DE102012201446A1

DE102012201446A1 - LED, has partially transparent layers including inner and outer layers that are serially arranged in optical path of LED and connected with one another, where radiation characteristic of LED is adjusted by outer layer in optical path of LED

Info

Publication number: DE102012201446A1
Application number: DE201210201446
Authority: DE
Inventors: Stefan Lorenz; Martin Reiss
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-01

Abstract

The LED (2) has an LED chip (8) and partially transparent layers including inner and outer layers (9, 18) that are serially arranged in an optical path of the LED and connected with one another. Radiation characteristic of the LED is adjusted by the outer layer in the optical path of the LED. The outer layer is formed as a spraying layer or as a damping phase deposition layer or as a gas-phase deposition layer. The radiation characteristic is adjusted by a refraction index, and an outer surface of the outer layer has roughness less than that of outer surface of the inner layer. Independent claims are also included for the following: (1) an LED module (2) a method for adjusting radiation characteristic of an LED.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung geht aus von einer LED gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, von einem LED-Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13 sowie von einem Verfahren zur Fertigung einer LED oder eines LED-Moduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14. The invention relates to an LED according to the preamble of claim 1, an LED module according to the preamble of claim 13 and a method for manufacturing an LED or an LED module according to the preamble of claim 14.

Stand der Technik State of the art

Die Erfindung betrifft Lichtemittierende Dioden (LEDs). Diese LEDs haben einen LED-Chip aus Halbleitermaterial. Das von diesem emittierte Licht wird beispielsweise über einen Reflektor in eine Leucht- oder Emissionsrichtung reflektiert, so dass in der LED ein Strahlengang ausgebildet ist. Im Strahlengang ist dabei eine innere transparente Schicht, meist in Form einer Silikonlinse, angeordnet, die an ihrer in Richtung des Strahlengangs äußeren Seite eine primäre optische Oberfläche aufweist. Diese Linse, insbesondere deren Form und deren Brechungsindex, legt dabei eine Abstrahlcharakteristik der LED fest. Zum Schutz dieses optischen Elementes ist diese innere Schicht, beziehungsweise Linse, von einer äußeren Schicht, beispielsweise von einer Epoxidharzschicht, überzogen. The invention relates to light-emitting diodes (LEDs). These LEDs have a semiconductor chip LED chip. The light emitted by this light is reflected, for example via a reflector in a luminous or emission direction, so that in the LED a beam path is formed. In the beam path, an inner transparent layer, usually in the form of a silicone lens, is arranged, which has a primary optical surface on its outer side in the direction of the beam path. This lens, in particular its shape and its refractive index, determines a radiation characteristic of the LED. For the protection of this optical element, this inner layer, or lens, of an outer layer, for example of an epoxy resin layer, coated.

Soll nun eine Abstrahlcharakteristik der LED verändert beziehungsweise eingestellt werden, so erfolgt dies gemäß dem Stand der Technik durch Anordnung weiterer optischer Elemente, wie beispielsweise Linsen, außerhalb der vorbeschriebenen LED. Dadurch kann eine Bündelung oder Zerstreuung des Lichtes erfolgen. If now a radiation characteristic of the LED to be changed or adjusted, this is done according to the prior art by arranging other optical elements, such as lenses outside the above-described LED. This can be done bundling or dispersion of the light.

Nachteilig an der herkömmlichen vorbeschriebenen Einstellung der Abstrahlcharakteristik von LEDs oder LED-Modulen mit derartigen LEDs ist, dass sie vorrichtungstechnisch aufwendig ist und für die zusätzlichen optischen Elemente, inklusive deren Halterungen, Bauraum vorgesehen werden muss. A disadvantage of the conventional above-described setting of the emission characteristics of LEDs or LED modules with such LEDs is that it is expensive in terms of device technology and must be provided for the additional optical elements, including their brackets, space.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED oder ein LED-Modul mit verringertem Aufwand zur Einstellung einer Abstrahlcharakteristik zu schaffen. Weiterhin ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Einstellung einer Abstrahlcharakteristik einer LED oder eines LED-Moduls zu schaffen, dessen Aufwand verringert ist. The object of the present invention is to provide an LED or an LED module with reduced effort for setting a radiation characteristic. Furthermore, the object of the present invention is to provide a method for setting a radiation characteristic of an LED or an LED module, the cost is reduced.

Die erste Aufgabe wird durch eine LED mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder durch ein LED-Modul mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. The first object is achieved by an LED having the features of claim 1 or by an LED module having the features of claim 13. The second object is achieved by a method having the features of claim 14.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 sowie 15 und 16 offenbart. Advantageous developments of the invention are disclosed in the dependent claims 2 to 12 and 15 and 16.

Eine LED, insbesondere in einer T-Type oder Surfacemounted oder Direct-mounted Bauweise, hat einen LED-Chip und zwei zumindest abschnittsweise transparente Schichten, die in einem Strahlengang der LED seriell angeordnet und miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß ist über eine im Strahlengang äußere der beiden Schichten, die insbesondere als eine dünne Beschichtung oder als ein dünner Film ausgeführt sein kann, eine Abstrahlcharakteristik der LED eingestellt. An LED, in particular in a T-type or surfacemounted or direct-mounted design, has an LED chip and two at least partially transparent layers, which are arranged in series in a beam path of the LED and connected to each other. According to the invention, a radiation characteristic of the LED is set by way of an outer one of the two layers in the beam path, which can be embodied in particular as a thin coating or as a thin film.

Gegenüber dem Stand der Technik, bei dem die Abstrahlcharakteristik final über Linsen oder andere externe optische Elemente eingestellt ist, ergibt sich ein großer vorrichtungstechnischer Vorteil, da auf diese Zusatzlinsen oder zusätzlichen optischen Elemente verzichtet werden kann. Auf diese Weise ist der vorrichtungstechnische Aufwand zur Einstellung der Abstrahlcharakteristik minimiert und ein der LED zur Verfügung zu stellender Bauraum ist gegenüber dem Stand der Technik verkleinert. Dabei ist es auch möglich, dass sich die äußere der beiden Schichten über einen oder mehrere zusätzliche Abschnitte der LED erstreckt. Die äußere Schicht ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass über sie neben der erfindungsgemäßen Einstellung der Abstrahlcharakteristik zusätzlich ein Schutz der LED gegen Umwelteinflüsse realisiert ist. Eine Schichtdicke der äußeren der beiden Schichten beträgt bevorzugt 5 bis 70 µm. Compared to the prior art, in which the emission characteristic is finally set by means of lenses or other external optical elements, there is a great advantage in terms of device technology since these additional lenses or additional optical elements can be dispensed with. In this way, the device-technical effort for adjusting the radiation characteristic is minimized and one of the LED available to be installed space is reduced compared to the prior art. It is also possible that the outer of the two layers extends over one or more additional sections of the LED. The outer layer is preferably designed such that in addition to the adjustment of the emission characteristic according to the invention a protection of the LED against environmental influences is additionally realized. A layer thickness of the outer of the two layers is preferably 5 to 70 microns.

