DE102015200092A1 - Transmitted light element with conversion material, light module and manufacturing process - Google Patents

Transmitted light element with conversion material, light module and manufacturing process Download PDF

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Abstract

Ein Durchlichtelement (1) weist mehrere Vertiefungen (8) auf, welche jeweils mit Konversionsmaterial (10, 11) gefüllt sind, wobei mindestens zwei Vertiefungen (8) mit unterschiedlichem Konversionsmaterial gefüllt sind. Ein Leuchtmodul (16) weist mindestens ein Durchlichtelement und einen Träger (12), an dem mehrere Halbleiterleuchtelemente angeordnet sind, auf, wobei das mindestens eine Durchlichtelement so zu dem Träger angeordnet ist, dass mindestens zwei mit unterschiedlichem Konversionsmaterial gefüllte Vertiefungen (8) von jeweils mindestens einem Halbleiterleuchtelement (15) anstrahlbar sind. Ein Verfahren weist auf: Bereitstellen eines Durchlichtelements (1) mit mindestens einer Vertiefung (8) so, dass die mindestens eine Vertiefung oberseitig angeordnet ist, zumindest teilweises Verfüllen der mindestens einen Vertiefung (8) mit flüssigem Konversionsmaterial (10, 11), Aufdrücken eine Trägers mit den mindestens einem Halbleiterleuchtelement (15) nach unten gerichtet so auf das Durchlichtelement (1), dass das mindestens eine Halbleiterleuchtelement in das noch flüssige Konversionsmaterial eintaucht, und Aushärten des Konversionsmaterials. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf LED-Module und LED-Light Engines.A transmitted-light element (1) has a plurality of depressions (8) which are each filled with conversion material (10, 11), wherein at least two depressions (8) are filled with different conversion material. A light module (16) has at least one transmitted light element and a carrier (12) on which a plurality of semiconductor light elements are arranged, wherein the at least one transmitted light element is arranged to the carrier, that at least two filled with different conversion material wells (8) of each at least one semiconductor element (15) can be illuminated. A method comprises providing a transmitted-light element (1) with at least one depression (8) such that the at least one depression is arranged on the upper side, at least partially filling the at least one depression (8) with liquid conversion material (10, 11), pressing on one Carrier with the at least one semiconductor light-emitting element (15) directed downwards so on the transmitted light element (1) that the at least one semiconductor element immersed in the still liquid conversion material, and curing the conversion material. The invention is applicable, for example, to LED modules and LED light engines.

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchlichtelement, das Konversionsmaterial aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Leuchtmodul, aufweisend ein solches Durchlichtelement und einen Träger, an dem mehrere Halbleiterleuchtelemente angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Leuchtmoduls. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf LED-Module und LED-Light Engines.The invention relates to a transmitted light element having conversion material. The invention also relates to a lighting module, comprising such a transmitted light element and a carrier, on which a plurality of semiconductor light-emitting elements are arranged. The invention further relates to a method for producing such a light module. The invention is applicable, for example, to LED modules and LED light engines.

Es ist Konversionsmaterial (auch als "Leuchtstoff" oder "Phosphor" bezeichnet) bekannt, das dazu geeignet ist, von einer Lichtquelle einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Die Wellenlänge des Sekundärlichts mag länger sein (sog. „Down Conversion“) oder kürzer sein (sog. „Up Conversion“) als die Wellenlänge des Primärlichts. Beispielsweise mag blaues Primärlicht mittels eines Konversionsmaterials in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von dem Konversionsmaterial eine Mischung aus Sekundärlicht und nicht umgewandeltem Primärlicht abgestrahlt, die als Nutzlicht dienen kann. Beispielsweise mag weißes Nutzlicht aus einer Mischung aus blauem, nicht umgewandeltem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden. Jedoch ist auch eine Vollkonversion möglich, bei der das Primärlicht entweder nicht mehr oder zu einem nur vernachlässigbaren Anteil in dem Nutzlicht vorhanden ist. Ein Umwandlungsgrad hängt beispielsweise von einer Dicke und/oder einer Konzentration des Konversionsmaterials ab.Conversion material (also referred to as "phosphor" or "phosphor") is known that is capable of converting, or at least partially converting, primary light incident from a light source into secondary light of different wavelengths. The wavelength of the secondary light may be longer (so-called "down conversion") or shorter (so-called "up conversion") than the wavelength of the primary light. For example, blue primary light may be converted to green, yellow, orange or red secondary light by means of a conversion material. With only partial wavelength conversion or wavelength conversion, a mixture of secondary light and unconverted primary light is radiated from the conversion material, which can serve as useful light. For example, white useful light may be generated from a mixture of blue, unconverted primary light and yellow secondary light. However, a full conversion is possible in which the primary light either no longer or only a negligible proportion in the useful light is present. A degree of conversion depends, for example, on a thickness and / or a concentration of the conversion material.

Bei Vorliegen mehrerer Konversionsmaterialien kann ein Nutzlicht erzeugt werden, das Sekundärlichtanteile aller dieser Konversionsmaterialien aufweist, z.B. gelbes und rotes Sekundärlicht. Das rote Sekundärlicht mag beispielsweise dazu verwendet werden, dem Nutzlicht einen wärmeren Farbton zu geben, z.B. sog. „warm-weiß“.In the presence of a plurality of conversion materials, a useful light can be generated which has secondary light components of all these conversion materials, e.g. yellow and red secondary light. For example, the red secondary light may be used to give the useful light a warmer hue, e.g. so-called "warm-white".

Auf Chip-Ebene werden für eine Wellenlängenkonversion beispielsweise LED-Chips auf Saphir-Basis (d.h., Oberflächenemitter mit einem Substrat aus lichtdurchlässigem Saphir, z.B. bekannt als "TopLED") in Konversionsmaterial eingebettet. Um Nutzlicht mit mehreren unterschiedlichen Sekundärlichtanteilen zu erzeugen, werden bisher mehrere LED-Chips mit unterschiedlichem Konversionsmaterial belegt. Um zu verhindern, dass sich die unterschiedlichen Konversionsmateriale vermischen, können sie lokal auf jeweilige LED-Chips aufgesprüht werden, d.h. mittels einer Sprühbeschichtung beschichtet werden, was aber sehr aufwändig ist, insbesondere für eine Formbildung oder Formhaltung des Konversionsmaterials. Alternativ ist es bekannt, die auf einem gemeinsamen Träger aufgebrachten mehreren LED-Chips mit Wänden (z.B. aus Silikon) zu umgeben und dann die so erzeugten einzelnen Kammern mit fließfähigem Konversionsmaterial zu vergießen. Jedoch ist dieses Verfahren ebenfalls aufwändig, insbesondere in Bezug auf eine genaue Positionierung und auf einen zur Herstellung benötigten Werkzeug- und Zeitaufwand. Zudem benötigen beide Methoden eine große Menge des typischerweise teuren Konversionsmaterials.At the chip level, for example, for a wavelength conversion, sapphire-based LED chips (i.e., surface emitters having a translucent sapphire substrate, e.g., known as a "TopLED") are embedded in conversion material. In order to generate useful light with several different secondary light components, so far several LED chips are occupied with different conversion material. To prevent the different conversion materials from mixing, they can be locally sprayed onto respective LED chips, i. be coated by means of a spray coating, but this is very expensive, especially for a shaping or shape retention of the conversion material. Alternatively, it is known to surround the plurality of LED chips mounted on a common carrier with walls (e.g., of silicone) and then to shed the individual chambers thus formed with flowable conversion material. However, this method is also complex, especially in terms of accurate positioning and a tool and time required for the production. In addition, both methods require a large amount of typically expensive conversion material.

