CN102308144B

CN102308144B - 照明模块

Info

Publication number: CN102308144B
Application number: CN201080006625.9A
Authority: CN
Inventors: 斯特芬·斯特劳斯; 乔瓦尼·斯西拉; 克里斯蒂娜·迈尔; 罗伯特·克劳斯; 托马斯·多瑙尔
Original assignee: Osram Co Ltd
Current assignee: Osram GmbH; Osram Co Ltd
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-01-25
Also published as: DE102009007430A1; US8994039B2; WO2010089218A3; CN102308144A; WO2010089218A2; US20110291125A1; EP2394093A2

Abstract

本发明涉及一种照明模块(1)，具有带有带形的柔性的基板(3)的发光带(2)，其中在基板的顶面上安装了至少一个半导体光源(5)、特别是LED，其中照明模块这样涂覆有保护层(9)，即至少一个半导体光源的至少一个出射面(10)露出于该保护层。此外，一种用于制造照明模块的方法至少包括以下步骤：将多个发光带(2)安装在一个共同的底座(7)上；将保护层(9)至少涂覆、特别是喷涂在发光带(2)上；使带有各个底座(7)的多个发光带分离。

Description

照明模块

技术领域

本发明涉及一种照明模块以及一种用于制造照明模块的方法。

背景技术

设计具有发光二极管的柔性的发光带(LED-Flex-)是已知的，其是可分的并且设计具有自粘的背面。因此例如已经公开了OSRAM有限责任公司的LINEARlight Flex-Reihe(直线灯光的柔性系列)，其中缠绕在滚轮上的LED发光带是可购买的(例如LM1X系列)，其中总模块根据实施方式包括120至600个LED。总模块的基本尺寸(L×B×H)是8400mm×10mm×3mm。具有10个LED的最小单位的基本尺寸(L×B)为140mm×10mm。总模块通过细心切割可分成10个LED或者其倍数的单位，而不会造成部分部件的功能损失。LED发光带的最小弯曲半径是2cm。该LED发光带具有自粘的背面。在安装在金属底座上时，为了避免在LED发光带的基板的焊接触点的位置上短路，在底座和LED发光带之间设置绝缘体。

为了进行保护防止潮湿或灰尘，已知的是，例如借助于Electrolube公司的一种APL漆为LED柔性系列的LED发光带完全配有保护喷涂层。该LED发光带的亮度可能会由于半导体光源上的保护层老化而受负面影响。

此外，作为用于LED-柔性-系列的LED发光带的保护外壳，已知的是硅酮管(Neo Neon公司)或者一种浇铸工艺(Vossloh Schwabe公司)。在这些保护外壳中在可能的总长度(其特别是在浇铸方案中被严格限制)和模块化的可分割性以及与之相联系的必要的接口处的密封方面存在局限性。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种保护的可能性，特别是对LED发光带，尤其是对OSRSM公司的Linearlight Flex产品防止机械应力以及防尘和防潮的保护，而不损害光学上的发光特性。本发明另一个目的是，提供一种在维持连续带生产(Reel-to-Reel生产)的情况下保护LED灯带的可能性。

这些目的借助于一种照明模块和一种用于制造该照明模块的方法根据各自的独立权利要求来实现。优选的实施方式可以特别由从属权利要求得出。

该照明模块具有带有带形的柔性的基板的发光带、特别是LED发光带，其中至少在基板的一侧上、特别是正面上安装了至少一个半导体光源、特别是LED。该发光带也可以具有用于使(多个)半导体光源发光运行的电气和/或电子的元件，例如电阻和驱动模块。这个基板也可以被看作是柔性的、带形的电路板。

该照明模块在其正面上这样涂覆有保护层，即至少一个半导体光源的至少一个出射面是无保护涂层的。由此实现半导体光源的照射无论短期或长期都不会由于保护层的老化而受到负面影响。因此，照明模块利用保护层被局部选择性地覆盖。

有利的是，照明模块可以涂覆漆形式的保护层。作为漆例如可以考虑Peters公司的“DSL 1600 E-FLZ/75”和“UG 10.173”型漆。该漆例如可以借助于所谓的镀膜或者喷漆方法来涂覆。

