DE10216008A1 - LED-Lampe - Google Patents

LED-Lampe

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DE10216008A1
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Yuji Takahashi
Koichi Kaga
Hideaki Kato
Tadaaki Ikeda
Michio Miyawaki
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Panasonic Holdings Corp
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

Bei der erfindungsgemäßen LED-Lampe ist eine Zener-Diode auf einer Kupferplatte montiert und ein lichtemittierendes Element auf GaN-Basis ist auf der Zener-Diode montiert, wobei eine Elektrode des Elements nach unten orientiert ist. Zwei Zener-Dioden nahe am Zentrum der LED-Lampe sind auf einer gemeinsamen Kupferplatte montiert, wodurch die beiden lichtemittierenden Elemente in Reihe verbunden werden. Demgemäß ist eine Zener-Diode mit jeweils einer der beiden Zener-Dioden durch einen Draht verbunden, der als leitfähiges Element dient. Vier lichtemittierende Elemente sind in Reihe miteinander verbunden, wodurch eine Schaltungskonfiguration vervollständigt wird. Auf diese Weise ermöglicht die Verwendung der Zener-Diode für Verbindungszwecke eine Verringerung der minimalen Anzahl an erforderlichen Drähten. Es ist besser, den Draht mit den oberen Flächen der Zener-Dioden zu verbinden, wodurch das Erfordernis eines redundanten Verdrahtungsraums vermieden wird und eine Miniaturisierung der LED-Lampe ermöglicht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lichtemittierende Dioden-Lampe (nachstehend als "LED-Lampe" abgekürzt), bei der eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen, eine Verdrahtungs-Montagebasis (sub-mount) für die elektrische Verbindung der lichtemittieren­ den Elemente und ein Draht in einem Gehäuse untergebracht sind, das aus einem syntheti­ schen Harz oder dergleichen hergestellt ist, und mit einem Material wie z. B. einem licht­ durchlässigen transparenten Epoxidharz eingekapselt sind. In dieser Beschreibung wird ein LED-Chip selbst als "lichtemittierendes Element" bezeichnet und die gesamte lichtemittie­ rende Vorrichtung, die eine Mehrzahl von darauf montierten LED-Chips aufweist, wird als "lichtemittierende Dioden-Lampe" oder "LED-Lampe" bezeichnet.
Bei der Konstruktion eines LED-Anwendungsprodukts ist es bezüglich der Optik bevorzugt, eine LED so zu konstruieren, dass sie einer Punktlichtquelle möglichst nahe kommt. Die Mi­ niaturisierung einer LED-Lampe in Form eines SMD-Gehäuses (SMD = surface mount de­ vice = Oberflächenmontageelement) als 2-in-1-Gehäuse (zwei lichtemittierende Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht), 3-in-1-Gehäuse (drei lichtemittierende Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht) und 4-in-1-Gehäuse (vier lichtemittierende Elemente sind in einem Gehäuse untergebracht) wurde untersucht.
Wenn der Versuch gemacht wird, eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen auf GaN- Basis in Reihe zu verbinden und die Elemente in ein einzelnes Gehäuse einzukapseln, ist eine Mehrzahl von Golddrähten für Verbindungszwecke erforderlich. Ferner wird ein Raum zur Verbindung der Golddrähte benötigt, was die Miniaturisierung des Gehäuses erschwert. Wenn eine LED miniaturisiert wird, dann wird sich die Wärmeableitungsleistung der LED verschlechtern. Als Folge werden die lichtemittierenden Elemente heiß, was die Leuchteffi­ zienz der LED-Lampe verschlechtert.
Ferner wurden LED-Lampen in Form eines SMD-Gehäuses bisher als Lichtquelle für die Hintergrundbeleuchtung eingesetzt. Die Lampe wird hergestellt durch Einlegen einer Mehr­ zahl von Metallleitungen (Metall-Anschlussbeine) in ein Gehäuse, das aus einem syntheti­ schen Harz durch Spritzgießen hergestellt worden ist; Verbinden einer Mehrzahl von licht­ emittierenden Elementen mit einer der Leitungen; elektrisch Verbinden der lichtemittierenden Elemente mit anderen Leitungen durch Drahtbonden und Einkapseln des gesamten Gehäu­ ses mit einem transparenten Epoxidharz oder dergleichen. Ein Beispiel einer solchen LED- Lampe des Standes der Technik wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 12A, 12B und 13 beschrieben.
Wie es in Fig. 12A gezeigt ist, ist eine LED-Lampe 51 aus einem Gehäuse 52 zusammenge­ setzt, das aus einem synthetischen Harz hergestellt ist, und eine Metallleitung 53 ist in eine obere Hälfte eines Öffnungsabschnitts 52a des Gehäuses 52 eingesetzt und erstreckt sich von dem linken Ende des Öffnungsabschnitts 52a über das rechte Ende davon. Insgesamt 5 lichtemittierende Elemente sind auf der Leitung 53 montiert, nämlich zwei rotes Licht emittie­ rende Elemente R1, R2, zwei grünes Licht emittierende Elemente G1, G2 und ein blaues Licht emittierendes Element B1. Fünf Leitungen 54a, 54b, 54c, 54d und 54e sind in eine un­ tere Hälfte des Öffnungsabschnitts 52a des Gehäuses 52 eingesetzt, während sie von der Leitung 53 beabstandet sind. Die Leitungen 53 und 54a bis 54e und das Gehäuse 52 sind einstückig ausgebildet, und zwar durch Einsetzen der Leitungen 53 und 54a bis 54e in ein Formwerkzeug, das zum Spritzgießen des Gehäuses 52 verwendet wird, und Zweistufen- Spritzgießen (insertion molding) des Gehäuses 52.
Die fünf lichtemittierenden Elemente sind auf die folgende Weise elektrisch miteinander ver­ bunden. Da die Anodenelektroden der rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 auf deren Rückseiten bereitgestellt sind, sind die rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 auf der Leitung 53 mittels einer Silberpaste montiert, wodurch die Anodenelektroden der rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 mit der Leitung 53 verbunden werden. Kathodenelektroden der rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 sind an deren Vorderseite bereitgestellt. Folg­ lich ist das Element R1 mit einem Draht 55 mit der Leitung 54a verbunden (bonded) und das Element R2 ist mit einem Draht 55 mit der Leitung 54e verbunden. Die grünes Licht emittie­ renden Elemente G1, G2 auf GaN-Basis und das blaues Licht emittierende Element B1 wei­ sen Kathoden- und Anodenelektroden an ihren Vorderseiten auf. Alle Anodenelektroden der Elemente G1, G2 und B1 sind mit Drähten 55 mit den unteren Vorsprüngen der Leitung 53 verbunden. Die Kathodenelektroden der Elemente G1, G2 und B1 sind mit Drähten 55 mit den Leitungen 54b, 54c und 54d verbunden. Wie es Fig. 12B gezeigt ist, ist der Öffnungsab­ schnitt 52a des Gehäuses 52 mit einem transparenten Epoxidharz 56 gefüllt und verschlos­ sen.
Fig. 13 zeigt die elektrische Verbindung der so verbundenen fünf lichtemittierenden Elemen­ te in Form eines Schaltungsdiagramms. Wie es in Fig. 13 gezeigt ist, weist die LED-Lampe 51 eine gemeinsame Anodenschaltung auf, bei der die Leitung 53 als Anodenanschluss verwendet wird. Eine solche elektrische Schaltung ermöglicht eine Verminderung der Anzahl von Anschlüssen, wodurch die LED-Lampe 51 miniaturisiert wird.
Bezüglich einer solchen LED-Lampe, insbesondere einer LED-Lampe für Hintergrundbe­ leuchtungszwecke, besteht ein starker Bedarf für eine LED mit einem niedrigeren Gehäuse­ öffnungsprofil, einem niedrigeren Profil der äußeren Gestalt der Lampe, einer höheren Inten­ sität und einer überlegenen Wärmeableitungsleistung. Im Gegensatz dazu erfordert die LED- Lampe 51 des Standes der Technik einen großen Verdrahtungsraum, um eine Schaltung mit gemeinsamer Anode zu realisieren. Zu diesem Zweck wird die Dicke des Öffnungsabschnitts (d. h. der Länge in Längsrichtung) groß gemacht. Wie es in Fig. 12B gezeigt ist, müssen die unteren Leitungen 54a bis 54e nach hinten gebogen werden. Dabei neigt dann, wenn ein Abschnitt 52b, der die Leitung 54 des Gehäuses 52 hält, dünn ist, der Abschnitt 52b zum Brechen. Folglich muss der Abschnitt 52b, der eine Leitung hält, eine bestimmte minimale Dicke aufweisen. Demgemäß wurde die gesamte äußere Gestalt des Gehäuses 52 dick. Da alle lichtemittierenden Elemente R1, R2, G1, G2 und B1 auf einer Leitung 53 montiert sind, gibt es keine Alternative zur Ableitung der durch die lichtemittierenden Elemente erzeugten Wärme durch die Leitung 53. Folglich besteht bei der LED-Lampe sogar ein Problem bezüg­ lich der Wärmeableitung.
Die vorstehend genannten Probleme werden durch die LED-Lampe gemäß den Ansprüchen 1, 14 und 15 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen an­ gegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt eine LED-Lampe bereit, die miniaturisiert und schlank ge­ macht werden kann und die bezüglich der Wärmeableitungsleistung und -intensität durch Verringerung der Anzahl von leitfähigen Elementen, einschließlich der Drähte für Verbin­ dungszwecke, überlegen ist.
Bei der LED-Lampe gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung sind die lichtemittieren­ den Elemente durch eine Elektrode von jedem der Elemente und durch die Montagebasen (sub-mounts) elektrisch verbunden. Folglich kann die Anzahl der leitfähigen Elemente, die zur Verbindung der lichtemittierenden Elemente verwendet werden, verringert werden. Die verbleibenden Elektroden der jeweiligen lichtemittierenden Elemente werden durch die Mon­ tagebasen und durch die Verwendung eines leitfähigen Elements miteinander verbunden, wodurch alle lichtemittierenden Elemente in Reihe miteinander verbunden sind. Folglich ist kein zusätzlicher Raum zum Verbinden der leitfähigen Elemente erforderlich, wodurch die gesamte LED-Lampe miniaturisiert wird. Ferner sind die lichtemittierenden Elemente im Ge­ gensatz zu einer LED-Lampe des Standes der Technik, bei der alle lichtemittierenden Ele­ mente auf einer einzelnen Leitung montiert sind, auf separaten Montagebasen für Verbin­ dungszwecke montiert. Folglich wird die Wärmeableitungsleistung der LED-Lampe beträcht­ lich verbessert. Es kann das Auftreten eines steilen Abfalls der Leuchteffizienz selbst eines rotes Licht emittierenden Elements verhindert werden, der ansonsten bei hoher Temperatur verursacht werden würde, was zu einem Anstieg der Intensität der LED-Lampe beiträgt. Da alle lichtemittierenden Elemente in Reihe verbunden sind, wird der Aufwand bei der Kon­ struktion einer Treiberschaltung vermindert.
Auf diese Weise wird die LED-Lampe miniaturisiert und es wird eine LED-Lampe bereitge­ stellt, deren Treiberschaltung leicht konstruiert werden kann und die eine überlegene Wär­ meableitungsleistung aufweist.