Aus Run Hu et al.: "Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating", OPTICS EXPRESS, Vol. 20, Nr. 13, Seiten 13727 bis 13737, vom 18 Juni 2012 , ist es bekannt, eine Freiform-Linse mit einer Vertiefung bereitzustellen, bei der die Vertiefung einen LED-Chip domartig überwölbt. Nach Anbringung der Freiform-Linse wird Konversionsmaterial in die Vertiefung eingebracht, das den Zwischenraum zwischen dem LED-Chip und der Linse ausfüllt. Out Run Hu et al .: "Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating", OPTICS EXPRESS, Vol. 20, No. 13, pages 13727 to 13737, dated 18 June 2012 , It is known to provide a free-form lens with a recess in which the recess overhanging an LED chip like a dome. After attaching the free-form lens conversion material is introduced into the recess, which fills the gap between the LED chip and the lens.

US 2013/0337719 A1 offenbart eine Linse mit einer halbkugelförmigen Oberfläche, eine Fresnel-Linse oder ein Mikrolinsenfeld, auf dem ein dünne Schicht von Konversionsmaterial konform abgeschieden worden ist. US 2013/0337719 A1 discloses a lens having a hemispherical surface, a Fresnel lens or a microlens array on which a thin layer of conversion material has been conformally deposited.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zum Bereitstellen von Nutzlicht mit verschiedenen Sekundärlichtanteilen bereitzustellen, die speziell einfach und preiswert umsetzbar ist.It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art, at least in part, and in particular to provide an improved possibility for providing useful light with different secondary light components, which is particularly simple and inexpensive to implement.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Durchlichtelement, das mehrere Vertiefungen aufweist, welche jeweils mit Konversionsmaterial gefüllt sind, wobei mindestens zwei Vertiefungen mit unterschiedlichem Konversionsmaterial gefüllt sind.The object is achieved by a transmitted-light element having a plurality of depressions, which are each filled with conversion material, wherein at least two depressions are filled with different conversion material.

Dieses Durchlichtelement ergibt den Vorteil, dass es eine nur vergleichsweise geringe Menge an Konversionsmaterial benötigt und das Konversionsmaterial sehr präzise formbar ist. Zudem ist das Konversionsmaterial schnell und einfach an einem preiswert verformbaren Grundkörper anbringbar. Zudem kann das Durchlichtelement ohne oder mit nur geringem Zusatzaufwand weiter oberflächenstrukturiert sein oder werden.This transmitted light element has the advantage that it requires only a comparatively small amount of conversion material and that the conversion material can be shaped very precisely. In addition, the conversion material is quickly and easily attachable to a reasonably deformable base body. In addition, the transmitted-light element can be or continue to be surface-structured without or with little additional effort.

Das Durchlichtelement ist insbesondere ein optisches Element, das von Licht durchstrahlbar ist. Es mag auch als "Durchlichtoptik" bezeichnet werden. Das Durchlichtelement ist z.B. ein lichtbrechendes Element. Es mag ein abbildendes Element (z.B. eine Linse) oder ein nicht-abbildendes Element (z.B. ein Diffusor, ein Konzentrator oder ein Lichtleiter) sein. Das Durchlichtelement mag einen transparenten oder opaken Grundkörper aufweisen, z.B. aus Kunststoff oder Glas, in den die Vertiefungen eingebracht sind.The transmitted-light element is in particular an optical element that can be transmitted through light. It may also be called "transmitted light optics". The transmitted light element is eg a refractive element. It may be an imaging element (eg, a lens) or a non-imaging element (eg, a diffuser, a concentrator, or an optical fiber). The transmitted light element may have a transparent or opaque base body, for example of plastic or glass, in which the recesses are introduced.

In unterschiedliche Vertiefungen eingefülltes Konversionsmaterial mag insbesondere zueinander beabstandet sein, sich also nicht berühren oder miteinander vermischen. Dadurch sind die Sekundärlichtanteile des Nutzlichts besonders genau einstellbar.Conversion material filled in different recesses may in particular be spaced apart from one another so that they do not touch or mix with one another. As a result, the secondary light components of the useful light are particularly accurate adjustable.

Das Konversionsmaterial mag insbesondere ein transparentes Grund- oder Matrixmaterial (z.B. Silikon oder Epoxidharz) aufweisen, in dem konversionsaktiver Stoff (z.B. Partikel oder Pulver aus konversionsaktiver Keramik) als Füllmaterial verteilt ist. Das Grund- oder Matrixmaterial mag insbesondere aushärtbar sein, z.B. thermoplastische oder duroplastische Eigenschaften aufweisen.In particular, the conversion material may comprise a transparent base or matrix material (e.g., silicone or epoxy) in which conversion active material (e.g., particles or powder of conversion active ceramic) is dispersed as a filler. The base or matrix material may in particular be curable, e.g. have thermoplastic or thermosetting properties.

Unterschiedliches Konversionsmaterial mag einstrahlendes Primärlicht in Sekundärlicht unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung umwandeln oder konvertieren, insbesondere in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge.Different conversion material may convert or convert incident primary light into secondary light of different spectral composition, in particular into secondary light of different wavelengths.

Mindestens ein in eine Vertiefung eingefülltes Konversionsmaterial mag ein oder mehrere konversionsaktive (Wirk-)Stoffe aufweisen. In unterschiedliche Vertiefungen eingefülltes Konversionsmaterial mit jeweils mehreren konversionsaktiven Stoffen mag sich in einem, mehreren oder allen Stoffen unterscheiden bzw. in einem, mehreren oder allen konversionsaktiven Stoffen übereinstimmen, ggf. in unterschiedlichen, vorbestimmten Konzentrationen. Unterschiedliches Konversionsmaterial mag sich also z.B. in Bezug auf die Art(en) und/oder die Konzentration(en) des mindestens einen konversionsaktiven Stoffs unterscheiden.At least one conversion material filled into a depression may have one or more conversion-active substances. Conversion material filled with different conversion-active substances into different recesses may differ in one, several or all substances or may correspond in one, several or all conversion-active substances, possibly in different, predetermined concentrations. Different conversion material may therefore be e.g. differ with respect to the type (s) and / or concentration (s) of the at least one conversion active.

Die Vertiefungen mögen alle die gleiche Form und/oder Größe aufweisen. Alternativ mögen zumindest zwei Vertiefungen eine zueinander unterschiedliche Form und/oder Größe aufweisen. Es ist eine Weiterbildung, dass mit gleichem Konversionsmaterial aufgefüllte Vertiefungen die gleiche Form und/oder Größe aufweisen und mit unterschiedlichem Konversionsmaterial aufgefüllte Vertiefungen eine unterschiedliche Form und/oder Größe aufweisen.The depressions may all have the same shape and / or size. Alternatively, at least two depressions may have a mutually different shape and / or size. It is a further development that recesses filled with the same conversion material have the same shape and / or size and recesses filled with different conversion material have a different shape and / or size.

