(57)【要約】  柔軟な照明アセンブリ１００、照明器具、柔軟層１０２を製造する方法、及び柔軟層１０２の使用が提供される。柔軟な照明アセンブリ１００は、柔軟な高分子の柔軟層１０２を有し、柔軟層１０２に熱的に結合された光源１０８を有する。柔軟層１０２は、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子１０６を有する。
2014531109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟な高分子の柔軟層と、
前記柔軟層に熱的に結合された光源と、
を有し、前記柔軟層は、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する、柔軟な照明アセンブリ。
【請求項２】
前記柔軟な高分子はシリコーンゴムである、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項３】
前記シリコーンゴムはポリジメチルシロキサンである、請求項２に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項４】
前記窒化ホウ素粒子は、３乃至６マイクロメートルの範囲内のサイズを持つ、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項５】
前記柔軟層の重量の割合としての前記窒化ホウ素粒子の重量パーセントは、２５乃至４５重量パーセントの範囲内である、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項６】
前記光源は、前記光源に電気的に及び熱的に結合された配線を有し、前記配線は、前記柔軟層に熱的に結合された、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項７】
前記配線が前記柔軟層により封入されるか、又は
前記柔軟層が２つの副層を有し、前記配線が前記２つの副層により囲まれる、
請求項６に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項８】
前記柔軟層は、窒化ホウ素粒子を有する第１の副層を有し、
前記柔軟層は、窒化ホウ素粒子を持たない第２の透明な副層を有し、
前記光源は、前記第１の副層及び前記第２の副層内に配置され、前記第１の副層と少なくとも熱的に結合され、前記光源は、前記第２の透明な副層に向けて光を発するように構成された、
請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項９】
前記光源は、レーザ又は発光ダイオードである、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項１０】
前記柔軟層は、３８０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲の波長の光の少なくとも９５％を反射させるように構成された、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリを有する照明器具。
【請求項１２】
六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する、柔軟な高分子の柔軟層の、光源のためのヒートシンクとしての使用。
【請求項１３】
光源のためのヒートシンクとしての使用のための柔軟層を製造する方法であって、
六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子の粉を柔軟な高分子と混合して混合物を得るステップと、
前記混合物の層を生成するステップと、
前記混合物の層を硬化させて前記柔軟層を得るステップと、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、柔軟な照明アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の発光ダイオード（ＬＥＤ）封入材料においては、該材料の熱伝導率がしばしば低過ぎて、ＬＥＤの効果的な冷却が得られない。ＬＥＤの効果的な冷却を提供する材料は一般に、湾曲したプロファイルを与える柔軟な照明アセンブリを得るのに十分に柔軟ではない。他の既知の材料の一群は、熱伝導率を向上させるための導電性粒子を有するが、斯かる導電性粒子は、ＬＥＤに電力を供給する配線間の短絡を引き起こすリスクを持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
