DE102016203883A1 - Light-emitting diode arrangement for a surface light - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung (30) für eine Flächenleuchte mit: – wenigstens zwei streifenförmigen Trägerelementen (32), wobei jedes der Trägerelemente (32) in eine Längsrichtung (36) eine größere Abmessung als in eine Querrichtung (38) aufweist, sowie – einer Mehrzahl von Leuchtdioden (18), die in der Längsrichtung (36) auf den Trägerelementen (32) angeordnet sind, und – wenigstens ein als separates Bauteil ausgebildetes streifenförmiges Verbindungselement (34, 46), welches in eine Längsrichtung (40) eine größere Abmessung als in eine Querrichtung (42) aufweist und mit den Trägerelementen (32) derart verbunden ist, dass das Verbindungselement (34, 46) mit seiner Längsrichtung (40) quer zur Längsrichtung (36) der Trägerelemente (32) positioniert ist und die Trägerelemente (32) in der Querrichtung (38) voneinander beabstandet angeordnet sind.The invention relates to a light-emitting diode arrangement (30) for a surface light comprising: - at least two strip-shaped carrier elements (32), wherein each of the carrier elements (32) has a larger dimension in a longitudinal direction (36) than in a transverse direction (38), and - a A plurality of light-emitting diodes (18) which are arranged in the longitudinal direction (36) on the carrier elements (32), and - at least one strip-shaped connecting element (34, 46) formed as a separate component, which has a larger dimension than a longitudinal direction (40) in a transverse direction (42) and connected to the carrier elements (32) such that the connecting element (34, 46) is positioned with its longitudinal direction (40) transversely to the longitudinal direction (36) of the carrier elements (32) and the carrier elements (32 ) are spaced apart in the transverse direction (38).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung für eine Flächenleuchte mit wenigstens zwei streifenförmigen Trägerelementen, wobei jedes der Trägerelemente in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweist, sowie einer Mehrzahl von Leuchtdioden, die in Längsrichtung auf den Trägerelementen angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Flächenleuchte mit einem eine Lichtaustrittsöffnung aufweisenden Gehäuse. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung.The present invention relates to a light emitting diode array for a surface light having at least two strip-shaped carrier elements, wherein each of the carrier elements in a longitudinal direction has a larger dimension than in a transverse direction, and a plurality of light-emitting diodes which are arranged in the longitudinal direction on the carrier elements. Furthermore, the invention relates to a surface light with a housing having a light exit opening. Finally, the invention also relates to a method for producing a light-emitting diode arrangement.
Leuchtdiodenanordnungen, Lichtmodule sowie Verfahren zu deren Herstellung sind im Stand der Technik umfänglich bekannt, sodass es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises hierfür nicht bedarf. Sie finden üblicherweise Einsatz bei Gebäudebeleuchtungen, gelegentlich aber auch bei Außenbeleuchtungen, beispielsweise im Bereich von Unterführungen, Tunneln oder dergleichen. In der Regel werden sie mit elektrischer Energie aus einem öffentlichen Energieversorgungsnetz, beispielsweise bei einer Nennspannung von 230 V und bei einer Netzfrequenz von etwa 50 Hz, versorgt. Zum Zwecke der Energieversorgung ist eine Energieversorgungseinheit vorgesehen, die in der Regel einen getakteten Energiewandler umfasst. Dieser formt wechselspannungsseitig zugeführte elektrische Energie um und stellt sie an einer Gleichspannungsseite für Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung bereit, welche die zugeführte elektrische Energie in Lichtenergie umwandeln und emittieren.Light-emitting diode arrangements, light modules and methods for their production are well known in the art, so it does not require a separate documentary evidence for this. They are usually used in building lighting, but occasionally also in outdoor lighting, for example in the area of underpasses, tunnels or the like. As a rule, they are supplied with electrical energy from a public power supply network, for example at a rated voltage of 230 V and at a mains frequency of about 50 Hz. For the purpose of energy supply, a power supply unit is provided, which generally comprises a clocked energy converter. The latter converts electrical energy supplied on the alternating voltage side and makes it available on a direct voltage side for light emitting diodes of the light emitting diode arrangement, which convert and emit the supplied electrical energy into light energy.
Eine gattungsgemäße Flächenleuchte weist in der Regel eine große lichtemittierende Fläche auf. Leuchtdioden stellen dagegen im Wesentlichen ein Lichtemissionsverhalten nach Art einer Punktlichtquelle dar. Damit bei Nutzung von Leuchtdioden eine möglichst gleichmäßige Lichtemission der Flächenleuchte über die Fläche erreicht werden kann, ist eine Leuchtdiodenanordnung vorgesehen, die es ermöglicht, die einzelnen Leuchtdioden weiträumig verteilt und trotzdem miteinander elektrisch verbunden anzuordnen. Üblicherweise wird für die Anordnung der Leuchtdioden eine Leiterplatte eingesetzt, auf der die Leuchtdioden nicht nur in der vorgegebenen Weise befestigt sondern zugleich auch elektrisch angeschlossen sind, um die einzelnen Leuchtdioden in vorgebbarer Weise mit elektrischer Energie zu beaufschlagen. Dabei ist es unvermeidlich, dass sich die Leiterplatte im Wesentlichen über die Abmessungen einer lichtemittierenden Fläche der Flächenleuchte erstreckt. Aufgrund der in Bezug auf die Leiterplatte sehr kleinen Abmessungen der einzelnen Leuchtdioden, die beispielsweise in Chip-Form ausgebildet sein können, ist der weit überwiegende Teil der Leiterplatte frei von Bauelementen und auch von elektrischen Leitungen. Ein Großteil der Leiterplattenfläche ist daher ungenutzt. Dies führt zu einem hohen Materialverbrauch, der darüber hinaus auch entsprechende Kosten nach sich zieht.A generic surface lamp usually has a large light-emitting surface. On the other hand, light emitting diodes essentially represent a light emission behavior in the manner of a point light source. In order to achieve the most uniform possible light emission of the surface light over the surface when using light emitting diodes, a light emitting diode arrangement is provided which enables the individual light emitting diodes to be widely distributed and nevertheless electrically connected to one another to arrange. Usually, a printed circuit board is used for the arrangement of the LEDs, on which the light-emitting diodes are not only fixed in the predetermined manner but at the same time are electrically connected to apply the individual LEDs in a predeterminable manner with electrical energy. In this case, it is unavoidable that the printed circuit board extends substantially over the dimensions of a light-emitting surface of the surface light. Due to the very small dimensions of the individual light-emitting diodes in relation to the printed circuit board, which may for example be formed in chip form, the vast majority of the printed circuit board is free of components and also of electrical lines. A large part of the printed circuit board surface is therefore unused. This leads to a high material consumption, which also entails corresponding costs.
