DE102006033873A1 - Strahlungsemittierende Einrichtung mit mehreren strahlungs-emittierenden Bauelementen und Beleuchtungseinrichtung - Google Patents

Strahlungsemittierende Einrichtung mit mehreren strahlungs-emittierenden Bauelementen und Beleuchtungseinrichtung Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung mit mehreren strahlungsemittierenden Bauelementen kann insbesondere die Schritte umfassen: A) Bereitstellen eines Trägerkörpers mit einer Oberfläche, die unterschiedliche Oberflächenteilbereiche aufweist, wobei die Normalenvektoren der unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen, B) Anordnen von zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen auf zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen und C) Herstellen von elektrischen Kontaktierungen zu den strahlungsemittierenden Bauelementen.

Description

  • Strahlungsemittierende Einrichtung mit mehreren strahlungsemittierenden Bauelementen und Beleuchtungseinrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung mit wenigstens zwei strahlungsemittierenden Bauelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 36. Weiterhin betrifft die Erfindung eine strahlungsemittierende Einrichtung mit wenigstens zwei strahlungsemittierenden Bauelementen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 37 und eine Beleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 38.
  • In der Druckschrift EP 1 371 901 A2 sind Lampen beschrieben, die Stützen mit mehreren ebenen Seitenflächen aufweisen, auf denen LEDs angebracht sind. Jedoch offenbart die EP 1 371 901 A2 nicht, wie die LEDs elektrisch kontaktiert werden können.
  • Die Druckschriften US 6,465,961 B1 und US 6,746,885 B2 beschreiben Lichtquellen, die Wärmesenken mit mehreren ebenen Flächen aufweisen, auf denen lichtemittierende Halbleiterchips angebracht werden.
  • In der Druckschrift DE 103 33 837 A1 ist ein Leuchtdioden-Modul angegeben, bei dem mehrere Leuchtdioden entlang einer gekrümmten Linie auf einem Oberflächenbereich angeordnet sind. Die Druckschrift DE 103 33 836 A1 hingegen beschreibt ein Leuchtdioden-Modul mit einer Anordnung mehrerer Leuchtdioden und einem Lichtlenkmittel auf einem axialsymmetrischen Träger. Dabei wird in keiner der beiden Druckschriften eine elektrische Kontaktierung der Leuchtdioden offenbart.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung mit zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen anzugeben. Weiterhin ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung, die eine strahlungsemittierende Einrichtung umfasst, sowie eine solche Beleuchtungseinrichtung anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Verfahren sowie vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der strahlungsemittierenden Einrichtung sowie der Beleuchtungseinrichtung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen hervor.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung kann insbesondere die Schritte umfassen:
    • A) Bereitstellen eines Trägerkörpers mit einer Oberfläche, die unterschiedliche Oberflächenteilbereiche aufweist, wobei die Normalenvektoren der unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen,
    • B) Anordnen von zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen auf zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen, und
    • C) Herstellen von elektrischen Kontaktierungen zu den strahlungsemittierenden Bauelementen.
  • Eine Reihenfolge der Schritte des Verfahrens ist dabei nicht durch die oben genannte Reihenfolge der Verfahrensschritte oder durch die Bezeichnung der Schritte vorgegeben sondern kann sich vielmehr beispielsweise aus einer technischen Realisierbarkeit ergeben. Insbesondere können Schritte des Verfahrens ungeachtet ihrer Bezeichnung vor oder nach anderen Schritten erfolgen, und es kann weiterhin auch möglich sein, dass mehrere Schritte gleichzeitig erfolgen können. Weiterhin können Verfahrensschritte mehrere Teilschritte umfassen, wobei jeder Teilschritt ungeachtet seiner Bezeichnung vor oder nach oder gleichzeitig mit einem oder mehreren Teilschritten desselben oder eines oder mehrerer anderer Verfahrensschritte ausführbar sein können. Insbesondere kann die Reihenfolge von Verfahrensschritten und/oder Teilschritten von Verfahrensschritten bei unterschiedlichen Ausführungsformen verschieden sein.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist eine räumliche Orientierung eines Oberflächenteilbereichs der Oberfläche des Trägerkörpers durch einen Normalenvektor definiert. Ein Normalenvektor kann dabei im folgenden besonders bevorzugt als gebundener Vektor zu verstehen sein, dessen Ursprung im zugehörigen Oberflächenteilbereich liegt und der dabei senkrecht auf dem Oberflächenteilbereich stehend vom Trägerkörper weggerichtet ist. Ein Oberflächenteilbereich kann dabei eben oder gekrümmt sein, wobei ein gekrümmter Oberflächenteilbereich beispielsweise ein zweidimensional oder ein dreidimensional gekrümmter Oberflächenteilbereich sein kann. Insbesondere kann auch ein gekrümmter Oberflächenteilbereich durch einen Normalenvektor definiert sein, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn der Normalenvektor eines gekrümmten Oberflächenteilbereichs beispielsweise durch Mittelung von Normalenvektoren erhältlich ist, die jeweils Teilbereiche des Oberflächenteilbereichs definieren. Die Teilbereiche des Oberflächenteilbereichs können dabei eine endliche Größe aufweisen oder können infinitesimal klein sein. Der Normalenvektor einer gekrümmten Oberfläche kann insbesondere durch den Normalenvektor einer an den Teilbereich des Oberflächenteilbereichs angelegten Tangentialebene gegeben sein. Die Mittelung kann dabei jedwedes gängige und geeignete Mittelungsverfahren bezeichnen. Insbesondere können zwei Normalenvektoren, die in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen, als verschieden bezeichnet werden.
  • Verschiedene Oberflächenteilbereiche, auf denen strahlungsemittierende Bauelemente angeordnet werden, können aneinander angrenzen oder können durch weitere Oberflächenteilbereiche, auf denen keine strahlungsemittierenden Bauelemente angeordnet werden, voneinander getrennt sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Trägerkörper bereitgestellt, der eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist. Eine hohe thermische Leitfähigkeit kann sich beispielsweise als vorteilhaft erweisen, wenn etwa durch die strahlungsemittierenden Bauelemente im Betrieb eine große Wärme erzeugt wird, die beispielsweise für einen dauerhaften und ausfallfreien Betrieb der strahlungsemittierenden Bauelemente von den strahlungsemittierenden Bauelementen abgeleitet werden muss. Eine geeignet hohe thermische Leitfähigkeit kann beispielsweise durch einen Trägerkörper ermöglicht werden, der ein oder mehrere Metalle aufweist. Beispielhaft seien hierfür Metalle wie Aluminium, Kupfer oder andere Metalle oder Metallverbindungen oder Legierungen genannt. Es können auch andere Materialien wie etwa Keramiken und/oder Kunststoffe allein oder in Kombination mit den oben genannten Metallen bei der Bereitstellung des Trägerkörpers verwendet werden. Der Trägerkörper kann weiterhin verschiedene Teilbereiche aus verschiedenen Materialien aufweisen, beispielsweise einen Kern aus einem ersten Material und eine Umhüllung des Kerns aus einem oder mehreren weiteren Materialien. Die Umhüllung kann dabei strukturiert oder unstrukturiert sein. Das Bereitstellen des Trägerkörpers kann insbesondere die Herstellung eines solchen Trägerkörpers aus einem oder mehreren Materialien und/oder Materialschichten umfassen.
  • Weiterhin kann ein Trägerkörper beispielsweise zumindest ein so genanntes Wärmerohr („Heatpipe") aufweisen. Durch ein Wärmerohr kann vorteilhafterweise Wärme effektiv zumindest aus Teilbereichen des Trägerkörpers abgeleitet werden. Das zumindest eine Wärmerohr kann dabei etwa im Trägerkörper integriert sein.
  • Vorteilhaft kann es insbesondere sein, wenn ein Trägerkörper bereitgestellt wird, der Kupfer, Aluminium, oder eine Legierung mit zumindest einem von Kupfer und Aluminium aufweist. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn ein Trägerkörper bereitgestellt wird, der aus Aluminium oder aus Kupfer ist.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Trägerkörper bereitgestellt, der eine quaderähnliche Form aufweist. Dabei kann quaderähnlich bedeuten, dass ein Trägerkörper bereitgestellt wird, dessen Form von einem Quader abgeleitet ist und wesentliche Merkmale eines Quaders aufweist, insbesondere dass der Trägerkörper sechs Seitenflächen aufweist, von denen gegenüberliegende Seiten deckungsgleich sind und parallel sind und von denen benachbarte Seitenflächen in Ebenen liegen, die rechte Winkel miteinander einschließen. Dabei können bei einem quaderähnlichen Trägerkörper beispielsweise Kanten Anschrägungen und/oder Abrundungen aufweisen. Weiter hin können Seitenflächen oder Oberflächenteilbereiche Strukturierungen wie etwa Vertiefungen oder Erhöhungen aufweisen. Bevorzugt weist ein quaderähnlicher Trägerkörper eine längliche Form auf, d.h. der quaderähnliche Trägerkörper kann entlang einer Hauptachse länger sein als entlang der beiden anderen Raumachsen. Alternativ kann ein Trägerkörper bereitgestellt werden, der eine prismenähnliche Form hat. Dabei ist prismenähnlich in ähnlichem Sinne wie quaderähnlich zu verstehen, insbesondere dass beispielsweise ein Trägerkörper bereitgestellt wird, der eine Prismenform mit angeschrägten und/oder abgerundeten Kanten und/oder Strukturierungen wie etwa Vertiefungen oder Erhöhungen auf Oberflächenteilbereichen aufweist. Ein Trägerkörper mit einer prismenähnlichen Form kann dabei eine kreisförmige, eine elliptische, eine dreieckige oder einen n-eckigen Querschnittfläche, aufweisen, wobei n eine ganze Zahl größer als vier ist, oder eine Kombination daraus aufweisen. Die Querschnittsfläche kann dabei vorzugsweise eine Schnittfläche durch den prismenähnlichen Trägerkörper senkrecht zur Prismenachse sein. Bevorzugt kann ein Trägerkörper mit einer länglichen prismenähnlichen Form bereitgestellt werden, das bedeutet, dass die Prismenachse des prismenähnlichen Trägerkörpers länger als ein Durchmesser, eine Diagonale oder eine Seite der Grundfläche sein kann.