公開された特許出願公開US2009/0273925は、対応する箔構成を備えたＬＥＤ照明アセンブリを開示している。該アセンブリは、積層上に備えられたＬＥＤを有する。このパラグラフにおいては、ＬＥＤが備えられた層は、該積層の最上層と定義される。最上層は、例えば電力をＬＥＤに供給する金属配線を有する。該最上層の直下には高分子層が備えられ、該高分子層は該高分子層の熱伝導率を向上させるための粒子を有する。該粒子の開示された例は、窒化ホウ素である。好適には、該高分子層は電気的に絶縁性であり、比較的好適な熱伝導率を持ち、ＬＥＤにより発生した熱を該高分子層の下の他の層へと供給する。特定の実施例においては、ＬＥＤは該金属配線に直接に接触しており、該金属配線を介して、ＬＥＤの熱が該高分子層に供給される。他の実施例においては、ＬＥＤの特定の面もまた該高分子層に接触している。
【０００４】
窒化ホウ素を持つ高分子層は、ＬＥＤに対して或る程度の冷却効果をもたらすが、該高分子層は、ＬＥＤの効果的な冷却効果を持つために必要とされる熱的特性を提供しない。例えば、ＬＥＤ及び当該ＬＥＤの電力配線が（部分的に）封入された柔軟な照明アセンブリにおいては、高過ぎるＬＥＤ温度を防止するために、より優れた熱的特性が要求される。
【０００５】
本発明の目的は、光源から比較的大量の熱を奪う柔軟な照明アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、請求項１に記載の柔軟な照明アセンブリを提供する。本発明の第２の態様は、請求項１１に記載の照明器具を提供する。本発明の第３の態様は、請求項１２に記載の光源のためのヒートシンクとしての柔軟な高分子の柔軟層の使用を提供する。本発明の第４の態様は、請求項１３に記載の柔軟層の製造の方法を提供する。有利な実施例は、従属請求項に定義される。
【０００７】
本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリは、柔軟な高分子の柔軟層を有し、該柔軟層に熱的に結合された光源を有する。該柔軟層は、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する。
【０００８】
六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子の熱的特性は、直交異方性の熱的特性であり、これは窒化ホウ素粒子の具体的な例においては、窒化ホウ素粒子の熱伝導率が、特定の平面に沿った方向においては比較的高く、当該特定の平面に垂直な方向においては熱伝導率が比較的低いことを意味する。斯かる窒化ホウ素粒子が柔軟な高分子の層において利用される場合、柔軟層の熱伝導率も全体として直交異方性となり、該柔軟層に追従する方向においては熱が比較的良く伝導され、該柔軟層に垂直な方向においては熱伝導率が低くなる。このことは、光源から柔軟層を介して熱が伝導される必要があり、従って柔軟層の方向における高い熱伝導率が要求されるため、有利である。更に、伝導する熱は、柔軟層の面に亘って拡散し、当該面における熱の放射を介した周囲への優れた熱伝送を実現する。斯くして、光源は効果的に冷却され、光源の温度は許容可能な制限内にとどまる。許容可能な制限内の光源温度は、より長い光源の寿命、並びに光源及び該光源に非常に近い材料における少ない力学的応力といった、幾つかの利点を持つ。
【０００９】
窒化ホウ素粒子がなければ、柔軟な高分子は低い熱伝導率を持つため、柔軟層が該柔軟層の方向における断熱器として作用することになる。柔軟層に垂直な方向における熱伝導率が低いという事実は、柔軟な照明アセンブリの特定の用途においては不利とならない。柔軟層に垂直な方向で測定された柔軟層の厚さは比較的小さいため、柔軟層は該柔軟層に垂直な方向においては断熱器としては機能しない。
【００１０】
更なる利点は、窒化ホウ素は導電性ではないため、短絡のリスクが存在しないことである。加えて、窒化ホウ素は低い温度膨張係数を持ち、即ち窒化ホウ素粒子が温かくなっても、該粒子のサイズは殆ど増大しない。更に、窒化ホウ素は非常にゆっくりとしか劣化せず、従って該柔軟な照明アセンブリの寿命の間、窒化ホウ素の特性は略等しいままとなる。
