(57)【要約】  本発明は、複数の凹部１４と前記凹部間の平らな部分２０とを有する基板１２と、前記凹部内に取り付けられているＬＥＤ１６とを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール１０に関する。前記ＬＥＤモジュールは、前記平らな部分に設けられている少なくとも１つのセンサ２２及び付加的なＬＥＤ３２によって特徴付けられる。このことにより、センサ検出の正確さ及び／又は色補償の向上が可能になる。本発明は、このようなＬＥＤモジュールの製造のための方法にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の凹部と前記凹部間の平らな部分とを有する基板と、前記凹部内に取り付けられているＬＥＤとを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールであって、前記平らな部分に設けられている少なくとも１つのセンサ及び／又は少なくとも１つの付加的なＬＥＤを更に有することを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記センサが、フラックスセンサを含んでいる、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記センサが、温度センサを含んでいる、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
少なくとも１つのセンサが、前記平らな部分の上部に取り付けられている、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
遮蔽が、前記センサの周りに設けられている、請求項２又は４に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
少なくとも１つのセンサが、前記少なくとも１つのセンサが少なくとも部分的に埋められる前記平らな部分内の窪み内に取り付けられている、請求項２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記付加的なＬＥＤが、前記平らな部分の上部に取り付けられている、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記付加的なＬＥＤが、赤色ＬＥＤである、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
前記凹部が、エッチングによって達成される、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１０】
前記凹部が、傾斜している側面を有している、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記凹部が、１つのＬＥＤを収容している、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記凹部が、複数のＬＥＤを収容している、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１３】
前記ＬＥＤが、赤色、緑色及び青色ＬＥＤを含んでいる、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１４】
発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールの製造のための方法であって、
−  複数の凹部を、平らな部分が前記凹部間に形成されるように基板内にエッチングすることによって、基板を準備するステップと、
−  前記凹部内にＬＥＤを取り付けるステップと、
−  前記平らな部分に少なくとも１つのセンサ及び／又は少なくとも１つの付加的なＬＥＤを設けるステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の凹部（indent）と前記凹部間の平らな部分（flattish portion）とを有する基板と、前記凹部内に取り付けられているＬＥＤとを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールに関する。本発明は、このようなＬＥＤモジュールの製造のための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類のＬＥＤモジュールの例は、米国特許第6611000号に開示されており、複数の窪みが基板上に形成されており、各窪みがＬＥＤを収容している。全てのＬＥＤは、同じ色のものである。