(57)【要約】  本発明の実施例に従ったデバイスは、電気導電サブストレート上にマウントされた発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。レンズは、ＬＥＤの上に配置されている。ポリマー製本体が、電気導電サブストレートの上に成形され、かつ、レンズと直接的に接触している。
2017530522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気導電サブストレート上にマウントされた発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記ＬＥＤの上に配置されたレンズと、
前記電気導電サブストレートの上に形成され、かつ、前記レンズと直接的に接触している本体であり、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる、本体と、
を含む、デバイス。
【請求項２】
前記サブストレートは、金属フレームである、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記本体は、不透明であり、かつ、前記レンズの一部をカバーする、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記バルブ部と前記ソケット部は、標準に準拠している、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記デバイスは、さらに、
前記本体の上に配置された基準線を有し、
前記基準線は、標準によって定められている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスは、さらに、
前記ＬＥＤに対して電気的に接続され、かつ、前記本体の中に配置されている非発光電気コンポーネントを含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記非発光電気コンポーネントは、静電気防止回路、電源調整回路、駆動回路、制御回路、リード付き抵抗、リード付きダイオード、のうち一つを含む、
請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記本体は、少なくとも１Ｗ／ｍ−Ｋ（ケルビン）の熱伝導率を有する、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記電気導電サブストレートは、少なくとも１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を有する金属である、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記本体の一部は、電気絶縁コーティングで覆われている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記電気導電サブストレートの一部は、電気絶縁コーティングで覆われている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
電気導電サブストレートに対して発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けるステップと、
前記ＬＥＤと前記電気導電サブストレートの上に本体を成形するステップと、を含み、
前記本体は、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる、
方法。
【請求項１３】
前記ＬＥＤの上に配置されたレンズは、前記本体から突き出している、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記レンズは、前記本体と直接的に接触しており、
前記本体は、不透明なプラスチックであり、かつ、
前記本体は、前記レンズの一部をカバーする、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バルブ部と前記ソケット部は、標準に準拠した形状を有している、
請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソケットを含んでいる本体において配置された半導体光源を使用するランプセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）、共振キャビティ発光ダイオード（ＲＣＬＥＤ）、垂直キャビティレーザーダイオード（ＶＣＳＥＬ）、および端面発光レーザーを含む半導体発光デバイスは、現在で利用可能な最も効率のよい光源である。可視スペクトルにわたりオペレーション可能な高輝度発光デバイスの製造において現在で興味のある材料系は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体を含み、特には、ガリウム、アルミニウム、インジウム、および、窒素及び／又はリンの２元、３元、および４元の合金である。典型的に、ＩＩＩ−Ｖ族発光デバイスは、異なる組成とドーパント濃度の半導体層のスタックを、サファイア、炭化ケイ素、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）、ＩＩＩ族窒化物、ＧａＡｓ、または他の適切なサブストレート上で、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）、または他のエピタキシャル技術により、エピタキシャル成長させることによって製造される。スタックは、しばしば、例えば、Ｓｉを用いてドープされ、サブストレート上に形成された一つまたはそれ以上のｎ型層、ｎ型層の上に形成された活性領域における一つまたはそれ以上の発光層、および、例えば、Ｍｇを用いてドープされ、活性領域の上に形成された一つまたはそれ以上のｐ型層を含んでいる。電気接点が、ｎ型およびｐ型領域において形成されている。