【００１１】
該柔軟な照明アセンブリにおいては、光源により発せられた幾分かの光が、柔軟層に当たり得る。窒化ホウ素粒子は拡散的な反射粒子としても機能し、従って該柔軟層は入射光を拡散的に反射させる。斯くして、該柔軟層は、斯かる拡散反射により、該柔軟な照明アセンブリの光学的効率を増大させる。
【００１２】
光源と柔軟層との間の熱的結合は、該光源を該柔軟層と直接接触するように配置することにより得られても良い。該直接の接触は部分的であっても良く、即ち光源が例えば該柔軟層により部分的に封入されていても良い。更に、該熱的結合は、該光源が薄い層又は熱伝導層によってのみ該柔軟層から離隔される場合にも得られ得る。光源は例えば接着剤により柔軟層と結合されても良く、接着剤の薄い層が光源内に生成された熱の比較的大きな量を伝導させる。
【００１３】
任意に、該柔軟な高分子はシリコーンゴムである。シリコーンゴムは、十分な柔軟性を提供し、柔軟層へと容易に加工されることができる。シリコーンゴムはまた、柔軟層における窒化ホウ素粒子の分散を可能とし、該柔軟層の方向における十分に高い熱伝導率を持つ有利な柔軟層が得られる。シリコーンゴムは一般に低い熱伝導率を持ち、窒化ホウ素粒子が該シリコーンゴムの熱伝導率を増大させるために利用される。
【００１４】
任意に、シリコーンゴムはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）であっても良い。ＰＤＭＳは、本発明の状況において有利である特定の特性を持つシリコーンゴムである。ＰＤＭＳは透明であり、窒化ホウ素粒子の拡散的な反射性の完全利用を可能とする。更に、ＰＤＭＳは、典型的な特性を失うことなく非常に好適に形状を持たせられる柔軟な照明アセンブリの生成を可能とする、有利な柔軟性を持つ。例えば、柔軟層を成形する際にも、該柔軟層は壊れず、該柔軟層において微小な亀裂は生じず、熱伝導性は高いまま維持される。更に、ＰＤＭＳは非常にゆっくりとしか劣化せず、このことは、比較的長い時間の後にも、該材料の特性に対する小さな変化しか検出されないことを意味する。ＰＤＭＳの劣化は、ＰＤＭＳ材料が比較的温かくなっても加速されず、該柔軟な照明アセンブリに対して有利である。
【００１５】
任意に、窒化ホウ素粒子は、３乃至６マイクロメートルの範囲のサイズを持つ。実験において、当該範囲におけるサイズを持つ窒化ホウ素粒子が、柔軟層の優れた熱伝導率に帰着することが分かっている。任意に、窒化ホウ素粒子は、４乃至５．５マイクロメートルの範囲のサイズを持つ。窒化ホウ素粒子は、約５マイクロメートルのサイズを持つ。
【００１６】
任意に、柔軟層の重量の割合としての窒化ホウ素粒子の重量パーセントは、２５乃至４０ｗｔ％の範囲内である。重量パーセントが２５ｗ％より高い場合、２５ｗ％より低い重量パーセントに比べて、優れた熱伝導率の有利な効果が比較的強い。更に、低過ぎる重量パーセントにおいては、柔軟層の反射率が有利なほど十分に高くならない。４５ｗｔ％よりも高い重量パーセントにおいては、柔軟層における微小な亀裂のリスクが著しく増大し、微小な亀裂が柔軟層の熱伝導率を制限してしまう。任意に、該重量パーセントは３０乃至４０ｗｔ％の範囲内である。任意に、窒化ホウ素粒子の重量パーセントは、柔軟層の総質量の約４０ｗｔ％である。
【００１７】
任意に、光源が該光源に電気的に及び熱的に結合された配線を有し、該配線が柔軟層に熱的に結合される。本実施例においては、該配線はまた、光源から熱を奪うように構成され、該配線と柔軟層との間の熱的な結合のため、該配線を介して熱が柔軟層へと供給され、光源の優れた冷却が得られる。
【００１８】
該配線と柔軟層との間の熱的な結合は、該配線を柔軟層と直接に接触するよう配置することにより得られても良い。斯かる直接の接触は部分的であっても良く、即ち該配線が例えば該柔軟層により部分的に封入されていても良い。更に、該熱的結合は、該配線が薄い層又は熱伝導層によってのみ該柔軟層から離隔される場合にも得られ得る。該配線は例えば接着剤により柔軟層と結合されても良く、接着剤の比較的大きな量の熱を該配線から該柔軟層へと伝導する。
【００１９】
任意に、該配線は柔軟層により封入される。任意に、該柔軟層は２つの副層を有し、該配線は該２つの副層により囲まれる。
【００２０】
