substratbereichs befestigt bzw. montiert ist.
  • Gemäß einem Aspekt einer weiteren anschaulichen Ausführungsform wird eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: ein integral geformtes Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der als Einheit mit dem Substratbereich vorgesehen ist, wobei der Haltebereich mindestens einen Bereich einer oberen Fläche des Substratbereichs so abdeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, und eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich aufweist, wobei der Seitenbereich benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist; mindestens einen Licht emittierenden Dioden-(LED)Chip, die auf dem Montagegebiet befestigt ist; eine optische Komponente, die über dem Montagegebiet angeordnet ist; und einen Wärmestrahler, der mit einem unteren Bereich des integral bzw. als Einheit geformten Substrats gekoppelt ist.
  • Gemäß einem Aspekt einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform wird eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: ein integral bzw. als Einheit geformtes Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der als Einheit mit dem Substratbereich vorgesehen ist, wobei der Haltebereich mindestens einen Bereich einer oberen Fläche des Substratbereichs so abdeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, wobei der Haltebereich eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich aufweist, wobei der Seitenbereich benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist, und ein Verbindungsteil, das elektrisch mit Verdrahtungen des Substratbereichs verbunden ist; mindestens einen Licht emittierenden Dioden-(LED)Chip, der auf dem Montagegebiet befestigt ist; eine optische Komponente, die über dem Montagegebiet angeordnet ist; und ein Gehäuse, das ausgebildet ist, das integral geformte Substrat, den mindestens einen LED-Chip und die optische Komponente aufzunehmen.
  • Gemäß einem Aspekt einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtquellenmoduls zur Verwendung in einer Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt, mit: Herstellen eines Metallsubstrats; Bereitstellen einer Verdrahtungsschicht auf dem Metallsubstrat; Integrieren des Metallsubstrats und eines Haltebereichs miteinander durch Einlege-Verguss, so dass der Haltebereich mindestens einem Bereich des Metallsubstrats so abdeckt, dass ein Montagegebiet des Metallsubstrats freigelegt ist und eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich des Haltebereichs vorgesehen wird, wobei der Seitenbereich des Haltebereichs benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist; Befestigen bzw. Montieren mindestens eines Licht emittierenden Dioden-(LED-)Chips auf dem Montagegebiet; und Einkapseln des mindestens einen LED-Chips unter Anwendung eines Vergussmaterials.
  • Gemäß einem Aspekt einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform wird ein integral geformtes Substrat bereitgestellt mit einem ersten Gebiet, auf welchem mindestens ein Licht emittierender Dioden-(LED-)Chip befestigt ist, und einem zweiten Gebiet, das das erste Gebiet umgibt, wobei das erste Gebiet und das zweite Gebiet heterogene Materialien aufweisen und das erste Gebiet und das zweite Gebiet durch Einlege-Verguss integriert bzw. als Einheit vorgesehen sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorhergehenden und/oder andere Aspekte gehen deutlicher aus der Beschreibung gewisser anschauliche Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen hervor, in denen:
  • 1 und 2 eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, wobei 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie I-I' aus 1 ist;
  • 3A und 3B entsprechend perspektivische Ansichten sind, die einen Substratbereich und einen Haltebereich des integral geformten Substrats aus 1 zeigen, und 3C eine Schnittansicht des integral geformten Substrats aus 3A entlang einer Linie II-II' ist;
  • 4 bis 6 Schnittansichten von integral geformten Substraten entsprechend der 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen sind;
  • 7 und 8 perspektivische Ansichten von integral geformten Substraten entsprechend der 1 gemäß anschaulichen Ausführungsformen sind;
  • 9A und 9B eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, wobei 9B eine Schnittansicht entlang einer Linie III-III' der 9A ist;
  • 10A und 10B eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, wobei 10B eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V' der 10A ist;
  • 11 eine perspektivische Ansicht eines integral geformten Substrats gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist;
  • 12A und 12B eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, wobei 12B eine Schnittansicht entlang einer Linie VII-VII' der 12A ist;
  • 13A bis 13D perspektivische Ansichten integral geformter Substrate gemäß anschaulichen Ausführungsformen sind;
  • 14A und 14B eine Schnittansicht und eine perspektivische Aufrissansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, und 14C und 14D Schnittansichten von Beleuchtungsmodulen sind, die in der Beleuchtungsvorrichtung der 14A verwendet sind;
  • 15A ein Graph von CIE-Farbtemperaturen ist, wobei ein ideales Strahlungskörper-Spektrum gezeigt ist, und 15B ein Diagramm ist, das einen Fall zeigt, in welchem ein Defekt in einer Beleuchtungsvorrichtung aufgrund der Verschiebung von Farbkoordinaten auftritt;
  • 16 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Lichtquellenmoduls gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist;
  • 17A bis 17E Schnittansichten sind, die Vorgänge zur Herstellung eines Lichtquellenmoduls gemäß dem in 16 gezeigten Flussdiagramm zeigen;
  • 18 eine perspektivische Aufrissansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist;
  • 19 eine Schnittansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist;
  • 20A und 20B eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Aufrissansicht einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind, wobei 20C eine Schnittansicht eines Lichtquellenmoduls in der Beleuchtungsvorrichtung der 20A ist und 20D eine beispielhafte Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung aus 20A ist; und
  • 21 und 22 Diagramme sind, die Beispiele eines Heimnetzwerks zeigen mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Im Weiteren werden gewisse anschauliche Ausführungsformen vollständiger mit Bezug den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen beispielhafte Ausführungsformen gezeigt sind. Die anschaulichen Ausführungsformen können jedoch auf viele unterschiedliche Arten umgesetzt werden und sollten nicht als auf die anschaulichen Ausführungsformen eingeschränkt erachtet werden, die hierin angegeben sind. Vielmehr werden diese anschaulichen Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und den Schutzbereich der Offenbarung für den Fachmann in vollen Umfang vermittelt.
  • Wenn im Folgenden ein Element mit einem weiteren Element verbunden ist, kann das Element direkt mit dem anderen Element verbunden sein, oder ein drittes Element kann dazwischen angeordnet sein. Wenn in ähnlicher Weise ein Element auf einem weiteren Element angeordnet ist, kann das Element direkt auf dem anderen Element angeordnet sein, oder es kann ein drittes Element dazwischen angeordnet sein. Ferner können Größen von Elementen in den Zeichnungen zur einfacheren Erläuterung und der besseren Klarheit übertrieben dargestellt sein, und Elemente, die für Beschreibungen der anschaulichen Ausführungsformen nicht relevant sind, sind weggelassen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente. Im hierin verwendeten Sinne umfasst der Begriff „und/oder” eine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente. Ausdrücke, etwa „mindestens eines von”, wenn sie einer Liste von Elementen vorangehen, modifizieren die gesamte Liste der Elemente und modifizieren nicht die einzelnen Elemente der Liste.
  • 1 und 2 sind eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten bzw. als Einheit geformten Substrats 100 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, wobei 2 eine Schnittansicht entlang einer Linie I-I' der 1 ist.
  • Gemäß 1 und 2 kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Substratbereich 110 und einen Haltebereich 120 aufweisen.
  • Der Substratbereich 110 kann eine Leiterplatte mit gedruckter Schaltung (PCB) auf Metallbasis sein. Daher kann der Substratbereich 110 eine Metallschicht 112, eine Isolationsschicht 114 und Verdrahtungsschichten (115 und 116 in 3A) aufweisen. Beispielsweise kann die Metallschicht 112 aus Aluminium (Al), Kupfer (Cu), elektrolytisch galvanisiertem Eisen (EGI) usw. hergestellt sein. In dem integral geformten Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Metallschicht 112 aus Al gebildet sein. Jedoch sind Materialien zur Herstellung der Metallschicht 112 nicht darauf beschränkt.
  • Die Isolationsschicht 114 kann außerhalb eines Montagegebiets Am auf der Metallschicht 112 ausgebildet sein. Jedoch kann die Isolationsschicht 114 auf der gesamten oberen Fläche der Metallschicht 112 einschließlich des Montagegebiets Am ausgebildet sein. Dabei kann das Montagegebiet Am ein Gebiet bezeichnen, in welchem Licht emittierende Dioden-(LED-)Chips zu montieren bzw. zu befestigen sind. Die Isolationsschicht 114 kann eine untere Isolationsschicht (114-1 der 3A) und eine obere Isolationsschicht (114-2 der 3A) aufweisen. Die untere Isolationsschicht 114-1 kann aus einem Material auf Epoxid-Basis, beispielsweise FR4, gebildet sein. Jedoch sind Materialien zur Bildung der unteren Isolationsschicht 114-1 nicht auf Materialien auf Epoxid-Basis beschränkt. Die obere Isolationsschicht 114-2 kann aus photoempfindlicher bzw. lichtempfindlicher Lötlackschicht (PSR) hergestellt sein. Jedoch sind Materialien zur Bildung der oberen Isolationsschicht 114-2 nicht auf PSR beschränkt.
  • Die Verdrahtungsschichten (115 und 116 der 3A) können aus Cu mit ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit gebildet sein. Jedoch sind Materialien zur Herstellung der Verdrahtungsschichten nicht auf Cu beschränkt. Wie in 3C gezeigt ist, kann eine Verdrahtungsschicht 116, die eine von Verdrahtungsschichten ist, auf der unteren Isolationsschicht 114-1 ausgebildet sein, wobei ein Bereich der Verdrahtungsschicht 116 durch die obere Isolationsschicht 114-2 abgedeckt und der andere Bereich der Verdrahtungsschicht 116 freigelegt sein kann. Wie ferner in 1 gezeigt ist, kann die Verdrahtungsschicht 116 außerhalb des Montagegebiets Am angeordnet sein, und somit kann die Verdrahtungsschicht 116 nach außen freigelegt sein, ohne dass sie von dem Haltebereich 120 abgedeckt ist.
  • Da der Substratbereich 110 auf der Basis eines Metalls, etwa Al, gebildet ist, kann der Substratbereich 110 ausgezeichnete Wärmestrahlungseigenschaften zeigen. Durch die Ausbildung einer Isolationsschicht unter Anwendung eines Materials auf Epoxid-Basis, etwa FR4, kann die Isolationseigenschaft des Substratbereichs 110 wesentlich verbessert werden. Ferner sind Vorgänge zur Bildung von Schaltungsstrukturen des erfindungsgemäßen Konzepts identisch zu Vorgängen zur Herstellung allgemeiner PCB-Schaltungsstrukturen, und somit können die Kosten zur Herstellung von Schaltungsstrukturen wesentlich reduziert werden. Dabei können PCB auf Metallbasis in Metall-PCB (MPCB) und eine Metallkern-PCB (MCPCB) eingeteilt werden. Im Falle einer MCPCB sind Isolationsschichten auf beiden Oberflächen einer Metallschicht gebildet. Andererseits im Falle einer MPCB wird gegebenenfalls eine Isolationsschicht lediglich auf einer Oberfläche einer Metallschicht gebildet. Eine MCPCB kann als ein Doppel-Substrat verwendet werden.
  • Ein Montagegebiet Am auf einer oberen Fläche Sts des Substratbereichs 110 kann hoch reflektierend sein. Jedoch ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt, und die gesamte obere Fläche Sts des Substratbereichs 110 kann gut reflektierend sein. Ein Prozess für hohe Reflektivität kann ausgeführt werden, indem eine gute reflektierende Schicht verwendet wird, die hergestellt wird, indem ein Metall mit hoher Reflektivität, beispielsweise Cr, Ag, Pt, Au, und dergleichen, durch Sputtern abgeschieden wird, oder kann bewerkstelligt werden, indem eine hoch reflektierende Polymer-Verbindung auf Bereichen des Substratbereichs 110 mit Ausnahme der Verdrahtungsschichten gebildet wird. Aufgrund des Prozesses für hohe Reflektivität kann die obere Fläche Sts des Substratbereichs 110 eine Reflektivität von 98% oder höher in dem Montagegebiet Am aufweisen. Eine hohe Reflektivität in einem Montagegebiet kann zur verbesserten Helligkeit einer LED-Beleuchtung beitragen.
  • Der Haltebereich 120 kann zur Befestigung des Substratbereichs 110 an einer Wärmestrahlungseinheit (oder Wärmestrahler) darunter dienen, etwa einer Wärmesenke, und kann Verdrahtungen des Substratbereichs 110 mit Verdrahtungen außerhalb verbinden. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, kann der Haltebereich 120 so gebildet sein, dass er Seitenflächen und einen Teil der oberen Fläche Sts des Substratbereichs 110 umgibt. Der Haltebereich 120 kann aus einem Isolationsmaterial, beispielsweise ein Kunststoffharz, das für Spritzgießen verwendet wird, gebildet sein. Beispielsweise kann der Haltebereich 120 aus einem beliebigen von diversen Kunststoffart, etwa Polykarbonat (PC), Poyphthalamid (PPA) und Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) gebildet sein. Der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 können integral bzw. als Einheit durch Umspritzung oder Einlege-Verguss hergestellt werden.
  • Einlege-Verguss ist ein Gießverfahren zur Integration heterogener oder heterochromer Kunststoffe oder zur Integration von Kunststoffteilen mit Nicht-Kunststoffteilen (beispielsweise ein Metallteil, ein Kabel, eine PCB, eine Magnet, und dergleichen) in einer Gießform, um ein geformtes bzw. gegossenes Produkt zu erhalten, das Eigenschaften aufweist, die kaum durch Formung von Produkten aus nur Kunststoff erreichbar sind. Die meisten populären Produkte in Einlege-Verguss-Technik werden hergestellt, indem Metalle und Kunststoffe integriert werden und es können daher sehr hochwertige Produkte durch Kombination der Härte, Leitfähigkeit und Oberflächenbearbeitbarkeit von Metallen mit der elektrischen Isolation, Färbbarkeit, Flexibilität, Härte und Bearbeitbarkeit von Kunststoffen hergestellt werden.
  • Die Vorteile des Einlege-Vergusses sind nachfolgend kurz erläutert. Zunächst können durch die Kombination heterogener Materialien die Festigkeiten der jeweiligen Materialien einander ergänzen, während die Nachteile aufgehoben sind, und somit kann eine äußerst effiziente Struktur erhalten werden. Beispielsweise kann ein dauerhaftes kleines und leichtgewichtiges Teil erhalten werden, indem die Härte, die Leitfähigkeit, die plastische Verformbarkeit eines Metalls mit der Vergießbarkeit, Isolation und Selbstschmierung eines Harzes kombiniert werden. Zweitens, da heterogene Materialien miteinander durch Vergießen integriert bzw. als Einheit kombiniert werden, können ein zuverlässiges Teil mit großer relativer Positionsgenauigkeit und ohne lose Bestandteile und separate Teile hergestellt werden. Drittens, auf der Grundlage der Eigenschaften des Vergießens können Produkte aus Einlege-Vergusstechnik in diversen Bereichen angewendet werden, etwa in elektrischen und/oder elektronischen Bereichen, Automobilen, Präzisionsinstrumenten, Bürogeräten und Spielzeugen, und können zu einer Kostenreduktion, zu Qualitäts- und Funktionsverbesserungen und zur Verringerung der Produktionszeit beitragen.
  • Eine Schraubbohrung 122 für eine Schraubbefestigung kann in dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Das integral geformte Substrat 100 kann an einer Wärmestrahlungseinheit, etwa einer Wärmesenke, durch die Schraubbohrung 122 mit Schraube befestigt und fixiert werden. Obwohl die beiden Schraubbohrungen 122 in dem Haltebereich 120 ausgebildet sind, ist die Anzahl der Schraubbohrungen 122 nicht auf zwei beschränkt. Beispielsweise können drei oder mehr Schraubbohrungen 122 ausgebildet sein. Die Befestigung des Haltebereichs 120 an der Wärmestrahlungseinheit ist nicht auf die Schraubbefestigung beschränkt. Beispielsweise kann der Haltebereich 120 an einer Wärmestrahlungseinheit durch andere Befestigungsverfahren angebracht werden, beispielsweise durch eine Hakenbefestigung, eine Schraubbefestigung. Andere Verfahren zur Befestigung des Haltebereichs 120 an einer Wärmestrahlungseinheit sind nachfolgend detailliert mit Bezug zu 13A bis 13B beschrieben.
  • Ein Verbindungsteil 130 kann an dem Haltebereich 120 angebracht sein. Das Verbindungsteil 130 kann elektrisch mit Verdrahtungen (115 und 116 aus 3A) des Substratbereichs 110 über Verdrahtungen (125 und 126 aus 3B) verbunden sein. Ferner kann das Verbindungsteil 130 elektrisch mit einer Leistungsversorgung über eine externe Verdrahtung 140 verbunden sein. Dabei ist die externe Verdrahtung 140 lediglich vorgesehen, um seine Verbindung mit dem Verbindungsteil 130 zu zeigen, wobei die externe Verdrahtung 140 nicht in dem integral geformten Substrat 100 enthalten ist.