In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die äußere der beiden Schichten als eine insbesondere ein Silikon oder ein Acrylat-Polyurethan-Copolymer aufweisende Sprühschicht ausgebildet. Alternativ dazu ist sie als eine ein fluoriertes Parylen, insbesondere ein vergleichsweise günstiges und blaulichtstabiles Parylen F, aufweisende Dampfphasenabscheidung oder Gasphasenabscheidung ausgebildet. Die Abscheidung ist dabei bevorzugt chemisch. Die genannten Materialien beziehungsweise die damit verbundenen Beschichtungsverfahren bieten eine vorrichtungstechnisch aber auch verfahrenstechnisch einfache Lösung zur Ausbildung der äußeren der beiden Schichten. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass die genannte Sprühschicht oder die Dampf- oder Gasphasenabscheidung sowohl die Abstrahlcharakteristik der LED einstellt als auch einen Schutz der LED gegen mechanische, chemische, physikalische oder thermische Einflüsse darstellt. In a particularly preferred and advantageous embodiment of the invention, the outer of the two layers is formed as a particular a silicone or an acrylate-polyurethane copolymer having spray layer. Alternatively, it is formed as a fluorinated parylene, in particular a comparatively favorable and blue light stable parylene F, having vapor phase deposition or vapor deposition. The deposition is preferably chemical. The materials mentioned or the associated coating methods provide a device-technically but also procedurally simple solution for forming the outer of the two layers. It is particularly advantageous that said spray layer or the vapor or vapor deposition adjusts both the emission characteristics of the LED as well as a protection of the LED against mechanical, chemical, physical or thermal influences.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist die Abstrahlcharakteristik über einen Brechungsindex und/oder über eine Form der äußeren der beiden Schichten eingestellt. Dabei ist der Brechungsindex eine Funktion des gewählten Materials der äußeren der beiden Schichten. Brechungsindex und/oder Form der äußeren der beiden Schichten sind bevorzugt auf die Form und den Brechungsindex der inneren der beiden Schichten abgestimmt. In a particularly advantageous development, the emission characteristic is set via a refractive index and / or via a shape of the outer of the two layers. The refractive index is a function of the selected material the outer of the two layers. Refractive index and / or shape of the outer of the two layers are preferably matched to the shape and the refractive index of the inner of the two layers.

Besonders bevorzugt sind die Brechungsindizes der beiden Schichten verschieden. Ganz besonders bevorzugt ist der Brechungsindex der äußeren der beiden Schichten größer als der Brechungsindex der inneren der beiden Schichten. Particularly preferably, the refractive indices of the two layers are different. Most preferably, the refractive index of the outer of the two layers is greater than the refractive index of the inner of the two layers.

Die innere oder die äußere der beiden Schichten, oder beide, sind in einer bevorzugten Weiterbildung zumindest im Strahlengang im Wesentlichen linsenförmig ausgebildet. The inner or the outer of the two layers, or both, are formed in a preferred development, at least in the beam path substantially lens-shaped.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die innere der beiden Schichten überwiegend aus Silikon gebildet. In a particularly preferred embodiment, the inner of the two layers is predominantly formed of silicone.

Eine besonders kompakte Ausbildung der LED ergibt sich, wenn der LED-Chip zumindest abschnittsweise von der inneren der beiden Schichten ummantelt ist. Somit kann eine vorrichtungstechnisch besonders kompakte Bauform umgesetzt werden, da der Strahlengang, ausgehend vom LED-Chip, lediglich die innere und die äußere Schicht also keine dritte Schicht durchdringen muss. A particularly compact design of the LED results when the LED chip is at least partially encased by the inner of the two layers. Thus, a device technology particularly compact design can be implemented, since the beam path, starting from the LED chip, only the inner and the outer layer so no third layer must penetrate.

Vorrichtungstechnisch besonders einfach ausgebildet ist die LED, wenn die äußere der beiden Schichten eine im Strahlengang zumindest abschnittsweise im Wesentlichen konstante Schichtdicke aufweist. The LED is particularly simple in terms of device technology if the outer of the two layers has a layer thickness that is substantially constant at least in sections in the beam path.

In diesem Fall kann die äußere der beiden Schichten im Strahlengang zumindest abschnittsweise etwa coplanar oder konkav-konvex oder konvex-konkav ausgebildet sein. Dabei ergeben sich bei konstanter Schichtdicke der äußeren der beiden Schichten die drei vorgenannten Formen in Abhängigkeit einer Form der inneren der beiden Schichten. Ist diese beispielsweise zur äußeren Schicht hin konvex ausgebildet, so ist die äußere der beiden Schichten konkav-konvex geformt. Ist die innere Schicht hingegen zur äußeren Schicht hin konkav ausgebildet, so ist die äußere der beiden Schichten konvex-konkav ausgebildet. Bei einer planaren oder im Wesentlichen planaren Oberfläche der inneren der beiden Schichten ist auch die äußere der beiden Schichten planar und aufgrund der konstanten Schichtdicke coplanar ausgebildet. Die coplanar oder konkav-konvex ausgebildete äußere der beiden Schichten mit konstanter Schichtdicke wirkt bevorzugt in Form einer Sammellinse. Die konvex-konkav ausgebildete äußere der beiden Schichten mit konstanter Schichtdicke wirkt bevorzug als Streulinse. In this case, the outer of the two layers in the beam path may be at least partially coplanar or concave-convex or convex-concave. At a constant layer thickness of the outer of the two layers, the three abovementioned forms result depending on a shape of the inner of the two layers. If, for example, this is convex toward the outer layer, the outer of the two layers is concave-convex. If, on the other hand, the inner layer is concave toward the outer layer, the outer of the two layers is convex-concave. In the case of a planar or essentially planar surface of the inner of the two layers, the outer of the two layers is also planar and, due to the constant layer thickness, coplanar. The coplanar or concave-convex outer one of the two layers with a constant layer thickness preferably acts in the form of a condenser lens. The convex-concave outer one of the two layers with constant layer thickness preferably acts as a scattering lens.

In einer dazu alternativen Weiterbildung weißt die äußere der beiden Schichten im Strahlengang zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen variable Schichtdicke auf. Dabei ist sie zumindest abschnittsweise bikonvex oder plan-konvex oder konkav-konvex ausgebildet, wodurch die äußere der beiden Schichten eine Sammellinsenfunktion erfüllt. Alternativ dazu ist die äußere der beiden Schichten mit variabler Schichtdicke im Strahlengang zumindest abschnittsweise bikonkav oder plan-konkav ausgebildet, wodurch sich eine Streulinsenfunktion der äußeren der beiden Schichten ergibt. In an alternative development, the outer of the two layers in the beam path, at least in sections, have a substantially variable layer thickness. It is at least partially biconvex or plano-convex or concave-convex, whereby the outer of the two layers fulfills a collection lens function. Alternatively, the outer of the two layers with variable layer thickness in the beam path at least partially biconcave or plano-concave, resulting in a scattering lens function of the outer of the two layers.

Wichtig ist hierbei festzuhalten, dass die Abstrahlcharakteristik der LED zwar im Strahlengang zuletzt durch die äußere der beiden Schichten beeinflusst beziehungsweise eingestellt wird, jedoch die innere der beiden Schichten aufgrund ihres Brechungsindexes, ihrer Transparenz und ihrer Form für die Abstrahlcharakteristik der LED mitverantwortlich ist. Wie vorbeschrieben sind die beiden Formen und Eigenschaften der beiden Schichten aufeinander abgestimmt, so dass eine geforderte Abstrahlcharakteristik der LED festgelegt beziehungsweise eingestellt ist. It is important to note here that although the emission characteristic of the LED is lastly influenced or adjusted in the beam path by the outer of the two layers, the inner of the two layers is partly responsible for the emission characteristic of the LED due to its refractive index, transparency and shape. As described above, the two shapes and properties of the two layers are matched to each other, so that a required emission characteristic of the LED is set or adjusted.