任意に、該柔軟層は、窒化ホウ素粒子を有する第１の副層を有する。該柔軟層は更に、窒化ホウ素粒子のない第２の透明な副層を有する。光源はこれら２つの層内に配置され、第１の副層に少なくとも熱的に結合される。該光源は、該第２の透明な副層に向けて光を発するように構成される。斯くして、該第２の副層は、光を周囲に向けて脱結合する光透過副層として意図され、該第１の副層は、光源から熱を奪う熱伝送層である。実験において、斯かる構成は、光源の温度を比較的低く保つことが分かっている。該第１の副層の更なる有利な効果は、該第１の副層が、周囲に直接には発せられない、光源から第１の副層へと直接に送られた、又は第２の副層における内部全反射を介して間接的に第１の副層へと送られた光を、拡散的に反射することである。当該拡散的に反射させられた光の少なくとも一部は、光を周囲へと脱結合する第２の副層の表面へと送られる。
【００２１】
任意に、該光源はレーザ又は発光ダイオードである。斯かる光源は、比較的小さな面積で比較的大きな量の光を生成し、そのため比較的熱くなり得る。それ故、柔軟層により提供される効果的な冷却が必要とされる。
【００２２】
任意に、該柔軟層は、３８０ｎｍ乃至８００ｎｍの波長範囲における光の少なくとも９５％を反射させるように構成される。換言すれば、３８０ｎｍ乃至８００ｎｍの波長範囲における光が該柔軟層に当たると、該当たった光の少なくとも９５％が反射され、従って吸収されない。窒化ホウ素粒子は光を反射させ、これら粒子は少なくとも可視光スペクトル範囲における光に対して高い反射率を持つ。柔軟層における窒化ホウ素粒子の量が十分に多い場合には、入射する光の殆ど全てが反射させられ、光源が発せられる光の一部を柔軟層に向けても発する状況においては、当該光の殆どが反射させられ吸収はされず、従って該柔軟な照明アセンブリが比較的効率の良いものとなるため、有利である。窒化ホウ素粒子の粒子サイズもまた、反射率に影響を与える。粒子サイズがナノメートル範囲である場合には、比較的高い反射率値（例えば９７％よりも大きい）が得られる。幾つかの検査において、窒化ホウ素粒子は、ＡｌＯ及びＡｌＮ粒子よりも高い反射率を得ることができることが結論されている。更に、窒化ホウ素粒子は、３８０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲内の全ての波長を、略同じ割合で反射させ、そのため窒化ホウ素粒子は白く見え、一方でＡｌＮ粒子のような他の幾つかの物質は、３８０ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲の低い波長の比較的低い割合を反射させるため、ＡｌＮ粒子は色付きの外観を持つ。
【００２３】
任意に、柔軟層の重量の割合としての窒化ホウ素粒子の重量パーセントは、９５％よりも高い反射率を持つ光反射層を得るため、２０ｗｔ％よりも大きくなるように構成される。
【００２４】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリを有する照明器具が提供される。本発明の第２の態様による照明器具は、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリと同じ利益をもたらし、該柔軟な照明アセンブリの対応する実施例と同様の効果を持つ同様の実施例を持つ。
【００２５】
本発明の第３の態様によれば、柔軟な高分子の柔軟層が、光源のためのヒートシンクとして使用される。該柔軟層は、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する。本発明の第３の態様によるヒートシンクとしての柔軟層の使用は、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリと同じ利益をもたらし、該柔軟な照明アセンブリの対応する実施例と同様の効果を持つ同様の実施例を持つ。
【００２６】
本発明の第４の態様によれば、光源のためのヒートシンクとしての使用のための柔軟層を製造する方法が提供される。該方法は、ｉ）六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子の粉を柔軟な高分子と混合して混合物を得るステップと、ii）該混合物の層を生成するステップと、iii）該混合物の層を硬化させて柔軟層を得るステップと、を有する。
【００２７】
任意に、該方法は更に、光源を該柔軟層に熱的に結合して、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリを得るステップを有する。