此外，可以对在基板上延伸的印刷电路和此处具有的电子元件覆盖地喷涂保护层，由此可以将其掩盖。另外，漆特别可以是白色(比如对于照明-和尾灯适用性而言)或者黑色的(比如对于显示器应用情况而言)。可替换地，特别对于照明-和尾灯适用性而言，漆可以是透明的。

漆可以具有在基板的基本材料的热膨胀系数的数量级中的热膨胀系数，有利的是在大约10ppm/℃的范围中。这样避免基于不同的热膨胀的机械应力，这种机械应力可能会导致裂纹形成。

照明模块可以具有用于固定发光带的背面的底座，特别是柔性的底座。由此，照明模块可以在它固定在其背面或者底面上时受保护，并且也可以无问题地固定在更粗糙的或肮脏的或潮湿的底座上。在现实中这通过涂覆、特别是喷涂仅能困难地实现。另外，底座可以确保对基板外沿的安全保护，这同样通过涂覆、特别是喷涂单独地也仅能困难地或者完全不能实现。为了对发光带进行良好的散热而将基板平整地放在底座上。特别可以利用双面胶带将底座粘贴在柔性的基板上、比如柔性的电路板上。特别地，当底座在每个侧面上伸出至少约0.5mm至2mm时，可以将它们一起喷涂。

对于发光带散热特别优选的是，底座具有良好导热的材料(λ≥15W/(m·K))，例如金属或者良好导热的塑料，特别优选的是铝或者铝/塑料复合材料。金属-塑料复合膜确保了电绝缘，而金属层或金属膜可以实现非常好的连接，金属层或金属膜可以设计具有比铝-塑料复合膜更好的稳定性和更高的拉伸强度。除了铝也可以使用其它传导良好的金属或者金属混合物，例如铜膜或者铜合金。例如也可以使用玻璃化的塑料膜。

为了在同时导热性良好并且能处理简单时获得良好的柔性，优选的是，底座的厚度不小于150μm。由于其较薄，这个膜非常柔韧并且有助于提高一点防护包装的刚性。也可以确保将半导体光源良好地热连接在底部上，以用于安装照明模块。

该底座可以至少部分地-优选为连续地-在侧面超出发光带向外伸出(即比发光带宽)，其中底座至少在到发光带的过渡区域上涂覆了保护层。

为了提供不敏感的并且在侧面防潮保护良好的照明模块，可以优选的是，底座围绕着发光带形成有卷边，也就是从后面向前面围绕着发光带的边棱。

在这里，正面上的保护层可以是至少部分地被保护层覆盖的卷边的底座，这样实现了机械上特别稳定和密封的覆盖。可替换地或者附加地，卷边的底座至少部分地无需被保护层所覆盖；然后保护层可以被涂覆在正面的未被卷边遮盖的表面上。由此可以避免通过保护层所造成的热绝缘。可替换地或者附加地，卷边的底座可以在正面至少部分地覆盖保护层，这样可以实现机械上稳定和密封的覆盖。

为确保保护层、特别是漆的附着力，可以提出给需要遮盖的表面加底漆或者使其活化。在底座下面，可以选择地安设用来固定照明模块的胶带，例如双面胶带。

代替漆或除漆以外也可以将被压印的并深冲的覆盖膜作为保护层粘贴在柔性的发光带上(并且可选择地粘贴在背面的膜上)。

该方法用于制造照明模块并至少具有以下步骤：(a)将多个LED发光带安装在一个共同的底座上；(b)涂覆这些发光带和(c)使带有各个底座的多个发光带分离。

为了安装这些LED发光带，可以将这些LED发光带例如以被限定的距离(优选的是1mm到4mm)平行地以粘贴、焊接、硫化、制箔等等方式安装在共同的底座上。然而一般来说，该覆盖可以与底座通过所有已知的适合的连接类型连接起来，例如也可以借助于辗压、夹紧、穿孔、特别是微穿孔、开槽、熔解连接(焊接)、尤其是借助于超声波焊接、缝合等等方式进行连接。特别优选的是，将发光带粘贴在底座上，特殊地是将发光带的基板的、尤其是自粘的底面粘贴在底座上。

