DE102010010750A1 - Multi-layer substrate for printed circuit board for mounting and connecting electrical and/or electronic components, has guide module arranged on carrier surface side, where light emitted from light source is entered into lighting module - Google Patents

Multi-layer substrate for printed circuit board for mounting and connecting electrical and/or electronic components, has guide module arranged on carrier surface side, where light emitted from light source is entered into lighting module Download PDF

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Abstract

The substrate (1) has a distance frame (11) arranged on a surface side of a carrier and comprising a window, which laterally encloses a luminous body. An outer layer is arranged on the surface side opposite to side of the distance frame and has a transparent region in a region of a light surface. A light source (7) i.e. LED, is arranged on the surface side and emits light into a region lateral to the light source. A light guide module (9) is arranged on the surface side and beside the light source. The light emitted from the source is entered into the module that is made of opaque material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Leuchtkörper und bezieht sich im Besonderen auf die Integration eines flachen Leuchtkörpers mit einer im Verhältnis zur Dicke des Leuchtkörpers großen Lichtemissionsfläche in eine gedruckte Schaltung.The invention relates to a luminous element and relates in particular to the integration of a flat filament with a large in relation to the thickness of the filament light emitting surface in a printed circuit.

Zur Befestigung und Verbindung von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen werden vorzugsweise sogenannte gedruckte Schaltungen verwendet. Gedruckte Schaltungen sind flächige Gebilde aus einem elektrisch isolierenden Material, das einseitig oder doppelseitig mit dünnschichtigen Leiterbahnen versehen ist, die der elektrischen Verbindung der Bauelemente untereinander oder zu von außen zugänglichen Kontakten dienen. Gedruckte Schaltungen werden auch als Leiterplatten bezeichnet.For attachment and connection of electrical and / or electronic components, so-called printed circuits are preferably used. Printed circuits are planar structures of an electrically insulating material, which is provided on one or two sides with thin-layer conductor tracks, which serve the electrical connection of the components with each other or to externally accessible contacts. Printed circuits are also referred to as printed circuit boards.

Zur Realisierung komplexer Verbindungsmuster werden häufig mehrere ebene Leiterbahnstrukturen schichtweise übereinander angeordnet. Die einzelnen Leiterbahnebenen sind durch elektrisch isolierende Zwischenlagen voneinander getrennt. Solche Leiterplatten werden als Multilayerleiterplatten bezeichnet. Die Bauelemente befinden sich bei Multilayerleiterplatten wie bei den oben beschriebenen einfachen Leiterplatten in der Regel jeweils nur auf einer oder auf beiden Außenflächen der Leiterplatte.In order to realize complex connection patterns, a plurality of planar interconnect structures are often arranged one above the other in layers. The individual interconnect levels are separated by electrically insulating spacers. Such printed circuit boards are referred to as multilayer printed circuit boards. The components are in multilayer circuit boards as in the above-described simple circuit boards usually only one or both outer surfaces of the circuit board.

Bei einer Sonderform der Multilayerleiterplatten sind jedoch auch innerhalb der Leiterplatte Bauelemente angeordnet. Solche Leiterplatten mit im Inneren integrierten elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen sind auch unter der Bezeichnung aktive Multilayersubstrate bekannt. Ein aktives Multilayersubstrat besitzt eine Sandwichstruktur, bei der im einfachsten Fall eine Zwischenschicht zwei einander gegenüber angeordnete Schichten flächig verbindet. Häufig werden mehr als zwei Schichten mithilfe mehrerer Zwischenschichten zu einem Mehrschichtverbund miteinander verbunden. Für die Zwischenschichten werden häufig unter der Bezeichnung Prepregs bekannte mit Epoxidharz getränkte Glasfasergewebe verwendet. Bei diesen Materialien befindet sich das Harz im sogenannten B-Stage, d. h. in einem Zwischenstadium, bei dem das Harz noch nicht endgehärtet ist. Das Aushärten des Harzes erfolgt beim Verpressen der Zwischenschichte(n) mit den anderen Schichten zu einem Verbund, das bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Epoxidharzes vorgenommen wird. Die Bauelemente sind bei aktiven Multilayersubstraten jeweils im Bereich der Zwischenschichten angeordnet, die, um die mechanische Belastung der Bauelemente gering zu halten und um einen gleichmäßig dicken Verbund zu erzielen, Fenster aufweisen, in denen die Bauelement angeordnet sind.In a special form of multilayer printed circuit boards, however, components are also arranged inside the printed circuit board. Such printed circuit boards with integrated therein electrical and / or electronic components are also known under the name active multilayer substrates. An active multilayer substrate has a sandwich structure in which, in the simplest case, an intermediate layer connects two mutually opposing layers in a planar manner. Often, more than two layers are joined together using multiple interlayers to form a multi-layer composite. For the interlayers known epoxy resin impregnated glass fiber fabrics are often used under the name Prepregs. For these materials, the resin is in the so-called B-stage, i. H. at an intermediate stage where the resin is not yet fully cured. The curing of the resin takes place during compression of the intermediate layer (s) with the other layers to form a composite, which is carried out at a temperature above the glass transition temperature of the epoxy resin. In the case of active multilayer substrates, the components are each arranged in the region of the intermediate layers which, in order to keep the mechanical stress on the components small and to achieve a uniformly thick composite, have windows in which the components are arranged.

Aktive Multilayersubstrate eignen sich aufgrund •der hermetischen Kapselung der Bauelemente innerhalb des Substrats besonders für den Einsatz in aggressiven, feuchten oder mechanisch beanspruchten Umgebungen. Probleme ergeben sich jedoch, wenn das Multilayersubstrat Lichtemissionsflächen aufweisen soll, die größer als die im Substrat verwendeten Lichtquellen sind. Um die Dicke von Multilayersubstraten gering zu halten, werden bei Baugruppen, die in dieser Technologie hergestellt werden, nur kleinvolumige Lichtquellen wie beispielsweise LEDs (lichtemittierende Dioden) verwendet. Die Lichtemission erfolgt dabei in Richtung einer, meist der nächstliegenden, äußeren Schicht. Die Lichtabsorption der für die Ausbildung der Zwischenschichten verwendeten Materialien ist im Allgemeinen so hoch, dass trotz der Streuung des von den Lichtquellen emittierten Lichts in der Zwischenschicht, die Leuchtdichte an der äußeren Oberfläche des Multilayersubstrats schon in unmittelbarer Nachbarschaft zur Lichtquelle wesentlich geringer ist, als oberhalb der Lichtquelle selbst. Einige der für die Zwischenschichten verwendeten Materialien weisen darüberhinaus eine wellenlängenabhängige Absorption von Licht auf, wodurch sich die Farbe des Lichts mit zunehmendem Abstand zur Lichtquelle ändern kann.Active multilayer substrates are particularly suitable for use in harsh, damp or mechanically stressed environments due to the hermetic encapsulation of the components within the substrate. However, problems arise when the multilayer substrate is to have light emitting surfaces which are larger than the light sources used in the substrate. In order to minimize the thickness of multilayer substrates, assemblies manufactured using this technology use only small volume light sources such as LEDs (light emitting diodes). The light emission takes place in the direction of one, usually the closest, outer layer. The light absorption of the materials used for the formation of the intermediate layers is generally so high that, in spite of the scattering of the light emitted by the light sources in the intermediate layer, the luminance at the outer surface of the multilayer substrate is substantially lower in the immediate vicinity of the light source than above Some of the materials used for the intermediate layers also have a wavelength-dependent absorption of light, whereby the color of the light can change with increasing distance to the light source.

Um einen als Lichtemissionsfläche fungierenden Oberflächenbereich eines aktiven Multilayersubstrats auch dann gleichmäßig und ohne eventuelle Farbchangierungen auszuleuchten, wenn die lateralen Abmessungen der Lichtemissionsfläche größer als die Dicke der Zwischenschicht sind, müssen daher mehrere Lichtquellen nebeneinander angeordnet werden. Dies gilt auch dann, wenn die Lichtleitung von nur einer der Lichtquellen an sich bereits zur Ausleuchtung der Lichtemissionsfläche ausreichen würde. Hierdurch werden nicht nur die Herstellungskosten aufgrund des größeren Bauteileaufwands erhöht, sondern auch die Leistungsaufnahme des Multilayersubstrats.In order to evenly illuminate a surface area of an active multilayer substrate functioning as a light emission surface even without any color shading, if the lateral dimensions of the light emission surface are greater than the thickness of the intermediate layer, then a plurality of light sources must be arranged next to one another. This also applies if the light pipe of only one of the light sources per se would already be sufficient for illuminating the light emission surface. As a result, not only the manufacturing costs are increased due to the larger component cost, but also the power consumption of the multilayer substrate.