  • Insbesondere können Oberflächenteilbereiche des Trägerkörpers Seitenflächen eines Trägerkörpers, insbesondere eines quaderähnlichen Trägerkörpers, sein. Alternativ können Oberflächenteilbereiche Teilbereiche von Seitenflächen eines Trägerkörpers umfassen oder Teilbereiche von Seitenflächen sein.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens weist zumindest eines der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente, die auf dem Trägerkörper angeordnet werden, eine Halbleiterleuchtdiode (LED) auf. Bevorzugt können alle der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente LEDs aufweisen. Insbesondere kann eine Bauelementgruppe als ein strahlungsemittierendes Bauelement auch eine funktionelle Anordnung mit zumindest zwei LEDs oder mit zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen aufweisen. Eine LED kann dabei eine Halbleiterschichtenfolge mit geeigneten elektrischen Kontakten bezeichnen oder eine Anordnung umfassend eine Halbleiterschichtenfolge, die in einem Gehäuse angebracht ist, das seinerseits elektrische Kontakte aufweist. Eine funktionelle Anordnung mit zumindest zwei LEDs kann dabei weiterhin einen Grundkörper, beispielsweise einen Kunststoff oder bevorzugt eine Keramik aufweisend, umfassen, auf dem die zumindest zwei LEDs angebracht und elektrisch verschaltet sind. „Elektrisch verschaltet" kann dabei bedeuten, dass die zumindest zwei LEDs der funktionellen Anordnung in Serie, parallel oder in einer Kombination daraus miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Eine funktionelle Anordnung mit zumindest zwei LEDs weist vorzugsweise auf einem Grundkörper elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten für die elektrische Verschaltung der zumindest zwei LEDs auf, über die die elektrisch verschalteten LEDs an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung angeschlossen werden können.
  • Die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente können gleiche oder verschiedene Emissionsspektren aufweisen. Insbesondere können auch die zumindest zwei LEDs einer funktionellen Anordnung gleiche oder verschiedene Emissionsspektren aufweisen. Weisen die strahlungsemittierenden Bauelemente oder die zumindest zwei LEDs einer funktionellen Anordnung verschiedene Emissionsspektren auf, so kann beispielsweise bei einem Betrachter durch eine geeignete Überlagerung der Emissionsspektren ein mischfarbiger Leuchteindruck erweckt werden. Ein Emissionsspektrum weist vorteilhafterweise eine oder mehrere Wellenlängen oder einen oder mehrere Bereiche von Wellenlängen aus einem Bereich von ultravioletter bis infraroter elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von blauem bis rotem Licht auf.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens weisen die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente anorganische Halbleiterchips, Dünnfilm-Halbleiterchips oder organische Halbleiterchips als LEDs auf. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn im blauen oder ultravioletten Wellenlängenbereich emittierende Dünnfilm-Halbleiterchips, insbesondere Dünnfilm-Halbleiterchips auf GaN-Basis, mit einem im Strahlengang nachgeordneten Wellenlängenkonversionsstoff verwendet werden. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann dabei derartig ausgewählt sein, dass eine LED ein weißes Emissionsspektrum aufweist.
  • Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip kann sich insbesondere durch folgende charakteristische Merkmale auszeichnen:
    • – an einer zu einem Trägerelement hin gewandten ersten Hauptfläche einer strahlungserzeugenden Epitaxieschichtenfolge ist eine reflektierende Schicht aufgebracht oder ausgebildet, die zumindest einen Teil der in der Epitaxieschichtenfolge erzeugten elektromagnetischen Strahlung in diese zurückreflektiert;
    • – die Epitaxieschichtenfolge weist eine Dicke im Bereich von 20 μm oder weniger, insbesondere im Bereich von 10 μm auf; und
    • – die Epitaxieschichtenfolge enthält mindestens eine Halbleiterschicht mit zumindest einer Fläche, die eine Durchmischungsstruktur aufweist, die im Idealfall zu einer annähernd ergodischen Verteilung des Lichtes in der epitaktischen Epitaxieschichtenfolge führt, d.h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.
  • Ein Grundprinzip eines Dünnschicht-Leuchtdiodenchips ist beispielsweise in I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
  • Ein Dünnfilm-Leuchtdioden-Chip ist in guter Näherung ein Lambert'scher Oberflächenstrahler und kann sich von daher besonders gut für die Anwendung in einem Scheinwerfer eignen.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Anordnung der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente auf verschiedenen Oberflächenteilbereichen des Trägerkörpers folgende Schritte:
    • B1) Aufbringen eines Haftmittels auf die strahlungsemittierenden Bauelemente und/oder auf die Oberflächenteilbereiche des Trägerkörpers,
    • B2) Positionieren der strahlungsemittierenden Bauelemente auf den Oberflächenteilbereichen, und
    • B3) Fixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente auf den Oberflächenteilbereichen.
  • Dabei kann ein Haftmittel beispielsweise einen Klebstoff oder ein Lot aufweisen. Bevorzugt weist ein Haftmittel einen aushärtbaren Klebstoff auf, beispielsweise einen Klebstoff auf Silikon-, Epoxid-, Urethan-, Acrylat oder Cyanacrylatbasis.
  • Besonders vorteilhaft kann ein aushärtbarer Klebstoff einen wärmeleitender Silikon- oder Epoxidklebstoff aufweisen oder ein solcher sein. Ein aushärtbarer Klebstoff kann dabei durch ultraviolette Strahlung, durch Wärme, durch Kraftbeaufschlagung, durch eine chemische Reaktion, beispielsweise mit Feuchtigkeit oder Luft, oder durch eine geeignete andere Art und Weise oder eine Kombination daraus gehärtet werden. Der aushärtbare Klebstoff kann dabei in einem Schritt vollständig ausgehärtet werden oder in zwei oder mehreren Teilschritten jeweils teilgehärtet werden, so dass beispielsweise die Gesamtheit der Teilschritte eine Aushärtung des Klebstoffs bewirkt. Dabei kann der Klebstoff in unterschiedlichen Teilschritten jeweils auf unterschiedliche Art und Weise ausgehärtet werden, beispielsweise in einem ersten Teilschritt durch eine geringe Wärmezufuhr und in einem zweiten Teilschritt durch eine höhere Wärmezufuhr oder beispielsweise in einem ersten Teilschritt durch ultraviolette Strahlung und in einem zweiten Teilschritt durch Wärmezufuhr. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, in einem ersten Teilschritt den Klebstoff vorzuhärten, so dass ein strahlungsemittierendes Bauelement auf einem Oberflächenteilbereich vorfixiert wird. Dabei kann „vorfixieren" bedeuten, dass das strahlungsemittierende Bauelement für einen angemessenen Zeitraum, d.h. beispielsweise für einen Zeitraum in der Größenordnung der Dauer des Herstellungsprozesses der strahlungsemittierenden Einrichtung, auf dem Oberflächenteilbereich haftet und verbleibt. In einem oder mehreren weiteren Teilschritten kann der Klebstoff dann ausgehärtet werden und eine dauerhafte Fixierung des strahlungsemittierenden Bauteils auf dem Oberflächenteilbereich bewirken. Eine dauerhafte Fixierung („Fixierung") kann dabei bedeuten, dass das strahlungsemittierende Bauelement bevorzugt auch beispielsweise unter me chanischer Belastung an dem Oberflächenteilbereich dauerhaft haftet und verbleibt.