In einer besonders vorteilhaften und bevorzugten Weiterbildung der LED weist eine Außenfläche der äußeren der beiden Schichten eine geringere Rauheit auf als eine Außenfläche der inneren der beiden Schichten. Dabei ist die Außenfläche der inneren der beiden Schichten als eine Grenzfläche zwischen den beiden Schichten zu verstehen. Über die äußere Schicht sind auf diese Weise Beschädigungen oder Rauheiten der Außenfläche beziehungsweise Grenzfläche der inneren der beiden Schichten ausgleichbar, wodurch sich ein gleichmäßigeres Abstrahlverhalten der LED erreichen lässt. In a particularly advantageous and preferred development of the LED, an outer surface of the outer of the two layers has a lower roughness than an outer surface of the inner of the two layers. Here, the outer surface of the inner of the two layers is to be understood as an interface between the two layers. In this way, damage or roughness of the outer surface or interface of the inner of the two layers can be compensated for via the outer layer, whereby a more uniform emission behavior of the LED can be achieved.

Ein erfindungsgemäßes LED-Modul hat eine Leiterplatte und zumindest eine darauf angeordnete wie vorbeschrieben ausgebildete LED. Auf diese Weise ist ein vorrichtungstechnisch besonders kompakt und flexibel einsetzbares LED-Modul ausgebildet, dessen Abstrahlcharakteristik sich über die vorbeschriebene Einstellung der Abstrahlcharakteristik der einen oder der mehreren LEDs einstellen lässt. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist das LED-Modul zudem zumindest eine auf der Leiterplatte angeordnete Steuer- oder Versorgungselektronik der einen oder der mehreren LEDs auf. In einer besonders bevorzugten und vorteilhaften Weiterbildung des LED-Moduls erstreckt sich die äußere der beiden Schichten zudem zumindest abschnittsweise über eine Oberfläche des LED-Moduls, so dass auch andere Bereiche als die LED(s) gegen äußere Einflüsse wie Hitze, Feuchtigkeit, Verschmutzung oder mechanische oder chemische Beschädigung geschützt ist. An inventive LED module has a printed circuit board and at least one arranged thereon as described above LED. In this way, a device technology is particularly compact and flexible usable LED module whose Abstrahlcharakteristik can be set on the above-described adjustment of the emission characteristics of one or more LEDs. In a particularly preferred development, the LED module also has at least one control or supply electronics of the one or more LEDs arranged on the printed circuit board. In a particularly preferred and advantageous development of the LED module, the outer of the two layers also extends at least in sections over a surface of the LED module, so that other areas than the LED (s) against external influences such as heat, moisture, pollution or mechanical or chemical damage is protected.

Ein Verfahren zur Einstellung einer Abstrahlcharakteristik einer LED – oder eines LED-Moduls mit einer solchen LED – die eine in einem Strahlengang der LED angeordnete transparente Schicht aufweist, ist erfindungsgemäß durch einen Schritt „Beschichtung einer Außenfläche der transparenten Schicht” gekennzeichnet. Die Abstrahlcharakteristik der LED oder des LED-Moduls wird also nicht wie gemäß dem Stand der Technik durch eine Anbringung einer vorgeschalteten Linse oder eines vorgeschalteten optischen Elements vor die transparente Schicht eingestellt, sondern es erfolgt verfahrentechnisch einfach lediglich eine Beschichtung der Außenfläche der transparenten Schicht. Diese Beschichtung ist dabei bevorzugt im Wesentlichen transparent, temperatur- und blaulichtstabil. A method for adjusting a radiation characteristic of an LED or an LED module with Such an LED - which has a transparent layer arranged in an optical path of the LED, is characterized according to the invention by a step "coating of an outer surface of the transparent layer". The emission characteristic of the LED or of the LED module is therefore not adjusted as in the prior art by attaching an upstream lens or an upstream optical element in front of the transparent layer, but there is simply procedural simply a coating of the outer surface of the transparent layer. This coating is preferably substantially transparent, stable in temperature and blue light.

Die Einstellung der Abstrahlcharakteristik der LED kann dabei durch die Wahl des Beschichtungsmaterials beziehungsweise dessen Materialeigenschaften und/oder durch Prozessparameter eines Beschichtungsverfahrens beeinflusst werden. Dabei stehen als optische Materialeigenschaften insbesondere der Refraktionsindex und die Transparenz und als die Form der Beschichtung beeinflussende Eigenschaften die Viskosität des Beschichtungsmaterials und eine Benetzbarkeit der vom Beschichtungsmaterial zu benetzenden Oberfläche im Vordergrund. Über eine geeignete Einstellung dieser Parameter kann über die optischen Eigenschaften der Beschichtung und über deren Form die Abstrahlcharakteristik der LED eingestellt werden. The adjustment of the emission characteristic of the LED can be influenced by the choice of the coating material or its material properties and / or by process parameters of a coating process. The optical properties of the material are in particular the refractive index and the transparency, and the properties influencing the shape of the coating are the viscosity of the coating material and a wettability of the surface to be wetted by the coating material. By means of a suitable adjustment of these parameters, the emission characteristic of the LED can be set via the optical properties of the coating and via its shape.

Der Schritt Beschichtung erfolgt dabei bevorzugt über einen der Schritte „Aufsprühen eines Silikons oder eines Acrylat-Polyurethan-Copolymers auf die Außenfläche” oder über eine „chemische oder physikalische Dampf- oder Gasphasenabscheidung eines Parylens an der Außenfläche”. Dabei ist eine geometrische Form (Schichtdicke, uniforme oder konvexe oder konkave Schichtform) der Beschichtung über Prozessparameter, wie beispielsweise der Menge des aufgebrachten Beschichtungsmaterials oder ein Beschichtungsmuster, und über die Materialeigenschaften der Beschichtung, wie beispielsweise die Viskosität oder die Benetzungsfähigkeit bezüglich der zu beschichtenden Außenfläche, beeinflussbar. Zum Erreichen größerer Schichtdicken können beispielsweise Materialien mit höherer Viskosität gewählt werden. Alternativ oder ergänzend dazu kann eine größere Materialmenge aufgebracht werden. Um eine möglichst konstante Schichtdicke der Beschichtung zu erreichen, wird ein Material für die Beschichtung ausgewählt, das bezüglich der Außenfläche der inneren Schicht der LED eine gute Benetzungsfähigkeit aufweist. Um hingegen eine konvex nach außen gewölbte Oberfläche der Beschichtung zu erreichen, wird bevorzugt ein Beschichtungsmaterial mit – bezüglich der zu benetzenden Außenfläche – geringerer Benetzungsfähigkeit ausgewählt. Eine konkave Außenoberfläche der Beschichtung kann erreicht werden, indem Material mit besonders guter Benetzungsfähigkeit ausgewählt wird und vor der Beschichtung der Außenfläche der inneren Schicht eine abschnittweise Maskierung der Außenfläche erfolgt. The coating step preferably takes place via one of the steps "spraying a silicone or an acrylate-polyurethane copolymer onto the outer surface" or via a "chemical or physical vapor or vapor deposition of a parylene on the outer surface". In this case, a geometric shape (layer thickness, uniform or convex or concave layer shape) of the coating is about process parameters, such as the amount of applied coating material or a coating pattern, and about the material properties of the coating, such as viscosity or wetting ability with respect to the outer surface to be coated , can be influenced. To achieve greater layer thicknesses, for example, materials with higher viscosity can be selected. Alternatively or additionally, a larger amount of material can be applied. In order to achieve the most constant layer thickness of the coating, a material for the coating is selected, which has a good wettability with respect to the outer surface of the inner layer of the LED. In contrast, in order to achieve a convexly outwardly curved surface of the coating, it is preferred to select a coating material with a lower wettability - with respect to the outer surface to be wetted. A concave outer surface of the coating can be achieved by selecting material with particularly good wettability and by performing a partial masking of the outer surface prior to coating the outer surface of the inner layer.