通过在复合物中的涂覆能显著缩短过程时间。在涂覆之后例如借助于热处理可以使整个复合物固化或充分硬化。通过每种适合的方法可以执行复合物的分离，例如借助于剪断、穿孔、发射激光或者其它分离方法。

在分离之前在整个平面上喷涂发光带之间的间隙。可替换地，在发光带之间的间隙可以在分离之前具有至少一个未喷涂的区域，特别是未喷涂的条带。以后例如可以使该未喷涂的区域卷边。

也可以可选择地在分离后并且也可以在可能的卷边之后进行涂覆。

此外，可以在分离之前或者之后装配LED发光带。如果LED发光条已经在嵌板上、也就是在将发光带安装在底座上之后被装配，并接着才分离，则也可以在分离之前对其进行喷涂。然后背面或者至少侧面不被喷涂，但这对一些适用性可以说是足够的。

此外，这个简单的结构类型允许连续带生产(Reel-to-Reel生产)。此外优选地照明模块是可分开的，特别是可以切割分开的。

附图说明

在下面的附图中，根据实施例更加详细地示例性说明本发明。在这里，为了更好的概括，相同的或者功能相同的元件可具有相同的参考标号。

图1在横截面(图1A)和俯视图(图1B)中示出了根据第一实施方式的、具有被喷涂的发光带的照明模块；

图2在图2A至2D中在横截面中示出了根据另一个实施方式的照明模块；

图3在图3A和3B中在横截面中示出了根据其它实施方式的照明模块；

图4概述了照明模块、特别是根据图1至3的照明模块的制造流程中的步骤。

具体实施方式

图1A在横截面中示出了具有LED发光带2形式的发光带的LED模块1形式的照明模块。该LED发光带2具有柔性的基板3，在其顶面或正面4上示例性地安装了白色的转换LED5。没有显示、但是同样也在正面4上安装了如电阻和电流驱动器的电子模块。基板3的底面具有双面胶带6。LED发光带2可以例如设计为OSRAM公司的LINEARlight Flex-Reihe的一个LED发光带。

为了制造LED模块1，将柔性的LED发光带2利用胶带6安装在带状的底座7上并粘贴在此处，该底座以纯铝或者铝复合材料制成的薄铝膜形式存在。该底座7如此薄并且进而可如此弯曲(刚性较小)，从而使其不显著影响LED发光带2的柔性。由于底座7的宽度在这里比基板3的宽度大概多2mm，因此在两侧产生了超出的区域8。在侧面超出区域8和LED发光带2的顶面4上有漆层9形式的保护层。漆层9覆盖了LED模块1的大部分顶面，包括LED 5的大部分侧面，但是不包括LED 5的出射面10。

图1B在俯视图中示出了图1A中的LED模块1的顶面。该顶面几乎完全地被涂覆漆9，如由条纹区域示出的，并且覆盖了基板3和底座7。只有等距地沿着LED发光带2延伸的LED 5的出射面10没有被覆盖。在这里显示的情况下，此漆层是不透光的白色，并且因此掩盖了安装在基板(电路板)3上的印刷电路和电子元件(未显示)。由此除了出射面10以外可靠地保护LED发光带2，而出射面特性并不受漆层9影响，特别是在漆层9老化时。

图2A在横截面中示出了根据另一个实施方式的、如图1中具有LED发光带2的LED模块11，该模块在此没有底座，并且其顶面4被漆9覆盖。然而对基板3的侧面或边棱12以及基板3的底面13都不进行喷漆，这是因为对其进行喷漆投入非常大。

图2B在横截面中示出了根据另一个实施方式的、具有如在图1中的LED发光带2的LED模块14。为了保护基板3的侧面的边棱和底面，该基板利用底面平面地安装在底座7上。底座7在两侧具有向前包围基板3的侧面边缘的卷边15。漆层9在上侧涂覆在卷边15和基板3上，并且因此还避免了在底座7和基板3之间有害物质和微粒的渗入。

图2C示出了LED模块16，其中和图2示出的LED模块14相反，漆9在上侧仅仅涂覆在基板3和LED 5的侧壁上，然而并不涂覆在底座7或者说其卷边15上。

图2D示出了LED模块17，其中和图2示出的LED模块14相反，卷边15覆盖了在上侧涂覆在基板3和LED5的侧壁上的保护漆9。此实施方式对于过程流程是特别有利的，这是因为可以在嵌板中对LED模块17进行喷漆(也参见图4)。在分离之后，底座7的角向上弯成卷边15。