【０００３】
ＬＥＤは、自動車用アプリケーションにおいて、ますます使用されている。例えば、ＬＥＤは、レトロフィットバルブにおいて使用されてよく、従来のフィラメントバルブを置き換えるために使用され得る。
【０００４】
図１は、自動車用アプリケーションにおいて使用されるハロゲン光源を示している。ハロゲンバルブ１００は、ソケット１２０の中へプラグインされる。ソケット１２０は、バルブ１００を電気コントローラ、図１に示されていない、に対して電気的に接続する。バルブ１００は、ベース１０４とレンズ１０２を含んでいる。レンズ１０２は、しばしば、ガラスであり、特には、自動車環境といった、振動を伴う環境において、壊れやすい。
【０００５】
ソケット１２０、しばしばプラスチックである、の一つの目的は、バルブ１００を振動から保護する位置に保持することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、導電サブストレートに対して取り付けられ、かつ、ソケットを含むモールド本体（ｍｏｌｄｅｄ  ｂｏｄｙ）において配置された、一つまたはそれ以上のＬＥＤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施例に従ったデバイスは、電気導電サブストレート上にマウントされた発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでいる。レンズがＬＥＤの上に配置されている。本体が、電気導電サブストレートの上に形成され、かつ、レンズと直接的に接触している。本体は、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる。
【０００８】
本発明の実施例に従った方法は、電気導電サブストレートに対して発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けるステップを含む。本体が、ＬＥＤおよび電気導電サブストレートの上に形成されている。本体は、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる。ＬＥＤの上に配置されたレンズが、本体から突き出ている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ハロゲンバルブとソケットを示している。
【図２】図２は、ソケットを含んでいるモールド本体において配置されたＬＥＤを示している。
【図３】図３は、ＬＥＤの一つの実施例を示している。
【図４】図４は、図２において示された構造の断面図である。
【図５】図５は、照明器具の中に置かれたソケットを含むモールド本体の中に配置されたＬＥＤを示している。
【図６】図６は、図２と図４に示された構造体を作成する方法を説明している。
【図７】図７は、熱交換器として形成されたモールド本体の中に配置されたＬＥＤを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
自動車用アプリケーションのためのレトロフィット（ｒｅｔｒｏｆｉｔ）バルブといった、ＬＥＤを含む光源において、ガラスレンズは必要とされない。従って、光源を、例えば振動から、保護するために別個のソケットは必要とされない。本発明の実施例において、ソケット部は、ＬＥＤの周りにモールドされた本体（ｂｏｄｙ）の中に含まれている。
【００１１】
以下の実施例において、半導体発光デバイスは、青色光またはＵＶ光を発するＩＩＩ族窒化物であるが、レーザーダイオードといったＬＥＤ以外の半導体発光デバイス、他のＩＩＩ−Ｖ族材料、ＩＩＩ族リン化物、ＩＩＩ族ヒ化物、ＩＩ−ＶＩ族材料、ＺｎＯ、またはＳｉベース材料といった他の材料系から製作された半導体発光デバイス、または、非半導体発光デバイスが、使用されてよい。
【００１２】
本発明の実施例においては、レンズが、ＬＥＤの上に形成される。ＬＥＤは、導電性フレームまたはサブストレート上にマウントされ、次に、ＬＥＤ、レンズ、および導電性サブストレートの周りに本体がモールドされる。モールド本体は、ソケットを含んでおり、自動車または自動車照明システムといった、より大きいシステムに対してＬＥＤを電気的に接続するために使用される。
【００１３】