【００２８】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施例を参照しながら説明され明らかとなるであろう。
【００２９】
上述した本発明の選択肢、実装及び／又は態様の２つ以上がいずれかの態様で組み合わせられ得、有用であると考えられることは、当業者には理解されるであろう。
【００３０】
該システム、及び／又は該システムの記載される変更及び変形に対応する方法及びコンピュータプログラム製品の変更及び変形は、本明細書に基づいて当業者により実行されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１（ａ）】本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリの断面図を模式的に示す。
【図１（ｂ）】柔軟な照明アセンブリの他の実施例の断面図を模式的に示す。
【図１（ｃ）】図１ｂの柔軟な照明アセンブリの３次元図を模式的に示す。
【図２】柔軟な照明アセンブリの別の実施例の断面図を模式的に示す。
【図３】異なる重量パーセントの窒化ホウ素を持つ異なる柔軟層を持つ照明アセンブリのＬＥＤ接合温度の温度測定のグラフを示す。
【図４（ａ）】ＬＥＤに熱的に及び電気的に結合され、窒化ホウ素を持たない柔軟層に熱的に結合された配線の温度勾配を模式的に示す。
【図４（ｂ）】ＬＥＤに熱的に及び電気的に結合され、窒化ホウ素を持つ柔軟層に熱的に結合された配線の温度勾配を模式的に示す。
【図５】本発明の第２の態様による照明器具を模式的に示す。
【図６】本発明の第４の態様による光源のためのヒートシンクとしての使用のための柔軟層を製造する方法を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
異なる図面において同一の参照番号により示されたアイテムは、同一の構造的特徴及び同一の機能を持つか、又は同一の信号であることは、留意されるべきである。斯かるアイテムの機能及び／又は構造が説明されている場合には、詳細な説明において繰り返しの説明は必要ではない。
【００３３】
図面は完全に図式的なものであり、定縮尺で描かれたものではない。特に明確さのため、幾つかの次元が強く強調されている。
【００３４】
第１の実施例が、図１ａに示されている。図１ａは、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリ１００の断面図を模式的に示す。柔軟な照明アセンブリ１００は、動作時に光１１０を発する光源１０８を有する。光源１０８は、２つのはんだ接合部１１４を介して２本の電力配線１０４に結合されている。該柔軟な照明アセンブリは更に、柔軟な高分子材料でできた柔軟層１０２を有する。柔軟層１０２は、窒化ホウ素粒子１０６を有する。窒化ホウ素粒子は、六方晶結晶構造を持つ。光源１０８は、柔軟層１０２に熱的に結合され、このことは、熱が光源１０８から柔軟層１０２へと容易に伝導されることを意味する。図１ａの実施例においては、光源１０８は、柔軟層１０２の物質と部分的に直接に接触しており、そのため熱が光源１０８から柔軟層１０２へと容易に伝導される。更に、はんだ接合部１１４が光源１０８から熱を受け、配線１０４が熱を光源１０８から運び去る。配線１０４は柔軟層１０２のなかに封入されており、そのため熱は配線１０４を介して柔軟層１０２に供給される。
【００３５】
窒化ホウ素粒子１０６は、六方晶結晶構造を持つ。六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子１０６は、或る面に沿って比較的高い熱伝導率を持ち、当該面に垂直な方向において低い熱伝導率を持つ。斯かる窒化ホウ素粒子１０６が柔軟層１０２において使用される場合、図示されるｘ方向及びｙ方向（図示される断面に垂直な方向）においては柔軟層１０２全体の熱伝導率が比較的高く、図示されるｚ方向における柔軟層１０２の熱伝導率は比較的低い。光源１０８により生成される熱は光源１０８から奪い去られる必要があるため、図示されるｚ方向における柔軟層１０２の熱伝導率が比較的低いことは不利ではない。柔軟層１０２はｚ方向においては比較的薄く、そのためｚ方向において比較的低い柔軟層１０２の熱伝導率は、光源１０８から熱を奪うことを制限しない。
【００３６】
