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技術 発光デバイス及びその製造方法

出願人 リンゼンス・ホールディング
発明者 エリック・エイマールクリストフ・マチュージェローム・デシャン
出願日 2017年7月28日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2019-504845
公開日 2019年8月22日 (8ヶ月経過) 公開番号 2019-523560
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード 受容構造体 伸張構造 中央構造体 絶縁ブリッジ 横方向構造 電気接点パッド 剛性支持体 電気接触パッド
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重要な関連分野

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図面 (16)

課題・解決手段

所定の波長範囲光放射を発生することができ、2つの電気接触パッド(30、31)を備える少なくとも1つのLED型デバイス(3)と、第1及び第2の対向する面(10、11)によって画定される支持体(1)であって、それらの間に支持体(1)の厚さを規定し、少なくとも発光LEDデバイス(3)及び少なくとも1つの導電性トラックとを支持する支持体(1)と、を備える光放射放出デバイスである。本発明によれば、電気的なトラックは、導電性ワイヤ(2)で構成され、導電性ワイヤ(2)の全部又は一部は、それらの長さ(1)の全部又は一部にわたって支持体(1)にしっかり固定され、導電性ワイヤの全部又は一部は、支持体(1)の第1及び第2の面の少なくとも一方の方向において露出した少なくとも1つの接触部分(20)を有する。さらに、LED型デバイス(3)の接触パッド(30、31)の各々は、導電性ワイヤ(2)のうちの1つの接触部分(20)に対向して位置し、接触部分(20)に電気的に接続されている。

概要

背景

簡単に言えば、LED(「発光ダイオード」)チップは、通常、p型ドーピングによってドーピングされた半導体材料の領域とn型ドーピングによってドーピングされた半導体材料の領域との間に形成された少なくとも1つのpn接合を含む。ドープ領域の各々に結合された電気接続端子は、電流注入によってLEDに電力を供給することを可能にし、従って、波長範囲光放射を放出することを可能にする。さらに、LEDチップは、LEDによって放出された光放射の一部を吸収することができ、他の波長範囲の光放射を放出することができる蛍光体又は発光団と関連付けられてもよい。

LED電源供給方法、特に電気接続端子の配置によって本質的に異なる複数種類のLEDチップ構成を区別することができる。

第1の所謂「垂直」構造では、p及びn半導体領域は、導電性ベースの2つの対向する側部に形成される。この組立体は、第1の電気接続端子で覆われた積層体を形成し、ベースは、第2の電気接続端子を形成する。従って、このような構成では、電流は、ベースを含む積層体全体を横切る。

第2の所謂「水平」構造では、接続端子は、2つのドープ領域上に必要に応じて形成される。特に、半導体p領域及びn領域は、ベース、一般に電気伝導性が低い成長基板の同じ側に形成される。実際には、接続端子は、実質的に同一平面上に配置されるか、又は垂直方向に(又は領域の厚さにわたって)僅かにずらされて配置され、電流は、低い導電率を有するベースを横切ることなく半導体の活性領域を横切るようになる。

第1の所謂「フリップチップ」構造では、チップの電力供給は、接続ワイヤの使用を回避するために同一平面上に配置された導電性半田バンプによって提供される。

従来、1つ又は複数のLEDチップを基板の一側に配置し、場合によっては蛍光体又は発光団を用いて、例えばシリコーン樹脂製封入体封入してLEDモジュールを形成していた。次いで、LEDチップの電極電気的に結合された接触パッドは、一般に基板上に設けられて、回路の他の構成要素へのLEDモジュールの電気的接続を可能にする。

さらに、そのようなLED型デバイス、すなわちLEDチップ又はLEDモジュールは、一般に、所定の相互接続パターンに従って導電性トラックがその上に配線された支持体で形成された印刷回路上に移される。

例えば、LEDチップ又はモジュールの移動に適したフレキシブル印刷回路を形成するために、導電性トラックは、フレキシブル支持体の表面上に導電性フィルムを積層し、続いてこのフィルム化学エッチングすることによって形成され得る。しかしながら、減法技術を利用するそのような配線技術は、トラックの重なりを含むパターンが許されないので非常に限られたパターンを許可するだけである。さらに、それは、非常に大きな表面上にトラックをエッチングすることを可能にしない。

同様の解決策は、支持体の表面上での積層後の化学エッチングによるのではなく、積層前の導電性フィルムの機械的切断によって導電性トラックを形成することを含む。このようなリードフレーム配線技術は、化学エッチング技術と同様に細かい制限がある。

付加技術を利用する他の解決法は、支持体上に印刷された導電性インクを使用することを含む。しかしながら、そのような解決策は、インクが金属よりも低い導電率を有するので、性能が劣る。トラックの導電性が堆積されたインク膜の厚さに依存するので、複数の連続したインク層を塗布することが時々必要となり、その解決策は、より高価になる。さらに、インクの品質及び印刷の品質に応じて、印刷回路のトラック密度は、最適ではない。さらに、エッチングによる配線のように、絶縁ブリッジを形成するために少なくとも3つの連続した印刷シーケンスが必要であるので、シルクスクリーンは、トラックの重なりを容易には認めない。

印刷回路上へのLEDデバイスの取り付けは、印刷回路上へのLEDデバイスの配置の後に、炉内で少なくとも1つの通路を含む集合的な半田付けによって得ることができる。しかしながら、そのような技術は、可撓性支持体のための特定の種類の材料への使用を制限し、比較的高い溶融温度(典型的には250から350℃の範囲)の使用のために特定の構成要素への損傷を引き起こし得る。他の解決策は、ワイヤボンディング技術を実行することを含むが、それは、多数の操作を必要とし、印刷回路上に無視できない厚さを生じさせる。

印刷回路上に組み立てられたLEDデバイスの他の大きな問題は、LEDによって発生した熱の放出である。熱放散が悪いと、特に構成要素の早期老化システム効率の低下を引き起こす可能性がある。従来、熱放散は、実際の導電性トラックによって保証されていたが、そのような熱管理は、特に導電性トラックによって与えられるよりも大きな熱交換表面積を必要とする強い電源電流を有するLEDチップにとって最適ではない。その場合、解決策は、回路に多少嵩張り、多少なりとも高価な放熱板を追加することを含む。

概要

所定の波長範囲の光放射を発生することができ、2つの電気接触パッド(30、31)を備える少なくとも1つのLED型デバイス(3)と、第1及び第2の対向する面(10、11)によって画定される支持体(1)であって、それらの間に支持体(1)の厚さを規定し、少なくとも発光LEDデバイス(3)及び少なくとも1つの導電性トラックとを支持する支持体(1)と、を備える光放射放出デバイスである。本発明によれば、電気的なトラックは、導電性ワイヤ(2)で構成され、導電性ワイヤ(2)の全部又は一部は、それらの長さ(1)の全部又は一部にわたって支持体(1)にしっかり固定され、導電性ワイヤの全部又は一部は、支持体(1)の第1及び第2の面の少なくとも一方の方向において露出した少なくとも1つの接触部分(20)を有する。さらに、LED型デバイス(3)の接触パッド(30、31)の各々は、導電性ワイヤ(2)のうちの1つの接触部分(20)に対向して位置し、接触部分(20)に電気的に接続されている。

目的

本発明は、1つ又は複数の波長の光放射を放出するデバイスを形成するための、上記の欠点のない代替的な解決策を提供する

効果

実績

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請求項1

−所定の波長範囲光放射を発生することができ、少なくとも2つの電気接触パッド(30、31)を備える少なくとも1つのLED型デバイス(3)と、−支持体(1)であって、前記支持体(1)の厚さを共に規定する対向する第1及び第2の側部(10、11)によって画定され、少なくとも1つの前記LED型デバイス(3)及び少なくとも1つの導電性トラックを支持する、支持体(1)と、を備え、−前記電気的なトラックが、導電性ワイヤ(2)で形成され、前記導電性ワイヤ(2)の全部又は一部が、それらの長さ(1)の全部又は一部に沿って前記支持体(1)に結合され、前記導電性ワイヤの全部又は一部が、前記支持体(1)の第1及び第2の側部の少なくとも一方に向けて露出した少なくとも1つの接触部分(20)を有し、−前記LED型デバイス(3)の接触パッド(30、31)の各々が、前記導電性ワイヤ(2)のうちの1つの接触部分(20)に対向して位置し、前記接触部分(20)に電気的に接続されていることを特徴とする、光放射放出デバイス