Im Gegensatz zu einer LED-Lampe des Standes der Technik, bei der alle lichtemittierenden Elemente auf einer einzelnen Leitung montiert sind, sind die lichtemittierenden Elemente gemäß Anspruch 2 der vorliegenden Erfindung auf separaten Montagebasen für Verbin­ dungszwecke montiert. Folglich wird die Wärmeableitungsleistung der LED-Lampe beträcht­ lich verbessert. Es kann das Auftreten eines steilen Abfalls der Leuchteffizienz selbst eines rotes Licht emittierenden Elements verhindert werden, der ansonsten bei hoher Temperatur verursacht werden würde, was zu einem Anstieg der Intensität der LED-Lampe beiträgt.
Wenn die lichtemittierenden Elemente gemäß Anspruch 3 der vorliegenden Erfindung mit lichtdurchlässigem Material eingekapselt werden, dann wird von den lichtemittierenden Ele­ menten etwa doppelt so viel Licht abgegeben wie bei einer LED-Lampe, deren lichtemittie­ renden Elemente nicht eingekapselt sind. Die Verschlechterung der lichtemittierenden Ele­ mente, der Montagebasen und der leitfähigen Elemente werden durch das Einkapseln ver­ hindert. Als Folge der Anordnung der lichtemittierenden Elemente, der Montagebasen und der leitfähigen Elemente in einem Gehäuse wird eine LED-Lampe bereitgestellt, die einfach in verschiedenen Produkten angewandt werden kann.
Die lichtemittierenden Elemente sind auf den Montagebasen montiert, während ihre Elektro­ den nach unten orientiert sind. Die Montagebasen, die gemäß Anspruch 4 der vorliegenden Erfindung zueinander eine umgekehrte Polarität aufweisen, sind miteinander verbunden. Als Folge sind die lichtemittierenden Elemente in Reihe miteinander verbunden. Die verbleiben­ den Elektroden sind durch die Montagebasen und durch die Verwendung der leitfähigen E­ lemente miteinander verbunden, wodurch eine Reihenverbindung zwischen den lichtemittie­ renden Elementen vervollständigt wird.
Durch eine solche Konfiguration kann die Anzahl der leitfähigen Elemente, die zur Verbin­ dung der lichtemittierenden Elemente verwendet werden, verringert werden und zusätzlicher Raum zur Verbindung der leitfähigen Elemente ist nicht erforderlich, wodurch die gesamte LED-Lampe miniaturisiert wird. Ferner sind im Gegensatz zu einer LED-Lampe des Standes der Technik, bei der alle lichtemittierenden Elemente auf einer einzelnen Leitung montiert sind, die lichtemittierenden Elemente auf separaten Montagebasen für Verbindungszwecke montiert. Folglich wird die Wärmeableitungsleistung der LED-Lampe verbessert. Es kann das Auftreten eines steilen Abfalls der Leuchteffizienz selbst eines rotes Licht emittierenden Ele­ ments verhindert werden, der ansonsten bei hoher Temperatur verursacht werden würde, was zu einem Anstieg der Intensität der LED-Lampe beiträgt. Da alle lichtemittierenden Ele­ mente in Reihe verbunden sind, wird der Aufwand bei der Konstruktion einer Treiberschal­ tung vermindert.
Auf diese Weise wird die LED-Lampe miniaturisiert und es wird eine LED-Lampe bereitge­ stellt, deren Treiberschaltung leicht konstruiert werden kann und die eine überlegene Wär­ meableitungsleistung aufweist.
Gemäß Anspruch 5 der vorliegenden Erfindung sind die Montagebasen Zener-Dioden.
Dadurch werden die lichtemittierenden Elemente vor abrupten Spannungsänderungen ge­ schützt, da die lichtemittierenden Elemente auf den Zenerdioden montiert sind. Folglich wird eine stabilisierte LED-Lampe erhalten.
Gemäß Anspruch 6 der vorliegenden Erfindung entsprechen die Montagebasen leitfähigen Substraten.
Demgemäß werden die lichtemittierenden Elemente auf den Montagebasen montiert, wäh­ rend ihre Elektroden nach unten orientiert sind. Die Montagebasen werden miteinander ver­ bunden, wodurch die lichtemittierenden Elemente in Reihe verbunden werden. Folglich wer­ den die verbleibenden Elektroden durch die Verwendung der leitfähigen Elemente miteinan­ der verbunden, wodurch eine Reihenverbindung zwischen den lichtemittierenden Elementen vervollständigt wird. Folglich kann die Anzahl der leitfähigen Elemente, die zur Verbindung der lichtemittierenden Elemente verwendet werden, verringert werden und zusätzlicher Raum zur Verbindung der leitfähigen Elemente ist nicht erforderlich, wodurch die gesamte LED-Lampe miniaturisiert wird. Ferner sind im Gegensatz zu einer LED-Lampe des Standes der Technik, bei der alle lichtemittierenden Elemente auf einer einzelnen Leitung montiert sind, die lichtemittierenden Elemente auf separaten Montagebasen für Verbindungszwecke montiert. Folglich wird die Wärmeableitungsleistung der LED-Lampe verbessert. Es kann das Auftreten eines steilen Abfalls der Leuchteffizienz selbst eines rotes Licht emittierenden Ele­ ments verhindert werden, der ansonsten bei hoher Temperatur verursacht werden würde, was zu einem Anstieg der Intensität der LED-Lampe beiträgt. Da alle lichtemittierenden Ele­ mente in Reihe verbunden sind, wird der Aufwand bei der Konstruktion einer Treiberschal­ tung vermindert.
Auf diese Weise wird die LED-Lampe miniaturisiert und es wird eine LED-Lampe bereitge­ stellt, deren Treiberschaltung leicht konstruiert werden kann und die eine überlegene Wär­ meableitungsleistung aufweist.
Bei der runden LED-Lampe des diskreten Typs gemäß Anspruch 14 der vorliegenden Erfin­ dung sind lichtemittierende Dioden auf Dioden montiert, die eine umgekehrte Polarität zuein­ ander aufweisen, während Elektroden der lichtemittierenden Elemente nach unten orientiert sind. Die elektrische Verbindung zwischen den lichtemittierenden Elementen kann durch Verbinden von oberen Flächen der Dioden durch die Verwendung eines leitfähigen Elements hergestellt werden. Folglich können zwei lichtemittierende Elemente auf zwei Auflagen mon­ tiert werden, in die ein konkaver Reflexionsspiegel aufgeteilt ist. Folglich kann eine runde LED-Lampe mit einer Helligkeit, die etwa dem zweifachen der Helligkeit einer LED-Lampe des Standes der Technik entspricht, einfach hergestellt werden. Zwei lichtemittierende Ele­ mente sind auf den oberen Enden von getrennten Leitungen montiert und somit weisen die lichtemittierenden Elemente eine überlegene Wärmeableitungsleistung auf.
Auf diese Weise wird eine LED-Lampe mit einer Helligkeit bereitgestellt, die etwa dem zwei­ fachen der Helligkeit einer LED-Lampe des Standes der Technik entspricht, die eine überle­ gene Wärmeableitungsleistung aufweist und die das Auftreten eines Abfalls der Leuchteffi­ zienz verhindern kann.
Bei der LED-Lampe gemäß Anspruch 15 der vorliegenden Erfindung sind zwei lichtemittie­ rende Elemente in einem miniaturisierten, mit Kunststoff eingekapselten Gehäuse unterge­ bracht, das keinen Raum für redundante leitfähige Elemente erfordert. Folglich wird eine LED-Lampe mit einer Helligkeit bereitgestellt, die etwa dem zweifachen der Helligkeit einer LED-Lampe des Standes der Technik entspricht und die oberflächenmontiert werden kann. Ferner sind die lichtemittierenden Elemente auf den Leitungen in einer eins-zu-eins- Beziehung montiert und folglich ist die LED-Lampe auch bei der Wärmeableitungsleistung überlegen.
Auf diese Weise wird eine LED-Lampe mit einer Helligkeit bereitgestellt, die etwa dem zwei­ fachen der Helligkeit einer Oberflächenmontage-LED-Lampe des Standes der Technik ent­ spricht, die eine überlegene Wärmeableitungsleistung aufweist und die das Auftreten eines Abfalls der Leuchteffizienz verhindern kann.
Bei der LED-Lampe gemäß den Ansprüchen 14 und 15 der vorliegenden Erfindung können die Dioden Zener-Dioden sein.
Dadurch werden die lichtemittierenden Elemente vor abrupten Spannungsänderungen ge­ schützt, da die lichtemittierenden Elemente auf den Zenerdioden montiert sind. Folglich wird eine stabilisierte LED-Lampe erhalten.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine LED-Lampe mit einem Gehäuse bereit, in dem eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen mit einem licht­ durchlässigen Material eingekapselt ist, wobei die Lampe umfasst: Eine Mehrzahl von unab­ hängigen leitfähigen Leitungen (erste Leitung), die zur Montage der lichtemittierenden Ele­ mente verwendet wird, wobei obere Enden der Leitungen durch ein oberes Ende des Ge­ häuses gegriffen und gehalten werden und wobei untere Enden der Leitungen von einem unteren Ende des Gehäuses gegriffen und gehalten werden, so dass sie über eine untere Oberfläche des Gehäuses hinausragen; zusätzliche einzelne Leitungen (zweite Leitung), die an den jeweiligen Seiten der Leitungen oder an einer Seite der Leitungen bereitgestellt sind, wobei untere Enden der zusätzlichen einzelnen Leitungen durch das obere Ende des Ge­ häuses gegriffen und gehalten werden, und wobei untere Enden der zusätzlichen einzelnen Leitungen durch das untere Ende des Gehäuses gegriffen und gebogen werden, so dass sie über die untere Oberfläche des Gehäuses hinausragen; und einen Draht, der mit Anoden oder Kathoden der jeweiligen lichtemittierenden Elemente verbunden ist und der an einem Ende mit den zusätzlichen einzelnen Leitungen verbunden ist, wodurch eine Schaltungskon­ figuration mit gemeinsamer Anode oder gemeinsamer Kathode erhalten wird. Dabei entspre­ chen das Gehäuse und die Leitungen dem Gehäuse und dem leitfähigen Element in der LED-Lampe gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung.
Bei der LED-Lampe mit der vorstehenden Konfiguration werden die Mehrzahl von leitfähigen Leitungen, die zur Montage der lichtemittierenden Elemente verwendet werden, und die zu­ sätzlichen einzelnen Leitungen, die an einer oder beiden Seiten der Leitungen bereitgestellt sind, an oberen Enden davon durch das obere Ende des Gehäuses gegriffen und gehalten und an unteren Enden davon durch das untere Ende des Gehäuses gegriffen und gehalten. Eine Belastung, die ausgeübt wird, wenn die Leitungen bezüglich des Gehäuses nach hinten gebogen werden, kann von zwei Bereichen aufgenommen werden, nämlich dem oberen und dem unteren Ende des Gehäuses. Als Folge kann selbst dann, wenn der untere Endab­ schnitt des Gehäuses dünn gemacht wird, das Gehäuse der Belastung ohne ein Zerbrechen ausreichend widerstehen. Folglich kann die äußere Gestalt des Gehäuses schlank gemacht werden.
Eine Schaltungskonfiguration mit gemeinsamer Anode oder Kathode zur Miniaturisierung einer LED-Lampe durch Verringerung der Anzahl von Anschlüssen wird dadurch erreicht, dass Anoden- oder Kathodenseiten der lichtemittierenden Elemente eine nach der anderen durch die Verwendung eines Drahts miteinander verbunden werden, und dass die Enden des Drahts mit den jeweiligen zusätzlichen einzelnen Leitungen verbunden werden. Folglich wird das Erfordernis eines Verdrahtungsraums zur Herstellung einer Schaltung mit gemein­ samer Anode oder Kathode vermieden. Folglich kann der Öffnungsabschnitt des Gehäuses schlank gemacht werden. In Verbindung mit einer Verringerung der Dicke des unteren Endes des Gehäuses kann die äußere Gestalt des Gehäuses schlanker gemacht werden.