図１ａにおいては、配線１０４は、はんだ接合部１１４によって光源１０８に接続されている。実際にはこのことは、該配線が、光源１０８に電気的に結合されていることに加え、光源１０８に熱的にも結合されていることを意味する。配線１０４は、図面のｘｙ平面を通して、従って柔軟層１０２に沿って、熱も伝導させる。配線１０４は柔軟層１０２に埋め込まれ、従って柔軟層１０２にも熱的に結合されている。従って、光源１０８の熱は、配線１０４を介して、光源１０８から比較的大きな距離だけ離れて位置する柔軟層１０２の部分にも供給される。このことは、光源１０８を冷却するための付加的な効果的な熱伝導経路をもたらす。斯くして、光源１０８の温度は、動作中、許容可能な制限内にとどまる。従って、光源の寿命が伸長され、高過ぎる温度の結果としての力学的応力のような他の問題が防止される。はんだ接合部１１４は、例えば力学的応力の影響を受け易い。
【００３７】
議論された実施例は、１つの光源１０８に限定されるものではないことに留意されたい。他の実施例においては、該柔軟な照明アセンブリは複数の光源を有し、該複数の光源のそれぞれが柔軟層に熱的に結合される。
【００３８】
図１ｂは、柔軟な照明アセンブリ１３０の他の実施例の断面図を模式的に示す。図１ｃは、柔軟な照明アセンブリ１３０の３次元図を模式的に示す。図１ｂの断面図は、図１ｃのＡとＡ'との間の線に沿ったものである。柔軟な照明アセンブリ１３０は、動作時に光１１０を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）１３６を有する。ＬＥＤ１３６は、はんだ接合部１１４を介して、ＬＥＤ１３６に電力を供給する電力配線１０４に接続されている。柔軟な照明アセンブリ１３０は更に、第１及び第２の柔軟な副層１３２、１３４を有する柔軟層１３８を有する。柔軟な副層１３２、１３４は共に、シリコーンゴム（例えばDowCorning社のSylgard（登録商標）184エラストマー）から製造され、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する。ＬＥＤ１３６は、第１の副層１３２に部分的に埋め込まれる。電力配線１０４は、第１の副層１３２と第２の副層１３４との間に配置される。副層１３２、１３４は共に互いに対して直接に接触するように配置され、そのため互いに熱的に結合される。柔軟な照明アセンブリ１３０の構成は、柔軟層１３８の面に沿った方向において柔軟層１３８を介して、及び電力配線１０４を介して、ＬＥＤ１３６に対する効果的な冷却をもたらすことが分かっている。
【００３９】
柔軟層１３８内の窒化ホウ素粒子１０６の量は、柔軟層１３８の総重量の重量パーセント（ｗｔ％）として表現され得る。柔軟層１３８の重量の割合としての窒化ホウ素粒子１０６の重量パーセントは、２５乃至４５ｗｔ％の範囲内である。別の実施例においては、柔軟層１３８の重量の割合としての窒化ホウ素粒子１０６の重量パーセントは、４０ｗｔ％である。
【００４０】
窒化ホウ素粒子１０６は、一定のサイズを持つ。該サイズは、粒子の平均径として測定され、このことは、これら粒子の表面における或る点において始まり、これら粒子の表面における別の点において終わり、且つ該粒子の中心点を通る全ての線が、粒子サイズと呼ばれる平均長を持つことを意味する。実際的な実施例においては、特定の粒子のこれら線の実際の平均長は、所与の粒子サイズから、不確定間隔内で逸脱し得る。該不確定間隔の半径は、例えば粒子サイズの２５％である。柔軟層１３８に埋め込まれた窒化ホウ素粒子１０６のサイズは、３乃至６マイクロメートルの範囲内である。別の実施例においては、該サイズは約５マイクロメートルである。
【００４１】
ＬＥＤ１３６は、第１の副層１３２により部分的にのみ囲まれていることに留意されたい。しかしながら、代替の実施例においては、ＬＥＤ１３６は、第１の副層に完全に囲まれ、光は第１の副層１３２の一部を通過させられる。窒化ホウ素粒子は拡散器として機能し、そのため、該代替の実施例においては、拡散光が発せられる。
【００４２】
更に、図１ｂにおいては、第１の副層１３２と第２の副層１３４とは、互いに接して整然と配置されることに留意されたい。別の実施例においては、第１の副層及び第２の副層は、窒化ホウ素粒子を有する透明な柔軟材料の箔であり、配線がこれら箔の間に配置され、該箔と熱的に接触し、これら２枚の箔が互いに接して配置されるが、これら箔は、幾分かの空気ギャップが該箔間に存在するように互いに対して配置されても良い。