  • Weiterhin können in einer Ausführungsform des Verfahrens ein erstes Haftmittel und ein zweites Haftmittel auf die strahlungsemittierenden Bauelemente und/oder die Oberflächenteilbereiche aufgebracht werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn als erstes Haftmittel ein schnell aushärtbarer Klebstoff aufgebracht wird und als zweites Haftmittel ein weiterer aushärtbarer Klebstoff oder ein Lot aufgebracht wird. Ein schnell aushärtbarer Klebstoff kann dabei beispielsweise ein Klebstoff sein, der in weniger als einigen Sekunden ausgehärtet werden kann. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn ein schnell aushärtbare Klebstoff beispielsweise allein durch eine chemische Reaktion beispielsweise mit Feuchtigkeit oder Luft und/oder durch kurze Wärmezufuhr aushärtbar ist. Das erste Haftmittel kann dabei punktuell aufgetragen werden, während das zweite Haftmittel großflächig vorzugsweise auf der gesamten Kontaktfläche zwischen einem strahlungsemittierenden Bauelement und einem Oberflächenteilbereich oder zumindest einem großen Teilbereich davon aufgetragen werden kann. Vorzugsweise kann durch das zweite Haftmittel eine dauerhafte Fixierung eines strahlungsemittierenden Bauelements auf einem Oberflächenteilbereich erreicht werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn das zweite Haftmittel einen Klebstoff aufweist, der durch Wärmezufuhr aushärtbar ist. Ein aushärtbarer Klebstoff, der als zweites Haftmittel aufgetragen wird, kann beispielsweise eine Aushärtezeit im Bereich von mehreren Sekunden bis zu mehreren Minuten oder länger aufweisen. Somit kann als erstes Haftmittel ein Klebstoff verwendet werden, der schneller aushärtet als der als zweites Haftmittel verwendete aushärtbare Klebstoff.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest zwei der oben genannten Verfahrensschritte B1 bis B3 sequentiell, d.h. gleichzeitig oder unmittelbar aufeinander folgend für ein strahlungsemittierendes Bauelement, ausgeführt. Das kann insbesondere bedeuten, dass beispielsweise unmittelbar nach dem Aufbringen zumindest eines Haftmittels auf ein strahlungsemittierendes Bauelement und/oder einen Oberflächenteilbereich das strahlungsemittierende Bauelement auf dem Oberflächenteilbereich positioniert und fixiert wird bevor nach dem Aufbringen zumindest eines Haftmittels auf ein weiteres strahlungsemittierendes Bauelement und/oder einen weiteren Oberflächenteilbereich das weitere strahlungsemittierende Bauelement auf dem weiteren Oberflächenteilbereich angeordnet und fixiert wird. Dabei kann ein strahlungsemittierendes Bauelement vorfixiert werden bevor es fixiert wird. Alternativ kann beispielsweise auf alle strahlungsemittierenden Bauelemente und/oder Oberflächenteilbereiche zumindest ein Haftmittel aufgebracht werden und die strahlungsemittierenden Bauelemente können weiterhin sequentiell auf die Oberflächenteilbereiche aufgebracht werden.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest einer der Verfahrensschritte B1 bis B3 parallel, d.h. jeweils gleichzeitig oder unmittelbar aufeinander folgend für alle strahlungsemittierenden Bauelemente, ausgeführt. Bevorzugt können beispielsweise die strahlungsemittierenden Bauelemente gleichzeitig oder unmittelbar nacheinander nach dem Aufbringen zumindest eines Haftmittels auf den strahlungsemittierenden Bauelementen und/oder den Oberflächenteilbereichen auf den Oberflächenteilbereichen positioniert und vorfixiert werden und nach dem Positionieren und Vorfixieren aller strahlungsemittierenden Bauelemente weiterhin gleichzeitig fixiert werden. Durch ein gleichzeitiges Fixieren al ler strahlungsemittierenden Bauelemente auf den Oberflächenteilbereichen durch ein gleichzeitiges Aushärten eines aushärtbaren Klebstoffs kann beispielsweise ein wirtschaftliches und rasches Herstellungsverfahren ermöglicht werden.
  • Eine Positionierung zumindest eines der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente kann auf aktive oder passive Art und Weise erfolgen. Eine Positionierung auf aktive Art und Weise kann beispielsweise durch eine Positionierung mithilfe eines aktiven Positionierungssystems erfolgen. Ein solches aktives Positionierungssystem kann beispielsweise ein Positionierungselement und ein Positionsüberwachungselement aufweisen, wobei das Positionierungselement ein strahlungsemittierendes Bauelement über und/oder auf einem Oberflächenteilbereich anordnen kann, während die Position des strahlungsemittierenden Bauelements vom Positionsüberwachungselement überwacht werden kann. Durch eine Beeinflussung des Positionierungselements hinsichtlich der Position des strahlungsemittierenden Bauelements durch das Positionsüberwachungselement kann es möglich sein, eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Position des strahlungsemittierenden Bauelements zu erreichen. Ein Positionierungselement kann dabei eine in einer oder mehreren Raumrichtungen bewegliche Vorrichtung sein, die ein strahlungsemittierendes Bauelement aufnehmen, positionieren und absetzen kann, beispielsweise ein beweglicher Greifarm. Ein Positionsüberwachungselement kann beispielsweise optische und/oder mechanische Sensoren aufweisen, mithilfe derer die Position des strahlungsemittierenden Bauelements messtechnisch erfasst werden kann. Ein Positionsüberwachungselement kann etwa eine Kamera, einen optischen Entfernungsmesser, mechanische Sensoren oder andere geeignete Sensoren umfassen. Alternativ kann eine Positionierung eines strahlungsemittierenden Bauelements auf passive Art und Weise beispielsweise durch eine Lehre erfolgen, die beispielsweise zumindest eine Fixierungsmöglichkeit für ein strahlungsemittierendes Bauelement aufweisen kann. Die Lehre kann eine vordefinierte Position relativ zum Trägerkörper und/oder zumindest dem Oberflächenteilbereich des Trägerkörpers, auf dem das strahlungsemittierende Bauelement positioniert werden soll, einnehmen, so dass ein in der Lehre zeitweise fixiertes strahlungsemittierendes Bauelement auf dem Oberflächenteilbereich positioniert werden kann. Eine zeitweise Fixierung eines strahlungsemittierenden Bauelements in der Lehre kann beispielsweise durch mechanische Haltemittel, etwa Klemmen oder Halteklammern, erfolgen.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens kann eine Vorfixierung zumindest eines der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente auf einem Oberflächenteilbereich des Trägerkörpers durch mechanische Haltemittel, etwa durch Klemmen oder Halteklammern, erfolgen. Dazu kann beispielsweise der Trägerkörper mechanische Haltemittel, z. B. die bereits oben genannten Klemmen oder Halteklammern aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Vorfixierung durch eine Lehre erfolgen, die beispielsweise bis zur dauerhaften Fixierung eines strahlungsemittierenden Bauelements am Trägerkörper verbleiben kann.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt des Herstellens von elektrischen Kontaktierungen zu den strahlungsemittierenden Bauelementen die folgenden Schritte:
    • C1) Aufbringen von elektrischen Zuleitungen auf den Trägerkörper,
    • C2) Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den elektrischen Zuleitungen und den strahlungsemittierenden Bauelementen.
  • Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn eine elektrisch isolierende Matrix mit elektrischen Zuleitungen bereitgestellt wird, die auf den Trägerkörper aufgebracht wird. Das Aufbringen der elektrisch isolierenden Matrix mit den elektrischen Zuleitungen kann beispielsweise durch Kleben oder Laminieren erfolgen. Dabei kann die elektrisch isolierende Matrix flexibel sein, etwa in Form einer flexiblen Folie oder eines flexiblen Bands, oder starr sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn eine starre elektrisch isolierende Matrix vor dem Aufbringen auf den Trägerkörper so vorgeformt ist, dass sich die starre elektrisch isolierende Matrix zumindest zu einem großen Teil, vorteilhafterweise gänzlich oder zumindest nahezu gänzlich, in Kontakt mit dem Trägerkörper befindet. Eine elektrisch isolierende Matrix kann beispielsweise Öffnungen aufweisen, in denen nach dem Aufbringen der elektrisch isolierenden Matrix die strahlungsemittierenden Bauelemente angeordnet sind oder angeordnet werden können.
  • Die elektrischen Zuleitungen können auf der elektrisch isolierenden Matrix angeordnet sein, so dass die elektrischen Zuleitungen nicht von der elektrisch isolierenden Matrix bedeckt werden. Alternativ können die elektrischen Zuleitungen auch zumindest teilweise von der elektrisch isolierenden Matrix umhüllt sein. Eine solche Anordnung der elektrisch isolierenden Matrix und der elektrischen Zuleitungen kann beispielsweise einen Schutz der elektrischen Zuleitung aufweisen.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird eine, also insbesondere eine einzige, elektrisch isolierende Matrix mit elektrischen Zuleitungen für alle strahlungsemittierenden Bauelemente auf dem Trägerkörper aufgebracht. Das kann insbesondere bedeuten, dass sich die elektrisch isolierende Matrix zumindest über einige Oberflächenteilbereiche des Trägerkörpers, insbesondere auch Oberflächenteilbereiche, auf denen strahlungsemittierende Bauelemente angeordnet sind, erstreckt. Insbesondere können sich auch die elektrischen Zuleitungen über einige Oberflächenteilbereiche des Trägerkörpers, insbesondere auch Oberflächenteilbereiche, in denen strahlungsemittierende Bauelemente angeordnet sind, erstrecken. Es kann dabei vorteilhaft sein, wenn die elektrisch isolierende Matrix in Bereichen des Trägerkörpers, die Kanten aufweisen, geeignete Biegungsradien aufweist.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird als flexible elektrisch isolierende Matrix mit elektrischen Zuleitungen ein Polyimidband mit Leiterbahnen bereitgestellt. Dabei kann ein Polyimidband beispielsweise als Polyimidfolie ausgeführt sein. Polyimid als elektrisch isolierende Matrix kann vorzugsweise hohe Temperaturstabilität und eine gute mechanische Festigkeit in einem weiten Temperaturbereich aufweisen. Alternativ kann eine flexible elektrisch isolierende Matrix andere Materialien, etwa weitere Kunststoffe, aufweisen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt des Herstellens von elektrischen Kontaktierungen zu den strahlungsemittierenden Bauelementen die folgenden Schritte:
    • C1a') Bereitstellen von elektrischen Zuleitungen in Form von Leiterbahnen,
    • C1b') Anordnen der elektrischen Zuleitungen auf dem Trägerkörper, und
    • C1c') Umformen der elektrischen Zuleitungen und des Trägerkörpers mit einer elektrisch isolierenden Matrix.