Da Metallleitungen, die zur Montage der lichtemittierenden Elemente verwendet werden, voneinander unabhängig sind, ist die erfindungsgemäße LED-Lampe bezüglich der Wärme­ ableitung einer LED-Lampe des Standes der Technik überlegen, bei der alle lichtemittieren­ den Elemente auf einer einzelnen Leitung montiert sind. Als Folge kann ein Abfall der Leuchteffizienz verhindert werden, der ansonsten bei einem rotes Licht emittierenden Ele­ ment oder dergleichen, bei dem die Leuchteffizienz bei hoher Temperatur steil abfällt, auftre­ ten würde, wodurch ein Beitrag zur Verstärkung der Intensität der LED-Lampe erhalten wird.
Wie vorstehend erwähnt kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öffnungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht.
Bei der LED-Lampe gemäß Anspruch 8 der vorliegenden Erfindung ragen die unteren Enden der Leitungen, mit Ausnahme der unteren Enden der Leitungen, die an beiden lateralen En­ den angeordnet sind, über die untere Oberfläche des Gehäuses hinaus und sind weiter ge­ bogen und erstrecken sich entlang einer hinteren Oberfläche des Gehäuses, und die unteren Enden der zusätzlichen einzelnen Leitungen, die über die untere Oberfläche des Gehäuses hinausragen, sind so gebogen, dass sie sich lateral erstrecken, und die unteren Enden der zusätzlichen einzelnen Leitungen ragen entlang beider Seitenflächen des Gehäuses hinaus. Folglich ist die LED-Lampe an ihren beiden Enden positioniert, wenn sie auf einer Platte durch Löten oder dergleichen montiert wird. Folglich bleibt die LED-Lampe stationär, wo­ durch eine Montagepräzision sichergestellt wird.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht und welche die Montage erleichert.
Gemäß Anspruch 9 der vorliegenden Erfindung werden zum Aufbau einer LED-Lampe licht­ emittierende Elemente der Primärfarben verwendet, d. h. ein rotes Licht emittierendes Ele­ ment, ein grünes Licht emittierendes Element und ein blaues Licht emittierendes Element. Die LED-Lampe emittiert weißes Licht und kann folglich als Lichtquelle für Hintergrundbe­ leuchtungszwecke verwendet werden. Da der Öffnungsabschnitt des Gehäuses und die äu­ ßere Gestalt des Gehäuses schlanker gemacht werden, wird auch die Effizienz des Lichtein­ tritts in eine Lichtführungsplatte verbessert, die für die Hintergrundbeleuchtung verwendet wird, wodurch ein Beitrag zur Verbesserung der Intensität des Hintergrundlichts geleistet wird.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht und die eine Verbesserung der Intensität als Hintergrundlicht ermöglicht.
Da die rotes und grünes Licht emittierenden Elemente eine niedrigere Intensität aufweisen als das blaues Licht emittierende Element, kann ein Ausgleich zwischen den drei Farben gemäß Anspruch 10 der vorliegenden Erfindung durch die Verwendung von zwei rotes Licht emittierenden Elementen und zwei grünes Licht emittierenden Elementen erreicht werden, wodurch weißes Licht in einem ausgewogenen Zustand der thermischen Belastung erzeugt werden kann. Da das grünes Licht emittierende Element bezüglich der Leuchteffizienz dem blaues Licht emittierenden Element überlegen ist, ist das grünes Licht emittierende Element für eine Anwendung geeignet, bei der ein grünliches weißes Licht erforderlich ist oder für eine Anwendung, bei der eine geringe Leistung erwünscht ist.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht und die für eine Anwendung geeignet ist, bei der ein grünliches weißes Licht erforderlich ist oder für eine Anwendung, bei der eine geringe Leistung erwünscht ist.
Die Verwendung von zwei blaues Licht emittierenden Elementen gemäß Anspruch 11 der vorliegenden Erfindung führt zur Erzeugung eines bläulichen weißen Lichts mit einer ausge­ wogenen thermischen Belastung. Auf diese Weise wird eine LED-Lampe erhalten, die für eine Anwendung optimal ist, bei der ein bläuliches weißes Licht erforderlich ist.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht und die für eine Anwendung geeignet ist, bei der ein bläuliches weißes Licht erforderlich ist.
In der LED-Lampe gemäß Anspruch 12 der vorliegenden Erfindung sind die grünes und blaues Licht emittierenden Elemente mit zwei Elektroden verbunden, die auf den Oberseiten der jeweiligen, auf der Leitung montierten Zener-Dioden bereitgestellt sind, und zwar unter Verwendung von Goldbondhügeln, während die Elektrodenseiten der Elemente nach unten orientiert sind. Eine Schaltung mit gemeinsamer Kathode oder Anode kann durch Verbinden eines Draht mit den Oberseiten der Zener-Dioden erreicht werden. Dadurch wird das Erfor­ dernis eines großen Verdrahtungsraums vermieden, wodurch die Dicke des Öffnungsab­ schnitts des Gehäuses verschlankt wird. Im Zusammenhang mit der Verschlankung des un­ teren Endes des Gehäuses kann die äußere Gestalt des Gehäuses verschlankt werden. Ferner werden Saphirsubstrate der grünes und blaues Licht emittierenden Elemente, die zu ihren Elektrodenseiten hin umgekehrt sind, als Oberseiten genommen. Als Folge weisen die grünes und blaues Licht emittierenden Elemente eine höhere Intensität auf, als dies der Fall ist, wenn transparente Elektrodenseiten der grünes und blaues Licht emittierenden Elemente als obere Flächen genommen werden, wodurch die Gesamtintensität der LED-Lampe erhöht wird.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht.
Da die Anodenseite des rotes Licht emittierenden Elements eine höhere Intensität aufweist als die Kathodenseite desselben, wird das rotes Licht emittierende Element gemäß Anspruch 13 der vorliegenden Erfindung auf der Leitung montiert, während deren Anodenseite als obe­ re Fläche genommen wird. Als Folge kann die Gesamtintensität der LED-Lampe erhöht wer­ den.
Auf diese Weise kann eine LED-Lampe realisiert werden, die eine Verschlankung des Öff­ nungsabschnitts eines Gehäuses, eine Verschlankung der äußeren Gestalt eines Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung ermöglicht.
In den beigefügten Zeichnungen ist
Fig. 1A eine Längs-Querschnittsansicht, die schematisch eine Schaltungskonfiguration einer LED-Lampe gemäß der ersten Ausführungsform zeigt und Fig. 1 B eine Draufsicht, welche die Gesamtkonfiguration der LED-Lampe zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine LED-Lampe in einem SMD-Gehäuse zeigt, bei der die LED-Lampe gemäß der ersten Ausführungsform verwendet worden ist;
Fig. 3A eine Draufsicht, welche die Konfiguration einer vollständigen LED-Lampe gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt und Fig. 3B eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 3A gezeigten Linie B-B;
Fig. 4A eine Draufsicht, welche die Konfiguration einer vollständigen LED-Lampe gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt und Fig. 4B eine Seitenansicht der LED;
Fig. 5A eine Vorderansicht der Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform, Fig. 5B eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 5A gezeigten Linie A-A und Fig. 5C eine Unteransicht der LED-Lampe;
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das die Schaltungskonfiguration der LED-Lampe gemäß der vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 7 eine Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform zeigt;
Fig. 8A eine Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, Fig. 8B eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 8A gezeigten Linie B-B und Fig. 8C eine Unteransicht der LED-Lampe;
Fig. 9A eine Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, Fig. 9B eine Querschnittsansicht ent­ lang der in Fig. 9A gezeigten Linie C-C und Fig. 9C eine Unteransicht der LED-Lampe;
Fig. 10A eine Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, Fig. 10B eine Querschnittsansicht ent­ lang der in Fig. 10A gezeigten Linie E-E und Fig. 10C eine Unteransicht der LED-Lampe;
Fig. 11A eine Vorderansicht, welche die Gesamtkonfiguration einer LED-Lampe gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt, Fig. 11 B eine Querschnittsansicht ent­ lang der in Fig. 11A gezeigten Linie F-F und Fig. 11C eine Unteransicht der LED-Lampe;
Fig. 12A eine Vorderansicht, die den Aufbau einer LED-Lampe des Standes der Technik zeigt und Fig. 12B eine Querschnittsansicht der LED-Lampe entlang der in Fig. 12A gezeig­ ten Linie D-D; und
Fig. 13 ein Schaltungsdiagramm, das die Schaltungskonfiguration der LED-Lampe des Stan­ des der Technik zeigt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefüg­ ten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Nachstehend wird eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.
Wie es in Fig. 1A gezeigt ist, wird die Schaltung der LED-Lampe 101 gemäß der ersten Aus­ führungsform durch Verbinden von vier lichtemittierenden Elementen 102 auf GaN-Basis in Reihe aufgebaut. Insbesondere ist eine Zener-Diode 103 auf einer Kupferplatte 104 montiert und ein lichtemittierendes Element 102 auf GaN-Basis ist auf der Zener-Diode 103 montiert, wobei eine Elektrode des Elements mit der Vorderseite nach unten orientiert ist. Dabei sind angrenzende Zener-Dioden 103 zueinander in ihrer Polarität umgekehrt. Ferner sind zwei Zener-Dioden 103 nahe am Zentrum der LED-Lampe 101 auf einer gemeinsamen Kupfer­ platte 104 montiert, wodurch die beiden lichtemittierenden Elemente 102 in Reihe verbunden werden. Demgemäß ist eine Zener-Diode 103 mit den jeweiligen beiden Zener-Dioden 103 durch einen Draht 105 verbunden, der als leitfähiges Element dient. Vier lichtemittierende Elemente 102 sind in Reihe miteinander verbunden, wodurch die Schaltungskonfiguration vervollständigt wird.
Bei der LED-Lampe 101 gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Zener-Dioden 103, die als Montagebasis dienen, für Verbindungszwecke eingesetzt, wo­ durch die Anzahl der minimal erforderlichen Drähte 105 vermindert wird. Es ist besser, den Draht 105 mit den oberen Flächen der Zener-Dioden 103 zu verbinden, wodurch das Erfor­ dernis für einen redundanten Verdrahtungsraum vermieden wird und eine Miniaturisierung der LED-Lampe 101 ermöglich wird. Um die LED-Lampe 101 leuchten zu lassen, wird eine Spannung an die Kupferplatten 104 angelegt, die auf beiden Seiten der gemeinsamen Kup­ ferplatte 104 angeordnet sind. Die vier lichtemittierenden Elemente 102 sind auf den oberen Flächen der separaten Zener-Dioden 103 montiert. Folglich wird die Wärmeableitungsleis­ tung der LED-Lampe 101 verbessert. Ferner wird die Leuchteffizienz der lichtemittierenden Elemente 102 selbst dann nicht abfallen, wenn die lichtemittierenden Elemente heiß werden.