Es ist eine Ausgestaltung, dass das Durchlichtelement ein insbesondere regelmäßiges Feld oder "Array" von Vertiefungen aufweist, die zumindest teilweise mit Konversionsmaterial gefüllt sind. Dadurch lässt sich eine besonders effektive Farbmischung erreichen. Das Feld mag beispielsweise als matrixartiges Muster, als hexagonales Muster oder in Form mehrerer konzentrischer Kreise vorliegen, ist aber nicht darauf beschränkt.It is an embodiment that the transmitted light element has a particularly regular field or "array" of recesses which are at least partially filled with conversion material. As a result, a particularly effective color mixing can be achieved. The field may be, for example, but not limited to, a matrix-like pattern, a hexagonal pattern, or a plurality of concentric circles.

Die Vertiefungen können ganz oder nur teilweise mit dem Konversionsmaterial gefüllt sein.The depressions can be completely or only partially filled with the conversion material.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Durchlichtelement mehrere parallel zueinander angeordnete längliche Vertiefungen aufweist. Dies ermöglicht eine im Vergleich zu einem zweidimensionalen Feld geringere Zahl von Vertiefungen und eine vereinfachte Unterbringung von Halbleiterlichtquellen in den Vertiefungen.It is still an embodiment that the transmitted light element has a plurality of mutually parallel elongated recesses. This allows a smaller number of recesses compared to a two-dimensional field and a simplified placement of semiconductor light sources in the recesses.

Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Vertiefungen in einem gemeinsamen Rücksprung einer Lichteintrittsfläche des Durchlichtelements eingebracht sind. Der gemeinsame Rücksprung erleichtert eine Überdeckung oder Unterbringung von Halbleiterlichtquellen, insbesondere von oberseitig (z.B. mit Bonddrähten) verdrahteten Halbleiterlichtquellen, da diesen so mehr Platz unter dem Durchlichtelement verschafft wird. Der gemeinsame Rücksprung mag z.B. in Form einer flachen, großflächigen Vertiefung vorliegen. Der gemeinsame Rücksprung erstreckt sich zur präzisen Befestigung des Durchlichtelements vorteilhafterweise nicht oder nur an wenigen Stellen bis zu einem seitlichen Rand des Durchlichtelements.It is a further embodiment that the depressions are introduced in a common recess of a light entry surface of the transmitted light element. The common return facilitates overlap or placement of semiconductor light sources, particularly semiconductor light sources wired on the upper side (e.g., with bond wires), as this provides more space under the transmitted light element. The common return may e.g. in the form of a flat, large-scale depression. The common recess advantageously does not extend to the precise attachment of the transmitted light element or only in a few places to a lateral edge of the transmitted light element.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Durchlichtelement eine Lichteintrittsfläche mit einer ebenen Grundform aufweist. Dies erleichtert eine Überdeckung oder Unterbringung von auf einem ebenen Träger angeordneten Halbleiterlichtquellen sowie eine besonders gleichmäßige Einbringung von Vertiefungen.It is yet another embodiment that the transmitted light element has a light entry surface with a flat basic shape. This facilitates overlapping or accommodating semiconductor light sources arranged on a planar support and a particularly uniform introduction of recesses.

Die der Lichteintrittsfläche abgewandte Fläche, insbesondere Lichtaustrittsfläche mag z.B. plan, konvex gekrümmt, konkav gekrümmt oder freiflächig sein.The surface facing away from the light entry surface, in particular the light exit surface, may be e.g. plan, convexly curved, concavely curved or free-plane.

Die Lichteintrittsfläche und die Lichtaustrittsfläche grenzen nicht direkt aneinander, sondern sind zueinander beabstandet. Ein so erzeugter Sockelbereich mag insbesondere die Vertiefungen und ggf. einen Rücksprung aufweisen, so dass der auf Höhe der Lichtaustrittsfläche angeordnete Bereich des Durchlichtelements nicht durch die Vertiefungen beeinträchtigt wird. Dies verbessert eine gut vorherbestimmbare Strahlformung durch das Durchlichtelement.The light entry surface and the light exit surface do not directly adjoin one another but are spaced apart from one another. A base region produced in this way may in particular have the depressions and possibly a recess, so that the region of the transmitted-light element arranged at the level of the light-emitting surface is not impaired by the depressions. This improves a well predictable beam shaping by the transmitted light element.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Durchlichtelement mindestens eine mit einem reflektierenden Material gefüllte Vertiefung aufweist, insbesondere in der Lichteintrittsfläche. Dadurch kann auf einfache Weise das Durchlichtelement eine lichtreflektierende Eigenschaft annehmen, insbesondere als Reflektor für mindestens eine der Vertiefungen wirken. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine mit einem reflektierenden Material gefüllte Vertiefung zwischen zwei benachbarten, mit Konversionsmaterial gefüllten Vertiefungen angeordnet ist. Es ist eine alternative oder zusätzliche Weiterbildung, dass mindestens eine mit einem reflektierenden Material gefüllte Vertiefung außerhalb der mit Konversionsmaterial gefüllten Vertiefungen angeordnet ist, z.B. geschlossen umlaufend, beispielsweise mehreckig oder ringförmig umlaufend.It is also an embodiment that the transmitted light element has at least one recess filled with a reflective material, especially in the light entry surface. As a result, the transmitted-light element can easily assume a light-reflecting property, in particular act as a reflector for at least one of the depressions. It is a development that at least one recess filled with a reflective material is arranged between two adjacent recesses filled with conversion material. It is an alternative or additional development that at least one recess filled with a reflective material is arranged outside the depressions filled with conversion material, for example closed circumferentially, for example in a polygonal or annular manner.

Das reflektierende Material mag für eine besonders effektive Farbdurchmischung ein diffus reflektierendes Material sein. The reflective material may be a diffusely reflective material for particularly effective color mixing.

Ein solches Material mag beispielsweise Weißpigment aufweisen, z.B. Titanoxid. Das reflektierende Material mag für eine einfache Verarbeitung (z.B. Aushärtung) zusammen mit dem Konversionsmaterial das gleiche Matrixmaterial wie das Konversionsmaterial aufweisen, wobei als Füllmaterial z.B. spiegelnde oder diffus reflektierende Teilchen, beispielsweise in Form von Pulver aus Weißpigment, beigemischt sind.Such a material may, for example, comprise white pigment, e.g. Titanium oxide. The reflective material may have the same matrix material as the conversion material for ease of processing (e.g., cure) along with the conversion material, with the filler material being e.g. specular or diffusely reflecting particles, for example in the form of powder of white pigment, are admixed.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine mit dem reflektierenden Material gefüllte Vertiefung mindestens so tief in das Durchlichtelement reicht wie die mit Konversionsmaterial gefüllten Vertiefungen. Dadurch wird eine Seitenabstrahlung unterdrückt und ein Öffnungswinkel eines Lichtkegels des von dem Durchlichtelement durchstrahlenden Lichts beschränkt. It is furthermore an embodiment that the at least one recess filled with the reflective material extends at least as deeply into the transmitted light element as the recesses filled with conversion material. As a result, side emission is suppressed and an opening angle of a light cone of the light transmitted through the transmitted light element is restricted.

Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Grundkörper des Durchlichtelements mindestens ein optisch wirksames Füllmaterial aufweist, z.B. Streumaterial wie Weißpigment und/oder konversionsaktiver Stoff. Dadurch kann eine Lichtabstrahlung noch gezielter eingestellt werden, insbesondere homogenisiert werden.It is also an embodiment that the base body of the transmitted light element comprises at least one optically active filling material, e.g. Litter material such as white pigment and / or conversion active substance. As a result, a light emission can be set even more targeted, in particular homogenized.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Leuchtmodul, aufweisend mindestens ein Durchlichtelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Träger, an dem mehrere Halbleiterleuchtelemente angeordnet sind, wobei das mindestens eine Durchlichtelement so zu dem Träger angeordnet ist, dass mindestens zwei mit unterschiedlichem Konversionsmaterial gefüllte Vertiefungen von jeweils mindestens einem Halbleiterleuchtelement anstrahlbar sind. Das Leuchtmodul kann analog zu dem Durchlichtelement ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile. Insbesondere lässt sich so ein besonders kompaktes Leuchtmodul einfacher als bisher (insbesondere mit wenigen Teilen) und präzise herstellen. The object is also achieved by a lighting module, comprising at least one transmitted light element according to one of the preceding claims and a carrier, on which a plurality of semiconductor light elements are arranged, wherein the at least one transmitted light element is arranged to the carrier, that at least two filled with different conversion material wells of each can be illuminated at least one semiconductor element. The light module can be formed analogous to the transmitted light element and gives the same advantages. In particular, a particularly compact light-emitting module can be produced more simply than previously (in particular with a few parts) and precisely.

Der Träger mag z.B. eine Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat sein. Er ist für eine einfache Bestückung mit den Halbleiterleuchtelementen vorzugsweise eben oder plan. Der Träger mag einen Bestückungsbereich oder Leuchtelementebereich aufweisen, der die Halbleiterleuchtelemente aufweist und der von dem Durchlichtelement überdeckt ist. Er mag ferner einen an dem Leuchtelementebereich seitlich ansetzenden Kontaktbereich aufweisen, der eine externe Kontaktierung mit mindesten einer elektrischen Signalquelle erlaubt, z.B. mit einem Treiber. Der Träger mag zudem mit einem oder mehreren elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen (z.B. Treiber-Bauteilen) bestückt sein und mag dann auch als "Leucht-Engine" bezeichnet werden.The carrier may e.g. a printed circuit board or a ceramic substrate. It is preferably flat or planar for easy placement with the semiconductor light elements. The carrier may have a component region or luminous element region, which has the semiconductor light elements and which is covered by the transmitted light element. It may also have a contact region which attaches laterally to the light-emitting element region and which allows external contact with at least one electrical signal source, e.g. with a driver. The carrier may also be populated with one or more electrical and / or electronic components (e.g., driver components) and may also be referred to as a "lighting engine."

Insbesondere umfassen die Halbleiterleuchtelemente (oder "Halbleiterlichtquellen") mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehausten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ oder zusätzlich können die Halbleiterleuchtelemente mindestens einen Diodenlaser umfassen. Die Halbleiterleuchtelemente mögen unterseitig und/oder oberseitig kontaktierbar sein, insbesondere unterseitige und/oder oberseitige Kontaktflächen aufweisen. Oberseitige Kontaktflächen mögen z.B. über Bonddrähte elektrisch verbunden sein.In particular, the semiconductor light-emitting elements (or "semiconductor light sources") comprise at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually lighted LED or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively or additionally, the semiconductor light-emitting elements may comprise at least one diode laser. The semiconductor light elements may be contactable on the underside and / or upper side, in particular on the underside and / or top side contact surfaces. Upper side contact surfaces may be e.g. be electrically connected via bonding wires.

Eine mit Konversionsmaterial gefüllte Vertiefung des Durchlichtelements mag insbesondere von genau einem oder von mehreren Halbleiterleuchtelementen bestrahlt werden können. Ein Halbleiterleuchtelement mag insbesondere genau eine mit Konversionsmaterial gefüllte Vertiefung mit Primärlicht bestrahlen.A well of the transmitted light element filled with conversion material may in particular be irradiated by exactly one or more semiconductor light elements. In particular, a semiconductor element may irradiate exactly one well filled with conversion material with primary light.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterleuchtelemente ein Chip-Feld oder Chip-Array bilden. Dies ist besonders kompakt und einfach auf einem Träger montierbar.It is an embodiment that the semiconductor light-emitting elements form a chip field or chip array. This is particularly compact and easy to mount on a support.

Es ist eine zur Erhöhung einer Lichtausbeute vorteilhafte Ausgestaltung, dass der Träger zumindest zwischen den Halbleiterleuchtelementen reflektierend ausgebildet ist. Die reflektierende Ausbildung mag z.B. durch eine reflektierende Beschichtung erreicht werden. Der Träger mag diffus oder spekular reflektierend ausgebildet sein, z.B. durch eine Beschichtung mit einem Weißpigment wie Titanoxid usw. Insbesondere falls die Halbleiterleuchtelemente nur oberseitig kontaktiert sind, mögen sie auf einer reflektierenden Beschichtung aufliegen, was eine besonders einfache Umsetzung dieser Ausgestaltung erlaubt.It is an embodiment which is advantageous for increasing a luminous efficiency, that the carrier is designed to be reflective at least between the semiconductor luminous elements. The reflective Training may be achieved, for example, by a reflective coating. The carrier may be designed to be diffuse or specularly reflective, for example by a coating with a white pigment such as titanium oxide, etc. In particular if the semiconductor light elements are only contacted on the upper side, they may rest on a reflective coating, which allows a particularly simple implementation of this embodiment.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterleuchtelemente in das Konversionsmaterial eingebettet sind und damit eine Lichtemissionsfläche der Halbleiterleuchtelemente das Konversionsmaterial insbesondere kontaktieren kann. So wird eine besonders hohe Lichtausbeute erreicht.It is still an embodiment that the semiconductor light elements are embedded in the conversion material and thus a light emission surface of the semiconductor light elements can contact the conversion material in particular. Thus, a particularly high light output is achieved.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmoduls, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen eines Durchlichtelements mit mindestens einer Vertiefung so, dass die mindestens eine Vertiefung oberseitig angeordnet ist, zumindest teilweises Verfüllen der mindestens einen Vertiefung mit flüssigem Konversionsmaterial, Aufdrücken eines Trägers mit dem mindestens einen Halbleiterleuchtelement nach unten gerichtet so auf das Durchlichtelement, dass das mindestens eine Halbleiterleuchtelement in das noch flüssige (insbesondere ausreichend niedrigviskose) Konversionsmaterial eintaucht, und Aushärten des Konversionsmaterials.The object is further achieved by a method for producing a light module, wherein the method comprises providing a transmitted light element with at least one depression such that the at least one depression is arranged on the upper side, at least partially filling the at least one depression with liquid conversion material, pressing on a carrier with the at least one semiconductor element facing down so on the transmitted light element that the at least one semiconductor element immersed in the still liquid (in particular sufficiently low viscosity) conversion material, and curing of the conversion material.

Durch dieses Verfahren kann das insbesondere bei mehreren Halbleiterleuchtelementen sehr aufwändige, falls überhaupt mögliche nachträgliche Verfüllen mit Konversionsmaterial vermieden werden. Zudem ist dieses Verfahren sehr präzise im Hinblick auf eine Dosierung des Konversionsmaterials und auf eine Positionierung von Träger und Durchlichtelement. Das Verfahren kann analog zu den oben genannten Vorrichtungen ausgestaltet werden.By means of this method, it is possible to avoid, in particular in the case of a plurality of semiconductor light elements, very complicated, if at all possible, subsequent backfilling with conversion material. In addition, this method is very precise with regard to a dosage of the conversion material and on a positioning of the carrier and transmitted light element. The method can be configured analogously to the above-mentioned devices.