図２は、本発明の実施例を示している。統合された（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）バルブとソケットは、モールド本体５０を含んでいる。ここにおいて本体５０は「モールド本体（”ｍｏｌｄｅｄ  ｂｏｄｙ”）」として参照されるが、本体５０は、あらゆる適切な技術によって形成されてよく、かつ、モールド（ｍｏｌｄｉｎｇ）によって成形されることを要しない。モールド本体５０は、例えば、ポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）であってよい。いくつかの実施例において、モールド本体５０は、熱伝導性プラスチックであり、熱をＬＥＤから空気または導電サブストレートへと伝導することができ、熱がデバイスから取り除かれ得る。ＬＥＤの上に形成されるレンズ４２の部分は、モールド本体から突き出している。一つまたはそれ以上のＬＥＤが、モールド本体５０の中に含まれてよい。図２に示されたレンズ４２は、モールド本体５０の側面の一つの領域から突き出しているが、一つまたはそれ以上のレンズがあらゆる適切な方向に、そして、モールド本体５０における一つまたは複数の場所に配置されてよい。モールド本体は、図２に示された形状に限定されない。
【００１４】
モールド本体５０は、図１におけるバルブとソケットに対応して、バルブ部５４とソケット部５２の両方を含んでいる。図２において、バルブ部５４とソケット部５２は、単一のモールド本体５０の中に統合されており、そして、図１のバルブ１００とソケット１２０のように分離できない。図１に係る光を変更するためには、バルブ１００がソケット１２０から取り外されて、取り換えられる。図２に係る光を変更するためには、ソケット部５２を含んでいるモールド本体５０全体が取り外されて、取り換えられる。別個のソケットが存在しないからである。
【００１５】
自動車用アプリケーションといった、いくつかのアプリケーションにおいて、図１のバルブとソケットといったフィクスチャ（ｆｉｘｔｕｒｅ）は、しばしば、標準（ｓｔａｎｄａｒｄ）によって規制されている。例えば、図１に示されたバルブとソケットは、ＩＥＣ６００６１標準に準拠している。特定の標準は、本発明とは異なってよく、かつ、関連するものではない。標準に準拠するためには、ソケット１２０及び／又はバルブ１００の特定部分が、特定の形状を有することが必要である。図１のソケット１２０は、突出部１０８を含んでおり、その底面が基準線（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｌｉｎｅ）１０６を表している。基準線１０６は、ソケット１２０とバルブ１００を、例えば、光学系（ｏｐｔｉｃ）、または、あらゆる他の構造体と整列させるために使用され得る。適切な設置とバルブ１００の光学的及び／又は機械的な整列を確保するためである。
【００１６】
いくつかの実施例において、図２の構造体といったソケットを含んでいるモールド本体は、標準に準拠しており、して、標準によって要求される形状、構造、および基準線を含んでいる。例えば、図２のモールド本体５０は、一つまたはそれ以上の突出５６を含んでおり、その底面は、ＩＥＣ６００６１標準に従って光源を整列させるための基準線に対応する。
【００１７】
図３は、適切なＬＥＤの一つの実施例を示している。あらゆる適切なＬＥＤまたは他の発光デバイスが使用されてよく、そして、本発明は、図３において示されるＬＥＤに限定されない。図３に示されるデバイスはフリップチップ（ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）であり、ＬＥＤ本体２５の底面における一つまたはそれ以上の反射性コンタクトが、光をＬＥＤの上面からレンズ４２の中へと方向付けることを意味している。他のデバイスジオメトリが使用されてよい。本発明はフリップチップＬＥＤに限定されないからである。
【００１８】
図３に示されるＬＥＤは、以下のように形成され得る。半導体構造体２２が、従来技術において知られるように、成長基板（図３に示されていない）上で成長される。成長基板は、しばしば、サファイアであるが、例えば、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＮ、または複合基板といった、あらゆる適切なサブストレートであってよい。半導体構造体２２は、ｎ型領域とｐ型領域との間に挟まれた発光または活性領域を含んでいる。ｎ型領域２４が最初に成長されてよく、そして、異なる組成とドーパント濃度の複数レイヤを含んでよい。例えば、バッファー層または核形成層といった準備層（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）、及び／又は、成長基板の除去を促進するためにデザインされたレイヤを含んでおり、ｎ型または意図的にドープされないでよく、そして、効率的に発光するように発光領域について望ましい特定の光学的、材料的、または電気的特性のためにデザインされたｎ型、またはｐ型デバイス層でさえよい。発光または活性領域２６は、ｎ型領域の上に成長される。適切な発光領域の実施例は、単一の厚い又は薄い発光層、または、バリア層によって分離された複数の薄い又は厚い発光層を含んでいる複数の量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ）発光領域を含む。ｐ型領域が、次に、発光領域の上に成長される。ｎ型領域のように、ｐ型領域は、意図的にドープされていないか、または、ｎ型層を含んでいる、異なる組成、厚さ、およびドーパント濃度の複数の層を含んでよい。
