DE102007028463A1

DE102007028463A1 - Lichtemittierendes System mit Steckverbindung

Info

Publication number: DE102007028463A1
Application number: DE102007028463A
Authority: DE
Inventors: Harald Stoyan
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2009-01-02
Also published as: US7771204B2; US20090011618A1

Abstract

Es wird ein lichtemittierendes System bereitgestellt, in dem eine flexible Trägerplatte (2) mit einer Steckverbindung (4) verbunden ist, die die flexible Trägerplatte (2) entweder an eine Stromquelle oder an eine zweite flexible Trägerplatte (20) anschließt. Die Verbindung der flexiblen Trägerplatte mit einer zweiten Trägerplatte oder mit einer Stromquelle ist einfach zu realisieren und in großen Mengen herstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes System, das eine Steckverbindung aufweist, die eine Verbindung zu einer Stromquelle oder zwischen flexiblen Trägerplatten ermöglicht.
Eine zu lösende Aufgabe ist es, ein lichtemittierendes System bereitzustellen, in dem flexible Trägerplatten auf denen zumindest eine lichtemittierende Vorrichtung vorhanden ist, elektrisch leitend miteinander verbunden werden können oder flexible Trägerplatten mit zumindest einer lichtemittierenden Vorrichtung in elektrisch leitenden Kontakt mit einer Stromquelle gebracht werden können. Solch ein lichtemittierendes System soll möglichst einfach herstellbar und für die Großproduktion geeignet sein.
Diese Aufgabe wird durch ein lichtemittierendes System nach Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Es wird ein lichtemittierendes System bereitgestellt, das eine erste flexible Trägerplatte umfasst, auf der zumindest eine erste lichtemittierende Vorrichtung angeordnet ist. Eine flexible Trägerplatte kann beispielsweise einen Biegeradius von ≤ 20 cm, insbesondere wenige mm und eine Dicke von ≤ 0,5 mm, insbesondere ≤ 0,3 mm aufweisen. Die erste flexible Trägerplatte weist einen ersten Kontaktbereich zur elektrischen Anbindung an eine erste Steckverbindung auf. Das lichtemittierende System umfasst weiterhin eine erste Steckverbindung, in die der erste Kontaktbereich der ersten flexiblen Trägerplatte einsteckbar ist, wobei die Steckverbindung entweder elektrisch leitend mit zumindest einer Zuleitung zum Anschluss an eine Stromquelle oder elektrisch leitend mit einer zweiten Steckverbindung verbunden ist. Dabei sind die erste Steckverbindung und die zumindest eine Zuleitung oder die erste und die zweite Steckverbindung einstückig ausgeführt. Einstückig kann zum Beispiel bedeuten, dass die erste Steckverbindung und die zumindest eine Zuleitung oder die erste und die zweite Steckverbindung ein einziges Modul bilden, das die erste flexible Trägerplatte, auf der zumindest eine erste lichtemittierende Vorrichtung vorhanden ist, mit der Stromquelle beziehungsweise mit einer zweiten flexiblen Trägerplatte verbinden kann. Durch die Verwendung eines solchen Moduls als einstückiges Bauteil entfallen aufwendige Arbeitsschritte wie beispielsweise das Anlöten der Zuleitung direkt auf der ersten flexiblen Trägerplatte. Die erste flexible Trägerplatte kann somit ohne zusätzliches Werkzeug direkt mit einer Stromquelle oder einer weiteren, zweiten flexiblen Trägerplatte verbunden werden.
Die lichtemittierende Vorrichtung auf der flexiblen Trägerplatte kann eine Leuchtdiode umfassen. Die Leuchtdiode kann beispielsweise eine organische oder anorganische Leuchtdiode oder ein Dünnfilmhalbleiterchip sein. Weiterhin können mehrere Leuchtdioden vorhanden sein oder auch weitere Bauteile wie beispielsweise Transistoren oder Widerstände, die je nach Verwendung des lichtemittierenden Systems in entsprechender Anzahl auf der ersten flexiblen Trägerplatte aufgebracht werden können.
Dünnfilm-Halbleiterchips zeichnen sich insbesondere durch mindestens eines der folgenden charakteristischen Merkmale aus:

– An einer zu einem Träger 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 der Strahlung in der Epitaxieschichtenfolge führt, d. h. sie weist ein möglichst ergodisch stochastisches Streuverhalten auf.