  • Das Umformen kann beispielsweise durch geeignete Form-, Gieß- oder Ziehverfahren erfolgen. Dabei kann die elektrisch isolierende Matrix beispielsweise ein Harz auf Epoxid- oder Acrylatbasis aufweisen. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn die elektrischen Zuleitungen so auf dem Trägerkörper angeordnet werden, dass kein elektrisch leitender Kontakt zwischen den elektrischen Zuleitungen und dem Trägerkörper entsteht. Beispielsweise können die elektrischen Zuleitungen vor dem Anordnen auf dem Trägerkörper zumindest teilweise mit einem elektrisch isolierenden Material umhüllt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vor dem Anordnen der elektrischen Zuleitungen auf dem Trägerkörper zumindest in Teilbereichen des Trägerkörpers ein elektrisch isolierendes Material aufgebracht werden. Dabei kann das elektrisch isolierende Material so strukturiert werden, dass es Bereiche aufweist, beispielsweise etwa Vertiefungen, in denen die elektrischen Zuleitungen angeordnet werden können. Das elektrisch isolierende Material kann dabei dasselbe Material wie oder ein anderes Material als die elektrisch isolierende Matrix aufweisen.
  • Die elektrischen Zuleitungen können zumindest teilweise, bevorzugt zum größten Teil, mit der elektrisch isolierenden Matrix umformt werden. Dadurch kann es möglich sein, dass ein Schutz der elektrischen Zuleitungen sowie eine Stabilität der Anordnung der elektrischen Zuleitungen erreicht wird.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt A des Bereitstellens des Trägerkörpers die folgenden Schritte:
    • A1) Bereitstellen eines Trägerkörpers,
    • A2) Herstellen einer elektrisch isolierenden Schicht zumindest auf Teilbereichen der Oberfläche, und
    • A3) Aufbringen von elektrischen Zuleitungen auf die isolierende Schicht.
  • Die Teilbereiche der Oberfläche können dabei die Oberflächenteilbereiche umfassen, auf denen die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente angeordnet werden.
  • Das Herstellen einer elektrisch isolierenden Schicht kann beispielsweise durch das Auftragen eines elektrisch isolierenden Materials auf den Trägerkörper erfolgen. Ein solches elektrisch isolierendes Material kann beispielsweise ein Kunststoff, etwa ein Harz auf Epoxid- oder Acrylatbasis sein.
  • Bevorzugt kann das Herstellen einer elektrisch isolierenden Schicht zumindest auf Teilbereichen der Oberfläche des Trägerkörpers durch das Versehen mit einer elektrisch isolierenden Oxidschicht erfolgen. Insbesondere kann die Oberfläche eines Trägerkörpers, der eine Oberfläche aus Aluminium aufweist oder der bevorzugt aus Aluminium ist, zumindest in Teilbereichen so oxidiert werden, dass die Oberfläche zumindest in den Teilbereichen eine elektrisch isolierende Oxidschicht aufweist. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die elektrisch isolierende Oxidschicht durch Eloxieren der Oberfläche des Trägerkörpers zumindest in Teilbereichen erfolgt.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden die elektrischen Zuleitungen durch ein lithographisches Verfahren auf der elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise einer Oxidschicht, auf den Teilbereichen der Oberfläche des Trägerkörpers erzeugt. Ein lithographisches Verfahren kann beispielsweise die folgenden Schritte umfassen:
    • – Aufbringen einer elektrisch leitenden Schicht auf die elektrisch isolierenden Schicht,
    • – Aufbringen einer ein Fotolack umfassenden Schicht auf die elektrisch leitende Schicht,
    • – Anordnen einer Maske über der Fotolackschicht,
    • – Belichten der Fotolackschicht durch die Maske hindurch,
    • – Entfernen der nicht belichteten Bereiche (negative Photolackschicht) oder der belichteten Bereiche (positive Photolackschicht) der Fotolackschicht, wobei eine Photolackschicht mit Strukturen gebildet wird und – Übertragung der Struktur der Photolackschicht in die darunter liegende elektrisch leitende Schicht, beispielsweise durch ein Ätzverfahren.
  • Durch das Aufbringen einer elektrisch isolierenden Schicht auf den so aufgebrachten elektrischen Zuleitungen können über den elektrischen Zuleitungen durch das gleiche oder ein anderes Verfahren weitere elektrische Zuleitungen aufgebracht werden. Die elektrisch leitende Schicht und/oder die Fotolackschicht können durch Aufdampf- oder Aufschleudertechniken aufgebracht werden.
  • Weiterhin können elektrische Zuleitungen wie weiter oben beschrieben auf der elektrisch isolierenden Schicht, vorzugsweise einer Oxidschicht, beispielsweise in Form von Leiterbahnen angeordnet werden und von einer elektrisch isolierenden Matrix umformt werden. Weiterhin kann es auch möglich sein, elektrische Zuleitungen durch eine Drucktechnik mit elektrisch leitender Paste zumindest auf Teilbereiche der Oberfläche des Trägerkörpers aufzubringen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden in einem der oben genannten Schritte des Erzeugens von elektrischen Zuleitungen elektrische Zuleitungen mit elektrischen Kontaktpunkten erzeugt. Elektrische Kontaktpunkte können insbesondere eine Kontaktfläche zur Verfügung stellen, über die eine elektrisch leitende Verbindung mit einem strahlungsemittierenden Bauelement erfolgen kann. Dabei können beispielsweise elektrische Zuleitungen bis auf die elektrischen Kontaktpunkte von einer elektrisch isolierenden Matrix umgeben sein, um einen möglichst großen Schutz der elektrischen Zuleitungen gewähren zu können.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung zwischen elektrischen Zuleitungen, insbesondere beispielsweise elektrischen Kontaktpunkten elektrischer Zuleitungen, und einem strahlungsemittierenden Bauelement durch zumindest eines der Verfahren von Bonden, Löten, beispielsweise Laserlöten, und Kleben. Dabei kann es vorteilhaft sein, eine elektrisch leitende Verbindung durch Bonden Herzustellen, wenn das strahlungsemittierende Bauelement elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten auf einer dem Trägerkörper abgewandten Seite aufweist. Löten oder Kleben, insbesondere mit einem elektrisch leitenden Klebstoff oder einem anisotrop elektrisch leitenden Klebstoff, kann vorteilhaft sein, wenn das strahlungsemittierende Bauelement elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten auf einer dem Trägerkörper zugewandten Seite aufweist. Insbesondere kann durch das Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung durch Löten oder Kleben auch eine Vorfixierung oder eine Fixierung des strahlungsemittierenden Bauelements erfolgen.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verfahrensschritt B des Anordnens der zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente auf unterschiedlichen Oberflächenteilbereichen folgende Schritte:
    • B1) Bereitstellen eines Polyimidbandes mit Leiterbahnen,
    • B2) Anordnen von zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen auf dem Polyimidband mit Leiterbahnen, und
    • B3) Anordnen des Polyimidbandes mit Leiterbahnen und den darauf angeordneten strahlungsemittierenden Bauelementen auf dem Trägerkörper, so dass das Polyimidband auf zumindest zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen angeordnet ist.
  • Dabei kann ein Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Leiterbahnen und den zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen vor oder nach dem Anordnen des Polyimidbandes mit Leiterbahnen und den darauf angeordneten strahlungsemittierenden Bauelementen auf dem Trägerkörper erfolgen.
  • Die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente können auf dem Polyimidband beispielsweise durch ein Haftmittel fixiert werden, insbesondere durch ein Haftmittel, das einen Klebstoff oder ein Lot aufweist. Das Polyimidband mit Leiterbahnen und den darauf angeordneten strahlungsemittierenden Bauelementen kann beispielsweise durch Kleben oder Laminieren auf dem Trägerkörper fixiert werden.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden die elektrischen Zuleitungen so aufgebracht, dass die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente nach dem Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den elektrischen Zuleitungen und den zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen in Serie, parallel oder in einer Kombination daraus verschaltet sind. Weiterhin können die elektrischen Zuleitungen weitere aktive oder passive elektronische Bauelemente aufweisen. Insbesondere können die elektrischen Zuleitungen elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten aufweisen, um die elektrischen Zuleitungen und insbesondere dadurch die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung anschließen zu können.
  • Bei einer Ausführungsform einer strahlungsemittierenden Einrichtung weist die strahlungsemittierende Einrichtung einen Trägerkörper mit einer Oberfläche auf, wobei die Oberfläche unterschiedliche Oberflächenteilbereiche aufweist und die Normalenvektoren der unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen. Dabei können zumindest zwei strahlungsemittierende Bauelemente auf zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen angeordnet sein. Weiterhin kann die strahlungsemittierende Einrichtung elektrische Zuleitungen aufweisen, die zumindest auf den zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen angeordnet sein können und mit den zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen elektrisch leitend verbunden sein können, wobei die zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelemente durch die elektrischen Zuleitungen in Serie, parallel oder in einer Kombination daraus verschaltet sein können.
  • Weiterhin können die elektrischen Zuleitungen elektrische Kontaktpunkte aufweisen, über die die strahlungsemittierenden Bauelemente an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung angeschlossen werden können.
  • Bei einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung, die zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung umfasst, werden die zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung und ein Reflektor so zueinander angeordnet, dass die Beleuchtungseinrichtung die von den strahlungsemittierenden Bauelementen der zumindest einen strahlungsemittierenden Einrichtung im Betrieb emittierte Strahlung in eine Abstrahlrichtung abstrahlt. Dies kann insbesondere bedeuten, dass ein Reflektor bereitgestellt wird, der so geformt ist, dass die von den strahlungsemittierenden Bauelementen abgestrahlte Strahlung derart überlagert wird, dass bei einem Betrachter der Eindruck einer homogenen und/oder gleichförmigen Abstrahlung in Abstrahlungsrichtung entsteht. „Homogen und/oder gleichförmig" kann dabei einen gleichförmigen Farbeindruck und/oder eine gleichmäßige Intensitätsverteilung der Strahlung in Abstrahlungsrichtung bezeichnen. Beispielsweise kann es sich bei dem Reflektor um einen rotationssymmetrischen Hohlspiegel, etwa in Form eines Rotationsparaboloiden, oder einen Freiformflächenreflektor handeln. Dabei kann ein geeigneter Reflektor mehrere Reflektorteile aufweisen, die eine zusammenhängende reflektierende Oberfläche bilden. Weiterhin kann ein Reflektor Reflektorteile aufweisen, die räumlich getrennt angeordnet sind und somit eine unzusammenhängende reflektierende Oberfläche bilden.