【００４３】
図２は、柔軟な照明アセンブリ２００の更に別の実施例の断面図を模式的に示す。柔軟な照明アセンブリ２００は、動作時に発光面において光２０６を発するＬＥＤ２１０を有する。ＬＥＤ２１０は、発光面において電力を受けるための１つの電気的接続部を持ち、それ故上面配線接合部２０８によって電力配線１０４の一方に接続される。他方の電力配線１０４は、はんだ接合部１１４によってＬＥＤ２１０の他方の面に接続される。柔軟な照明アセンブリ２００は更に、第１の副層２０２及び第２の副層２０４を有する柔軟層２１２を有する。第１の副層は、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のような、柔軟な透明物質のものである。該上面配線接合部は、第１の副層２０２の物質により封入される（第１の副層２０２の物質は、当該物質がはんだ層に硬化される前に、例えば第２の副層２０４及びＬＥＤに施される）。ＬＥＤ２１０は動作時に、光２０６を該柔軟な透明物質に発し、光２０６は、第１の副層２０２により光２０６が受光される面とは反対側の、第１の副層２０２の面において、柔軟な照明アセンブリ２００の周囲へと発せられる。第２の副層２０４はＰＤＭＳからつくられたものであり、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する。ＬＥＤ２１０は、第１の副層２０２と第２の副層２０４との間に挟持される。電力配線もまた、第１の副層２０２と第２の副層２０４との間に配置される。ＬＥＤ２１０は、第２の副層２０４に少なくとも熱的に結合され、そのため第２の副層２０４は、ＬＥＤ２１０から熱を奪うことが可能であり、それによりＬＥＤ２１０の温度は許容可能な限度内にとどまる。図２の実施例の更なる利点は、ＬＥＤ２１０が柔軟な透明物質により完全に囲まれ、そのため例えば水のような外部環境の影響から保護されることである。この利点は、柔軟層により完全に封入された光源を持つ全ての照明アセンブリに当てはまる。
【００４４】
図２の実施例は、上面配線接合型のＬＥＤに限定されるものではないことに留意されたい。他の実施例において議論されたような他のタイプのＬＥＤ、及び他のタイプの光源もが、図２の実施例において利用され得る。
【００４５】
図３は、異なる柔軟層を持つ照明アセンブリのＬＥＤ接合部の温度測定を示すグラフ３００を示す。本温度測定は、図１ａにおいて示されたもののような柔軟な照明アセンブリからとられたものであり、光源１０８は発光ダイオード（ＬＥＤ）であった。ＬＥＤのｐｎ接合を測定するため、MicRed社のT3Ster測定システムが用いられた。斯かる測定は、付加的な接続又はセンサがＬＥＤに適用されることを必要としない現場測定である。
【００４６】
本グラフのｘ軸は、対数スケールでの時間である。時間ｔ＝０ｓにおいて、電力がＬＥＤに供給され、ｔ＝０ｓにおけるＬＥＤ接合部の温度は、後の時間におけるＬＥＤ接合部の温度が比較される基準値である。ｙ軸は、ｔ＝０における温度と比較した、ＬＥＤ接合部の温度上昇を表す。該測定は、温度がそれ以上上昇しなくなるまで、換言すればＬＥＤの接合温度が安定温度となるまで実行された。
【００４７】
参照用に、窒化ホウ素粒子を含まない柔軟層を持つ柔軟な照明アセンブリに対して測定が実行された。グラフ３００において、斯かる照明アセンブリのＬＥＤ接合温度は非常に高くなることが分かる。
【００４８】
柔軟層が窒化ホウ素粒子を含む３つの照明アセンブリも検査された。これら３つの照明アセンブリ間で、柔軟層の総重量の割合としての窒化ホウ素粒子の重量パーセント（ｗｔ％）が変化させられている。グラフ３００において、これら３つの照明アセンブリの全てのＬＥＤ接合温度が、窒化ホウ素粒子のない基準の照明アセンブリにおけるものと同じ値にまでは上昇しないことが分かる。斯くして、窒化ホウ素粒子の利用可能性は、ＬＥＤ接合温度を低下させ、そのためＬＥＤの寿命が延長され及びＬＥＤのはんだ接合が増大させられる。２０ｗｔ％と３０ｗｔ％との間の冷却効果の差が小さいことも分かる。しかしながら、４０ｗｔ％においては、かなりの付加的な冷却が検出される。斯くして、３０ｗｔ％よりも高い重量パーセントにおいては、冷却が比較的好適である。
【００４９】