【００１９】
半導体構造体の成長の後で、ｐ型領域の上にｐ接点が形成される。ｐ接点３０は、しばしば、反射性金属および反射性金属のエレクトロマイグレーションを防止または低減し得る保護金属といった、複数の導電層を含む。反射性金属は、しばしば、銀であるが、あらゆる適切な材料または複数の材料が使用されてよい。ｐ接点３０の形成の後で、その上にｎ接点３２が形成されるｎ型領域２４の一部を露出するために、ｐ接点３０、ｐ型領域２８、および活性領域２６の一部が取り除かれる。ｎ接点３２とｐ接点３０は、ギャップによって互いに電気的に分離されている。ギャップは、シリコンの酸化物またはあらゆる他の適切な材料といった絶縁体３４で満たされてよい。複数のｎ接点ビア（ｖｉａ）が形成されてよい。ｎ接点３２とｐ接点３０は、図３に示された配置に限定されない。ｎ接点とｐ接点は、従来技術において知られるように、絶縁体／金属のスタックを伴う接合パッドを形成するように再分配されてよい。
【００２０】
厚い金属パッド３６と３８が、ｎ接点とｐ接点の上に、そして、電気的に接続されるように形成される。パッド３８は、ｎ接点３２に対して電気的に接続される。パッド３６は、ｐ接点３０に対して電気的に接続される。パッド３６と３８は、ギャップ４０によって互いに電気的に分離されている。ギャップは、絶縁材料で満たされてよい。パッド３８は、絶縁体３４によってｐ接点３０から電気的に分離されている。絶縁体は、ｐ接点３０の一部の上に延びてよい。パッド３６と３８は、例えば、金、銀、銅、合金、または、めっき又はあらゆる他の適切な技術によって形成されたあらゆる他の適切な材料であってよい。パッド３６と３８は、いくつかの実施例において、成長基板を取り除くことができるように、半導体構造体２２を支持するために十分に厚い。
【００２１】
いくつかの実施例においては、厚い金属パッド３６と３８の代わりに、半導体構造体はホスト基板に対して取り付けられる。ホスト基板は、例えば、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）、セラミック、金属、または、あらゆる他の適切な金属であってよい。いくつかの実施例において、成長基板は、半導体構造体に対して取り付けられたままである。成長基板は、薄くされ、及び/又は、テクスチャされ、粗面化され、または、パターン化されてよい。
【００２２】
多くの個別のＬＥＤ１０が単一のウェファ上に形成される。隣接するＬＥＤ１０の間の領域においては、基板に至るまでエッチングすることによって半導体構造体が完全に取り除かれるか、または、半導体構造体が電気絶縁層に至るまでエッチングされる。絶縁材料１２が、ＬＥＤ１０の間の領域に配置される。材料１２は、ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）といった、後のプロセスの最中にＬＥＤ１０の側面を機械的に支持、及び/又は、保護し得る。材料１２は、また、ＬＥＤ１０の側面から光が抜け出す光の量を防ぎ、または、低減するためにも形成され得る。
【００２３】
成長基板が、次に、ＬＥＤのウェファから取り除かれる。成長基板は、例えば、レーザー溶融、エッチング、グライディング（ｇｒｉｄｉｎｇ）といった機械的技術、または、あらゆる他の適切な技術によって取り除かれてよい。ＬＥＤ１０の半導体構造体２２は、成長基板の除去の後で薄くされてよく、及び/又は、露出された上面は、ＬＥＤ１０からの光取り出しを改善するために、粗面化され、テクスチャされ、または、パターン化されてよい。
【００２４】
いくつかの実施例において、波長変換層２０が、成長基板を取り除くことによって露出されたＬＥＤ１０の表面に対して、または、成長基板が半導体構造体に対して取り付けられたままのデバイスにおける成長基板に対して接続されている。波長変換層２０は、あらゆる適切な技術によって形成されたあらゆる適切な材料であってよい。複数の波長変換層が使用されてよい。波長変換層は、従来の蛍光体、有機蛍光体、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ  ｄｏｔ）、有機半導体、ＩＩ−ＶＩ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体、ＩＩ−ＶＩ族またはＩＩＩ−Ｖ族半導体の量子ドットまたはナノ結晶、染料（ｄｙｅ）、ポリマー、または、冷光を発する他の材料であってよい。様々な実施例において、波長変換層２０は、分配され（ｄｉｓｐｅｎｓｅｄ）、スクリーンプリントされ、ステンシルされ（ｓｔｅｎｃｉｌｅｄ）、または、事前に形成されて次にＬＥＤ１０の上にラミネートされた、例えば、シリコンといった透明材料と混合された一つまたはそれ以上の粉末蛍光体であってよく、もしくは、事前に形成された蛍光セラミック、または、ガラス又はＬＥＤ１０に対して糊付けまたは接着された他の透明材料であってよい。
【００２５】