  • Der Haltebereich 120 kann ein offenes Gebiet Ao in der Mitte aufweisen, um das Montagegebiet Am des Substratbereichs 110 freizulegen, wie in 1 und 2 gezeigt ist. Eine Fläche des offenen Gebiets Ao kann identisch oder geringfügig größer als die des Montagegebiets Am sein.
  • Der Haltebereich 120 kann grob in ein Abgrenzungsgebiet Hf, das in der Nähe des Montagegebiets Am angeordnet ist und das offene Gebiet Ao durch teilweise Abdeckung der oberen Fläche Sts des Substratbereichs 110 bildet, und in ein Erstreckungsgebiet Hg unterteilt werden, das sich von dem Abgrenzungsgebiet Hf nach außen erstreckt und Seitenflächen des Substratbereichs 110 bedeckt. Der Haltebereich 120 ist in das Abgrenzungsgebiet Hf und das Erstreckungsgebiet He lediglich zur Darstellung eines Aufbaus des Haltebereichs 120 unterteilt. Es gibt keine physikalische Grenze zwischen dem Abgrenzungsgebiet Hf und dem Erstreckungsgebiet He.
  • Das Abgrenzungsgebiet Hf enthält zwei Seitenflächen Ss und eine obere Fläche St, wobei die Seitenflächen Ss einen ersten Bereich Ss1, der in der Nähe des Montagegebiets Am angeordnet ist und in Bezug auf die obere Fläche Sts des Substratbereichs 110 entsprechend einem relativ großen Winkel geneigt ist, und einen zweiten Bereich Ss2 aufweisen können, der in Bezug auf die obere Fläche Sts des Substratbereichs 110 unter einem relativ kleinen Winkel geneigt ist. Beispielsweise kann der erste Bereich Ss1 senkrecht oder nahezu senkrecht zu der oberen Fläche Sts des Substratbereichs 110 sein. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform können die Seitenflächen Ss nur den geneigten zweiten Bereich Ss2 aufweisen. Der erste Bereich Ss1 und/oder der zweite Bereich Ss2 sind eine reflektierende Oberfläche und können als ein Reflektor dienen.
  • Dabei hat ein Reflektor einen Aufbau, um Lichtstrahlen, die von LED-Chips ausgesendet werden, Lichtstrahlen, die von Phosphoren moduliert sind, oder eine Kombination zweier oder mehrerer Lichtstrahlen, mit optimaler Effizienz auszusenden, und kann aus einem Material und in einer Farbe gebildet sein, so dass eine hohe Reflektivität erreicht wird, indem verhindert wird, dass die Lichtstrahlen absorbiert oder in Wärme umgewandelt werden. Daher kann der Haltebereich 120 so ausgebildet sein, dass er eine geeignete Struktur und eine geeignete Farbe im Hinblick auf die Reflektor-Funktion des ersten Bereichs Ss1 und des zweiten Bereichs Ss2 hat. Beispielsweise kann der Haltebereich 120 zum Zwecke einer hohen Reflekivität in Weiß ausgebildet sein. Jedoch ist die Farbe des Haltebereichs 120 nicht auf Weiß beschränkt. Ferner kann ein separater optischer Prozess, etwa ein Prozess für hohe Reflexion, an dem ersten Bereich Ss1 und dem zweiten Bereich Ss2 des Haltebereichs 120 ausgeführt werden.
  • Das Erstreckungsgebiet He kann eine untere Fläche Sbh und eine obere Fläche St aufweisen, wobei die untere Fläche Sbh eine glatte Oberfläche mit der unteren Fläche Sbs des Substratbereichs 110 bilden kann. Die Schraubbohrung 122 kann in dem Erstreckungsgebiet He ausgebildet sein. Es kann ein Schraubgewinde an der Innenwand der Schraubbohrung 122 ausgebildet sein oder auch nicht. Da die obere Fläche des Erstreckungsgebiets He und die Oberfläche des Abgrenzungsgebiets Hf eine gleiche Oberfläche bilden, werden dabei die Oberfläche des Erstreckungsgebiets He und die Oberfläche des Abgrenzungsgebiets Hf durch das gleiche Bezugszeichen ,St' bezeichnet.
  • Der Substratbereich 110 kann eine erste Breite W1 aufweisen, wohingegen der Haltebereich 120 eine zweite Breite W2 aufweisen kann. Da der Haltebereich 120 so gebildet ist, dass er Seitenflächen des Substratbereichs 110 umgibt, kann die zweite Breite W2 des Haltebereichs 120 größer sein als die erste Breite W1 des Substratbereichs 110.
  • In dem integral geformten Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 mittels Einlege-Verguss miteinander integriert bzw. als Einheit aufgebaut sein. Daher kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Vorteile eines Produkts aus Einlege-Vergusstechnik aufweisen, beispielsweise, einen geeigneten Aufbau, hohe Präzision, hohe Festigkeit, hohe Zuverlässigkeit, reduzierte Kosten und reduzierte Herstellungszeit, aufgrund einer Kombination der heterogenen Materialien in ihrem Aufbau. Ferner kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform für ein Chip-auf-Platine-(COB)artiges Lichtquellenmodul und eine Beleuchtungsvorrichtung mit demselben angewendet werden, wodurch ein Lichtquellenmodul bereitgestellt ist, das einem standardmäßigen Lichtquellenmodul entspricht und eine ausgezeichnete Farbqualität aufweist, ohne die Farbkoordinaten zu verschieben, und es kann eine Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden, die das Modul enthält und dadurch können die Kosten eines Lichtquellenmoduls und einer Beleuchtungsvorrichtung, die dieses enthält, wesentlich reduziert werden. Ferner kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform äußerst kompatibel sein und kann zweckmäßig in einer Gruppe oder einer Beleuchtungsvorrichtung ersetzt werden und kann zweckmäßig in geeigneter Weise ersetzt werden. Detaillierte Beschreibungen davon sind nachfolgend mit Bezug zu 3A bis 3C angegeben.
  • Detaillierte Beschreibungen der Farbtemperaturverschiebung werden nachfolgend mit Bezug zu 14A bis 14D und 15A und 15B angegeben. Obwohl ein Lichtquellenmodul und eine Beleuchtungsvorrichtung sich voneinander auf diverse Arten unterscheiden können, kann sich der Begriff „Lichtquellenmodul” hierin auf einen Aufbau beziehen, der gebildet wird, indem LED-Chips auf ein integral geformtes Substrat montiert werden (siehe 500 der 14C oder 500a der 14D), wohingegen der Begriff „Beleuchtungsvorrichtung” einen Aufbau einschließlich aller Komponenten bezeichnen kann, die eine Beleuchtungsvorrichtung bilden, etwa ein Lichtquellenmodul, eine Wärmesenke, eine optische Einheit (oder optische Komponente) und ein Gehäuse. Falls nötig kann der Begriff „eine Beleuchtungsfunktionseinheit” oder „ein Beleuchtungssystem” anstelle einer Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Ferner kann der Begriff „eine LED-Anordnung” anstelle des Begriffs „ein Lichtquellenmodul” verwendet werden. Beispielsweise kann die optische Einheit eine beliebige Komponente umfassen, die optische Wege eines Lichtstrahls von einem LED-Chip verändert, beispielsweise eine optische Platte.
  • Ferner ist im Falle eines COB-artigen Lichtquellenmoduls eine Licht emittierende Oberfläche (LES) entsprechend dem internationalen Standard ,Zhaga' standardisiert. Das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann den Haltebereich 120, der mit dem Zhaga-Standard verträglich ist und eine zweckmäßige Befestigungsstruktur bereitstellt, umfassen. Daher kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Lichtquellenmodul verkörpern, das standardmäßigen Lichtquellenmodulen entspricht, eine große Lichtmenge bereitstellt und für Innenbeleuchtung mit hoher Qualität und eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Modul enthält, geeignet ist.
  • 3A und 3B sind entsprechend perspektivische Ansichten, die den Substratbereich 110 und den Haltebereich 120 des integral geformten Substrats 100 der 1 zeigen, und 3C ist eine Schnittansicht des integral geformten Substrats der 3A, die entlang einer Linie II-II' genommen ist. Der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 sind nur zum Zwecke der Erläuterung separat gezeigt. Tatsächlich sind der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 in hohem Maße miteinander integriert bzw. als Einheit ausgebildet, wobei dies über Einlege-Verguss erfolgt, und diese können nicht voneinander getrennt werden.
  • Gemäß 3A bis 3C kann das Montagegebiet Am auf dem Substratbereich 110 festgelegt bzw. definiert sein. Mindestens ein LED-Chip zur Verkörperung eines Lichtquellenmoduls kann auf dem Montagegebiet Am befestigt sein. In 3A sind Bereiche, in denen LED-Chips montiert werden, als Rechtecke mit gestrichelten Linien Lc in dem Montagegebiet Am gezeigt. Obwohl 3A einen Aufbau zeigt, in welchem Dutzende bis Hunderte von LED-Chips in dem Montagegebiet Am in einem Array-Aufbau montiert sind, können zehn oder weniger LED-Chips in dem Montagegebiet Am montiert sein oder bei Bedarf kann auch nur ein einziger LED-Chip in dem Montagegebiet Am befestigt sein.
  • LED-Chips können auf dem Montagegebiet Am über Draht-Bonding oder Flip-Chip-Bonding bzw. Chip-Umkehr-Verbindung befestigt bzw. montiert werden. Wenn LED-Chips mittels Draht-Bonding montiert werden, ist gegebenenfalls keine Isolationsschicht auf einem Teil der Metallschicht 112 ausgebildet. Wenn jedoch LED-Chips durch Flip-Chip-Bonding montiert werden, kann eine Isolationsschicht auf der Metallschicht 112 ausgebildet sein. Ein Aufbau des Substratbereichs 110, in welchem eine Isolationsschicht auf einem Teil der Metallschicht 112 in dem Montagegebiet Am ausgebildet ist, ist nachfolgend mit Bezug zu 12A und 12B beschrieben. Des Weiteren sind Strukturen, in denen LED-Chips durch Draht-Bonding und Flip-Chip-Bonding montiert werden, nachfolgend detailliert mit Bezug zu 14C und 14D beschrieben.
  • Die Verdrahtungsschicht 116 kann außerhalb des Montagegebiets Am so gebildet sein, dass sie das Montagegebiet Am umgibt. Die Verdrahtungsschicht 116 kann eine Anodenelektrodenleitung 116a und eine Kathodenelektrodenleitung 116b aufweisen, wobei die Anodenelektrodenleitung 116a und die Kathodenelektrodenleitung 116b mit LED-Chips in dem Montagegebiet Am parallel verbunden sein können. Der Begriff „Parallelverbindung” kann angeben, dass die Anodenelektrodenleitung 116a und die Kathodenelektrodenleitung 116b jeweils mit den äußersten LED-Chips verbunden sind, die benachbart zu der Anodenelektrodenleitung 116a oder der Kathodenelektrodenleitung 116b angeordnet sind. Im Falle von LED-Chips, die entlang einer einzelnen Richtung zwischen der Anodenelektrodenleitung 116a und der Kathodenelektrodenleitung 116b angeordnet sind und zwei äußerste LED-Chips und LED-Chips, die zwischen den zwei äußersten LED-Chips angeordnet sind, aufweisen, können Verdrahtungen dafür derart angeschlossen sein, dass Strom in einer Reihenschaltung fließt. Jedoch sind Verbindungen von Verdrahtungen in Bezug auf das Montagegebiet Am nicht darauf beschränkt.
  • Die Verdrahtungsschicht 116 ist mit einem Elektrodenanschluss 115 verbunden, und der Elektrodenanschluss 115 kann einen Anodenanschluss 115a und einen Kathodenanschluss 115b, die der Anodenelektrodenleitung 116a und der Kathodenelektrodenleitung 116b entsprechen, aufweisen.
  • Wie zuvor beschrieben ist, kann der Haltebereich 120 das offene Gebiet Ao in der Mitte aufweisen. In dem integral geformten Substrat 100, das durch Integration des Substratbereichs 110 und des Haltebereichs 120 miteinander gebildet ist, kann das Montagegebiet Am des Substratbereichs 110 durch das offene Gebiet Ao freigelegt sein. Wie durch die gestrichelten Linien angegeben ist, können ein Verdrahtungsanschluss 125 und eine Verdrahtungsleitung 126 im Inneren des Haltebereichs 120 angeordnet sein.
  • Der Verdrahtungsanschluss 125 kann einen Anodenverdrahtungsanschluss 125a und einen Kathodenverdrahtungsanschluss 125b aufweisen. Ferner kann die Verdrahtungsleitung 126 eine Anodenverdrahtungsleitung 126a, die sich von dem Anodenverdrahtungsanschluss 125a erstreckt und mit dem Verbindungsteil 130 verbunden ist, und eine Kathodenverdrahtungsleitung 126b aufweisen, die sich von dem Kathodenverdrahtungsanschluss 125b erstreckt und mit dem Verbindungsteil 130 verbunden ist. In einem integral geformten Substrat (100 der 1) kann der Anodenverdrahtungsanschluss 125a mit dem Anodenanschluss 115a kombiniert sein, wohingegen der Kathodenverdrahtungsanschluss 125b mit dem Kathodenanschluss 115b kombiniert sein kann.
  • Um genau zu sein, das integral geformte Substrat 100 kann hergestellt werden, indem ein Einlege-Vergussprozess ausgeführt wird, nachdem der Anodenverdrahtungsanschluss 125a und die Anodenverdrahtungsleitung 126a in einem Formteil bzw. in einer Gießform angeordnet sind, um den Anodenverdrahtungsanschluss 125a physikalisch an dem Anodenanschluss 115a des Substratbereichs 110 anzubringen, und nachdem der Kathodenverdrahtungsanschluss 125b und die Kathodenverdrahtungsleitung 126b in einem Formteil bzw. einer Gießform angeordnet sind, um die Kathodenverdrahtungsleitung 126b physikalisch an dem Kathodenanschluss 115b anzubringen. Das Verbindungsteil 130 wird ebenfalls während des Einlege-Vergussprozesses hergestellt, und somit können die Anodenverdrahtungsleitung 126a und die Kathodenverdrahtungsleitung 126b so angeordnet sein, dass sie mit dem Verbindungsteil 130 verbunden sind.
  • Das Verbindungsteil 130 kann diverse Strukturen aufweisen, so dass es einfach an eine externe Verdrahtung (140 der 1) angebracht und davon abgenommen werden kann. Beispielsweise kann ein Anschlussende einer externen Verdrahtung eine männliche Steckerstruktur aufweisen und das Verbindungsteil 130 kann eine weibliche Steckerstruktur aufweisen, oder umgekehrt. Ferner ist der Aufbau des Verbindungsteils 130 nicht auf männliche und/oder weibliche Steckerstrukturen eingeschränkt, und das Verbindungsteil 130 kann diverse Verbindungsstrukturen entsprechend dem Verbindungsaufbau einer externen Verdrahtung aufweisen, und somit kann das Verbindungsteil 130 eine ausgezeichnete Kompatibilität zu dem integral geformten Substrat 100 bereitstellen. Wenn daher das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Lichtquellenmodul (beispielsweise 500 der 14C) aufgebaut wird, indem LED-Chips darauf montiert werden, und es in einer Beleuchtungsvorrichtung (beispielsweise 1000 der 14A) verwendet wird, kann das integral geformten Substrat 100 einfach ersetzt werden, indem Schrauben angebracht und die externe Verdrahtung mit dem Verbindungsteil 130 verbunden wird. Anders ausgedrückt, das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann in einer Gruppe oder einer Beleuchtungsvorrichtung auf der Grundlage der Kompatibilität mit der Gruppe oder der Beleuchtungsvorrichtung in einfacher Weise ausgetauscht werden.
  • Wie in 3C gezeigt ist, weist die Isolationsschicht 114 die untere Isolationsschicht 114-1 und die obere Isolationsschicht 114-2 auf, wobei eine Verdrahtungsschicht, beispielsweise eine Elektrodenleitung 116, zwischen der unteren Isolationsschicht 114-1 und der oberen Isolationsschicht 114-2 angeordnet sein kann. Wie zuvor beschrieben ist, kann ein Teil der Elektrodenleitung 116 durch die obere Isolationsschicht 114-2 abgedeckt sein und der andere Teil der Elektrodenleitung 116 kann freigelegt sein. Der freigelegte Bereiche der Elektrodenleitung 116 kann elektrisch mit LED-Chips verbunden sein, die in dem Montagegebiet Am durch Drähte montiert bzw. befestigt sind. Obwohl nicht gezeigt, kann der Elektrodenanschluss 115 teilweise oder vollständig durch die obere Isolationsschicht 114-2 freigelegt sein und kann physikalisch und elektrisch mit dem Verdrahtungsanschluss 125 des Haltebereichs 120 in einer späteren Phase während eines Einlege-Vergussprozesses kombiniert werden.