Weiterhin kann der erste Kontaktbereich der ersten flexiblen Trägerplatte in der ersten Steckverbindung mechanisch fixierbar sein. Die Steckverbindung kann einen FFC-Stecker (Flat flex cable) oder ZIF-Stecker (Zero insertion force) umfassen, der es ermöglicht, die flexible Trägerplatte ohne Kraftaufwand in den Stecker einzuführen und zu fixieren. Die flexible Trägerplatte, die eine flexible Leiterplatte (FFC, FPC = Flexible Printed Circuit) sein kann, wird somit ohne Kraftaufwand in der Steckverbindung befestigt. Ein Löten oder sonstiges Fixieren ist dabei nicht nötig. Dadurch, dass der erste Kontaktbereich der ersten flexiblen Trägerplatte in der ersten Steckverbindung fixiert wird, ist die elektrische Verbindung zwischen der zumindest einen, auf der ersten flexiblen Trägerplatte befindlichen lichtemittierenden Vorrichtung und der ersten Steckverbindung hergestellt, und somit die elektrische Anbindung der ersten lichtemittierenden Vorrichtung auf der ersten flexiblen Trägerplatte an eine lichtemittie renden Vorrichtung auf einer zweiten flexiblen Trägerplatte oder an eine Stromquelle ermöglicht.
Die erste und die zweite Steckverbindung können jeweils einen Lötvorsatz umfassen. Ein Lötvorsatz kann beispielsweise Lötbeinchen umfassen, die leicht zugänglich sind, so dass Gegenstücke an ihnen angelötet werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein elektrisch leitfähiges Substrat vorhanden, auf das die Lötvorsätze der ersten und zweiten Steckverbindung angelötet sind. Damit ist ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten und zweiten Steckverbindung hergestellt. Weiterhin kann auch ein nicht elektrisch leitfähiges Substrat verwendet werden, auf dem elektrisch leitfähige Verbindungen, zum Beispiel in Form von Verdrahtungen vorhanden sind, die die Lötvorsätze der ersten und zweiten Steckverbindung elektrisch leitend miteinander verbinden. Das Substrat kann Schaltungsträger umfassen, beispielsweise FFC-(Flexible Flat Cable), FPC-(Flexible Printed Circuit) oder PCB-Schaltungsträger (Printed Circuit Board).
Weiterhin kann ein elektrisch leitfähiges Substrat vorhanden sein und die Zuleitung zum Anschluss an eine Stromquelle ein Endstück aufweisen. Der Lötvorsatz der ersten Steckverbindung und das Endstück der Zuleitung können auf das elektrisch leitfähige Substrat gelötet sein. Es kann auch ein elektrisch nicht leitfähiges Substrat mit elektrisch leitfähigen Verdrahtungen verwendet werden. Somit ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Steckverbindung und der Zuleitung hergestellt, womit eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der zumindest einen lichtemittierenden Vorrichtung auf der ersten Trägerplatte und einer Stromquelle hergestellt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Endstück der Zuleitung und der Lötvorsatz der ersten Steckverbindung aneinander gelötet sein. In dieser Ausführungsform wird ein Lötvorgang sowie die Verwendung eines Substrats gespart.
Weiterhin kann eine zweite flexible Trägerplatte mit einem zweiten Kontaktbereich vorhanden sein, auf der zumindest eine zweite lichtemittierende Vorrichtung angeordnet ist. Dabei ist die zweite Steckverbindung vorhanden, in der der zweite Kontaktbereich der zweiten flexiblen Trägerplatte mechanisch fixierbar ist. Somit werden die erste flexible Trägerplatte, auf der zumindest eine erste lichtemittierende Vorrichtung vorhanden ist, durch die erste und zweite Steckverbindung elektrisch leitend mit der zweiten flexiblen Trägerplatte, auf der zumindest eine zweite lichtemittierende Vorrichtung vorhanden ist, verbunden.