波長変換層２０は、ＬＥＤによって発せられた光を吸収し、そして、一つまたはそれ以上の異なる波長の光を発する。ＬＥＤによって発せられ変換されていない光は、そうである必要はないが、しばしば、構造体から取り出される光の最終スペクトルの一部である。一般的な組み合わせの例は、黄色発光波長変換材料と組み合わされた青色発光ＬＥＤ、緑色と赤色発光波長変換材料と組み合わされた青色発光ＬＥＤ、青色と黄色発光波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光ＬＥＤ、および、青色、緑色、および赤色発光波長変換材料と組み合わされたＵＶ発光ＬＥＤを含む。構造体から発せられる光のスペクトルを調整するために、他の色の光を発する波長変換材料が追加されてよい。
【００２６】
非波長変換材料が、例えば散乱を生じさせ又は層の屈折率を変更するもの、波長変換層２０に追加されてよい。適切な材料の例は、シリカ（ｓｉｌｉｃａ）およびＴｉＯ２を含む。いくつかの実施例においては、波長変換材料がデバイスにおいて使用されていない。
【００２７】
波長変換層２０を形成、または、事前に形成された波長変換層２０をＬＥＤに対して取り付ける前もしくは後で、ＬＥＤのウェファは、個々のＬＥＤまたはＬＥＤのグループへと切り分けられ（ｄｉｃｅｄ）てよい。図３に示されるＬＥＤが、ＬＥＤ本体２５の周囲の絶縁体１２を切断することによってウェファから分離される。
【００２８】
波長変換層２０は、上述のように、導電サブストレートに対してＬＥＤを取り付ける前または後で、ＬＥＤ本体２５の上に形成されてよい。
【００２９】
光学エレメント４２がＬＥＤの上に配置される。光学エレメント４２は、ＬＥＤによって発せられる光のパターンを変更し得る構造体である。適切な光学エレメントの例は、ドームレンズおよびフレネルレンズといったレンズ、および、光学集光器（ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ）といった他の構造体を含む。言葉の節約のために、光学エレメント４２は、本明細書においては、レンズと呼ぶ。レンズ４２は、ＬＥＤ本体２５に対して糊付け、または、そうでなく取り付けられた事前に形成されたレンズであってよく、もしくは、例えばモールド（ｍｏｌｄｉｎｇ）によって、ＬＥＤ本体２５の上に成形されたレンズであってよい。レンズ４２は、これは必要とはされないが、しばしば、図３に示されるように、ＬＥＤ本体２５の側面の上に延びている。いくつかの事例においては、一つの物理的レンズが、一つ以上のＬＥＤをカバーしてよい。複数のＬＥＤの上での一つのレンズの仕様は、光学的パフォーマンスにおいて有利である。導電サブストレートの上に複数のＬＥＤを置くことによって、異なる色、異なる形状、及び／又は、異なる電気的パフォーマンスのＬＥＤを，相互に近傍において、かつ、適切な、単一の物理的レンズへの特定の光学結合を用いて、配置することができるからである。
【００３０】
モールドレンズ４２は以下のように形成されてよい。レンズ４２のように形作られた内部（ｉｎｔｅｒｉｏｒ）を伴う型（ｍｏｌｄ）が、ＬＥＤ本体２５の上に降ろされる。型は、任意的に、モールド材料が型に貼り付くのを防止する、付着しない（ｎｏｎ−ｓｔｉｃｋｉｎｇ）フィルムを用いて、裏打ちされて（ｌｉｎｅｄ）よい。いくつかの実施例においては、Ｏ２プラズマといったプラズマが、ＬＥＤ本体２５の上面に対して適用される。ＬＥＤ本体に対するモールド材料の付着を改善するためである。型とＬＥＤ本体２５との間の領域は、熱硬化性液状モールド材料で満たされる。モールド材料は、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、エポキシ、または、シリコーン／エポキシのハイブリッドといった、あらゆる適切な光学的に透明な材料であってよい。ハイブリッドは、モールド材料の熱膨張係数（ＣＴＥ）をＬＥＤ本体２５の熱膨張係数についてより近くに一致させるために使用され得る。シリコーンとエポキシは、レンズと同様に、ＬＥＤからの光取り出しを促進するために、十分高い屈折率（１．４より大きい）を有している。一つのタイプのシリコーンは、１．７６の屈折率を有している。いくつかの実施例においては、蛍光体といった波長変換材料が、モールド材料の中に分散されている。分散された波長変換材料を伴う光学エレメントが、波長変換層２０の代わりに、または、それに加えて、使用されてよい。真空密封（ｖａｃｕｕｍ  ｓｅａｌ）が、ＬＥＤ本体２５と型との間に生成されてよい。そして、ＬＥＤが液状モールド材料の中に挿入され、かつ、モールド材料に圧力がかかるように、２つのピース（ｐｉｅｃｅ）が相互に押圧されてよい。型は、次に、約１５０℃または他の適切な温度まで、モールド材料をレンズ４２へと硬化させるために適切な時間について、加熱されてよい。図３に示されるような、完成したデバイスは、次に、型からリリースされる。
【００３１】
レンズ４２は、図４に示されるように、グループにおけるＬＥＤの上にモールドされてよく、それによって、隣接しているデバイスのレンズ４２が連結される。
【００３２】
レンズ４２は、上述のように、ＬＥＤを導電サブストレートに取り付ける前または後で、ＬＥＤ本体２５の上に形成されてよい。
【００３３】
図４は、図２に示された構造体の断面図である。
【００３４】