图3A示出了LED模块18，其中和图2示出的LED模块相反，LED5被至少在上侧可透光的保护壳体19覆盖。保护壳体19在侧面靠近LED5平面地放置在基板3上。卷边15包围基板3和保护壳体19的、放置在基板上的部分。由此将保护壳体19固定在LED发光带2上，并保护该LED发光带。

图3B示出了LED模块20，其中和图3A示出的LED模块18相反，在上侧利用保护漆9覆盖卷边15和保护壳体19的、放置在基板3上的部分的在一定条件下露出的区域21。由此在使用保护壳体19的条件下，防止了有害物质或微粒(比如灰尘微粒等等)的渗入。

可透光的保护壳体19可以是至少部分可透光的，也就是说，是透明或者半透明的，例如可完全透光。优选地，可透光的保护壳体19在接近半导体光源的区域中是可透光的，并且在其它情况下是不透光的。这样可以获得较高质量的印象，其中从外面基本上只能看见半导体光源，而看不到印刷电路或其它的元件。

对于半导体光源特别优选的是具有拱形部的可透光的保护壳体19，其中拱形部是可透光的、特别是透明的，并且可透光的保护壳体19在其它情况下是不透光的。

在一个实施方案中，可透光的保护壳体19为了改善光学的辐射特性而优选地具有至少一个光学元件，其用于对由LED发光带2射出的光进行引导。该元件优选地位于为该LED或者这些LED 5预定的位置的上方，特别位于用于LED 5的拱形部的尖端处。

图4概述了用于Reel-to-Reel生产LED模块的生产线的不同的站，其中生产是从左到右进行。生产线具有连续式卷筒22，其带有四个分开地在其上展开的LED发光带2。LED发光带2被输送到层压站23，在这里它们借助于粘合剂平行地安装在底座7上。由LED发光带2和底座7组成的连接也称作嵌板。底座7也是由-这里未示出的-连续式卷筒构成。在层压站23之后接着一个喷漆站24，其中在上侧在整个平面上利用漆喷涂嵌板2，7。漆在接下来的固化站25中至少部分固化。在接下来的切割站26中将嵌板2，7切开，以便分离LED模块(未示出)。

当然，本发明并不仅限于所示的实施例。

因此，该底座例如通过更大的厚度也可以是比较硬的。

例如代替白色转换LED，照明装置也可以包括具有多个单独的LED芯片(“LED簇”)的LED模块，它们可以一起产生白色的、例如以“冷白”或“暖白”形式的混合光。为了产生白色的混合光，LED簇优选地包括发出基础颜色红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)光的发光二极管。也可以通过多个LED同时产生单个或多个颜色；因此RGB、RRGB、RGGB、RGBB、RGGBB等等的组合是可能的。然而，色彩组合不局限于R、G和B(和A)。为了产生暖白色的色调，例如一个或多个琥珀色的LED也可能具有“琥珀色”(A)。具有不同颜色的LED可以优选地这样控制，即LED模块适宜地在可调的RGB-色彩区域内辐射。

一般来说，除了或代替LED也可以应用任何其它合适的半导体发射器，如激光二极管。

参考标号表

1 LED模块

2 LED发光带

3 基板

4 顶面

5 LED(发光二极管)

6 双面胶带

7 底座

8 底座的超出区域

9 漆层

10 出射面

11 LED模块

12 基板边棱

13 基板底面

14 LED模块

15 卷边

16 LED模块

17 LED模块

18 LED模块

19 可透光的保护壳体

20 LED模块

21 保护壳体的露出的区域

22 连续式卷筒

23 层压站

24 喷漆站

25 固化站

26 切割站

Claims

1.一种照明模块（1；11；14-18；20），具有带有带形的柔性的基板（3）的发光带（2），其中在所述基板（3）的顶面（4）上安装了至少一个半导体光源（5），其中所述照明模块（1；11；14-18；20）这样涂覆有保护层（9），即至少一个所述半导体光源（5）的至少一个出射面（10）露出于所述保护层，具有用于固定所述发光带（2）的背面的底座（7），其中，所述底座（7）围绕着所述发光带形成有卷边，其中，在所述顶面（4）上，所述卷边的底座（7；15）至少部分地被所述保护层（9）覆盖，所述卷边的底座（7；15）至少部分地不被所述保护层覆盖和/或所述卷边的底座（7；15）至少部分地覆盖所述保护层（9）。