１つの光検出器が、前記窪み及びＬＥＤの隣において前記基板のリムに更に取付けられている。前記ＬＥＤ及び前記光検出器は、透明樹脂層によって覆われている。前記１つの光検出器の機能は、前記ＬＥＤから前記透明樹脂層を介して伝搬する光出力を検出し、この出力を制御及び駆動回路にフィードバックすることであり、これにより前記ＬＥＤの出力は、検出された前記出力が所望の出力とは異なる場合に、調整されることができる。変更されたＬＥＤの出力とは、例えば、変更された動作温度、又は使用年数（aging）等によるものであり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、米国特許第6611000号におけるＬＥＤモジュールの不利な点は、前記１つの光検出器は、自身の最も近くにあるＬＥＤに対して最も感度が高く、このため、検出及び後続するＬＥＤの出力調整の不正確さを生じ得ることにある。例えば、前記光検出器に最も近い前記ＬＥＤが、フラックスにおいて低すぎる一方で、他の更に遠いＬＥＤが、所望のフラックスレベルの光を発している場合、前記他の更に遠いＬＥＤが前記所望のフラックスレベルの光を発しているために全体的なフラックスレベルは許容可能なものであり得るにも拘わらず、前記検出は、前記ＬＥＤの出力が増加されるべきであることを示す。
【０００４】
本発明の目的は、この問題を克服し、ＬＥＤ特性の更に正確な検出を可能にする改善されたＬＥＤモジュールを提供することにある。本発明の他の目的は、色の便利な付加を可能にするＬＥＤモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これら及び他の見地は、以下の記載から明らかになり、添付請求項によるＬＥＤモジュールと、このようなＬＥＤモジュールの製造のための方法とによって達成されるであろう。
【０００６】
本発明の見地によれば、複数の凹部と前記凹部間の平らな部分とを有する基板と、前記凹部内に取り付けられたＬＥＤとを有する基板を有するＬＥＤモジュールであって、前記平らな部分に設けられている少なくとも１つのセンサ及び／又は少なくとも１つの付加的なＬＥＤを更に有していることを特徴とするＬＥＤモジュールが、提供される。
【０００７】
本発明は、前記凹部間の前記基板の前記平らな部分は、ここで付加的な構成要素を位置させるのを実施可能な機会を与えることの理解に基づくものである。前記平らな部分にセンサを位置させることにより、前記ＬＥＤモジュールの様々な位置における局所的な検出が可能になり、前記検出は、前記基板の縁における１つの光検出器が使用されている場合と比較して更に正確な値に平均化されることができる。更に、センサは、各ＬＥＤの近くに位置され、前記ＬＥＤモジュールは、局所的なＬＥＤ特性の正確な検出を保持しながら、大きい大きさまで拡大されることができる。更に、異なる色のＬＥＤが使用されている場合、各色は、自身独自のセンサを設けられることができ、このことは、色の詳細なフィードバックを可能にする。更に、付加的なＬＥＤを前記平らな部分に位置づけることで、動作中に温度が上昇した場合の付加的なフラックスの生成と前記ＬＥＤの補償とが可能になる。例えば、赤色ＬＥＤの出力が、上昇した温度において低下した場合、付加的な赤色ＬＥＤを設けることによって補償されることができる。このようにして、赤フラックスの量は、均一な色の混合を保持するために調整されることができる。各所与の平らな部分には、センサのみ、付加的なＬＥＤのみ、又はセンサと付加的なＬＥＤとの両方が位置づけられることができ、又は各所与の平らな部分は、空いているままでも良い。従って、様々な構成が、可能である。
【０００８】
前記センサは、（局所的な）フラックスフィードバックを提供するために前記ＬＥＤのルーメン出力を測定するフラックスセンサ、又は（局所的な）温度フィードバックを提供するためのＬＥＤの温度を測定する温度センサを含み得る。前記フラックスセンサは、例えば、（フィルタリングされた又はフィルタリングされていない）フォトダイオード、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤ等であっても良い。前記温度センサは、例えば、ＮＴＣ温度センサ、ＰＴＣ温度センサ又はダイオード接合温度センサであっても良い。
【０００９】
