CN114981982A - 发光器件 - Google Patents

Abstract

提出一种发光器件，其具有‑具有安装侧(1a)的连接载体(1)，‑光源(2)，该光源紧固并电连接在连接载体(1)的安装侧(1a)，‑覆盖件(3)，该覆盖件在连接载体的安装侧(1a)局部覆盖连接载体(2)并横向包围光源(2)，‑具有中心区域(41)的光学元件(4)，该中心区域设置在连接载体(1)的安装侧(1a)的光源(2)的下游，其中‑采取预防措施以防止光(6、61)入射到光学元件(4)的中心区域(41)中。

Description

发光器件

提出一种发光器件。发光器件例如能够用于机动车辆前照灯中或投影设备中。发光器件被设计成在运行期间发射波长范围从红外辐射到紫外辐射的光。例如，发光器件被设计用于在运行期间发射白光。

要实现的目的在于：提出一种发射特别高质量光的发光器件。

根据发光器件的至少一个实施方式，发光器件包括连接载体。连接载体例如是具有触点的电路板，该触点用于接触发光器件的电气部件。连接载体例如可以是金属芯电路板、具有金属触点的陶瓷载体或印刷电路板。连接载体在安装侧包括安装面，发光器件的电气部件被施加在该安装面上。除了用于接触器件的电气部件的连接载体的电学特性外，连接载体在发光器件中还尤其具有机械承载功能。也就是说，发光器件的至少一些部件是由连接载体机械地支撑和承载的。

根据至少一个实施方式，发光器件包括光源。光源被构成用于产生电磁辐射，尤其是产生在运行期间由发光器件发射的光。发光器件能够包括一个或多个光源，该光源能够彼此相同或彼此不同地构成。

为此，光源例如包括一个或多个发光二极管芯片。发光二极管芯片例如能够是像素化的发光二极管芯片。像素化的发光二极管芯片具有可以彼此分开操控的两个或更多个发射区域。例如，像素化的发光二极管芯片的发射区域设置在规则网格的网格点处。

光源的一个或多个发光二极管芯片例如包括有源区域，其中在运行期间产生UV辐射和/或蓝光的波长范围内的初级辐射。转换元件能够设置在有源区域的下游，该转换元件将初级辐射的一部分转换成较低能量的波长范围的次级辐射，以便整体发射混合光(例如白色混合光)。

发光器件的光源紧固并电连接在连接载体的安装侧。例如，光源借助于焊料或粘合剂紧固在连接载体的安装面处。

根据发光器件的至少一个实施方式，发光器件包括覆盖件，该覆盖件在连接载体的安装侧局部覆盖连接载体并横向包围光源。覆盖件在此能够例如横向完全包围光源，而在竖直方向上不遮盖光源。横向方向例如平行于连接载体的主延伸方向和/或平行于连接载体的安装面伸展。竖直方向垂直于横向方向伸展。

为此，覆盖件能够与连接载体的安装面直接接触。覆盖件例如遮盖连接元件(例如线)，发光器件的电气部件利用这些线与连接载体导电连接。例如，覆盖件覆盖线，光源利用这些线与连接载体导电连接。覆盖件能够尤其以环形或框架的方式包围光源。例如，覆盖件是顶部包封件。

根据发光器件的至少一个实施方式，发光器件包括具有中心区域的光学元件，该中心区域设置在连接载体的安装侧的光源的下游。换言之，光源设置在连接载体与光学元件之间。光学元件具有能够由光学元件的边缘区域横向包围的中心区域。在中心区域中射入到光学元件中的光受到光学元件有针对性的光学影响。在边缘区域中射入的光会以不期望的方式受到影响，使得在边缘区域中射入的辐射或从边缘区域射入到光学元件中心区域中的辐射是不期望的。

光学元件例如能够是光学透镜、菲涅耳透镜、反射器、透明板或聚光器。光学元件例如用于：将由光源在运行期间发射的光映射到远场中，也就是说，例如将光源的光密度分布投射到远场中。光学元件用透明材料(诸如玻璃或塑料)形成。

根据发光器件的至少一个实施方式，采取至少一种预防措施来防止光入射到光学元件的中心区域中。光尤其能够是反射光。换言之，然后采取预防措施：只有直接由光源发射的光进入到光学元件的中心区域中。在器件的另一个部件处(例如在连接载体处)至少反射一次的光通过预防措施被阻止入射到中心区域中。此外，通过预防措施可以防止反射光射入后续的光学系统的接收角内。