Es ist daher wünschenswert, ein mit Leuchtflächen ausgestattetes aktives Multilayersubstrat anzugeben, bei dem ein Maximum an Leuchtfläche mit einem Minimum an Lichtquellen ausgeleuchtet wird.It is therefore desirable to provide an illuminated multilayer active multilayer substrate in which a maximum of luminous area is illuminated with a minimum of light sources.

Ausführungsformen eines solchen Multilayersubstrats weisen einen Träger, einen Leuchtkörper, einen Distanzrahmen und eine Außenlage auf, wobei der Träger eine erste Oberflächenseite aufweist, die zur Aufnahme von elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen ausgebildet ist, der Leuchtkörper auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist und auf der der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite eine Leuchtfläche aufweist, der Distanzrahmen auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist und wenigstens ein Fenster aufweist, das den Leuchtkörper seitlich umschließt, und die Außenlage auf der der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Distanzrahmens angeordnet ist und im Bereich der Leuchtfläche wenigstens einen lichtdurchlässigen Bereich aufweist. Der Leuchtkörper des Multilayersubstrats umfasst dabei eine Lichtquelle und ein Lichtführungsmodul, wobei die Lichtquelle auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet und zur Emission von Licht in einen Bereich seitlich der Lichtquelle ausgebildet ist, das Lichtführungsmodul auf der ersten Oberflächenseite des Trägers und so neben der Lichtquelle angeordnet ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht in das für von der Lichtquelle emittiertes Licht durchlässig ausgebildetes Lichtführungsmodul eintritt.Embodiments of such a multilayer substrate have a carrier, a luminous body, a spacer frame and an outer layer, wherein the carrier has a first surface side, which is designed to receive electronic and / or electrical components, the luminous body is arranged on the first surface side of the carrier and on the the first side surface facing away from the carrier has a luminous surface, the spacer frame is arranged on the first surface side of the carrier and at least one window which surrounds the luminous body laterally, and the outer layer is disposed on the first surface side of the carrier side facing away from the spacer frame and in Area of the luminous area has at least one light-transmissive area. In this case, the luminous element of the multilayer substrate comprises a light source and a light guide module, wherein the light source is arranged on the first surface side of the support and designed to emit light in a region laterally of the light source, the light guide module is arranged on the first surface side of the support and thus adjacent to the light source in that light emitted by the light source enters the light guide module which is permeable to light emitted by the light source.

Ein solches Multilayersubstrat ermöglicht eine von der Zwischenschicht unbeeinträchtigte Ausbreitung des von der Lichtquelle emittierten Lichts unterhalb der Lichtemissionsfläche.Such a multilayer substrate makes it possible for the light emitted by the light source underneath the light emission surface to propagate without being disturbed by the intermediate layer.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe ”umfassen”, ”aufweisen”, ”beinhalten”, ”enthalten” und ”mit”, sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen.In this context, it is to be understood that the terms used in this specification and claims to include features include "comprise," "include," "include," "contain," and "with," as well as their grammatical variations, generally non-exhaustive of features such. Process steps, facilities, areas, sizes and the like, and in no way preclude the presence of other or additional features or groupings of other or additional features.

Ausführungsformen eines wie oben beschriebenen Multilayersubstrats weisen eine Streuvorrichtung auf, die zwischen dem lichtdurchlässigen Bereich der Außenlage und der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist, eine Ausdehnung quer zur Schichtfolge des Multilayersubstrats aufweist, die wenigstens dem äußeren Umfang des lichtdurchlässigen Bereichs der Außenlage entspricht, und die so angeordnet ist, dass von der Lichtquelle in das Lichtführungsmodul eingetretenes Licht die Streuvorrichtung beleuchtet. Eine solche Streuvorrichtung ermöglicht die Abstrahlung des Lichts von der Lichtemissionsfläche des Multilayersubstrats in einen großen Raumwinkelbereich. Bei Ausführungsformen hiervon ist die Streuvorrichtung auf einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls angeordnet. Bei anderen Ausführungsformen ist die Streuvorrichtung als rauer Bereich in einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls ausgebildet. Weitere Ausführungsformen weisen eine Streuvorrichtung auf, die als opaker Körper ausgebildet ist, der auf einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls angeordnet ist. Bei weiteren Ausführungsformen bildet die Außenlage die Streuvorrichtung.Embodiments of a multilayer substrate as described above include a spreader disposed between the translucent region of the outer layer and the first surface side of the carrier, extending transversely to the multilayer substrate sequence corresponding at least to the outer periphery of the translucent region of the outer layer, and is arranged so that light which has entered the light guide module from the light source illuminates the scattering device. Such a scattering device enables the radiation of the light from the light emitting surface of the multilayer substrate into a large solid angle range. In embodiments thereof, the scattering device is arranged on a side of the light guide module facing away from the first surface side of the carrier. In other embodiments, the scattering device is designed as a rough region in a side of the light guide module facing away from the first surface side of the carrier. Further embodiments have a scattering device, which is designed as an opaque body, which is arranged on a side facing away from the first surface side of the carrier of the light guide module. In further embodiments, the outer layer forms the spreader.

Andere Ausführungsformen weisen eine Streuvorrichtung auf, die innerhalb des Lichtführungsmoduls angeordnet ist. Bei Ausführungsformen hiervon ist das Lichtführungsmodul aus einem opaken Material gebildet. Bei anderen Ausführungsformen hiervon ist die Streuvorrichtung von einer Grenzfläche zwischen zwei Teilelementen des Lichtführungsmoduls gebildet. Ausgestaltungen hiervon weisen eine Grenzfläche auf, die eine zur Streuung von Licht ausgebildete Struktur umfasst. Die Struktur kann von der Oberflächenrauhigkeit der Grenzfläche, einer Riffelung der Grenzfläche, einer zweidimensionalen Profilierung der Grenzfläche oder Kombinationen hiervon gebildet sein. Vorzugsweise ist die Grenzfläche schräg zur ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet.Other embodiments include a spreader disposed within the light guide module. In embodiments thereof, the light guide module is formed from an opaque material. In other embodiments thereof, the scattering device is formed by an interface between two sub-elements of the light-guiding module. Embodiments thereof have an interface comprising a structure formed for scattering light. The structure may be formed by the surface roughness of the interface, a corrugation of the interface, a two-dimensional profiling of the interface, or combinations thereof. Preferably, the interface is disposed obliquely to the first surface side of the carrier.

Andere Ausführungsformen umfassen ein Lichtführungsmodul, das mehrere übereinander angeordnete lichtdurchlässige Schichten aufweist. Bei weiteren Ausführungsformen weist das Lichtführungsmodul eine Reflektorschicht auf, die an die, an die erste Oberflächenseite des Trägers anschließende Seite angebracht ist.Other embodiments include a light guide module having a plurality of translucent layers arranged one above the other. In further embodiments, the light guide module has a reflector layer attached to the side adjacent to the first surface side of the carrier.

Bei Ausführungsformen ist das Material des Lichtführungsmoduls oder von Teilen des Lichtführungsmoduls unter Polycarbonaten und/oder Glas ausgewählt.In embodiments, the material of the light guide module or parts of the light guide module is selected from polycarbonates and / or glass.

Ausführungsformen weisen eine Lichtquelle auf, die eine Leuchtdiode umfasst. Weiter Ausführungsformen weisen eine Lichtquelle auf, die einen Reflektor umfasst, der zum Reflektieren eines von der Lichtquelle erzeugten Lichts in einen Bereich seitlich der Lichtquelle ausgebildet ist.Embodiments include a light source comprising a light emitting diode. Further embodiments include a light source comprising a reflector adapted to reflect a light generated by the light source into an area laterally of the light source.