  • 4 bis 6 sind Schnittansichten von integral geformten Substraten entsprechend 2 gemäß anschaulichen Ausführungsformen. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits zuvor mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 4 kann ein integral geformtes Substrat 100a gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 aus 1 sein mit der Ausnahme der unteren Fläche eines Haltebereichs 120a. Um genau zu sein, in dem integral geformten Substrat 100 aus 1 bilden die untere Fläche Sbh des Haltebereichs 120, d. h., die untere Fläche Sbh des Erstreckungsgebiets He, und die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 eine gleiche Oberfläche. Jedoch kann das integral geformte Substrat 100a gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau haben, in welchem die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 weiter als die untere Fläche S'bh des Haltebereichs 120a hervorstehen kann. Beispielsweise kann die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 weiter als die untere Fläche S'bh des Haltebereichs 120a entsprechend einer ersten Dicke D1 hervorstehen. Die erste Dicke D1 kann im Bereich von Dutzenden von μm bis ungefähr Hunderte von μm liegen.
  • Da die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 weiter als die untere Fläche S'bh des Haltebereichs 120a hervorsteht, kann die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 näher an der Wärmesenken angebracht werden, wenn das integral geformte Substrat 100a durch Schrauben an einer Wärmestrahlungseinheit, etwa einer Wärmesenke, angebracht wird. Die Wärmestrahlungseffizienz einer Wärmesenke kann verbessert werden, wenn die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 in engem Kontakt mit der Wärmesenke ist. Wenn beispielsweise die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110 nicht eng genug mit einer Wärmesenke in Kontakt ist, kann ein Spalt dazwischen gebildet sein, und Luft oder Verunreinigungen mit geringer Wärmeleitfähigkeit können in den Spalt eingeführt werden. Folglich kann die Wärme, die zu der Wärmesenke übertragen wird, kleiner sein. Die Verringerung der zu einer Wärmesenke übertragenen Wärme kann die Wärmestrahlungseffizienz der Wärmesenke beeinträchtigen, wodurch die Zuverlässigkeit eines Lichtquellenmoduls oder einer Beleuchtungsvorrichtung beeinträchtigt wird.
  • Das integral geformte Substrat 100a gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so aufgebaut, dass die untere Fläche S'bh des Haltebereichs 120a weiter übersteht als die untere Fläche Sbs des Substratbereichs 110, wodurch die Enge des Kontakts zwischen dem integral geformten Substrat 100a und einer Wärmesenke verbessert wird. Folglich kann die Wärmestrahlungseffizienz der Wärmesenke verbessert werden. Ferner kann ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung mit dem integral geformten Substrat 100a gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine verbesserte Zuverlässigkeit auf Grundlage einer verbesserten Wärmestrahlungseffizienz einer Wärmesenke haben.
  • Gemäß 5 kann ein integral geformtes Substrat 100b gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 sein mit Ausnahme einer Größe eines Substratbereichs 110a. Beispielsweise ist in dem integral geformten Substrat 100 der 1 die erste Breite W1 des Substratbereichs 110 größer als die Hälfte der zweiten Breite W2 des Haltebereichs 120. Jedoch kann in dem integral geformten Substrat 100b gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Substratbereich 110a eine dritte Breite W3 aufweisen, wobei die dritte Breite W3 kleiner als eine Hälfte der zweiten Breite W2 sein kann. Wenn ferner angenommen wird, dass das Montagegebiet Am eine gleiche Größe in den vorhergehenden Ausführungsformen hat, wird, wenn eine Breite oder eine Fläche des Substratbereichs 110a abnimmt, ein Bereich der oberen Fläche Sts des Substratbereichs 110a, der durch den Haltebereich 120 abgedeckt wird, sehr schmal.
  • Obwohl eine Größe des Substratbereichs 110a sich von einer Größe des Substratbereichs 110 in dem integral geformten Substrat 100 aus 1 unterscheidet, kann der Substratbereich 110a eine Metallschicht 112a und eine Isolationsschicht 114a aufweisen ähnlich zu dem Substratbereich 110 des integral geformten Substrats 110a aus 1. Im Falle einer PCB auf Metallbasis können Kosten für Materialien und die Verarbeitung diesbezüglich relativ hoch sein. Daher kann eine Verringerung der Größe des Substratbereichs zu einer Reduktion der Herstellungskosten eines integral geformten Substrats oder der Gesamtkosten für die Herstellung eines Lichtquellenmoduls oder einer Beleuchtungsvorrichtung führen. Wenn der Substratbereich 110a so gebildet wird, dass er eine relativ geringe Größe aufweist, kann in dem Substratbereich 110a eine Wärmeleitungsstruktur verwendet sein. Eine Wärmeleitungsstruktur ist ein leitender Pfad zur Übertragung von Wärme und wird auch als ein Wärmekoppler bezeichnet. Im Falle der Verwendung einer Wärmeleitungsstruktur kann ein Substrat, das aus Epoxydharz, etwa FR4, aufgebaut ist, verwendet werden.
  • Wie zuvor beschrieben ist, können die Hauptfunktionen des Haltebereichs 120 die Befestigung des Substratbereichs 110a an einer Wärmesenke und die Aufnahme eines Verbindungsteils zur Verbindung mit einer externen Verdrahtung sein. Daher kann, solange Schraubbohrungen zur Fixierung an einer Wärmesenke und ein Verbindungsteil vorgesehen sind, eine Größe des Haltebereichs 120 ebenfalls verringert werden. Beispielsweise kann in dem integral geformten Substrat 100b gemäß der vorliegenden Ausführungsform die zweite Breite W2 des Haltebereichs 120 verringert werden, so dass eine Seitenfläche des Substratbereichs 110a in der Nähe der Schaubohrung 122 liegt ähnlich zu dem Aufbau des integral geformten Substrats 100 der 1. Eine Größenreduzierung des Haltebereichs 120 kann zu einer Kostenreduzierung im Hinblick auf ein integral geformtes Substrat, ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung beitragen.
  • Gemäß 6 kann ein integral geformtes Substrat 100c gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 sein mit Ausnahme eines Aufbaus eines Haltebereichs 120b. Um genau zu sein, in dem Haltebereich 120 des integral geformten Substrats 100 der 1 bilden die oberen Flächen St des Abgrenzungsgebiets Hf und des Erstreckungsgebiets He eine gleiche Oberfläche. In dem integral geformten Substrat 100c gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden gegebenenfalls die obere Fläche Sft eines Abgrenzungsgebiets H'f und die obere Fläche Set des Erstreckungsgebiets He eine gleiche Fläche. Wie beispielsweise in 6 gezeigt ist, kann die obere Fläche Sft des Abgrenzungsgebiets H'f weiter überstehen als die obere Fläche Set des Erstreckungsgebiets He. Wenn die obere Fläche Sft des Abgrenzungsgebiets H'f weiter übersteht als die Oberfläche Set des Erstreckungsgebiets He, kann der zweite Bereich Ss2 der Seitenfläche Ss erweitert sein, und somit kann eine Funktion des zweiten Bereichs Ss2 als ein Reflektor verbessert werden.
  • In dem integral geformten Substrat 100c gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird eine Funktion des zweiten Bereichs Ss2 des Abgrenzungsgebiets H'f als ein Reflektor verbessert, indem eine Größe des zweiten Bereichs Ss2 erweitert wird, und somit kann ein separater Reflektor weggelassen werden, wenn das integral geformte Substrat 100c verwendet wird, um ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung aufzubauen. Wenn daher das integral geformte Substrat 100c verwendet wird, um ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung aufzubauen, kann der gesamte Prozess vereinfacht und die Kosten einschließlich der Betriebskosten und der Materialkosten können reduziert werden.
  • 7 und 8 sind perspektivische Ansichten von integral geformten Substraten gemäß 1 gemäß anschaulichen Ausführungsformen. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, nachfolgend gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 7 kann ein integral geformtes Substrat 100d gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 sein mit Ausnahme einer Größe eines offenen Gebiets eines Haltebereichs 120c. Beispielsweise ist in dem integral geformten Substrat 100 der 1 ein offenes Gebiet (Ao der 2 oder 3B) ausreichend groß ausgebildet, wobei der Durchmesser des offenen Gebiets ungefähr die Hälfte des Durchmessers des Haltebereichs 120 beträgt. Jedoch kann in dem integral geformten Substrat 100d gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein offenes Gebiet sehr schmal sein, wobei der Durchmesser des offenen Gebiets kleiner oder gleich 1/3 des Durchmessers des Haltebereichs 120c ist.
  • Da das offene Gebiet des Haltebereichs 120c eine kleine Fläche hat, kann auch ein freigelegter Bereich eines Montagegebiets A'm des Substratbereichs 110 klein sein. Obwohl nicht gezeigt, kann eine Größe des Substratbereichs 110 daher ebenfalls reduziert sein. Ähnlich zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 kann die innere Seitenfläche S's des Haltebereichs 120c in der Nähe des Montagegebiets A'm liegen und kann einen ersten Bereich S's1, der in Bezug auf die Oberfläche des Substratbereichs 110 unter einem relativ großen Winkel geneigt ist, und einen zweiten Bereich S's2 aufweisen, der mit Bezug zu der oberen Fläche des Substratbereichs 110 unter einem relativ kleinen Winkel geneigt ist.
  • Das integral geformte Substrat 100d gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann verwendet werden, wenn eine relativ geringe Anzahl an LED-Chips in dem Montagegebiet A'm des Substratbereichs 110 montiert wird. Beispielsweise kann das integral geformte Substrat 100d gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Falle einer Herstellung eines Lichtquellenmoduls oder einer Beleuchtungsvorrichtung unter Anwendung von einem bis mehreren LED-Chips verwendet werden.
  • Gemäß 8 kann sich eine Form eines Haltebereichs 120d eines integral geformten Substrats 100e gemäß der vorliegenden Ausführungsform vollständig von der Form des Haltebereichs 120 des integral geformten Substrats 100 der 1 unterscheiden. Um genau zu sein, in dem integral geformten Substrat 100e gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Haltebereich 120d eine rechteckige Struktur ähnlich zu jener des Substratbereichs 110 aufweisen. Ferner können vier Schraubbohrungen 122a an Eckpunkten der Rechtecke entsprechend angeordnet sein. Jedoch ist die Anzahl der Schraubbohrungen 122a nicht darauf beschränkt. Beispielsweise sind gegebenenfalls lediglich zwei Schraubbohrungen 122a in einer Diagonalenrichtung ausgebildet.
  • Wie in 8 gezeigt ist, kann ein Verbindungsteil 130a als eine unabhängige Struktur ausgebildet sein, die aus dem Haltebereich 120d in einer Richtung hervorsteht. Das Verbindungsteil 130a mit dem Aufbau kann auch als Einheit mit dem Substratbereich 110 und dem Haltebereich 120d mittels Einlege-Verguss aufgebaut sein. Jedoch ist das Verbindungsteil 130a nicht auf einen unabhängigen Aufbau beschränkt und kann als Teil des Haltebereichs 120d wie in dem integral geformten Substrat 100 der 1 ausgebildet sein.
  • Obwohl der rechteckige Haltebereich 120d in dem integral geformten Substrat 100e gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, ist ein Aufbau des Haltebereichs 120d nicht darauf beschränkt. Wenn beispielsweise ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung unter Anwendung eines integral geformten Substrats hergestellt wird, kann ein Haltebereich so gebildet sein, dass er diverse Strukturen besitzt, etwa eine kreisförmige Struktur, eine elliptische Struktur und eine Polygon-Struktur, entsprechend dem Aufbau eines Gehäuses zur Aufnahme des integral geformte Substrats.
  • 9A und 9B sind eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats 100f gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, wobei 9B entlang einer Linie III-III' der 9A genommen ist. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 9A und 9B kann sich ein integral geformtes Substrat 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform von dem integral geformten Substrat 100 der 1 im Aufbau eines Substratbereichs 110b und eines Haltebereichs 120e unterscheiden. Um genau zu sein, in dem integral geformten Substrat 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Substratbereich 110b so ausgebildet sein, dass er eine kreisförmige Gestalt hat. Daher können auch eine Metallschicht 112b und eine Isolationsschicht 114b so ausgebildet sein, dass sie kreisförmig sind.
  • Ferner ist gegebenenfalls der Haltebereich 120e nur auf der oberen Fläche des Substratbereichs 110b ausgebildet. Beispielsweise weist der Haltebereich 120e ein Erstreckungsgebiet, das Seitenflächen des Substratbereichs 110b abdeckt, nicht auf und weist lediglich ein Abgrenzungsgebiet H''f auf. Daher kann eine Seitenfläche des Haltebereichs 120e eine gleiche bzw. gemeinsame Fläche mit einer Seitenfläche des Substratbereichs 110d bilden. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist der Haltebereich 120e kleiner ausgebildet als der Substratbereich 110b.
  • Die obere Fläche St des Abgrenzungsgebiets H''f kann größer sein als die Oberfläche des Abgrenzungsgebiets Hf des integral geformten Substrats 100 der 1, um einen Raumbereich für Schraubbohrungen 122h zu gewährleisten. Ferner können Schraubbohrungen 122s auch in dem Substratbereich 110b ausgebildet sein. Anders ausgedrückt, das integral geformte Substrat 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann an einer Wärmestrahlungseinheit, etwa einer Wärmesenke, durch die Schraubbohrungen 122b durch Schrauben angebracht werden, die durch den Haltebereich 120e und den Substratbereich 110b verlaufen.
  • In dem integral geformten Substrat 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform haben sowohl der Substratbereich 110b als auch der Haltebereich 120e eine kreisförmige Struktur, und der Haltebereich 120e ist lediglich auf der oberen Fläche des Substratbereichs 110b ausgebildet. Jedoch ist ein Aufbau des integral geformten Substrats 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können in dem integral geformten Substrat 100f gemäß der vorliegenden Ausführungsform sowohl ein Substratbereich als auch an Haltebereich einen Aufbau mit einer gleichen Form haben, beispielsweise einer elliptischen Form, einer Polygon-Form, und dergleichen, wobei der Haltebereich auch nur auf der oberen Fläche des Substratbereichs ausgebildet sein kann.
  • Wenn dabei ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung aufgebaut werden, können das Lichtquellenmodul oder die Beleuchtungsvorrichtung einen separaten Reflektor, der nicht ein Haltebereich ist, aufweisen. Der Reflektor kann generell aus einem Polymermaterial, etwa Polyphthalamid (PPA) oder EMC ausgebildet sein. Der Reflektor enthält ein Material, das eine hohe Reflektivität hat, beispielsweise TiO2 oder Al2O3, und kann ferner ein Material mit einer hohen Wärmebeständigkeit und einer hohen Stabilität im Hinblick auf Widerstandsfähigkeit gegen Licht enthalten. Ein Neigungswinkel einer Seitenfläche des Reflektors kann auf der Grundlage eines geforderten Strahlwinkels eingestellt werden, und der Reflektor kann so aufgebaut sein, dass er eine Kaskaden-Struktur oder eine kugelförmige Struktur für die Winkeleinstellung hat.
  • Die zuvor genannten Eigenschaften des Reflektors einschließlich von Materialien und deren Struktur können für die Haltebereiche 120, 120a, 120b, 120c, 120d und 120e der integral geformten Substrate 100, 100a, 100d, 100c, 100d, 100e und 100f gemäß den anschaulichen Ausführungsformen angewendet werden. Da ferner ein Haltebereich mittels Einlege-Verguss hergestellt wird, kann eine Mischung aus Polymermaterial und einem nicht reflektierenden Material, die zur Herstellung des Haltebereichs verwendet werden, eine ausgezeichnete Gießfähigkeit während des Einlege-Vergussprozesses aufweisen.
  • Wenn gemäß dem Stand der Technik ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung durch Montage von LED-Chips auf einer PCB aufgebaut werden und ein Reflektor an der PCB oder einem Substrathalter angebracht oder eingebaut wird, sind ein Lichtquellenmodul oder eine Beleuchtungsvorrichtung in ihrer Struktur instabil und es können Verzerrungen oder Verfärbungen auftreten. Jedoch im Falle des integral geformten Substrats 100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e und 100f gemäß anschaulichen Ausführungsformen wird ein Haltebereich, der als ein Reflektor dient, mit einem Substratbereich integriert bzw. damit als Einheit durch Einlege-Verguss aufgebaut, bevor LED-Chips montiert werden und die LED-Chips werden danach befestigt bzw. montiert, und somit können die zuvor genannten Probleme gelöst werden.