請求項2

前記支持体(1)が、少なくとも1つの変形方向に変形可能な少なくとも1つの領域(18)を有し、前記導電性ワイヤ(2)の少なくとも1つの部分が、前記導電性ワイヤ(2)を破損することなく、前記変形可能な領域及び前記導電性トラックの前記変形方向への変形を許可するパターン(21)に従って位置することを特徴とする、請求項1に記載のデバイス。

請求項3

前記LED型デバイスが、少なくとも1つの受容構造体(320)と少なくとも1対の接続構造体(321、322)とを備える基板で形成され、前記受容構造体が、少なくとも1つのLEDチップ又はモジュール受容し、各接続構造体が、第2の部分(3220)を有する1つのブロックを形成する少なくとも第1の部分(3210)で形成され、前記第1の部分が、前記LEDチップ又はモジュールの電極のうちの1つに電気的に結合され、前記第2の部分が、前記導電性トラックの導電性ワイヤ(2)の1つの接触部分(20)の1つに接続された前記接触パッドの1つを形成することを特徴とする、請求項2に記載のデバイス。

請求項4

前記LED型デバイス(3)が、基板(32)に配置され、封入体封入された少なくとも1つのLEDチップ、又は、少なくとも1つのパッケージングされたLEDを備え、前記2つの接触パッド(30、31)が、前記基板上に位置し、前記LEDチップの電極に電気的に結合されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。

請求項5

前記LED型デバイス(3)が、前記接触パッドを形成する少なくとも2つの電極を一体化する、LEDチップ又は少なくともパッケージングされたLEDであり、前記電極の各々が、前記導電性ワイヤの接触部分の1つに電気的に接続されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。

請求項6

−各導電性ワイヤが、前記支持体(1)の第1又は第2の側部によって形成された埋め込み面から前記支持体(1)の厚さ内に埋め込まれ、−各導電性ワイヤの接触部分(20)が、電気的に接続されるために利用可能である、ことを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。

請求項7

前記支持体が、前記支持体の側部の少なくとも1つに開口する少なくとも1つのハウジングを備え、前記ハウジングが、少なくとも前記LED型デバイスと、前記LED型デバイスが接続される少なくとも前記接触部分と、を備えることを特徴とする、請求項6に記載のデバイス。

請求項8

前記支持体(1)が、前記導電性ワイヤを取り囲む2つの基板で形成され、前記2つの基板のうちの少なくとも1つが、前記接触部分の前記露出を許可する少なくとも1つのリセスを含み、前記LEDデバイスが、前記リセスの内側に位置することを特徴とする、請求項1又は2に記載のデバイス。

請求項9

前記導電性ワイヤが、前記支持体(1)の前記第1及び/又は第2の表面のうちの1つの上に置かれ、それらの長さの全部又は一部に沿って前記表面に結合されることを特徴とする、請求項1から8の何れか一項に記載のデバイス。

請求項10

前記導電性トラックが、前記導電性ワイヤのうちの少なくとも1つによって形成された少なくとも1つの抵抗器及び/又は1つの放熱板を備えることを特徴とする、請求項1から9の何れか一項に記載のデバイス。

請求項11

各導電性ワイヤ(2)が、絶縁被覆で覆われており、前記接触部分(20)が、絶縁被覆を有することなく、前記LED発光デバイス(3)の前記接触パッド又は前記LEDチップの電極に接続されていることを特徴とする、請求項1から10の何れか一項に記載のデバイス。

請求項12

前記支持体上の前記LED型デバイスの正しい位置決めを可能にするように構成されたキーイングシステムを備えることを特徴とする、請求項1から11の何れか一項に記載のデバイス。

請求項13

請求項1から12の何れか一項に記載の少なくとも1つの光放射放出デバイスを一体化する機械部品

請求項14

相互接続パターンに従って、導電性トラックをそれらの長さの全部又は一部に沿って支持体に結合することによって、少なくとも1つの導電性トラックを形成する段階であって、前記支持体が、前記支持体の厚さを共に規定する第1及び第2の対向する側部によって画定され、前記導電性ワイヤの全部又は一部が、前記支持体(1)の第1及び第2の側部の少なくとも一方に向けて露出した少なくとも1つの接触部分(20)を有する段階と、−所定の波長範囲の光放射を生成することができ、2つの電気接触パッド(30、31)を備える少なくとも1つのLED型デバイス(3)を組み立てて前記導電性トラックに接続する段階であって、前記LED型デバイス(3)の接触パッド(30、31)の各々が、前記導電性ワイヤ(2)のうちの1つの接触部分(20)に対向して配置され、前記接触部分(20)に電気的に接続されている段階と、を含むことを特徴とする、請求項1から12の何れか一項に記載の発光デバイスの製造方法。

請求項15

前記導電性トラックを形成する段階が、前記支持体上に、少なくとも1つの変形方向に変形可能な領域(18)を形成する段階を含み、前記導電性ワイヤ(2)の少なくとも1つの部分が、前記導電性ワイヤ(2)を破損することなく、前記変形可能な領域及び前記導電性トラックの前記変形方向への変形を許可するパターン(21)に従って位置することを特徴とする、請求項14に記載の製造方法。

請求項16

前記支持体に対する前記導電性ワイヤの固定が、前記支持体の第1及び第2の側部の一方から前記支持体の厚さ内に前記導電性ワイヤを埋め込むことによって得られることを特徴とする、請求項14又は15に記載の製造方法。

請求項17

前記導電性ワイヤの結合が、前記支持体の第1及び第2の側部の一方に前記導電性ワイヤ又は前記導電性トラックを接着又は積層することによって得られることを特徴とする、請求項14又は15に記載の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、発光ダイオードLED)で形成されたLED発光デバイス印刷回路上に組み立てられている光放射放出デバイスに関する。

背景技術

0002

簡単に言えば、LED(「発光ダイオード」)チップは、通常、p型ドーピングによってドーピングされた半導体材料の領域とn型ドーピングによってドーピングされた半導体材料の領域との間に形成された少なくとも1つのpn接合を含む。ドープ領域の各々に結合された電気接続端子は、電流注入によってLEDに電力を供給することを可能にし、従って、波長範囲の光放射を放出することを可能にする。さらに、LEDチップは、LEDによって放出された光放射の一部を吸収することができ、他の波長範囲の光放射を放出することができる蛍光体又は発光団と関連付けられてもよい。

0003

LED電源供給方法、特に電気接続端子の配置によって本質的に異なる複数種類のLEDチップ構成を区別することができる。

0004

第1の所謂「垂直」構造では、p及びn半導体領域は、導電性ベースの2つの対向する側部に形成される。この組立体は、第1の電気接続端子で覆われた積層体を形成し、ベースは、第2の電気接続端子を形成する。従って、このような構成では、電流は、ベースを含む積層体全体を横切る。

0005

第2の所謂「水平」構造では、接続端子は、2つのドープ領域上に必要に応じて形成される。特に、半導体p領域及びn領域は、ベース、一般に電気伝導性が低い成長基板の同じ側に形成される。実際には、接続端子は、実質的に同一平面上に配置されるか、又は垂直方向に(又は領域の厚さにわたって)僅かにずらされて配置され、電流は、低い導電率を有するベースを横切ることなく半導体の活性領域を横切るようになる。

0006

第1の所謂「フリップチップ」構造では、チップの電力供給は、接続ワイヤの使用を回避するために同一平面上に配置された導電性半田バンプによって提供される。

0007

従来、1つ又は複数のLEDチップを基板の一側に配置し、場合によっては蛍光体又は発光団を用いて、例えばシリコーン樹脂製封入体封入してLEDモジュールを形成していた。次いで、LEDチップの電極電気的に結合された接触パッドは、一般に基板上に設けられて、回路の他の構成要素へのLEDモジュールの電気的接続を可能にする。