Das Verfahren kann auch mit nur einem Halbleiterleuchtelement vorteilhaft durchgeführt werden.The method can also be carried out advantageously with only one semiconductor element.

Insbesondere mag das auch ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmoduls umfassen, das aufweist: Bereitstellen eines Durchlichtelements so, dass dessen Vertiefungen oberseitig angeordnet sind, Verfüllen zumindest eines Teils der Vertiefungen mit flüssigem (niedrig- oder hochviskosem) Konversionsmaterial, Aufdrücken des Trägers mit den mehreren Halbleiterleuchtelementen nach unten gerichtet so auf das Durchlichtelement, dass die Halbleiterleuchtelemente in das noch flüssige (insbesondere ausreichend niedrigviskose) Konversionsmaterial eintauchen. Danach kann sich ein Schritt eines Aushärtens des Konversionsmaterials anschließen.In particular, this may also include a method for producing a light module, comprising: providing a transmitted light element such that its depressions are arranged on top, filling at least a portion of the wells with liquid (low or high viscosity) conversion material, pressing the carrier with the plurality of semiconductor light elements directed downward on the transmitted light element that the semiconductor light elements in the still liquid (in particular sufficiently low viscosity) conversion material dive. Thereafter, a step of curing the conversion material may follow.

Das Verfahren ist mit Chips und/oder mit gehausten Halbleiterleuchtelementen durchführbar.The method can be carried out with chips and / or with thinned semiconductor light-emitting elements.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung, die mittels des Verfahrens hergestellt worden ist.The object is also achieved by a device which has been produced by means of the method.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Grundkörper eines Durchlichtelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 1 shows a sectional side view of a main body of a transmitted light element according to a first embodiment;

2 zeigt den Grundkörper aus 1 als Schnittdarstellung in einer Ansicht von schräg unten; 2 shows the main body 1 as a sectional view in a view obliquely from below;

3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das Durchlichtelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; 3 shows a sectional side view of the transmitted light element according to the first embodiment;

4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das Durchlichtelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem noch dazu beabstandeten, mit Halbleiterleuchtelementen bestückten Träger; 4 shows a sectional side view of the transmitted light element according to the first embodiment with a still spaced, equipped with semiconductor light elements carrier;

5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das Leuchtmodul mit dem Durchlichtelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und dem daran angebrachten bestückten Träger; 5 shows a sectional side view of the lighting module with the transmitted light element according to the first embodiment and the attached carrier mounted thereon;

6 zeigt in einer Ansicht von schräg oben das Durchlichtelement gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit dem noch dazu beabstandeten Träger; 6 shows in a view obliquely from above the transmitted light element according to the first embodiment with the still spaced carrier;

7 zeigt in einer Ansicht von schräg oben das Leuchtmodul; und 7 shows in a view obliquely from above the light module; and

8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Durchlichtelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 8th shows a sectional view in side view of a transmitted light element according to a second embodiment.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Grundkörper 2 eines Durchlichtelements 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der Grundkörper 2 ist ein Volumenkörper aus transparentem Glas oder Kunststoff und weist eine erste Fläche 3 mit einer ebenen Grundform und eine der ersten Fläche 3 abgewandte zweite Fläche 4 mit einer konvex gekrümmten Grundform auf. Der Grundkörper 2 mag daher als eine plan-konvexe Linse mit einer Längsachse L angesehen werden. 1 shows a sectional view in side view of a main body 2 a transmitted light element 1 according to a first embodiment. The main body 2 is a solid body of transparent glass or plastic and has a first surface 3 with a flat basic shape and one of the first surface 3 remote second surface 4 with a convexly curved basic shape. Of the body 2 may therefore be considered as a plano-convex lens having a longitudinal axis L.

2 zeigt den Grundkörper 2 als Schnittdarstellung in einer Ansicht von schräg unten. Der Grundkörper 2 weist eine in Bezug auf die Längsachse L runde Umfangsform auf. 2 shows the main body 2 as a sectional view in a view obliquely from below. The main body 2 has a circumferential with respect to the longitudinal axis L circumferential shape.

Bezug nehmend auf 1 und 2 weist der Grundkörper 2 an seiner ersten Fläche 3 einen flachen, um die Längsachse zentrierten kreisscheibenförmigen Rücksprung 5 auf. Dieser erstreckt sich nicht bis zum Rand 6 der ersten Fläche 3, so dass die erste Fläche 3 einen durchgehend ringförmigen, vorstehenden Außenbereich 7 aufweist.Referring to 1 and 2 indicates the basic body 2 on its first surface 3 a flat, centered about the longitudinal axis circular disc-shaped recess 5 on. This does not extend to the edge 6 the first surface 3 so that the first surface 3 a continuous annular, protruding outdoor area 7 having.

In dem ebenen oder planen Rücksprung 5 sind über dessen gesamte Breite mehrere (hier: sieben) parallel verlaufende längliche (z.B. grabenförmige oder profilförmige, insbesondere geradlinige) Vertiefungen 8 eingebracht. Benachbarte Vertiefungen 8 sind voneinander beabstandet. Die erste Fläche 3 grenzt nicht direkt an die zweite Fläche 4, sondern ist von dieser entlang der Längsachse L beabstandet. Ein so erzeugter Sockelbereich 9 weist den Rücksprung 5 und die Vertiefungen 8 auf, so dass der auf Höhe der zweiten Fläche 4 angeordnete konvexe Bereich dadurch nicht beeinträchtigt wird. Dies verbessert eine gut vorherbestimmbare Strahlformung des Grundkörpers 2.In the plane or plane return 5 are over its entire width several (here: seven) parallel elongated (eg grave-shaped or profiled, in particular rectilinear) depressions 8th brought in. Neighboring depressions 8th are spaced from each other. The first area 3 does not border directly on the second surface 4 but is spaced therefrom along the longitudinal axis L. A pedestal area produced in this way 9 indicates the return 5 and the depressions 8th on, so that at the height of the second surface 4 arranged convex portion is not affected thereby. This improves a well predictable beam shaping of the body 2 ,

3 zeigt das Durchlichtelement 1, bei dem nun in die Vertiefungen 8 des Grundkörpers 2 Konversionsmaterial eingebracht worden ist. Dazu ist der Grundkörper 2 so angeordnet worden, dass die Vertiefungen 8 oberseitig angeordnet sind, so dass deren Wandungen nach unten zeigen. Dadurch kann das Konversionsmaterial einfach in eine jeweilige Vertiefung 8 eingebracht werden, z.B. dort hinein eingegossen werden, und zwar auch bei einem zunächst (vor einem Aushärten) vergleichsweise dünnflüssigen oder niedrigviskosen Konversionsmaterial. 3 shows the transmitted light element 1 in which now in the wells 8th of the basic body 2 Conversion material has been introduced. This is the basic body 2 so arranged that the depressions 8th are arranged on the upper side, so that their walls point downwards. This allows the conversion material easily into a respective recess 8th be introduced, for example, be poured into it, even in a first (before curing) comparatively low viscosity or low viscosity conversion material.