附加地或替代地，光可以部分是非反射光，其被阻止射入到中心区域中。

根据至少一个实施方式，提出一种发光器件，其具有

-具有安装侧的连接载体，

-光源，该光源紧固并电连接在连接载体的安装侧，

-覆盖件，该覆盖件在连接载体的安装侧局部覆盖连接载体并横向包围光源，

-具有中心区域的光学元件，该中心区域设置在连接载体的安装侧的光源的下游，其中

-采取预防措施以防止光入射到光学元件的中心区域中。

在此描述的发光器件尤其基于以下考虑。在使用发光器件时，例如在机动车的前照灯中或在投影设备中使用发光器件时，应将光源的光密度分布直接映射到远场中。在此，会出现如下问题：在发光场的边缘区域中将不期望的锐线或模糊区域映射到远场中。例如，到远场中的该不期望的映射由于以下原因形成：在器件的其他部件处反射的光到达光学元件的中心区域中，并以此方式映射到远场中。例如，能够在覆盖件处和/或在连接载体处出现不期望映射到远场中的反射。

在此描述的发光器件现在基于以下认识：防止反射光和/或非反射光中的一部分入射到光学元件的中心区域中，这引起：能够在没有干扰性伪影的情况下实现光源的投射到远场中的光密度。

根据发光器件的至少一个实施方式，覆盖件被设计用于将由光源发射的光引导远离光学元件的中心区域。也就是说，在该实施方式中，覆盖件例如在形状方面、在其光学特性方面和/或在其材料方面被构成为使得采取了防止例如反射光入射到光学元件的中心区域中的预防措施。尤其是，通过预防措施可以引起：光被引导远离后续的光学系统的接收角。

例如，覆盖件为此能够具有至少最初在远离光源的方向上增加的厚度。以此方式，覆盖件能够在其背离连接载体的一侧具有外表面，该外表面将光源射入的光以远离光学元件的中心区域的方式反射。

外表面例如至少局部地倾斜于连接载体的安装侧的安装面伸展。例如，外表面与连接载体的安装面围成锐角。因此，覆盖件的横截面例如能够以楔形的方式构成。以此方式，由光源发射的光不朝光学元件的中心区域的方向定向，而是定向至光学元件的边缘区域，或者以侧向离开光学元件的方式定向，其中该中心区域尤其设置在光源正上方，该边缘区域能够设置在覆盖件上方。

为此，覆盖件尤其可以在其背离连接载体的一侧具有反射外表面，该反射外表面以定向的方式反射入射光。例如，这能够通过以下方式实现：覆盖件用反射材料形成和/或在该覆盖件背离安装侧的表面处具有光滑表面。

根据发光器件的至少一个实施方式，覆盖件在其外表面处具有光反射层。在该实施方式中，覆盖件的外表面不必以反射的方式构成，而是在覆盖件上施加另外的层，该另外的层被设计用于尽可能定向地反射入射光。例如，光反射层由具有不同折射率的层的层序列形成，这些层分别由电绝缘材料(诸如金属氧化物和/或金属氮化物和/或半导体氧化物和/或半导体氮化物)形成。例如，反射层能够包括用氧化硅和氮化硅形成的交替子层。替代地，光反射层可以是金属层，该金属层例如包括银和/或铝或由这些材料中的一种组成。

根据发光器件的至少一个实施方式，光学体设置在光源与覆盖件之间，该光学体将由光源发射的光引导远离光学元件的中心区域。光学体例如能够是反射器。反射器能够在覆盖件面向光源的一侧直接邻接于覆盖件或者在覆盖件与光学体之间设有间隙。

光学体例如用定向反射材料形成，或在该光学体的外表面处用定向反射材料覆层。光学体的横截面例如能够以楔形的方式构成，其中楔形朝光源变细。光学体于是具有倾斜于连接载体的安装面伸展的外表面。

此外，光学体可以是导光元件，该导光元件将射入到光学体中的光引导远离光学元件的中心区域。在这种情况下，光学体能够例如包括光导体或者是光导体。此外，光学体可以是光折射元件(即例如棱镜)，该光折射元件将入射光折射远离光学元件的中心区域。