0008

さらに、そのようなLED型デバイス、すなわちLEDチップ又はLEDモジュールは、一般に、所定の相互接続パターンに従って導電性トラックがその上に配線された支持体で形成された印刷回路上に移される。

0009

例えば、LEDチップ又はモジュールの移動に適したフレキシブル印刷回路を形成するために、導電性トラックは、フレキシブル支持体の表面上に導電性フィルムを積層し、続いてこのフィルム化学エッチングすることによって形成され得る。しかしながら、減法技術を利用するそのような配線技術は、トラックの重なりを含むパターンが許されないので非常に限られたパターンを許可するだけである。さらに、それは、非常に大きな表面上にトラックをエッチングすることを可能にしない。

0010

同様の解決策は、支持体の表面上での積層後の化学エッチングによるのではなく、積層前の導電性フィルムの機械的切断によって導電性トラックを形成することを含む。このようなリードフレーム配線技術は、化学エッチング技術と同様に細かい制限がある。

0011

付加技術を利用する他の解決法は、支持体上に印刷された導電性インクを使用することを含む。しかしながら、そのような解決策は、インクが金属よりも低い導電率を有するので、性能が劣る。トラックの導電性が堆積されたインク膜の厚さに依存するので、複数の連続したインク層を塗布することが時々必要となり、その解決策は、より高価になる。さらに、インクの品質及び印刷の品質に応じて、印刷回路のトラック密度は、最適ではない。さらに、エッチングによる配線のように、絶縁ブリッジを形成するために少なくとも3つの連続した印刷シーケンスが必要であるので、シルクスクリーンは、トラックの重なりを容易には認めない。

0012

印刷回路上へのLEDデバイスの取り付けは、印刷回路上へのLEDデバイスの配置の後に、炉内で少なくとも1つの通路を含む集合的な半田付けによって得ることができる。しかしながら、そのような技術は、可撓性支持体のための特定の種類の材料への使用を制限し、比較的高い溶融温度(典型的には250から350℃の範囲)の使用のために特定の構成要素への損傷を引き起こし得る。他の解決策は、ワイヤボンディング技術を実行することを含むが、それは、多数の操作を必要とし、印刷回路上に無視できない厚さを生じさせる。

0013

印刷回路上に組み立てられたLEDデバイスの他の大きな問題は、LEDによって発生した熱の放出である。熱放散が悪いと、特に構成要素の早期老化システム効率の低下を引き起こす可能性がある。従来、熱放散は、実際の導電性トラックによって保証されていたが、そのような熱管理は、特に導電性トラックによって与えられるよりも大きな熱交換表面積を必要とする強い電源電流を有するLEDチップにとって最適ではない。その場合、解決策は、回路に多少嵩張り、多少なりとも高価な放熱板を追加することを含む。

発明が解決しようとする課題

0014

これに関連して、本発明は、1つ又は複数の波長の光放射を放出するデバイスを形成するための、上記の欠点のない代替的な解決策を提供することを目的とする。

0015

特に、本発明は、LEDチップ又はLEDモジュール等のLED型デバイスの電気的相互接続適合した可撓性又は剛性支持体上の導電性トラックの配線のための新規な解決策を提供することを目的とする。さらに、本発明はまた、相互接続パターンに関してより大きな柔軟性と共に、可撓性又は剛性の支持体上のより高密度の導電性トラックの配線を可能にする、より複雑でない解決策を提供することを目的とする。本発明はまた、組立体の全体的な大きさを減少させながら、より大きな表面上での配線、並びにより高密度のLEDモジュールを可能にする解決策を提供する。本発明はまた、非常に大きな支持体表面上に低コスト少数のLEDデバイスを組み立てる可能性を提供する。

0016

本発明の他の目的は、印刷回路上に組み立てられたLEDデバイスの放熱のために、嵩が小さく安価である解決法を提供することである。特に、本開示は、放熱のために実施され得る手段におけるモジュール性を提供する。

課題を解決するための手段

0017

従って、本発明は、少なくとも1つのLED型デバイスと、例えば可撓性又は剛性であり得る支持体とを備える、可視又は非可視の光線を発するデバイスを目的とする。LED型デバイスは、所定の波長範囲の光放射を発生することができ、少なくとも2つの電気接触パッドを備える。支持体は、支持体の厚さを共に規定する第1及び第2の対向する側部によって画定される。支持体は、少なくともLED発光デバイス及び少なくとも1つの導電性トラックを支持する。

0018

本発明によれば、電気的なトラックは、それらの長さの全部又は一部に沿って支持体に結合された導電性ワイヤで形成される。導電性ワイヤの全部又は一部は、支持体の第1及び第2の側部のうちの少なくとも一方に向けて露出した又は自由にされた接触部分を少なくとも有する。さらに、LED型デバイスの接触パッドの各々は、導電性ワイヤのうちの1つの接触部分の反対側に位置し、この接触部分に電気的に接続される。

0019

従って、本発明の解決策は、単純な導電性ワイヤを支持体に位置決めして取り付けることによって、可撓性であってもよく可撓性でなくてもよい支持体上に導電性トラックを配線することを含む。そのような導電性ワイヤは、好ましくは、支持体の第1又は第2の側部のうちの1つと実質的に平行な同一平面内に実質的に延びる。導電性ワイヤは、それらの用途に従って特に調整される。例えば、導電性ワイヤは、LEDデバイスの電力供給、あるLEDデバイスと他のLEDデバイス又は他の構成要素との電気的相互接続、データ伝送、又は、受動電気部品の形成、又は、放熱板の形成のために意図されてもよい。特に、特定の導電性ワイヤは、ワイヤに沿って分配された1つ又は複数の接触部分を有する。そのような接触部分は、特にLEDデバイスの接触パッドに直接接続されることを意図している。従って、導電性トラックの配線、支持体へのLED型デバイスの電気的接続、並びに支持体上に組み立てられた複数のLED型デバイス間の電気的相互接続が単純化される。

0020

本発明の一実施形態によれば、本発明の発光デバイスの前記支持体は、少なくとも1つの変形方向に変形可能な少なくとも1つの領域を有することができ、前記導電性ワイヤの少なくとも1つの部分は、支持体上に配線された導電性ワイヤの破損を引き起こすことなく、前記変形可能な領域及び前記導電性トラックの前記変形方向への変形を許可するパターンに従って位置する。この領域の変形は、特に、1つ又は複数の空間方向における伸張/延長捩れ又は収縮にも対応し得る。

0021

好ましくは、導電性ワイヤの全部又は一部は、変形を許可する前記パターンに従って位置する部分と、接触部分とを有し、2つのタイプの部分は、互いに異なる。好ましくは、変形を許可するパターンは、導電性ワイヤの不連続性なしに得られる。言い換えれば、2種類の部分を有する導電性ワイヤは、導電性を提供するためだけでなく、導電性トラックのより優れた可撓性又は弾力性を提供するためにも使用され得る。従って、導電性トラックは、断線の危険性なしに支持体の潜在的な変形に追従することができ、すなわち、導電性ワイヤの導電性に関する機能は、本発明の発光デバイスの成形による変形、すなわち、支持体の伸張及び/又は収縮及び/又は捩れの後にも維持される。

0022

実際には、断線を引き起こすことなく、以上で定義したような面積当たり数ミリメートルの前記支持体の変形可能な領域の変形、例えば4つの変形領域に対して2cmを超える変形を許可するパターンに従って導電性ワイヤを位置決めすることが考えられる。そのようなパターンは、例えば、ジグザグ円形又はスパイラルタイプ等、少なくとも1つの曲線を示すタイプのものであり得る。勿論、支持体の所望の変形歪みに従って他のパターンを考えることができる。