Hier sind rein beispielhaft die jeweils äußeren drei Vertiefungen 8 mit Konversionsmaterial 10 gefüllt, das blaues Primärlicht zumindest teilweise in gelbes Sekundärlicht umwandeln kann. Die mittlere Vertiefung 8 ist hingegen mit Konversionsmaterial 11 gefüllt, das blaues Primärlicht zumindest teilweise in rotes Sekundärlicht umwandeln kann. Die Vertiefungen 8 können teilweise oder bis zu ihrem Rand mit Konversionsmaterial 10 verfüllt sein.Here are purely an example of each outer three wells 8th with conversion material 10 filled, the blue primary light can at least partially convert into yellow secondary light. The middle depression 8th is conversely with conversion material 11 filled, the blue primary light can at least partially convert to red secondary light. The wells 8th may be partially or to the brim with conversion material 10 be filled.

Die Konversionsmaterialien 10 und 11 mögen insbesondere das gleiche Grundmaterial aufweisen, beispielsweise Silikon.The conversion materials 10 and 11 may in particular have the same base material, for example silicone.

In 4 wird nun zusätzlich zu 3 ein Träger 12 bereitgestellt, der eine Leiterplatte 13 aufweist. Auf der Leiterplatte 13 ist an einer Vorderseite eine kreisscheibenförmige Reflexionsschicht 14 angebracht, die hier von oben in Richtung der ersten Fläche 3 des Durchlichtelements 1 weist. An der freien, der ersten Fläche 3 zugewandten Flachseite der Reflexionsschicht 14 sind mehrere Halbleiterleuchtelemente in Form von oberflächenabstrahlenden LED-Chips 15 mit Saphir-Substrat angebracht. Die LED-Chips 15 mögen beispielsweise blaues Licht abstrahlen und mögen gleiche Chips sein. Folgend kann der Träger 12 von oben auf das Durchlichtelement 1 aufgesetzt werden.In 4 will now be in addition to 3 A carrier 12 provided a circuit board 13 having. On the circuit board 13 is on a front side a circular disk-shaped reflection layer 14 attached here from the top towards the first surface 3 of the transmitted light element 1 has. At the free, the first surface 3 facing flat side of the reflection layer 14 are several semiconductor light elements in the form of surface-emitting LED chips 15 attached with sapphire substrate. The LED chips 15 For example, you might want to emit blue light and be like chips. The following can be the carrier 12 from above onto the transmitted light element 1 be put on.

In 5 ist der auf das Durchlichtelement 1 aufgesetzte Träger 12 gezeigt, die zusammen ein Leuchtmodul in Form eines LED-Moduls 16 bilden. Der Außenbereich 7 des Grundkörpers 2 dient als Kontaktbereich mit der Leiterplatte 13 des Trägers 12, und zwar außerhalb der Reflexionsschicht 14. Der Außenbereich 7 kann beispielsweise durch Verkleben, Andrücken, Verrasten usw. mit der Leiterplatte 13 verbunden werden.In 5 is the on the transmitted light element 1 attached carriers 12 shown, which together a light module in the form of an LED module 16 form. The outdoor area 7 of the basic body 2 serves as a contact area with the circuit board 13 of the carrier 12 , outside the reflective layer 14 , The outdoor area 7 For example, by gluing, pressing, latching, etc. with the circuit board 13 get connected.

Die kreisscheibenförmige Reflexionsschicht 14 ist in dem kreisscheibenförmigen Rücksprung 5 aufgenommen und liegt darauf auf. Die LED-Chips 15 sind in zugehörige Vertiefungen und damit in das noch flüssige Konversionsmaterial 10, 11 eingedrückt worden, wodurch sie davon eingebettet worden sind. Eine Vertiefung 8 kann insbesondere mehrere LED-Chips 15 aufnehmen, insbesondere in Reihe gleichbeabstandete LED-Chips 15.The circular disk-shaped reflection layer 14 is in the circular disc-shaped recess 5 recorded and is on it. The LED chips 15 are in associated wells and thus in the still liquid conversion material 10 . 11 been pressed, whereby they have been embedded by it. A deepening 8th can in particular several LED chips 15 record, in particular in series equally spaced LED chips 15 ,

Folgend kann das Konversionsmaterial 10, 11 aushärten, beispielsweise durch UV-Bestrahlung und/oder durch eine Wärmeeinwirkung.Following can be the conversion material 10 . 11 cure, for example by UV irradiation and / or by a heat.

6 zeigt in einer Ansicht von schräg oben das Durchlichtelement 1 mit dem noch dazu beabstandeten Träger 12. Auf der kreisscheibenförmigen Reflexionsschicht 14 ist beispielhaft ein LED-Chip 15 eines LED-Felds aus LED-Chips (o. Abb.) eingezeichnet. Der LED-Chip 15 ist oberseitig kontaktierbar und hier mittels eines Bonddrahts 17 mit einer Leiterbahn 18 der Leiterplatte 13 verbunden. Die Leiterbahn 18 führt zu einem Kontaktfeld 19, das z.B. an einen Spannungs- und/oder Stromanschluss anschließbar ist. 6 shows in a view obliquely from above the transmitted light element 1 with the still spaced carrier 12 , On the circular disk-shaped reflection layer 14 is an example of an LED chip 15 of an LED field of LED chips (not shown). The LED chip 15 is contactable on the upper side and here by means of a bonding wire 17 with a conductor track 18 the circuit board 13 connected. The conductor track 18 leads to a contact field 19 , which can be connected to a voltage and / or power connection, for example.

Jede der Leiterbahnen 18 weist eine durch die Reflexionsschicht 14 getrennte, gegenüberliegende Leiterbahn 18 gleicher Form auf. Diese Paare von Leiterbahnen 18 können auch als eine unterbrochene Leiterbahn angesehen werden. Ein jeweiliges Paar von Leiterbahnen 18 wird durch mindestens einen LED-Chip 15 miteinander verbunden, insbesondere durch eine lineare Reihe von seriell miteinander verbundenen LED-Chips 15. An die beiden Kontaktfelder 19 kann z.B. eine Spannung zum Betreiben der diesen zwischengeschalteten LED-Chip(s) angelegt werden. Die hier gezeigten sieben Paare von Leiterbahnen 18 können dazu verwendet werden, entsprechende sieben Reihen von LED-Chips 15 zwischen sich anzuordnen und elektrisch anzuschließen. Die sieben Reihen von LED-Chips 15 passen in die sieben Vertiefungen 8 des Durchlichtelements 1.Each of the tracks 18 has one through the reflective layer 14 separate, opposite conductor track 18 same shape. These pairs of tracks 18 can also be considered as a broken track. A respective pair of tracks 18 is through at least one LED chip 15 interconnected, in particular by a linear series of serially interconnected LED chips 15 , To the two contact fields 19 For example, a voltage may be applied to operate the LED chip (s) interposed therebetween. The seven pairs shown here conductor tracks 18 can be used to appropriate seven rows of LED chips 15 between to arrange and to connect electrically. The seven rows of LED chips 15 fit into the seven wells 8th of the transmitted light element 1 ,

Die Reihen der LED-Chips 15 mögen alle die gleiche Zahl von LED-Chips 15 aufweisen. Alternativ mögen mindestens zwei Reihen von LED-Chips 15 eine unterschiedliche Zahl aufweisen. Auch mögen nur gleich lange Reihen eine gleiche Zahl von LED-Chips 15 aufweisen. Die Länge mag insbesondere als ein Abstand zwischen gegenüberliegenden Leiterbahnen 18 eines gleichen Paars angesehen werden.The rows of LED chips 15 all like the same number of LED chips 15 exhibit. Alternatively, at least two rows of LED chips like 15 have a different number. Also, only equally long rows like an equal number of LED chips 15 exhibit. In particular, the length may be a distance between opposing tracks 18 of a same pair.