Die LED-Lampe 101 gemäß der ersten Ausführungsform wird in ein SMD-Gehäuse 107 ein­ gebaut, das durch Spritzgießen aus einem synthetischen Harz hergestellt worden ist. Die lichtemittierenden Elemente 102 werden mit einem transparenten Epoxidharz 106 (licht­ durchlässiges Material) eingekapselt, wodurch eine in Fig. 2 gezeigte LED-Lampe 111 erhal­ ten wird. Eine konzentrierte Lichtquelle wird in erster Linie zur Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristallen verwendet. Da die Höhe des SMD-Gehäuses 107 als Folge der Miniaturisie­ rung verringert worden ist, wird die Effizienz des Lichteintritts in eine transparente Acrylplatte verbessert, die das von der LED-Lampe 111 stammende Licht zu der Rückseite der Flüssig­ kristalle führt, wodurch ein helles Hintergrundlicht realisiert wird.
Ein Verfahren zur Erzeugung von weißem Licht für Hintergrundbeleuchtungszwecke durch die LED-Lampe 111 umfasst verschiedene Verfahren: Ein Verfahren, bei dem zwei der vier lichtemittierenden Elemente 102 rotes Licht emittierende Elemente auf GaAs-Basis sind und die verbleibenden inneren beiden lichtemittierenden Elemente 102 eine Kombination aus dem blaues Licht emittierenden Element auf GaN-Basis und einem grünes Licht emittieren­ den Element auf GaN-Basis sind; ein Verfahren, bei dem vier blaues Licht emittierende Ele­ mente auf GaN-Basis und ein fluoreszierendes Material in Kombination verwendet werden, wobei das fluoreszierende Material beim Aussetzen gegenüber der Strahlung der blaues Licht emittierenden Elemente gelbes Licht emittiert; und ein Verfahren, bei dem vier lichtemit­ tierende Elemente 102 UV-Licht mittierende Elemente sind und drei Arten von fluoreszie­ renden Materialien, die beim Aussetzen gegenüber den UV-Strahlen Licht der Primärfarben emittieren, d. h. rotes Licht, gelbes Licht und blaues Licht, vor den lichtemittierenden Elemen­ ten 102 angeordnet sind.
Zweite Ausführungsform
Nachstehend wird eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 3A und 3B beschrieben.
Wie es in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, sind bei einer LED-Lampe 121 gemäß der zweiten Ausführungsform die Auflagen 114a, 114b - die einen geteilten konkaven Zweiwege- Reflektor bilden - an oberen Enden der beiden aufrechten Leitungen 116a, 116b bereitge­ stellt. Eine Zener-Diode 113a ist auf der Bodenfläche der Auflage 114a montiert und eine Zener-Diode 113b ist auf der Bodenfläche der Auflage 114b montiert. Die Polarität von einer der Zener-Dioden 113a, 113b ist umgekehrt. Die blaues Licht emittierenden Elemente auf GaN-Basis 112a, 112b sind auf den Zener-Dioden 113a, 113b montiert, wobei deren Elekt­ roden nach unten orientiert sind. Der Draht 115 ist mit den oberen Flächen der Zener-Dioden 113a, 113b verbunden, wodurch die lichtemittierenden Elemente 112a, 112b in Reihe ver­ bunden werden. Die oberen Abschnitte der Leitungen 116a, 116b, die Auflagen 114a, 114b, die Zener-Dioden 113a, 113b, die lichtemittierenden Elemente 112a, 112b und der Draht 115 werden mit einem transparenten Epoxidharz 117 eingekapselt, das als lichtdurchlässiges Material dient. Ferner wird eine konvexe Linse 118, die als optische Strahlungsebene dient, geformt.
Wenn durch die beiden Leitungen 116a, 116b eine Spannung angelegt wird, fließt ein elekt­ rischer Strom in die lichtemittierenden Elemente 112a, 112b in Reihe, worauf die lichtemittie­ renden Elemente 112a, 112b leuchten. Das von den Seitenflächen der lichtemittierenden Elemente 112a, 112b abgestrahlte Licht wird durch die konkaven Reflexionsspiegel 114a, 114b, die in zwei Teile geteilt sind, nach oben reflektiert. Das so reflektierte Licht wird durch eine konvexe Linse 118, die aus transparentem Epoxidharz 117 ausgebildet ist, konvergiert und nach außen abgestrahlt. Eine solche sogenannte runde LED-Lampe war bisher verfüg­ bar. Die LED-Lampe 121 gemäß der zweiten Ausführungsform ist mit den beiden lichtemittie­ renden Elementen 112a, 112b ausgestattet, um einen Verbindungsraum zu verringern. Folg­ lich kann bezogen auf die runde LED-Lampe des Standes der Technik etwa die doppelte Lichtmenge extern abgestrahlt werden. Da die beiden lichtemittierenden Elemente 112a, 112b auf den getrennten Leitungen 116a, 116b montiert sind, ist die LED-Lampe 121 hin­ sichtlich der Wärmeableitungsleistung überlegen. Ferner kann ein Abfall der Leuchteffizienz verhindert werden, der ansonsten verursacht würde, wenn die lichtemittierenden Elemente 112a, 112b heiß geworden sind.
Auf diese Weise ist die LED-Lampe 121 gemäß der zweiten Ausführungsform etwa zweimal so hell wie die runde (shell-type) LED-Lampe des Standes der Technik und hinsichtlich der Wärmeableitungsleistung überlegen, wodurch ein Abfall der Leuchteffizienz verhindert wird.
Dritte Ausführungsform
Nachstehend wird eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B beschrieben.
Wie es in den Fig. 4A und 4B gezeigt ist, ist bei einer LED-Lampe 131 gemäß der dritten Ausführungsform ein Paar von plattenartigen Leitungen 126a, 126b mit einem transparenten Epoxidharz 127 eingekapselt, das als Einkapselungsmaterial dient, während die Enden der Leitungen 126a, 126b voneinander beabstandet sind. Hier kann das transparente Epoxid­ harz 127 ein weißes wärmebeständiges Harz sein, das Licht reflektiert. In diesem Fall hat das Harz 127 den Effekt, dass es als Reflexionsgehäuse dient. Wenn die optische Strah­ lungsoberfläche als obere Fläche des Reflexionsgehäuses ausgebildet ist, wird die Effizienz der Lichtabgabe stark verbessert. Dabei ist ein Loch 124 in der oberen Fläche des Gehäuses derart ausgebildet, dass die Leitungen 126a, 126b freigelegt werden. Wenn das transparente Epoxidharz 127 ausgehärtet ist, wird das Paar der plattenartigen Leitungen 126a, 126b im Wesentlichen in einem rechten Winkel entlang der Seitenflächen des transparenten Epoxid­ harzes 127 gebogen. Die Leitungen 126a, 126b werden weiter in einem im Wesentlichen rechten Winkel entlang der Bodenfläche gebogen. Durch das Loch 124, durch das die Lei­ tungen 126a, 126b freigelegt sind, werden Zener-Dioden 123a, 123b auf den jeweiligen Lei­ tungen 126a, 126b montiert. Die lichtemittierenden Elemente auf GaN-Basis 122a, 122b werden auf den Zener-Dioden 123a, 123b montiert, wobei deren Elektroden nach unten ori­ entiert sind. Hier wird als eine der Zener-Dioden 123a, 123b eine Diode mit einer umgekehr­ ten Polarität verwendet. Der Draht 125 wird mit den Oberteilen der Zener-Dioden 123a, 123b verbunden, wodurch die lichtemittierenden Elemente 122a, 122b in Reihe verbunden wer­ den.
Das Loch 124 wird mit dem Epoxidharz 127 verschlossen, wodurch auf der oberen Fläche des Harzes eine optische Strahlungsebene 128 ausgebildet wird. Die Leitungen 126a, 126b können nach der Montage der Zener-Dioden 123a, 123b und der lichtemittierenden Elemen­ te 122a, 122b und nach dem Verschließen des Lochs 124 mit dem transparenten Epoxidharz 127 umgebogen werden. Wie es in Fig. 4B gezeigt ist, liegen die Leitungen 126a, 126b an der Bodenfläche des transparenten Epoxidharzes 127 an. Als Folge kann die LED-Lampe 131 oberflächenmontiert werden. Wenn über die Leitungen 126a, 126b eine Spannung an die LED-Lampe 131 angelegt wird, fließt ein elektrischer Strom in die lichtemittierenden Ele­ mente 122a, 122b in Reihe. Licht wird extern von der aus dem transparenten Epoxidharz 127 ausgebildeten optischen Strahlungsebene 128 abgestrahlt. Die optische Strahlungsebe­ ne 128 ist nicht auf eine flache Ebene beschränkt und kann eine konvexe Linse sein. Da die LED-Lampe 131 gemäß der dritten Ausführungsform mit den beiden lichtemittierenden Ele­ menten 122a, 122b ausgestattet ist, um einen Verbindungsraum zu verringern, kann die LED-Lampe 131 bezogen auf eine LED-Lampe des Standes der Technik etwa die doppelte Lichtmenge extern abstrahlen. Da die beiden lichtemittierenden Elemente 122a, 122b auf den getrennten Leitungen 126a, 126b montiert sind, sind die lichtemittierenden Elemente hinsichtlich der Wärmeableitungsleistung überlegen. Ein Abfall der Leuchteffizienz kann ver­ hindert werden, der ansonsten verursacht würde, wenn die lichtemittierenden Elemente 122a, 122b heiß geworden sind.
Wie vorstehend erwähnt ist die LED-Lampe 131 gemäß der dritten Ausführungsform etwa zweimal so hell wie eine LED-Lampe des Standes der Technik. Die LED-Lampe 131 ist hin­ sichtlich der Wärmeableitungsleistung überlegen, wodurch ein Abfall der Leuchteffizienz ver­ hindert werden kann.
Diese Ausführungsformen wurden als Fall beschrieben, bei dem Zener-Dioden als Montage­ basis zur Montage von lichtemittierenden Elementen verwendet werden. Ansonsten können sie auch als leitfähiges Substrat verwendet werden.
Vierte Ausführungsform
Nachstehend wird eine vierte erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 beschrieben.
Wie es in Fig. 5A gezeigt ist, weist die LED-Lampe 1 gemäß der vierten Ausführungsform ein Gehäuse 2 auf, das durch Spritzgießen aus einem Flüssigkristallpolymer ausgebildet worden ist. Sieben Leitungen 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f und 3g sind in einem Öffnungsabschnitt 2a des Gehäuses 2 angeordnet. Wie es in Fig. 5b gezeigt ist, befinden sich die Leitungen 3a bis 3g zwischen einem Zwischenraum 2c, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 2a des Gehäuses 2 ausgebildet ist, und einer Ausnehmung 2b, die in dem oberen Ende des Öff­ nungsabschnitts 2a ausgebildet ist. Die unteren Enden der Leitungen 3b, 3c, 3d, 3e und 3f (erste Leitungen) werden in einem im Wesentlichen rechten Winkel an Positionen zurückge­ bogen, bei denen die Enden von dem Gehäuse 2 vorstehen. Die so gebogenen unteren En­ den werden weiter mit im Wesentlichen einem rechten Winkel entlang der Rückfläche des Gehäuses 2 gebogen (3i in Fig. 5B). Die unteren Enden der Leitungen 3a, 3g (zweite Leitun­ gen), die an jeweiligen lateralen Enden des Gehäuses 2 angeordnet sind und die jeweils aus einer einzelnen Leitung hergestellt sind, werden in einem im Wesentlichen rechten Winkel an Positionen nach vorne gebogen, bei denen die unteren Enden von dem Gehäuse 2 vorste­ hen (3j in Fig. 5C). Wie es in Fig. 5C gezeigt ist, werden die unteren Enden der Leitungen 3a, 3g, die im Wesentlichen in einem rechten Winkel in der Längsrichtung des Gehäuses 2 (3k in Fig. 5C) gebogen werden, weiter in einem im Wesentlichen rechten Winkel entlang der Seitenflächen des Gehäuses 2 nach oben gebogen (3l in Fig. 5A). Das Gehäuse 2 bzw. die Leitungen entsprechen dem Gehäuse 107 und dem Draht 105 der ersten Ausführungsform.