  • Bei einer Ausführungsform einer Beleuchtungseinrichtung sind zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung und ein Reflektor so zueinander angeordnet, dass die Beleuchtungseinrichtung die von den strahlungsemittierenden Bauelementen im Betrieb emittierte Strahlung in eine Abstrahlrichtung abstrahlt. Der Reflektor kann dabei so ausgeformt sein, dass er die zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung zumindest teilweise umgibt. Es kann dabei vorteilhaft sein, wenn die zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung mit dem Reflektor mechanisch verbunden ist.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsformen.
  • Dabei zeigen
  • 1A bis 1E schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten gemäß zumindest einem Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung gemäß zumindest einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 3A bis 3E schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten gemäß zumindest noch einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 4A bis 4F schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten gemäß zumindest noch einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 5A bis 5E schematische Schnittdarstellungen von Verfahrensschritten gemäß zumindest noch einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
  • 6A bis 6D schematische dreidimensionale Darstellungen gemäß zumindest einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie z.B. Schichten, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick dargestellt sein.
  • In den 1A bis 1E wird ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Dabei ist in 1A ein Trägerkörper 1 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt, der in einem ersten Verfahrensschritt bereitgestellt wird. Der Trägerkörper 1 kann beispielsweise ein Quader oder quaderähnlich sein und unter anderem die Oberflächenteilbereiche 11, 12, 13, 14 aufweisen, die beispielsweise Seitenflächen des Trägerkörpers 1 entsprechen können. Jeder der Oberflächenteilbereiche 11, 12, 13, 14 kann hinsichtlich seiner Orientierung im Raum und relativ zu anderen Oberflächenteilbereichen jeweils durch einen Normalenvektor 110, 120, 130, 140 beschrieben und definiert werden. Die Normalenvektoren stehen dabei senkrecht auf den zugehörigen Oberflächenteilbereichen und weisen vom Trägerkörper weg. Alternativ kann in dem Verfahrensschritt gemäß 1A beispielsweise auch ein prismenförmiger oder ein prismenähnlicher Trägerkörper 1 beispielsweise mit kreis-, ellipsen-, dreiecks- oder n-ecksförmigen (n kann eine ganze Zahl größer als vier sein) Flächen 12 und 14 bereitgestellt werden. Die Oberflächenteilbereiche 11 und 13 können dann beispielsweise Seitenflächen, Teile von Seitenflächen oder Teile der Mantelfläche des prismenförmigen oder prismenähnlichen Trägerkörpers 1 sein.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 1B wird auf zwei Oberflächenteilbereiche 11 und 12 ein Haftmittel 2 aufgebracht. Das Haftmittel 2, das bevorzugt einen aushärtba ren Klebstoff aufweisen kann, kann dabei bevorzugt dort auf den Oberflächenteilbereichen 11 und 12 aufbracht werden, wo strahlungsemittierende Bauelemente angeordnet werden sollen. Das Aufbringen des Haftmittels 2 auf die zwei Oberflächenteilbereiche 11 und 12 ist hierbei rein exemplarisch zu verstehen und stellt keine Beschränkung hinsichtlich der Anzahl der aufbringbaren strahlungsemittierenden Bauelemente dar. Insbesondere können auf einem Oberflächenteilbereich mehr als ein strahlungsemittierendes Bauelement angeordnet werden. Weiterhin können auch auf anderen Oberflächenteilbereichen, beispielsweise auf den Oberflächenteilbereichen 13 und/oder 14, strahlungsemittierende Bauelemente anzuordnen sein, so dass auf diesen anderen Oberflächenteilbereichen ebenfalls ein Haftmittel 2 aufgebracht werden kann.
  • In einem weitern Verfahrensschritt gemäß der 1C werden auf dem Haftmittel 2 strahlungsemittierende Bauelemente 3 positioniert und angeordnet. Nach dem Anordnen eines jeden der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 kann das Haftmittel vorgehärtet werden um eine Vorfixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 zu erreichen. Eine Vorhärtung kann durch Wärmezufuhr, ultraviolette Strahlung oder beispielsweise auch über einen Anpressdruck beim Anordnen der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 oder durch eine Kombination der genannten Verfahren erfolgen. Nach dem Anordnen aller strahlungsemittierenden Bauelemente 3 kann das Haftmittel 2 ausgehärtet werden um eine dauerhafte Fixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 zu erreichen.
  • Alternativ kann vor dem Anordnen der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 das Haftmittel 2 auf die strahlungsemittierenden Bauelemente 3 anstatt auf die Oberflächenteilbereiche 11 und 12 aufgebracht werden. Das Haftmittel 2 kann auch auf die Oberflächenteilbereiche 11 und 12 und auf die strahlungsemittierenden Bauelemente 3 aufgebracht werden.
  • Das Haftmittel 2 kann auch zwei aushärtbare Klebstoffe aufweisen, wovon der erste aushärtbare Klebstoff sehr schnell, bevorzugt innerhalb einiger Sekunden oder schneller, aushärtbar ist, um eine Vorfixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 jeweils nach dem Anordnen auf den Oberflächenteilbereichen 11 beziehungsweise 12 zu erreichen. Der weite aushärtbare Klebstoff des Haftmittels 2 kann nach dem Aushärten eine dauerhafte Fixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 auf dem Trägerkörper 1 gewährleisten. Das Haftmittel 2 kann dabei eine Mischung der zwei aushärtbaren Klebstoffe aufweisen, oder alternativ oder zusätzlich verschiedene Bereiche, die entweder den ersten aushärtbaren Klebstoff oder den zweiten aushärtbaren Klebstoff aufweisen. Alternativ kann das Haftmittel 2 anstelle eines zweiten aushärtbaren Klebstoffs oder zusätzlich dazu ein Lot aufweisen, welches beispielsweise in einem Aufschmelzlötprozess (Reflow-Lötprozess) oder einem anderen geeigneten Lötprozess eine dauerhafte Fixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 auf dem Trägerkörper 1 gewährleisten kann. Insbesondere ist es vorteilhaft wenn der erste Klebstoff schneller aushärtbar ist als der zweite aushärtbare Klebstoff.
  • Ein strahlungsemittierendes Bauelement 3 kann beispielsweise zumindest eine Halbleiter-Leuchtdiode (LED) oder es kann eine Bauelementgruppe als strahlungsemittierendes Bauelement 3 verwendet werden, die eine funktionelle Anordnung mit zumindest zwei LEDs aufweist. Die eine LED oder die funktionelle Anordnung mit zumindest zwei LEDs kann bevorzugt elektrische Kontakte 31, 32 aufweisen, über die eine elektrische Kontak tierung des strahlungsemittierenden Bauelements 3 erfolgen kann.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 1D kann eine elektrisch isolierende Matrix 4 mit elektrischen Zuleitungen 5 auf den Trägerkörper, insbesondere bevorzugt auf die Oberflächenteilbereiche 11 und 12, aber auch auf weitere Oberflächenteilbereiche, aufgebracht werden. Die elektrisch isolierende Matrix 4 kann dabei beispielsweise eine Kunststofffolie, vorzugsweise etwa eine Polyimidfolie sein, auf der elektrische Zuleitungen 5 angeordnet sind. Die Verwendung von Polyimid als Material für die elektrisch isolierende Matrix kann vorteilhaft sein aufgrund der hohen Temperaturbeständigkeit und ausreichenden Festigkeit, die eine Poyimidfolie bieten kann. Die elektrisch isolierende Matrix 4 kann vorzugsweise Aussparungen 41 aufweisen, in denen die strahlungsemittierenden Bauelemente angeordnet sind, so dass die elektrisch isolierende Matrix 4 die strahlungsemittierenden Bauelemente 3 zumindest teilweise umgibt. Die elektrisch isolierende Matrix 4 mit den elektrischen Zuleitungen 5 kann beispielsweise auf den Trägerkörper aufgeklebt oder auflaminiert werden.
  • Alternativ zu der in den 1B bis 1D dargestellten Reihenfolge der Verfahrensschritte kann der Verfahrensschritt gemäß der 1D, nämlich das Aufbringen der elektrisch isolierenden Matrix 4 mit den elektrischen Zuleitungen 5 vor dem Verfahrensschritt gemäß der 1B, nämlich dem Aufbringen des Haftmittels 2, oder vor dem Verfahrensschritt gemäß der 1C, nämlich dem Anordnen und zumindest dem Vorfixieren oder auch dem Fixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente 3, ausgeführt werden.