  • Wenn ein Lichtquellenmodul auf der Grundlage der zuvor angegebenen integral geformten Substrate 100, 100a bis 100f gemäß anschaulichen Ausführungsformen aufgebaut wird, können Materialkosten und Betriebskosten im Vergleich zu einem Lichtquellenmodul des Typs mit oberflächenmontierten Bauelementen (SMD) oder im Vergleich zu einem COB-artigen Lichtquellenmodul im Stand der Technik reduziert werden, wie in Tabelle 1 nachfolgend gezeigt ist. [Tabelle 1]
    Substrat Bearbei tungskosten SMD Bearbeitungskosten Halter Bearbeitungskosten Reflektor Bearbeitungskosten
    SMD-Typ O O O O O O O O
    COB-Typ O O X X O O O O
    Integral geformtes Substrat O O X X X X Δ Δ
  • Dabei geben die Punkte Substrat, SMD, Halter und Reflektor entsprechende Materialkosten an, uns der Punkt Bearbeitungskosten kann Kosten angeben, die in den jeweiligen Vorgängen keine Materialkosten sind. Gemäß Tabelle 1 wird im Falle eines COB-artigen Lichtquellenmoduls im Stand der Technik oder im Falle eines Lichtquellenmoduls auf der Grundlage eines integral geformten Substrats gemäß anschaulicher Ausführungsformen eine SMD-Verarbeitung weggelassen, und daher können Materialkosten und Bearbeitungskosten für die SMD-Verarbeitung weggelassen werden. Ferner wird gemäß anschaulichen Ausführungsformen eine Verarbeitung eines Halters weggelassen, da ein Halter und ein Substrat integral bzw. als Einheit ausgebildet werden, und es können Materialkosten und Bearbeitungskosten für die Bearbeitung des Halters weggelassen werden. Dabei kann ein Halter ein Verbindungsteil ersetzen oder enthalten. Daher können Materialkosten und Bearbeitungskosten für ein Verbindungsteil ebenfalls weggelassen werden. Ein Reflektor kann separat zu einem Haltebereich ausgebildet sein und kann mit dem Haltebereich integriert bzw. als Einheit aufgebaut sein. In diesem Falle können Materialkosten und Bearbeitungskosten für den Reflektor weggelassen werden. Da ein Reflektor wahlweise vorgesehen wird, sind die entsprechenden Punkte in Tabelle 1 mit Δ markiert.
  • 10A und 10B sind eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats 100h gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, wobei 10B entlang einer Linie V-V' der 10A genommen ist. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 10A und 10B kann das integral geformte Substrat 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 aus 1 sein mit Ausnahme einer Metallschicht 112c eines Substratbereichs 110c. Beispielsweise kann in dem integral geformten Substrat 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Metallschicht 112c des Substratbereichs 110c eine Wärmesenke sein. Anders ausgedrückt, der Substratbereich 110c ist gegebenenfalls nicht wie eine PCB ausgebildet, anders als in den zuvor angegebenen Ausführungsformen.
  • Ähnlich zu den Substratsbereichen 110, 110a und 110b gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann die Isolationsschicht 114 auf der Metallschicht 112c, die eine Wärmesenke ist, in dem Substratbereich 110c gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet sein. Material und Funktion der Isolationsschicht 114 können identisch dazu sein, wie dies mit Bezug zu 1 beschrieben ist. Das Montagegebiet Am ist auf dem Substratbereich 110c ausgebildet, wobei die Isolationsschicht 114 gegebenenfalls nicht auf einem Teil der oberen Fläche der Metallschicht 112c, der dem Montagegebiet Am entspricht, ausgebildet ist. Die Elektrodenleitung 116 kann außerhalb des Montagegebiet An so ausgebildet sein, dass sie das Montagegebiet Am umgibt. Die Elektrodenleitung 116 kann die Anodenelektrodenleitung 116a und die Kathodenelektrodenleitung 116b aufweisen. Die Anodenelektrodenleitung 116a und die Kathodenelektrodenleitung 116b können später mit LED-Chips in dem Montagegebiet Am verbunden werden. Ferner können die Anodenelektrodenleitung 116a und die Kathodenelektrodenleitung 116b mit dem Verbindungsteil 130 über Verdrahtungen (125 und 126 der 3B) eines Haltebereichs 120g verbunden werden.
  • In dem integral geformten Substrat 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Haltebereich 120g gegebenenfalls nur auf der oberen Fläche des Substratbereichs 110c wie in dem integral geformten Substrat 100f der 9A ausgebildet sein. Jedoch kann sich ein Aufbau des Haltebereichs 120g von dem Aufbau des Haltebereichs 120e des integral geformten Substrats 100f unterscheiden.
  • Um genau zu sein, obwohl der Haltebereich 120e des integral geformten Substrat 100f der 9A einen Aufbau mit einem kreisförmigen horizontalen Schnitt ähnlich zu der Form des Substratbereichs 110g hat, kann der Haltebereich 120g des integral geformten Substrats 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau mit einem rechteckigen horizontalen Schnitt haben, da der Substratbereich 110c eine sechsflächige Form hat. Daher können äußere Seitenflächen des Haltebereichs 120g gleiche Oberflächen von Seitenflächen des Substratbereichs 110c bilden. Herstellungsverfahren, Material und Aufbau im Hinblick auf den Haltebereich 120g gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind identisch zu denen gemäß den zuvor angegebenen Ausführungsformen. Ferner sind die Seitenflächen Ss des Haltebereichs 120g gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Nähe des Montagegebiets Am und können den ersten Bereich Ss1, der in der Nähe des Montagegebiets Am angeordnet ist und in Bezug auf die Oberfläche des Substratbereichs 110c entsprechend einem relativ großen Winkel geneigt ist, und den zweiten Bereich Ss2 aufweisen, der mit Bezug zu der oberen Fläche des Substratbereichs 110c entsprechend einem relativ kleinen Winkel geneigt ist.
  • Ferner kann in dem integral geformten Substrat 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Verbindungsteil 130 als ein Teil des Haltebereichs 120g ausgebildet sein. Obwohl nicht gezeigt, können daher Verdrahtungen 125 und 126 in dem Haltebereich 120g ähnlich zu dem Haltebereich 120 der 3B angeordnet sein, wobei die Verdrahtungen 125 und 126 elektrisch mit der Elektrodenleitung 116 auf dem Montagegebiet Am des Substratbereichs 110c verbunden sein können. Der Haltebereich 120g mit dem Verbindungsteil 130 kann integral bzw. als Einheit mit dem Substratbereich 110c durch Einlege-Verguss ausgebildet sein.
  • Anders als in dem integral geformten Substrat 100f der 9A ist keine Schraubbohrung gegebenenfalls in dem Haltebereich 120g in dem integral geformten Substrat 100h gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet. Dies liegt daran, dass der Substratbereich 110c als eine Wärmesenke dient, und es nicht erforderlich ist, den Substratbereich 110c an einer Wärmestrahlungseinheit anzubringen. Befestigungseinheiten (oder Koppler) können an dem Substratbereich 110c oder dem Haltebereich 120g so ausgebildet sein, dass sie an einer Trägereinheit (oder Träger) angebracht sind, etwa an einem Gehäuse, das das integral geformte Substrat 100h aufnimmt. Zu Beispielen der Befestigungseinrichtung können beispielsweise gehören: Haken, Klemmen, Schrauben und andere Kopplungsmechanismen.
  • 11 ist eine perspektivische Ansicht eines integral geformten Substrats 100h' gemäß einer anschaulichen Ausführungsform. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C und 10A und 10B angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 11 kann das integral geformte Substrat 100h' gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100h der 10A und 10B sein mit Ausnahme seiner Form. Beispielsweise kann in dem integral geformten Substrat 100h' gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Substratbereich 110d eine zylindrische Form haben, wohingegen ein Haltebereich 120g' einen Aufbau mit einem kreisförmigen horizontalen Schnitt gemäß einer Form des Substratbereichs 110d haben kann. Ansonsten ist das integral geformte Substrat 100h' identisch zu dem integral geformten Substrat 100h der 10A und 10B.
  • 12A und 12B sind eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines integral geformten Substrats 100j gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, wobei 12B entlang einer Linie VII-VII' der 12A genommen ist. Dabei entspricht 12A der 3A, 12B entspricht der 3C und ein Aufbau eines Haltebereichs ist identisch zu dem Aufbau des Haltebereichs der 3B. Daher sind Zeichnungen davon weggelassen. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 12A und 12B kann das integral geformte Substrat 100j gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 bis 3C sein mit Ausnahme eines Aufbaus des Substratbereichs 110e. Beispielsweise kann in dem integral geformten Substrat 100j gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Substratbereich 110e einen Aufbau haben, der für eine Flip-Chip-Verbindung von LED-Chips geeignet ist.
  • Um genau zu sein, der Substratbereich 110e weist die Metallschicht 112 und eine Isolationsschicht 114' auf, wobei die Isolationsschicht 114' auf dem Montagegebiet Am ausgebildet sein kann. Ferner kann die Isolationsschicht 114' eine untere Isolationsschicht 114-1' und eine obere Isolationsschicht 114-2' aufweisen.
  • Elektrodenflächen 116p können an Bereichen Lc des Montagegebiets Am freigelegt sein, auf denen LED-Chips zu montieren sind. Obwohl 12a zeigt, dass zwei Elektrodenflächen 116p entsprechend den jeweiligen LED-Chips angeordnet sind, können drei oder mehr Elektrodenflächen 116p entsprechend den jeweiligen LED-Chips angeordnet sein.
  • Die Elektrodenfläche 116p kann elektrisch mit einer nahe gelegenen Elektrodenfläche 116p und/oder den Elektrodenleitungen 116a und 116b über eine darunter liegende interne Verdrahtung 116b verbunden sein. Beispielsweise können, da die Elektrodenflächen 116p und die interne Verdrahtung 116b entlang einer Linie bzw. Leitung verbunden sind, wie in 12B gezeigt ist, die entsprechenden LED-Chips elektrisch miteinander in Reihe verbunden werden, wenn LED-Chips auf den Elektrodenflächen 116p durch Flip-Chip-Bonding montiert werden. Nachdem ferner die LED-Chips montiert sind, können die LED-Chips, die eine Reihe bilden, elektrisch mit dem LED-Chips einer weiteren Reihe parallel verbunden werden.
  • Ferner schließt das integral geformte Substrat 100j gemäß der vorliegenden Ausführungsform gegebenenfalls nicht nur einen Haltebereich mit dem Aufbau des Haltebereichs 120 des integral geformten Substrats 100 der 1 bis 3C mit ein, sondern auch einen Haltebereich mit diversen Strukturen gemäß anderer anschaulicher Ausführungsformen. Ferner ist der Aufbau des Substratbereichs 110e nicht auf eine rechteckige Struktur beschränkt und kann eine beliebige Struktur von diversen Strukturen sein, einschließlich einer kreisförmigen Struktur, einer elliptischen Struktur, und dergleichen.
  • 13A bis 13D sind perspektivische Ansichten von integral geformten Substraten 100k, 100l, 100m und 100n gemäß anschaulicher Ausführungsformen. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 13A kann das integral geformte Substrat 100k gemäß der vorliegenden Ausführungsform identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1 bis 3C sein mit Ausnahme eines Aufbaus einer Befestigungseinrichtung (oder eines Kopplers). Beispielsweise kann in dem integral geformten Substrat 100k gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Haken oder ein Hakenhalter 122c für die Hakenbefestigung anstelle von Schraubbohrungen ausgebildet sein.
  • Wenn beispielsweise ein Haken an dem Haltebereich 120 ausgebildet ist, kann ein Hakenhalter an einer Wärmestrahlungseinheit oder einem Gehäuse, an welchem das integral geformte Substrat 100k angebracht wird, ausgebildet sein. Wenn andererseits ein Hakenhalter an dem Haltebereich 120 ausgebildet ist, kann ein Haken an einer Wärmestrahlungseinheit oder einem Gehäuse, an welchem das integral geformten Substrat 100k angebracht ist, ausgebildet sein. Es können zwei oder mehr Haken oder Hakenhalter 122c an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform ist ferner gegebenenfalls nur ein einzelner Haken oder ein Hakenhalter über den gesamten Haltebereich 120 hinweg ausgebildet. Dabei ist der Haken heute nicht auf eine ringförmige Struktur beschränkt und kann eine beliebige Struktur bezeichnen, an der ein Haken angebracht werden kann.
  • Gemäß 13B kann in einem integral geformten Substrat 100l gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Einrastvorsprung 122d für Schnappbefestigung an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Wenn der Einrastvorsprung 122d an dem Haltebereich 12 ausgebildet ist, kann eine Einrast-Nut für Schnappbefestigung des Einrastvorsprungs 122d an einer Wärmestrahlungseinheit oder einem Gehäuse, an welchem das integral geformte Substrat 100l anzubringen ist, ausgebildet sein. Eine Einrast-Nut kann an dem Haltebereich 120 anstelle eines Einrastvorsprungs ausgebildet sein. In diesem Falle ist ein Einrastvorsprung an der Wärmestrahlungseinheit oder dem Gehäuse ausgebildet.
  • Gemäß 13C kann in einem integral geformten Substrat 100m gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Schraubgewinde 122e für Schraubbefestigung an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Wie in 13C gezeigt ist, kann das Schraubgewinde 122e durch die äußere Fläche des Haltebereichs 120 hindurch ausgebildet sein, und somit kann der Haltebereich 120 als eine Schraube dienen. Eine Schaubbohrung entsprechend dem Schraubgewinde 122e kann an einer Wärmestrahlungseinheit oder einem Gehäuse, an welchem das integral geformte Substrat 100m anzubringen ist, ausgebildet sein. Alternativ kann eine Schaubbohrung durch den Haltebereich 120 hindurch ausgebildet sein, und ein Schraubgewinde kann an der Wärmestrahlungseinheit oder dem Gehäuse entsprechend der Schaubbohrung ausgebildet sein.
  • Gemäß 13D kann ein integral geformtes Substrat 100n gemäß der vorliegenden Ausführungsform ähnlich zu dem integral geformten Substrat 100k der 13A zur Ausbildung eines Hakenhalters 122f zur Hakenbefestigung an dem Haltebereich 120 sein. Jedoch kann sich das integral geformte Substrat 100n gemäß der vorliegenden Ausführungsform von dem integral geformten Substrat 100k der 13A dahingehend unterscheiden, dass der Hakenhalter 122f an dem oberen Teil des Haltebereichs 120 und nicht an dem unteren Teil des Haltebereichs 120 vorgesehen ist.
  • Wenn eine Befestigungsstruktur für Hakenbefestigung an dem oberen Teil des Haltebereichs 120 wie in dem integral geformten Substrat 100n gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet ist, kann die Befestigungsstruktur generell der Hakenhalter 122f sein. Jedoch ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt. Die drei oder mehr Hakenhalter 122f können auch an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform können jedoch die zwei Hakenhalter 122f an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein oder es ist lediglich ein einzelner Hakenhalter 122f an der oberen Fläche des Haltebereichs 120 ausgebildet.
  • Die Befestigungsstruktur des Haltebereichs 120 ist nicht auf die zuvor genannten Befestigungsstrukturen beschränkt. Beispielsweise kann eine beliebige Art einer Befestigungsstruktur, die ein integral geformtes Substrat an einer Wärmestrahlungseinheit oder einem Gehäuse befestigen kann, an dem Haltebereich 120 ausgebildet sein. Ferner ist gegebenenfalls eine Befestigungsstruktur nicht nur an dem Haltebereich 120 ausgebildet, sondern ist auch sowohl an dem Haltebereich 120 als auch dem Substratbereich 110 oder nur an dem Substratbereich 110 ausgebildet.
  • Zuvor sind integral geformte Substrate mit diversen Strukturen beschrieben. Jedoch ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt. Anders ausgedrückt, der technische Grundgedanke des erfindungsgemäßen Konzepts gilt für alle Arten von integral geformten Substraten, die durch Integration eines Haltebereichs und/oder eines Verbindungsteil mit einem Substratbereich hergestellt sind, auf welchem LED-Chips zu montieren sind, wobei die Integration mittels Einlege-Vergussprozess erfolgt.
  • 14A und 14B sind eine Schnittansicht und eine perspektivische Aufrissansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform, und 14C und 14D sind Schnittansichten von Beleuchtungsmodulen, die in der Beleuchtungsvorrichtung 1000 der 14A verwendet sind. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 14A bis 14D kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein integral geformtes Substrat 100, LED-Chips 101, eine Wärmesenke 200, eine optische Platte 300 und einen Reflektor 600 aufweisen.