Die Leitungen 3a bis 3g und das Gehäuse 2 sind einstückig ausgebildet, und zwar durch Einsetzen der Leitungen 3a bis 3g, die vor dem Umbiegen flach sind, in ein Formwerkzeug, das zum Spritzgießen des Gehäuses 2 verwendet wird, und Zweistufen-Spritzgießen des Gehäuses 2.
Die Belastung, die auf das Gehäuse 2 beim Biegen der unteren Enden der Leitungen 3b, 3c, 3d, 3e und 3f nach hinten ausgeübt wird, wird sowohl auf die Ausnehmung 2b ausgeübt, die in dem oberen Ende des Öffnungsabschnitts 2a ausgebildet ist, als auch auf einen Abschnitt 2e des Gehäuses, das Abschnitte der Leitungen stützt, die durch den Zwischenraum 2c gehalten werden, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 2a ausgebildet ist. Als Folge tritt selbst dann, wenn der Abschnitt 2e des Gehäuses 2 zum Stützen der Leitungen dünn gemacht wird, kein Bruch in dem Abschnitt 2e auf. Folglich kann das Gehäuse 2 der Belastung in ausreichendem Maß widerstehen, die von dem Biegen der Leitungen stammt. Demgemäß kann das Gehäuse 2 dünner gemacht werden (oder es kann ein niedrigeres Profil aufweisen) als im Fall der LED-Lampe des Standes der Technik.
Wie es in Fig. 5A gezeigt ist, sind zwischen den Leitungen 3a bis 3g sechs Vorsprünge 2d angeordnet, die einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 2d verhin­ dern das Auftreten einer Verbindung zwischen benachbarten Leitungen, die ansonsten durch das Fließen von Silberpaste verursacht würde, wenn die Leuchtdioden auf den jeweiligen Leitungen 3a bis 3g montiert werden. Lichtemittierende Elemente werden auf den jeweiligen Leitungen 3b, 3c, 3d, 3e und 3f montiert, die in der Nähe der Zentrums angeordnet sind. Ins­ besondere ist ein rotes Licht emittierendes Element R1 auf der Leitung 3b montiert. Eine Zener-Diode ZD1 ist auf der Leitung 3c montiert und ein grünes Licht emittierendes Element G1 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD1 montiert. Eine Zener-Diode ZD2 ist auf der Lei­ tung 3d montiert und ein blaues Licht emittierendes Element B2 ist wiederum auf der Zener- Diode ZD2 montiert. Eine Zener-Diode ZD3 ist auf einer Leitung 3e montiert und ein grünes Licht emittierendes Element G2 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD3 montiert. Ein rotes Licht emittierendes Element R2 ist auf der Leitung 3f montiert. Zener-Dioden, die bezüglich einer normalen Zener-Diode eine umgekehrte Polarität aufweisen, werden als Zener-Dioden ZD1, ZD2 und ZD3 verwendet.
Die p-Seiten der rotes Licht emittierenden Elemente auf GaAs-Basis R1, R2 sind mit Silber­ paste auf den Leitungen 3b bzw. 3f montiert, während die p-Seiten der Elemente als obere Fläche genommen werden, d. h. als lichtemittierende Ebenen. Als Folge davon, dass die p- Seiten der lichtemittierenden Elemente R1, R2 als lichtemittierende Ebenen genommen wor­ den sind, weisen die lichtemittierenden Elemente R1, R2 verglichen mit einem Fall, bei dem n-Seiten der rotes Licht emittierenden Elemente als lichtemittierende Ebenen verwendet werden, eine höhere Intensität auf. Die Zener-Dioden ZD1, ZD2 und ZD3 werden auf den Leitungen 3c, 3d und 3e mit Silberpaste montiert, während ihre Anoden nach unten orientiert sind. Die grünes Licht emittierenden Elemente auf GaN-Basis G1, G2 und das blaues Licht emittierende Element B1 sind unter Verwendung von Goldbondhügeln mit zwei Elektroden verbunden, die auf der Oberseite der Zener-Dioden ZD1, ZD2 und ZD3 bereitgestellt sind, während ihre transparenten Elektroden nach unten orientiert sind. Durch den Einsatz einer solchen Flip-Chip-Struktur werden Saphirsubstrate der lichtemittierenden Elemente G1, G2 und B1 auf GaN-Basis als obere Flächen genommen, d. h. als lichtemittierende Ebenen. Die Intensität der lichtemittierenden Elemente G1, G2 und B1 wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem transparente Elektroden von grünes Licht emittierenden Elementen als lichtemittie­ rende Ebenen genommen werden, erhöht. Demgemäß wird die Intensität der rotes Licht emittierenden Elemente R1 und R2, der grünes Licht emittierenden Elemente G1 und G2 und des blaues Licht emittierenden Elements B1 erhöht. Folglich kann die weiße LED-Lampe 1, die eine Mischung dieser Farben darstellt, eine höhere Intensität erreichen.
Die Anodenelektrode auf der Oberfläche des rotes Licht emittierenden Elements R1 und die Leitung 3a werden mit einem Draht 4 miteinander verbunden. Die Leitung 3a wird einem zusätzlichen Bonden (Sicherheitsbonden) unterworfen, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wodurch die Leitung 3a und die Oberseite der Zener-Diode ZD1 miteinander verbunden wer­ den. Mit dem Draht 4 werden die Oberseite der Zener-Diode ZD1, diejenige der Zener-Diode ZD2, diejenige der Zener-Diode ZD3, die Leitung 3g und die Anodenelektrode des rotes Licht emittierenden Elements R2 miteinander verbunden. Die Leitung 3g wird einem zusätzlichen Sicherheitsbonden unterworfen. Wie es in Fig. 5B gezeigt ist, wird der Öffnungsabschnitt 2a des Gehäuses 2 mit einem transparenten Epoxidharz 5 gefüllt und verschlossen, das als lichtdurchlässiges Material dient.
Wie es in Fig. 6 gezeigt ist, entspricht die Schaltungskonfiguration der LED-Lampe 1, bei der die Leitungen 3a bis 3g unter Verwendung des Drahts 4 elektrisch verbunden sind, einer Schaltung mit gemeinsamer Anode, bei der die Leitungen 3a, 3g als Anodenanschlüsse ver­ wendet werden. Wie vorstehend erwähnt wurde durch die Verwendung der Zener-Dioden ZD1, ZD2 und ZD3 mit umgekehrten Polaritäten eine Schaltung mit gemeinsamer Anode mit einer Flip-Chip-Struktur realisiert. Als Folge davon kann die Anzahl der Anschlüsse vermin­ dert werden, wodurch die LED-Lampe 1 miniaturisiert wird.
Bei der LED-Lampe 1 gemäß der vierten Ausführungsform ist der Draht 4 mit den Oberseiten der lichtemittierenden Elemente und den Oberseiten der Zener-Dioden verbunden. Folglich erfordert die LED-Lampe 1 keinen großen Verdrahtungsraum, wie dies bei der LED des Standes der Technik 51 erforderlich ist. Wie es in Fig. 5A gezeigt ist, kann die Dicke des Öffnungsabschnitts 2a des Gehäuses 2 (d. h. die Länge des Gehäuses 2 in Längsrichtung) klein gemacht werden. Als Folge kann in Verbindung mit einer Verminderung des Profils des unteren Teils des Gehäuses 2 die äußere Gesamtgestalt des Gehäuses 2 weiter verkleinert werden.
Bei der LED-Lampe 1 sind die lichtemittierenden Elemente R1, G1, B1, G2 und R2 getrennt auf den jeweiligen Leitungen 3b, 3c, 3d, 3e und 3f montiert. Die LED-Lampe 1 ist der LED- Lampe 51 des Standes der Technik hinsichtlich der Wärmeableitung überlegen. Insbesonde­ re weisen auch die rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2, deren Leuchteffizienzen bei hoher Temperatur stark abfallen, eine überlegene Wärmeableitung auf. Folglich wird durch die rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 eine hohe Leuchteffizienz aufrechterhalten, wodurch sie zur Verstärkung der Gesamtintensität der LED-Lampe 1 beitragen.
Wie bereits erwähnt ermöglicht die LED-Lampe 1 gemäß der vierten Ausführungsform ein Verschlanken des Öffnungsabschnitts 2a des Gehäuses 2, ein Verschlanken einer äußeren Gestalt des Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleis­ tung.
Da in der vierten Ausführungsform die beiden grünes Licht emittierenden Elemente G1, G2 und ein blaues Licht emittierendes Element B1 verwendet werden, strahlt die LED-Lampe 1 mit grünlichem weißen Licht. Das grünes Licht emittierende Element ist einem blaues Licht emittierenden Element bezüglich der Leuchteffizienz überlegen, wodurch es eine niedrigere Leistung benötigt. Wenn ein bläuliches weißes Licht benötigt wird, werden zwei blaues Licht emittierende Elemente B1, B2 und ein grünes Licht emittierendes Element G1 verwendet. Das grünes Licht emittierende Element G1 ist auf der in Fig. 5A gezeigten Zener-Diode ZD2 montiert und die blaues Licht emittierenden Elemente B1, B2 sind auf den in Fig. 5A gezeig­ ten jeweiligen Zener-Dioden ZD1, ZD3 montiert.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 eine Modifikation der vierten Ausführungs­ form erläutert. Diejenigen Elemente, die mit den in der ersten Ausführungsform verwendeten Elementen identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wieder­ holte Erklärungen dieser Elemente werden weggelassen. Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, unter­ scheidet sich eine LED-Lampe 10 gemäß einer Modifikation der vierten Ausführungsform von der im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform beschriebenen LED-Lampe 1 auf die Art und Weise des Bondens des Drahts 4. Insbesondere sind bei der LED-Lampe 10 die Leitung 3a, das rotes Licht emittierende Element R1, die Zener-Dioden ZD1, ZD2, ZD3, das rotes Licht emittierende Element R2 und die Leitung 3g nacheinander mit dem Draht 4 verbunden und der Draht 4 ist nicht, wie im Fall der LED-Lampe 1, einem Sicherheitsbonden an jeder Bondposition unterworfen worden. Folglich liegen die Elemente R1, ZD1, ZD2, ZD3, R2 und die Leitungen 3a, 3b so vor, als ob sie unter Verwendung eines einzelnen Drahts 4 miteinander verbunden worden wären. Folglich wird der Vorgang zum Bonden des Drahts 4 vereinfacht, wodurch die Arbeitserfordernisse verringert werden.
Fünfte Ausführungsform
Nachstehend wird eine fünfte erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 8C beschrieben. Diejenigen Elemente, die mit den in der Fig. 5 gezeigten vierten Ausführungsform beschriebenen Elementen identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wiederholte Erklärungen dieser Elemente werden weggelas­ sen.
Wie es in den Fig. 8A bis 8C gezeigt ist, unterscheidet sich eine LED-Lampe 11 gemäß der fünften Ausführungsform von der im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform be­ schriebenen LED-Lampe darin, dass nur ein grünes Licht emittierendes Element verwendet wird. Insbesondere ist das rotes Licht emittierende Element R1 auf der Leitung 3b montiert und das blaues Licht emittierende Element B1 ist auf der Leitung 3c über die Zener-Diode ZD1 montiert. Ferner ist das grünes Licht emittierende Element G1 auf der Leitung 3d über die Zener-Diode ZD2 montiert und das rotes Licht emittierende Element R2 ist auf der Lei­ tung 3e montiert.