0023

従って、導電性トラック及びLED型デバイスの組立体を支持体上に位置決めすることによって上記のような発光デバイスを最初に形成し、次に、こうして得られた発光デバイスを変形させて、例えば、成形又は熱成形によって体積構造体を得ることが考えられる。変形を許可するパターンは、断線を回避しながら導電性トラックに変形歪みに対するより優れた耐性を提供する。

0024

一実施形態によれば、導電性ワイヤの全部又は一部は、支持体の厚さ内に位置することができる。特に、各導電性ワイヤの断面は、全体的に又は部分的に支持体の厚さ内に位置してもよい。言い換えれば、ワイヤは、支持体の厚さ内に一体的に配置されてもよく、又は、支持体表面と同一平面にあってもよく、又は、この表面から僅かに突出してもよい。

0025

この実施形態の変形によれば、各導電性ワイヤは、支持体の第1又は第2の側部によって形成された埋め込み表面から支持体の厚さ内に埋め込まれるか、又は嵌め込まれてもよい。さらに、各導電性ワイヤの接触部分は、このワイヤについて少なくともこの埋め込み表面に向かって露出していることが好ましい。

0026

従って、この変形例による解決策は、この支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むか、又は嵌め込むことによって、可撓性であってもそうでなくてもよい支持体上に導電性トラックを配線することを含む。言い換えれば、導電性ワイヤの全部又は一部は、それらの全長に沿って、又はそれらの長さの大部分に沿って、支持体内に収容されている。支持体の厚さ内の埋め込みの深さは、導電性ワイヤの全部又は一部が埋め込み表面に向かって露出し又は自由になる少なくとも接触部分を有し、LED型デバイスの接触パッドに結合又は直接接続されるように意図されるようなものであり得る。埋め込み技術を用いた導電性ワイヤの配線は、ワイヤを支持体にしっかりと結合又は取り付けるのに有利である。

0027

この変形例は、特に、LEDデバイスを支持体上に複数の方法で位置決めすることを可能にする。

0028

例えば、LEDデバイスは、支持体表面に、より具体的には、LEDデバイスが接続されたワイヤの対応する埋め込み表面上に位置することができる。従って、接触パッドは、LEDデバイスの接触パッドの上又は下に延びることができる。

0029

勿論、支持体をその第1及び第2の側部に配線し、これら2つの表面にLED型デバイスを組み立て、複数の方向に、特に支持体の2つの側部から放射を放出する発光デバイスを得ることが可能である。従って、有利には、支持体は、その第1の側部に、少なくとも1つの第1の導電性トラックと、第1の導電性トラックに電気的に接続された少なくとも1つのLED型デバイスとを備え、第2の側部に、第1のトラック及び/又は場合によっては第2の側部の1つ又は複数の他の導電性トラックに電気的に接続された少なくとも他のLED型デバイスとを備える。

0030

例えば、LEDデバイスは、支持体の厚さ内に形成されたハウジング又はキャビティ内に位置することもでき、このハウジングは、貫通していても貫通していなくてもよい。従って、支持体は、支持体の側部の少なくとも一方に開口する少なくとも1つのハウジングを備えることができ、ハウジングは、少なくともLED型デバイスと、少なくともLED型デバイスが接続された接触部分とを備える。有利には、ハウジングはまた、それが受容するワイヤの埋め込み表面上で開いていてもよい。同様に、接触パッドは、LEDデバイスの接触パッドの上又は下に延びることができる。前述のように、支持体の2つの対向する側部にハウジングを設け、その2つの対向する側部を配線し、複数の方向に、特に支持体の2つの側部から放射を放出するデバイスを得ることが可能である。

0031

ハウジングは、貫通していてもよく、すなわち、支持体の2つの対向する側部で開口していてもよい。この特定の場合では、1つ又は複数のLEDデバイスをハウジング内に配置することが可能である。さらに、各LEDデバイスは、支持体の側部の一方又は他方に向かって発光するように組み立てられてもよい。従って、支持体の2つの側部から放射を放出する発光デバイスを形成することが可能である。この解決策は、特に、嵩を低減し、複数の方向に発行する薄くて柔軟な発光体を形成することを可能にする。

0032

したがって、実際には:
−接触部分は、支持体の少なくとも第1の側部、特に埋め込み表面に露出するか、又は、想定される電気回路図に従って電気的に接続されるように利用可能にすることができる;
−接触部分はまた、支持体内に形成されたハウジング内に露出してもよい;
−接触部分は、特にハウジングが、支持体の2つの対向する側部において貫通しているときに、支持体の2つの対向する側部に露出することができる。

0033

勿論、これらの変形例の組み合わせも同じ支持体上で可能である。発光デバイスは、複数のLEDデバイスを含むことができ、その各々は、上述の変形例の1つに従って支持体に組み立てることができる。勿論、同じ支持体上で異なる変形例を組み合わせることが可能である。

0034

さらに、導電性トラックの配線及び支持体上へのLEDデバイスの組み立ては、いくつかの方法で実行することができる。特に、トラックの配線を行う前にLEDデバイスを支持体に固定することが可能であり、LEDデバイスを支持体上に組み立てる前に支持体上に導電性トラックを形成することも可能である。従って、導電性ワイヤの埋め込みを実施することを含む本発明の解決策は、製造工程において非常に大きな柔軟性を提供することを理解されたい。従って、接触部分及び接触パッドは、例えば後述のものなどの任意の手段によって、例えば接着熱圧着技術又は接触部分と接触パッドとのスナップ結合等によって相互接続することができる。

0035

この実施形態の他の変形例によれば、支持体は、導電性ワイヤを囲む2つの基板で形成されてもよい。言い換えれば、導電性ワイヤは、支持体を形成する2つの基板の間に挟まれている。

0036

実際には、LEDデバイスによって発光される光放射を放出するために、2つの基板のうちの少なくとも一方は、接触部分を露出させ、LEDデバイスの接触パッドを電気的に接続することを可能にする少なくとも1つのリセスを含み、LEDデバイスは、そのリセス内にある。

0037

実際には、2つの支持基板の少なくとも一方が光学特性を有すること、例えばLEDデバイスによって放出された放射に対して透過的であること、又は放射の均一な散乱のために散乱することも可能である。

0038

他の実施形態によれば、導電性ワイヤは、支持体の第1及び/又は第2の表面のうちの1つの上に置かれ、この表面に結合される。

0039

換言すれば、導電性トラックの配線は、所定の相互接続パターンに従って、例えば接着によって、支持体上に導電性ワイヤを単純に敷設することによって得られる。他の変形例によれば、導電性トラックの配線は、変形を許可する前記パターンを含む電気回路図に従って導電フィルムを切断することによって予め形成された導電性トラックを積層することによって得ることができる。

0040

支持体へのワイヤのより良好な結合を提供するために、支持体と保持層又はプレートとの間に導電性ワイヤ及びLED型デバイスを封入することが可能である。前述のように、保持層は、支持体の全表面を覆っていてもよく、この場合、特にLEDデバイスによって放出された光放射の散乱を可能にする光学特性を有し、又は、放射を外へ出すためのリセスも設けられ得る。

0041

この解決策は、特に、非常に大きな表面積を有する支持体を使用すること、及び低コストで対象物を形成することを可能にするという利点を有する。

0042

従って、上記で提供された解決策は、支持体上のLEDデバイスのレイアウトに関して、及び、同じ支持体上に組み立てられ得るLEDデバイスの種類及び数に関して、非常に大きな柔軟性を提供する。

0043

特に、LED型デバイスは、接触パッドを形成する少なくとも2つの電極をそれぞれが一体化した、1つ又は複数のLEDチップ又は1つ又は複数のパッケージングされたLEDを含むことができる。これらの電極の各々は、導電性ワイヤの接触部分の一方に電気的に接続されている。

0044

有利には、LEDチップは、最初に上述の変形例のうちの1つに従って発光デバイスの支持体上に位置決めされ、以上に開示された方法のうちの1つに従って接触部分に接続され、次に、封入体に封入される。従って、封止体は、シリコーン樹脂で構成することができ、少なくともLEDチップと、LEDチップに接続された導電性ワイヤの一部とを覆うことが好ましい。実際には、少なくとも1つの蛍光体材料もまた、LEDチップと共に封入体中に配置することができる。散乱粒子及び/又は発光団もまた、シリコーン樹脂中に組み込まれていてもよい。勿論、複数のLEDチップを同じ封入体に配置してもよい。