図４に示されるように、一つまたはそれ以上のＬＥＤ２５が、電気導電サブストレート１８に対して取り付けられている。ＬＥＤ２５は、図３に示されるように、パッド３６と３８を介してサブストレート１８に対して直接的に接続されてよく、電気的かつ物理的にサブストレート１８に対して取り付けらてよい。代替的に、ＬＥＤ２５は、ワイヤまたはあらゆる他の適切な構造体を介してサブストレート１８に対して電気的に接続されてよい。導電サブストレートは、金属、ポリイミドといったフレキシブルなポリマー、または、ポリマーのモールド（ｍｏｌｄｉｎｇ）のために必要な温度に対する露出（例えば、２６０℃を超える温度で１０秒以上）を維持することができるあらゆる他の適切な材料であってよい。いくつかの実施例において、導電サブストレート１８は、例えば、Ｃ１９４銅といった、少なくとも１００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を伴う材料である。導電サブストレート１８は、ＬＥＤにおけるアノードとカソード接点（図３に示されるパッド３６と３８）、および、あらゆる他の回路エレメントに対して電気的に接続された、電気的に分離された部材を含んでよい。導電サブストレート１８は、モールド本体から突き出している外側部分を含んでよい。外側部分は、導電サブストレートを、ＬＥＤが発光するように、ＬＥＤを順方向バイアスするために導電サブストレートに対して電流を供給し得る電源に対して接続するために使用されてよい。
【００３５】
図４に示され構造体においては、プラグまたはプラグのための受け（ｒｅｃｅｉｖｅｒ）といった、電気接続構造体４８が、本体５０の底面において埋め込まれている。電気接続構造体４８は、例えば、リード１６、といった、あらゆる適切な構造体を通じてサブストレート１８に対して電気的に接続されている。
【００３６】
一つまたはそれ以上の任意的な追加回路エレメント４４が、モールド本体５０の内側または外側において、導電サブストレート１８またはリード１６に対して取り付けられてよい。追加回路エレメント４４は、非発光回路エレメントであってよい。追加回路エレメント４４は、例えば、静電気防止回路、電源調整回路、駆動回路、制御回路、リード付き抵抗、リード付きダイオード、または、あらゆる他の適切な回路エレメントであってよい。リード付き抵抗とダイオードは、両端にリード（長いワイヤ）を持った標準の個別の回路エレメントである。これらのデバイスは、半田付け、レーザー溶接、および抵抗溶接といった、技術を用いて導電サブストレート１８またはリード１６に対して好都合に接続され得る。リード付きコンポーネントは、温度に敏感な回路エレメント、例えばＬＥＤから、熱源、例えば抵抗本体を取り除くことが必要とされるときに、使用される。追加回路エレメント４４は、モールド本体５０の中に全てが入れられ、もしくは、追加回路エレメント４４の全体または一部が、モールド本体５０から突き出してよい。
【００３７】
モールド本体５０は、あらゆる適切な材料であってよく、例えば、プラスチック、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ＰＰＡ、ＰＰＳ、または、シリコーンゴムといったポリマーを含んでいる。いくつかの実施例において、モールド本体５０は、少なくとも１Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を有する熱伝導性プラスチックである。いくつかの実施例において、熱伝導性プラスチックの仕様は、追加のヒートシンクの必要性を取り除く。いくつかの実施例において、モールド本体５０は、少なくとも１００００Ω−ｍの電気抵抗を伴うプラスチックといった材料である。リード１６といった、モールド本体５０の中に配置されているパーツを電気的に隔離するためである。
【００３８】
いくつかの実施例において、モールド本体５０の一部は、電気絶縁塗料４６を用いてペイントされ、または、コーティングされている。例えば、図４に示されるように、モールド本体の一部は、モールド本体５０の熱伝導性プラスチックが電気接続構造体４８と直接的に接触しないように、電気接続構造体４８の近傍において、電気絶縁塗料を用いてペイントされてよい。電気絶縁塗料によって、電気導電プラスチックまたはポリマーがモールド本体５０として使用され得る。いくつかの実施例において、導電サブストレート１８は、電気導電モールド本体５０から導電サブストレート１８の上に配置されている回路を隔離するために、電気絶縁塗料を用いてコーティングされ、または、ペイントされている。いくつかの実施例においては、電磁気干渉（ＥＭＩ）から回路エレメントを保護するための電気シールドを提供するため、及び/又は、回路が、非ＤＣ電気波形を用いて駆動され、または、非ＤＣ電気波形を内部で生成するときに、電気ノイズを低減または除去するために、電気導電モールド本体５０が使用されてよい。
【００３９】
いくつかの実施例において、本体５０は、グラファイトがロードされた（ｌｏａｄｅｄ）ポリカーボネートといった電気導電性ポリマーでモールドされている。電気導電モールド本体５０は、それ自身でデバイスに対する電気回路の一部を形成することができ、それによって、追加の分離したコンポーネントに対する要求を取り除き、そして、潜在的に、モールド本体５０の中へ熱を分配し、または、モールド本体５０から熱を取り除いている。
【００４０】