Eine Möglichkeit, den Materialaufwand bezüglich der Leiterplatte zu reduzieren, besteht darin, Doppelnutzen zu bilden, die bei der Herstellung ineinandergreifende Leiterplattenfinger umfassen, auf denen die Leuchtdioden angeordnet sind. An gegenüberliegenden seitlichen Rändern sind die zusammengehörenden Finger jeweils über einen gemeinsamen Steg miteinander verbunden. Gleichwohl erfordert die beabstandete Anordnung der Leuchtdioden auf der Leiterplatte nach wie vor, dass auch die einzelnen Finger weiterhin zum überwiegenden Teil hinsichtlich ihrer Fläche ungenutzt sind.One way to reduce the cost of materials with respect to the printed circuit board is to form double-use, which include in manufacture interlocking printed circuit board fingers on which the LEDs are arranged. At opposite lateral edges, the associated fingers are each connected to each other via a common web. Nevertheless, the spaced arrangement of the LEDs on the circuit board still requires that the individual fingers continue to be largely unused in terms of their area.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtdiodenanordnung sowie eine Flächenleuchte als auch ein Verfahren der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass der Materialeinsatz weiter reduziert werden kann.The invention has for its object to improve a light emitting diode array and a surface light and a method of the generic type to the effect that the use of materials can be further reduced.
Als Lösung wird mit der Erfindung eine Leuchtdiodenanordnung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Mit dem weiteren unabhängigen Anspruch 12 wird eine entsprechende Flächenleuchte vorgeschlagen. Schließlich wird mit dem weiteren unabhängigen Anspruch 14 ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen.As a solution, the invention proposes a light-emitting diode arrangement according to claim 1. With the further
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the features of the dependent claims.
Mit der Erfindung wird für eine gattungsgemäße Leuchtdiodenanordnung insbesondere vorgeschlagen, dass die Leuchtdiodenanordnung wenigstens ein als separates Bauteil ausgebildetes streifenförmiges Verbindungselement aufweist, welches in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweist und mit den Trägerelementen derart verbunden ist, dass das Verbindungselement mit seiner Längsrichtung quer zur Längsrichtung der Trägerelemente positioniert ist und die Trägerelemente in der Querrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.With the invention, it is proposed in particular for a generic light-emitting diode arrangement that the light-emitting diode arrangement has at least one strip-shaped connecting element formed as a separate component, which has a larger dimension in a longitudinal direction than in a transverse direction and is connected to the carrier elements such that the connecting element with its longitudinal direction is positioned transversely to the longitudinal direction of the carrier elements and the carrier elements are arranged spaced apart in the transverse direction.
Bezüglich einer gattungsgemäßen Flächenleuchte wird insbesondere vorgeschlagen, dass im Gehäuse eine Leuchtdiodenanordnung gemäß der Erfindung angeordnet ist.With regard to a generic surface-mounted luminaire, it is in particular proposed that a light-emitting diode arrangement according to the invention be arranged in the housing.
Bezüglich eines gattungsgemäßen Verfahrens wird mit der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
- – Herstellen einer Trägerelementeinheit, die eine Mehrzahl von miteinander verbundenen streifenförmigen Trägerelementen umfasst, wobei jedes der Trägerelemente in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweist,
- – Vereinzeln der Trägerelemente der Trägerelementeinheit,
- – Herstellen einer Verbindungselementeinheit, die eine Mehrzahl von miteinander verbundenen streifenförmigen Verbindungselementen umfasst, die in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweisen,
- – Vereinzeln der Verbindungselemente der Verbindungselementeinheit,
- – Anordnen der Trägerelemente derart, dass die Trägerelemente in der Querrichtung voneinander in einem vorgegebenen Abstand positioniert sind,
- – Bestücken der Trägerelemente mit Leuchtdioden,
- – Anordnen wenigstens eines der Verbindungselemente derart, dass das wenigstens eine der Verbindungselemente mit seiner Längsrichtung quer zur Längsrichtung der Trägerelemente positioniert ist,
- – Verbinden der Leuchtdioden mit den Trägerelementen und
- – Verbinden der Trägerelemente mit dem wenigstens einem Verbindungselement.
- Producing a carrier element unit comprising a plurality of interconnected strip-shaped carrier elements, each of the carrier elements having a larger dimension in a longitudinal direction than in a transverse direction,
- Separating the carrier elements of the carrier element unit,
- Producing a connecting element unit which comprises a plurality of interconnected strip-shaped connecting elements which have a larger dimension in a longitudinal direction than in a transverse direction,
- Separating the connecting elements of the connecting element unit,
- Arranging the carrier elements such that the carrier elements are positioned in the transverse direction from one another at a predetermined distance,
- - equipping the carrier elements with light-emitting diodes,
- Arranging at least one of the connecting elements such that the at least one of the connecting elements is positioned with its longitudinal direction transverse to the longitudinal direction of the carrier elements,
- - Connecting the LEDs with the support elements and
- - Connecting the support elements with the at least one connecting element.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine deutliche Materialeinsparung, insbesondere hinsichtlich der Trägerelemente für die Leuchtdioden erreicht werden kann, wenn die Trägerelemente als streifenförmige Trägerelemente ausgebildet sind, auf denen die Leuchtdioden mit einem vorgegebenen Abstand in Längsrichtung der Trägerelemente hintereinander angeordnet sind und zugleich die einzelnen Trägerelemente in einem entsprechenden Abstand in Querrichtung zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht es nämlich, die einzelnen Trägerelemente mit ihrer vorzugsweise einfachen, rechteckförmigen Struktur in einer Trägerelementeinheit nach Art eines Mehrfachnutzens herzustellen, und durch Vereinzelung gewonnene Trägerelemente in dem vorgegebenen Abstand zueinander anzuordnen, sodass die Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung, insbesondere die benachbarter Trägerelemente, insgesamt im vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind. Dadurch können materialfrei Zwischenräume zwischen den Trägerelementen selbst gebildet werden, sodass ein Materialverbrauch erheblich geringer gegenüber dem Stand der Technik ist, insbesondere auch gegenüber einer Realisierung durch Doppelnutzen. Darüber hinaus kann die Herstellung der Trägerelemente durch die Anwendung von Mehrfachnutzen deutlich kostengünstiger realisiert werden. Große, nicht genutzte Flächen, beispielsweise Leiterplattenflächen im Stand der Technik, können vermieden werden. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnung eine erhebliche Gewichtseinsparung erreicht werden, sodass eine diese Leuchtdiodenanordnung umfassende Flächenleuchte nicht nur kostengünstiger, sondern auch mit einem geringeren Gewicht realisiert sein kann. Gerade bei sehr großflächigen Flächenleuchten, beispielsweise mit Kantenabmessungen von größer als 0,4 m, kann dadurch auch eine erheblich einfachere Montage an einer vorgegebenen Position zur Realisierung der gewünschten Beleuchtungsfunktion erreicht werden.The invention is based on the finding that a significant material savings, in particular with regard to the support elements for the light-emitting diodes can be achieved if the support elements are designed as strip-shaped support elements on which the light emitting diodes are arranged one behind the other at a predetermined distance in the longitudinal direction of the support elements and at the same time individual support elements are arranged at a corresponding distance in the transverse direction to each other. This makes it possible to produce the individual carrier elements with their preferably simple, rectangular structure in a carrier element unit in the manner of a multiple use, and arranged by separation carrier elements in the predetermined distance to each other, so that the light emitting diodes of the light emitting diode array, in particular the adjacent carrier elements, in total in the given Distance from each other are arranged. As a result, material-free intermediate spaces between the carrier elements themselves can be formed, so that a material consumption is considerably lower compared to the prior art, in particular compared to a realization by double use. In addition, the production of the carrier elements can be realized by the use of multiple benefits significantly cheaper. Large, unused areas, such as circuit board surfaces in the prior art, can be avoided. Furthermore, a considerable weight saving can be achieved by the light-emitting diode arrangement according to the invention, so that a surface light comprising this light-emitting diode arrangement can be realized not only more cost-effectively, but also with a lower weight. Especially with very large area lights, for example, with edge dimensions of greater than 0.4 m, thereby significantly simpler installation can be achieved at a predetermined position to realize the desired lighting function.
Die Trägerelemente der Leuchtdiodenanordnung sind in Bezug auf ihre Erstreckung in die Längsrichtung vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Insbesondere können sie mit ihrer Längsrichtung im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Längsrichtung des wenigstens einen Verbindungselements mit diesem verbunden sein. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass die Positionierung der Trägerelemente hinsichtlich ihrer Längsrichtung in Bezug auf die Längsrichtung des wenigstens einen Verbindungselements auch in einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel vorgesehen sein kann. Der Begriff „quer“ in Sinne dieser Offenbarung meint somit nicht nur rechtwinklig, sondern umfasst auch hiervon abweichende Winkel sofern nicht Parallelität vorliegt. Besonders vorteilhaft weisen die Trägerelemente die gleiche Länge in ihrer Längsrichtung auf. Darüber hinaus können sie auch die gleiche Breite in Querrichtung aufweisen. Dem Grunde nach kann dies auch für die Verbindungselemente vorgesehen sein.The support elements of the light-emitting diode arrangement are preferably aligned parallel to one another with regard to their extension in the longitudinal direction. In particular, they may be connected with their longitudinal direction substantially perpendicular with respect to the longitudinal direction of the at least one connecting element with this. In addition, it can of course be provided that the positioning of the support elements with respect to their longitudinal direction with respect to the longitudinal direction of the at least one connecting element can also be provided at a different angle from the right angle. The term "transverse" in the sense of this disclosure thus not only means rectangular, but also includes deviating angles unless parallelism exists. Particularly advantageously, the carrier elements have the same length in their longitudinal direction. In addition, they can also have the same width in the transverse direction. Basically, this can also be provided for the connecting elements.
Vorzugsweise sind die Leuchtdioden ausschließlich auf den Trägerelementen angeordnet. Ergänzend können bei einer alternativen Ausgestaltung Leuchtdioden auch auf dem Verbindungselement angeordnet sein. Die Leuchtdioden sind in Bezug auf die Flächenleuchte wie Punktlichtquellen zu bewerten. Damit eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung durch das Flächenmodul erreicht werden kann, ist es erforderlich, die Leuchtdioden in einem vorgegebenen Abstand zueinander anzuordnen. Würden nämlich die Leuchtdioden unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet, würden sehr große Lichtstärken erzeugt, wie sie für die Gebäudebeleuchtung mittels der Flächenleuchte in der Regel nicht erforderlich ist. Es hat sich gezeigt, dass der vorgegebene Abstand von unmittelbar benachbarten Leuchtdioden vorzugsweise größer als etwa 1,5 cm, besonders bevorzugt größer als etwa 2 cm, insbesondere größer als etwa 2 cm und kleiner als etwa 5 cm, beträgt. Die Leuchtdioden, die insbesondere in Längsrichtung hintereinander beabstandet auf den Trägerelementen angeordnet sind, sind vorzugsweise auch mit diesem Abstand zueinander auf den Trägerelementen angeordnet. Dabei bedeutet hintereinander, dass sie insbesondere in einer Reihe hintereinander angeordnet sein können, beispielsweise linienförmig, wie entlang einer Gerade. Alternativ können die Leuchtdioden natürlich auch ergänzend versetzt in Querrichtung zueinander angeordnet sein, sofern die Trägerelemente hinreichend breit sind in Bezug auf die Abmessungen der Leuchtdioden. Beispielsweise können die Leuchtdioden entlang einer Dreieckslinie, einer Wellenlinie oder dergleichen auf den Trägerelementen angeordnet sein.Preferably, the LEDs are arranged exclusively on the carrier elements. In addition, in an alternative embodiment, light-emitting diodes can also be arranged on the connecting element. The light-emitting diodes are to be rated as point light sources in relation to the area light. So that a uniform illumination as possible by the surface module can be achieved, it is necessary to arrange the LEDs at a predetermined distance from each other. In fact, if the light-emitting diodes were arranged directly adjacent to one another, very great light intensities would be generated, as is generally not necessary for the building lighting by means of the surface light. It has been found that the predetermined distance from directly adjacent light emitting diodes is preferably greater than about 1.5 cm, more preferably greater than about 2 cm, in particular greater than about 2 cm and less than about 5 cm. The light-emitting diodes, which are arranged on the carrier elements spaced one behind the other, in particular in the longitudinal direction, are preferably also arranged with this distance from one another on the carrier elements. This means in succession that they in particular in a row behind each other may be arranged, for example, linear, as along a straight line. Alternatively, the light-emitting diodes can of course also be arranged offset in the transverse direction relative to one another, provided that the carrier elements are sufficiently wide with respect to the dimensions of the light-emitting diodes. For example, the light-emitting diodes may be arranged along a triangular line, a wavy line or the like on the carrier elements.