根据发光器件的至少一个实施方式，光学元件在边缘区域中在光学元件面向连接载体的一侧具有光吸收层，该边缘区域横向包围中央区域。光吸收层被设计用于吸收光。换言之，在该实施方式中，光学元件的中心区域在光学元件面向安装载体的一侧由吸收层包围，该吸收层吸收射入的光。由此，在边缘区域中射入的光无法到达光学元件的中心区域中。这样就采取了防止例如反射光入射到光学元件的中心区域中的预防措施。光吸收层例如由吸收至少90％的入射可见光的光吸收材料组成。然后，光吸收层也能够有利地吸收非反射光，并且以此方式阻止入射到中心区域中。例如，可以考虑有机光学边缘漆或无机覆层作为形成光吸收层的材料。

根据发光器件的至少一个实施方式，光学元件在边缘区域中在光学元件面向连接载体的一侧覆盖有光反射层，该光反射层被设计用于反射反射光。以此方式，在边缘区域中射入到光学元件中的光无法到达光学元件的中心区域中，使得采取了防止例如反射光入射到光学元件的中心区域中的预防措施。光反射层例如用反射至少85％的入射可见光的材料形成。然后，光反射层也能够有利地反射非反射光，并且以此方式阻止入射到中心区域中。该材料例如能够是银或铝覆层和/或介电覆层。

根据发光器件的至少一个实施方式，光阑设置在光源与光学元件之间，该光阑遮盖光源和覆盖件。通过光阑采取了防止光入射到光学元件的中心区域中的预防措施。为此，光阑尤其在光学元件的中心区域的区域中(即例如在光学元件的中心区域正下方)具有光学开口，光源的光可以穿过该光学开口。然后，该开口例如设置在光源正上方。光阑在覆盖件正上方具有不透光区域，该不透光区域防止在覆盖件处反射的光和/或非反射光中的一部分射入。以此方式，光无法到达光学元件的中央区域。

根据至少一个实施方式，光阑包括基体和不透光层，其中不透光层在覆盖件上方的区域中覆盖基体，并且基体在光源上方的区域中没有不透光层。基体例如用透光材料(诸如塑料或玻璃)形成。在基体没有不透光层的区域中，基体可以在其面向光源的一侧和/或在其背离光源的一侧例如具有抗反射层，该抗反射层防止在基体处的反射。在覆盖件上方的区域中，光阑通过基体处的不透光层以对光源的光不透光的方式构成。

根据发光器件的至少一个实施方式，覆盖件在安装侧相对于光源突出。也就是说，覆盖件例如以比光源更厚的方式构成。在例如垂直于安装面伸展的竖直方向上，覆盖件相对于光源突出。以此方式，覆盖件能够机械地保护光源免受损坏。然而，由于这种结构，与光源相对于覆盖件突出的情况相比，更多的光会射到覆盖件上。因此，在此描述的预防措施被证实是特别有利的，该预防措施防止光入射到光学元件的中心区域中。

在此处描述的发光器件中，尤其可以将在此描述的用于防止光入射到中心区域中的预防措施中的两个或更多个组合在一个发光器件中。因此，覆盖件例如能够被设计用于：将由光源发射的光引导远离光学元件的中心区域，并且能够将光阑设置在光源与光学元件之间，该光阑进一步防止光入射到中心区域中。

在此描述的发光器件的特征尤其在于，通过避免将不期望的反射映射到远场中来提高投射到远场中的光密度的对比度。这样一来，映射的光就具有特别高的光质量。

下面，根据实施例和所附的附图更详细地说明在此描述的发光器件。

图1、2、3、4、5、6根据示意性截面图示出了在此描述的发光器件的实施例。

相同的、同类的或起相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和附图中示出的元件彼此间的大小比例不能够被视为是按比例绘制的。更确切地说，为了更好的可视性和/或为了更好的理解，能够夸大地示出各个元件。

图1的示意性截面图以及以下所有截面图分别示出了发光器件的一部分。当前示出了发光器件的右半部分。发光器件的左半部分例如与其轴对称地构成，其中对称轴线垂直于连接载体1并且沿着图的左边缘伸展。

图1以示意性截面图示出了根据第一实施例的在此描述的发光器件。发光器件包括具有安装侧1a的连接载体1。连接载体1例如是电路板。发光器件还包括光源2。当前，光源2包括多个发光二极管芯片21。发光二极管芯片21例如分别是像素化的发光二极管芯片，该像素化的发光二极管芯片包括可以彼此分开操控的像素22。