いくつかの実施例において、モールド本体５０は、レンズ４２が本体５０の中にエンベッドされるように、レンズ４２の少なくとも一部をカバーしている。モールド本体５０は、レンズ４２の一部と直接に接触している。モールド本体５０は、典型的には不透明であるが、いくつかの実施例においては、透明または半透明であってよい。
【００４１】
いくつかの実施例において、モールド本体５０は、周辺空気に対して直接の熱的結合を提供する、外部表面上のフィンを含んでいる。これらのフィンは、効率的な熱放散構造体を作成するために従来技術においてよく知られたプロシージャを使用してデザインされてよい。
【００４２】
図５は、照明器具の中に設置された、ソケットを含むモールド本体の中に配置されたＬＥＤを示している。モールド本体５０は、照明器具の一部であるリフレクタ６２の中に配置されている。数個のＬＥＤの上に配置されたレンズ４２は、図示されるように、モールド本体５０の少なくとも２つの側面から突き出ている。ＬＥＤから発せられ。かつ、レンズ４２から引き出された光６０は、リフレクタ６２で反射され、そして、前向きに（図示された左側方向に向かって）リダイレクトされてよい。モールド本体５０の基準面５８は、リフレクタ６２の表面と整列されている。例えば、モールド本体５０は、突出５６がリフレクタ６２の表面上に置かれるまで、リフレクタ６２における穴を通じてネジ切り（ｔｈｒｅａｄｅｄ）されてよい。いくつかの実施例において、リフレクタ６２の中にあるモールド本体５０の一部６６の形状は、標準に準拠する必要がある。リフレクタ６２の外側にあるモールド本体５０の一部６６の形状は、フレキシブルであってよい。
【００４３】
図７は、熱交換器の中に形成されたモールド本体５０の一つ例を示している。図７においてリフレクタ６２の内側（または、基準面５８の上方）にある部分６６は、より小さい直径の円柱であり、より大きい直径の円柱の上にスタックされている。より大きい直径の円柱は、リフレクタ６２の外側（基準面５８の下）にあるモールド本体５０の部分６４である。リフレクタの外側の部分６４は、図７に示されるように、フィン付き熱交換器、または、あらゆる他の適切な構造体、として形成されてよい。リフレクタの内側にある部分６６は、標準によって要求されるように形成されてよい。電気接続構造体４８が、部分６４の側面において示されている。
【００４４】
図６は、図２と図４に示されたデバイスを形成する方法を説明している。プロセス７２においては、ＬＥＤが導電サブストレートに対して取り付けられる。いくつかの実施例においては、ＬＥＤチップが、導電サブストレートの上にダイ取り付け技術（ｄｉｅ  ａｔｔａｃｈ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使用してマウントされている。例えば、２９０−３５０℃の範囲であり得る、典型的なプラスチック成形温度に対する露出の下でも故障しないものである。あらゆる適切な材料が、ＬＥＤを導電サブストレートに対して取り付けるために使用されてよい。例えば、銀製ダイ取り付けエポキシ、または、共晶ＡｕＳｎ半田といったものである。ＬＥＤチップに加えて、いくつかの実施例においては、電気回路を作り上げる他の構造も、また、サブストレートに対して取り付けられ得る。いくつかの実施例においては、ダイ取り付けの後で、ＬＥＤ及び／又は他の回路エレメントに対する電気的接続を完成するための、一つまたはそれ以上のワイヤがＬＥＤ及び／又は他の回路エレメントに対して接続される。
【００４５】
いくつかの実施例においては、プロセス７２の後でレンズがＬＥＤの上にモールドされる。いくつかの実施例においては、プラスチックのインジェクションモールドを受けるときに、機械的強度の少なくともいくつかを維持するレンズ材料が使用される。リード付き抵抗、電線、または、パッケージされた半導体デバイスといった追加コンポーネントが、レンズが形成される前または後で、導電サブストレートに対して取り付けられてよい。
【００４６】
レンズを成形し、かつ、あらゆる他の適切な非ＬＥＤの電気コンポーネントを取り付けた後で、全体のアセンブリが、従来的なインジェクションモールド機械といったプラスチックモールド機械の中に置かれる。プロセス７４において、いくつかの実施例では、導電サブストレート、任意的な非ＬＥＤコンポーネント、および、レンズの一部の上にポリマーがモールドされる。いくつかの実施例において、ポリマー本体は、バルブまたはランプの機械的本体およびＬＥＤから熱を運ぶためのヒートシンクも、および、周辺空気またはリード１６に対する他の電気コンポーネントの両方を形成している。
【００４７】
本発明が詳細に説明されてきたが、本開示が与えられれば、当業者であれば、ここにおいて説明された発明的コンセプトの精神から逸脱することなく、変形を正しく理解するであろう。従って、本発明の範囲が、図示され、かつ、説明された特定の実施例に限定されることを意図するものではない。
【図１】
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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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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年5月25日(2017.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気導電サブストレート上にマウントされた発光ダイオード（ＬＥＤ）と、