  • Die elektrischen Zuleitungen 5 können bevorzugt nahe an den Aussparungen 41 und damit nahe an den strahlungsemittierenden Bauelementen 3 elektrische Kontaktpunkte 51 aufweisen. Die elektrischen Kontaktpunkte können beispielsweise eine größere Breite, eine größere Fläche, oder eine Erhöhung oder eine sonstige Strukturierung aufweisen, die geeignet ist um eine elektrische Kontaktierung zu erleichtern. Weiterhin können elektrische Kontaktpunkte eine Schichtenfolge aus verschiedenen Materialien, vorzugsweise aus verschiedenen Metallen wie etwa Nickel oder Gold oder Metalllegierungen aufweisen. Vorteilhaft kann etwa eine Schichtenfolge mit zumindest einer Schicht aus Nickel und zumindest einer Schicht aus Gold sein. Durch eine Anordnung eines elektrischen Kontaktpunkts 51 nahe oder auch angrenzend an eine Aussparung 41 kann eine elektrische Kontaktierung eines strahlungsemittierenden Bauelements 3 vorteilhafterweise erleichtert werden. Weiterhin ist es auch möglich, dass die elektrischen Zuleitungen 5 keine besonders strukturierten Kontaktpunkte 51 aufweisen und trotzdem eine elektrische Kontaktierung zwischen den Zuleitungen 5 und den strahlungsemittierenden Bauelementen 3 erzeugt wird.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 1E werden elektrische Kontaktierungen zwischen elektrischen Kontaktpunkten 51 der elektrischen Zuleitungen 5 und elektrischen Kontakten der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 durch das Anbringen von Bonddrähten 6 hergestellt. Die elektrischen Zuleitungen 5 sind auf der elektrisch isolierenden Matrix bevorzugt so strukturiert, dass die so elektrisch kontaktierten strahlungsemittierenden Bauelemente 3 in Serie, parallel, oder, im Falle einer Anordnung von mindestens drei strahlungsemittierenden Bauelementen 3, in einer Kombination daraus verschaltet werden können. Alternativ zu einer elektrischen Kontaktierung mit Bonddrähten 6 kann auch eine elektrische Kontaktierung mittels Löten oder Schweißen erfolgen. Weiterhin kann eine elektrische Kontaktierung auch durch Kleben mit einem elektrisch leitenden Klebstoff erfolgen.
  • Die durch die Verfahrensschritte gemäß der 1A bis 1E herstellbare strahlungsemittierende Einrichtung 1000 weist somit zumindest zwei strahlungsemittierende Bauelemente 3 auf, die aufgrund ihrer Anordnung auf Oberflächenteilbereichen 11, 12 des Trägerkörpers 1 in verschiedene Raumrichtungen Strahlung emittieren können. Durch die elektrische Kontaktierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 über elektrische Zuleitungen, die auf einer elektrisch isolierenden Matrix 4 direkt auf dem Trägerkörper 1 angeordnet sein können, kann die strahlungsemittierende Einrichtung 1000 somit eine sehr kompakte und robuste Bauweise aufweisen.
  • Zusätzlich zu den elektrischen Kontaktpunkten 51 zur elektrischen Kontaktierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 können die elektrischen Zuleitungen auch elektrische Kontaktpunkte oder elektrische Kontaktierungsmöglichkeiten (nicht gezeigt) zum Anschluss der strahlungsemittierenden Einrichtung 1000 an eine Strom- und/oder Spannungsversorgung aufweisen.
  • In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine strahlungsemittierende Einrichtung 2000 gezeigt, die beispielsweise mit den Verfahrensschritten des in den 1A bis 1E gezeigten Ausführungsbeispiels herstellbar sein kann. Die strahlungsemittierende Einrichtung 2000 weist dabei eine elektrisch isolierende Matrix 4 auf, die die elektrischen Zuleitungen 5 zumindest teilweise umgibt. Insbesondere kann es dabei vorteilhaft sein, wenn lediglich die elektrischen Kontaktpunkte 51 auf einer Seite nicht von der elektrisch iso lierenden Matrix 4 umgeben sind, insbesondere auf der dem Trägerkörper abgewandten Seite der elektrischen Kontaktpunkte 51. Beispielsweise kann die elektrisch isolierende Matrix eine Polyimidfolie oder ein Polyimidband sein, das elektrische Zuleitungen 5, etwa Leiterbahnen, zumindest teilweise umhüllt. Die elektrischen Zuleitungen 5 können beispielsweise in einem Laminierungsprozess mit der elektrisch isolierenden Matrix umhüllt werden. Durch die Umhüllung der elektrischen Zuleitungen 5 kann somit etwa ein Schutz der elektrischen Zuleitungen gewährleistet werden, der beispielsweise die Gefahr einer Beschädigung oder eines Kurzschlusses von elektrischen Zuleitungen 5 durch äußere Einwirkungen vermindern kann.
  • In den 3A bis 3E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung 3000 gezeigt.
  • In einem ersten Schritt des Verfahrens gemäß 3A wird eine elektrisch isolierende Matrix 4 mit elektrischen Zuleitung 5 bereitgestellt. Dabei kann es sich vorzugsweise um eine Polyimidfolie oder ein Polyimidband mit strukturierten Leiterbahnen mit elektrischen Kontaktpunkten 51 wie weiter oben für die strahlungsemittierenden Einrichtung 1000 oder 2000 beschrieben handeln. Insbesondere können die elektrisch isolierende Matrix 4 und die elektrischen Zuleitungen 5 beispielsweise so strukturiert sein, dass in Bereichen 41 auf der elektrisch isolierenden Matrix 4 in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 3B Haftmittel 2 in den Bereichen 41 aufgebracht werden kann. Bei dem Haftmittel kann es sich beispielsweise um ein Haftmittel 2 mit einem aushärtbaren Klebstoff oder zwei aushärtbaren Klebstoffen wie weiter oben in Verbindung mit den Verfahrensschritten zur Herstel lung der strahlungsemittierenden Einrichtung 1000 beschrieben handeln.
  • In weiteren Verfahrensschritten gemäß 3C und 3D können strahlungsemittierende Bauelemente 3 auf der elektrisch isolierenden Matrix 4 angeordnet, vorfixiert und fixiert sowie elektrisch kontaktiert werden. Alternativ kann ein Fixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 und/oder eine elektrische Kontaktierung auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. So kann in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß 3E vor oder nach der Fixierung und vor oder nach dem elektrischen Kontaktieren der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 ein Trägerkörper 1 bereitgestellt werden. Die elektrisch isolierende Matrix 4 mit den elektrischen Zuleitungen 5 und den zumindest vorfixierten strahlungsemittierenden Bauelementen 3 kann so auf dem bereitgestellten Trägerkörper 1 angeordnet werden, dass gleichzeitig die strahlungsemittierenden Bauelemente 3 auf Oberflächenteilbereichen 11, 12 angeordnet werden. Die elektrisch isolierende Matrix 4 kann dabei auf den Trägerkörper 1 beispielsweise aufgeklebt oder auflaminiert werden. Durch die Verwendung einer flexiblen Folie oder eines flexiblen Bandes als elektrisch isolierende Matrix 4 kann somit eine leichte Anordnung der elektrisch isolierenden Matrix 4 auf dem Trägerkörper ermöglicht werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die elektrisch isolierende Matrix 4 und/oder die elektrischen Zuleitungen 5 in Bereichen, wo der Trägerkörper beispielsweise Ecken oder Kanten 101, 102 aufweist, entsprechende Biegeradien aufweisen, um beispielsweise eine Delamination der elektrisch isolierenden Matrix 4 und den elektrischen Zuleitungen 5 zu vermeiden. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Trägerkörper selbst Ecken oder Kanten 101, 102 aufweist, die abgerundet sind, wobei Biegera dien der elektrisch isolierenden Matrix 4 und/oder der elektrischen Zuleitungen 5 an die Radien der abgerundeten Ecken oder Kanten angepasst sein können.
  • In den 4A bis 4F ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung 4000 gezeigt.
  • In einem ersten Verfahrensschritt gemäß der 4A wird ein Trägerkörper 1 bereitgestellt. Der Trägerkörper kann dabei beispielsweise eine elektrisch leitende Oberfläche aufweisen oder aus einem elektrisch leitenden Material sein. Insbesondere kann der Trägerkörper 1 Aluminium oder Kupfer aufweisen oder aus Aluminium oder Kupfer sein.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 4B kann ein elektrisch isolierendes Material 4 zumindest auf Oberflächenteilbereiche 11, 12 aufgebracht werden. Das elektrisch isolierende Material 4 kann dabei beispielsweise ein Kunststoff sein, etwa eine Kunststofffolie, die zumindest auf die Oberflächenteilbereiche 11, 12 aufgeklebt oder auflaminiert werden kann, oder vorzugsweise ein Harz, beispielsweise auf Epoxid- oder Acrylatbasis, mit dem der Trägerkörper 1 zumindest teilweise umformt werden kann.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 4C können auf dem elektrisch isolierenden Material 4 elektrische Zuleitungen 5 mit elektrischen Kontaktpunkten 51 angeordnet werden. Die elektrischen Zuleitungen können beispielsweise strukturierte Leiterbahnen sein.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 4D können die elektrischen Zuleitungen 5 mit einem weiteren elektrisch isolierenden Material 40 umformt werden, wobei bevorzugt ein gleiches oder ähnliches elektrisch isolierendes Material 40 wie das elektrisch isolierende Material 4 verwendet werden kann.