Der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Trägerelementen ist vorzugsweise derart gewählt, dass der vorgegebene Abstand zwischen zwei Leuchtdioden auf den beiden Trägerelementen, die in Längsrichtung von einem Ende der Trägerelemente in einer gleichen Entfernung angeordnet sind, etwa dem Abstand entspricht, wie er auf jedem der Trägerelemente zwischen unmittelbar benachbarten Leuchtdioden vorgesehen ist, beispielsweise größer als etwa 1,5 cm, vorzugsweise größer als etwa 2 cm, insbesondere größer als etwa 2 cm und kleiner als etwa 5 cm.The distance between two immediately adjacent support elements is preferably chosen such that the predetermined distance between two light-emitting diodes on the two support elements, which are arranged in the longitudinal direction of one end of the support elements at an equal distance, about the same distance as it on each of the support elements is provided between immediately adjacent light-emitting diodes, for example, greater than about 1.5 cm, preferably greater than about 2 cm, in particular greater than about 2 cm and less than about 5 cm.
Die Trägerelemente sind vorzugsweise aus einem Kunststoff, insbesondere einem Leiterplattenmaterial wie FR4 oder dergleichen gebildet. Die Leuchtdioden sind auf einer der beiden Oberflächen, die sich in die Längsrichtung und die Querrichtung der Trägerelemente erstrecken, befestigt, beispielsweise mittels Kleben, Löten und/oder dergleichen. Die Trägerelemente weisen somit einen elektrisch isolierenden Werkstoff auf, der es erlaubt, auch Leuchtdioden in Chip-Bauform zu befestigen. Besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn die Oberfläche der Trägerelemente, auf denen die Leuchtdioden angeordnet sind, mit einer geeigneten Metallisierung versehen ist, die es ermöglicht, die Leuchtdioden nicht nur zu befestigen, sondern zugleich auch elektrisch anzuschließen. Auch wenn die Erfindung sich besonders für Leuchtdioden eignet, die in Chip-Bauform ausgebildet sind, kann die Erfindung natürlich insbesondere auch für Leuchtdioden eingesetzt werden, die ein bedrahtetes Gehäuse aufweisen. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Trägerelemente an den Positionen, an denen Leuchtdioden anzuordnen sind, Durchgangsbohrungen zum Durchführen von Anschlussdrähten der bedrahteten Leuchtdioden aufweisen.The carrier elements are preferably formed from a plastic, in particular a printed circuit board material such as FR4 or the like. The light-emitting diodes are fastened on one of the two surfaces which extend in the longitudinal direction and the transverse direction of the carrier elements, for example by means of gluing, soldering and / or the like. The support elements thus have an electrically insulating material, which allows to attach light-emitting diodes in chip design. This proves to be particularly advantageous if the surface of the carrier elements on which the light-emitting diodes are arranged is provided with a suitable metallization which makes it possible not only to fix the light-emitting diodes, but also to connect them electrically at the same time. Although the invention is particularly suitable for light emitting diodes, which are formed in chip design, the invention can of course be used in particular for light-emitting diodes, which have a wired housing. In this case, it may be provided that the carrier elements at the positions at which light-emitting diodes are to be arranged have through holes for passing connecting wires of the wired light-emitting diodes.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn ein ungenutzter Bereich der Trägerelemente auf der Oberfläche, auf der die Leuchtdioden angeordnet sind, eine Reflexionsschicht, beispielsweise eine Spiegelbeschichtung aufweist. Dadurch ist es möglich, gebeugtes Licht aufgrund der weiteren Lichtführung in der Flächenleuchte, welche in Richtung der Trägerelemente umgelenkt ist, wieder zu reflektieren. Dadurch kann die Lichtausbeute weiter erhöht werden. Die reflektierende Oberfläche kann beispielsweise durch eine geeignete Metallisierung bereitgestellt werden. Als Metallisierung eignen sich beispielsweise Silber, Aluminium, Legierungen hiervon und/oder dergleichen. Darüber hinaus kann auch ein vorzugsweise stark reflektierender Lack, beispielsweise ein weißer Lötstoplack oder dergleichen auf der Oberfläche vorgesehen sein. It proves particularly advantageous if an unused area of the carrier elements on the surface on which the light-emitting diodes are arranged has a reflection layer, for example a mirror coating. This makes it possible to reflect diffracted light due to the further light guide in the area light, which is deflected in the direction of the carrier elements, again. As a result, the luminous efficacy can be further increased. The reflective surface may be provided, for example, by suitable metallization. As metallization are, for example, silver, aluminum, alloys thereof and / or the like. In addition, a preferably highly reflective lacquer, such as a white Lötstoplack or the like may be provided on the surface.
Damit bei der Flächenleuchte eine geeignete flächenspezifische Lichtstärke bereitgestellt werden kann, ist es erforderlich, die Leuchtdioden, die eine erheblich höhere Lichtstärke bereitstellen, entsprechend beabstandet anzuordnen. In diesem Zusammenhang sind die Leuchtdioden wie Punktlichtquellen zu bewerten, deren Lichtstärke auf einen entsprechenden Raumwinkel zu verteilen ist, um die gewünschten Beleuchtungseigenschaften durch die Flächenleuchte erreichen zu können. Zu diesem Zweck können geeignete Lichtbeugungsmittel vorgesehen sein, beispielsweise Streulinsen oder dergleichen. In order that a suitable surface-specific light intensity can be provided in the areal light, it is necessary to arrange the light-emitting diodes, which provide a considerably higher light intensity, correspondingly spaced. In this context, the light-emitting diodes are to be evaluated as point light sources whose luminous intensity is to be distributed to a corresponding solid angle in order to be able to achieve the desired illumination properties through the area light. For this purpose, suitable light diffraction means may be provided, for example scattered lenses or the like.
