DE102012202555A1 - LED ARRANGEMENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine LED-Anordnung (10) mit integriertem Reflektor, die somit in einer kostengünstigeren und vor allem kompakteren Ausgestaltung eine Strahlformung des abgestrahlten LED-Lichts ermöglicht. Die erfindungsgemäße LED-Anordnung (10) umfasst mindestens eine LED (12) und ein Substrat (14), das an einer Oberseite mindestens eine Vertiefung aufweist, wobei die mindestens eine LED (12) in der Vertiefung angeordnet ist. Die Vertiefung umfasst Seitenflächen, die reflektierend ausgebildet sind, um eine von der mindestens einen LED (12) emittierte Strahlung zu reflektieren.The invention relates to an LED arrangement (10) with integrated reflector, which thus enables beam forming of the radiated LED light in a more cost-effective and, above all, more compact design. The LED arrangement (10) according to the invention comprises at least one LED (12) and a substrate (14) which has at least one recess on an upper side, wherein the at least one LED (12) is arranged in the recess. The recess includes side surfaces that are reflective to reflect radiation emitted by the at least one LED (12).
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung geht aus von einer LED-Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention is based on an LED arrangement according to the preamble of patent claim 1.
Stand der Technik State of the art
Im Stand der Technik sind LED-Lichtquellen bekannt, die zur Strahlformung Optiken, wie beispielsweise Reflektoren, verwenden, die allerdings den Nachteil besitzen, dass sie relativ groß und teuer sind. In the prior art LED light sources are known which use optics for beam shaping, such as reflectors, but which have the disadvantage that they are relatively large and expensive.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine LED-Anordnung bereitzustellen, die in einer kompakteren und kostengünstigeren Ausgestaltung eine Strahlformung des LED-Lichts ermöglicht. The object of the present invention is to provide an LED arrangement which, in a more compact and less expensive embodiment, enables beam shaping of the LED light.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine LED-Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by an LED arrangement having the features of patent claim 1.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße LED-Anordnung umfasst mindestens eine LED und ein Substrat, das an einer Oberseite mindestens eine Vertiefung aufweist, wobei die mindestens eine LED in der Vertiefung angeordnet ist. Die Vertiefung umfasst Seitenflächen, die reflektierend ausgebildet sind, um eine von der mindestens einen LED emittierte Strahlung zu reflektieren. Insbesondere können auch mehrere LEDs in der Vertiefung angeordnet sein oder einzelne LEDs in jeweils einer Vertiefung oder mehrere LEDs in mehreren Vertiefungen. Durch eine derartige Formung der Oberfläche des Substrats kann somit der Reflektor zur Strahlformung des LED-Lichts in das Substrat integriert werden, was wesentlich effizienter, kompakter und kostengünstiger ist. The LED arrangement according to the invention comprises at least one LED and a substrate which has at least one recess on an upper side, wherein the at least one LED is arranged in the recess. The recess includes side surfaces that are reflective to reflect radiation emitted by the at least one LED. In particular, a plurality of LEDs can also be arranged in the depression or individual LEDs in one depression or several LEDs in a plurality of depressions. By thus shaping the surface of the substrate, the reflector for beam shaping of the LED light can thus be integrated into the substrate, which is much more efficient, more compact and less expensive.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens eine Seitenfläche der Vertiefung als Fase ausgebildet. Dabei kann die Neigung dieser Abschrägung variieren und somit auf das gewünschte Abstrahlverhalten der mindestens einen LED angepasst sein. Diese bevorzugte Ausbildung der Seitenflächen der Vertiefung ist besonders einfach herstellbar und ermöglicht dazu eine sehr effiziente Strahlformung. In an advantageous embodiment of the invention, at least one side surface of the recess is formed as a chamfer. In this case, the inclination of this chamfer can vary and thus be adapted to the desired radiation behavior of the at least one LED. This preferred embodiment of the side surfaces of the recess is particularly easy to produce and allows for a very efficient beam shaping.