7 zeigt in einer Ansicht von schräg oben das zusammengesetzte Leuchtmodul 16. Der Außenbereich 7 des Grundkörpers 2 ist hier auch auf die Leiterbahnen 18 aufgesetzt, insbesondere aufgeklebt. Der Grundkörper 2 überdeckt also die LED-Chips 15 und die zugehörigen Bonddrähte 17. 7 shows in a view obliquely from above the composite light module 16 , The outdoor area 7 of the basic body 2 is here on the tracks 18 put on, in particular glued. The main body 2 thus covers the LED chips 15 and the associated bonding wires 17 ,

Bei einem Anlegen einer Spannung an die Kontaktfelder 19 (z.B. durch Ausgangssignale eines Treibers) werden die LED-Chips 15 bestromt und strahlen beispielsweise blaues Primärlicht ab. Das in das Konversionsmaterial 10 eingestrahlte Primärlicht wird teilweise in gelbes Sekundärlicht umgewandelt. Das so erzeugte weiße bzw. blau-gelbe Mischlicht kann zum größten Teil strahlgeformt aus der zweiten Fläche 4 austreten. Ein geringer Teil des Mischlichts wird zurück in Richtung des Trägers 12 gestrahlt. Trifft es dort auf die Reflexionsschicht 14, kann es wieder in das Durchlichtelement 1 zurückgestrahlt werden und dann zumindest teilweise als Nutzlicht ausgekoppelt werden. Das in das Konversionsmaterial 11 eingestrahlte Primärlicht wird analog zumindest teilweise in rotes Sekundärlicht umgewandelt und erzeugt so einen roten Farbanteil an dem Nutzlicht, z.B. zum Erzeugen eines "warm-weißen" Nutzlichts.When applying a voltage to the contact fields 19 (eg by output signals of a driver) become the LED chips 15 energized and emit, for example, blue primary light. That in the conversion material 10 incident primary light is partially converted into yellow secondary light. The white or blue-yellow mixed light thus produced can for the most part be jet-shaped from the second surface 4 escape. A small part of the mixed light is returned towards the wearer 12 blasted. Does it hit the reflective layer there? 14 , it can return to the transmitted light element 1 be back-radiated and then at least partially decoupled as useful light. That in the conversion material 11 irradiated primary light is analogously converted at least partially into red secondary light and thus generates a red color component of the useful light, for example for producing a "warm-white" useful light.

Die erste Fläche 3 mag ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Lichteintrittsfläche" und die zweite Fläche 4 des Durchlichtelements 1 ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch als "Lichtaustrittsfläche" bezeichnet werden.The first area 3 without limitation of generality, also as "light entrance surface" and the second surface 4 of the transmitted light element 1 without restriction of generality also as "light exit surface" to be called.

8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein Durchlichtelement 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Durchlichtelement 21 ist ähnlich zu dem Durchlichtelement 1 aufgebaut, weist aber nun in dem Grundkörper 22 zwischen zwei benachbarten mit Konversionsmaterial 10, 11 verfüllten Vertiefungen 8 jeweils eine mit einem reflektierenden Material 23 gefüllte Vertiefung 24 auf. Die Vertiefungen 24 reichen hier etwas tiefer als die Vertiefungen 8, wie in dem detaillierteren Ausschnitt A erkennbar. 8th shows a sectional view in side view of a transmitted light element 21 according to a second embodiment. The transmitted light element 21 is similar to the transmitted light element 1 constructed, but now points in the body 22 between two adjacent with conversion material 10 . 11 filled depressions 8th one each with a reflective material 23 filled well 24 on. The wells 24 range here a bit deeper than the wells 8th as can be seen in the more detailed section A.

Das in die Vertiefungen 24 eingefüllte Material dient dazu, eine Strahlbreite des von dem Konversionsmaterial 10, 11 abgestrahlten Nutzlichts N zu verkleinern. Die Vertiefungen sind ebenfalls grabenförmig oder profilförmig ausgebildet und mögen sich über die gesamte Breite des Rücksprungs 5 erstrecken, insbesondere geradlinig.That in the wells 24 filled material serves to a beam width of the conversion material 10 . 11 radiated useful light N to reduce. The depressions are also trench-shaped or profiled and may extend over the entire width of the recess 5 extend, in particular straight.

Das Durchlichtelement 21 mag anstelle des Durchlichtelements 1 von dem Leuchtmodul 16 verwendet werden, und zwar ohne weitere Anpassungen des Trägers 12. The transmitted light element 21 like instead of the transmitted light element 1 from the light module 16 be used without further adjustments of the wearer 12 ,

Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiments, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

So mag ein Durchlichtelement auch ein regelmäßiges (zweidimensional angeordnetes) Feld von (in der ebene lokal begrenzten) Vertiefungen aufweisen, die zumindest teilweise mit Konversionsmaterial gefüllt sind.Thus, a transmitted light element may also have a regular (two-dimensionally arranged) field of (in the plane locally limited) wells which are at least partially filled with conversion material.

Auch mag der Grundkörper nicht transparent sein, sondern beispielsweise Streupartikel und/oder Konversionsmaterial als Füllmaterial aufweisen, um z.B. als Diffusor bzw. als Sekundärlichtquelle wirken zu können.Also, the main body may not be transparent, but instead, for example, have scattering particles and / or conversion material as filling material, in order, for example, to use to act as a diffuser or as a secondary light source.

Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.Generally, "on", "an", etc. may be taken to mean a singular or a plurality, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., unless this is explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly one", etc.

Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.Also, a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Durchlichtelement By light element
22
Grundkörper body
33
Erste Fläche des Grundkörpers First surface of the main body
44
Zweite Fläche des Grundkörpers Second surface of the main body
55
Rücksprung return
66
Rand edge
77
Außenbereich outdoors
88th
Vertiefung deepening
99
Sockelbereich plinth
1010
Konversionsmaterial conversion material
1111
Konversionsmaterial conversion material
1212
Träger carrier
1313
Leiterplatte circuit board
1414
Reflexionsschicht reflective layer
15 15
LED-Chip LED chip
1616
LED-Modul LED module
1717
Bonddraht bonding wire
1818
Leiterbahn conductor path
1919
Kontaktfeld Contact field
2121
Durchlichtelement By light element
2222
Grundkörper body
2323
Reflektierendes Material Reflective material
2424
Vertiefung deepening
AA
Ausschnitt neckline
LL
Längsachse longitudinal axis
NN
Nutzlicht useful light

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2013/0337719 A1 [0006] US 2013/0337719 A1 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Run Hu et al.: "Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating", OPTICS EXPRESS, Vol. 20, Nr. 13, Seiten 13727 bis 13737, vom 18 Juni 2012 [0005] Run Hu et al .: "Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating", OPTICS EXPRESS, Vol. 20, No. 13, pages 13727 to 13737, of 18 June 2012 [0005]

Claims (14)