光源在安装侧1a机械地紧固并且电连接在连接载体1的安装面11上。例如，光源能够通过接触线(未示出)与连接载体1导电连接。

发光器件还包括覆盖件3，该覆盖件在连接载体的安装侧1a局部地覆盖连接载体2并且横向包围光源。例如，覆盖件在平行于连接载体1的主延伸平面伸展的横向方向上完全包围光源2。在此，覆盖件3在垂直于连接载体1的主延伸平面伸展的竖直方向上相对于光源2突出。覆盖件例如用塑料材料形成。覆盖件3尤其能够以黑色或彩色构成。覆盖件3例如覆盖接触线，光源利用该接触线与连接载体1导电连接。覆盖件3为光源以及其他部件(即例如接触线)提供机械保护。

发光器件还包括光学元件4。光学元件4包括中心区域41，该中心区域设置在连接载体的安装侧1a的光源2的下游。此外，光学元件4包括在横向方向上完全包围中央区域41的边缘区域42。边缘区域42例如设置在覆盖件3上方。

此外，发光器件包括防止反射光6入射到光学元件4的中央区域41中的预防措施。

光源2在运行期间发射光5。光5部分地射到发光器件的另一部件上(当前例如部分地射到覆盖件3上)，并且在那里被反射。在当前情况下，覆盖件的形状被选择为使得覆盖件3被设计用于：引导由光源2发射的光5远离光学元件的中心区域41，或者反射发射的光，使得该发射的光不再落在光学系统的接收角中。因此采取了防止反射光6入射到光学元件4的中心区域中的预防措施。

在图1的实施例中，这通过以下方式实现：覆盖件具有在远离光源2的方向上增加的厚度D。此外，覆盖件3在其背离连接载体1的一侧具有反射外表面3a，该反射外表面以定向方式反射入射光。由于增加的厚度，外表面3a倾斜于连接载体1的安装面1a处的安装面11伸展。由此，将反射光6引导远离中心区域41。

在图2的实施例中，覆盖件3具有常规形状。光学体7设置在光源2与覆盖件3之间，该光学体将由光源2发射的光5引导远离光学元件4的中心区域41。由此采取了防止反射光6入射到光学元件4的中心区域中或者引导反射光远离后续的光学系统的接收角的预防措施。例如，接收角为45°。在此，光学体7在横向方向上完全包围光源。光学体7的横截面楔形地构成。该光学体具有背离连接载体1的、反射的、倾斜伸展的外表面7a，该外表面将反射光6引导远离中心区域41。

替代地，光学体7能够是光导体，该光导体通过反射将入射光5从光学元件4的旁边经过引出发光器件。以此方式也确保：没有光反射到中心区域41中或没有反射光落在光学系统的接收角中。

在此描述的发光器件的另一个实施例结合图3的示意性截面图来描述。在该实施例中，有别于图1的实施例，将光反射层31在覆盖件的外表面3a处施加到覆盖件3上。光反射层31被设计用于：将入射光6以定向方式反射，使得这样就采取了预防措施，以防止反射光6入射到光学元件4的中心区域41中或者没有反射光落在后续的光学系统的接收角中。

在此，使用光反射层31的优点是：覆盖件3的表面不必是反射性的，而是能够通过反射层31产生反射率。因此，覆盖件3的表面例如不必特别光滑地构成，以实现期望的反射。粗糙表面处的反射在映射到远场中的情况下问题会较少，因为通过粗糙表面会使反射模糊地呈现。

在此描述的发光器件的另一个实施例结合图4根据示意性截面图来更详细地说明。有别于图1的实施例不，器件包括光阑8，该光阑具有基体81和不透光层82。光阑8设置在光源2与光学元件4之间，并且遮盖光源2和覆盖件3。在此，不透光层在覆盖件上方的区域中覆盖基体81，并且基体81在光源上方的区域中没有不透光层。覆盖件3例如能够如结合图1描述的那样以反射的方式构成。此外，可以将如结合图3描述的反射层31施加到覆盖件上。最后，能够将如结合图2描述的传统形式的覆盖件用作覆盖件。在覆盖件处反射的光6由不透光层82吸收或反射，使得采取了预防措施，以防止反射光6和/或非反射光61中的一部分入射到光学元件4的中心区域41中。

在此描述的发光器件的另一个实施例结合图5根据示意性截面图来更详细说明。在该实施例中，光学元件4在边缘区域42中在光学元件4面向连接载体1的一侧具有光吸收层43，该边缘区域横向包围中心区域41，该光吸收层被设计用于吸收反射光6和/或非反射光61中的一部分。这样就采取了预防措施，以防止反射光6和/或非反射光61中的一部分入射到光学元件的中心区域41中。在光学元件的安置光吸收层43的区域中，即在边缘区域42面向连接载体1的下侧，光学元件4尤其能够平行于连接载体1的安装面11伸展。