Die Außenlage umfast bei Ausführungsformen eine Harzschicht oder eine faserverstärkte Harzschicht, wobei für die Ausbildung der Harzschicht Epoxidharze als auch andere Harzsysteme verwendet werden können. Weitere Ausführungsformen bzw. Ausführungsformen hiervon umfassen eine lichtundurchlässige bzw. stark lichtabsorbierende Deckschicht, die auf der dem Distanzrahmen abgewandten Seite der Harzschicht bzw. faserverstärkten Harzschicht angeordnet ist und zumindest im Bereich der Leuchtfläche eine Öffnung aufweist.The backsheet, in embodiments, includes a resin layer or a fiber reinforced resin layer, wherein epoxy resins as well as other resin systems may be used to form the resin layer. Further embodiments or embodiments thereof comprise an opaque or strongly light-absorbing cover layer which is arranged on the side of the resin layer or fiber-reinforced resin layer facing away from the spacer frame and has an opening at least in the region of the luminous surface.

Bei weiteren der Ausführungsformen ist der Raum zwischen wenigstens einem Bauelement und dem Distanzrahmen oder dem Leuchtkörper und dem Distanzrahmen von einem Harz ausgefüllt, das das beim Verpressen der Schichten des Multilayersubstrats verwendete Harz ist.In other of the embodiments, the space between at least one device and the spacer frame or the luminous body and the spacer frame is filled by a resin which is the resin used in pressing the layers of the multilayer substrate.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. Von den beschriebenen Ausführungsbeispielen abweichende Ausführungsformen der Erfindung können die Merkmale in unterschiedlicher Anzahl und Kombination als auch in Verbindung mit weiteren Merkmalen aufweisen. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denenFurther features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. Of the described Embodiments deviating embodiments of the invention may have the features in different numbers and combinations as well as in conjunction with other features. In the following explanation of some embodiments of the invention reference is made to the accompanying figures, of which

1 einen schematischen Querschnitt durch einen in ein Multilayersubstrat integrierten Leuchtkörper zeigt, 1 shows a schematic cross section through an integrated into a multilayer substrate filament,

2 einen vergrößerten Ausschnitt des Multilayersubstrats von 1 zeigt, 2 an enlarged section of the multilayer substrate of 1 shows,

3 einen schematischen Querschnitt durch einen in ein Multilayersubstrat integrierten Leuchtkörper gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt, und 3 shows a schematic cross section through an integrated into a multilayer substrate filament according to another embodiment, and

4 eine schematische Draufsicht auf ein Multilayersubstrat gemäß 1 oder 3 zeigt. 4 a schematic plan view of a multilayer substrate according to 1 or 3 shows.

Die schematische Darstellung von 1 veranschaulicht einen Querschnitt durch ein Multilayersubstrat 1, in das ein Leuchtkörper integriert ist. Das Multilayersubstrat 1 weist einen Träger auf, der eine Schicht 3 aus einem elektrisch isolierenden Material und darauf angeordnete Strukturen 5 aus elektrisch leitendem Material umfasst, die im Folgenden als Leiterbahnen bezeichnet werden und der elektrischen Verbindung bzw. Anbindung von Bauelementen dienen. Auf der in 1 oberen Seite des Trägers ist eine Lichtquelle 7 angeordnet. Die Lichtquelle ist zur Wandlung von elektrischer Energie in Licht ausgebildet. Für die Zufuhr von elektrischer Energie ist die Lichtquelle 7 mit den Leiterbahnen 5 elektrisch verbunden.The schematic representation of 1 illustrates a cross section through a multilayer substrate 1 , in which a lamp is integrated. The multilayer substrate 1 has a carrier which is a layer 3 of an electrically insulating material and structures arranged thereon 5 comprising electrically conductive material, which are referred to below as strip conductors and serve the electrical connection or connection of components. On the in 1 Upper side of the carrier is a light source 7 arranged. The light source is designed to convert electrical energy into light. For the supply of electrical energy is the light source 7 with the tracks 5 electrically connected.

Seitlich neben der Lichtquelle 7 ist ein Lichtführungsmodul 9 angeordnet. Das Lichtführungsmodul 9 ist für Licht in einem Wellenlängenbereich durchlässig ausgebildet, der dem Wellenlängenbereich des Lichts entspricht, das die Lichtquelle 7 emittiert. Die dem Träger abgewandte Seite des Lichtführungsmoduls wird im Folgenden als Leuchtfläche bezeichnet. Lichtquelle 7 und Lichtführungsmodul 9 bilden Bestandteile des Leuchtkörpers.Laterally next to the light source 7 is a light guide module 9 arranged. The light guide module 9 is transparent to light in a wavelength range corresponding to the wavelength range of the light that is the light source 7 emitted. The side facing away from the carrier of the light guide module is referred to below as a luminous surface. light source 7 and light guide module 9 form components of the filament.

Lichtquelle 7 und Lichtführungsmodul 9 sind seitlich, d. h. an den in etwa in Richtung der Schichtfolge verlaufenden Seitenflächen, von einem Distanzrahmen 11 umgeben. Die dem Träger abgewandten Seiten von Lichtführungsmodul 9 und Distanzrahmen 11 sind von einer Außenlage abgedeckt, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer transparenten Schicht 13 und einer auf dieser angeordneten Deckschicht 14 mit hoher Lichtabsorption besteht, wobei die Deckschicht 14 oberhalb des Lichtführungsmoduls mit einer oder mehreren Öffnungen 12 versehen ist. Auf der dem Leuchtkörper abgewandten Seite des Trägers befinden sich Kontaktflächen 21, die über Vias 17 mit Leiterbahnen der Struktur 5 verbunden sind und die Versorgung der Lichtquelle 7 mit elektrischer Energie von einer Außenseite des Multilayersubstrats ermöglichen.light source 7 and light guide module 9 are laterally, ie at the extending approximately in the direction of the layer sequence side surfaces of a spacer frame 11 surround. The sides facing away from the carrier of light guide module 9 and distance frames 11 are covered by an outer layer, which in the illustrated embodiment of a transparent layer 13 and a cover layer disposed thereon 14 with high light absorption, with the topcoat 14 above the light guide module with one or more openings 12 is provided. On the side facing away from the luminous body of the carrier are contact surfaces 21 that about vias 17 with tracks of the structure 5 connected and the supply of the light source 7 enable with electrical energy from an outside of the multilayer substrate.

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Multilayersubstrats von 1 im Bereich um die Lichtquelle 7. Die dargestellte Lichtquelle 7 ist zur seitlichen Emission von Licht ausgebildet, d. h. die Lichtemission erfolgt quer zur Schichtfolge des Multilayersubstrats. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Lichtemission aus einer Seitenfläche der Lichtquelle 7, wobei die Lichtemission in einen Winkelbereich α erfolgt, der quer zur oberen Seite des Trägers angeordnet ist. Als Beispiele für solche Lichtquellen können die sogenannten ”side emitting LEDs” genannt werden. 2 shows an enlarged section of the multilayer substrate of 1 in the area around the light source 7 , The illustrated light source 7 is designed for the lateral emission of light, ie the light emission takes place transversely to the layer sequence of the multilayer substrate. In the illustrated embodiment, the light emission takes place from a side surface of the light source 7 , wherein the light emission takes place in an angular range α, which is arranged transversely to the upper side of the carrier. As examples of such light sources, the so-called "side emitting LEDs" may be mentioned.