Die lichtemittierende Vorrichtung der zweiten flexiblen Trägerplatte kann eine Leuchtdiode umfassen. Weiterhin können weitere Bauelemente auf der zweiten flexiblen Trägerplatte aufgebracht sein, beispielsweise Transistoren oder Widerstände.
Weiterhin können zumindest Teile der ersten Steckverbindung und zumindest Teile des Endstück der Zuleitung oder zumindest Teile der ersten Steckverbindung, das Substrat und zumindest Teile des Endstücks der Zuleitung mit einem Verguss umgossen sein. Der Verguss kann ein Material umfassen, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Thermoplaste oder Duroplaste umfasst. Die Schmelztemperatur des Vergusses kann ≥ 180°C betragen. Der Verguss dient zur mechanischen Fixierung und Stabilisierung der ersten Steckverbindung, des Endstücks der Zuleitung und gegebenenfalls des Substrats, so dass die einstückige Ausführungsform der ersten Steckverbindung, des Substrats und der Zuleitung gegeben ist. Alle Elemente formen eine geschlossene Funktionseinheit.
Weiterhin können zumindest Teile der ersten Steckverbindung, das Substrat und zumindest Teile der zweiten Steckverbindung mit einem Verguss umgossen sein. Somit bilden auch die erste Steckverbindung, das Substrat und die zweite Steckverbindung eine mechanische Einheit und sind einstückig ausgeführt.
Somit ist ein lichtemittierendes System bereitgestellt, in dem eine erste lichtemittierende Vorrichtung auf einer ersten flexiblen Trägerplatte auf einfache Weise durch eine Steckverbindung an eine Stromquelle oder an eine zweite flexible Trägerplatte mit lichtemittierender Vorrichtung angeschlossen werden kann. Die einstückige Ausführungsform der ersten Steckverbindung, des Substrats und der zweiten Steckverbindung beziehungsweise der ersten Steckverbindung, des Substrats und der Zuleitung, beziehungsweise der ersten Steckverbindung und der Zuleitung ermöglicht ein schnelles und unkompliziertes Aneinanderschalten von lichtemittierenden Vorrichtungen auf flexiblen Trägerplatten, beziehungsweise eine unkomplizierte Anschlussmöglichkeit einer lichtemittierenden Vorrichtung auf einer flexiblen Trägerplatte an eine Stromquelle.
Die dazu verwendeten Zuleitungen können Kabel umfassen, beispielsweise Rundkabel, Litzen oder Flachbandkabel.
Im folgenden werden bestimmte Ausführungsformen anhand von Figuren näher erläutert.
1 zeigt den Anschluss von lichtemittierenden Vorrichtungen auf einer ersten flexiblen Trägerplatte an eine Stromquelle.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Anschlusses von lichtemittierenden Vorrichtungen auf einer ersten flexiblen Trägerplatte an eine Stromquelle.
3 zeigt die Verbindung zweier flexibler Trägerplatten mit lichtemittierenden Vorrichtungen.
4 zeigt die mechanische Fixierung des Kontaktbereichs einer flexiblen Trägerplatte in einer Steckverbindung.
1 zeigt eine Ausführungsform zur Verbindung einer flexiblen Trägerplatte 2 mit einer Zuleitung 6 zum Anschluss an eine Stromquelle. Auf der flexiblen Trägerplatte 2 ist zumindest eine lichtemittierende Vorrichtung 1 vorhanden, die beispielsweise eine Leuchtdiode umfasst. Weiterhin ist ein Kontaktbereich 3 vorhanden, der in die erste Steckverbindung 4 einsteckbar ist. Die flexible Trägerplatte 2 kann in Richtung des Pfeils 11 in die Steckverbindung 4 eingesteckt und dort mechanisch fixiert werden. Die Steckverbindung 4 weist weiterhin einen Lötvorsatz 5 auf, der zusammen mit dem Endstück 9 der Zuleitung 6 auf einem elektrisch leitfähigen Substrat 7 angelötet ist. Das Substrat 7 kann auch nicht elektrisch leitfähig sein, weist dann aber elektrisch leitfähige Verbindungen, z. B. Verdrahtungen auf (hier nicht gezeigt), die den Lötvorsatz 5 und das Endstück 9 elektrisch leitend miteinander verbinden. Die Steckverbindung 4, das Substrat 7 und die Zuleitung 6 sind von einem Verguss 8 umgeben, der die eben genannten Elemente mechanisch stabil miteinander verbindet, so dass ein Modul 12 entsteht, mit dem die flexible Trägerplatte 2 verbunden ist.