在此描述的发光器件的另一个实施例结合图6根据示意性截面图来更详细地说明。在该实施例中，光学元件4在边缘区域42中在光学元件4面向连接载体1的一侧具有光反射层44，该光反射层被设计用于反射反射光6和/或非反射光6中的一部分。由此采取了预防措施，以防止反射光6入射到光学元件4的中心区域中。在光学元件4的边缘区域42面向连接载体1的下侧，光学元件的外表面能够倾斜于连接载体1的安装面11伸展。例如，该外表面至少局部平行于覆盖件3的外表面3a。以此方式，在覆盖件3处反射的光能够通过在反射层44处的定向反射以特别少的反射引出发光器件。

在此处描述的发光器件中，尤其可以将此处描述的、用于防止光入射到光学元件4的中心区域41中的预防措施相互结合。例如，如图4所示的光阑8的使用能够与结合图1所示的覆盖件3的特殊造型相结合。

本发明不受限于根据这些实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括各新的特征以及特征的各组合，这尤其包含权利要求中的特征的各组合，即使该特征或该组合本身在权利要求或实施例中没有明确提出。

本申请要求德国专利申请DE 102020101038.9的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

附图标记列表

1 连接载体

1a 连接载体的安装侧

11 连接载体的安装面

2 光源

21 发光二极管芯片

22 像素

3 覆盖件

31 覆盖件的光反射层

3a 金

4 光学元件

41 光学元件的中心区域

42 光学元件的边缘区域

43 光学元件的光吸收层

44 光学元件的光反射层

5 由光源发射的光

6 反射光

61 非反射光

7 光学体

7a 光学体的外表面

8 光阑

81 基体

82 光阑的不透光层

Claims (14)

1.一种发光器件，具有

-具有安装侧(1a)的连接载体(1)，

-光源(2)，所述光源紧固并电连接在所述连接载体(1)的安装侧(1a)，

-覆盖件(3)，所述覆盖件在所述连接载体的安装侧(1a)局部覆盖所述连接载体(2)并且横向包围所述光源(2)，

-具有中心区域(41)的光学元件(4)，所述中心区域设置在所述连接载体(1)的安装侧(1a)的所述光源(2)的下游，其中

-采取预防措施以防止光(6、61)入射到所述光学元件(4)的中心区域(41)中。

2.根据前一项权利要求所述的发光器件，

其中所述覆盖件(3)被设计用于将由所述光源(2)发射的光(5)引导远离所述光学元件(4)的中心区域(41)。

3.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述覆盖件(3)具有在远离所述光源(2)的方向上增加的厚度(D)。

4.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述覆盖件(3)在其背离所述连接载体(1)的一侧具有反射外表面(3a)。

5.根据前一项权利要求所述的发光器件，

其中外表面(3a)倾斜于所述连接载体(1)的安装侧(1a)的安装面(11)伸展。

6.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述覆盖件(3)在其外表面(3a)处具有光反射层(31)。

7.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中光学体(7)设置在所述光源(2)与所述覆盖件(3)之间，所述光学体将由所述光源(2)发射的光(5)引导远离所述光学元件(4)的中心区域(41)。

8.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述光学元件(41)具有边缘区域(42)，所述边缘区域横向包围所述中心区域(41)。

9.根据前一项权利要求所述的发光器件，

其中所述光学元件(4)在所述边缘区域(42)中在所述光学元件(4)面向所述连接载体(1)的一侧覆盖有设计用于吸收光(6、61)的光吸收层(43)。

10.根据前两项权利要求之一所述的发光器件，

其中所述光学元件(4)在所述边缘区域(42)中在所述光学元件(4)面向所述连接载体(1)的一侧覆盖有设计用于反射光(6、61)的光反射层(44)。

11.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中光阑(8)设置在所述光源(2)与所述光学元件(4)之间，所述光阑遮盖所述光源(2)和所述覆盖件(3)。

12.根据前一项权利要求所述的发光器件，

其中所述光阑(8)包括基体(81)和不透光层(82)，其中所述不透光层(82)在所述覆盖件(3)上方的区域中覆盖所述基体(81)，并且所述基体(81)在所述光源(2)上方的区域中没有所述不透光层(82)。

13.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述覆盖件(3)在所述安装侧(1a)相对于所述光源(2)突出。

14.根据前述权利要求之一所述的发光器件，

其中所述光源(2)包括两个或更多个像素化的发光二极管芯片(21)。

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