Mit der Erfindung kann insbesondere erreicht werden, dass die Leuchtdiodenanordnung in modularer Weise erstellt werden kann. Zu diesem Zweck ist es möglich, sowohl Trägerelemente als auch Verbindungselemente zu standardisieren und in gewünschter Weise bedarfsgerecht zu einer Leuchtdiodenanordnung zusammenzustellen. Dadurch kann mit einer geringen Anzahl von standardisierten Bauteilen eine große Vielfalt an unterschiedlichen Leuchtdiodenanordnungen für unterschiedliche Flächenleuchten erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, die mit den Trägerelementen verbundenen Leuchtdioden vor einem Zusammenfügen zur Leuchtdiodenanordnung einzeln zu testen und so sicherzustellen, dass nur vollständig funktionsbereite Trägerelemente mit Leuchtdioden weiterverarbeitet werden. Hierdurch kann der Aufwand und die Zuverlässigkeit im Bereich der Fertigung der Leuchtdiodenanordnungen und der Flächenleuchten weiter verbessert werden.With the invention can be achieved in particular that the light emitting diode array can be created in a modular manner. For this purpose, it is possible to standardize both support elements and connecting elements and assemble them in the desired manner to a light-emitting diode arrangement as required. As a result, with a small number of standardized components, a large variety of different light-emitting diode arrangements can be achieved for different area lights. In addition, it is possible to individually test the light-emitting diodes connected to the carrier elements before joining them to form the light-emitting diode arrangement and thus to ensure that only completely functional carrier elements are further processed with light-emitting diodes. As a result, the complexity and reliability in the field of production of the light-emitting diode arrangements and the area lights can be further improved.
Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass ein Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbart angeordneten Trägerelementen größer als die Erstreckung der Trägerelemente in die Querrichtung ist. Dadurch können die Trägerelemente sehr schmal, das heißt, mit einer in Bezug auf die Abmessung in Längsrichtung sehr kleinen Abmessung in die Querrichtung ausgebildet sein. Insbesondere entspricht die Abmessung der Trägerelemente in Querrichtung etwa der Abmessung der Leuchtdioden, die auf den Trägerelementen anzuordnen sind. Dadurch kann ein besonders geringer Materialaufwand in Bezug auf die Trägerelemente erreicht werden.According to one embodiment, it is proposed that a distance between two directly adjacently arranged carrier elements is greater than the extent of the carrier elements in the transverse direction. As a result, the carrier elements can be designed to be very narrow, that is to say with a very small dimension in the transverse direction relative to the dimension in the longitudinal direction. In particular, the dimension of the carrier elements in the transverse direction approximately corresponds to the dimension of the light-emitting diodes which are to be arranged on the carrier elements. As a result, a particularly low material expenditure in relation to the carrier elements can be achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Erstreckung der Trägerelemente in die Querrichtung von einer Abmessung der auf den Trägerelementen angeordneten Leuchtdioden in die Querrichtung abhängig ausgebildet ist. Je nach mechanischen und/oder elektrischen Anforderungen kann somit auch vorgesehen sein, dass die Abmessung der Trägerelemente in die Querrichtung größer ist. Dadurch können Anordnungsstrukturen für die Anordnung der Leuchtdioden auf den Trägerelementen erreicht werden. A development of the invention provides that the extent of the carrier elements in the transverse direction of a dimension of the light-emitting diodes arranged on the carrier elements in the Transverse direction is formed dependent. Depending on the mechanical and / or electrical requirements, it can therefore also be provided that the dimension of the carrier elements in the transverse direction is greater. As a result, arrangement structures for the arrangement of the light-emitting diodes on the carrier elements can be achieved.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Erstreckung der Trägerelemente in die Querrichtung größer als ein doppelter und kleiner als ein fünffacher Wert der Abmessung der auf den Trägerelementen angeordneten Leuchtdioden in die Querrichtung ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einer derartigen Erstreckung der Trägerelemente in die Querrichtung bei einem geringen Materialeinsatz in Bezug auf die Trägerelemente eine besonders gute Stabilität erreicht werden kann. Insbesondere für den Fall, dass die Flächenleuchte mobil angeordnet ist und gegebenenfalls auch häufig transportiert werden muss, ist es vorteilhaft wenn die Leuchtdiodenanordnung eine hinreichende Eigenstabilität bereitstellen kann. Durch die entsprechende Wahl der Abmessungen der Trägerelemente in die Querrichtung kann dies erreicht werden. Darüber hinaus kann natürlich auch ergänzend vorgesehen sein, dass eine Abmessung der Trägerelemente in eine Dickenrichtung, das heißt, eine Richtung, die quer zur Längsrichtung und zur Querrichtung ausgerichtet ist, entsprechend gewählt wird, um die gewünschte Stabilität erreichen zu können. Vorzugsweise wird jedoch für die Trägerelemente ein Standardmaterial gewählt, beispielsweise ein Leiterplattenmaterial wie FR4 oder dergleichen, welches handelsüblich mit einer Materialstärke von etwa 1,6 mm in großen Mengen kostengünstig bereitgestellt wird. Insofern eignet sich die Abmessung in die Querrichtung der Trägerelemente besonders, um die gewünschte Stabilität einstellen zu können.According to a further embodiment, it is proposed that the extension of the carrier elements in the transverse direction is greater than a double and smaller than a fivefold value of the dimension of the light-emitting diodes arranged on the carrier elements in the transverse direction. It has been shown that with such an extent of the carrier elements in the transverse direction with a low material usage with respect to the carrier elements a particularly good stability can be achieved. In particular, in the event that the surface light is arranged mobile and optionally also has to be transported frequently, it is advantageous if the light-emitting diode arrangement can provide sufficient inherent stability. By appropriate choice of the dimensions of the carrier elements in the transverse direction, this can be achieved. In addition, of course, can also be provided in addition that a dimension of the support elements in a thickness direction, that is, a direction which is aligned transversely to the longitudinal direction and the transverse direction, is selected accordingly in order to achieve the desired stability can. Preferably, however, a standard material is selected for the carrier elements, for example a printed circuit board material such as FR4 or the like, which is commercially available in large quantities at a material thickness of about 1.6 mm in a cost-effective manner. In this respect, the dimension in the transverse direction of the support elements is particularly suitable to adjust the desired stability can.