2 zeigt die Anbindung der flexiblen Trägerplatte 2 an eine Zuleitung 6 zum Anschluss an eine Stromquelle. Die Bezugszeichen und der Aufbau entsprechen der Ausführungsform der 1, mit dem Unterschied, dass kein Substrat 7 verwendet wird. In der Ausführungsform der 2 sind der Lötvorsatz 5 und das Endstück 9 direkt aneinander gelötet. Die Verwendung des Substrats 7 wird unnötig, und ein Lötvorgang wird gespart. Auch hier sind zumindest Teile der ersten Steckverbindung 4 und der Zuleitung 6 durch einen Verguss 8 mechanisch aneinander fixiert, so dass das Modul 12 vorhanden ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des lichtemittierenden Systems. Hier werden eine erste und zweite flexible Trägerplatte 2 und 20 miteinander verbunden. Beide Trägerplatten umfassen zumindest jeweils eine lichtemittierende Vorrichtung 1 und 10, die beispielsweise Leuchtdioden sein können. Weiterhin umfassen beide flexible Trägerplatten einen Kontaktbereich 3 und 30, die in eine erste 4 und zweite Steckverbindung 40 einsteckbar sind und dort mechanisch fixiert werden. Die Einsteckrichtung ist jeweils durch die Pfeile 11 und 110 angezeigt. Die erste 4 und zweite Steckverbindung 40 umfassen jeweils einen Lötvorsatz 5 und 50, wobei die Lötvorsätze auf ein Substrat 7 gelötet sind. Das Substrat 7 ist entweder elektrisch leitfähig, so dass die Lötvorsätze elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, oder das Substrat umfasst elektrisch leitfähige Verdrahtungen, die die elektrische Verbindung herstellen. Erste 4 und zweite Steckverbindung 40 und das Substrat 7 sind von einem Verguss 8 umgossen, der die Steckverbindungen mechanisch miteinander fi xiert, so dass ein Modul 12 als separates einstückiges Bauteil vorhanden ist, das die erste 2 und zweite 20 Trägerplatte miteinander verbindet.
4 zeigt schematisch einen Kontaktbereich 3 einer flexiblen Trägerplatte 2, der in einer Steckverbindung 4 mechanisch fixiert ist. Die mechanische Fixierung findet zwischen einem Presskeil 13 und einer Verriegelung 14 statt. Die flexible Trägerplatte 2, auf der eine lichtemittierende Vorrichtung 1 aufgebracht ist, wird auf einem Presskeil 13 mit einer Schiebevorrichtung 15 in das Innere der Steckverbindung geschoben. Wenn sich die flexible Trägerplatte 2, die einen Kontaktbereich 3 aufweist, in der richtigen Position befindet, fixiert die bewegliche Verriegelung 14 die Trägerplatte in dieser Position. Dabei wird der Kontaktbereich 3 auf die Metalllitze 16 gedrückt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Kontaktbereich 3 beispielsweise auch direkt auf die Verriegelung 14 gedrückt werden, wenn keine Metalllitze vorhanden ist. Die Verriegelung 14 und der Lötvorsatz 5 sind in dieser Ausführungsform einstückig ausgeformt und elektrisch leitend. Somit wird ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 3, der Metalllitze 16 und dem Lötvorsatz 5 hergestellt, oder in einer weiteren Ausführungsform direkt zwischen dem Kontaktbereich 3 und dem Lötvorsatz 5.
Die in den Figuren gezeigten Beispiele und die Ausführungsbeispiele zum Aufbau des lichtemittiernden Systems können beliebig variiert werden. Es ist weiterhin zu berücksichtigen, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern weitere, hier nicht aufgeführte Ausgestaltungen zulässt.