Um die Benetzungsfähigkeit des Beschichtungsmaterials bezüglich der Außenfläche der inneren Schicht zu beeinflussen, erfolgt vor einem der Schritte „Aufsprühen” oder „chemische oder physikalische Dampf- oder Gasphasenabscheidung” ganz besonders bevorzugt ein Schritt „Plasmabehandlung” oder Reinigung oder Aktivierung der Außenfläche der inneren Schicht. Dieser der Beschichtung vorgelagerte Schritt kann beispielsweise über eine Beaufschlagung („Wetting”) der Außenfläche mit N₂- und/oder O₂-Plasma erfolgen. Diese Plasmabehandlung ermöglicht dabei gegenüber eine noch präzisere Einstellung der Form der äußeren Schicht und damit eine noch präzisere Einstellung der Abstrahlcharakteristik. In Abhängigkeit der sich ergebenden Benetzbarkeit und des gewählten Beschichtungsmaterials beziehungsweise dessen Viskosität sowie der Beschichtungsgeschwindigkeit und der Prozessparameter des Beschichtungsschritts, ergibt sich beim Absetzen und Aushärten der Beschichtung eine Form der Beschichtung beziehungsweise der äußeren Schicht und schließlich die Abstrahlcharakteristik der LED. Die Abstrahlcharakteristik hängt natürlich insbesondere auch vom gewählten Beschichtungsmaterial beziehungsweise von dessen optischen Eigenschaften, wie der Transparenz und dem Refraktionsindex, ab. In order to influence the wettability of the coating material with respect to the outer surface of the inner layer, most preferably one step "plasma treatment" or cleaning or activation of the outer surface of the inner layer takes place prior to one of the steps of "spraying" or "chemical or physical vapor or vapor deposition". This step upstream of the coating can take place, for example, by means of an impingement ("wetting") of the outer surface with N ₂ and / or O ₂ plasma. This plasma treatment allows an even more precise adjustment of the shape of the outer layer and thus an even more precise adjustment of the radiation characteristic. Depending on the resulting wettability and the selected coating material or its viscosity and the coating speed and the process parameters of the coating step, the deposition and curing of the coating results in a shape of the coating or the outer layer and finally the emission characteristic of the LED. Of course, the emission characteristic also depends in particular on the chosen coating material or its optical properties, such as the transparency and the refractive index.

Ein ganz besonderer Vorteil der vorbeschriebenen LED, des vorbeschriebenen LED-Moduls und des vorbeschriebenen Verfahrens ist, dass aufgrund der sehr dünnen äußeren der beiden Schichten – beziehungsweise aufgrund der Beschichtung – ein Produktdesign durch die Einstellung der Abstrahlcharakteristik nicht beeinflusst wird. Weiterhin vorteilhaft ist, dass sich über diese dünne transparente Beschichtung eine höhere Lichtausbeute der LED beziehungsweise des LED-Moduls erreichen lässt. Es ergibt sich die Möglichkeit, eine große Vielfalt von Produkten mit unterschiedlichen Abstrahlcharakteristiken bereitzustellen, die aus lediglich einem oder aus nur wenigen verschiedenen LED-Typen aufgebaut sind. Anstatt also wie herkömmlich auf zur LED beabstandete, optische Elemente zurückzugreifen, um die LED-Abstrahlcharakteristik einzustellen, wird die Abstrahlcharakteristik erfindungsgemäß lediglich durch die Materialauswahl der äußeren der beiden Schichten beziehungsweise der Beschichtung, durch deren Form oder durch die Prozessparameter des Beschichtungsverfahrens, insbesondere der Plasmabehandlung, beeinflusst. Auf diese Weise kann auf vorrichtungstechnisch beziehungsweise verfahrenstechnisch einfache Weise die Lichtintensitätsverteilung (Abstrahlcharakteristik) einer einzelnen LED oder mehrerer LEDs modifiziert beziehungsweise eingestellt werden. Außerdem können auf diese Weise Defekte in der Abstrahlcharakteristik einer LED oder eines LED-Moduls auf einfache Weise repariert werden. A very particular advantage of the above-described LED, the above-described LED module and the above-described method is that due to the very thin outer of the two layers - or due to the coating - a product design is not affected by the setting of the radiation characteristics. It is furthermore advantageous that a higher light output of the LED or of the LED module can be achieved via this thin transparent coating. The result is the ability to provide a wide variety of products with different radiation characteristics, made up of only one or a few different LED types. Thus, rather than relying on the optical elements spaced from the LED as conventional to adjust the LED emission characteristics, the emission characteristic of the present invention is merely the material selection of the outer of the two layers or the coating, their shape or the process parameters of the coating process, in particular the plasma treatment , influenced. In this way, the light intensity distribution (radiation characteristic) of a single LED or a plurality of LEDs can be modified or adjusted in terms of device technology or process technology. In addition, in this way defects in the radiation characteristic a LED or an LED module can be easily repaired.

Daneben schützt die äußere der beiden Schichten beziehungsweise die Beschichtung die LED oder auch das LED-Modul vor Umwelteinflüssen. In addition, the outer of the two layers or the coating protects the LED or the LED module from environmental influences.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von sechs Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen: In the following, the invention will be explained in more detail with reference to six embodiments. The figures show:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer etwa coplanaren äußeren Schicht; 1 a first embodiment of an LED module according to the invention with an LED with an approximately coplanar outer layer;

2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer Linse und einer konkav-konvexen äußeren Schicht konstanter Schichtdicke; 2 A second embodiment of an LED module according to the invention with an LED with a lens and a concave-convex outer layer of constant thickness;

3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer Linse und einer konkav-konvexen äußeren Schicht variabler Schichtdicke; 3 a third embodiment of an LED module according to the invention with an LED with a lens and a concave-convex outer layer variable layer thickness;

4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer plan-konvexen äußeren Schicht als Linse; 4 A fourth embodiment of an LED module according to the invention with an LED having a plano-convex outer layer as a lens;

5 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer abschnittsweise beschädigten Linse und einer konkav-konvexen äußeren Schicht mit etwa konstanter Schichtdicke; 5 a fifth embodiment of an LED module according to the invention with an LED with a partially damaged lens and a concave-convex outer layer with an approximately constant layer thickness;

6 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer LED mit einer Linse mit rauer Oberfläche und mit einer konkav-konvexen äußeren Schicht konstanter Schichtdicke; und 6 a sixth embodiment of an LED module according to the invention with an LED with a lens with a rough surface and with a concave-convex outer layer of constant thickness; and