  • Das integral geformte Substrat 100 kann das integral geformte Substrat 100 der 1 sein. Daher kann das integral geformte Substrat 100 den Substratbereich 110 und den Haltebereich 120 aufweisen, wobei der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 miteinander integriert sind bzw. als Einheit aufgebaut sind, wobei dies über Einlege-Vergusstechnik erfolgt. Die mehreren LED-Chips 101 können auf dem Montagegebiet Am des Substratbereichs 110 montiert bzw. befestigt sein. Die LED-Chips 101 können mittels Draht-Bonding oder Flip-Chip-Bonding montiert werden und können elektrisch mit Verdrahtungen des Montagegebiets Am verbunden sein. Ferner können die LED-Chips 101 an dem Montagegebiet Am in Form eines Arrays montiert sein, wie in 3A oder 12A gezeigt ist.
  • Wenn die LED-Chips 101 durch Draht-Bonding bzw. Drahtverbindung montiert werden, können nicht aktive Flächen der LED-Chips 101 an der Metallschicht 112 des Substratbereichs 110 mittels eines Haftmittels oder dergleichen angeheftet und daran befestigt werden, und aktive Flächen der LED-Chips 101 können nach oben zeigen, wie in dem Lichtquellenmodul 500 der 14C gezeigt ist. Chip-Flächen sind auf den aktiven Flächen ausgebildet, und die Drähte 105 können mit dem Chip-Flächen verbunden werden. Die LED-Chips 101 können miteinander über die Drähte 105 verbunden werden und können auch mit Elektrodenleitungen (116 der 3A) verbunden sein. Wie zuvor beschrieben ist, können die LED-Chips 101 auf einer gleichen Reihe bzw. Zeile in Reihe über die Drähte 105 miteinander verbunden sein.
  • Wenn die LED-Chips 101 durch Flip-Chip-Bonding bzw. Chip-Umkehr-Verbindung montiert sind, können die LED-Chips 101 an Elektrodenflächen (116p der 12B) angebracht sein, die auf der oberen Fläche des Substratbereichs 110 freigelegt sind, wobei dies mittels Höker 107 erfolgt, wie in einem Lichtquellenmodul 500a der 14D gezeigt ist. Bei der Flip-Chip-Verbindung sind aktive Flächen der LED-Chips 101 dem Substratbereich 110 zugewandt, und Chip-Flächen auf den aktiven Flächen können an den Elektrodenflächen des Substratbereichs 110 durch die Höker 107 angebracht und elektrisch damit verbunden sein. Die LED-Chips 101 sind elektrisch miteinander in Reihe mittels interner Verdrahtungen 116p verbunden und können auch mit Elektrodenleitungen (116 der 3A) verbunden sein. Die LED-Chips 101 auf einer gleichen Reihe bzw. Zeile können miteinander in Reihe über die internen Verdrahtungen 116w verbunden sein. Dabei ist in den Lichtquellenmodulen 500 und 500a, die in 14C und 14D gezeigt sind, ein Vergussmaterial 180 nicht schraffiert, um deutlich zwischen den LED-Chips 101, den Drähten 105 und den Hökern 107 zu unterscheiden.
  • Entsprechend den geforderten Funktionen können die LED-Chips 101 diverse Strukturen und Lichtemissionseffizienzen aufweisen. Der LED-Chip 101 kann einen Aufbau haben, in welchem eine erste Halbleiterschicht, eine aktive Schicht, und eine zweite Halbleiterschicht auf einem Substrat in der angegebenen Reihenfolge gestapelt sind, und Elektroden auf der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht ausgebildet sind. Die erste Halbleiterschicht, die aktive Schicht, und die zweite Halbleiterschicht bilden eine Licht emittierende Stapelstruktur, wobei eine Pufferschicht zwischen der Licht emittierenden Stapelstruktur und dem Substrat vorgesehen sein kann. Der LED-Chip 101 kann in einer von diversen Strukturen einschließlich einer horizontalen Struktur aufgebaut sein, in der erste eine zweite Elektroden auf einer gleichen Oberfläche wie eine Licht abgebende Oberfläche angeordnet sind, einschließlich einer Flip-Chip-Struktur, in der erste und zweite Elektroden entfernt von der Licht abgebenden Oberfläche angeordnet sind, einer vertikalen Struktur, in der erste und zweite Elektroden auf Oberflächen gegenüberliegend zueinander angeordnet sind, und einschließlich einer horizontal-vertikalen Struktur, in der mehrere Durchkontaktierung auf jedem Chip ausgebildet sind, um die Dispersionseffzienz und die Effizienz der Wärmestrahlung, und dergleichen zu verbessern. Da Materialien, Funktionen und Strukturen im Hinblick auf jede Schicht des LED-Chips 101 bereits im Stand der Technik bekannt sind, sind detaillierte Beschreibungen davon weggelassen.
  • Die LED-Chips 101 können Leistung aufnehmen und Licht aussenden. Wie in 14B gezeigt ist, können die LED-Chips 101 in Form eines Arrays angeordnet sein. Die LED-Chips 101 können aus einer gleichen Art an LED-Chips, die Lichtstrahlen einer gleichen Wellenlänge aussenden, bestehen. Alternativ können die LED-Chips 101 aus heterogenen LED-Chips, die Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen aussenden, bestehen.
  • Wenn die LED-Chips 101 einen blauen Lichtstrahl aussenden, können weiße Lichtstrahlen diverser Farbtemperaturen ausgesendet werden, indem gelber Phosphor und/oder grüner Phosphor und/oder roter Phosphor in einem geeigneten Mischverhältnis den LED-Chips 101 hinzugefügt werden. Durch Aufbringen eines grünen Phosphors oder eines roten Phosphors auf den blauen LED-Chips 101 kann ferner ein grüner Lichtstrahl oder ein roter Lichtstrahl ausgesendet werden. Ein weißer Lichtstrahl, ein grüner Lichtstrahl oder ein roter Lichtstrahl können ausgesendet werden, indem unterschiedliche Phosphoranteile den jeweiligen LED-Chips 101 hinzugefügt werden, wobei eine Farbtemperatur und ein Farbzeugungsindex (CRI) eines weißen Lichtstrahls eingestellt werden können, indem der weiße Lichtstrahl, der grüne Lichtstrahl und der rote Lichtstrahl in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden.
  • Durch geeignetes Auftragen von Phosphoranteilen können die LED-Chips 101 so konfiguriert werden, dass sie einen violetten Lichtstrahl, einen blauen Lichtstrahl, einen grünen Lichtstrahl oder einen Infrarot-Stahl aussenden. In diesem Falle kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000 den CRI auf einen Wert von Sonnenlicht aus Licht einer Natrium-Leuchte einstellen und kann diverse weiße Lichtstrahlen mit Farbtemperaturen im Bereich von 1500 K bis 20.000 K aussenden. Bei Bedarf kann ferner die Beleuchtungsvorrichtung 1000 einen violetten, blauen, grünen, roten oder orangen sichtbaren Stahl oder einen Infrarot-Stahl aussenden, um die Farbe der Beleuchtung auf der Grundlage der Stimmung oder des Gefühls eines Anwenders einzustellen. Die Beleuchtungsvorrichtung 1000 kann ferner einen Lichtstrahl einer speziellen Wellenlänge aussenden, die in der Lage ist, das Pflanzenwachstum zu fördern.
  • Ein weißer Lichtstrahl, der durch Anwendung von gelbem, grünem und rotem Phosphor auf die blauen LED-Chips 101 und/oder durch Kombination eines grünen Lichtstrahls oder eines roten Lichtstrahls gebildet wird, hat zwei oder mehr Wellenlängenspitzenwerte, wobei, wie in 15A gezeigt ist, eine Koordinate (x, y) des weißen Lichtstrahls in dem CDI-Koordinatensystem auf einem Liniensegment angeordnet sein kann, das Koordinaten (0,4476, 0,4074), (0,3484, 0,3516), (0,3101, 0,3162), (0,3128, 0,3292), (0,3333, 0,3333) verbindet. Ferner kann der weiße Lichtstrahl in einem Bereich angeordnet sein, der von dem Liniensegment und einem Schwarzkörper-Strahlungsspektrum umgeben ist. Die Farbtemperatur des weißen Lichtstrahls kann bei ungefähr 1500 K bis ungefähr 20.000 K liegen.
  • Dabei kann ein von dem Lichtquellenmodul 500 oder 500a oder der Beleuchtungsvorrichtung 1000 ausgesandter Lichtstrahl eine Farbkoordinate an einer Position in dem CDI-Koordinatensystem der 15A und eine entsprechende Farbtemperatur haben. Durch Anwenden eines geeigneten Phosphors und eines Reflektors können ferner die Farbkoordinate oder die Farbtemperatur verschoben werden. Beispielsweise kann in dem in 15A gezeigten Graph der untere linke Teil einer Farbkoordinate eines Lichtstrahls entsprechen, der von einem blauen LED-Chip ausgesendet wird, und die Farbkoordinate kann zu dem oberen linken Teil verschoben werden, indem ein grüner Phosphor angewendet wird. Ferner kann durch Anwendung eines roten Phosphors die Farbkoordinate nach rechts verschoben werden. Die Bereiche B bis D in der Planck-Kurve in der Mitte des CDI-Koordinatensystems entsprechen den weißen Lichtstrahlen, wobei das Lichtquellenmodul 500 oder 500a oder die Beleuchtungsvorrichtung 1000 generell Lichtstrahlen im Bereich von Farbkoordinaten aussenden. Im Falle eines fehlerhaften Kombinationsverhältnisses von Phosphor oder einem falschen Winkel eines Reflektors werden jedoch eine Farbkoordinate oder eine Farbtemperatur verschoben, und somit wird gegebenenfalls ein Lichtstrahl nicht innerhalb eines gewünschten Bereichs der Farbkoordinaten erhalten.
  • Selbst wenn ausgesandte Lichtstrahlen unmittelbar nach der Montage der LED-Chips 101 auf einem Substrat innerhalb eines gewünschten Bereichs der Farbkoordinaten liegen, können beispielsweise Änderungen von optischen Wegen und/oder Änderungen der Helligkeit aufgrund von Defekten der LED-Chips 101 oder aufgrund eines falschen Winkels eines Reflektors auftreten, der sich ergibt, wenn ein Substrat mit einem Halter und/oder einem Reflektor kombiniert wird, und somit können Farbkoordinaten verschoben werden. Die Verschiebung der Farbkoordinaten kann bewirken, dass Farbkoordinaten aus einem gewünschten Bereich der Farbkoordinaten heraus verschoben werden, wodurch Defekte des Lichtquellenmoduls 500 oder 500a oder der Beleuchtungsvorrichtung 1000 hervorgerufen werden.
  • 15B ist ein Diagramm, das einen Fall zeigt, in welchem ein Defekt in einer Beleuchtungsvorrichtung aufgrund der Verschiebung von Farbkoordinaten auftritt. Beispielsweise kann sich in Bezug auf 395 Produkte ein Fehlerverhältnis auf 10% oder mehr erhöhen, wenn Farbkoordinaten um einen Mittelwert von (0,001, 0,0015) verschoben werden. Dabei können die gestrichelten Linien einen Bereich von Farbkoordinaten angeben, der durch die Produkte zu erfüllen ist, ,Ref.' kann Farbkoordinaten der Produkte vor der Verschiebung der Farbkoordinaten angeben, und „Verschiebung” kann Farbkoordinaten der Produkte bezeichnen, nachdem die Verschiebung der Farbkoordinaten erfolgt ist. Wie in 15B gezeigt ist, sind Farbkoordinaten der Produkte zumeist in dem gewünschten Bereich der Farbkoordinaten angeordnet und können als normal festgelegt werden, bevor die Verschiebung der Farbkoordinaten erfolgt. Nach Verschiebung von Farbkoordinaten liegen jedoch einige der Produkte außerhalb des gewünschten Bereichs an Farbkoordinaten und können als fehlerhafte Produkte bestimmt werden.
  • Die LED-Chips 101 können Nanostrukturen enthalten, um die Wärmeerzeugung zu reduzieren (im Weiteren wird ein LED-Chip mit einer Nanostruktur als ein „Nano-LED-Chip” bezeichnet). Als ein Beispiel von Nano-LED-Chips gibt ein Kern/Hüllen-Nano-LED-Chip, der kürzlich entwickelt worden ist, relativ wenig Wärme aufgrund einer kleinen Kombinationsdichte ab, verbessert eine Lichtemissionseffizienz, indem ein vergrößerter Lichtemissionsbereich aufgrund der Verwendung von Nanostrukturen erhalten wird, und weist eine nicht-polare aktive Schicht zur Verhinderung der Abnahme der Lichtimmissionseffizienz aufgrund von Polarisierung Verstärkung von Regeldifferenzeigenschaft auf. Ferner können in einem Nano-LED-Chip Nanostrukturen unterschiedliche Durchmesser, Inhaltsstoffe oder Dotier-Konzentrationen aufweisen, und somit kann ein einziges Bauelement zwei oder mehr Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen aussenden. Daher kann ein weißer Lichtstrahl unter Anwendung eines einzigen Bauelements erzeugt werden, indem Wellenlängen von Lichtstrahlen ohne Anwendung eines Phosphors gesteuert werden. Ferner kann ein weiterer LED-Chip oder ein Wellenlängen änderndes Material wie Phosphor an einem derartigen Nano-LED-Chip angebracht werden, wodurch Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farben oder weiße Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Farbtemperaturen verwirklicht werden.
  • Nachdem die LED-Chips 101 in dem Montagegebiet Am montiert sind, kann darauf das Vergussmaterial 180 mit Phosphoranteilen aufgebracht werden. Das Vergussmaterial 180 kann gegebenenfalls nicht nur Phosphoranteile sondern auch Silikon, Glas, nicht durchlässiges Polymer, und dergleichen aufweisen. Wenn die LED-Chips 101 bereits gewisse Phosphoranteile enthalten, kann das Vergussmaterial 180 aus transparentem Harz, das kein Phosphor enthält, ausgebildet sein. Ein Phosphor ist ein Wellenlängen änderndes Material, wobei eine Wellenlänge eines Lichtstrahls, der von einem LED-Chip ausgesendet wird, geändert werden kann, indem ein Phosphor verwendet wird, der aus einem geeigneten Material gebildet ist. Ein derartiger Phosphor wird im Allgemeinen verwendet, um eine weiße LED zu verwirklichen, indem ein blauer Lichtstrahl, der von einer blauen LED ausgesendet wird, in einen weißen Lichtstrahl umgewandelt wird. Das erfindungsgemäße Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann ein Phosphor für eine allgemeine fluoreszierende Leuchte, eine 3-Band-Strahlungsleuchte, eine einer fluoreszierenden Leuchte mit hoher Farberzeugung, eine Kopierleuchte oder eine fluoreszierende Leuchte für die Pflanzenkultivierung oder Insektenabwehr verwendet werden, und kann auch für eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Plasmaanzeige-Tafel (PDP), eine Kathodenstrahlröhre (CRT) oder eine Feldemissionsanzeige (FED) verwendet werden.
  • Phosphore, die in den LED-Chips 101 verwendet sind, können Zusammensetzungen und Farben haben, wie sie nachfolgend gezeigt sind.
    Oxidbasiert: Gelb und Grün Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
    Silicatbasiert: Gelb und Grün (Ba, Sr)2SiO4:Eu, Gelb und Orange (Ba, Sr)3SiO5:Ce
    Nitridbasiert: Grün β-SiAlON:Eu, Gelb La3Si6N11:Ce, Orange α-SiAlON:Eu, rot CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4-x(EuZM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y (0,5 ≤ x ≤ 3,0 < z < 0,3, 0 < y ≤ 4) – Formel (1)
  • Jedoch kann in Formel (1) In mindestens ein Atom sein, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: Gruppe-IIIa-Atomen und Atomen der seltenen Erden, wohingegen M mindestens ein Atom sein kann, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Ca, Ba, Sr und Mg.
    Fluoridbasiert: KSF-Typ rot K2SiF6:Mn4+, K2TiF6:Mn4+, NaYF4:Mn4+, NaGdF4:Mn4+
  • Die Zusammensetzung von einem Phosphor muss mit der Stöchiometrie verträglich sein, so dass jedes Atom durch ein weiteres Atom in einer entsprechenden Gruppe des Periodensystems ersetzbar ist. Beispielsweise kann Sr durch Ba, Ca oder MG der Gruppe II der Alkali-Metalle ersetzt werden, wohingegen Y durch Atome auf Lanthan-Basis ersetzt werden kann, einschließlich von Tb, Lu, Sc und Gd. Ferner kann ein Aktivator, beispielsweise Eu, durch Ce, Tb, Pr, Er oder Yb auf der Basis eines gewünschten Energiepegels ersetzt werden, und der Aktivator kann alleine oder als Teil-Aktivator zusätzlich zur Änderungen von Eigenschaften angewendet werden.