Claims

Lichtemittierendes System umfassend – eine erste flexible Trägerplatte (2), auf der zumindest eine erste lichtemittierende Vorrichtung (1) angeordnet ist und die einen ersten Kontaktbereich (3) zur elektrischen Anbindung an eine erste Steckverbindung (4) aufweist, und – eine erste Steckverbindung (4), in die der erste Kontaktbereich (3) der ersten flexiblen Trägerplatte (2) einsteckbar ist, wobei die Steckverbindung (4) entweder elektrisch leitend mit zumindest einer Zuleitung (6) zum Anschluss an eine Stromquelle oder elektrisch leitend mit einer zweiten Steckverbindung (40) verbunden ist und – die erste Steckverbindung (4) und die zumindest eine Zuleitung (6) oder die erste (4) und die zweite (40) Steckverbindung einstückig ausgeführt sind.
Lichtemittierendes System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest eine lichtemittierende Vorrichtung (1) eine Leuchtdiode umfasst.
Lichtemittierendes System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kontaktbereich (3) der ersten flexiblen Trägerplatte (2) in der ersten Steckverbindung (4) mechanisch fixierbar ist.
Lichtemittierendes System nach Anspruch 1, wobei die erste (4) und zweite (40) Steckverbindung jeweils einen Lötvorsatz (5) und (50) umfassen.
Lichtemittierendes System nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein elektrisch leitfähiges Substrat (7) vorhanden ist und die Lötvorsätze (5) und (50) auf das elektrisch leitfähige Substrat (7) gelötet sind.
Lichtemittierendes System nach Anspruch 4, wobei ein leitfähiges Substrat (7) vorhanden ist und die Zuleitung (6) ein Endstück aufweist, und der Lötvorsatz (5) der ersten Steckverbindung (4) und das Endstück (9) der Zuleitung (6) auf das leitfähige Substrat (7) gelötet sind.
Lichtemittierendes System nach Anspruch 4, wobei ein Endstück (9) der Zuleitung (6) vorhanden ist und der Lötvorsatz (5) der ersten Steckverbindung (4) und das Endstück (9) der Zuleitung (6) aneinandergelötet sind.
Lichtemittierendes System nach Anspruch 1, umfassend eine zweite flexible Trägerplatte (20), auf der zumindest eine zweite lichtemittierende Vorrichtung (10) angeordnet ist, wobei die zweite Steckverbindung (40) vorhanden ist, in der die zweite flexible Trägerplatte (20) mechanisch fixierbar ist.
Lichtemittierendes System nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei zumindest Teile der ersten Steckverbindung (4) und zumindest Teile des Endstücks (9) der Zuleitung (6) oder zumindest Teile der ersten Steckverbindung (4), das Substrat (7) und zumindest Teile des Endstücks (9) der Zuleitung (6) mit einem Verguss (8) umgossen sind.
Lichtemittierendes System nach Anspruch 5, wobei zumindest Teile der ersten Steckverbindung (4), das Substrat (7) und zumindest Teile der zweiten Steckverbindung (40) mit einem Verguss (8) umgossen sind.