7 eine Abstrahlcharakteristik einer erfindungsgemäßen LED vor und nach einem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren. 7 a radiation characteristic of an LED according to the invention before and after a coating process according to the invention.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 1 mit einer LED 2. Die LED 2 hat ein LED-Gehäuse 4, das eine etwa entlang einer Leuchtachse 6 der LED 2 angeordnete, im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 10 aufweist. An einer etwa planaren Bodenfläche 12 der Ausnehmung 10 ist etwa mittig ein LED-Chip 8 angeordnet. Dieser ist von einer transparenten Füllmasse 9 aus Silikon ummantelt, über die eine transparente innere Schicht der LED 2 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Die Füllmasse 9 beziehungsweise die innere Schicht schließt etwa bündig mit einer Oberfläche 11 des LED-Gehäuses 4 ab. 1 shows a first embodiment of an LED module according to the invention 1 with an LED 2 , The LED 2 has an LED housing 4 , which is approximately along a luminous axis 6 the LED 2 arranged, substantially cylindrical recess 10 having. On a roughly planar floor surface 12 the recess 10 is about the middle of an LED chip 8th arranged. This is of a transparent filling material 9 encased in silicone, over which a transparent inner layer of the LED 2 of the first embodiment is formed. The filling material 9 or the inner layer closes approximately flush with a surface 11 of the LED housing 4 from.

Die LED 2 ist in Surface-mounted-Bauweise ausgeführt und ist auf einer Leiterplatte 14 des LED-Moduls 1 angeordnet. Das Gehäuse 4 der LED 2 ist dabei über Klebepunkte 15 an der Leiterplatte 14 befestigt, von denen in 1 lediglich 2 sichtbar sind. The LED 2 is executed in surface-mounted construction and is on a printed circuit board 14 of the LED module 1 arranged. The housing 4 the LED 2 is about adhesive dots 15 on the circuit board 14 attached, of which in 1 only 2 are visible.

Eine elektrische Kontaktierung der LED 2 beziehungsweise des LED-Chips 8 über Bonddrähte ist in 1 (und auch in den folgenden Figuren) aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. An electrical contact of the LED 2 or the LED chip 8th over bonding wires is in 1 (And also in the following figures) for reasons of clarity not shown.

Wird an dem LED-Chip 8 in Durchlassrichtung eine Spannung angelegt, so emittiert der LED-Chip 8 Licht, welches in 1 durch drei dicke Pfeile symbolisiert ist. Dieses emittierte Licht tritt in die innere Schicht 9 ein und trifft an einer Außenfläche 16 der inneren Schicht 9 auf eine äußere Schicht beziehungsweise Beschichtung 18 der LED 2. Die äußere Schicht 18 ist dabei aus Parylen F gebildet, das in einem chemischen Dampfabscheideverfahren großflächig auf das LED-Modul 1 und die LED 2 aufgebracht wurde. Vor dieser Aufbringung beziehungsweise Beschichtung wurde die Außenfläche 16 über eine Plasmabehandlung mit Stickstoff (N₂) derart vorbehandelt, dass eine Benetzbarkeit mit Parylen F erhöht war. Aufgrund dieser erhöhten beziehungsweise verbesserten Benetzbarkeit der Außenfläche 16 ist das Parylen F mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Schichtdicke über die Außenfläche 16 verteilt. Die äußere Schicht 18 weist dabei eine Schichtdicke von 20 bis 25 µm auf Will on the LED chip 8th If a voltage is applied in the forward direction, the LED chip emits 8th Light, which in 1 symbolized by three thick arrows. This emitted light enters the inner layer 9 and hits an outer surface 16 the inner layer 9 on an outer layer or coating 18 the LED 2 , The outer layer 18 is formed from parylene F, the large area in a chemical vapor deposition on the LED module 1 and the LED 2 was applied. Before this application or coating was the outer surface 16 via a plasma treatment with nitrogen (N ₂ ) pretreated such that a wettability with parylene F was increased. Due to this increased or improved wettability of the outer surface 16 is the parylene F with a substantially uniform layer thickness over the outer surface 16 distributed. The outer layer 18 has a layer thickness of 20 to 25 microns

Das für die äußere Schicht 18 gewählte Material Parylen F hat einen Refraktionsindex von 1,559, das Silikon der inneren Schicht 9 hingegen hat einen Refraktionsindex von 1,41. Allein aufgrund der unterschiedlichen Refraktionsindizes der beiden Schichten 18 und 9 ergibt sich eine Bündelung des von der LED 2 emittierten Lichtes gemäß den längeren, dünnen Pfeilen in 1. Dabei findet eine erste Brechung des vom LED-Chip 8 emittierten Lichtes an der Außenfläche 16 der inneren Schicht 9 und eine zweite Brechung des Lichtes an einer Außenfläche 20 der äußeren Schicht 18 statt. That for the outer layer 18 chosen material Parylene F has a refractive index of 1.559, the silicone of the inner layer 9 however, it has a refractive index of 1.41. Alone due to the different refractive indices of the two layers 18 and 9 results in a bundling of the LED 2 emitted light according to the longer, thin arrows in 1 , It finds a first refraction of the LED chip 8th emitted light on the outer surface 16 the inner layer 9 and a second refraction of the light on an outer surface 20 the outer layer 18 instead of.

In 1 gut zu erkennen ist, dass die LED 2 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1, obwohl es über keine herkömmliche optische Linse verfügt, dennoch in der Lage ist, gebündeltes Licht abzustrahlen. Gerade dieses Ausführungsbeispiel zeigt sehr anschaulich, dass die Bündelung des Lichtes insbesondere aufgrund der aufgebrachten äußeren Schicht 18 und deren Refraktionsindex erfolgt. Auf diese Weise ist die Abstrahlcharakteristik der LED 2 auf einfachste vorrichtungstechnische Weise eingestellt. Verglichen mit herkömmlichen LEDs, bei denen im Strahlengang zusätzliche optische Elemente angebracht sind, um die Bündelung des Lichtes zu realisieren, weist dieses Ausführungsbeispiel (aber auch die folgenden) einen erheblichen Vorteil auf: Es spart einerseits Bauraum, da der LED keine Linsen vorgeschaltet werden müssen und andererseits bleibt ein Produktdesign der LED 2 beziehungsweise des LED-Moduls 1 unverändert. In 1 good to see is that the LED 2 of the first embodiment according to 1 Although it does not have a conventional optical lens, it is capable of radiating concentrated light. Especially this embodiment shows very clearly that the bundling of the light, in particular due to the applied outer layer 18 and their refractive index. In this way, the emission characteristic of the LED 2 set in the simplest device engineering manner. Compared with conventional LEDs, where In the beam path additional optical elements are mounted to realize the bundling of light, this embodiment (but also the following) has a significant advantage: it saves space on the one hand because of the LED no lenses must be connected and on the other hand remains a product design of the LED 2 or the LED module 1 unchanged.