前記ＬＥＤの上に配置された光学エレメントと、
前記電気導電サブストレートの上に形成され、かつ、前記光学エレメントと直接的に接触しているが、前記光学エレメントの多くても一部をカバーしている、本体であり、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる、本体と、
を含む、デバイス。
【請求項２】
前記サブストレートは、金属フレームである、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記本体は、不透明であり、かつ、前記光学エレメントの一部をカバーする、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記バルブ部と前記ソケット部は、標準に準拠している、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記デバイスは、さらに、
前記本体の上に配置された基準線を有し、
前記基準線は、標準によって定められている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスは、さらに、
前記ＬＥＤに対して電気的に接続され、かつ、前記本体の中に配置されている非発光電気コンポーネントを含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記非発光電気コンポーネントは、静電気防止回路、電源調整回路、駆動回路、制御回路、リード付き抵抗、リード付きダイオード、のうち一つを含む、
請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記本体は、少なくとも１Ｗ／ｍ−Ｋ（ケルビン）の熱伝導率を有する、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記電気導電サブストレートは、少なくとも１００Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を有する金属である、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記本体の一部は、電気絶縁コーティングで覆われている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記電気導電サブストレートの一部は、電気絶縁コーティングで覆われている、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項１２】
電気導電サブストレートに対して発光ダイオード（ＬＥＤ）を取り付けるステップと、
前記ＬＥＤの上に光学エレメントを配置するステップと、
前記ＬＥＤと前記電気導電サブストレートの上に本体を成形するステップであり、前記本体は、前記光学エレメントと直接的に接触しているが、前記光学エレメントの多くても一部をカバーしている、ステップと、を含み、
前記本体は、単一の、統合された構造体において形成されたバルブ部とソケット部を含んでいる、
方法。
【請求項１３】
前記ＬＥＤの上に配置された前記光学エレメントは、前記本体から突き出している、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記本体は、不透明なプラスチックであり、かつ、
前記本体は、前記光学エレメントの一部をカバーする、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記バルブ部と前記ソケット部は、標準に準拠した形状を有している、
請求項１２に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
図１は、自動車用アプリケーションにおいて使用されるハロゲン光源を示している。ハロゲンバルブ１００は、ソケット１２０の中へプラグインされる。ソケット１２０は、バルブ１００を電気コントローラ、図１に示されていない、に対して電気的に接続する。バルブ１００は、ベース１０４とレンズ１０２を含んでいる。レンズ１０２は、しばしば、ガラスであり、特には、自動車環境といった、振動を伴う環境において、壊れやすい。ソケット１２０、しばしばプラスチックである、の一つの目的は、バルブ１００を振動から保護する位置に保持することである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
米国特許出願公開第２００９０１７５０４４号は、回路上に一つまたはそれ以上のＬＥＤが、さらなる電気コンポーネントと一緒にマウントされているＬＥＤ照明モジュールを開示している。全てのＬＥＤは、熱可塑性ポリマー材料に取り囲まれており、ＬＥＤの上のレンズも、また形成し得る。取り囲み材料は、熱除去と、同様に、照明モジュールのための容器に対する機械的な境界面を提供する。
【国際調査報告】
2017530522.tif 000010
2017530522.tif 000011