0045

例えば、LEDデバイスは、典型的には「水平」構造を有し、電気絶縁ベースの同じ側に形成された2つの電極を含むLEDチップであり得る。従って、そのような電極は、上述した2つの接触パッドを形成し、それぞれ接触部分の1つに電気的に接続されている。

0046

LED型デバイスはまた、基板上に配置された蛍光体(又は発光団)と関連し又は関連しない1つ又は複数のパッケージングされたLED又は1つ又は複数のLEDチップを一体化するLEDモジュールを含み得、各LEDチップの2つの接触パッドは、基板上に位置し、LEDチップの電極に電気的に結合されている。先に述べた通り、前述の変形例のうちの1つに従ってLEDモジュールを支持体上に配置し、以上に開示した方法のうちの1つに従って接触部分に接続することができる。勿論、「垂直」又は「フリップチップ」構造を有するLEDチップに基づくLEDモジュールもまた使用され得る。

0047

当然ながら、以上に開示された解決策はまた、導電性トラックによって相互接続された、複数のLED型デバイス及び/又は複数の他の電子部品を支持体上に組み立てることを可能にする。

0048

従って、LEDデバイスの全部又は一部を直列及び/又は並列に組み立てることができ、各導電性ワイヤは、所望の電気回路図に従って、2つ又は複数の接触パッドの間で特に連続的及び/又は不連続的とすることができる。

0049

従って、埋め込み又は単純な接着によって引き回され得る、例えば銅線等の導電性ワイヤを使用することを含む本発明の解決策は、製造プロセスにおいて、支持体材料の選択において、相互接続パターンにおいて、並びに、支持体に組み立てられるLEDデバイスの密度において、非常に大きな柔軟性を提供することが理解され得る。

0050

さらに、導電性ワイヤを使用することの他の利点は、導電性トラックの導電性ワイヤの少なくとも1つによって受動電気部品を形成することが可能であるという事実にある。例えば、導電性ワイヤの1つを巻回し抵抗を形成することができる。さらに、導電性ワイヤのうちの少なくとも1つ又は支持体内に埋め込まれた他の専用ワイヤを用いて同じ技術によって放熱板又はラジエータを形成することも可能である。従って、有利には、導電性トラックは、導電性ワイヤの少なくとも1つによって形成された少なくとも1つの抵抗器及び/又は放熱板を含むことができる。導電性トラックのある導電性ワイヤは、特に高密度巻線を介して、抵抗器又は放熱板を形成するために特に使用され得る。しかし、同じワイヤを使用して、1つ又は複数の抵抗器及び/又は1つ又は複数の放熱板、並びに複数のLEDデバイスを電気的に相互接続することを可能にする1つ又は複数の接触部分を形成することができる。

0051

このような利点及び可能性は、LEDデバイスの組立体に適合した印刷回路を形成するための、支持体上の配線、すなわちエッチング、切断又は導電性インク堆積に従来使用されている技術には見られない。

0052

さらに、導電性ワイヤを介する熱放散とは無関係に、熱伝導材料に基づいて、支持体上に配置されるべき1つ又は複数の特定の熱パッドを設けることが可能である。例えば、熱パッドは、支持面の全部又は一部に、あるいは存在する場合にはハウジング内にも熱伝導層を堆積させることによって得ることができる。例えば、熱伝導材料に基づく1つ又は複数のシートを支持体に接着することが可能である。より大きい熱交換表面積をLEDデバイスに提供するために、1つ又は複数の接触部分と接触して又は接触しないように配置されるべき熱プレートを提供することも可能である。そのような熱パッドは、例えばLEDデバイスの接触パッドの接続について以下に記載されるもののような、例えば熱圧着又は接着剤ドットのような種々の手段によって接触部分に接着されてもよい。

0053

実際には、支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことは、超音波によって振動を発生させて導電性ワイヤに加える超音波法に従って行うことができる。他の積み重ね技術は、支持体の対向する側部の一方から支持体の厚さを横切って溝を形成し、次いで、導電性ワイヤの全部又は一部を溝に挿入することを含み得る。好ましくは、少なくとも導電性ワイヤの接触部分は、支持体の第1の表面と同一平面上にあるか、又はこの表面から僅かに突出することができる。

0054

さらに、LED型デバイスの接触パッドと導電性ワイヤの接触部分との電気的接続は、熱圧着(「TCB」)によって行われてもよい。勿論、例えば導電性接着剤の滴、等方性又は異方性接着性導電性フィルム(ワイヤの形態の「ACF」、又は、ペーストの形態の「ACP」)、又は半田ペーストの使用など、他の技術を想定することも可能である。接触部分と接触パッドとのスナップ結合のシステムを介して、接触部分と接触パッドとの結合及び接続を想定することも可能である。例えば、各接触パッドは、それと係合する接触部分を有するピンを一体化することができる。

0055

特に、ほとんどのLEDチップ又はモジュールは一般に、特に導電性トラックがワイヤ埋め込み技術又はワイヤの接着によって形成されている場合には、熱圧着技術の実施に適していない寸法を有する接触パッドを示す。従って、1つ又は複数のLEDチップ又はモジュールを受容することができ、例えば上記の接続技術のうちの1つを介して導電性トラック上への電気的接続に適した特定の支持体を提供する必要がある。従って、本発明はまた、上述の発光デバイスの支持体に組み立てることができるLEDデバイス用の支持体を目的とする。LEDデバイス支持体は、特に、パッケージングされているか否かにかかわらず、少なくとも1つのLEDチップ、又は1つのLEDモジュールを受容することができる基板を備える。基板は、少なくとも1つの受容構造体と少なくとも1対の接続構造体とを含む。受容構造体は、1つ又は複数のLEDチップ又は1つ又は複数のLEDモジュールを収容する。各接続構造体は、第2の部分と共に1つのブロックを形成する少なくとも1つの第1の部分で形成される。第1の部分は、LEDチップ又はLEDモジュールの電極の1つに電気的に結合され、第2の部分は、例えば熱圧着によって導電性トラックの導電性ワイヤに直接接続されることを意図した接触パッドを形成する。従って、受容構造体は、パッケージングされているか否かにかかわらず、実質的に同じ波長又は異なる波長で発光する複数のLEDチップを受け取ることができる。勿論、受容構造体及び接続構造体の形状及び大きさは、用途又は支持体上のLED密度に応じて変わり得る。さらに、接続構造体の数も変わり得る。このように、全てのLEDチップに共通の一対の接続構造体、又は複数対の異なる接続構造体を設けることが可能である。例えば、LEDチップ及びモジュールの全部又は一部に共通の第1の部分、又は、LEDチップ又はモジュール用の接続構造体の異なる第1の部分を想定することができる。例えば、LEDチップ及びモジュールの全部又は一部に共通の第2の部分、又は、LEDチップ又はモジュール用の異なる第2の部分も考えられる。特に埋め込み又は接着による配線に関連するこのタイプのLED支持体の使用は、本発明の発光デバイスの支持体上に遥かに大きなLED密度を有することを可能にする。変形例によれば、基板は、1つの中央構造体と2つの横方向構造体を有し、前記中央構造体は、少なくともLEDチップ又はモジュールを受容し、各横方向構造体は、第2の部分を有する1つのブロックを形成する第1の部分で形成され、第2の部分は、LEDチップの電極の1つに電気的に結合され、第2の部分は、接触パッドを形成し、導電性トラックの導電性ワイヤの1つの接触部分の1つに接続される。

0056

例えば、本発明の発光デバイスは、上記に開示されたLEDデバイス支持体と、受容構造体上に配置され、接続構造体の第1の部分に接続された1つ又は複数のLEDチップ又はモジュールとから形成されるLED型デバイスを含み得る。従って、接続構造体の第2の部分は、導電性トラックの接触部分に接続された接触パッドを形成する。