Es folgt die Beschreibung der Ausführungsbeispiele 2 bis 6 anhand der 2 bis 6. Dabei beschränken sich die folgenden Figurenbeschreibungen auf die Unterschiede zum bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 1. Mit Bezug zum ersten Ausführungsbeispiel gleich gebliebene Merkmale erhalten dabei die gleichen Bezugszeichen. Dies betrifft insbesondere die Leiterplatte 14, die Klebepunkte 16, das LED-Gehäuse 4, den LED-Chip 8, die Füllmasse 9, die Ausnehmung 10, deren Bodenfläche 12 sowie die Oberfläche 11 des LED-Gehäuses 4. Die Abweichungen der Ausführungsbeispiele 2 bis 6 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel betreffen insbesondere die äußere und innere Schicht der jeweiligen LED. Diese beiden Schichten sind im Folgenden in Form und Material sowie in ihrer Schichtdicke variiert. The following is the description of the embodiments 2 to 6 with reference to 2 to 6 , The following description of the figures is limited to the differences from the exemplary embodiment already described 1 , With respect to the first embodiment, the same features remain the same reference numerals. This concerns in particular the printed circuit board 14 , the glue dots 16 , the LED housing 4 , the LED chip 8th , the filling material 9 , the recess 10 whose bottom surface 12 as well as the surface 11 of the LED housing 4 , The deviations of the embodiments 2 to 6 compared to the first embodiment relate in particular to the outer and inner layer of the respective LED. These two layers are varied below in terms of shape and material and in their layer thickness.

2 zeigt abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine LED 102 eines LED-Moduls 101, die neben der Füllmasse 9, die beim ersten Ausführungsbeispiel als innere transparente optische Schicht fungierte, eine innere Schicht 109 aufweist, die linsenförmig beziehungsweise plankonvex im Strahlengang der LED 102 ausgebildet ist. Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist eine äußere Schicht 118 über eine komplette Oberfläche des LED-Moduls 101 sowie der LED 102 aufgetragen. Die äußere Schicht 118 besteht dabei aus Silikon mit im Wesentlichen konstanter Schichtdicke (50µm), das über einen Sprühprozess aufgetragen wurde. Ein Refraktionsindex dieser Silikonschicht 118 ist 1,51. Die darunterliegende linsenförmige innere Schicht 109 besteht ebenfalls aus Silikon und hat einen Refraktionsindex von 1,41. Auch diese LED 102 weist ein bündelndes Abstrahlverhalten auf, was anhand der in 2 dargestellten Pfeile erkennbar ist. 2 shows differently from the first embodiment according to 1 an LED 102 an LED module 101 next to the filling mass 9 which in the first embodiment functioned as an inner transparent optical layer, an inner layer 109 has, the lenticular or plano-convex in the beam path of the LED 102 is trained. Similar to the first embodiment according to 1 is an outer layer 118 over a complete surface of the LED module 101 as well as the LED 102 applied. The outer layer 118 consists of silicone with a substantially constant layer thickness (50μm), which was applied via a spray process. A refractive index of this silicone layer 118 is 1.51. The underlying lenticular inner layer 109 is also made of silicone and has a refractive index of 1.41. Also this LED 102 has a bundling radiation behavior, which is based on the in 2 can be seen arrows shown.

Um bei der Fertigung der LED 102 während des Aufsprühen des Silikons auf eine Außenfläche 116 der inneren Schicht 109 eine möglichst gleichförmige beziehungsweise uniforme Schichtdicke der äußeren Schicht 118 zu erreichen, wurde die Außenfläche 116 vor dem Besprühen einer Plasmabehandlung mit N₂ unterzogen. Auf diese Weise wurde eine gute Benetzungsfähigkeit der Außenfläche 116 gewährleistet. Um die Schichtdicke der äußeren Schicht möglichst gleichmäßig einstellen zu können, wurde dabei auf eine niedrige Viskosität des zu versprühenden Silikons von kleiner als 500 mPas geachtet. Die Plasmabehandlung mit N₂ wurde dabei bei 50 mbar über fünf Minuten durchgeführt. In order to manufacture the LED 102 during the spraying of the silicone on an outer surface 116 the inner layer 109 a uniform or uniform layer thickness of the outer layer 118 to reach, became the outer surface 116 subjected to a plasma treatment with N ₂ before spraying. In this way, a good wetting ability of the outer surface 116 guaranteed. In order to be able to adjust the layer thickness of the outer layer as uniformly as possible, attention was paid to a low viscosity of the silicone to be sprayed of less than 500 mPas. The plasma treatment with N ₂ was carried out at 50 mbar for five minutes.

Die 3 zeigt eine LED 202 eines LED-Moduls 201 ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2. Jedoch ist eine äußere Schicht 218, anders als beim zweiten Ausführungsbeispiel, nicht mit konstanter Schichtdicke ausgebildet. Statt dessen weist die äußere Schicht 218 eine variable Schichtdicke auf, die zur Leuchtachse 6 hin ihr Maximum erreicht. Es ergibt sich, dass die äußere Schicht 218 im Strahlengang der LED 202 konkav-konvex und linsenförmig ausgebildet ist. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist das Ausführungsbeispiel gemäß 3 eine stärkere Bündelung auf, obwohl die ansonsten verwendeten Materialien und Refraktionsindizes die gleichen wie beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 2 sind. Um die konkav-konvexe Form und die variable Schichtdicke der äußeren Schicht 218 erreichen zu können, wurde die Außenfläche 216 vor ihrer Beschichtung einer Plasmabehandlung mit einer Mischung aus N₂/O₂ unterzogen. Diese Plasmabehandlung führt zu einer Herabsetzung der Benetzungsfähigkeit der Außenfläche 216, so dass das aufgesprühte Silikon kontrahiert. Auch eine mittlere Viskosität des versprühten Silikons von circa 2000 mPas unterstützt die Ausbildung der konkav-konvexen Form mit mittiger maximaler Schichtdicke. Alternativ oder ergänzend zu vorbeschrieben ausgewählten Prozessparametern zur Einstellung der Form der äußeren Schicht 218 kann auch eine Mehrzahl von Besprühungen der inneren Schicht 209 erfolgen. Erfolgen diese Besprühungen überwiegend in der Nähe der Leuchtachse 6, ergibt sich eine ähnliche Form. The 3 shows an LED 202 an LED module 201 similar to the second embodiment according to 2 , However, an outer layer is 218 , unlike the second embodiment, not formed with a constant layer thickness. Instead, the outer layer points 218 a variable layer thickness, which is the luminous axis 6 reached their maximum. It turns out that the outer layer 218 in the beam path of the LED 202 is concave-convex and lens-shaped. Compared to the embodiment according to 2 The embodiment according to FIG 3 a stronger bundling, although the otherwise used materials and refractive indices are the same as in the second embodiment according to 2 are. Around the concavo-convex shape and the variable layer thickness of the outer layer 218 to be able to reach, became the outer surface 216 subjected to a plasma treatment with a mixture of N ₂ / O ₂ before its coating. This plasma treatment leads to a reduction of the wetting ability of the outer surface 216 so that the sprayed silicone contracts. Also, a mean viscosity of the sprayed silicone of about 2000 mPas supports the formation of the concave-convex shape with a central maximum layer thickness. Alternatively or in addition to above-described selected process parameters for adjusting the shape of the outer layer 218 may also be a plurality of spraying the inner layer 209 respectively. These sprays occur predominantly in the vicinity of the luminous axis 6 , results in a similar shape.