Durchlichtelement (1; 21), aufweisend mehrere Vertiefungen (8; 8, 24), welche jeweils mit Konversionsmaterial (10, 11) gefüllt sind, wobei mindestens zwei Vertiefungen (8) mit unterschiedlichem Konversionsmaterial (10, 11) gefüllt sind.Transmitted light element ( 1 ; 21 ), comprising several depressions ( 8th ; 8th . 24 ), each with conversion material ( 10 . 11 ), at least two depressions ( 8th ) with different conversion material ( 10 . 11 ) are filled. Durchlichtelement (1; 21) nach Anspruch 1, wobei das Durchlichtelement ein regelmäßiges Feld von Vertiefungen (8) aufweist, die zumindest teilweise mit Konversionsmaterial (10, 11) gefüllt sind.Transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to claim 1, wherein the transmitted-light element comprises a regular field of depressions ( 8th ), which at least partially with conversion material ( 10 . 11 ) are filled. Durchlichtelement (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchlichtelement (1; 21) mehrere parallel zueinander angeordnete längliche Vertiefungen (8; 8, 24) aufweist.Transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitted light element ( 1 ; 21 ) a plurality of mutually parallel elongated depressions ( 8th ; 8th . 24 ) having. Durchlichtelement (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vertiefungen (8; 8, 24) in einem gemeinsamen Rücksprung (5) einer Lichteintrittsfläche (3) des Durchlichtelements (1; 21) eingebracht sind.Transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the depressions ( 8th ; 8th . 24 ) in a common return ( 5 ) a light entry surface ( 3 ) of the transmitted light element ( 1 ; 21 ) are introduced. Durchlichtelement (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchlichtelement (1; 21) eine Lichteintrittsfläche (3) mit einer ebenen Grundform aufweist.Transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitted light element ( 1 ; 21 ) a light entry surface ( 3 ) having a flat basic shape. Durchlichtelement (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Durchlichtelement (21) mindestens eine mit einem reflektierenden Material (23) gefüllte Vertiefung (24) aufweist.Transmitted light element ( 21 ) according to one of the preceding claims, wherein the transmitted light element ( 21 ) at least one with a reflective material ( 23 ) filled well ( 24 ) having. Durchlichtelement (21) nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine mit dem reflektierenden Material (23) gefüllte Vertiefung (24) mindestens so tief in das Durchlichtelement (21) reicht wie die benachbarten mit Konversionsmaterial (10, 11) gefüllten Vertiefungen (8).Transmitted light element ( 21 ) according to claim 6, wherein the at least one with the reflective material ( 23 ) filled well ( 24 ) at least as deep into the transmitted light element ( 21 ) just like the neighboring ones with conversion material ( 10 . 11 ) filled wells ( 8th ). Durchlichtelement (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Grundkörper (2; 22) des Durchlichtelements (1; 21) mindestens ein optisch wirksames Füllmaterial aufweist.Transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims, wherein a basic body ( 2 ; 22 ) of the transmitted light element ( 1 ; 21 ) has at least one optically active filler. Leuchtmodul (16), aufweisend – mindestens ein Durchlichtelement (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und – einen Träger (12), an dem mehrere Halbleiterleuchtelemente (15) angeordnet sind, – wobei das mindestens eine Durchlichtelement (1; 21) so zu dem Träger (12) angeordnet ist, dass mindestens zwei mit unterschiedlichem Konversionsmaterial (10, 11) gefüllte Vertiefungen (8) von jeweils mindestens einem Halbleiterleuchtelement (15) anstrahlbar sind.Light module ( 16 ), comprising - at least one transmitted light element ( 1 ; 21 ) according to one of the preceding claims and - a carrier ( 12 ), to which several semiconductor light elements ( 15 ) are arranged, - wherein the at least one transmitted light element ( 1 ; 21 ) so to the carrier ( 12 ) is arranged that at least two with different conversion material ( 10 . 11 ) filled wells ( 8th ) of at least one semiconductor element ( 15 ) are illuminatable. Leuchtmodul (16) nach Anspruch 9, wobei die Halbleiterleuchtelemente (15) ein Chip-Array bilden.Light module ( 16 ) according to claim 9, wherein the semiconductor light elements ( 15 ) form a chip array. Leuchtmodul (16) nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei der Träger (12) zumindest zwischen den Halbleiterleuchtelementen (15) reflektierend ausgebildet (14) ist.Light module ( 16 ) according to one of claims 9 to 10, wherein the carrier ( 12 ) at least between the semiconductor light elements ( 15 ) formed reflective ( 14 ). Leuchtmodul (16) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Halbleiterleuchtelemente (15) in das Konversionsmaterial (10, 11) eingebettet sind.Light module ( 16 ) according to one of claims 9 to 11, wherein the semiconductor light-emitting elements ( 15 ) into the conversion material ( 10 . 11 ) are embedded. Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmoduls (16), wobei das Verfahren aufweist: – Bereitstellen eines Durchlichtelements (1; 21) mit mindestens einer Vertiefung (8; 8, 24) so, dass die mindestens eine Vertiefung (8; 8, 24) oberseitig angeordnet ist, – Zumindest teilweises Verfüllen der mindestens einen Vertiefung (8) mit flüssigem Konversionsmaterial (10, 11), – Aufdrücken eines Trägers (12) mit dem mindestens einen Halbleiterleuchtelement (15) nach unten gerichtet so auf das Durchlichtelement (1; 21), dass das mindestens eine Halbleiterleuchtelement (15) in das noch flüssige Konversionsmaterial (10, 11) eintaucht, und – Aushärten des Konversionsmaterials (10, 11).Method for producing a light module ( 16 ), the method comprising: providing a transmitted-light element ( 1 ; 21 ) with at least one depression ( 8th ; 8th . 24 ) so that the at least one recess ( 8th ; 8th . 24 ) is arranged on the upper side, - at least partially filling the at least one recess ( 8th ) with liquid conversion material ( 10 . 11 ), - pressing on a support ( 12 ) with the at least one semiconductor element ( 15 ) directed downward on the transmitted light element ( 1 ; 21 ) that the at least one semiconductor element ( 15 ) into the still liquid conversion material ( 10 . 11 ), and - curing the conversion material ( 10 . 11 ). Verfahren nach Anspruch 13 zum Herstellen eines Leuchtmoduls (16) nach Anspruch 10, wobei das Verfahren aufweist: – Bereitstellen eines Durchlichtelements (1; 21) mit mehreren Vertiefungen (8; 8, 24) so, dass die Vertiefungen (8; 8, 24) oberseitig angeordnet sind, – Verfüllen zumindest eines Teils der Vertiefungen (8) mit flüssigem Konversionsmaterial (10, 11), – Aufdrücken des Trägers (12) mit den mehreren Halbleiterleuchtelementen (15) nach unten gerichtet so auf das Durchlichtelement (1; 21), dass die Halbleiterleuchtelemente (15) in das noch flüssige Konversionsmaterial (10, 11) eintauchen, und – Aushärten des Konversionsmaterials (10, 11).Method according to Claim 13 for producing a lighting module ( 16 ) according to claim 10, wherein the method comprises: - providing a transmitted-light element ( 1 ; 21 ) with several depressions ( 8th ; 8th . 24 ) so that the depressions ( 8th ; 8th . 24 ) are arranged on the upper side, - filling at least a part of the depressions ( 8th ) with liquid conversion material ( 10 . 11 ), - pressing the carrier ( 12 ) with the plurality of semiconductor light elements ( 15 ) directed downward on the transmitted light element ( 1 ; 21 ), that the semiconductor light elements ( 15 ) into the still liquid conversion material ( 10 . 11 ), and - curing the conversion material ( 10 . 11 ).
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Run Hu et al.: "Design of a novel freeform lens for LED uniform illumination and conformal phosphor coating", OPTICS EXPRESS, Vol. 20, Nr. 13, Seiten 13727 bis 13737, vom 18 Juni 2012

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