0057

実際には、導電性ワイヤは、金属材料から構成されてもよい。一例として、導電性ワイヤは、例えば、銅、金、アルミニウム、銀又はこれらの金属のうちの少なくとも1つに基づく合金から作られてもよい。例えばカーボン、特にグラファイトからなるワイヤのような導電性材料からなる他の任意の種類のワイヤを使用することも考えられる。さらに、各導電性ワイヤは、任意の断面、特に平行六面体又は円形を有することができる。例えば、導電性ワイヤの断面の直径は、典型的には、1ミリメートルの10分の1程度、例えば80又は120μmであり得る。実際には、各導電性ワイヤは、そのワイヤが意図されている用途に適合するように寸法決めされている。従来、各導電性ワイヤは、支持体内に配線されるべき電気回路図、相互接続されるべき種々の構成要素、電流の強度又は伝達する電力に応じて寸法決めされていた。従って、同じ支持体上に、より低い若しくはより高い電力に適したワイヤ、又はデータ伝送を意図したワイヤ、又は、抵抗器若しくは放熱板の形成に適したワイヤなど、異なる寸法の導電ワイヤを有することが可能である。

0058

さらに、各導電性ワイヤは、絶縁被覆で覆われていてもいなくてもよい。導電性ワイヤが絶縁層で覆われている場合、LEDデバイスの接触パッドに接続されることを意図されている接触部分は、絶縁層を奪われることが好ましい。言い換えれば、被覆導電性ワイヤは、1つ又は複数の明確に区別される接触部分を含み得る。被覆導電性ワイヤの使用は、特に、ワイヤの重なりを含むパターンを形成するのを可能にする。一例として、エナメル銅からなる導電性ワイヤを使用することができる。実際には、例えば機械的又は化学的除去技術を実施することによって、接触部分から絶縁層を除去する特定の段階を提供することが可能である。一例として、絶縁層は、適切な温度での研磨、溶解又は昇華によって除去することができる。

0059

導電性ワイヤはまた、反射率を高めることを目的とした仕上げコートで被覆することもできる。一例として、仕上げコートは、金、銀、アルミニウム、銅、パラジウム又はこれらの金属のうちの1つに基づく合金から作られてもよい。

0060

本発明の発光デバイスの支持体には異なる材料を使用することができる。好ましくは、支持体は、可撓性又は剛性の電気絶縁材料で作られる。一例として、支持体は、エポキシ、例えばガラス−エポキシで作られ、又は熱可塑性ポリマー、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)と混合されているか又は混合されていないポリ塩化ビニルPVC)、ポリエステル又はポリイミドで作られ得る。米国特許出願公開第2014/0268607号明細書に記載されている材料も想定することができる。例えば、エラストマー材料の使用は、特に、振動に対して低い感度を有する放出デバイスを得ることを可能にする。さらに、反射率を増加させるために、支持体を白色に大量染色し、鏡面仕上げコート、例えば、ニッケル、金、パラジウム、銀等をベースとする合金で被覆することができる。

0061

有利には、支持体はまた、種々の形状及び体積を有する対象物を得るために熱成形可能な材料で作られてもよい。特に、熱成形可能材料で作られた支持体は、以上に開示されたような1つ又は複数の導電性トラックと、導電性トラックを介して電気的に相互接続された1つ又は複数のLED型デバイスとを含み得る。この特定の場合において、支持体の成形は、例えば3D形状に適合された埋め込み技術の実施を介して、支持体上の導電性トラックの配線の前又は後に行われてもよい。さらに、LEDデバイスは、成形の前又は後に配置することができる。

0062

有利には、支持体は、熱可塑性エラストマーTPE)タイプの可撓性の変形可能な支持体であり得る。そのようなTPE支持体は、それ故に種々の曲率適応することができ、特に空間の種々の方向において変形可能である発光織物製織を行うことを特に可能にする。

0063

従って、上記の少なくとも1つの光放射放出デバイスを一体化する機械部品を得ることが可能である。

0064

実際には、上記のような発光デバイスはまた、支持体上のLED型デバイスの正しい位置決めを可能にするように構成されたキーイングシステムを含み得る。そのようなキーイングは、例えば、発光デバイスの前記支持体上又は前記LEDデバイス支持体上にも配置することができる。さらに、キーイングデバイスは、発光デバイスの支持体上に特定の形状を有する穿孔、又は、カラーコードの形態であってもよく、又は、接続構造体を互いに区別することを可能にするLEDデバイス支持体の特定の形状から生じてもよい。

0065

一般に、上述の光放射放出デバイスを製造する方法は、以下を含むことができる:
−相互接続パターンに従って、導電性ワイヤをそれらの長さの全部又は一部に沿って支持体に結合又は取り付けることによって、少なくとも1つの導電性トラックを形成する段階であって、支持体が、支持体の厚さを共に規定する第1及び第2の対向する側部によって画定され、導電性ワイヤの全部又は一部が、支持体の第1及び第2の側部の少なくとも一方に向けて露出した少なくとも1つの接触部分を有する段階;
−所定の波長範囲の光放射を生成することができ、2つの電気接触パッドを備える少なくとも1つのLED型デバイスを組み立てて導電性トラックに接続する段階であって、LED型デバイスの接触パッドの各々が、導電性ワイヤのうちの1つの接触部分に対向して配置され、接触部分に電気的に接続されている段階。

0066

上記で説明したように、本発明の解決策は、製造方法において一定の柔軟性を可能にする。

0067

本発明の一実施形態によれば、導電性トラックを形成する段階は、支持体上に、少なくとも1つの変形方向に変形可能な領域を形成する段階を含み、導電性ワイヤの少なくとも1つの部分は、導電性ワイヤを破損することなく、変形可能な領域及び導電性トラックの変形方向への変形を許可するパターンに従って位置する。

0068

一実施形態によれば、支持体への導電性ワイヤの結合は、支持体の第1及び第2の側部の一方から支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって得られる。

0069

他の実施形態によれば、導電性ワイヤの結合は、導電性ワイヤを支持体の第1及び第2の側部の一方に接着することによって得られる。

0070

変形例によれば、導電性トラックは、LEDデバイスの導電性トラックへの組み立て及び電気的接続の前に形成される。

0071

他の変形例によれば、LED型デバイスの支持体への組み立ては、導電性トラックの形成、及び導電性ワイヤの接触部分の接触パッドへの接続の前に行われる。

0072

有利には、この方法は、支持体の厚さ内に少なくとも1つのハウジングを形成することをさらに含み、ハウジングは、支持体の第1及び第2の側部の少なくとも一方に開口し、少なくともLED型デバイス及びLED型デバイスが接続される接触部分を含む。

0073

実際には、バージョンによれば、この製造方法は、このようにして以下の段階を含むことができる:
−最初に、所定の相互接続パターンに従って、支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階;
−次に、LEDデバイスを組み立てて支持体、特に導電性トラックに電気的に接続する段階。

0074

実際には、他のバージョンによれば、この製造方法は、このようにして以下の一連の段階を含むことができる:
−初めに、LED型デバイスを支持体に組み立てる段階;
−次に、導電性ワイヤの接触部分をLED型デバイスの接触パッドに接続することを含む、所定の相互接続パターンに従って支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階。

0075

さらに他のバージョンによれば、この製造方法は、以下の段階を含み得る:
−最初に、支持体の厚さの範囲内に1つ又は複数のハウジングを形成する段階であって、ハウジングが支持体の第1の側部に開いている段階;
−LEDデバイスを支持体に組み立てる段階であって、各LEDデバイスが、支持体の第1の側部の表面上又はハウジングのうちの1つの中に配置される段階;
−所定の相互接続パターンに従って支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階であって、各導電性ワイヤが、LED発光デバイスの1つの領域の1つに接続された少なくとも1つの接触部分を含む段階。