Ferner ist kein lichtemittierendes Element auf der Leitung 3f montiert und die auf der Ober­ seite des rotes Licht emittierenden Elements R2 bereitgestellte Anodenelektrode ist mit dem Draht 4 durch Bonden mit der Leitung 3f verbunden. Ferner wird die Leitung 3f einem zusätz­ lichen Sicherheitsbonden unterworfen. Folglich wirkt die Leitung 3f zusammen mit der Lei­ tung 3a als Anschluss der Anodenseite. Die Leitung 3a wird mit dem Draht 4 mit der an der Oberseite des rotes Licht emittierenden Elements R1 bereitgestellten Anodenelektrode ver­ bunden. Die Leitung 3a wird einem zusätzlichen Sicherheitsbonden unterworfen. Die Leitung 3a und das Oberteil der Zener-Diode ZD1 werden mit dem Draht 4 miteinander verbunden. Ferner werden das Oberteil der Zener-Diode ZD1 und das Oberteil der Zener-Diode ZD2 mit dem Draht 4 miteinander verbunden. Darüber hinaus sind das Oberteil der Zener-Diode ZD2 und die Leitung 3f mit dem Draht 4 miteinander verbunden und die Leitungen 3f und 3g sind mit dem Draht 4 miteinander verbunden. Auf diese Weise wird in der LED 11 eine Schaltung mit gemeinsamer Anode konfiguriert. Wie es in Fig. 8B gezeigt ist, ist der Öffnungsabschnitt 2a des Gehäuses 2 mit dem transparenten Epoxidharz 5, das als lichtdurchlässiges Material dient, gefüllt und verschlossen.
Im Vergleich mit der LED-Lampe 1 hat die LED-Lampe 11 gemäß der fünften Ausführungs­ form mit der vorstehenden Konfiguration ein lichtemittierendes Element weniger und eine Zener-Diode weniger. Folglich weist die LED-Lampe 11 eine einfachere Struktur auf und die Zeit, die für die Herstellung der LED-Lampe 11 erforderlich ist, wird verkürzt. Ferner können die Produktionskosten vermindert werden. In den anderen Aspekten entspricht die LED- Lampe 11 der LED-Lampe 1. Folglich ermöglicht auch die LED-Lampe 11 gemäß der fünften Ausführungsform ein Verschlanken des Öffnungsabschnitts 2a des Gehäuses 2, ein Verschlanken einer äußeren Gestalt des Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überle­ gene Wärmeableitungsleistung.
Sechste Ausführungsform
Nachstehend wird eine sechste erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9C beschrieben. Diejenigen Elemente, die mit den in der Fig. 5 gezeigten vierten Ausführungsform beschriebenen Elementen identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wiederholte Erklärungen dieser Elemente werden weggelas­ sen.
Wie es in den Fig. 9A bis 9C gezeigt ist, unterscheidet sich eine LED-Lampe 21 gemäß der sechsten Ausführungsform von der im Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform be­ schriebenen LED-Lampe darin, dass nur ein rotes Licht emittierendes Element, ein grünes Licht emittierendes Element und ein blaues Licht emittierendes Element verwendet wird. Insbesondere ist das blaues Licht emittierende Element B1 auf der Leitung 3c über die Ze­ ner-Diode ZD1 montiert und das grünes Licht emittierende Element G1 ist auf der Leitung 3d über die Zener-Diode ZD2 montiert. Ferner ist das rotes Licht emittierende Element R1 auf der Leitung 3e montiert.
Ferner sind keine lichtemittierenden Elemente auf den Leitungen 3a, 3b, 3f und 3g montiert. Die auf der Oberseite des rotes Licht emittierenden Elements R1 bereitgestellte Anoden­ elektrode ist mit dem Draht 4 durch Bonden mit der Leitung 3f verbunden. Ferner wird die Leitung 3f einem zusätzlichen Sicherheitsbonden unterworfen. Folglich wirkt die Leitung 3f als Anschluss der Anodenseite. Ferner werden das Oberteil der Zener-Diode ZD1 und das Oberteil der Zener-Diode ZD2 mit dem Draht 4 miteinander verbunden. Darüber hinaus sind das Oberteil der Zener-Diode ZD2 und die Leitung 3f mit dem Draht 4 miteinander verbun­ den. Die Leitungen 3f und 3g sind mit dem Draht 4 miteinander verbunden. Auf diese Weise wird in der LED 21 eine Schaltung mit gemeinsamer Anode konfiguriert. Wie es in Fig. 98 gezeigt ist, ist der Öffnungsabschnitt 2a des Gehäuses 2 mit dem transparenten Epoxidharz 5, das als lichtdurchlässiges Material dient, gefüllt und verschlossen.
Im Vergleich mit der LED-Lampe 1 hat die LED-Lampe 21 gemäß der sechsten Ausfüh­ rungsform mit der vorstehenden Konfiguration zwei lichtemittierende Elemente weniger und eine Zener-Diode weniger. Folglich weist die LED-Lampe 21 eine einfachere Struktur auf und die Zeit, die für die Herstellung der LED-Lampe 21 erforderlich ist, wird weiter verkürzt. Fer­ ner können die Produktionskosten in einem sehr viel größeren Ausmaß vermindert werden. In den anderen Aspekten entspricht die LED-Lampe 21 der LED-Lampe 1. Folglich ermög­ licht auch die LED-Lampe 21 gemäß der sechsten Ausführungsform ein Verschlanken des Öffnungsabschnitts 2a des Gehäuses 2, ein Verschlanken einer äußeren Gestalt des Ge­ häuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleistung.
Wie es aus den in Verbindung mit den Ausführungsformen vier bis sechs beschriebenen LED-Lampen 1, 10, 11 und 21 ersichtlich ist, kann das Layout der auf den sieben Leitungen 3a bis 3g, die an dem Gehäuse 2 montiert sind, zu montierenden Elemente in verschiedenen Konfigurationen ausgeführt werden. Demgemäß sind die Freiheiten bezüglich der Konstruk­ tion entsprechend dem Ziel groß. Beispielsweise sind in der sechsten Ausführungform die Zener-Diode ZD1 und das blaues Licht emittierende Element B1 auf der Leitung 3b montiert und das rotes Licht emittierende Element R1 ist auf der Leitung 3f montiert. Als Folge kön­ nen die drei lichtemittierenden Elemente voneinander beabstandet sein.
Siebte Ausführungsform
Nachstehend wird eine siebte erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 10A bis 10C beschrieben.
Wie es in Fig. 10A gezeigt ist, weist die LED-Lampe 31 gemäß der siebten Ausführungsform ein Gehäuse 32 auf, das durch Spritzgießen aus einem Flüssigkristallpolymer ausgebildet worden ist. Sechs Leitungen 33a, 33b, 33c, 33d, 33e und 33f sind in einem Öffnungsab­ schnitt 32a des Gehäuses 32 angeordnet. Wie es in Fig. 10B gezeigt ist, befinden sich die Leitungen 33a bis 33f zwischen einem Zwischenraum 32c, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 32a des Gehäuses 32 ausgebildet ist, und einer Ausnehmung 32b, die in dem oberen Ende des Öffnungsabschnitts 32a ausgebildet ist. Die unteren Enden der Lei­ tungen 33b, 33c, 33d und 33e werden in einem im Wesentlichen rechten Winkel an Positio­ nen zurückgebogen, bei denen die Enden von dem Gehäuse 32 vorstehen. Die so geboge­ nen unteren Enden werden weiter mit im Wesentlichen einem rechten Winkel entlang der Rückfläche des Gehäuses 32 gebogen. Die unteren Enden der Leitungen 33a, 33f, die an jeweiligen lateralen Enden des Gehäuses 32 angeordnet sind und die jeweils aus einer ein­ zelnen Leitung hergestellt sind, werden in einem im Wesentlichen rechten Winkel an Positio­ nen nach vorne gebogen, bei denen die unteren Enden von dem Gehäuse 32 vorstehen.
Wie es in Fig. 10C gezeigt ist, werden die unteren Enden der Leitungen 33a, 33f, die im We­ sentlichen in einem rechten Winkel in der Längsrichtung des Gehäuses 32 gebogen werden, weiter in einem im Wesentlichen rechten Winkel entlang der Seitenflächen des Gehäuses 32 nach oben gebogen.
Die Leitungen 33a bis 33f und das Gehäuse 32 sind einstückig ausgebildet, und zwar durch Einsetzen der Leitungen 33a bis 33f, die vor dem Umbiegen flach sind, in ein Formwerkzeug, das zum Spritzgießen des Gehäuses 32 verwendet wird, und Zweistufen-Spritzgießen des Gehäuses 32.
Die Belastung, die auf das Gehäuse 32 beim Biegen der unteren Enden der Leitungen 33b, 33c, 33d und 33e nach hinten ausgeübt wird, wird sowohl auf die Ausnehmung 32b ausge­ übt, die in dem oberen Ende des Öffnungsabschnitts 32a ausgebildet ist, als auch auf einen Abschnitt 32e des Gehäuses 32, das Abschnitte der Leitungen stützt, die durch den Zwi­ schenraum 32c gehalten werden, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 32a aus­ gebildet ist. Als Folge tritt selbst dann, wenn der Abschnitt 32e des Gehäuses 32 zum Stüt­ zen der Leitungen dünn gemacht wird, kein Bruch in dem Abschnitt 32e auf. Folglich kann das Gehäuse 32 der Belastung in ausreichendem Maß widerstehen, die von dem Biegen der Leitungen stammt. Demgemäß kann das Gehäuse 32 dünner gemacht werden (oder es kann ein niedrigeres Profil aufweisen) als im Fall der LED-Lampe des Standes der Technik.
Wie es in Fig. 10A gezeigt ist, sind zwischen den Leitungen 33a bis 33f fünf Vorsprünge 32d angeordnet, die einstückig mit dem Gehäuse 32 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 32d ver­ hindern das Auftreten einer Verbindung zwischen benachbarten Leitungen, die ansonsten durch das Fließen von Silberpaste verursacht würde, wenn die Leuchtdioden auf den jeweili­ gen Leitungen 33a bis 33f montiert werden. Lichtemittierende Elemente werden auf den je­ weiligen Leitungen 33b, 33c, 33d und 33e montiert, die in der Nähe der Zentrums angeord­ net sind. Insbesondere ist ein rotes Licht emittierendes Element R1 auf der Leitung 33b mon­ tiert. Die Zener-Diode ZD1 ist auf der Leitung 33c montiert und das blaues Licht emittierende Element B1 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD1 montiert. Die Zener-Diode ZD2 ist auf der Leitung 33d montiert und das grünes Licht emittierende Element G1 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD2 montiert. Das rotes Licht emittierende Element R2 ist auf der Leitung 33e montiert. Zener-Dioden, die bezüglich einer normalen Zener-Diode eine umgekehrte Polarität aufweisen, werden als Zener-Dioden ZD1 und ZD2 verwendet.