2.根据权利要求1所述的照明模块（1；11；14-18；20），所述照明模块涂覆有漆形式的保护层（9）。

3.根据权利要求1或2所述的照明模块（1；11；14-18；20），其中所述保护层（9）是黑色、白色或者透明的。

4.根据权利要求1或2所述的照明模块（1；11；14-18；20），其中所述保护层（9）具有在所述基板（3）的基本材料的热膨胀系数的数量级中的热膨胀系数。

5.根据权利要求3所述的照明模块（1；11；14-18；20），其中所述保护层（9）具有在所述基板（3）的基本材料的热膨胀系数的数量级中的热膨胀系数。

6.根据权利要求1所述的照明模块，其中所述底座（7）至少局部地在侧面超出所述发光带向外伸出，其中所述底座（7）至少在到所述发光带的过渡区域上涂覆了所述保护层（9）。

7.根据权利要求1或2所述的照明模块，其中所述底座（7）具有良好导热的材料。

8.根据权利要求7所述的照明模块，其中所述良好导热的材料是铝或铝/塑料-复合材料。

9.根据权利要求5所述的照明模块，其中所述底座（7）具有良好导热的材料。

10.根据权利要求9所述的照明模块，其中所述良好导热的材料是铝或铝/塑料-复合材料。

11.根据权利要求6所述的照明模块，其中所述底座（7）具有良好导热的材料。

12.根据权利要求11所述的照明模块，其中所述良好导热的材料是铝或铝/塑料-复合材料。

13.根据权利要求1或2所述的照明模块，其中所述底座（7；15）的厚度不小于150μm。

14.根据权利要求10所述的照明模块，其中所述底座（7；15）的厚度不小于150μm。

15.根据权利要求12所述的照明模块，其中所述底座（7；15）的厚度不小于150μm。

16.根据权利要求1或2所述的照明模块，其中，所述发光带（2）是LED发光带。

17.根据权利要求1或2所述的照明模块，其中，所述半导体光源（5）是LED（5）。

18.一种用于制造根据权利要求1至17中任一项所述的照明模块（1；11；14-18；20）的方法，其中所述方法至少具有以下步骤：

-将多个发光带（2）安装在一个共同的底座（7）上，其中，所述底座（7）围绕着所述发光带形成有卷边，其中，在所述照明装置的基板（3）的顶面（4）上，所述卷边的底座（7；15）至少部分地被所述保护层（9）覆盖，所述卷边的底座（7；15）至少部分地不被所述保护层覆盖和/或所述卷边的底座（7；15）至少部分地覆盖所述保护层（9）；

-将所述保护层（9）至少涂覆在所述发光带上（2）；

-使带有各个所述底座（7）的多个发光带分离。

19.根据权利要求18所述的方法，其中将所述保护层（9）至少喷涂在所述发光带上（2）。

20.根据权利要求18所述的方法，其中在所述分离之前在整个平面上利用所述保护层（9）覆盖所述发光带（2）之间的间隙。

21.根据权利要求19所述的方法，其中在所述分离之前在整个平面上利用所述保护层（9）覆盖所述发光带（2）之间的间隙。

22.根据权利要求18所述的方法，其中在所述分离之前所述发光带（2）之间的间隙具有至少一个没有所述保护层（9）的条状物。

23.根据权利要求19所述的方法，其中在所述分离之前所述发光带（2）之间的间隙具有至少一个没有所述保护层（9）的条状物。

24.根据权利要求18所述的方法，其中在所述分离之后装配所述发光带（2）。

25.根据权利要求19所述的方法，其中在所述分离之后装配所述发光带（2）。

26.根据权利要求18所述的方法，其中在所述分离之前装配所述发光带（2）。

27.根据权利要求19所述的方法，其中在所述分离之前装配所述发光带（2）。