0076

さらに他のバージョンによれば、この製造方法は、以下の段階を含み得る:
−支持体の厚さにわたって1つ又は複数のハウジングを形成する段階であって、各ハウジングが、少なくとも1つのLEDデバイス、すなわちLEDモジュール又はチップを受容するように意図されている段階;
−所定の相互接続パターンに従って支持体の厚さにわたって導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階であって、ハウジングの全部又は一部が好ましくは相互接続される段階;
−ハウジング内にLEDデバイスを組み立て、各LEDデバイスを接触部分に電気的に接続する段階。

0077

さらに他の実施形態によれば、この製造方法は、以下の段階を含み得る:
−所定の相互接続パターンに従って支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階;
−LEDデバイスを支持体、特に導電性トラックに組み立てて電気的に接続する段階であって、各LEDデバイスが、LEDチップである段階;
−少なくともLEDチップと、LEDチップに接続された導電性ワイヤの一部とを覆う支持体上に封入層を堆積させる段階。

0078

封入体は、シリコーン樹脂の滴の堆積によっても、又はフィルムの堆積によっても形成することができる。一例として、シルクスクリーン又はホットラミネーション技術によるフィルムの堆積が考えられる。好ましくは、発光団は、支持体上及び封入体中に配置される。好ましくは、発光団は、封入体に組み込まれる。

0079

このようにして得られた光放射放出デバイスは、そのまま用いてもよいし、他の対象物に組み込んでもよい。例えば、それは、切断されても、手作業で成形されても、熱成形によって成形されてもよく、又は、例えば、発光バンパーなどの発光デバイスを組み込んだより大きな部品を形成するためにオーバーモールドされてもよい。勿論、オーバーモールド技術に適合した材料で作られた支持体が有利に使用される。

図面の簡単な説明

0080

本発明の前述及び他の特徴及び利点は、添付の図面と関連して、以下の非限定的な説明において詳細に議論されるであろう。

0081

本発明の実施形態による発光デバイスの詳細な簡略図である。
本発明の特定の実施形態による、支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことを簡略化して示す断面図である。
発光デバイスが導電性ワイヤの接触部分に位置する、本発明の一実施形態による発光デバイスの簡略図である。
図3Aのデバイスの部分断面図である。
発光デバイスが導電性ワイヤの接触部分の下に位置している、本発明の他の実施形態による発光デバイスの簡略図である。
発光デバイスが支持体のハウジング内に位置している、本発明の他の実施形態による発光デバイスの簡略図である。
接触部分が接触パッドに係合している、本発明の他の実施形態による発光デバイスの簡略図である。
本発明の他の実施形態による、接触フィンを一体化しているLEDモジュールの背面の簡略図である。
本発明の他の実施形態による発光デバイスの簡略図である。
本発明の他の実施形態による発光デバイスの簡略図である。
図9Aは、導電性トラックが伸縮性領域を有し、支持体が非伸張構造である、様々な実施形態による発光デバイスの簡略図である。
図9Bは、支持体の変形後における図9Aの発光デバイスの簡略図である。
図10Aは、導電性トラックが伸縮性領域を有し、支持体が非伸張構造である、様々な実施形態による発光デバイスの簡略図である。
図10Bは、支持体の変形後における図10Aの発光デバイスの簡略図である。
図11Aは、導電性トラックが伸縮性領域を有し、支持体が非伸張構造である、様々な実施形態による発光デバイスの簡略図である。
図11Bは、支持体の変形後における図11Aの発光デバイスの簡略図である。

実施例

0082

図面において、同じ参照番号は同じ又は同様の要素を示し、異なる構造は一定の縮尺ではないことに留意されたい。さらに、明確にするために、本発明の理解に不可欠な要素のみが図面に示されている。

0083

複数の構成要素、特にLEDモジュール又はLEDチップ等のLED型デバイスを相互接続するために、所定の相互接続パターンに従って導電性トラックを形成するための、支持体に結合された導電性ワイヤの使用による、接着剤による、又は支持体の厚さ上又は内部へのワイヤの埋め込みによるプリント回路の特定の上記の実施形態を以下に説明する。

0084

図1は、本発明の一実施形態による光放射放出デバイスを示しており、LED型デバイス3は、可撓性支持体1の側部に並列に組み立てられている。各LEDデバイス3は、一般に、基板又は電気絶縁ベースの同じ側に形成され得る2つの電気接点パッドを備える。LEDデバイス3は、それらの接触パッドを介して、支持体1上に形成された導電性トラックによって電気的に相互接続されている。導電性トラックは、特にLEDデバイス3を受容する側から支持体1の厚さ内に導電性ワイヤ2を埋め込むことによって形成され得る。導電性トラックは、導電性ワイヤを支持体に単純に接着することによっても形成することができる。

0085

一実施形態に従って支持体に埋め込まれた導電性ワイヤが図2に示されている。従って、支持体1は、支持体の厚さの範囲を定める2つの対向する側部、すなわち第1の側部10及び第2の側部11を有する。例えば、支持体1の第1の側部10は、相互接続されるべき構成要素、特にLEDデバイスを受容するように意図されている。導電性ワイヤ2は、その長さの全部又は一部に沿って、第1の側部10から支持体1の厚さを横切って挿入される。埋め込みの深さは、ワイヤ2の一部が支持体1の第1の側部10に露出したままであるようなものである。言い換えれば、導電性ワイヤ2は、支持体1の第1の側部10に露出した「接触部」と呼ばれる部分20と、支持体1の第1の側部10の下に配置された他の部分21とを含む。接触部分20は、LED発光デバイス3の接触パッドに接続されるように意図されている。

0086

実際には、導電性ワイヤ2の接触部分20は、図1に示すように、支持体1の第1の側部10の表面と同一平面上にあっても、第1の面10の表面から突出してもよい。どちらの構成も、構成要素を導電性トラックに直接接続することを可能にする。

0087

従って、LED発光デバイスの電気的相互接続を確実にするためには、LEDデバイスの接触パッドの各々を導電性トラックの導電性ワイヤの1つの接触部分に対向させ、接触パッドをそれぞれの接触部分に接続することで十分である。例えば、接触部分に対する接触パッドとの直接接続は、熱圧着によって行われてもよい。

0088

図3A及び図3Bに示される実施形態によれば、LEDデバイス3は、支持体1の第1の側部10の表面上で、接触部分20の上方で、第2の側部11から第1の側部10に向かう方向に配置され、LEDデバイス3の接触パッド30、31は、導電性ワイヤ2の接触部分20と直接接触している。

0089

プロセスに関しては、以下の段階が考えられる:
−最初に、予め定められた相互接続パターンに従って支持体の第1の側部から支持体の厚さ内に導電性ワイヤを埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階;
−次に、例えば熱圧着によって、接続領域を接触部分の反対側に配置し、接触パッドを接続部分に接続することによって、支持体の第1の側部上にLEDデバイスを組み立てる段階。

0090

図4に示す変形例によれば、LEDデバイス3は、支持体1の第1の側部10の表面上に、接触部分20の上方で、第2の側部11から第1の側部10に向かう方向に配置され得る。LEDデバイス3の接触パッド30、31もまた、導電ワイヤ2の接触部分20と直接接触している。この特定の場合、ワイヤ2は、それらの長さの一部に沿って支持体の厚さ内に埋め込まれ、接触部分20は、LEDデバイス3の接触パッドと重なる。