Der lichtemittierenden Seite der Lichtquelle 7 gegenüber ist eine Seitenfläche des Lichtführungsmoduls 9 angeordnet, so dass von der Lichtquelle emittiertes Licht in das Lichtführungsmodul 9 eingekoppelt wird. Das Lichtführungsmodul 9 kann sowohl direkt an die lichtemittierende Seite der Lichtquelle angrenzen, als auch einen Abstand hierzu aufweisen. Da der Abstand bei der Herstellung des Multilayersubstrats mit Harz 25 ausgefüllt wird, das während des Verpressvorgangs aus dem Distanzrahmen austritt, ist auch in diesem Fall eine effektive Einkopplung des Lichts in das Lichtführungsmodul 9 gewährleistet. Allerdings sollte der Abstand so klein sein, dass für den jeweiligen Anwendungsfall die Absorption des Lichts im Harz 25 vernachlässigt werden kann.The light-emitting side of the light source 7 opposite is a side surface of the light guide module 9 arranged so that emitted light from the light source in the light guide module 9 is coupled. The light guide module 9 can both directly adjacent to the light-emitting side of the light source, as well as have a distance thereto. Since the distance in the production of the multilayer substrate with resin 25 is filled, which emerges from the spacer frame during the pressing process, is also in this case an effective coupling of the light in the light guide module 9 guaranteed. However, the distance should be so small that, for the particular application, the absorption of light in the resin 25 can be neglected.

Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform emittiert die Lichtquelle in einen Winkelbereich von mehr als 90 Grad. Dadurch wird die gesamte Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls 9, d. h. dessen dem Träger gegenüberliegende Oberfläche, direkt von der Lichtquelle beleuchtet. Der Lichtfluss an der Leuchtfläche kann erhöht werden, indem an der Unterseite des Lichtführungsmoduls 9 ein Reflektor z. B. in Form einer Metallisierung angebracht ist. Im in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls 9 von einer transparenten Schicht 13 der Außenlage bedeckt. Das Material dieser Schicht ist in der Regel ein Harz, beispielsweise ein Epoxidharz, das zur Befestigung der Deckschicht 14 auf Distanzrahmen und Lichtführungsmodul 9 dient. Das Harz weist in der Regel nicht klar sondern weist Streuzentren auf, an denen das durch die Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls 9 hindurchtretende Licht in unterschiedliche Raumrichtungen gestreut wird. Die transparente Schicht 13 kann auch Glasgewebe enthalten, wodurch der Streueffekt verstärkt wird. Aufgrund der Streuung wird die Beleuchtung der in der Deckschicht ausgebildeten Öffnungen 12 aus einem größeren Winkelbereich sichtbar. Ist dies nicht gewünscht, kann die transparente Schicht 13 im Bereich der Leuchtfläche mit einer oder mehreren Öffnungen ausgeführt sein, wobei sich die Öffnungen über die gesamte Leuchtfläche erstrecken, oder auf den oder die Bereiche der in der Deckschicht 14 ausgebildeten Öffnungen beschränken. Die Öffnung bzw. die Öffnungen können bereits vor dem Verpressen des Multilayersubstrats in der Deckschicht 14 ausgebildet sein, sie können aber auch nachträglich, zum Beispiel mittels Laserablation geformt werden. Umgekehrt kann die Deckschicht 14 bereits vor dem Verpressen Öffnungen im Bereich der Lichtemissionsflächen aufweisen, während die transparente Schicht 13 durchgängig, d. h. ohne entsprechende Öffnungen, ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Lichtemissionsflächen eben an die Oberfläche der Deckschicht 14 angrenzen sollen, denn das Material der transparenten Schicht 13 fließt während des Verpressvorgangs und füllt so die Freiräume in den Öffnungen der Deckschicht auf.At the in 2 In the embodiment shown, the light source emits in an angular range of more than 90 degrees. As a result, the entire luminous surface of the light guide module 9 , ie its surface opposite the carrier, illuminated directly by the light source. The light flux at the luminous surface can be increased by placing at the bottom of the light guide module 9 a reflector z. B. is attached in the form of a metallization. Im in the 1 and 2 illustrated embodiment, the luminous surface of the light guide module 9 from a transparent layer 13 covered the outer layer. The material of this layer is usually a resin, for example an epoxy resin, which is used to attach the cover layer 14 on spacer frame and light guide module 9 serves. As a rule, the resin is not clear but has scattering centers, through which the light through the luminous surface of the light guide module 9 passing light is scattered in different spatial directions. The transparent layer 13 may also contain glass cloth, which enhances the scattering effect. Due to the scattering, the illumination of the openings formed in the cover layer becomes 12 from a larger angle range visible. If this is not desired, the transparent layer 13 be carried out in the region of the luminous surface with one or more openings, wherein the openings extend over the entire luminous area, or on the one or more areas of the in the cover layer 14 restrict trained openings. The opening or the openings can already be in the cover layer before the multilayer substrate is pressed 14 be formed, but they can also be subsequently formed, for example by means of laser ablation. Conversely, the cover layer 14 already have openings in the region of the light emission surfaces before the pressing, while the transparent layer 13 continuous, ie without corresponding openings, is formed. This is particularly advantageous if the light emission surfaces just to the surface of the cover layer 14 should border, because the material of the transparent layer 13 flows during the injection process and thus fills the free spaces in the openings of the cover layer.

Bei anderen Ausführungsformen weist das Lichtführungsmodul 9 optische Inhomogenitäten auf, an denen Lichtstrahlen abgelenkt bzw. gestreut werden. Solche Inhomogenitäten können beispielsweise von Streuzentren gebildet sein, die im Innenvolumen des Lichtführungsmoduls angeordnet sind. Bei einer homogenen Verteilung der Streuzentren im Volumen des Lichtführungsmoduls wird ein konstanter Anteil des lokalen Lichtstroms zur Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls 9 abgelenkt. Ausgestaltungen solcher Ausführungsformen weisen ein Lichtführungsmodul aus einem opaken Material auf, wobei in dieser Schrift unter dem Begriff eines opaken Materials ein Material zu verstehen ist, das lichtdurchlässig aber trübe ist, so dass durch das Material beobachtete Objekte nur verschwommen oder gar nicht wahrgenommen werden können. Der Begriff opak, wie er in dieser Schrift zu verstehen ist, umfasst insbesondere keine Lichtabsorption.In other embodiments, the light guide module 9 optical inhomogeneities on which light rays are deflected or scattered. Such inhomogeneities can be formed, for example, by scattering centers, which are arranged in the inner volume of the light guide module. In a homogeneous distribution of the scattering centers in the volume of the light guide module, a constant proportion of the local luminous flux to the luminous surface of the light guide module 9 distracted. Embodiments of such embodiments have a light guide module made of an opaque material, in this document the term "opaque material" is to be understood as meaning a material which is translucent but opaque, so that objects observed through the material can only be perceived blurred or not at all. The term opaque, as it is to be understood in this document, in particular does not include light absorption.

Weitere Ausgestaltungen weisen ein Lichtführungsmodul 9 mit einer im Inneren angeordneten Grenzfläche auf, deren optische Eigenschaften sich von denen des sie umgebenden Materials unterscheiden. Beispielsweise kann das Lichtführungsmodul 9 aus zwei keilförmigen Teilelementen geringer Opazität gebildet sein, die so aufeinandergelegt werden, dass die Grenzfläche zwischen den beiden Teilelementen unter einem Winkel zur Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls verläuft. Bei einem oder bei beiden der Teilelemente ist die an die Grenzfläche anschließende Oberfläche aufgeraut, so dass man eine schräg durch das Lichtführungsmodul verlaufende Ebene von Streuzentren erhält, die sowohl auf ihre Unterseite wie auch auf ihre Oberseite auftreffendes Licht streut. Aufgrund der Schrägstellung wird die streuende Fläche gleichmäßig von den Lichtquellen 7 ausgeleuchtet, wodurch eine homogene Ausleuchtung der Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls 9 erzielt wird.Further embodiments have a light guide module 9 with an internally arranged interface whose optical properties differ from those of the surrounding material. For example, the light guide module 9 be formed of two wedge-shaped sub-elements of low opacity, which are superimposed so that the interface between the two sub-elements extends at an angle to the luminous surface of the light guide module. In one or both of the sub-elements, the surface adjacent to the interface is roughened so as to obtain a plane of scattering planes extending obliquely through the light-guiding module which scatters light impinging on both its underside and top surface. Due to the inclination, the scattering surface becomes uniform from the light sources 7 illuminated, whereby a homogeneous illumination of the luminous surface of the light guide module 9 is achieved.