Die p-Seiten der rotes Licht emittierenden Elemente auf GaAs-Basis R1, R2 sind mit Silber­ paste auf den Leitungen 33b bzw. 33e montiert, während die p-Seiten der Elemente als obe­ re Fläche genommen werden, d. h. als lichtemittierende Ebenen. Als Folge davon, dass die p-Seiten der lichtemittierenden Elemente R1, R2 als lichtemittierende Ebenen genommen worden sind, weisen die lichtemittierenden Elemente R1, R2 verglichen mit einem Fall, bei dem n-Seiten der rotes Licht emittierenden Elemente als lichtemittierende Ebenen verwendet werden, eine höhere Intensität auf. Die Zener-Dioden ZD1 und ZD2 werden auf den Leitun­ gen 33c, 33d mit Silberpaste montiert, während ihre Anoden nach unten orientiert sind. Das blaues Licht emittierende Element auf GaN-Basis B1 und das grünes Licht emittierende Element G1 sind unter Verwendung von Goldbondhügeln mit zwei Elektroden verbunden, die auf der Oberseite der Zener-Dioden ZD1 und ZD2 bereitgestellt sind, während ihre transpa­ renten Elektroden nach unten orientiert sind. Durch den Einsatz einer solchen Flip-Chip- Struktur werden Saphirsubstrate der lichtemittierenden Elemente G1, B1 auf GaN-Basis als obere Flächen genommen, d. h. als lichtemittierende Ebenen. Die Intensität der lichtemittie­ renden Elemente G1, B1 wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem transparente Elektroden von lichtemittierenden Elementen als lichtemittierende Ebenen genommen werden, erhöht. Demgemäß wird die Intensität der rotes Licht emittierenden Elemente R1 und R2, des grü­ nes Licht emittierenden Elements G1 und des blaues Licht emittierenden Elements B1 er­ höht. Folglich kann die weiße LED-Lampe 31, die eine Mischung dieser Farben darstellt, eine höhere Intensität erreichen.
Die Anodenelektrode auf der Oberfläche des rotes Licht emittierenden Elements R1 und die Leitung 33a werden mit dem Draht 34 miteinander verbunden. Die Leitung 33a wird einem zusätzlichen Bonden (Sicherheitsbonden) unterworfen, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wodurch die Leitung 33a und die Oberseite der Zener-Diode ZD1 miteinander verbunden werden. Mit dem Draht 34 werden die Oberseite der Zener-Diode ZD1, diejenige der Zener- Diode ZD2, die Leitung 33f und die Anodenelektrode des rotes Licht emittierenden Elements R2 miteinander verbunden. Die Leitung 33f wird einem zusätzlichen Sicherheitsbonden un­ terworfen. Wie es in Fig. 10B gezeigt ist, wird der Öffnungsabschnitt 32a des Gehäuses 32 mit einem transparenten Epoxidharz 35 gefüllt und verschlossen, das als lichtdurchlässiges Material dient.
Bei der LED-Lampe 31 gemäß der siebten Ausführungsform ist der Draht 34 mit den Ober­ seiten der lichtemittierenden Elemente und den Oberseiten der Zener-Dioden verbunden. Folglich erfordert die LED-Lampe 31 keinen großen Verdrahtungsraum, wie dies bei der LED des Standes der Technik 51 der Fall ist. Wie es in Fig. 10A gezeigt ist, kann die Dicke des Öffnungsabschnitts 32a des Gehäuses 32 (d. h. die Länge des Gehäuses 32 in Längsrich­ tung) klein gemacht werden. Als Folge kann in Verbindung mit einer Verminderung des Pro­ fils des unteren Teils des Gehäuses 32 die äußere Gesamtgestalt des Gehäuses 32 weiter verkleinert werden.
Bei der LED-Lampe 31 sind die lichtemittierenden Elemente R1, B1, G1 und R2 getrennt auf den jeweiligen Leitungen 33b, 33c, 33d und 33e montiert. Die LED-Lampe 31 ist der LED- Lampe 51 des Standes der Technik hinsichtlich der Wärmeableitung überlegen. Insbesonde­ re weisen auch die rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2, deren Leuchteffizienzen bei hoher Temperatur steil abfallen, eine überlegene Wärmeableitung auf. Folglich wird durch die rotes Licht emittierenden Elemente R1, R2 eine hohe Leuchteffizienz aufrechterhalten, wodurch sie zur Verstärkung der Gesamtintensität der LED-Lampe 31 beitragen.
Wie bereits erwähnt ermöglicht die LED-Lampe 31 gemäß der siebten Ausführungsform ein Verschlanken des Öffnungsabschnitts 32a des Gehäuses 32, ein Verschlanken einer äuße­ ren Gestalt des Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleis­ tung.
Achte Ausführungsform
Nachstehend wird eine achte erfindungsgemäße Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 11A bis 11C beschrieben.
Wie es in Fig. 11A gezeigt ist, weist die LED-Lampe 41 gemäß der achten Ausführungsform ein Gehäuse 42 auf, das durch Spritzgießen aus einem Flüssigkristallpolymer ausgebildet worden ist. Vier Leitungen 43a, 43b, 43c und 43d sind in einem Öffnungsabschnitt 42a des Gehäuses 42 angeordnet. Wie es in Fig. 11 B gezeigt ist, befinden sich die Leitungen 43a bis 43d zwischen einem Zwischenraum 42c, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 42a des Gehäuses 42 ausgebildet ist, und einer Ausnehmung 42b, die in dem oberen Ende des Öffnungsabschnitts 42a ausgebildet ist. Die unteren Enden der Leitungen 43b, 43c, die von Leitungen verschieden sind, die an den jeweiligen lateralen Enden der LED-Lampe 41 angeordnet sind, werden in einem im Wesentlichen rechten Winkel an Positionen zurückge­ bogen, bei denen die Enden von dem Gehäuse 42 vorstehen. Die so gebogenen unteren Enden werden weiter mit im Wesentlichen einem rechten Winkel entlang der Rückfläche des Gehäuses 42 gebogen. Die unteren Enden der Leitungen 43a, 43d werden in einem im We­ sentlichen rechten Winkel an Positionen nach vorne gebogen, bei denen die unteren Enden von dem Gehäuse 42 vorstehen. Wie es in Fig. 11C gezeigt ist, werden die unteren Enden der Leitungen 43a, 43d, die im Wesentlichen in einem rechten Winkel in der Längsrichtung des Gehäuses 42 gebogen werden, weiter in einem im Wesentlichen rechten Winkel entlang der Seitenflächen des Gehäuses 42 nach oben gebogen.
Die Leitungen 43a bis 43d und das Gehäuse 42 sind einstückig ausgebildet, und zwar durch Einsetzen der Leitungen 43a bis 43d, die vor dem Umbiegen flach sind, in ein Formwerk­ zeug, das zum Spritzgießen des Gehäuses 42 verwendet wird, und Zweistufen-Spritzgießen des Gehäuses 42.
Die Belastung, die auf das Gehäuse 42 beim Biegen der unteren Enden der Leitungen 43b und 43c nach hinten ausgeübt wird, wird sowohl auf die Ausnehmung 42b ausgeübt, die in dem oberen Ende des Öffnungsabschnitts 42a ausgebildet ist, als auch auf den Abschnitt 42e des Gehäuses, das Abschnitte der Leitungen stützt, die durch den Zwischenraum 42c gehalten werden, der in dem unteren Ende des Öffnungsabschnitts 42a ausgebildet ist. Als Folge tritt selbst dann, wenn der Abschnitt 42e des Gehäuses 42 zum Stützen der Leitungen dünn gemacht wird, kein Bruch in dem Abschnitt 42e auf. Folglich kann das Gehäuse 42 der Belastung in ausreichendem Maß widerstehen, die von dem Biegen der Leitungen stammt. Demgemäß kann das Gehäuse 42 dünner gemacht werden (oder es kann ein niedrigeres Profil aufweisen) als im Fall der LED-Lampe des Standes der Technik.
Wie es in Fig. 11A gezeigt ist, sind zwischen den Leitungen 43a bis 43d drei Vorsprünge 42d angeordnet, die einstückig mit dem Gehäuse 42 ausgebildet sind. Die Vorsprünge 42d ver­ hindern das Auftreten einer Verbindung zwischen benachbarten Leitungen, die ansonsten durch das Fließen von Silberpaste verursacht würde, wenn die Leuchtdioden auf den jeweili­ gen Leitungen 43a bis 43d montiert werden. Lichtemittierende Elemente werden auf den jeweiligen Leitungen 43a, 43b und 43c montiert. Insbesondere ist die Zener-Diode ZD1 auf der Leitung 43a montiert und das blaues Licht emittierende Element B1 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD1 montiert. Die Zener-Diode ZD2 ist auf der Leitung 43b montiert und das grünes Licht emittierende Element G1 ist wiederum auf der Zener-Diode ZD2 montiert. Das rotes Licht emittierende Element R1 ist auf der Leitung 43c montiert. Zener-Dioden, die be­ züglich einer normalen Zener-Diode eine umgekehrte Polarität aufweisen, werden als Zener- Dioden ZD1 und ZD2 verwendet.
Eine p-Seite des rotes Licht emittierenden Elements auf GaAs-Basis R1 wird mit Silberpaste auf der Leitung 43c montiert, während die p-Seite als obere Fläche genommen wird, d. h. als lichtemittierende Ebene. Als Folge davon, dass die p-Seite des lichtemittierenden Elements R1 als lichtemittierende Ebene genommen worden ist, weist das lichtemittierende Element R1 verglichen mit einem Fall, bei dem eine n-Seite des rotes Licht emittierenden Elements als lichtemittierende Ebene genommen wird, eine höhere Intensität auf. Die Zener-Dioden ZD1 und ZD2 werden auf den Leitungen 43a, 43b mit Silberpaste montiert, während ihre Anoden nach unten orientiert sind. Das blaues Licht emittierende Element auf GaN-Basis B1 und das grünes Licht emittierende Element G1 sind unter Verwendung von Goldbondhügeln mit zwei Elektroden verbunden, die auf der Oberseite der Zener-Dioden ZD1 und ZD2 be­ reitgestellt sind, während ihre transparenten Elektroden nach unten orientiert sind. Durch den Einsatz einer solchen Flip-Chip-Struktur werden Saphirsubstrate der lichtemittierenden Ele­ mente G1, B1 auf GaN-Basis als obere Flächen genommen, d. h. als lichtemittierende Ebe­ nen. Die Intensität der lichtemittierenden Elemente G1, B1 wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem transparente Elektroden von lichtemittierenden Elementen als lichtemittierende Ebenen genommen werden, erhöht. Demgemäß wird die Intensität des rotes Licht emittie­ renden Elements R1, des grünes Licht emittierenden Elements G1 und des blaues Licht emittierenden Elements B1 erhöht. Folglich kann die weiße LED-Lampe 41, die eine Mischung dieser Farben darstellt, eine höhere Intensität erreichen.
Die Oberseite der Zener-Diode ZD1 und die Oberseite der Zener-Diode ZD2 werden mit ei­ nem Draht 44 miteinander verbunden. Ferner werden die Oberseite der Zener-Diode ZD2 und die Leitung 43d, die als einzelne Leitung dient, mit dem Draht 44 miteinander verbun­ den. Darüber hinaus werden eine Anodenelektrode, die auf der Oberfläche des rotes Licht emittierenden Elements R1 bereitgestellt ist, und die Leitung 43d mit dem Draht 44 miteinan­ der verbunden. Die Leitung 43d wird einem zusätzlichen Sicherheitsbonden unterworfen. Wie es in Fig. 11 B gezeigt ist, wird der Öffnungsabschnitt 42a des Gehäuses 42 mit einem transparenten Epoxidharz 45 gefüllt und verschlossen, das als lichtdurchlässiges Material dient.