0091

他の変形例によれば、製品全厚を制限するために及び/又は光束出力角度を修正又は調整することを可能にするためにLEDデバイスの中央本体よりも薄い厚さを有する接触パッドを設けることも可能である。例えば、LED発光デバイスの接触パッドは、中央本体から横方向に延びるフィンの形で現れることがある。実際には、LEDデバイスは、その上に位置する1つ又は複数のLEDチップ又はモジュールを有する、熱圧着に適した支持体を備えることができる。基板は、1つ又は複数のLEDチップ又は1つ又は複数のLEDモジュールを受容する少なくとも1つの構造体と、例えば溶接接合を介してLEDチップ又はモジュールと導電性トラックとの間の電気接続を確実にするように構成される接続構造体とを備える。そのようなLED支持体の一例を図6に示す。基板32は、2つの実質的に同一の横方向構造体321、322に加えて、少なくとも1つのLEDチップを受容することを意図した中央構造体320を有する。そのような実施形態の一例を図6に示す。各横方向構造体321、322は、フィンの形で現れ、第1の部分3210、3220と第2の部分3211、3221とから形成されている。第1の部分3210、3220は、LEDチップの電極の1つに電気的に結合されるように意図されており、第2の部分3211、3221は、接触パッドを形成し、導電性トラックの導電性ワイヤ2の1つの接触部分20の1つに接続されるように意図されている。勿論、図6に示された特定の設計は、一例として与えられているに過ぎず、他の形状及びレイアウトも考えられる。さらに、同じ中央構造体上に、同じタイプ又は異なるタイプの複数のLEDチップ又はモジュールを有することも可能であり、LEDチップの各々の各電極は、横方向構造体のうちの1つに電気的に結合されている。

0092

プロセスに関しては、以下の段階が考えられる:
−最初に、LEDデバイスを支持体に組み立てる段階;
−次に、導電性ワイヤの接触部分をLEDデバイスの接触パッドに接続することを含む、所定の相互接続パターンに従って導電性ワイヤを支持体の厚さ内に埋め込むことによって導電性トラックを形成する段階。

0093

他の実施形態によれば、LEDデバイスは、支持体1の厚さ内に形成されたハウジング12内に配置されてもよく、ハウジング12は、支持体1の第1の側部10に開口している。同様に、先の実施形態の場合に関して、図5Aに示すように、接触部分20が接触パッド30、31上に位置するようにLEDデバイスを導電性トラックに接続することができる。接触部分と接触パッドとの間の電気的接続は、特に接着、熱圧着又はスナップ結合等の任意の適合手段によって達成することができる。さらに、ハウジングの底部への導電性ワイヤの埋め込み又は接着を想定することも可能である。この場合、ハウジング内に配置されたLED発光デバイスの接触パッドを接触部分上に配置すればよい。実際には、ハウジングは、一般に、支持体への導電性ワイヤの埋め込み又は接着の前に形成される。

0094

図5Bに示すように、接触部分を接触パッドにスナップ結合することによってLEDデバイスの固定及び接続を提供することも可能である。例えば、各接触パッドは、接触部分を受容して保持するように寸法決めされて構成された溝32、33を含むことができる。溝は、特に導電層で覆われていてもよい。従って、接触パッドへの接触部分の接続及び固定の両方を確実にするためには、接触部分を溝に係合させるだけで十分である。

0095

導電性ワイヤの使用はまた、トラック上に抵抗器又は放熱板等の構成要素を直接含めることを可能にする。実際、そのような構成要素は、2つのLEDデバイスではなく、導電性ワイヤカップリングの部分によって形成されてもよい。

0096

さらに、この場合、ワイヤの重なりを含むトラックを形成することが可能であるので、例えばエナメル銅で作られた導電性ワイヤのような被覆導電性ワイヤを使用することも有利であり得る。絶縁層の除去は、熱圧着による接触パッドと接触部分との電気的接続時に行うことができる。

0097

勿論、直列に及び/又は並列に共に組み立てられた複数のLEDデバイスを同じ支持体上に配置することが可能である。

0098

実際には、上述の変形例のうちの1つに従って、導電性ワイヤを埋め込むか又は接着することによって支持体の2つの対向する側部を配線することが可能である。接触部分が露出しているところで支持体の厚さを横切るハウジングを設け、LEDデバイスをハウジング内の接触部分に直接接続することも可能である。そのため、支持体の2つの対向する側部にLEDデバイスを配置し、従って複数の方向に放出する物体を形成することが可能である。

0099

図7に示す他の実施形態によれば、支持体1は、導電性ワイヤ2とLEDデバイス3とを一体化した第1の層13、LEDデバイスによって生成され光放射のための導光路表面の機能を果たす、第1の層の一方の表面上の第2の層14、及び、第2の層14上に配置され、光放射出力面として使用される第3の層15で形成されてもよい。第1及び第2の層13、14は、導波路役割を果たし、導電性ワイヤを一体化する単一の層を形成することができる。変形例によれば、光放射の抽出は、第2の層14の横方向表面を介して実行されてもよい。例えば反射面を支持するキャッシュを介して、第2の層14の横方向表面の全部又は一部を隠すことも可能である。この場合、光放射は、穿孔が設けられているか、又は例えば拡散光を得ることを可能にする光学特性を有することができる第3の層を介して抽出することができる。

0100

図8に示す他の実施形態では、導電性ワイヤ2及びLEDデバイスは、2つの基板16、17の間に挟まれている。支持体は、2つの基板16、17によって形成されるか、又は2つの基板16、17の一方によって形成される。導電性ワイヤ2は、ワイヤを第1の基板16に単純に接着することによって第1の基板16上に形成することができる。デバイスは、上述の変形例の1つを介して、すなわち溶接接合又は接着剤によって、ワイヤの接触部分に接続することができる。第2の基板17は、導電性ワイヤ及びLEDデバイスを完全に覆ってもよい。この場合、2つの基板のうちの少なくとも1つ、例えば第2の基板は、例えばLEDデバイスによって放出された光放射の全部又は一部の透過を許可する光学特性を有することが好ましい。2つの基板のうちの一方又は他方に、LEDデバイスに対向して窓を設けて光放射を通過させることも可能である。

0101

従って、導電性ワイヤの接着又は埋め込みを介して導電性ワイヤを使用することによって導電性トラックを形成することを含む解決策は、導電性トラックのパターン並びにトラック上のLED発光デバイスの組み立て及び相互接続において大きな柔軟性を提供する。

0102

図9Aから図11Aに示される実施形態によれば、導電性トラックの導電性破断を伴うことなく支持体(1)の変形を許可するように導電性トラックを配線することが可能である。この目的のために、例えば伸縮性のいわゆる「変形可能な」領域(18)を、支持体(1)上に、導電性ワイヤの破損の危険性なしに、所望の方向へのトラックの変形を許可するパターン(21)に従って配置された導電性トラックの導電性ワイヤを有するように特に設けることができる。図9A図10A及び図11Aに示す例では、導電性ワイヤは、LED型デバイス(3)などの電気部品と接触するように配置されることを意図した接触部分に加えて、支持体(1)上に、特定のパターン、例えばジグザグ(21)の従って配線された部分を有する。勿論、想定される変形に従って他の配線パターンも可能である。図9B図10B及び図11Bに示されるように、想定される方向への支持体の変形中に、導電性トラックは、配線パターンに起因する断線なしに支持体の変形に追従する。例えば、図9Bでは、パターンは、支持体の側部と実質的に平行な方向Xへの伸縮性領域の伸張を許可するように構成されている。勿論、方向Xに対して垂直な方向Yに伸縮可能な領域も考えられる。従って、同じ伸張可能な領域に対して、異なる伸張方向図10B)、特に先の方向X及びYに対して垂直な方向Zを想定して、体積構造体を形成することが可能である。例えば、伸縮性領域は、2つ又は複数のLED又は他の任意の電子部品の間に位置してもよい。従って、特定の曲率に適応することができる可撓性発光デバイスを形成することが可能である。

0103

本発明の解決策は、マイクロメートル範囲の寸法を有するか又は有しない光放射放出デバイスの形成に特に適合される。特に、この解決策は、可撓性又は剛性の支持体で形成された印刷回路上にLEDデバイスを組み立てるのによく適している。この解決策は、支持体のタイプ、形状及び寸法、相互接続図、組み立てられるLEDデバイスの密度に関して大きな柔軟性を与える。

0104

1支持体
2導電性ワイヤ
3LEDデバイス
10 第1の側部
11 第2の側部
12ハウジング
13 第1の層
14 第2の層
15 第3の層
16基板
17 基板
18 変形可能な領域
20 接触部分
21 他の部分
30接触パッド
31 接触パッド
32 溝
33 溝
320中央構造体
321横方向構造体
322 横方向構造体
3210 第1の部分
3211 第1の部分
3220 第2の部分
3221 第2の部分

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