Andere Ausgestaltungen weisen ein aus zwei Teilelementen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufgebautes Lichtführungsmodul 9 auf. Bei einer dieser Ausgestaltung ist das an den Träger grenzende Teilelement aus einem durchsichtigen Material oder aus einem Material geringer Opazität gebildet, während das die Leuchtfläche umfassende Teilelement aus einem Material höherer Opazität gebildet ist. Die Grenzfläche zwischen den beiden Teilelementen ist unter einem Winkel zur Leuchtfläche bzw. zur oberen Fläche des Trägers angeordnet, so dass eine bezüglich der durchschnittlichen Wahrnehmung durch einen Menschen gleichmäßige Streuung des eingekoppelten Lichts zur Leuchtfläche gewährleistet ist. Die Grenzfläche kann sowohl planar als auch gekrümmt ausgeführt sein. Eine gekrümmte Grenzfläche eignet sich insbesondere für lange Lichtführungsmodule, in die von nur einer Seite Licht eingekoppelt wird. In diesem Fall weist die Grenzfläche nahe der Lichtquelle 7 zweckmäßig einen geringeren Winkel zur durchschnittlichen Richtung des eingekoppelten Lichts auf, als in größerer Entfernung zur Lichtquelle.Other embodiments have a light guide module constructed from two subelements with different optical properties 9 on. In one of these embodiments, the partial element adjacent to the carrier is formed of a transparent material or of a material of low opacity, while the partial element comprising the luminous surface is formed of a material of higher opacity. The interface between the two sub-elements is arranged at an angle to the luminous surface or to the upper surface of the carrier, so that with respect to the average perception by a human uniform scattering of the injected light to the luminous surface is ensured. The interface may be planar as well as curved. A curved interface is particularly suitable for long light guide modules, in which light is coupled from only one side. In this case, the interface is near the light source 7 expediently a smaller angle to the average direction of the injected light, as at a greater distance to the light source.

Bei alternativen Ausführungsformen eines zweiteiligen Lichtführungsmoduls 9 ist die Grenzfläche zwischen den beiden Teilelementen profiliert. Beispielsweise kann die Grenzfläche geriffelt ausgeführt sein, wobei die Längsrichtung der Riffelung vorzugsweise quer zur Richtung des eingekoppelten Lichts angeordnet ist. Aufgrund der Inhomogenität im Brechungsindex an der Grenzfläche wird ein Teil des eingekoppelten Lichts an den Riffelungen in Richtung der Leuchtfläche abgelenkt. Bei sehr feiner Riffelung entsteht so eine optisch gleichmäßige Ausleuchtung der Leuchtfläche. Bei gröberer Riffelung weist die Ausleuchtung ein Streifenmuster auf, das als gestalterisches Element eingesetzt werden kann. Die eventuelle Musterung der Ausleuchtung kann durch Verwendung eines opaken Materials für das die Leuchtfläche enthaltende Teilelement abgemildert werden. Bei Materialien hoher Opazität wird die Musterung der Ausleuchtung vollständig verwischt. Selbstverständlich kann die geriffelte Grenzfläche auch schräg zur Richtung des eingekoppelten Lichts angeordnet sein. Weitere Ausführungsformen weisen eine zweidimensional, z. B. ähnlich einem Eierkarton, profilierte Grenzfläche auf. Andere Ausführungsformen eines Lichtführungsmoduls 9 sind aus mehr als zwei aufeinander angeordneten Schichten aufgebaut sind, wobei sich die einzelnen Schichten untereinander in ihren optischen Eigenschaften, wie beispielsweise ihrer Opazität und/oder ihrer Brechzahl, unterscheiden können. Andere Lichtführungsmodule 9 bestehen aus einem durchsichtigen Material, das an der Leuchtfläche mattiert ist. Ferner kann das Lichtführungsmodul einen Hohlraum umfassen, der zwischen der Leuchtfläche und dem Träger angeordnet ist.In alternative embodiments of a two-part light guide module 9 is the interface between the two sub-elements profiled. By way of example, the boundary surface may be corrugated, with the longitudinal direction of the corrugation being preferably arranged transversely to the direction of the coupled-in light. Due to the inhomogeneity in the refractive index at the interface, a part of the coupled-in light is deflected at the corrugations in the direction of the luminous surface. With very fine corrugation, this results in optically uniform illumination of the illuminated surface. With coarser corrugation, the illumination has a striped pattern that can be used as a design element. The possible patterning of the illumination can be alleviated by using an opaque material for the sub-element containing the light-emitting surface. For high opacity materials, the pattern of illumination is completely blurred. Of course, the corrugated interface may also be arranged obliquely to the direction of the coupled-in light. Other embodiments have a two-dimensional, z. B. similar to an egg carton, profiled interface. Other embodiments of a light guide module 9 are made up of more than two layers arranged on top of one another, wherein the individual layers can differ from each other in their optical properties, such as, for example, their opacity and / or their refractive index. Other light guide modules 9 consist of a transparent material, which is frosted on the luminous surface. Furthermore, the Light guide module comprise a cavity which is arranged between the luminous surface and the carrier.

Das Lichtführungsmodul bzw. die Teilelemente des Lichtführungsmoduls 9 können aus Polycarbonaten wie z. B. dem unter dem Handelsnamen Makrolon® erhältlichen Kunststoff oder aus Glas gefertigt sein.The light guide module or the sub-elements of the light guide module 9 can be made of polycarbonates such. B. the plastic available under the trade name Makrolon ® or be made of glass.

Die Anzahl der Lichtquellen 7 zum Einkoppeln von Licht in das Lichtführungsmodul 9 richtet sich nach Größe und Geometrie der Leuchtfläche. Bei schmalen nicht zu langen Leuchtflächen reicht in der Regel eine an einer Schmalseite des Lichtführungsmoduls 9 angeordnete Lichtquelle 7 zum Erzielen einer gleichmäßigen Ausleuchtung aus. Bei längeren schmalen Lichtführungsmodulen ist zum Erzielen einer gleichmäßig ausgeleuchteten Leuchtfläche häufig eine an einer weiteren Schmalseite des Lichtführungsmoduls 9 angeordnete Lichtquelle 7 erforderlich. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 3 veranschaulicht. Das darin gezeigte Multilayersubstrat 2 weist zwei Lichtquellen 7 auf, deren lichtemittierenden Seitenflächen an einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Lichtführungsmoduls 9 angeordnet sind. Flächige Leuchtflächen erfordern zum Erzielen einer für ein durchschnittliches menschliches Sehvermögen gleichmäßig erscheinenden Ausleuchtung häufig mehr als zwei Lichtquellen 7, wobei die Lichtquellen entlang des Umfangs des Lichtführungsmoduls 9 verteilt angeordnet sind. Bei dem in 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Unterseite des Trägers mit einer weiteren Lage 19 aus einem elektrisch isolierenden Material abgedeckt. Die nun an der Außenseite dieser unteren Schicht 19 befindlichen Kontakte 21 sind über Vias 23 mit Elementen der Leiterbahnstruktur 15 auf der Unterseite des Trägers elektrisch verbunden, die ihrerseits über Vias 17 mit der Leiterbahnstruktur auf der Oberseite des Trägers verbunden sind. Über die Kontakte 21 können die Lichtquellen 7 von außerhalb der als Multilayersubstrat 2 ausgeführten Baugruppe mit elektrischer Energie versorgt werden.The number of light sources 7 for coupling light into the light guide module 9 depends on the size and geometry of the illuminated area. For narrow not too long luminous surfaces usually enough on a narrow side of the light guide module 9 arranged light source 7 to achieve a uniform illumination. For longer narrow light guide modules to achieve a uniformly illuminated luminous surface is often one on another narrow side of the light guide module 9 arranged light source 7 required. A corresponding embodiment is in 3 illustrated. The multilayer substrate shown therein 2 has two light sources 7 on, the light emitting side surfaces on opposite side surfaces of the light guide module 9 are arranged. Flat luminous surfaces often require more than two light sources to achieve illumination that appears uniform for average human vision 7 , wherein the light sources along the circumference of the light guide module 9 are arranged distributed. At the in 3 illustrated embodiment, the underside of the carrier with another layer 19 covered by an electrically insulating material. The now on the outside of this lower layer 19 located contacts 21 are over vias 23 with elements of the conductor track structure 15 electrically connected to the underside of the carrier, which in turn via vias 17 are connected to the conductor track structure on the top of the carrier. About the contacts 21 can the light sources 7 from outside as a multilayer substrate 2 executed assembly are supplied with electrical energy.