4 zeigt eine Variante der Erfindung, die auf eine linsenförmige innere Schicht, wie sie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen gemäß 2, 3, 5 und 6 gezeigt ist, verzichtet. Als optisch aktive Flächen sind hier lediglich eine Außenfläche 316 der Füllmasse 9 und eine Außenfläche 320 der äußeren Schicht 318 zu nennen. Der Refraktionsindex der äußeren Schicht 318 beträgt auch in diesem Ausführungsbeispiel 1,51, der Refraktionsindex der inneren Schicht beziehungsweise der Füllmasse 9 ist 1,41. Die äußere Schicht 318 wurde als Sprühschicht auf die Außenfläche 316 der Innenschicht 9 und die Oberfläche 11 des LED-Gehäuses 4 aufgesprüht. Auch dieses Ausführungsbeispiel weist ein bündelndes Abstrahlverhalten gemäß der dargestellten Pfeile auf. Vor der Besprühung der Außenfläche 316 mit Silikon fand auch hier eine Plasmabehandlung mit einer Mischung aus N₂ und O₂ statt, die die Benetzungsfähigkeit der Außenfläche 316 und der Oberfläche 11 herabsetzte. Auch in diesem Fall wurde Silikon mit einer mittleren Viskosität von etwa 2000 mPas verwendet. Die konvexe Form der äußeren Schicht 318 kann alternativ oder ergänzend durch insbesondere im Bereich der Leuchtachse 6 durchgeführte weitere Besprühungen erfolgen. 4 shows a variant of the invention, which is based on a lenticular inner layer, as for example in the embodiments according to 2 . 3 . 5 and 6 shown is omitted. As optically active surfaces here are only an outer surface 316 the filling material 9 and an outer surface 320 the outer layer 318 to call. The refractive index of the outer layer 318 is also in this embodiment 1.51, the refractive index of the inner layer or the filling material 9 is 1.41. The outer layer 318 was as a spray on the outside surface 316 the inner layer 9 and the surface 11 of the LED housing 4 sprayed. Also, this embodiment has a bundling radiation behavior according to the illustrated arrows. Before spraying the outer surface 316 With silicone, a plasma treatment with a mixture of N ₂ and O ₂ took place here, which improves the wetting ability of the outer surface 316 and the surface 11 belittled. Also in this case silicone with a mean viscosity of about 2000 mPas was used. The convex shape of the outer layer 318 can alternatively or additionally by, in particular, in the area of the illuminated axis 6 carried out further spraying done.

Die folgenden beiden Ausführungsbeispiele gemäß 5 und 6 zeigen auf, wie das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren beziehungsweise die erfindungsgemäße äußere Schicht (Beschichtung) dazu beiträgt, die Abstrahlcharakteristik der betreffenden LED (beziehungsweise des LED-Moduls) zu vereinheitlichen oder zu glätten. Die jeweiligen inneren Schichten 409 und 509 der beiden Ausführungsbeispiele weisen Defekte auf. Eine Außenfläche 416 gemäß 5 weist hat den als tiefen Spalt ausgebildeten Defekt 417. In einem unausgefüllten oder unreparierten Zustand würde dieser eine Inhomogenisierung der Abstrahlcharakteristik der LED 401 mit sich bringen. Erfindungsgemäß ist der Defekt 417 durch die äußere Schicht 418 aufgefüllt und geglättet. The following two embodiments according to 5 and 6 show how the coating method according to the invention or the outer layer (coating) according to the invention contributes to unifying or smoothing the emission characteristic of the relevant LED (or of the LED module). The respective inner layers 409 and 509 the two embodiments have defects. An outer surface 416 according to 5 has the defect designed as a deep gap 417 , In an unfilled or unrepaired state, this would be an inhomogenization of the emission characteristic of the LED 401 entail. According to the invention, the defect 417 through the outer layer 418 filled and smoothed.

Zu diesem Zweck wurde bei der Fertigung der äußeren Schicht 418 die als Silikonlinse ausgebildete innere Schicht 409 einer Plasmabehandlung mit N₂ unterzogen, bevor sie mit Silikon besprüht wurde. Diese Plasmabehandlung führt zu einer Verbesserung der Benetzungsfähigkeit der Außenfläche 416 und des Defektes 417, so dass während des Beschichtungsschritts der Außenfläche 416 das versprühte Silikon in jede kleine Kavität des Defektes 417 eindringen kann. Dieser Eindringeffekt wird durch einen Kapillareffekt verstärkt, der dazu führt, dass das versprühte Silikon in feinste Kavitäten, insbesondere in Pinholes, eindringt. Das verwendete Beschichtungsmaterial weist dabei bevorzugt eine niedrige Viskosität von kleiner als 1000 mPas auf. For this purpose was used in the production of the outer layer 418 the formed as a silicone lens inner layer 409 subjected to a plasma treatment with N ₂ before being sprayed with silicone. This plasma treatment leads to an improvement of the wetting ability of the outer surface 416 and the defect 417 so that during the coating step the outer surface 416 the sprayed silicone into each small cavity of the defect 417 can penetrate. This penetration effect is enhanced by a capillary effect, which causes the sprayed silicone in the finest cavities, especially in Pinholes penetrates. The coating material used preferably has a low viscosity of less than 1000 mPas.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls 501 mit einer LED 502, deren innere Schicht 509 eine vergleichsweise raue Außenfläche 516 aufweist. Dabei handelt es sich zwar um keinen groben Defekt, jedoch würde die LED 502 in diesem Zustand (also ohne eine glättende äußere Schicht 518) eine vergleichsweise starke Streuung aufweisen. Die LED 502 ist deshalb mit der äußeren Schicht 518, bestehend aus aufgesprühten Silikon mit einer während des Aufsprühvorgangs niedrigen Viskosität von kleiner als 1000 mPas, beschichtet. Auch in diesem Fall ist die Außenfläche 516 vor dem Beschichtungsvorgang mit Stickstoff (N₂) gespült beziehungsweise plasmabehandelt, so dass sich das Silikon nach dem Aufsprühen gut auf den Unebenheiten der Außenfläche 516 verteilt. Es ergibt sich in ausreichender Entfernung zur Außenfläche 516 eine vergleichsweise glatte Außenfläche 520. 6 shows an embodiment of an LED module 501 with an LED 502 , whose inner layer 509 a comparatively rough outer surface 516 having. Although this is not a gross defect, but would the LED 502 in this state (ie without a smoothing outer layer 518 ) have a comparatively strong dispersion. The LED 502 is therefore with the outer layer 518 consisting of sprayed-on silicone with a low viscosity during the spraying process of less than 1000 mPas, coated. Also in this case is the outer surface 516 flushed or plasma-treated with nitrogen (N ₂ ) before the coating process so that the silicone after spraying looks well on the unevenness of the outer surface 516 distributed. It results at a sufficient distance to the outer surface 516 a comparatively smooth outer surface 520 ,

7 zeigt für das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 2 die Veränderung der Abstrahlcharakteristik durch die äußere Schicht 118 (vergleiche 2). Im Diagramm gemäß 7 ist dabei eine relative Lichtintensität des von der LED 102 abgestrahlten Lichtes über einen Abstrahlwinkel aufgetragen. Dabei entspricht ein Winkel von 0° parallel zur Leuchtachse 6 austretendem Licht der LED 102. 7 shows for the second embodiment according to 2 the change in the radiation pattern through the outer layer 118 (see 2 ). In the diagram according to 7 is a relative light intensity of the LED 102 radiated light over a beam angle applied. An angle of 0 ° corresponds to the illuminated axis 6 LED outgoing light 102 ,