  • Ferner können als Ersatz für Phosphore Materialien mit einem Quantenpunkt (QD) angewendet werden, wobei ein Phosphor und ein QD miteinander gemischt werden können oder unabhängig auf LED-Chips angewendet werden können. Ein QD kann einen Kern (beispielsweise mit einem Durchmesser von ungefähr 3 nm bis ungefähr 10 nm), beispielsweise CdSe, InP, usw., eine Hülle (beispielsweise mit einer Dicke von ungefähr 0,5 nm bis ungefähr 2 nm), beispielsweise ZnS, ZnSe, und dergleichen, und einen Liganden für eine Kern-Hülle-Stabilisierung aufweisen und kann diverse Farben auf der Grundlage einer Größe davon verwirklichen.
  • Eine Aufbringung des Vergussmaterials 180, das Phosphore enthält, kann auf diverse Arten ausgeführt werden. Beispielsweise beinhalten Beispiele für Verfahren zum Aufbringen des Vergussmaterials 180 ein Verfahren mit Luftdruck oder ein mechanisches Verfahren, ein Dispersionsverfahren, etwa ein Verfahren mit Strahlen für zur Steuerung kleiner Mengen, ein Stapelverfahren, etwa beim Siebdruckverfahren oder ein Sprühverfahren, ein Beschichtungsverfahren durch Elektrophorese oder konformes Aufbringen für lokales Beschichten einer oberen Fläche und von Seitenflächen eines Chips, und ein Verfahren zur Bildung eines keramischen Phosphors oder eines schichtartigen Phosphors und zum Aufbringen desselben auf einem Chip oder einem Gehäuse.
  • Wie in 14C und 14D gezeigt ist, kann das Vergussmaterial 180 so aufgebracht werden, dass es den ersten Bereich Ss1 der Seitenflächen Ss des Haltebereichs 120 füllt. Jedoch ist eine Dicke der Aufbringung des Vergussmaterials 180 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Vergussmaterial 180 bis zu einer Höhe aufgebracht werden, die die Höhe des ersten Bereichs Ss1 übersteigt, oder kann bis zu einer Höhe aufgebracht werden, die kleiner ist als die des ersten Bereichs Ss1. Das Vergussmaterial 180 kann weggelassen werden abhängig von einem Lichtquellenmodul.
  • Der Reflektor 600 ist auf dem integral geformten Substrat 100 angeordnet, und wie zuvor beschrieben ist, kann dieser aus einem Material mit hoher Reflektivität gebildet sein, oder es kann ein Prozess zur Erhöhung der Reflektivität an Seitenflächen des Reflektors 600 ausgeführt werden. Der Reflektor 600 kann die Helligkeit von Lichtstrahlen erhöhen, die von LED-Chips ausgesendet werden, und kann die Strahlwinkel von Lichtstrahlen auf der Grundlage von Neigungswinkeln der Seitenflächen einstellen. Um Neigungswinkel der Seitenflächen einzustellen, kann der Reflektor 600 eine von diversen Strukturen aufweisen, einschließlich einer Kaskaden-Struktur mit zwei oder mehr Schichten, einer kugelförmigen Struktur, und dergleichen.
  • Der Reflektor 600 kann an dem integral geformten Substrat 100 mittels diverser Befestigungsverfahren angebracht werden, wozu Schraubbefestigung und Hakenbefestigung gehören. Daher können Befestigungseinheiten für die entsprechende Befestigung an dem Reflektor 600 und dem integral geformten Substrat 100 angeordnet sein. Der Reflektor 600 kann an der Wärmesenke 200 zusammen mit dem integral geformten Substrat 100 angebracht sein. Beispielsweise können Schraubbohrungen an beiden Flügelteilen des Reflektors 600 ausgebildet sein, und Schrauben 170 können über die Schraubbohrungen an den Flügelteilen eingeführt werden, und somit können der Reflektor 600, das integral geformte Substrat 100 und die Wärmesenke 200 gleichzeitig aneinander befestigt werden.
  • In 14A sind Seitenflächen des Reflektors 600 und innere Seitenflächen des Haltebereichs 120 des integral geformten Substrats 100 mit unterschiedlichen Winkeln vorgesehen, und somit können der Reflektor 600 und der Haltebereich 120 aneinander befestigt werden, so dass gebogene Seitenflächen erzeugt werden. Jedoch ist der Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung 1000 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können Seitenflächen des Reflektors 600 und innere Seitenflächen des Haltebereichs 120 aneinander befestigt sein, so dass ein gleicher Winkel gebildet wird, und somit können die Seitenflächen des Reflektors 600 und die inneren Seitenflächen des Haltebereichs 120 eine gleiche Fläche bilden.
  • Wie zuvor beschrieben ist, kann der Reflektor 600 weggelassen werden, wenn eine Reflektorfunktion des Haltebereichs 120 ausreichend effizient ist.
  • Die optische Platte 300 kann über dem Reflektor 600 angeordnet sein und kann an dem Reflektor 600 mittels eines Befestigungsrings 350 befestigt sein. Die optische Platte 300 umfasst eine Zerstreuungsplatte, einen lichtdurchlässige Platte und einen Filter, wobei die optische Platte 300 an unterschiedlichen Positionen basierend auf ihren Funktionen angeordnet sein kann.
  • Beispielsweise dient die optische Platte 300 einfach als eine lichtdurchlässige Platte, die Lichtstrahlen durchlässt und die LED-Chips innerhalb der optischen Platte 300 schützt, wobei die optische Platte 300 über dem Reflektor 600 angeordnet sein kann. Die optische Platte 300, die als eine lichtdurchlässige Platte dient, kann aus transparentem Glas oder transparentem Kunststoff mit hoher Lichtdurchlässigkeit aufgebaut sein. Wenn ein Reflektor weggelassen ist, kann die optische Platte 300, die als ein lichtdurchlässige Platte dient, auf dem Haltebereich 120 des integral geformten Substrats 100 angeordnet sein.
  • Die optische Platte 300 kann auch als ein Filter zum Durchlassen von Lichtstrahlen auf der Grundlage von Wellenlängen dienen. Die optische Platte 300, die als ein Filter dient, kann über dem Reflektor 600 oder auf dem Haltebereich 120 des integral geformten Substrats 100 angeordnet sein. Die optische Platte 300 kann aus einem beliebigen von diversen Materialien entsprechend den geforderten Filtereigenschaften aufgebaut sein.
  • Die optische Platte 300 kann als eine Zerstreuungsplatte zum Schutz von LED-Chips, zum Zerstreuen von Lichtstrahlen und zur Einstellung von Strahlwinkeln dienen. Die optische Platte 300, die als eine Zerstreuungsplatte dient, kann auf dem Haltebereich 120 des integral geformten Substrats 100 angeordnet sein. Die optische Platte 300, die als eine Zerstreuungsplatte dient, kann als eine Linse entsprechend ihrem Aufbau bezeichnet werden. Ferner kann die optische Platte 300, die als eine Zerstreuungsplatte dient, so ausgebildet sein, dass sie den oberen Teil des Vergussmaterials 180 vollständig abdeckt, wobei die optische Platte 300 mit dem entsprechenden Aufbau als ein Einkapselungsmaterial bezeichnet werden kann. Die optische Platte 300, die als eine Zerstreuungsplatte dient, kann transparentes Epoxid und transparentes Silizium aufweisen, kann die Durchlässigkeit und die Zuverlässigkeit von Lichtstrahlen sichtbarer Wellenlängen beeinflussen und kann die optische Effizienz und die Lichtverteilungseigenschaften auf der Grundlage von Formen oder Strukturen der Aufbringung beeinflussen.
  • Die optische Platte 300 kann in eine Zerstreuungsplatte, eine lichtdurchlässige Platte und einen Filter unterteilt sein, wobei die Zerstreuungsplatte, die lichtdurchlässige Platte und der Filter individuell hergestellt und an gewünschten Positionen angeordnet werden können. Beispielsweise kann die Zerstreuungsplatte auf dem Haltebereich 120 angeordnet werden, wohingegen die lichtdurchlässige Platte und/oder der Filter auf dem Reflektor 600 angeordnet sein können.
  • Die Wärmesenke 200 ist unter dem integral geformten Substrat 100 angeordnet, wobei mehrere Stege für Wärmestrahlung an der unteren Fläche der Wärmesenke 200 angeordnet sein können. Schraub-Nuten 220 können an der Wärmesenke 200 entsprechend zu Schraubbohrungen 122 des integral geformten Substrats 100 ausgebildet sein. Daher kann das integral geformte Substrat 100 an der Wärmesenke 200 mittels Schrauben 170 durch Schraubung befestigt werden. Das integral geformte Substrat 100 kann an der Wärmesenke 200 auf diverse Arten befestigt werden, einschließlich nicht nur einer Schraubbefestigung, sondern auch durch Hakenbefestigung, Schnappbefestigung, und dergleichen. In derartigen Fällen können entsprechende Befestigungsstrukturen an dem integral geformten Substrat 100 und der Wärmesenke 200 ausgebildet sein.
  • Die Wärmestrahlungseffizienz kann auf der Grundlage von Strukturen oder Materialien der Wärmesenke 200 unterschiedlich sein. Wenn die Wärmestrahlungseffizienz beeinträchtigt wird, steigt die Temperatur eines Lichtquellenmoduls an, und somit wird die Zuverlässigkeit des Lichtquellenmoduls beeinträchtigt. Daher kann die Wärmesenke 200 so gestaltet werden, dass sie einen optimalen Wärmestrahlungsaufbau hat, indem ein gut wärmeleitendes Material verwendet wird. Ferner kann in der Wärmesenke 200 eine Technik zur Erzeugung eines erzwungenen Luftstroms auf der Grundlage der Verwendung eines externen Lüfters oder einer externen synchronisierten Strahlstruktur verwendet werden, oder es kann eine Wärmestrahlungstechnik mit Phasenänderung auf der Grundlage der Verwendung einer Wärmeleitung und eine Wärmeverteilung verwendet werden. Ein Gewicht der Wärmesenke 200 kann beispielsweise durch doppelte Umspritzung von Metall und/oder Harz reduziert werden. Ferner kann ein Material für eine Wärmegrenzfläche verwendet werden, um den Kontakt zwischen der Wärmesenke 200 und dem integral geformten Substrat 100 zu verbessern.
  • Obwohl nicht gezeigt, kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner ein Gehäuse zur Aufnahme der Lichtquellenmodule 500 und 500a, des Reflektors 600 und der Wärmesenke 200 aufweisen. Ferner kann eine Leistungstreibereinheit auch in dem Gehäuse angeordnet sein. Gemäß 18 und 19 werden Beleuchtungsvorrichtungen 1000a und 1000b mit einem Gehäuse nachfolgend detailliert beschrieben. Im Falle eines Lichtquellenmoduls gemäß dem Stand der Technik werden ein Halter und ein Reflektor zusammengefügt, nachdem LED-Chips auf einem Substrat montiert sind. Im Falle der Umsetzung eines Lichtquellenmoduls oder eine Beleuchtungsvorrichtung zur Einhaltung gewisser Farbkoordinaten oder eines Farbtemperaturbereichs, beispielsweise ein 3-Stufen Gebiet, kann das 3-Stufen Gebiet erhalten werden, nachdem die LED-Chips auf einem Substrat montiert sind. Wenn ein Substrat mit darauf montierten LED-Chips jedoch auf einem Halter oder einem Reflektor angebracht wird, können Strahlwinkel falsch ausgerichtet sein und es können Defekte an den LED-Chips auftreten, und somit können die Farbkoordinaten verschoben werden und das Lichtquellenmodul oder die Beleuchtungsvorrichtung kann außerhalb des 3-Stufengebiets liegen.
  • Im Falle der Lichtquellenmodule 500 und 500a gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst das integral geformte Substrat 100, das durch Integration des Substratbereichs 110 und des Haltebereichs 120 miteinander gebildet wird, hergestellt, und LED-Chips werden in dem Montagegebiet Am des integral geformten Substrats 100 so montiert, dass sie dem 3-Stufengebiet entsprechen. Da ein Halter oder ein Reflektor in dem integral geformten Substrat 100 enthalten sind, ist kein Befestigungsvorgang erforderlich, nachdem die LED-Chips montiert sind. Daher können mögliche Defekte während der Vorgänge zur Befestigung gemäß dem Stand der Technik hier vollständig vermieden werden, und die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 können die Anforderungen des 3-Stufensgebiets erfüllen.
  • Dabei kann das 3-Stufengebiet das MacAdam-3-Stufengebiet bezeichnen. Die MacAdam-Stufe ist eine Referenz zur Bewertung, ob eine gemessene Farbkoordinate durch das bloße Auge als eine Referenzfarbkoordinate der gleichen Farbe betrachtet wird, und dies kann durch Stufen von 1–7 kategorisiert werden. Je tiefer die MacAdam-Stufe ist, desto näher liegt die gemessene Farbkoordinate an der Referenzfarbkoordinate. Das 3-Stufengebiet kann eine relativ geringe Farbabweichung kennzeichnen, die von normalen Personen kaum erkannt werden kann.
  • Obwohl zuvor beschrieben ist, dass die Beleuchtungsvorrichtung 1000 das integral geformte Substrat 100 der 1 enthält, ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das integral geformte Substrat 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eines der integral geformten Substrate 100a bis 100n der 4 bis 13D anstelle des integral geformten Substrats 100 der 1 umfassen. Wenn ferner die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das integral geformte Substrat 100h, 100h' oder 100i der 10A bis 11 verwendet, kann die Wärmesenke 200 weggelassen werden. Ferner kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000 eines von integral geformten Substraten mit diversen Strukturen aufweisen, in denen ein Haltebereich und/oder ein Verbindungsteil mit einem Substratbereich durch Einlege-Verguss integriert sind, anstelle von integral geformten Substraten, die den zuvor genannten Aufbau besitzen.
  • Die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weisen jeweils das integral geformte Substrat 100 auf, in welchem der Substratbereich 110 und der Haltebereich 120 miteinander integriert bzw. als Einheit ausgebildet sind mittels Einlege-Vergusstechnik, wodurch ein Lichtquellenmodul und eine Beleuchtungsvorrichtung mit vernünftigen Teilestrukturen verwirklicht werden und eine hohe Zuverlässigkeit aufgrund der hochpräzisen und festen Befestigung bei reduzierten Kosten und Bearbeitungszeiten erreicht wird.
  • Da ferner die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf dem integral geformten Substrat 100 basieren, können die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einem standardmäßigen Lichtquellenmodul entsprechen und zeigen keine Farbkoordinatenverschiebung. Daher können ein Lichtquellenmodul und eine Beleuchtungsvorrichtung mit ausgezeichneter Farbqualität verwirklicht werden, und Preise des Lichtquellenmoduls und der Beleuchtungsvorrichtung können wesentlich gesenkt werden.
  • Des Weiteren bieten die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine ausgezeichnete Kompatibilität und Zweckmäßigkeit beim Austausch in einer Gruppe oder eine Beleuchtungsvorrichtung aufgrund des Aufbaus des Haltebereichs 120 des integral geformten Substrats 100. Ferner können die Lichtquellenmodule 500 und 500a und die Beleuchtungsvorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in großem Maßstab auf allgemeine Beleuchtungsvorrichtungen oder Innenbeleuchtungsvorrichtungen angewendet werden, etwa als eine Einbaulichtquelle, ein Reflektor mit vielen Flächen (MR)/parabolischer aluminiumbeschichteter Reflektor (PAR), als ein Kronleuchter, als eine Deckenbeleuchtung, als eine Halterungsleuchte und ein Punktstrahler. Dabei ist eine Einbauleuchte eine Beleuchtungsvorrichtung, die in die Decke eingefügt ist, so dass sie nach unten leuchtet und kann als Hauptbeleuchtungsvorrichtung im Inneren verwendet werden. Eine Deckenbeleuchtung bezeichnet eine Beleuchtungsvorrichtung, die direkt an der Decke ohne eine Kette oder eine Zuleitung angebracht ist, wohingegen eine Halterungsleuchte eine Hilfsbeleuchtungsvorrichtung bezeichnet, die an einer Wand angebracht ist und generell als eine Wandleuchte bezeichnet wird. Ein Punktstrahler ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die einen schmalen Strahlwinkel hat und als Strahler für ein spezielles Zielobjekt verwendet wird.
  • 16 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Lichtquellenmoduls gemäß einer anschaulichen Ausführungsform.
  • 17A bis 17F sind Schnittansichten, die Vorgänge bei der Herstellung eines Lichtquellenmoduls entsprechend dem in 16 gezeigten Flussdiagramm zeigen.