Die Bauhöhe des Lichtführungsmoduls 9 entspricht zweckmäßig der Bauhöhe der Lichtquellen 7. Dadurch wird einerseits sichergestellt, dass die Deckschicht sowohl auf den Lichtquellen 7 als auch auf dem Lichtführungsmodul 9 eben aufliegt, andererseits wird so der maximale Anteil des von den Lichtquellen 7 emittierten Lichtstroms in das Lichtführungsmodul 9 eingekoppelt. Die zum Einkoppeln des Lichts vorgesehenen Seitenflächen können glatt ausgeführt sein, so dass der Winkelbereich, in den die Lichtquelle 7 emittiert nur dem Brechungsindex bzw. der Brechzahl des Lichtführungsmoduls entsprechend verändert wird. Um den Winkelbereich, mit dem Licht in das Lichtführungsmodul 9 eingekoppelt wird, weitgehend unabhängig von dem Winkelbereich zu gestalten, in den die Lichtquelle Licht emittiert, ist die Lichteinkoppelfläche des Lichtführungsmoduls 9 vorzugsweise matt ausgeführt, d. h. mit einer rauen bzw. aufgerauten Oberfläche.The height of the light guide module 9 Corresponds appropriately to the height of the light sources 7 , This ensures on the one hand that the cover layer on both the light sources 7 as well as on the light guide module 9 just rests, on the other hand, so the maximum proportion of the light sources 7 emitted luminous flux in the light guide module 9 coupled. The provided for coupling the light side surfaces can be made smooth, so that the angular range in which the light source 7 emitted only the refractive index or the refractive index of the light guide module is changed accordingly. Around the angular range, with the light in the light guide module 9 is coupled to make largely independent of the angular range in which the light source emits light is the light input surface of the light guide module 9 preferably made matte, ie with a rough or roughened surface.

Andere (in den Figuren nicht dargestellte) Ausführungsformen weisen eine auf dem Träger angeordnete Lichtquelle auf, deren lichtemittierende Fläche zur Außenlage des Multilayersubstrats weist, und die zur Emission von Licht in einen bestimmten Raumwinkelbereich ausgebildet ist. Die Lichtquelle kann beispielsweise von einer Diode gebildet sein, deren Lichtstrom unter einem Winkel von 60 Grad zur Normale ihrer Lichtemissionsfläche noch die Hälfte des in Richtung der Normalen ausgestrahlten Lichtstroms beträgt. Anders als bei den oben beschriebenen Ausführungsformen schließt bei diesen Ausführungsformen das Lichtführungsmodul 9 nicht seitlich an die Lichtquelle 7 an, sondern überdeckt deren lichtemittierende Fläche. Bei Ausführungsformen hiervon ist die Lichtquelle in einem Abstand zur nächstliegenden Seitenfläche des Lichtführungsmoduls angeordnet. Da die Lichtquelle Licht innerhalb eines Strahlenkegels aussendet, wird ein ausreichender Teil des abgestrahlten Lichts an der, der Einkopplungsfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Lichtführungsmoduls 9 reflektiert und gelangt durch Mehrfachreflexion and den Seitenflächen des Lichtführungsmoduls zu dessen Leuchtfläche. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Leuchtfläche zu erreichen, deckt die Deckschicht das Lichtführungsmodul 9 oberhalb der Lichtquelle vorzugsweise ab. Die Effektivität der Ausleuchtung der Leuchtfläche kann durch Verspiegeln der Oberflächen des Lichtführungsmoduls im Bereich unterhalb der Deckschicht 14 erhöht werden, wobei natürlich die an die lichtemittierende Fläche der Lichtquelle 7 anschließende Einkoppelfläche des Lichtführungsmoduls 9 vorzugsweise nicht verspiegelt ist.Other embodiments (not shown in the figures) have a light source arranged on the support, the light emitting surface facing the outer layer of the multilayer substrate, and which is designed to emit light in a specific solid angle range. The light source may be formed, for example, by a diode whose luminous flux at an angle of 60 degrees to the normal of its light emission surface is still half of the luminous flux emitted in the direction of the normal. Unlike the above-described embodiments, in these embodiments, the light guide module closes 9 not sideways to the light source 7 but covers their light-emitting surface. In embodiments thereof, the light source is arranged at a distance to the nearest side surface of the light guide module. Since the light source emits light within a beam cone, a sufficient part of the radiated light becomes at the surface of the light guide module opposite to the coupling surface 9 reflects and passes through multiple reflection on the side surfaces of the light guide module to the luminous surface. In order to achieve a uniform illumination of the luminous area, the cover layer covers the light guide module 9 preferably above the light source. The effectiveness of the illumination of the luminous surface can be achieved by mirroring the surfaces of the light guide module in the area below the cover layer 14 are increased, of course, to the light-emitting surface of the light source 7 subsequent coupling surface of the light guide module 9 preferably not mirrored.

Der Distanzrahmen 11 wird bei Ausführungsformen aus mit Epoxidharz getränkten Glasfasern gebildet. Entsprechende Materialien sind beispielsweise unter der Materialkennung FR4 im Handel erhältlich. Selbstverständlich eignen sich auch andere Materialien mit z. B. anderen Harzformulierungen zur Ausbildung eines Distanzrahmens 11. Die Dicke des Distanzrahmens entspricht bei Ausführungsformen in etwa der Dicke von Lichtführungsmodul 9 und Lichtquellen 7. Im Distanzrahmen 11 sind Öffnungen zur Aufnahme von Lichtführungsmodul 9 und Lichtquelle bzw. Lichtquellen 7 ausgebildet.The distance frame 11 is formed in embodiments of epoxy resin impregnated glass fibers. Corresponding materials are commercially available, for example, under the material identifier FR4. Of course, other materials with z. B. other resin formulations for forming a spacer frame 11 , The thickness of the spacer frame in embodiments corresponds approximately to the thickness of the light guide module 9 and light sources 7 , In the distance frame 11 are openings for receiving light guide module 9 and light source or light sources 7 educated.

Die Außenlage weist im Allgemeinen eine stark lichtabsorbierende Deckschicht 14 auf, die auf einer transparenten Schicht 13 angeordnet ist. Die Außenlage kann beispielsweise von einer dünnen Kupferfolie gebildet sein, die einseitig mit einer dünnen Epoxidharzlage (im Allgemeinen weniger als 100 μm dick) beschichtet ist. Solche Folien sind unter der Bezeichnung RCC-Folien (Resin Coated Copper Foil) im Handel. Das Strukturieren der Kupferfolie zur Ausbildung von Öffnungen im Bereich der Leuchtfläche kann mit in der Leiterplattentechnik üblichen Verfahren, wie beispielsweise fotolithografischen Verfahren erfolgen. Andere Ausführungsformen weisen eine Außenlage auf, die während des Verpressvorgangs aus einer Kupferfolie und einer separaten Harz- oder Prepreglage gebildet werden. Da bei solchen Ausführungsformen auch dickere Epoxidharzlagen eingesetzt werden können, werden diese insbesondere dann gegenüber RCC-Folien bevorzugt, wenn Differenzen zwischen den Bauhöhen der Bauelemente und dem diese umgebenden Distanzrahmen einen Niveauausgleich erfordern.The outer layer generally has a strongly light-absorbing cover layer 14 on top of a transparent layer 13 is arranged. The outer layer may for example be formed by a thin copper foil, which is coated on one side with a thin epoxy resin layer (generally less than 100 microns thick). Such films are commercially available under the name RCC films (Resin Coated Copper Foil). The structuring of the copper foil to form openings in the region of the luminous area can be carried out using methods customary in printed circuit board technology, for example photolithographic methods. Other embodiments have an outer layer which is formed during the compression process of a copper foil and a separate resin or prepreg layer. Since thicker Epoxidharzlagen can be used in such embodiments, they are particularly preferred over RCC films, if differences between the heights of the components and the surrounding spacer frames require leveling.