このようなセンサは、前記凹部間の前記平らな部分の頂点に又は前記平らな部分内の窪み内に位置されていても良い。前者の場合、即ちフラックスセンサの場合、遮蔽が、前記ＬＥＤからの直接光からセンサを遮断するために前記センサの周りに設けられているのが好ましい。リフレクタ又はコリメータのような、上述の基板上に位置されている光学部品は、適切な検出を可能にするために十分な光が前記センサに戻ることを保証する。後者の場合、前記窪みは、好ましくは、前記基板の前記平らな部分内（この場合、有利には、シリコン基板内に）にエッチングされ、前記窪み内に位置されているフラックスセンサを部分的に埋めると共に、再び前記ＬＥＤからの直接光から前記センサを遮断するように大きさを変更される。従って、後者の場合、付加的な遮蔽は必要ではなく、更に、何らかの付加的なＬＥＤが、光の最大出力結合のために、前記平らな部分の上部に取り付けされるのが好ましい。
【００１０】
前記基板の凹部は、好ましくは、前記様々な構成要素が前記基板に取り付けられる前に、エッチングによって達成される。更に、好ましくは、前記基板の前記凹部は、傾斜している側面を持っている。前記傾斜している側面は、平面状にされていても良く又は湾曲されていても良い。前記傾斜している側面は、前記側面をリフレクタとして使用することによって、前記凹部内に収容されている（複数の）ＬＥＤから発せられた光の、予めのコリメーションを可能にする。更に、例えば、赤、緑及び青色ＬＥＤのような、複数のＬＥＤが、前記凹部内に収容されている場合、前記傾斜している側面は、異なるＬＥＤから発せられた光を予め混合する機能もする、即ち前記凹部は、色混合チャンバとして機能する。
【００１１】
本発明の他の見地によれば、ＬＥＤモジュールの製造のための方法であって、複数の凹部を基板内にエッチングすることによって、平らな部分が前記凹部間に形成されるように、前記基板を準備するステップと、前記凹部内にＬＥＤを取り付けるステップと、前記平らな部分に少なくとも１つのセンサ及び付加的なＬＥＤを設けるステップとを有する方法が、提供される。この方法は、本発明の上述した見地によって得られるものと類似する有利な点を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のこの及び他の見地は、今、本発明の現在好適な実施例を示している添付図面を参照してより詳細に記載される。
【００１３】
図１ａは、本発明の実施例によるＬＥＤモジュール１０の模式的な側断面図である。ＬＥＤモジュール１０は、複数の凹部１４を備えている予めエッチングされた基板１２を有している。凹部１４は、好ましくは、予めエッチングされている。各凹部１４において、一般的に指定されているＬＥＤ１６が設けられており、この場合において、赤色ＬＥＤ１６ａ、緑色ＬＥＤ１６ｂ及び青ＬＥＤ１６ｃが設けられている。前記ＬＥＤは、本質的な（intrinsic）ＬＥＤであっても良く又は蛍光体変換ＬＥＤであっても良い。各ＬＥＤ１６は、凹部１４の底面に取り付けられている。凹部１４は、傾斜している側面１８を持っている。図１ａにおける前記傾斜している側面１８は、平面的なものであるが、これらは、代替的には、湾曲されていても良い。傾斜している側面１８と、オブションでの前記凹部１４の底面とは、好ましくは、反射性のものであり、例えば、反射性コーティングを設けられている。
【００１４】
凹部１４間であって、外側の凹部に隣接して、一般的に指定されているセンサ２２が上部に取り付けられる本質的に平坦な部分２０が形成されている。センサ２２は、フラックスセンサ２２ａ及び／又は温度センサ２２ｂを含み得る。図１内のＬＥＤモジュール１０は、２つごとに有している。遮蔽２４が、各フラックスセンサ２２ａの周りに設けられており、ＬＥＤ１６からの直接光から前記センサを遮断している。ＬＥＤモジュール１０は、基板１２の上方に位置されている光学部品２６を更に有する。光学部品２６とは、例えば、リフレクタ又はコリメータであり得る。基板１２と光学部品２６との間の空間は、カプセル材料２８によって充填されている。
【００１５】
ＬＥＤモジュール１０の動作の際、ＬＥＤ１６から発せられた光は、例示的な光線３０によって示されているように、ＬＥＤ１６が収容されている凹部１４の傾斜している側面１８によって予めコリメートされる。ＬＥＤ１６から発せられた光は、カプセル材料２８及び光学部品２６を介して伝搬し、フラックスセンサ２２ａによって検出される。光学部品２６は、適切な検出を可能にするために、前記センサに十分な光が戻ることを保証する。図１のＬＥＤモジュール１０において、フラックスは、２つの異なる位置において検出されており、従って、２つの局所的なフラックスの検出又は測定、及び/又は前記全体的なフラックスのより正確な平均化された測定をもたらしている。同時に、温度も、温度センサ２２ｂによって２つの異なる位置において検出され、２つの局所的な温度測定及び／又は前記全体的な温度のより正確な平均化された測定をもたらしている。様々なセンサ２２からのデータは、次いで、ＬＥＤモジュール１０の制御及び駆動回路（図示略）に供給され、既知の技術による前記データは、色又はブライトネス等に関して所望の出力を供給するために、前記ＬＥＤを調整するのに使用される。有利には本発明に関連して使用され得る温度フィードフォワード（ＴＦＦ）及びフラックスフィードバック（ＦＦＢ）のような、既知の技術の例は、P. Deurenbergらによる刊行物"Achieving color point stability in RGB multi-chip ＬＥＤmodules using various color control loops" 国際光工学会（SPIE）会報 第5941巻、59410C（２００５年９月７日）に開示されている。