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Oberfläche der Oberseite des Substrats reflektierend ausgebildet ist. Da das Licht der mindestens einen LED nicht ausschließlich auf die reflektierend ausgebildeten Seitenflächen der Vertiefung trifft, sondern auch auf andere Bereiche der Oberfläche des Substrats, ist es vorteilhaft, die gesamte Oberfläche der Oberseite des Substrats oder zumindest einen Teilbereich, in dem die mindestens eine LED angeordnet ist, reflektierend auszubilden. Furthermore, it is advantageous if a surface of the upper side of the substrate is designed to be reflective. Since the light of the at least one LED does not strike only the reflective side surfaces of the depression, but also other regions of the surface of the substrate, it is advantageous to cover the entire surface of the upper side of the substrate or at least a partial region in which the at least one LED is arranged to train reflective.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Substrat eine Mehrzahl an Schichten, die elektrisch leitfähig sind, insbesondere die elektrisch leitfähige Leiterbahnen und/oder Flächen aufweisen. In a further advantageous embodiment of the invention, the substrate comprises a plurality of layers which are electrically conductive, in particular the electrically conductive conductor tracks and / or surfaces.
Darüber hinaus kann das Substrat eine Mehrzahl an Schichten, insbesondere dielektrische Schichten, umfassen, die elektrisch isolierend sind. In addition, the substrate may comprise a plurality of layers, in particular dielectric layers, which are electrically insulating.
So ist durch einen mehrschichtigen Aufbau des Substrats, insbesondere durch mehrere Leiterbahnen tragende Schichten, eine kompaktere Ausgestaltung der LED-Anordnung möglich. Thus, a more compact configuration of the LED arrangement is possible by a multi-layer structure of the substrate, in particular by a plurality of conductor tracks bearing layers.
Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung befindet sich die Vertiefung an der Oberseite des Substrats in einer elektrisch isolierenden, insbesondere dielektrischen, Schicht. Insbesondere ist die Grundfläche der Vertiefung eine Schicht mit elektrisch leitfähigen Leiterbahnen und/oder Flächen, an der die mindestens eine LED angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Oberseite des Substrats mit der Vertiefung aus dem selben Material wie das Verbundmaterial des Substrats. In an advantageous variant of the invention, the depression is located on the upper side of the substrate in an electrically insulating, in particular dielectric, layer. In particular, the base of the recess is a layer of electrically conductive tracks and / or surfaces on which the at least one LED is arranged. Preferably, the top of the substrate with the recess is of the same material as the composite material of the substrate.
Vorteilhafterweise kann mindestens eine elektrische Komponente in das Substrat eingebettet sein. Dabei kann die mindestens eine elektrische Komponente in der elektrisch isolierenden, insbesondere dielektrischen, Schicht, die die mindestens eine Vertiefung aufweist, und an einer Schicht mit elektrisch leitfähigen Leiterbahnen und/oder Flächen, die sich an die dielektrische Schicht anschließt, angeordnet sein. Durch die Einbettung elektrischer Komponenten in das Substrat kann ein hoher Integrationsgrad der Anordnung erreicht werden. Insbesondere ist es vorteilhaft gerade größere Bauelemente in die oberste isolierende Schicht, die die Seitenbereiche der Vertiefung bildet, einzubetten, um den im Substrat vorhandenen Platz für die Einbettung elektrischer Komponenten möglichst effektiv zu nutzen. Dabei können Bereiche in den isolierenden Schichten für die Einbettung von Bauelementen freigehalten sein. Advantageously, at least one electrical component can be embedded in the substrate. In this case, the at least one electrical component can be arranged in the electrically insulating, in particular dielectric, layer which has the at least one depression, and on a layer with electrically conductive conductor tracks and / or surfaces adjoining the dielectric layer. By embedding electrical components in the substrate, a high degree of integration of the arrangement can be achieved. In particular, it is advantageous to embed just larger components in the uppermost insulating layer, which forms the side regions of the depression, in order to use the space available in the substrate for the embedding of electrical components as effectively as possible. In this case, areas in the insulating layers for the embedding of components can be kept free.