Andere Außenlagen weisen eine lichtundurchlässige oder zumindest stark lichtabsorbierende Deckschicht 14 auf, die von einer Metallfolie, einer Kunststofffolie, einem Holzfurnier oder einem Aufdruck gebildet ist. Wird die Deckschicht von einer Kupferfolie gebildet, so kann die Oberfläche der Deckschicht durch chemische Behandlung, elektrolytische Beschichtung – beispielsweise mit Gold oder Silber – oder durch Auftragen einer Lackschicht veredelt werden. Statt Kupfer können auch andere Metalle wie z. B. Aluminium, Edelstahl, Messing und dergleichen mehr zur Ausbildung der Deckschicht 14 verwendet werden, deren Oberflächen ebenfalls veredelt werden können. Alternativ kann die Deckschicht von einem Echtholzfurnier oder einer lichtundurchlässig bedruckten lichtdurchlässigen Folie gebildet sein.Other outer layers have an opaque or at least strongly light-absorbing cover layer 14 on, which is formed by a metal foil, a plastic film, a wood veneer or a print. If the cover layer is formed by a copper foil, the surface of the cover layer can be finished by chemical treatment, electrolytic coating, for example with gold or silver, or by application of a lacquer layer. Instead of copper, other metals such. As aluminum, stainless steel, brass and the like for the formation of the cover layer 14 be used, whose surfaces can also be finished. Alternatively, the cover layer may be formed by a real wood veneer or an opaque printed translucent film.

4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Multilayersubstrat 1 bzw. 2 gemäß einer der oben erläuterten Ausführungsformen. Im Bereich der Leuchtfläche des Lichtführungsmoduls befinden sich Öffnungen 12 in der Deckschicht 14, die ein grafisches Anzeigelement in der Deckschicht 13 ausbilden. Statt grafischer Anzeigelemente mit Symbolcharakter kann die Deckfolie 14 auch als Schriftzeichen oder Texte strukturierte grafische Anzeigelemente enthalten. 4 shows a schematic plan view of a multilayer substrate 1 respectively. 2 according to one of the embodiments explained above. In the area of the luminous surface of the light guide module are openings 12 in the topcoat 14 , which is a graphic display element in the topcoat 13 form. Instead of graphical display elements with symbolic character, the cover sheet 14 also contain graphic display elements structured as characters or texts.

Zur Herstellung eines Multilayersubstrats mit wie oben erläuterten flächigen Leuchtkörper, wird zunächst der Träger mit in der Leiterplattentechnik und Multilayertechnik üblichen Verfahren hergestellt und mit einer oder mehreren Lichtquellen 7 bestückt. Falls das Multilayersubstrat weitere Bauelemente umfasst, werden der Träger und eventuell weitere Träger des Multilayersubstrats auch mit diesen weiteren Bauelementen bestückt. Anschließend werden das oder die Lichtführungsmodule 9 an den vorgesehenen Stellen an der Oberseite des Trägers angebracht. Die Lichtführungsmodule 9 können auf den Träger aufgelegt oder mit diesem verklebt werden. Anschließend wird der mit Aussparungen bzw. Fenstern zur Aufnahme von Bauelementen und Lichtführungsmodulen versehene Distanzrahmen auf den Träger aufgebracht und mit einer Außenlage abgedeckt. Das Aufbringen des oder der Lichtführungsmodule und des Distanzrahmens kann auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen werden. Der Distanzrahmen aus mit aus mit Harz getränkten Glasfasern bestehen. Der Distanzrahmen kann auch aus einem Materialmix bestehen, d. h. als ein unterschiedliche Materialien umfassender Verbundwerkstoff. Beispielsweise kann der Distanzrahmen mehrlagig aufgebaut sein, wobei das Harz einiger Lagen bereits endgehärtet ist und das Harz anderer Lagen sich noch im nicht endgehärteten Zustand, dem sogenannten B-Stage, befindet, damit es beim Verpressen fließen kann.In order to produce a multilayer substrate having a planar luminous element as explained above, the substrate is first produced using methods customary in printed circuit board technology and multilayer technology and with one or more light sources 7 stocked. If the multilayer substrate comprises further components, the carrier and possibly further carriers of the multilayer substrate are also equipped with these further components. Subsequently, the or the light guide modules 9 attached to the intended locations on the top of the carrier. The light guide modules 9 can be placed on the support or glued to it. Subsequently, the provided with recesses or windows for receiving components and light guide modules spacer frame is applied to the carrier and covered with an outer layer. The application of the light guide modules and the spacer frame can also be done in reverse order. The spacer frame consist of glass fibers impregnated with resin. The spacer frame may also consist of a material mix, ie as a composite material comprising different materials. For example, the spacer frame can be constructed in multiple layers, wherein the resin of some layers is already hardened and the resin of other layers is still in the non-final cured state, the so-called B-stage, so that it can flow during compression.

In einem nachfolgenden Schritt wird der so gebildete Mehrschichtverbund unter Vakuum Verpresst. Das Verpressen erfolgt bei einer Temperatur, die oberhalb der Glasübergangstemperatur des Distanzrahmens und eventuell weiterer Zwischenschichten des Multilayersubstrats liegt, aber unterhalb einer Temperatur, die die optischen Eigenschaften eines Lichtführungsmoduls 9 oder einer Lichtquelle 7 beeinträchtigt. Während des Verpressvorgangs tritt aus dem Distanzrahmen Harz aus und füllt die Räume zwischen dem Distanzrahmen und dem Lichtführungsmodul 9 sowie den Lichtquellen und eventuell anderen Bauelementen aus. Auch zwischen dem Träger und diesen Elementen existierende Zwischenräume werden von dem Harz 25 befüllt. Bei Verwendung eines Epoxidharz enthaltenden Distanzrahmens wird das Verpressen bei einer Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur des Harzes vorgenommen, vorzugsweise bei Temperaturen aus einem Bereich von etwa 130 bis etwa 185°C, bevorzugter aus einem Bereich von etwa 150 und etwa 180°C und insbesondere bevorzugt aus einem Bereich von etwa 170 bis etwa 180°C. Die Presszeit kann bei niedrigeren Verpresstemperaturen länger als bei höheren Verpresstemperaturen gewählt werden.In a subsequent step, the multi-layer composite thus formed is pressed under vacuum. The pressing takes place at a temperature which is above the glass transition temperature of the spacer frame and possibly further intermediate layers of the multilayer substrate, but below a temperature which is the optical properties of a light guide module 9 or a light source 7 impaired. During the pressing process, resin leaves the spacer frame and fills the spaces between the spacer frame and the light guide module 9 as well as the light sources and possibly other components. Also between the carrier and these elements existing gaps are from the resin 25 filled. When using a spacer frame containing epoxy, compression is performed at a temperature above the glass transition temperature of the resin, preferably at temperatures in the range of about 130 to about 185 ° C, more preferably in the range of about 150 and about 180 ° C, and most preferably a range of about 170 to about 180 ° C. The pressing time can be selected longer at lower pressing temperatures than at higher pressing temperatures.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht flache, plattenförmige Baugruppen mit Dicken von z. B. weniger als 2 Millimetern mit flächigen, gleichmäßig ausgeleuchteten Lichtemissionsflächen, wobei die elektrischen bzw. elektronischen Komponenten der Baugruppen im Inneren der Baugruppe vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt angeordnet sind.The present invention enables flat, plate-shaped assemblies with thicknesses of z. B. less than 2 millimeters with flat, uniformly illuminated light emission surfaces, wherein the electrical or electronic components of the assemblies are arranged protected inside the assembly from harmful environmental influences.