Besonders vorteilhaft erweist es sich ferner, wenn die Leuchtdiodenanordnung zwei Verbindungselemente aufweist, wobei die Trägerelemente an ihren Enden in der Längsrichtung jeweils mit einem, vorzugsweise genau einem, der Verbindungselemente verbunden sind. Auf diese Weise kann eine Rahmenstruktur geschaffen werden, die eine besonders hohe Stabilität ermöglicht. Ist ein Winkel zwischen der Längsrichtung der Trägerelemente und der Längsrichtung der Verbindungselemente etwa senkrecht, kann eine im Wesentlichen rechteckförmige Rahmenstruktur erreicht werden. Die Länge der Trägerelemente entspricht hier vorzugsweise dem Abstand der beiden Verbindungselemente. Weicht der Winkel hingegen vom rechten Winkel ab, kann beispielsweise eine Rautenstruktur erreicht werden. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass eines oder auch mehrere der Trägerelemente in ihrer Längsrichtung über wenigstens eines der Verbindungselemente hinausragen. Diese Ausgestaltung eignet sich beispielsweise dann, wenn das Flächenmodul hinsichtlich seiner Leuchtfläche eine vorgegebene, beispielsweise unregelmäßige, Flächenstruktur aufweist, zum Beispiel eine Winkelstruktur, eine Dreieckstruktur, eine gekrümmte, insbesondere kreisförmige Struktur, Kombinationen hiervon oder dergleichen. Die Erfindung ermöglicht es, auf einfache Weise eine große Vielzahl von unterschiedlichen Flächenleuchten bereitzustellen. In einer alternativen Ausgestaltung können die Trägerelemente zumindest über eines der Verbindungselemente hinausragen. It also proves to be particularly advantageous if the light-emitting diode arrangement has two connecting elements, wherein the carrier elements are connected at their ends in the longitudinal direction in each case with one, preferably exactly one, of the connecting elements. In this way, a frame structure can be created, which allows a particularly high stability. If an angle between the longitudinal direction of the carrier elements and the longitudinal direction of the connecting elements is approximately perpendicular, a substantially rectangular frame structure can be achieved. The length of the support elements here preferably corresponds to the distance between the two connecting elements. On the other hand, if the angle deviates from the right angle, for example, a rhombic structure can be achieved. In addition, it can of course be provided that one or more of the support elements protrude in their longitudinal direction over at least one of the connecting elements. This embodiment is suitable, for example, if the surface module has a predetermined, for example irregular, surface structure with regard to its luminous area, for example an angular structure, a triangular structure, a curved, in particular circular structure, combinations thereof or the like. The invention makes it possible to easily provide a wide variety of different area lights. In an alternative embodiment, the support elements may protrude at least over one of the connecting elements.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass sowohl die Trägerelemente als auch das wenigstens eine Verbindungselement zum gegenseitigen miteinander Verbinden jeweils wenigstens eine Verbindungseinheit aufweisen. Die Verbindungseinheit kann zum lösbaren oder auch unlösbaren Verbinden der Trägerelemente mit dem Verbindungselement ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Verbindungseinheit durch eine Steckverbindung realisiert sein, wobei das eine Element der Trägerelemente und des wenigstens einen Verbindungselements eine Stiftleiste mit Kontaktstiften aufweisen kann, wohingegen das andere Element der Trägerelemente und des wenigstens einen Verbindungselements entsprechend ausgebildete Kontakthülsen aufweist, die im verbundenen Zustand die Kontaktstifte aufnehmen und so die Verbindung herstellen kann. It is further proposed that both the carrier elements and the at least one connecting element for mutually interconnecting each have at least one connecting unit. The connecting unit can be designed for detachable or non-detachable connection of the carrier elements to the connecting element. For example, the connection unit can be realized by a plug connection, wherein the one element of the carrier elements and the at least one connecting element may have a pin strip with contact pins, whereas the other element of the carrier elements and the at least one connecting element has correspondingly formed contact sleeves which in the connected state, the contact pins record and so can connect.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Verbindungseinheit eine Metallisierung zum elektrischen und mechanischen Verbinden aufweist. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, die Verbindung mechanisch und auch elektrisch herzustellen. Ein Steckverbinder kann dadurch eingespart werden. Wird beispielsweise ein elektrisch leitfähiger Klebstoff eingesetzt, kann die Verbindung hierbei ohne Löten hergestellt werden, sodass eine besonders einfache und kostengünstige Verbindung erreicht werden kann. Dem Grunde nach kann aber auch eine Lötverbindung vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann auf die Metallisierung eine Lotpaste aufgebracht sein. Vorzugsweise können drei Möglichkeiten der Verbindung vorgesehen sein, nämlich dass erstens gegenüberliegende zu verbindende Metallisierungen unter Nutzung eines Lots in einem Lötprozess miteinander verbunden werden, zweitens anstelle des Lots in Verbindung mit dem Lötprozess ein elektrisch leitfähiger Klebstoff genutzt wird und drittens eine Ergänzung zu den vorgenannten beiden Möglichkeiten durch einen gewöhnlichen Klebstoff, der für eine zusätzliche Verbindung in einem Nahbereich um die Metallisierung herum eingesetzt wird. Bei der Nutzung von Metallisierungen als Verbindungseinheiten kann die Verbindung aber auch dadurch hergestellt sein, dass die zu verbindenden Metallisierungen gegenüberliegend derart zueinander angeordnet werden, dass sie sich elektrisch kontaktieren, wobei benachbart hierzu eine mechanische Verbindung mittels eines gewöhnlichen Klebstoffs vorgesehen ist. Die elektrische und die mechanische Verbindung sind hier also separat voneinander ausgebildet. Vorzugsweise ist die Verbindung der Verbindungseinheiten jedoch durch eine stoffschlüssige Verbindung der Verbindungseinheit des wenigstens einen Verbindungselements mit der Verbindungseinheit der Trägerelemente hergestellt. Eine stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise neben Löten, Kleben und/oder dergleichen auch Hartlöten, Schweißen oder dergleichen sein. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass auf den Metallisierungen zumindest teilweise vor dem Verbinden ein geeigneter Werkstoff wie ein Lot, ein Klebstoff oder dergleichen aufgebracht ist. Das Lot beziehungsweise der Klebstoff kann beispielsweise in Form einer Lotpaste oder einer Klebstoffpaste auf die Metallisierung im gewünschten Bereich aufgedruckt sein oder dergleichen.It proves to be particularly advantageous if the connection unit has a metallization for electrical and mechanical connection. This makes it possible in a simple manner to produce the connection mechanically and electrically. A connector can be saved. If, for example, an electrically conductive adhesive is used, the connection can be produced without soldering, so that a particularly simple and inexpensive connection can be achieved. But basically a solder joint can also be provided. For this purpose, a solder paste can be applied to the metallization. Preferably, three possibilities of the connection can be provided, namely that firstly opposite metallizations to be connected are connected together using a solder in a soldering process, secondly that instead of the solder in connection with the soldering process an electrically conductive adhesive is used and thirdly a supplement to the aforementioned two Opportunities through a common adhesive used for additional connection in a near area around the metallization. When using metallizations as connection units, however, the connection can also be produced by arranging the metallizations to be connected opposite one another such that they are electrically connected contact, wherein adjacent thereto, a mechanical connection is provided by means of a common adhesive. The electrical and the mechanical connection are thus formed separately from each other here. However, the connection of the connection units is preferably produced by a material connection of the connection unit of the at least one connection element to the connection unit of the support elements. A cohesive connection, for example, in addition to soldering, gluing and / or the like also brazing, welding or the like. For this purpose it can be provided that a suitable material, such as a solder, an adhesive or the like, is applied to the metallizations at least partially before the connection. The solder or the adhesive may be printed, for example in the form of a solder paste or an adhesive paste on the metallization in the desired range or the like.