Bei der LED-Lampe 41 gemäß der achten Ausführungsform ist der Draht 44 mit den Ober­ seiten der lichtemittierenden Elemente und den Oberseiten der Zener-Dioden verbunden. Folglich erfordert die LED-Lampe 41 keinen großen Verdrahtungsraum, wie dies bei der LED des Standes der Technik 51 der Fall ist. Wie es in Fig. 11A gezeigt ist, kann die Dicke des Öffnungsabschnitts 42a des Gehäuses 42 (d. h. die Länge des Gehäuses 42 in Längsrich­ tung) klein gemacht werden. Als Folge kann in Verbindung mit einer Verminderung des Pro­ fils des unteren Teils des Gehäuses 42 die äußere Gesamtgestalt des Gehäuses 42 weiter verkleinert werden.
Bei der LED-Lampe 41 sind die lichtemittierenden Elemente B1, G1 und R1 getrennt auf den jeweiligen Leitungen 43a, 43b und 43c montiert. Die LED-Lampe 41 ist der LED-Lampe 51 des Standes der Technik hinsichtlich der Wärmeableitung überlegen. Insbesondere weist auch das rotes Licht emittierende Element R1, dessen Leuchteffizienz bei hoher Temperatur steil abfällt, eine überlegene Wärmeableitung auf. Folglich wird durch das rotes Licht emittie­ rende Element R1 eine hohe Leuchteffizienz aufrechterhalten, wodurch es zur Verstärkung der Gesamtintensität der LED-Lampe 41 beiträgt.
Wie bereits erwähnt ermöglicht die LED-Lampe 41 gemäß der achten Ausführungsform ein Verschlanken des Öffnungsabschnitts 42a des Gehäuses 42, ein Verschlanken einer äuße­ ren Gestalt des Gehäuses, eine höhere Intensität und eine überlegene Wärmeableitungsleis­ tung.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, werden die Öffnungsabschnitte 2a, 32a und 43a der Gehäuse 2, 32 und 42 in den LED-Lampen 1, 10, 11, 21, 31 und 41, die im Zusammen­ hang mit der vierten bis achten Ausführungsform beschrieben worden sind, schlank gemacht und die äußere Gestalt der LED-Lampen wird dünner gemacht. Eine solche Verminderung der Dicke des Öffnungsabschnitts und der äußeren Gestalt der LED-Lampe ermöglicht eine Verbesserung der Effizienz des Lichteintritts in eine Lichtführungsplatte, wie z. B. eine trans­ parente Acrylplatte, verbessert, wenn die LED-Lampe als Hintergrundlicht verwendet wird, wodurch ein Beitrag zur Verbesserung der Intensität des Hintergrundlichts geleistet wird.
In den Ausführungsformen wurden Beispiele beschrieben, in denen lichtemittierende Ele­ mente der Primärfarben, d. h. ein rotes Licht emittierendes Element, ein grünes Licht emittie­ rendes Element und ein blaues Licht emittierendes Element, zum Aufbau einer weißen LED- Lampe verwendet werden. Es können jedoch auch lichtemittierende Elemente mit anderen Farben verwendet werden oder lichtemittierende Elemente mit vier oder mehr Farben. Alter­ nativ kann eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen mit zwei Farben oder mono­ chrome lichtemittierende Elemente verwendet werden.
In den Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem ein Flüssigkristallpo­ lymer, das ein synthetisches Harz ist, als Material für ein Gehäuse verwendet wird. Es kön­ nen jedoch verschiedene Materialien, einschließlich andere Typen synthetischer Harze ver­ wendet werden. Ferner ist das Verfahren zur Ausbildung des Gehäuses nicht auf das Spritz­ gußverfahren beschränkt, sondern es können auch verschiedene andere Formverfahren eingesetzt werden.
In den Ausführungsformen ist ein Beispiel beschrieben worden, bei dem ein transparentes Epoxidharz als Einkapselungsmaterial und lichtdurchlässiges Material verwendet worden ist. Es kann jedoch ein beliebiger Typ eines lichtdurchlässigen Materials verwendet werden, ein­ schließlich eines transparenten Siliconharzes, solange das Material bestimmte Anforderun­ gen erfüllt, d. h., Fließfähigkeit vor der Aushärtung, Fülleigenschaften, Transparenz nach der Aushärtung und Festigkeit.
Ferner sind die restlichen Teile der LED-Lampe bezüglich der Konfiguration, der Gestalt, der Menge, der Größe und der Verbindungsbeziehung nicht auf die angegebenen Ausführungs­ formen beschränkt.
Ferner ist jede der vorstehend erläuterten Ausführungsformen auf verschiedene Merkmale gerichtet. Diese Merkmale können jedoch in einem möglichen Ausmaß kombiniert oder ge­ trennt werden.
Diese Erfindung sollte nicht auf die vorstehend beschriebene Art der Durchführung der Erfin­ dung und die vorstehend erläuterten Ausführungsformen beschränkt werden. Diese Erfin­ dung kann innerhalb eines Bereichs, der dem Fachmann bekannt ist, verschiedene Modifika­ tionen umfassen, ohne den Schutzbereich der Patentansprüche zu verlassen.

Claims (16)

1. Eine LED-Lampe, umfassend:
eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen (102);
Montagebasen (103) für Verbindungszwecke zur Montage der lichtemittierenden Elemente (102); und
ein leitfähiges Element (105);
wobei die lichtemittierenden Elemente (102) durch eine Elektrode jedes der Elemente (102) und durch die Montagebasen (103) elektrisch verbunden sind und wobei elektrisch nicht verbundene Elektroden der jeweiligen lichtemittierenden Elemente (102) durch die Montagebasen (103) und unter Verwendung eines leitfähigen Elements (105) miteinander verbunden sind.
2. LED-Lampe nach Anspruch 1, bei der jedes der lichtemittierenden Elemente (102) jeweils auf einer der Montagebasen (103) montiert ist.
3. LED-Lampe nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen (102), die Montagebasen (103) und die leitfähigen Elemente (105) mit einem lichtdurchlässigen Material (106) in ein Gehäuse (107) eingekapselt sind.
4. LED-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Montagebasen (103), die durch die leitfähigen Elemente (105) miteinander verbunden sind, zueinander eine umge­ kehrte Polarität aufweisen.
5. LED-Lampe nach Anspruch 4, bei der die Montagebasen (103) Zener-Dioden sind.
6. LED-Lampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Montagebasen (103) leit­ fähige Substrate sind.
7. LED-Lampe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die leitfähigen Elemente eine Mehrzahl von ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) sind, die zur Montage der lichtemittieren­ den Elemente (R1, R2, G1, G2, B1, B2) verwendet werden, und obere Enden der ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) durch ein oberes Ende des Gehäuses (2) gegriffen und gehal­ ten werden, und untere Enden der ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) von einem unteren Ende des Gehäuses (2) gegriffen und gehalten werden, so dass sie über eine untere Fläche des Gehäuses (2) hinausragen,
wobei die LED-Lampe ferner eine zweite Leitung (3a, 3g) umfasst, die an mindestens einer Seite der ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) bereitgestellt ist, wobei ein oberes Ende der zweiten Leitung (3a, 3g) durch das obere Ende des Gehäuses (2) gegriffen und gehalten wird, und ein unteres Ende der zweiten Leitung (3a, 3g) von dem unteren Ende des Gehäu­ ses (2) gegriffen und gebogen wird, so dass es über die untere Fläche des Gehäuses (2) hinausragt.
8. LED-Lampe nach Anspruch 7, bei der die unteren Enden der ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) über die untere Fläche des Gehäuses (2) hinausragen und weiter gebogen sind und sich entlang einer Rückfläche des Gehäuses (2) erstrecken, und bei der das untere Ende der zweiten Leitung (3a, 3g), das über die untere Fläche des Gehäuses (2) hinausragt, so gebogen ist, dass es sich lateral erstreckt, und sich das untere Ende der zweiten Leitung (3a, 3g) weiter entlang beider Seitenflächen des Gehäuses (2) erstreckt.
9. LED-Lampe nach Anspruch 7 oder 8, bei der die lichtemittierenden Elemente mindes­ tens ein rotes Licht emittierendes Element (R1, R2), ein grünes Licht emittierendes Element (G1, G2) und ein blaues Licht emittierendes Element (B1, B2) umfassen.
10. LED-Lampe nach Anspruch 9, bei der die lichtemittierenden Elemente zwei rotes Licht emittierende Elemente (R1, R2), zwei grünes Licht emittierende Elemente (G1, G2) und ein blaues Licht emittierendes Element (B1) umfassen.
11. LED-Lampe nach Anspruch 9, bei der die lichtemittierenden Elemente zwei rotes Licht emittierende Elemente (R1, R2), ein grünes Licht emittierendes Element (G1) und zwei blaues Licht emittierende Elemente (B1, B2) umfassen.
12. LED-Lampe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der mindestens ein rotes Licht emittierendes Element (R1) an der ersten Leitung (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) montiert ist, während eine Anoden- oder Kathodenseite des rotes Licht emittierenden Elements (R1) als eine obe­ re Fläche genommen wird, und die grünes und blaues Licht emittierenden Elemente (G1, G2, B1) durch Goldbondhügel mit zwei Elektroden verbunden sind, die auf jeweiligen Ober­ seiten von Zener-Dioden (ZD1, ZD2, ZD3) bereitgestellt sind, die auf den ersten Leitungen (3b, 3c, 3d, 3e, 3f) montiert sind, während die Elektrodenseiten der grünes und blaues Licht emittierenden Elemente (G1, G2, B1) nach unten orientiert sind.
13. LED-Lampe nach Anspruch 12, bei der das rotes Licht emittierende Element (R1) auf der ersten Leitung montiert ist, während eine Anodenseite davon als olbere Fläche genom­ men wird.
14. Eine LED-Lampe, umfassend:
zwei Leitungen (116a, 116b), die jeweils an einem ihrer Enden eine Auflage (114a, 114b) aufweisen, wobei die beiden Auflagen (114a, 114b) Untersegmenten entsprechen, in die ein konkaver Reflexionsspiegel aufgeteilt ist;
Dioden (113a, 113b), die jeweils auf Bodenflächen der jeweiligen Auflagen (114a, 114b) montiert sind und eine zueinander umgekehrte Polarität aufweisen;
lichtemittierende Elemente (112a, 112b), die auf den Dioden (113a, 113b) montiert sind;
leitfähige Elemente (115) zur Verbindung der oberen Flächen der Dioden (113a, 113b); und
ein lichtdurchlässiges Material (117), das obere Abschnitte der beiden Leitungen (116a, 116b), die Dioden (113a, 113b), die lichtemittierenden Elemente (112a, 112b) und die leitfähigen Elemente (115) einkapselt, wobei in einem oberen Teil des lichtdurchlässigen Materials (117) eine konvexe Linse (118) geformt ist.
15. Eine LED-Lampe, umfassend:
ein Paar plattenartiger Leitungen (126a, 126b);
Dioden (123a, 123b), die jeweils auf den plattenartigen Leitungen (126a, 126b) mon­ tiert sind und eine zueinander umgekehrte Polarität aufweisen;
lichtemittierende Elemente (122a, 122b), die auf den Dioden (123a, 123b) montiert sind;
ein leitfähiges Element (125) zur Verbindung der oberen Flächen der Dioden (123a, 123b); und
ein Einkapselungsmaterial (127), das Enden des Paars der plattenartigen Leitungen (126a, 126b), die Dioden (123a, 123b), die lichtemittierenden Elemente (122a, 122b) und das leitfähige Element (125) einkapselt,
wobei das Paar von plattenartigen Leitungen (126a, 126b) in einem im Wesentlichen rechten Winkel entlang Seitenflächen und einer Bodenfläche des Einkapselungsmaterials (127) gebogen ist.
16. LED-Lampe nach Anspruch 14 oder 15, bei der die Dioden (113a, 113b; 123a, 123b) Zener-Dioden sind.
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