  • Gemäß 16 und 17A wird ein Metallsubstrat 110' hergestellt (Vorgang S110). Das Metallsubstrat 110' kann die Metallschicht 112, eine untere Isolationsschicht 114-1a und eine Metalldünnschicht 116a aufweisen. Die Metallschicht 112, die untere Isolationsschicht 114-1a und die Metalldünnschicht 116a können der Metallschicht 112, der unteren Isolationsschicht (114-1 aus 3C) und der Verdrahtungsschicht 116 des Substratbereichs 110 des integral geformten Substrats 100 aus 1 entsprechen. Daher sind Beschreibungen der Metallschicht 112, der unteren Isolationsschicht 114-1a und der Metalldünnschicht 116a identisch zu den oben angegebenen Beschreibungen des Substratbereichs 110 des integral geformten Substrats 100 aus 1. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Metallschicht 112 aus Al hergestellt werden, die untere Isolationsschicht 114-1a kann aus FR4 und die Metalldünnschicht 116a kann aus Cu hergestellt werden. Jedoch ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt.
  • Gemäß 16 und 17B wird die Verdrahtungsschicht 116 auf dem Metallsubstrat 110' (Vorgang S120) gebildet. Die Verdrahtungsschicht 116 kann hergestellt werden, indem die Metalldünnschicht 116a des Metallsubstrats 110' in eine gewünschte Form strukturiert wird. Wenn die Verdrahtungsschicht 116 hergestellt wird, kann auch ein Elektrodenanschluss (115 aus 3A) gebildet werden. Die Metalldünnschicht 116a kann durch ein von zwei Verfahren strukturiert werden. Beispielsweise umfassen Verfahren zur Strukturierung der Metalldünnschicht 116a ein subtraktives Strukturierungsverfahren und ein additives Strukturierungsverfahren. Das subtraktive Strukturierungsverfahren ist ein Verfahren zur Entfernung eines Teils einer Metalldünnschicht durch Ätzung und kann generell angewendet werden, um Muster bzw. Strukturen mit großer Größe herzustellen, wohingegen das additive Strukturierungsverfahren ein Verfahren ist, um zusätzliche Metallstrukturen auf einer Metalldünnschicht durch Elektroplattierung zu erzeugen, und es kann generell angewendet werden, um eine Feinstruktur zu bilden. Dabei kann das subtraktive Strukturierungsverfahren kostengünstig im Vergleich zu dem additiven Strukturierungsverfahren sein. Daher kann das subtraktive Strukturierungsverfahren für eine PCB für ein Modul verwendet werden, das darin relativ große Strukturmuster ausgebildet hat, wohingegen das additive Strukturierungsverfahren für eine Komponenten-PCB anwendbar ist, das darin kleine Strukturen aufweist, oder kann für eine kostenintensive PCB für eine im großen Maßstab integrierte Schaltung (LSI) verwendet werden.
  • Die Verdrahtungsschicht 116 kann auf dem Metallsubstrat 110' gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch das subtraktive Strukturierungsverfahren hergestellt werden. Jedoch ist das erfindungsgemäße Konzept nicht darauf beschränkt, und die Verdrahtungsschicht 116 kann auf dem Metallsubstrat 110' auch mittels des additiven Strukturierungsverfahrens hergestellt werden.
  • Wie in 17B gezeigt ist, kann die Oberfläche der Metallschicht 112 in dem Montagegebiet Am freigelegt sein. Beispielsweise kann die Oberfläche der Metallschicht 112 freigelegt werden, wenn ein Teil der unteren Isolationsschicht 114-1a in dem Montagegebiet Am entfernt wird. Dabei wird angenommen, das LED-Chips auf dem Montagegebiet Am durch Draht-Bonding montiert werden, wie in 17D gezeigt ist. Wenn LED-Chips in dem Montagegebiet Am durch Flip-Chip-Bonding montiert werden, wird gegebenenfalls die Oberfläche der Metallschicht 112 in dem Montagegebiet Am nicht freigelegt, wie in 12B gezeigt ist. Ferner kann die Verdrahtungsschicht 116 Elektrodenflächen (116p der 12B) aufweisen. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform sind Elektrodenflächen nicht ausgebildet, und ein Teil der internen Verdrahtungen 116w kann als Elektrodenflächen dienen.
  • Die obere Isolationsschicht 114-2, die einen Teil der Verdrahtungsschicht 116 abdeckt, kann auf der unteren Isolationsschicht 114-1 gebildet werden. Die obere Isolationsschicht 114-2 entspricht der oberen Isolationsschicht der 3C und kann beispielsweise aus PSR hergestellt werden. Die untere Isolationsschicht 114-1 und die obere Isolationsschicht 114-2 bilden die Isolationsschicht 114 auf der Metallschicht 112. Der Substratbereich 110 kann fertig gestellt werden, wenn die Isolationsschicht 114 und die Verdrahtungsschicht 116 auf der Metallschicht 112 gebildet werden.
  • Gemäß 16 und 17C wird ein integral geformtes Substrat durch Einlege-Verguss (Vorgang S130) hergestellt. Das integral geformte Substrat kann den Substratbereich 110 und den Haltebereich 120 aufweisen. Das integral geformte Substrat ist identisch zu dem integral geformten Substrat 100 der 1. Ausformungen von inneren Verdrahtungen (125 und 126 der 3B) und eines Verbindungsteils (130 der 3B) sind nachfolgend detailliert beschrieben. Ein Anodenverdrahtungsanschluss (125a der 3B) und eine Anodenverdrahtungsleitung (126a der 3B) werden in einem Formstück bzw. einer Gießform angeordnet, so dass sie physikalisch den Anodenverdrahtungsanschluss (125a der 3B) an einem Anodenanschluss (115a der 3A) anbringen, und ein Kathodenverdrahtungsanschluss (125b der 3B) und eine Kathodenverdrahtungsleitung (126b der 3B) werden in der Gießform so angeordnet, dass der Kathodenverdrahtungsanschluss (125b der 3B) an einem Kathodenanschluss (115b der 3A) angebracht wird. Als nächstes wird ein Einlege-Vergussprozess ausgeführt, und somit kann das integral geformte Substrat 100 hergestellt werden. Das Verbindungsteil (130 der 3B) wird ebenfalls während des Einlege-Vergusses gebildet. Daher werden Teile für das Verbindungsteil (130 der 3B) an einem gewünschten Gebiet angeordnet, und die Anodenverdrahtungsleitung (126a der 3B) und die Kathodenverdrahtungsleitung (126b der 3B) werden so angeordnet, dass sie an den Teilen für das Verbindungsteil befestigt sind.
  • Das integral geformte Substrat gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nicht auf das integral geformte Substrat 100 der 1 beschränkt und kann die Strukturen der integral geformten Substrate der zuvor angegebenen Ausführungsformen haben. Dabei ist in 17C lediglich die Isolationsschicht 114 gezeigt, wohingegen die Verdrahtungsschicht 116 weggelassen ist.
  • Gemäß 16 und 17B wird der mindestens eine LED-Chip 101 in dem Montagegebiet Am montiert bzw. befestigt (Vorgang S140). Der LED-Chip 101 kann durch Draht-Bonding montiert werden. Um genau zu sein, nicht aktive Oberflächen des LED-Chips 101 werden an die Metallschicht 112 des Substratbereichs 110 zunächst durch ein Haftmittel angeheftet und fixiert, und aktive Oberflächen der LED-Chips 101 zeigen nach oben. Als nächstes werden die Drähte 105 mit den Chipflächen, die an den aktiven Oberflächen ausgebildet sind, verbunden. Die LED-Chips 101 werden elektrisch miteinander über die Drähte 105 verbunden und können auch mit einer Elektrodenleitung (116 der 17B) verbunden werden. Daher können die LED-Chips 101 elektrisch mit einer Verdrahtungsschicht (116 der 17B) über die Drähte 105 verbunden werden.
  • Selbstverständlich können die LED-Chips 101 auch mittels Flip-Chip-Bonding montiert werden. In diesem Falle kann ein Substratbereich mit dem Aufbau des Substratbereichs 110b, wie er in 12B gezeigt ist, verwendet werden, und die LED-Chips 101 können physikalisch und elektrisch an den Elektrodenflächen 116p mittels Höker (107 der 14B) angebracht werden. Folglich können die LED-Chips 101 elektrisch mit der Verdrahtungsschicht 116 verbunden werden.
  • Gemäß 16 und 17E werden die LED-Chips 107 durch das Vergussmaterial 180 eingekapselt (Vorgang S150). Das Vergussmaterial 180 kann Phosphore enthalten. Wenn die LED-Chips 101 so gebildet werden, dass sie Phosphore auf Scheibenebene bzw. Waferebene enthalten, enthält das Vergussmaterial gegebenenfalls keinen Phosphore und kann einfach ein transparentes Harz sein. Das Lichtquellenmodul 500 kann fertig gestellt werden, indem die LED-Chips 101 unter Anwendung des Vergussmaterials in der zuvor beschriebenen Weise eingekapselt werden. Das Lichtquellenmodul 500 kann eine optische Platte aufweisen, die auf dem Haltebereich 120 angeordnet ist.
  • Als nächstes kann eine gesamte Beleuchtungsvorrichtung fertig gestellt werden, indem Vorgänge bzw. Bearbeitungsschritte ausgeführt werden, die eine Anordnung einer optischen Platte, Anbringung einer Wärmesenke und Aufnahme des Lichtquellenmoduls 500 in einem Gehäuse beinhalten. Ferner kann ein separater Reflektor wahlweise an dem Lichtquellenmodul 500 angebracht werden.
  • 18 ist eine perspektivische Aufrissansicht der Beleuchtungsvorrichtung 1000a gemäß einer anschaulichen Ausführungsform.
  • Gemäß 18 kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000a das integral geformte Substrat 100, einen Reflektor 600a, die optische Platte 300 und ein Gehäuse 700 aufweisen. Das integral geformte Substrat 100, der Reflektor 600a und die optische Platte 200 sind identisch zu den Komponenten, die zuvor mit Bezug zu 14A bis 14D beschrieben sind. Eine Wärmesenke ist in dem Gehäuse 700 enthalten und ist in 18 nicht gezeigt.
  • Das Gehäuse 700 kann ein oberes Gehäuse 710 und ein unteres Gehäuse 720 aufweisen. Das obere Gehäuse 710 kann das integral geformte Substrat 100, den Reflektor 600a und die optische Platte 300 aufnehmen, wohingegen das untere Gehäuse 720 die Wärmesenke und eine Leistungstreibereinheit aufnehmen kann. Das untere Gehäuse 720 kann eine Leistungsversorgung aufnehmen, etwa eine Primärbatterie oder eine Sekundärbatterie. Ferner kann ein Verbindungsteil zum Anschluss an eine externe Leistungsversorgungseinheit in dem unteren Gehäuse 720 angeordnet sein.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1000a kann eine Punktstrahlerbeleuchtung verwirklichen, indem ein Strahlwinkel des von dem Reflektor 600a ausgesandten Lichtstrahls verkleinert wird.
  • 19 ist eine Schnittansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1000b gemäß einer anschaulichen Ausführungsform.
  • Wie in 19 gezeigt ist, kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000b gemäß der vorliegenden Ausführungsform das integral geformte Substrat 100, die optische Platte 300, die Wärmesenke 200 und ein Gehäuse 700a aufweisen. Das integral geformte Substrat 100, die optische Platte 300 und die Wärmesenke 200 sind identisch zu den Komponenten, die zuvor mit Bezug zu 14A bis 14D beschrieben sind.
  • Das Gehäuse 700a nimmt das integral geformte Substrat 100, die optische Platte 300 und die Wärmesenke 200 auf und kann an einer Wand 800 befestigt sein. In der Beleuchtungsvorrichtung 1000b gemäß der vorliegenden Ausführungsform können Seitenflächen des Gehäuses 700a als ein Reflektor dienen. Daher kann ein Reflektor weggelassen werden. Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform kann ein Reflektor separat hergestellt, an dem integral geformten Substrat 100 angebracht und in dem Gehäuse 700a aufgenommen werden.
  • Obwohl nicht gezeigt, kann ein Verbindungsteil zum Anschluss an eine externe Leistungsversorgungseinheit in dem Gehäuse 700a angeordnet sein. Beispielsweise kann Leistung der Beleuchtungsvorrichtung 1000b zugeführt werden, wenn das Verbindungsteil des Gehäuses 700a elektrisch mit Verdrahtungen verbunden wird, die in der Wand 800 angeordnet sind.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1000b kann in der Decke eingebaut werden, um Licht nach unten auszusenden.
  • 20A und 20B sind eine perspektivische Ansicht und eine perspektivische Aufrissansicht einer Beleuchtungsvorrichtung 1000c gemäß der vorliegenden Ausführungsform, 20C ist eine Schnittansicht eines Lichtquellenmoduls, das in der Beleuchtungsvorrichtung 1000c der 20A verwendet ist, und 20B ist eine beispielhafte Ansicht der Beleuchtungsvorrichtung 1000c der 20a. Zum Zwecke der Erläuterung sind Beschreibungen, die bereits mit Bezug zu 1 bis 3C und 14A bis 14D angegeben sind, gekürzt oder weggelassen.
  • Gemäß 20A bis 20D können grundlegende Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung 1000c gemäß der vorliegenden Ausführungsform ähnlich zu jenen der Beleuchtungsvorrichtung 1000 sein, obwohl der Gesamtaufbau der Beleuchtungsvorrichtung 1000c gemäß der vorliegenden Erfindung sich von der Beleuchtungsvorrichtung 1000 der 14A und 14B unterscheidet. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000c gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Lichtquellenmodul 500b, eine Wärmesenke 200a, eine lichtdurchlässige Abdeckung 400 und ein Gehäuse 700b aufweisen.
  • Das Lichtquellenmodul 500b kann ein integral geformtes Substrat 100o, die LED-Chips 101, das Vergussmaterial 180, das Phosphore enthält, und eine optische Platte 300a aufweisen. Das Lichtquellenmodul 500b kann eine insgesamt rechteckige Struktur besitzen. Daher können das integral geformte Substrat 100o und die optische Platte 300a auch rechteckige Strukturen haben.
  • Obwohl das integral geformte Substrat 100o unterschiedliche Formen in Bezug auf die integral geformten Substrate gemäß den zuvor angegebenen Ausführungsformen aufweisen kann, kann das integral geformte Substrat 100o ebenfalls durch Einlege-Verguss hergestellt werden. Beispielsweise umfasst das integral geformte Substrat 100o einen Substratbereich 110f und einen Haltebereich 120h, wobei der Substratbereich 110f und der Haltebereich 120h rechteckige Struktur besitzen und miteinander durch Einlege-Verguss integriert bzw. als Einheit ausgebildet sind. Daher kann das integral geformte Substrat 100o einen Aufbau haben, in welchem der Substratbereich 110f und der Haltebereich 120h nicht voneinander getrennt sind. Das integral geformte Substrat 100o kann so gebildet sein, dass es eine große Größe besitzt, wobei ein Montagegebiet A''m größer ist als das Montagegebiet Am des integral geformten Substrats 100 der 14A und 14B. Da das Montagegebiet A''m groß ist, kann eine Anzahl der LED-Chips 101, die auf dem Montagegebiet A''m zu montieren sind, erhöht werden.
  • Der Haltebereich 120h kann eine große Größe entsprechend der Größe des Montagegebiets A''m haben, wobei die Seitenflächen Ss benachbart zu dem Montagegebiet A''m den ersten Teil bzw. Bereich Ss1, der in der Nähe des Montagegebiets Am angeordnet ist und in Bezug auf die Oberfläche des Substratbereichs 110f entsprechend einem relativ großen Winkel geneigt ist, und den zweiten Bereich bzw. Teil Ss2 aufweisen können, der in Bezug auf die Oberfläche des Substratbereichs 110f entsprechend einem relativ kleinen Winkel geneigt ist. Der zweite Bereich Ss2 kann als ein Reflektor dienen. Das Verbindungsteil 130 ist an dem Haltebereich 120h ausgebildet, und mehrere Schraubbohrungen sind ebenfalls in dem Haltebereich 120h ausgebildet. Das integral geformte Substrat 100o kann unter Anwendung der mehreren Schraubbohrungen, die in dem Haltebereich 120h ausgebildet sind, durch Schrauben an der Wärmesenke 200a angebracht und befestigt werden.
  • Das Vergussmaterial 180, das Phosphore enthält, kann auf die mehreren LED-Chips 101, die in dem Montagegebiet A''m des Substratbereichs 110f angeordnet sind, aufgebracht werden. Ferner kann die optische Platte 300a auf der oberen Fläche des integral geformten Substrats 100o angeordnet werden, wobei die optische Platte 300a an dem integral geformten Substrat 100o durch einen Befestigungsring 350a befestigt werden kann. Da die optische Platte 300a einen rechteckigen Aufbau besitzt, kann auch der Befestigungsring 350a einen rechteckigen Aufbau besitzen.