Des Weiteren kann mindestens eine elektrische Komponente an einer Unterseite des Substrats an einer Schicht mit elektrisch leitfähigen Leiterbahnen und/oder Flächen angeordnet sein. Auch dies trägt zu einem höheren Integrationsgrad und einer kompakteren Anordnung bei. Furthermore, at least one electrical component can be arranged on a lower side of the substrate on a layer with electrically conductive conductor tracks and / or surfaces. This also contributes to a higher degree of integration and a more compact arrangement.
Dabei kann die mindestens eine elektrische Komponente ein gedruckter Widerstand und/oder eine Induktivität und/oder eine Kapazität und/oder ein oberflächenmontiertes Bauelement und/oder ein Steuerungschip sein. Vorzugsweise können alle zum Betreiben und Steuern der mindestens einen LED notwendigen Komponenten auf, unter oder innerhalb des Substrats angeordnet sein, so dass eine sehr kompakte und kostengünstige steuerbare LED-Anordnung mit kleinsten Formfaktoren bereitgestellt wird, die für einen autonomen Betrieb, insbesondere für einen Direktanschluss an ein Stromnetz ohne zusätzliche externe Komponenten, wie beispielsweise ein zusätzliches Netzteil, ausgelegt ist. In this case, the at least one electrical component may be a printed resistor and / or an inductor and / or a capacitor and / or a surface-mounted component and / or a control chip. Preferably, all components necessary for operating and controlling the at least one LED can be arranged on, under or within the substrate, thus providing a very compact and cost-effective controllable LED arrangement with the smallest form factors suitable for autonomous operation, in particular for a direct connection to a power grid without additional external components, such as an additional power supply is designed.
Darüber hinaus kann das Substrat einen Stecker und/oder ein Steckgesicht umfassen, mittels welchem die LED-Anordnung direkt an ein Stromnetz anschließbar ist. In addition, the substrate may comprise a plug and / or a mating face, by means of which the LED arrangement can be connected directly to a power supply.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Substrat thermische Pfade, die quer, insbesondere senkrecht, zu den Schichten des Substrats verlaufen und aus einem thermisch leitfähigem Material, insbesondere Kupfer und/oder einem Polymer, gebildet sind. Diese sind vorzugsweise in dem Bereichen mit der größten Wärmeentwicklung angeordnet, insbesondere in einem Bereich unterhalb der mindestens einen LED. In an advantageous embodiment of the invention, the substrate comprises thermal paths that run transversely, in particular perpendicularly, to the layers of the substrate and are formed from a thermally conductive material, in particular copper and / or a polymer. These are preferably arranged in the regions with the greatest heat development, in particular in a region below the at least one LED.
Kurze Beschreibung der Zeichnung Short description of the drawing
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer LED-Anordnung mit einem im Substrat integrierten Reflektor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. The single figure shows a schematic representation of an LED arrangement with a reflector integrated in the substrate according to an embodiment of the invention.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer LED-Anordnung
Durch die Einbettung elektrischer Komponenten inklusive Ansteuerungskomponenten in ein mehrlagiges Substrat und durch die Ausbildung des Substrats mit integriertem Reflektor werden in kleinster Bauweise optische und elektrische Funktionen vereint. Insgesamt wird so eine kostengünstige, steuerbare und hoch integrierte LED-Anordnung bereitgestellt, die für verschiedene LED-Lösungen verwendet werden kann. The embedding of electrical components including control components in a multilayer substrate and the formation of the substrate with integrated reflector optical and electrical functions are combined in the smallest construction. Overall, this provides a cost-effective, controllable and highly integrated LED arrangement that can be used for various LED solutions.
Claims (12)
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