【００１６】
図１ｂは、図１ａのＬＥＤモジュールの模式的な上面図である。図に示されているように、センサ２２及び他の構成要素を、各々平らな部分２０に位置させることは必須ではない。その代わりに、センサの数及び種類が、所望のレベルの正確さ及び精密さの検出に基づいて選択されるべきである。より多くのセンサは、より正確かつ精密な測定をもたらす。明確さのために、光学部品２６及びカプセル材料２８は、図１ｂにおいて省略されている。
【００１７】
図２−５は、本発明の他の実施例によるＬＥＤモジュールの模式的な側断面図である。図２−５のＬＥＤモジュールは、図１のＬＥＤモジュールに類似しており、関係する違いのみが述べられる。更に、光学部品２６及びカプセル材料２８は、明確さのために、図２−５においても更に省略されている。図２において、センサ２２の代わりに、付加的なＬＥＤ３２が、真ん中の２つの平らな部分２０に設けられている。付加的なＬＥＤ３２は、付加的なフラックスを生成する又は温度の上昇（例えば、前記ＬＥＤモジュールの動作中）に伴うフラックス出力の減少を補償するのに使用されることができる。従って、前記付加的なＬＥＤは、出力においてこの減少を補償することができる。更に、センサ２２及び付加的なＬＥＤ３２の両方が、図３に示されているように、同じ平らな表面２０上に位置されることができる。更に、基板１２の平らな部分２０は（この場合において、好ましくは、シリコン基板）は、図４に示されているように、フラックスセンサ２２ａを収容する及び少なくとも部分的に埋めるために、エッチングされた窪み３４を設けられることができる。これは、幾分か更に複雑な基板であるが、例えば、図１に示した付加的な遮蔽２４が省略されることができる。最後に、図５において、複数のＬＥＤ１６が、凹部１４内に収容されている。図５において、各凹部１４内の複数のＬＥＤ１６は、赤色ＬＥＤ１６ａ、緑色ＬＥＤ１６ｂ及び青色ＬＥＤ１６ｃを有している。この実施例において、凹部１４の傾斜している側面１８は、更に、異なるＬＥＤ１６から発せられた光を予め混合する機能もし、即ち凹部１４は、色混合チャンバとして機能する。ＬＥＤ１６ａ、１６ｂ及び１６ｃからの光は、例えば、白っぽい光に混合されることができる。
【００１８】
上述された本発明の何らかのＬＥＤモジュールを製造するための方法が、図６のフローチャートにまとめられている。当該方法は、複数の凹部を基板内にエッチングすることによって、平らな部分が前記凹部間に形成されるように、前記基板を準備するステップ（ステップＳ１）と、前記凹部内にＬＥＤを取り付けるステップ（ステップＳ２）と、前記平らな部分に少なくとも１つのセンサ及び付加的なＬＥＤを設けるステップ（ステップＳ３）とを有している。本発明によるＬＥＤモジュールは、有利には、一般的な照明用途及び自動車の照明用途において使用されることができる。
【００１９】
当業者であれば、本発明は、上述の好適な実施例に限定されるものではないことが分かるであろう。対照的に、多くの変更及び変形が、添付請求項の範囲内で可能である。例えば、付加的なＬＥＤを前記平らな部分に備えているが、センサを有していないＬＥＤモジュールが、考えられることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１ａ】本発明の実施例によるＬＥＤモジュールの側断面図である。
【図１ｂ】図１ａのＬＥＤモジュールの模式的な上面図である。
【図２】本発明の他の実施例によるＬＥＤモジュールの模式的な側断面図である。
【図３】本発明の他の実施例によるＬＥＤモジュールの模式的な側断面図である。
【図４】本発明の他の実施例によるＬＥＤモジュールの模式的な側断面図である。
【図５】本発明の他の実施例によるＬＥＤモジュールの模式的な側断面図である。
【図６】本発明によるＬＥＤモジュールの製造のための方法のフローチャートである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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