Eine erste durchgezogene Kurve in 7 stellt die Abstrahlcharakteristik der LED 102 dar, sofern diese keine äußere Schicht 118 aufweist. Die in 7 gestrichelte Kurve stellt hingegen die Abstrahlcharakteristik der LED 102 dar, wenn diese mit der äußeren Schicht 118 beschichtet ist. Gut zu erkennen ist dabei, dass die gestrichelte Linie weniger „bauchig” als die durchgezogene Linie verläuft und zudem in Richtung kleinerer Winkel verschoben ist. Anders ausgedrückt: Durch die mit der äußeren Schicht 118 versehene LED 102 werden Raumbereiche hoher Winkel, also seitlichere Bereiche der LED 102, weniger stark ausgeleuchtet. Zudem erfolgt die Abnahme der Lichtintensität mit wachsendem Winkel gleichmäßiger als bei einer unbeschichteten LED 102. A first solid curve in 7 represents the emission characteristic of the LED 102 unless this is an outer layer 118 having. In the 7 however, the dashed curve represents the emission characteristic of the LED 102 if this with the outer layer 118 is coated. It can be clearly seen that the dashed line is less "bulbous" than the solid line and is also shifted in the direction of smaller angles. In other words, by the one with the outer layer 118 provided LED 102 Spaces become areas of high angles, ie lateral areas of the LED 102 , less strongly lit. In addition, the decrease in light intensity with increasing angle is more uniform than with an uncoated LED 102 ,

Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen können die LEDs zur Bündelung des vom LED-Chip 8 abgestrahlten Lichtes zusätzlich einen Reflektor aufweisen. Notwithstanding the embodiments shown, the LEDs for bundling the LED chip 8th radiated light additionally have a reflector.

Offenbart ist eine LED, deren Abstrahlcharakteristik über eine Form oder einen Refraktionsindex einer Beschichtung einer optischen Oberfläche der LED eingestellt ist. Disclosed is an LED whose emission characteristic is set via a shape or a refractive index of a coating of an optical surface of the LED.

Weiterhin ist offenbart ein LED-Modul oder ein LED-Light-Engine mit einer solchen LED. Furthermore, an LED module or an LED light engine with such an LED is disclosed.

Weiterhin offenbart ist ein Verfahren zur Einstellung einer Abstrahlcharakteristik einer solchen LED oder eines solchen LED-Moduls. Further disclosed is a method for adjusting a radiation characteristic of such an LED or such an LED module.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1; 101; 201; 301; 401; 501 1; 101; 201; 301; 401; 501: LED-Modul LED module
2; 102; 202; 302; 402; 502 2; 102; 202; 302; 402; 502: LED LED
4 4: LED-Gehäuse LED housing
6 6: Leuchtachse luminous axis
8 8th: LED-Chip LED chip
9; 109; 209; 309; 409; 509 9; 109; 209; 309; 409; 509: innere Schicht inner layer
10 10: Ausnehmung recess
11 11: Oberfläche surface
12 12: Bodenfläche floor area
14 14: Leiterplatte circuit board
15 15: Klebepunkt gluepoint
16; 116; 216; 316; 416; 516 16; 116; 216; 316; 416; 516: Außenfläche outer surface
417 417: Defekt malfunction
18; 118; 218; 318; 418; 518 18; 118; 218; 318; 418; 518: äußere Schicht outer layer
20; 120; 220; 320; 420; 520 20; 120; 220; 320; 420; 520: Außenfläche outer surface

Claims

LED with a LED chip ( 8th ) and with two at least partially transparent layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ), which are in a beam path of the LED ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) are connected in series, characterized in that via an outer layer in the beam path ( 18 ; 118 ; 218 ; 318 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) a radiation characteristic of the LED ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) is set.

LED according to claim 1, wherein the outer layer ( 18 ; 118 ; 218 ; 318 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) is formed as a spray layer or as a vapor phase deposition or as a vapor deposition.

LED according to one of claims 1 or 2, wherein the emission characteristic has a refractive index and / or a shape of the outer layer ( 18 ; 118 ; 218 ; 318 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) is set.

LED according to one of claims 1 to 3, wherein refractive indices of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) are different.

LED according to one of the preceding claims, wherein an inner layer ( 109 ; 209 ; 409 ; 509 ) of the two layers ( 109 ; 209 . 218 ; 318 ; 409 ; 509 ) or the outer layer ( 218 ; 318 ) of the two layers ( 109 ; 209 . 218 ; 318 ; 409 ; 509 ) Is formed at least in the beam path about lenticular.

LED according to any one of claims 1 to 5, wherein the outer layer ( 18 ; 118 ; 218 ; 318 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) consists predominantly of silicone or predominantly of a parylene or predominantly of an acrylate-polyurethane copolymer.

LED according to any one of the preceding claims, wherein the inner layer ( 9 ; 109 ; 209 ; 309 ; 409 ; 509 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 209 . 218 ; 9 . 318 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) consists mainly of silicone.

LED according to one of the preceding claims, wherein the LED chip ( 8th ) at least in sections from the inner layer ( 9 ) of the two layers ( 9 . 18 ) is sheathed.

LED according to any one of the preceding claims, wherein the outer layer ( 18 ; 118 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) has a substantially constant layer thickness at least in sections in the beam path.

LED according to claim 9, wherein the outer layer ( 18 ; 118 ; 418 ; 518 ) of the two layers ( 9 . 18 ; 109 . 118 ; 409 . 418 ; 509 . 518 ) in the beam path at least partially coplanar ( 18 ) or concave-convex ( 118 ; 418 ; 518 ) or convex-concave.

LED according to one of claims 1 to 8, wherein the outer layer ( 218 ; 318 ) of the two layers ( 209 . 218 ; 309 . 318 ) in the beam path at least partially concave-convex ( 218 ) or plano-convex ( 318 ) or biconvex is formed, or wherein the outer layer of the two layers in the beam path is formed at least partially bi-concave or plano-concave.

LED according to one of the preceding claims, wherein an outer surface ( 420 ; 520 ) of the outer layer ( 418 ; 518 ) of the two layers ( 409 . 418 ; 509 . 518 ) has a lower roughness than an outer surface ( 416 ; 516 ) of the inner layer ( 409 ; 509 ) of the two layers ( 409 . 418 ; 509 . 518 ).

LED module with a printed circuit board ( 14 ) and with at least one LED arranged thereon and designed according to one of the preceding claims (US Pat. 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ).

Method for setting a radiation characteristic of an LED ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) or at least one such LED ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) LED module ( 1 ; 101 ; 201 ; 301 ; 401 ; 501 ) with one in a beam path of the LED ( 2 ; 102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502 ) arranged transparent layer ( 9 ; 109 ; 209 ; 309 ; 409 ; 509 ), characterized by a step: - coating an outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ) of the layer ( 9 ; 109 ; 209 ; 309 ; 409 ; 509 ).

The method of claim 14, wherein the step of coating the outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ) by a step - spraying a silicone or an acrylate-polyurethane copolymer on the outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ); or a step - chemical or physical vapor or vapor deposition of a parylene on the outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ) he follows.

A method according to claim 14 or 15, wherein prior to one step coating the outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ) a step - plasma treatment of the outer surface ( 16 ; 116 ; 216 ; 316 ; 416 ; 516 ) he follows.