  • Die obere Fläche der Wärmesenke 200a kann einen rechteckigen plattenartigen Aufbau haben, so dass das integral geformte Substrat 100o daran befestigt werden kann. Ferner können Führungsleitungen, die hervorstehen, um das integral geformte Substrat 100o aufzunehmen, als ob das integral geformte Substrat 100o dazwischen vergraben angeordnet wäre, an zwei gegenüberliegenden Seiten der oberen Fläche der Wärmesenke 200a ausgebildet sein. Mehrere Stege für die Wärmestrahlung können an der unteren Fläche der Wärmesenke 200a angeordnet sein. Die mehreren Stege haben jeweils eine gefaltete Struktur, um eine Fläche für den Kontakt mit Luft zu maximieren.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1000c gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann als eine Außenbeleuchtungsvorrichtung verwendet werden. Wie beispielsweise in 20D gezeigt ist, kann das Gehäuse 700b das Lichtquellenmodul 500b und die Wärmesenke 200a aufnehmen, und die lichtdurchlässig Abdeckung 400 ist vor dem Lichtquellenmodul 500b angeordnet und an dem Gehäuse 700b befestigt. Folglich kann die Beleuchtungsvorrichtung 1000c als eine Außenbeleuchtungsvorrichtung verwirklicht werden.
  • 21 und 22 sind Ansichten, die Beispiele eines Heimnetzwerkes zeigen, in welchem eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer anschaulichen Ausführungsform verwendet ist.
  • Gemäß 21 und 22 kann das Heimnetzwerk einen drahtlosen Heim-Router 2000, einen Zugangs-Netzwerkkoppler 2010 (oder einen Zugangs-Netzwerkkoppler 3010), ein Zigbee-Modul 2020, eine LED-Leuchte 2030, ein Garagentürschloss 2040, ein drahtloses Türschloss 2050, eine Heimanwendung 2060, ein Funktelefon 2070 (oder ein Funktelefon 3040), einen Wandschalter 2080 und ein Cloud-Netzwerk bzw. eine Netzwerkwolke 2090 aufweisen.
  • Das Heimnetzwerk kann eine Funktion zur automatischen Einschaltung/Ausschaltung der LED-Leuchte 2030 und zur automatischen Einstellung einer Farbtemperatur, CRI, und/oder Helligkeit der LED-Leuchte 2030 gemäß den Bedingungen eines Schlafraum, eines Wohnraums, eines Flures und elektronischen Geräten und der Umgebung oder den Umständen durch Anwendung des drahtlosen Heimnetzwerks, beispielsweise Zigbee, Wi-Fi, und dergleichen ausführen.
  • Wie beispielsweise in 22 gezeigt ist, können auf der Grundlage der Art eines Fernseh-(TV)Programms, das von einem TV 3030 gezeigt wird, oder einer Bildschirmhelligkeit des TV 3030, die Helligkeit, Farbtemperatur und/oder der CRI einer Beleuchtungsvorrichtung 3020B (oder eines Beleuchtungssystems 3020) automatisch über ein Zigbee-Modul 3020A eingestellt werden. Wenn ein TV-Programm, das auf dem TV 3030 gezeigt wird, ein Drama ist, kann eine Farbtemperatur auf einen Wert unterhalb oder gleich 12.000 K, beispielsweise 5000 K, abgesenkt werden, und das Gefühl für Farben wird entsprechend den vorgegebenen Beleuchtungswerten eingestellt, wodurch eine angenehme Atmosphäre erzeugt wird. Wenn andererseits ein TV-Programm auf dem TV 3030 gezeigt wird, das komödiantisch ist, kann ein Heimnetzwerk so konfiguriert sein, dass eine Farbtemperatur auf einen Wert gleich oder höher als 5000 K erhöht wird und eine Beleuchtungsvorrichtung für eine bläulich weiße Beleuchtung entsprechend vorgegebenen Beleuchtungswerten eingestellt wird. Ferner kann ein intelligentes Telefon oder ein Personalcomputer (PC) nicht nur zum Einschalten und Ausschalten einer Beleuchtungsvorrichtung und zur Steuerung der Helligkeit, der Farbtemperatur und/oder des CRI der Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden, sondern auch zur Steuerung von Elektronik, die damit verbunden ist, beispielsweise des TV 3030, eines Kühlschranks, einer Klimaanlage, und dergleichen, auf der Grundlage eines Kommunikationsprotokolls für ein drahtloses Heimnetzwerk, etwa Zigbee, Wi-Fi und „Licht Fidelity (LiFi). Dabei bezeichnet LiFi ein Kommunikationsprotokoll für drahtlose Kurzstreckenkommunikation unter Anwendung sichtbarer Strahlen.
  • Beispielsweise kann eine Beleuchtungsvorrichtung oder ein elektronisches Gerät zuhause unter Anwendung eines intelligenten Telefons gesteuert werden, indem eine Beleuchtungssteuerungsanwendung für ein intelligentes Telefon eingesetzt wird, die ein Farbkoordinatensystem, wie in 15A dargestellt ist, eine Zuordnung eines Sensors, der mit allen Beleuchtungsvorrichtungen verbunden ist, die zuhause installiert sind, in Verbindung mit dem Farbkoordinatensystem unter Anwendung von Zigbee, Wi-Fi oder Li-Fi-Kommunikationsprotokollen (d. h., Anzeige von Positionen, Stromeinstellwerten und Werte für den ein/aus-Zustand von Beleuchtungsvorrichtungen zuhause) anzeigt, wobei eine Beleuchtungsvorrichtung an einer speziellen Position ausgewählt wird und ein Zustandswert im Hinblick auf die Beleuchtungsvorrichtung geändert wird, und wobei ein Zustand der Beleuchtungsvorrichtung auf der Grundlage des geänderten Einstellwertes bzw. Sollwertes geändert wird.
  • Das Zigbee-Modul 2020 und das Zigbee-Modul 3020A können als Einheit in Verbindung mit optischen Sensoren oder einer Licht emittierenden Einrichtung ausgebildet sein.
  • Eine Kommunikationstechnik auf Grundlage sichtbarer Strahlen ist eine drahtlose Kommunikationstechnik zu Übertragung von Daten unter Anwendung von Lichtstrahlen des sichtbaren Wellenlängenbereichs, der von einem menschlichen Auge wahrgenommen werden kann. Die Kommunikationstechnik mit sichtbaren Strahlen unterscheidet sich von kabelgebundenen optischen Kommunikationstechniken und unterscheidet sich ferner von drahtlosen Kommunikationstechniken mit Infrarot-Stahl des Stands der Technik aufgrund der Verwendung von Lichtstrahlen im sichtbaren Wellenlängenbereich. Anders als bei drahtloser Hochfrequenz-(HF)Kommunikation kann die drahtlose Kommunikationstechnik mit sichtbaren Strahlen frei ohne Einschränkungen und Genehmigungen zur Verwendung von Frequenzen eingesetzt werden und zeigt ausgezeichnete physikalische Sicherheit, wobei ein Anwender sichtbar eine Kommunikationsverbindung erkennen kann. Ferner können der ursprüngliche Zweck als eine Lichtquelle und eine Kommunikationsfunktion gleichzeitig unter Anwendung der drahtlosen Kommunikationstechnik mit sichtbaren Strahlen erreicht werden.
  • Ferner kann eine LED-Beleuchtungsvorrichtung als eine Lichtquelle für innen und außen in einem Fahrzeug verwendet werden. Eine LED-Beleuchtung kann als eine Lichtquelle für ein Innenlicht, ein Leselicht oder für ein Armaturenbrett innerhalb eines Fahrzeugs verwendet werden, und kann als eine Lichtquelle für einen Scheinwerfer, ein Bremslicht, einen Blinker, ein Nebellicht, ein Tagfahrtlicht außen am Fahrzeug verwendet werden.
  • Eine LED unter Verwendung eines speziellen Wellenlängenbereichs kann das Wachstum von Pflanzen fördern, die Gefühle einer Person besänftigen oder eine Krankheit kurieren. Eine LED kann eine Lichtquelle für einen Roboter oder für diverse Maschinenanlagen sein. Auf der Grundlage einer geringer Leistungsaufnahme und einer langen Lebensdauer der LED kann eine Beleuchtungsvorrichtung auf der Grundlage eines umweltfreundlichen, neuen erneuerbaren Energiesystems verwirklicht werden, etwa durch eine Solarbatterie und einen Windgenerator.
  • Obwohl einige Ausführungsformen gezeigt und beschrieben sind, erkennt der Fachmann, dass Änderungen an den anschaulichen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Grundgedanken der Offenbarung abzuweichen, deren Schutzbereich in den Ansprüchen und ihren Äquivalenten festgelegt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2015-0039024 [0001]

Claims (24)

  1. Ein Lichtquellenmodul zur Verwendung in einer Beleuchtungsvorrichtung, wobei das Lichtquellenmodul umfasst: ein integral geformtes Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der integral mit dem Substratbereich ausgebildet ist, wobei der Haltebereich mindestens einen Teil einer oberen Fläche des Substratbereichs derart abdeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, und eine reflektierende Oberfläche aufweist, die benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist; und mindestens einen Licht emittierenden Dioden-(LED)Chip, der auf dem Montagegebiet des Substratbereichs befestigt ist.
  2. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine LED-Chip mit einem Vergussmaterial, das Phosphoranteile aufweist, bedeckt ist, und das Lichtquellenmodul eine Chip-auf-Platine-(COB-)Struktur hat.
  3. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der Haltebereich einen Koppler aufweist, der mit einer Wärmesenke und/oder einem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung zu koppeln ist.
  4. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der Substratbereich in einen unteren Teil des Haltebereichs eingeführt ist, und eine untere Fläche des Substratbereichs und eine untere Fläche des Haltebereichs auf einer gleichen Höhe sind oder die untere Fläche des Substratbereichs aus der unteren Fläche des Haltebereichs hervorsteht.
  5. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der Haltebereich nur auf der oberen Fläche des Substratbereichs angeordnet ist.
  6. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der Substratbereich eine Wärmesenke umfasst.
  7. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei ein Verbindungsteil, das elektrisch mit dem mindestens einen LED-Chip verbunden ist, in dem Haltebereich vorgesehen ist.
  8. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der Substratbereich eine Metallschicht, eine Isolationsschicht und eine Verdrahtungsschicht aufweist, und die Metallschicht eine höhere Reflektivität aufweist und in dem Montagegebiet freigelegt ist.
  9. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 8, wobei ein Teil der Verdrahtungsschicht in dem Montagegebiet freigelegt ist.
  10. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei eine optische Platte über der oberen Fläche des Haltebereichs angeordnet ist.
  11. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine LED-Chip mittels Draht-Verbindung oder Flip-Chip-Verbindung befestigt ist.
  12. Eine Beleuchtungsvorrichtung, mit: einem integral geformten Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der integral mit dem Substratbereich vorgesehen ist, wobei der Haltebereich mindestens einen Teil einer oberen Fläche des Substratbereichs so bedeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, und eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich aufweist, wobei der Seitenbereich benachbart zu dem Montagegebiet positioniert ist; mindestens einem Licht emittierenden Dioden-(LED)Chip, der auf dem Montagegebiet befestigt ist; einer optischen Komponente, die über dem Montagegebiet angeordnet ist; und einem Wärmestrahler, der mit einem unteren Teil des integral geformten Substrats gekoppelt ist.
  13. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine LED-Chip von einem Vergussmaterial, das Phosphoranteile enthält, abgedeckt ist, und die optische Komponente eine optische Platte umfasst, wobei die optische Platte über dem Vergussmaterial angeordnet ist und einen Lichtstrahl aus dem mindestens einen LED-Chip durchlässt.
  14. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die optische Platte eine Zerstreuungsplatte, die zur gleichmäßigen Streuung des Lichtstrahls aus dem mindestens einen LED-Chip ausgebildet ist, und/oder eine lichtdurchlässige Platte, die zum Durchlassen des Lichtstrahls und zum Schutz des mindestens einen LED-Chips ausgebildet ist, und/oder einen Filter, der zum Durchlassen des Lichtstrahls entsprechend seiner Wellenlänge ausgebildet ist, umfasst.
  15. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Substratbereich in einen unteren Teil des Haltebereichs eingefügt ist, und die untere Fläche des Substratbereichs und die untere Fläche des Haltebereichs auf gleicher Höhe sind oder die untere Fläche des Substratbereichs aus der unteren Fläche des Haltebereichs hervorsteht.
  16. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein erster Koppler in dem Haltebereich vorgesehen ist, und ein zweiter Koppler, der mit dem ersten Koppler zu koppeln ist, in dem Wärmestrahler vorgesehen ist.
  17. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei eine Leistungsversorgungsleitung, die das Montagegebiet umgibt und elektrisch mit dem mindestens einen LED-Chip verbunden ist, in dem Substratbereich vorgesehen ist, und ein Verbindungsteil, das elektrisch mit der Leistungsversorgungsleitung verbunden ist, in dem Haltebereich vorgesehen ist.
  18. Die Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Substratbereich eine Metallschicht, eine Isolationsschicht und eine Verdrahtungsschicht umfasst, und die Metallschicht eine höhere Reflektivität hat und die Metallschicht und ein Teil der Verdrahtungsschicht in dem Montagegebiet freigelegt sind.
  19. Eine Beleuchtungsvorrichtung, mit: einem integral geformten Substrat mit: einem Substratbereich mit einem Montagegebiet; und einem Haltebereich, der integral mit dem Substratbereich vorgesehen ist, wobei der Haltebereich zumindest einen Teil der oberen Fläche des Substratbereichs derart abdeckt, dass das Montagegebiet freigelegt ist, wobei der Haltebereich eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich, der benachbart zu dem Montagegebiet positioniert ist, und ein Verbindungsteil aufweist, das elektrisch mit Verdrahtungen des Substratbereichs verbunden ist; mindestens einem Licht emittierenden Dioden-(LED)Chip, der auf dem Montagegebiet befestigt ist; einer optischen Komponente, die über dem Montagegebiet angeordnet ist; und einem Gehäuse, das ausgebildet ist, das integral geformte Substrat, den mindestens einen LED-Chip und die optische Komponente aufzunehmen.
  20. Ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtquellenmoduls zur Verwendung in einer Beleuchtungsvorrichtung, wobei das Verfahren umfasst: Herstellen eines Metallsubstrats; Bereitstellen einer Verdrahtungsschicht auf dem Metallsubstrat; Integrieren des Metallssubstrats und eines Haltebereichs miteinander durch einen Einlege-Vergussprozess derart, dass der Haltebereich mindestens einen Teil des Metallssubstrats so abdeckt, dass ein Montagegebiet des Metallssubstrats freigelegt wird, und dass eine reflektierende Oberfläche an einem Seitenbereich des Haltebereichs bereitgestellt wird, wobei der Seitenbereich des Haltebereichs benachbart zu dem Montagegebiet angeordnet ist; Montieren mindestens eines Licht emittierenden Dioden-(LED-)Chips auf dem Montagegebiet; und Einkapseln des mindestens einen LED-Chips unter Anwendung eines Vergussmaterials.
  21. Ein Lichtquellenmodul mit: einem integral geformten Substrat mit einem ersten Gebiet, auf welchem mindestens ein Licht emittierender Dioden-(LED-Chip befestigt ist, und mit einem zweiten Gebiet, das das erste Gebiet umgibt, wobei das erste Gebiet und das zweite Gebiet heterogene Materialien aufweisen und das erste Gebiet und das zweite Gebiet als Einheit durch Einlege-Verguss bereitgestellt sind.
  22. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 21, wobei das erste Gebiet auf einer oberen Fläche eines Metallssubstrats vorgesehen ist, und das zweite Gebiet Seitenflächen des Metallssubstrats und zumindest einen Teil der oberen Fläche des Metallssubstrats bedeckt.
  23. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 22, wobei eine Oberfläche des zweiten Gebiets einen Teil aufweist, der in Bezug auf die Oberfläche des Metallssubstrats geneigt ist, wobei der Teil des zweiten Gebiets Reflektivität besitzt.
  24. Das Lichtquellenmodul nach Anspruch 21, wobei ein Koppler, der mit einer Wärmesenke zu koppeln ist, in dem zweiten Gebiet vorgesehen ist.
DE102016204604.7A 2015-03-20 2016-03-21 Beleuchtungsmodul, Beleuchtungsvorrichtung mit vergossenem Substrat des Ein-Körper-Typs und Verfahren zur Herstellung des Beleuchtungsmoduls Withdrawn DE102016204604A1 (de)

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