  • Alternativ können elektrische Zuleitungen 5 bereitgestellt werden, die bereits von einer elektrisch isolierenden Matrix 4 oder einem elektrisch isolierenden Material 4 zumindest teilweise umhüllt oder umformt sind. Beispielsweise können solche elektrischen Zuleitungen 5 mit einem elektrisch isolierenden Material 4 in einem Laminierungsprozess oder einem Formprozess zumindest teilweise umhüllt werden. In diesem Falle kann der Verfahrensschritt gemäß 4D entfallen. Die mit einem elektrisch isolierenden Material 4 zumindest teilweise umhüllten elektrischen Zuleitungen 5 können in dem Verfahrensschritt gemäß 4D mit einem ähnlichen, gleichen oder anderen elektrisch isolierenden Material 40 zumindest teilweise umhüllt oder umformt werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß der 4E kann in Bereichen 41, die vorzugsweise frei von elektrisch isolierendem Material 4 und 40 sein können, ein Haftmittel 2 aufgetragen werden. Durch das Haftmittel, das vorzugsweise einen schnell härtenden Klebstoff aufweisen kann, kann eine Vorfixierung von strahlungsemittierenden Bauelementen 3 erfolgen, die in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß 4F in den Bereichen 41 angeordnet werden können. Beispielsweise können die elektrischen Zuleitungen 5 mit den elektrischen Kontaktpunkten 51 so strukturiert sein, dass eine elektrische Kontaktierung zwischen elektrischen Kontakten 31, 32 der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 und elektrischen Kontaktpunkten 51 durch einen Lötprozess mittels eines Lots 6 erfolgen kann. Alternativ kann anstelle eines Lot 6 ein e lektrisch leitender Klebstoff 6 verwendet werden. Vorzugsweise werden alle strahlungsemittierenden Bauelemente 3 auf dem Trägerkörper in den Bereich 41 angeordnet und vorfixiert, bevor mittels des Lötprozesses, beispielsweise eines Aufschmelzlötprozesses, eine elektrische Kontaktierung und eine dauerhafte Fixierung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 erfolgt. Alternativ zu einem Haftmittel 2 und einem Lot 6 oder einem elektrisch leitenden Klebstoff 6 kann beispielsweise auch ein elektrisch anisotrop leitender Klebstoff verwendet werden.
  • In den 5A bis 5E ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung 5000 gezeigt.
  • In einem ersten Verfahrensschritt gemäß 5A wird ein Trägerkörper bereitgestellt, der eine Oberfläche 10 aus Aluminium aufweist oder vorzugsweise aus Aluminium ist. Durch eine Oxidation in einem weiteren Verfahrensschritt gemäß 5B kann die Oberfläche 10 in ein elektrisch isolierendes Oxid, vorzugsweise ein Aluminumoxid, umgewandelt werden. Dabei kann vorteilhafterweise eine Oxidschicht durch Eloxieren der Oberfläche 10 der Trägerkörpers 1 hergestellt werden. Die Oxidschicht kann beispielsweise auf der gesamten Oberfläche 10 des Trägerkörpers 1 hergestellt werden oder nur auf Oberflächenteilbereichen, auf denen elektrische Zuleitungen oder elektrische Zuleitungen und strahlungsemittierende Bauelemente angebracht werden sollen.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt gemäß 5C können elektrische Zuleitungen 5 mit elektrischen Kontaktpunkten 51 angeordnet werden. Die Anordnung von elektrischen Zuleitungen 5 kann dabei wie in den Verfahrensschritten gemäß 4C und 4D erfolgen. Alternativ können vorzugsweise elektrische Zuleitungen 5 durch einen Lithographieprozess angeordnet werden, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung beschrieben.
  • In weiteren Verfahrensschritten gemäß 5D und 5E können auf den elektrischen Zuleitungen 5 weiterhin strahlungsemittierende Bauelemente 3 angeordnet werden. Diese Verfahrensschritte können beispielsweise wie die Verfahrensschritte gemäß 4E und 4F erfolgen.
  • Eine strahlungsemittierende Einrichtung 5000, die vorzugsweise eine Oxid- beziehungsweise Eloxatschicht 7 und darauf durch einen Lithographieprozess angeordnete elektrische Zuleitungen aufweist, kann sich beispielsweise durch einen kompakten Aufbau auszeichnen.
  • In den 6A bis 6D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine strahlungsemittierende Einrichtung 6000 gezeigt. Die strahlungsemittierende Einrichtung 6000 weist dabei einen quaderähnlichen Trägerkörper 1 mit einer Quaderform und abgerundeten Kanten 101, 102, 103, 104 auf. Insbesondere kann der Trägerkörper 1 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Höhe von etwa (75 +/– 0,05) mm, eine Länge von etwa (30 +/– 0,05) mm und eine Breite von etwa (20 +/– 0,05) mm aufweisen. Weiterhin weist der Trägerkörper Oberflächenteilbereiche 11, 12, 13, 14, 15 auf, die Teilbereiche von Seitenflächen des quaderähnlichen Trägerkörpers 1 sind. Zumindest auf Teilen der Oberflächenteilbereiche 11, 12, 13, 14, 15 ist eine elektrisch isolierende Matrix 4 mit elektrischen Zuleitungen 5 mittels einem oder mehreren geeigneten Verfahrensschritten gemäß der vorangehend gezeigten Ausführungsbeispiele auf dem Trägerkörper 1 angeordnet. Durch die abgerundeten Kanten 101, 102, 103, 104 können die Biegeradien der elektrisch isolie renden Matrix 4 mit den elektrischen Zuleitungen 5 soweit vergrößert werden, dass die Wahrscheinlichkeit einer Delamination der elektrisch isolierenden Matrix 4 von den elektrischen Zuleitungen 5 und/oder dem Trägerkörper 1 und/oder die Wahrscheinlichkeit für andere Beschädigung der elektrisch isolierenden Matrix 4 und/oder der elektrischen Zuleitungen 5 verhindert bzw. vermindert werden kann. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die elektrisch isolierende Matrix 4 mit den elektrischen Zuleitungen 5 eine Polyimidfolie oder ein Polyimidband mit Leiterbahnen sein.
  • Auf den Oberflächenteilbereichen 11, 12, 13, 14, 15 sind strahlungsemittierende Bauelemente 3 angeordnet. Dazu kann weiterhin die elektrisch isolierende Matrix 4 beispielsweise auf den Oberflächenteilbereichen 11 und 15 Aussparungen 41 aufweisen, in denen strahlungsemittierende Bauelemente 3 angeordnet sein können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel können die Aussparungen 41 eine Länge von etwa 8 bis 9 mm und eine Breite von etwa 4,5 bis 5,5 mm aufweisen. Weiterhin weisen die strahlungsemittierenden Bauelemente 3 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine funktionelle Anordnung von fünf LEDs 34 auf, die jeweils auf einem Keramikgrundkörper 33 angeordnet sind (siehe Detailausschnitt in 6D). Der Keramikgrundkörper 33 eines strahlungsemittierenden Bauelements 3 kann dabei vorzugsweise durch ein Haftmittel mit mindestens einem aushärtbaren Klebstoff, bevorzugt mit einem wärmeleitenden Silikon- oder Epoxidklebstoff, auf dem Trägerkörper 1 fixiert sein. Durch die Anordnung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 direkt auf dem Trägerkörper 1 kann ein geringer Wärmeübergangswiderstand zwischen den strahlungsemittierenden Bauelementen 3 und dem Trägerkörper 1 ermöglicht werden und somit mit dem Trägerkörper 1 als Kühlkörper eine Kühlung der strahlungsemittierenden Bauelemente 3 erreicht werden. Dazu weist der Trägerkörper 1 bevorzugt ein Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer, auf. Durch eine elektrische Verschaltung der fünf LEDs 34 kann durch Bereitstellen von zwei elektrischen Kontakten (nicht gezeigt) eine elektrische Kontaktierung der funktionellen Anordnung der LEDs 34 mit elektrischen Zuleitungen 5 ermöglicht werden (nicht gezeigt). Bei den LEDs 34 kann es sich in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt um Dünnfilm-Halbleiterchips auf GaN-Basis handeln, die einen im Strahlengang nachgeordneten Wellenlängenkonversionsstoff aufweisen können und somit weißes Licht emittieren können.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (ohne Abbildung) kann eine Beleuchtungseinrichtung dadurch herstellbar sein, dass zu der strahlungsemittierenden Einrichtung 6000 beispielsweise ein Reflektor so angeordnet werden kann, dass die von den auf den Oberflächenteilbereichen 11, 12, 13, 14 angeordneten strahlungsemittierenden Bauelementen 3 emittierte Strahlung in die Abstrahlrichtung des auf dem Oberflächenteilbereich 15 angeordneten strahlungsemittierenden Bauelements reflektiert wird. Dabei kann durch eine geeignete Wahl des Reflektors bei einem Betrachter, der auf den Oberflächenteilbereich 15 blickt, ein homogener und gleichmäßiger und insbesondere bei Verwendung verschiedenfarbiger strahlungsemittierender Bauelemente 3 und/oder verschiedenfarbiger LEDs 34 mischfarbiger Leuchteindruck der Beleuchtungseinrichtung entstehen und insbesondere eine auch gleichmäßige Intensitätsverteilung der abgestrahlten Strahlung. Insbesondere kann ein Reflektor vorteilhafterweise mit der strahlungsemittierenden Einrichtung 6000 mechanisch verbunden sein. Dazu kann die strahlungsemittierende Einrichtung beispielsweise mechanische Befestigungsmöglichkeiten aufweisen, etwa Schraubgewinde für Verschraubungen auf einer Seitenfläche des Trägerkörpers 1, beispielsweise auf der dem Oberflächenteilbereich 15 gegenüberliegenden Seitenfläche.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims (38)

  1. Verfahren zur Herstellung einer strahlungsemittierenden Einrichtung mit den Schritten: A) Bereitstellen eines Trägerkörpers (1) mit einer Oberfläche (10), die unterschiedliche Oberflächenteilbereiche (11, 12) aufweist, wobei die Normalenvektoren (110, 120) der unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche (11, 12) in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen, B) Anordnen von zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen (3) auf zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen (11, 12), und C) Herstellen von elektrischen Kontaktierungen zu den strahlungsemittierenden Bauelementen (3).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) bereitgestellt wird, der eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) bereitgestellt wird, der aus einem oder mehreren Metallen herstellbar ist.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) bereitgestellt wird, der Kupfer und/oder Aluminium aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) bereitgestellt wird, der eine quaderähnliche Form, eine prismenähnliche Form, eine kegelähnliche Form oder eine Kombination daraus aufweist.