Claims (20)

Multilayersubstrat mit einem Träger, einem Leuchtkörper, einem Distanzrahmen (11) und einer Außenlage, worin – der Träger eine erste Oberflächenseite aufweist, die zur Aufnahme von elektronischen und/oder elektrischen Bauelementen (7) ausgebildet ist, – der Leuchtkörper auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist und auf der der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite eine Leuchtfläche aufweist, – der Distanzrahmen (11) auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist und wenigstens ein Fenster aufweist, das den Leuchtkörper seitlich umschließt, und – die Außenlage auf der der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Distanzrahmens (11) angeordnet ist und im Bereich der Leuchtfläche wenigstens einen lichtdurchlässigen Bereich (12) aufweist, und worin – der Leuchtkörper eine Lichtquelle (7) und ein Lichtführungsmodul (9) umfasst, – die Lichtquelle (7) auf der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet und zur Emission von Licht in einen Bereich seitlich der Lichtquelle (7) ausgebildet ist, – das Lichtführungsmodul (9) auf der ersten Oberflächenseite des Trägers und so neben der Lichtquelle (7) angeordnet ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht in das für von der Lichtquelle emittiertes Licht durchlässig ausgebildetes Lichtführungsmodul (9) eintritt.Multilayer substrate with a carrier, a luminous body, a spacer frame ( 11 ) and an outer layer, wherein - the carrier has a first surface side, which for receiving electronic and / or electrical components ( 7 ), - the luminous body is arranged on the first surface side of the carrier and has a luminous surface on the side facing away from the first surface side of the carrier, - the spacer frame ( 11 ) is arranged on the first surface side of the carrier and has at least one window which laterally surrounds the luminous body, and - the outer layer on the side of the spacer frame facing away from the first surface side of the carrier ( 11 ) is arranged and in the region of the luminous area at least one transparent area ( 12 ), and wherein - the luminous element is a light source ( 7 ) and a light guide module ( 9 ), - the light source ( 7 ) is arranged on the first surface side of the carrier and for the emission of light in an area laterally of the light source ( 7 ), - the light guide module ( 9 ) on the first surface side of the carrier and so next to the light source ( 7 ) is arranged so that emitted light from the light source in the light emitted from the light source light transmissive light guide module ( 9 ) entry. Multilayersubstrat nach Anspruch 1, das ferner eine Streuvorrichtung aufweist, die zwischen dem lichtdurchlässigen Bereich der Außenlage und der ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist, eine Ausdehnung quer zur Schichtfolge des Multilayersubstrats (1, 2) aufweist, die wenigstens dem äußeren Umfang des lichtdurchlässigen Bereichs der Außenlage entspricht, und die so angeordnet ist, dass von der Lichtquelle (7) in das Lichtführungsmodul (9) eingetretenes Licht die Streuvorrichtung beleuchtet.The multilayer substrate according to claim 1, further comprising a spreader disposed between the transparent portion of the outer layer and the first surface side of the substrate, extending transversely of the layer sequence of the multilayer substrate. 1 . 2 ), which corresponds at least to the outer periphery of the translucent area of the outer layer, and which is arranged so that from the light source ( 7 ) in the light guide module ( 9 ) entered light illuminates the spreader. Multilayersubstrat nach Anspruch 2, worin die Streuvorrichtung auf einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls (9) angeordnet ist.A multilayer substrate according to claim 2, wherein the scattering device is disposed on a side of the light guiding module (8) facing away from the first surface side of the carrier ( 9 ) is arranged. Multilayersubstrat nach Anspruch 3, worin die Streuvorrichtung als rauer Bereich einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls (9) ausgebildet ist.Multilayer substrate according to Claim 3, in which the scattering device is in the form of a rough region of a side of the light guide module (8) facing away from the first surface side of the support ( 9 ) is trained. Multilayersubstrat nach Anspruch 3, worin die Streuvorrichtung als opaker Körper ausgebildet ist, der auf einer der ersten Oberflächenseite des Trägers abgewandten Seite des Lichtführungsmoduls (9) angeordnet ist.Multilayer substrate according to Claim 3, in which the scattering device is in the form of an opaque body which is disposed on a side of the light guide module (8) which faces away from the first surface side of the carrier ( 9 ) is arranged. Multilayersubstrat nach Anspruch 5, worin die Außenlage die Streuvorrichtung bildet.A multilayer substrate according to claim 5, wherein the outer layer forms the spreader. Multilayersubstrat nach Anspruch 2, worin die Streuvorrichtung innerhalb des Lichtführungsmoduls (9) angeordnet ist.A multilayer substrate according to claim 2, wherein the scattering device is within the light guide module (10). 9 ) is arranged. Multilayersubstrat nach Anspruch 7, worin das Lichtführungsmodul (9) aus einem opaken Material gebildet ist.A multilayer substrate according to claim 7, wherein the light guide module ( 9 ) is formed of an opaque material. Multilayersubstrat nach Anspruch 7, worin die Streuvorrichtung von einer Grenzfläche zwischen zwei Teilelementen des Lichtführungsmoduls (9) gebildet ist.A multilayer substrate according to claim 7, wherein the scattering device is provided from an interface between two sub-elements of the light guide module (10). 9 ) is formed. Multilayersubstrat nach Anspruch 9, worin die Grenzfläche eine zur Streuung von Licht ausgebildete Struktur aufweist.A multilayer substrate according to claim 9, wherein the interface has a structure formed for scattering light. Multilayersubstrat nach Anspruch 10, worin die Struktur von der Oberflächenrauhigkeit der Grenzfläche, einer Riffelung der Grenzfläche, einer zweidimensionalen Profilierung der Grenzfläche oder Kombinationen hiervon gebildet ist.A multilayer substrate according to claim 10, wherein the structure is formed by the surface roughness of the interface, a fluting of the interface, a two-dimensional profiling of the interface, or combinations thereof. Multilayersubstrat nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin die Grenzfläche schräg zur ersten Oberflächenseite des Trägers angeordnet ist.A multilayer substrate according to any one of claims 9 to 11, wherein the interface is disposed obliquely to the first surface side of the carrier. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Lichtführungsmodul (9) mehrere übereinander angeordnete lichtdurchlässige Schichten aufweist.Multilayer substrate according to one of the preceding claims, wherein the light guide module ( 9 ) has a plurality of translucent layers arranged one above the other. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Lichtführungsmodul (9) eine Reflektorschicht aufweist, die an die, an die erste Oberflächenseite des Trägers anschließende Seite angebracht ist.Multilayer substrate according to one of the preceding claims, wherein the light guide module ( 9 ) has a reflector layer attached to the side adjacent to the first surface side of the carrier. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin das Material des Lichtführungsmoduls (9) oder von Teilen des Lichtführungsmoduls (9) unter Polycarbonaten und/oder Glas ausgewählt ist.Multilayer substrate according to one of the preceding claims, wherein the material of the light guiding module ( 9 ) or parts of the light guide module ( 9 ) is selected from polycarbonates and / or glass. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Lichtquelle (7) eine Leuchtdiode umfasst.Multilayer substrate according to one of the preceding claims, wherein the light source ( 7 ) comprises a light emitting diode. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Lichtquelle (7) einen Reflektor umfasst, der zum Reflektieren eines von der Lichtquelle (7) erzeugten Lichts in einen Bereich seitlich der Lichtquelle ausgebildet ist.Multilayer substrate according to one of the preceding claims, wherein the light source ( 7 ) comprises a reflector for reflecting one of the light source ( 7 ) is formed in an area laterally of the light source. Multilayersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Außenlage eine Harzschicht oder eine faserverstärkte Harzschicht umfasst.A multilayer substrate according to any one of the preceding claims, wherein the outer layer comprises a resin layer or a fiber reinforced resin layer. Multilayersubstrat nach Anspruch 18, worin auf der dem Distanzrahmen (11) abgewandten Seite der Harzschicht bzw. faserverstärkten Harzschicht eine lichtundurchlässige Deckschicht (14) angeordnet ist, die zumindest im Bereich der Leuchtfläche eine Öffnung (12) aufweist.A multilayer substrate according to claim 18, wherein on the spacer frame ( 11 ) facing away from the resin layer or fiber-reinforced resin layer, an opaque cover layer ( 14 ) is arranged, which at least in the region of the luminous area an opening ( 12 ) having. Multilayersubstrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Raum zwischen wenigstens einem Bauelement (7) und dem Distanzrahmen (11) oder dem Leuchtkörper und dem Distanzrahmen von einem Harz ausgefüllt ist, das das beim Verpressen der Schichten des Multilayersubstrats (1, 2) verwendete Harz ist.A multilayer substrate according to any one of the preceding claims, wherein the space between at least one component ( 7 ) and the spacer frame ( 11 ) or the luminous body and the spacer frame is filled by a resin, which during pressing of the layers of the multilayer substrate ( 1 . 2 ) used is resin.
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