Natürlich kann die Verbindung dem Grunde nach auch dadurch vorgesehen werden, dass sowohl das wenigstens eine Verbindungselement als auch die Trägerelemente in einem Verbindungsbereich Bohrungen, insbesondere Durchkontaktierungen oder dergleichen aufweisen und mittels Drahtverbindungen, Nietverbindungen, Schraubverbindungen und/oder dergleichen miteinander verbunden werden können. Besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei, wenn Durchkontaktierungen vorgesehen sind, in denen Verbindungsdrähte eingelötet sind.Of course, the connection can basically be provided by the fact that both the at least one connecting element and the carrier elements in a connection region bores, in particular through holes or the like and can be connected to each other by means of wire connections, rivet, screw and / or the like. It proves to be particularly advantageous if plated-through holes are provided in which connecting wires are soldered.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trägerelemente und/oder das wenigstens eine Verbindungselement eine elektrische Leitung zum Anschließen der Leuchtdioden an eine Energieversorgungseinheit aufweist. Mit den Trägerelementen und/oder dem Verbindungselement kann somit ohne zusätzliche Bauteile somit neben einer mechanischen Verbindung zugleich auch eine elektrische Verbindung bereitgestellt werden. Zu diesem Zweck können die Trägerelemente und/oder das wenigstens eine Verbindungselement aus einem Leiterplattenmaterial, insbesondere einem mit einer Metallisierung versehenen FR4-Material ausgebildet sein. Ein solches Leiterplattenmaterial erlaubt es darüber hinaus, auf einfache Weise eine Leiterstruktur vorzusehen, um die Leuchtdioden in nahezu beliebiger Weise elektrisch zu verschalten und an die Energieversorgungseinheit anzuschließen. Die Energieversorgungseinheit kann durch ein separates Vorschaltgerät gebildet sein, wie es bereits im Stand der Technik im Einsatz ist.A further embodiment of the invention provides that the carrier elements and / or the at least one connecting element has an electrical line for connecting the light-emitting diodes to a power supply unit. Thus, in addition to a mechanical connection, an electrical connection can also be provided at the same time with the carrier elements and / or the connecting element without additional components. For this purpose, the carrier elements and / or the at least one connecting element may be formed from a printed circuit board material, in particular an FR4 material provided with a metallization. In addition, such a printed circuit board material makes it possible to provide a conductor structure in a simple manner in order to electrically connect the light-emitting diodes in almost any desired manner and to connect them to the energy supply unit. The power supply unit may be formed by a separate ballast, as it is already in the art in use.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Energieversorgungseinheit in die Leuchtdiodenanordnung integriert ist. Zu diesem Zweck kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinheit wenigstens eine streifenförmige Trägerplatte aufweist, die in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweist, wobei vorzugsweise die Erstreckung der Trägerplatte in die Längsrichtung größer oder gleich der Erstreckung der Trägerelemente in die Längsrichtung ist, wobei die Trägerplatte mit dem wenigstens einen Verbindungselement derart verbunden ist, dass sie zwischen zwei, insbesondere unmittelbar benachbart angeordneten, der Trägerelemente angeordnet ist. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Erstreckung der Trägerplatte in die Querrichtung kleiner ist als ein Abstand der zwei unmittelbar benachbart zueinander angeordneten Trägerelemente, zwischen denen die Trägerplatte angeordnet ist. Dies erlaubt es, dass die Lichtemission durch die Leuchtdioden im Wesentlichen durch die Anordnung der Trägerplatte nicht beeinträchtigt wird. Zugleich kann auf diese Weise ein durch den Abstand der Trägerelemente untereinander bereitgestellter Zwischenraum einer Nutzung zugeführt werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Trägerplatte genau eine einzige Energieversorgungseinheit umfasst. Bedarfsweise können jedoch auch zwei oder mehrere Trägerplatten mit Energieversorgungseinheiten vorgesehen sein, beispielsweise um eine entsprechende Leistung für den Betrieb der Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung bereitstellen zu können. Besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn auch die Energieversorgungseinheit standardisiert ausgebildet ist, insbesondere wenn eine Trägerplatte genau eine Energieversorgungseinheit bereitstellt. Je nach Leistungsbedarf können dann entsprechend viele Energieversorgungseinheiten beziehungsweise Trägerplatten in der Leuchtdiodenanordnung integriert sein. Vorzugsweise sind die Energieversorgungseinheiten in diesem Fall parallelgeschaltet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinheiten einzelnen oder mehreren Trägerelementen zugeordnet sind und lediglich deren Leuchtdioden mit elektrischer Energie versorgen. Auf diese Weise kann ein separates Vorschaltgerät eingespart werden. Durch die separate Anordnung der Energieversorgungseinheit auf vorzugsweise genau einer Trägerplatte ist darüber hinaus eine einfache Integration in die Leuchtdiodenanordnung ermöglicht, weil durch die Anordnung auf der separaten Trägerplatte die im Bereich der Energieversorgung üblicherweise erforderlichen Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit einfacher realisiert werden können. Insbesondere brauchen die Trägerelemente für diese Anforderungen nicht ausgelegt zu sein. Die Erstreckung der Trägerplatte in ihre Längsrichtung kann dem Grunde nach unabhängig von der Erstreckung der Trägerelemente in deren Längsrichtung sein. Beispielsweise ist ihre Erstreckung in die Längsrichtung derart gewählt, dass vorzugsweise sämtliche der Bauteile der Energieversorgungseinheit auf ihr angeordnet sind. Sie kann aber auch in die Längsrichtung eine Erstreckung aufweisen, die der der Erstreckung der Trägerelemente in deren Längsrichtung entspricht. It proves to be particularly advantageous if the energy supply unit is integrated in the light-emitting diode arrangement. For this purpose, it can be preferably provided that the power supply unit has at least one strip-shaped carrier plate which has a larger dimension in a longitudinal direction than in a transverse direction, wherein preferably the extension of the carrier plate in the longitudinal direction is greater than or equal to the extent of the carrier elements in the longitudinal direction , wherein the carrier plate is connected to the at least one connecting element such that it is arranged between two, in particular immediately adjacent, arranged the carrier elements. It proves to be particularly advantageous if the extent of the carrier plate in the transverse direction is smaller than a distance of the two carrier