図４ａは、窒化ホウ素を持たない柔軟層に熱的に結合されたＬＥＤに接続された配線の温度を模式的に示す。本図の右側の正方形は、柔軟な照明アセンブリ４０２を表す。中央部には、柔軟な照明アセンブリ４０２の角に向けて延在する４本の配線４０６に接続されたＬＥＤ４０４が備えられる。配線４０６の温度が測定される。ＬＥＤ４０４のすぐ近くにおいては、配線４０６の温度は摂氏約９６度であり、ＬＥＤ４０４と配線４０６との間のはんだ接合部がおよそ当該温度を持つことを意味している。柔軟な照明アセンブリ４０２の角の近くにおいては、配線４０６の温度は摂氏約７２度であり、依然として比較的高い。
【００５０】
図４ｂは、４０ｗｔ％の窒化ホウ素を持つ柔軟層４０８に熱的に結合されたＬＥＤ４０４に接続された配線４０６の温度を模式的に示す。窒化ホウ素は、直交異方性の熱伝導率を持ち、即ち窒化ホウ素の熱伝導率は、或る面の方向においては比較的高く、当該面に垂直な方向においては熱伝導率が比較的低い。斯かる窒化ホウ素粒子の典型的な熱伝導率は当該面に沿った方向においては３００乃至４００Ｗ／ｍＫであり、当該面に垂直な方向における熱伝導率は２Ｗ／ｍＫである。図４ｂにおいて、ＬＥＤ４０７の近くにおける配線４０６の温度が摂氏７１度しかなく、柔軟層４０８の角の近くにおいては摂氏約５２度であることが分かる。斯くして、はんだ接合部の温度は、窒化ホウ素粒子を有する柔軟層を備えた柔軟な照明アセンブリに比べて、かなり低い。
【００５１】
図４ａ及び４ｂの実験は、六方晶結晶構造を持たない４０ｗｔ％の窒化ホウ素粒子を伴う柔軟層を持つ柔軟な照明アセンブリを用いても実行された。はんだ接合部の近くにおける配線の温度は摂氏約７５度であり、柔軟層の角の近くにおいては摂氏約５３度であった。斯くして、六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子を有する柔軟層は、該柔軟な照明アセンブリの光源に対して、より優れた冷却を提供する。
【００５２】
図５は、本発明の第２の態様による照明器具５０２を模式的に示す。照明器具５０２は円筒形の形状を持ち、該照明器具の曲面の一部において、本発明の第１の態様による柔軟な照明アセンブリ５０４が備えられる。図５においては、例えばテーブルの面のような面５０６に照明器具５０２が置かれ、該照明器具の照明像５０８が模式的に示されている。
【００５３】
図６は、本発明の第４の態様による、ヒートシンクとしての使用のための柔軟層を製造する方法６００を模式的に示す。方法６００は、ｉ）六方晶結晶構造を持つ窒化ホウ素粒子の粉を柔軟な高分子と混合して混合物を得るステップと、ii）前記混合物の層を生成するステップ６０４と、iii）前記混合物の層を硬化させて柔軟層を得るステップ６０６と、を有する。硬化させるステップ６０６は、例えば低温のオーブン又は真空内で実行される。前記柔軟な高分子がＰＤＭＳである場合には、該低温のオーブンの温度は摂氏約８０度であり、該硬化させるステップは約１時間を要する。任意に、ステップ６０８において、光源が該柔軟層に熱的に結合され、このことは、別の実施例においては、光源が該柔軟層に直接に接触させられることを意味する。
【００５４】
上述の実施例は本発明を限定するものではなく説明するものであって、当業者は添付する請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計することが可能であろうことは留意されるべきである。
【００５５】
請求項において、括弧に挟まれたいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する（comprise）」及びその語形変化の使用は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素に先行する冠詞「１つの（a又はan）」は、複数の斯かる要素の存在を除外するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実装されても良い。幾つかの手段を列記した装置請求項において、これら手段の幾つかは同一のハードウェアのアイテムによって実施化されても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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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