  6. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) bereitgestellt wird, der eine quaderähnliche Form aufweist, und wobei die unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche (11, 12) verschiedenen Seitenflächen des Quaders entsprechen.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrensschritt B auf einen Oberflächenteilbereich eine Bauelementgruppe (3) als strahlungsemittierendes Bauelement angeordnet wird, wobei die Bauelementgruppe (3) eine funktionelle Anordnung aus zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei strahlungsemittierende Bauelemente (3) oder Bauelementgruppen (3) verwendet werden, die mindestens eine Halbleiterleuchtdiode (34) oder eine funktionelle Anordnung aus zumindest zwei Halbleiterleuchtdioden (34) umfassen.
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verfahrensschritt B folgende Verfahrensschritte umfasst: B1) Aufbringen eines Haftmittels (2) auf die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) und/oder auf die Oberflächenteilbereiche (11, 12), B2) Positionieren der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) auf den Oberflächenteilbereichen (11, 12), und B3) Fixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) auf den Oberflächenteilbereichen (11, 12).
  10. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei im Verfahrensschritt B1 ein Haftmittel (2) aufgebracht wird, das einen Klebstoff oder ein Lot aufweist.
  11. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei im Verfahrensschritt B1 ein Haftmittel (2) aufgebracht wird, das einen aushärtbaren Klebstoff aufweist.
  12. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Verfahrensschritt B3 folgende Verfahrensschritte umfasst: B3a) Vorfixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) auf den Oberflächenteilbereichen (11, 12) durch Vorhärten des aushärtbaren Klebstoffs, und B3b) Endfixieren der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) auf den Oberflächenteilbereichen (11, 12) durch Aushärten des aushärtbaren Klebstoffs.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Verfahrensschritt B1 folgende Verfahrensschritte umfasst: B1a) Aufbringen eines ersten Haftmittels auf die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) und/oder auf die Oberflächenteilbereiche (11, 12), und B2b) Aufbringen eines zweiten Haftmittels auf die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) und/oder auf die Oberflächenteilbereiche (11, 12).
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei – im Verfahrensschritt B1a als erstes Haftmittel ein schnell aushärtbarer Klebstoff aufgebracht wird, und – im Verfahrensschritt B2a als zweites Haftmittel ein aushärtbarer Klebstoff oder ein Lot aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei mindestens einer der Verfahrensschritte B1 bis B3 gleichzeitig oder unmittelbar aufeinander folgend für alle strahlungsemittierenden Bauelemente (3) ausgeführt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei jeder der Verfahrensschritte B1 bis B3 jeweils gleichzeitig oder unmittelbar aufeinander folgend für alle strahlungsemittierenden Bauelemente (3) ausgeführt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei für jedes der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) die Verfahrensschritte B1 bis B3 unmittelbar nacheinander ausgeführt werden.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, wobei das Positionieren der strahlungsemittierenden Bauelemente (3) im Verfahrensschritt B2) mithilfe eines aktiven Positionierungssystems oder mithilfe einer Lehre erfolgt.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die strahlungsemittierenden Bauelemente auf den Oberflächenteilbereichen (11, 12) durch mechanische Haltemittel vorfixiert werden.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei im Verfahrensschritt A ein Trägerkörper (1) mit mechanischen Haltemitteln zur Verfügung gestellt wird.
  21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Verfahrensschritt C folgende Verfahrensschritte umfasst: C1) Aufbringen von elektrischen Zuleitungen (5) auf den Trägerkörper (1), C2) Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den elektrischen Zuleitungen (5) und den strahlungsemittierenden Bauelementen (3).
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Verfahrensschritt C1 die folgenden Schritte umfasst: C1a) Bereitstellen einer elektrisch isolierenden Matrix (4) mit elektrischen Zuleitungen (5), und C1b) Aufbringen der isolierenden Matrix (4) mit den elektrischen Zuleitungen (5) auf den Trägerkörper (1).
  23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei im Verfahrensschritt C2a die elektrisch isolierende Matrix (4) mit den elektrischen Zuleitungen 5 auf den Trägerkörper (1) geklebt oder laminiert wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei – im Verfahrensschritt C1a eine einzige elektrisch isolierende Matrix (4) mit den elektrischen Zuleitungen (5) für alle strahlungsemittierenden Bauelemente (3) bereitgestellt wird, und – im Verfahrensschritt C1b die elektrisch isolierende Matrix (4) mit den elektrischen Zuleitungen (5) auf mehrere Oberflächenteilbereiche (11, 12) aufgebracht wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei als elektrisch isolierende Matrix (4) mit den elektrischen Zuleitungen (5) ein Polyimidband mit Leiterbahnen bereitgestellt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Verfahrensschritt C1 die folgenden Schritte umfasst: C1a') Bereitstellen von elektrischen Zuleitungen (5) in Form von Leiterbahnen, C1b') Anordnen der elektrischen Zuleitungen (5) auf dem Trägerkörper (1), und C1c') Umformen der elektrischen Zuleitungen (5) und des Trägerkörpers (1) mit einer elektrisch isolierenden Matrix (4).
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, wobei der Verfahrensschritt A folgende Schritte umfasst: A1) Bereitstellen eines Trägerkörpers (1), A2) Herstellen einer Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material (7) zumindest auf Teilbereichen der Oberfläche (10), und A3) Erzeugen von elektrischen Zuleitungen (5) auf dem elektrisch isolierenden Material (7).
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei der Trägerkörper (1) aus Aluminium ist und das Herstellen der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material (7) durch Oxidieren des Aluminiums erfolgt.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Herstellen der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material (7) durch Eloxieren des Aluminiums erfolgt.
  30. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei der Verfahrensschritt A3 das Erzeugen von elektrischen Zuleitungen (5) durch ein lithographisches Verfahren umfasst.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei – der Verfahrensschritt A3 das Erzeugen von elektrischen Zuleitungen (5) mit elektrischen Kontaktpunkten (51) umfasst, und – der Verfahrensschritt C das Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den elektrischen Kontaktpunkten (51) der elektrischen Zuleitungen (5) und den strahlungsemittierenden Bauelementen (3) umfasst.
  32. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, wobei – der Verfahrensschritt C1 das Aufbringen von elektrischen Zuleitungen (5) mit elektrischen Kontaktpunkten (51) umfasst, und – der Verfahrensschritt C2 das Herstellen von elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den elektrischen Kontaktpunkten (51) der elektrischen Zuleitungen (5) und den strahlungsemittierenden Bauelementen (3) umfasst.
  33. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 32, wobei das Herstellen der elektrisch leitenden Verbindung durch zumindest eines von Bonden, Löten, Schweißen und Kleben erfolgt.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei – der Verfahrensschritt B folgende Verfahrensschritte umfasst: B1) Bereitstellen eines Polyimidbandes (4) mit Leiterbahnen (5), B2) Anordnen von zumindest zwei strahlungsemittierenden Bauelementen (3) auf dem Polyimidband (4) mit Leiterbahnen (5), und B3) Anordnen des Polyimidbandes (4) mit Leiterbahnen (5) und den darauf angeordneten strahlungsemittierenden Bauelementen (3) auf dem Trägerkörper (19, so dass das Polyimidband (4) und die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) auf zumindest zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen (11, 12) angeordnet sind, und – der Verfahrensschritt C vor oder nach dem Verfahrensschritt B3 erfolgen kann.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 34, wobei die elektrischen Zuleitungen (5) so angebracht werden, dass die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) nach Ausführung der Verfahrensschritte A, B und C in Serie, parallel, oder in einer Kombination daraus verschaltet sind.
  36. Verfahren zur Herstellung einer Beleuchtungseinrichtung, die zumindest eine nach den vorherigen Ansprüchen 1 bis 35 hergestellte strahlungsemittierende Einrichtung (6000) umfasst, wobei zumindest eine strahlungsemittierende Einrichtung (6000) und ein Reflektor so zueinander angeordnet werden, dass die Beleuchtungseinrichtung die von den strahlungsemittierenden Bauelementen (3) im Betrieb emittierte Strahlung in eine Abstrahlrichtung abstrahlt.
  37. Strahlungsemittierende Einrichtung, umfassend: – einen Trägerkörper (1) mit einer Oberfläche (10), die unterschiedliche Oberflächenteilbereiche (11, 12) aufweist, wobei die Normalenvektoren (110, 120) der unterschiedlichen Oberflächenteilbereiche (11, 12) in unterschiedliche Raumrichtungen zeigen, – zumindest zwei strahlungsemittierende Bauelemente (3) angeordnet auf zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen (11, 12), und – elektrische Zuleitungen (5), wobei – die elektrischen Zuleitungen (5) zumindest teilweise auf den zwei verschiedenen Oberflächenteilbereichen (11, 12) angeordnet sind, – die elektrischen Zuleitungen (5) mit den strahlungsemittierenden Bauelementen (3) elektrisch leitend verbunden sind, und – die strahlungsemittierenden Bauelemente (3) durch die elektrischen Zuleitungen (5) in Serie, parallel oder in einer Kombination daraus verschaltet sind.
  38. Beleuchtungseinrichtung mit einer strahlungsemittierenden Einrichtung nach Anspruch 37 und einem Reflektor, wobei die strahlungsemittierende Einrichtung und der Reflektor so zueinander angeordnet sind, dass die Beleuchtungseinrichtung die von den strahlungsemittierenden Bauelementen (3) im Betrieb emittierte Strahlung in eine Abstrahlrichtung abstrahlt.
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