elements arranged directly adjacent to one another, between which the carrier plate is arranged. This makes it possible that the light emission is not affected by the light emitting diodes substantially by the arrangement of the support plate. At the same time, a space provided by the spacing of the carrier elements from each other can be used in this way. It proves to be particularly advantageous if the carrier plate comprises exactly one single power supply unit. If necessary, however, two or more support plates may be provided with power supply units, for example, to provide a corresponding power for the operation of the LEDs of the light emitting diode array can. This proves to be particularly advantageous if the power supply unit is standardized as well, in particular if a carrier plate provides exactly one power supply unit. Depending on the power requirement, a corresponding number of energy supply units or carrier plates can then be integrated in the light-emitting diode arrangement. Preferably, the power supply units are connected in parallel in this case. However, it can also be provided that the power supply units are assigned to individual or multiple carrier elements and only supply their LEDs with electrical energy. In this way, a separate ballast can be saved. Due to the separate arrangement of the power supply unit on preferably exactly one carrier plate, a simple integration in the light-emitting diode arrangement is also possible, because by the arrangement on the separate carrier plate usually required in the field of energy supply requirements in terms of electrical safety can be realized more easily. In particular, the carrier elements need not be designed for these requirements. The extension of the carrier plate in its longitudinal direction may be independent of the reason Extension of the support elements in the longitudinal direction. For example, its extension in the longitudinal direction is selected such that preferably all of the components of the power supply unit are arranged on it. But it can also have an extension in the longitudinal direction, which corresponds to the extent of the support elements in the longitudinal direction.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das wenigstens eine Verbindungselement eine erste und eine zweite sich in die Längs- und die Querrichtung erstreckende, gegenüberliegende Oberfläche aufweist und die Trägerelemente mit der ersten Oberfläche und die Trägerplatte mit der zweiten Oberfläche verbunden sind. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine erforderliche elektrische Isolation zwischen einem Anschluss der Leuchtdioden und einem Anschluss an ein Energieversorgungsnetz erreichen. Vorzugsweise stellt das Verbindungselement zu diesem Zweck eine elektrische Isolation zwischen den Oberflächen bereit. Die Verbindung der Trägerplatte mit dem wenigstens einen Verbindungselement kann im Wesentlichen ebenso erfolgen, wie die Verbindung der Trägerelemente mit dem Verbindungselement. Alternativ oder ergänzend kann darüber hinaus auch eine weitere Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise mittels eines Niets, einer Schraubverbindung und/oder dergleichen.It proves to be particularly advantageous if the at least one connecting element has a first and a second, opposite surface extending in the longitudinal and transverse directions, and the carrier elements are connected to the first surface and the carrier plate is connected to the second surface. As a result, a required electrical insulation between a connection of the light emitting diodes and a connection to a power supply network can be achieved in a simple manner. Preferably, the connector provides electrical isolation between the surfaces for this purpose. The connection of the carrier plate with the at least one connecting element can be substantially the same as the connection of the carrier elements with the connecting element. Alternatively or additionally, in addition, a further connection can be provided, for example by means of a rivet, a screw connection and / or the like.
Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass bei der bisher beschriebenen Bauweise zumindest die mechanisch großen Bauteile so auf der Trägerplatte angeordnet sind, dass sie zu vorzugsweise allen umliegenden, auf Trägerelementen angeordneten Leuchtdioden einen maximalen Abstand haben.Particularly advantageously, it can be provided that in the construction described so far, at least the mechanically large components are arranged on the carrier plate in such a way that they have a maximum distance from preferably all surrounding LEDs arranged on carrier elements.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgungseinheit zumindest teilweise auch auf dem mindestens einen Verbindungselement angeordnet ist. Ist die Energieversorgungseinheit vollständig auf dem wenigstens einen Verbindungselement angeordnet, kann die Trägerplatte eingespart werden. Bauteile eines Leuchtdiodentreibers können auf diesem Verbindungselement in geeigneter Weise angeordnet sein, sodass Schattenwürfe durch, insbesondere große, Bauteile weitgehend vermieden werden können. In addition, it can be provided that the power supply unit is at least partially disposed on the at least one connecting element. If the power supply unit is arranged completely on the at least one connecting element, the carrier plate can be saved. Components of a light-emitting diode driver can be arranged on this connecting element in a suitable manner, so that shadow throws can be largely avoided by, in particular large, components.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Energieversorgungseinheit ein elektrisches Isolationselement aufweist. Vorzugsweise dient das Isolationselement zum elektrischen Isolieren der Energieversorgungseinheit gegenüber benachbart angeordneten Trägerelementen und/oder dem Gehäuse der Flächenleuchte. Dadurch ist es beispielsweise möglich, die Energieversorgungseinheit beziehungsweise deren Trägerplatte auch nahezu unmittelbar angrenzend zu den benachbarten Trägerelementen anzuordnen. Durch das Isolationselement kann erreicht werden, dass Kriech- und Luftstrecken vergrößert sein können. Das Isolationselement kann beispielsweise durch eine Vergussmasse gebildet sein, die die Trägerplatte zumindest in einem an die benachbarten Trägerelemente angrenzenden Bereich abdeckt. Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, dass eine entsprechende Isolierfolie, beispielsweise aus einem Kunststoff oder dergleichen die Trägerplatte zumindest in einem an die unmittelbar benachbarten Trägerelemente angrenzenden Bereich abdeckt. Das Isolierelement kann beispielsweise stoffschlüssig mit der Trägerplatte verbunden sein. Es kann aber auch mittels Verbindungselementen mit der Trägerplatte verbunden sein. Besonders vorteilhaft ist das Isolationselement derart ausgebildet, dass es eine elektrische Isolation gegenüber dem Gehäuse der Flächenleuchte bereitstellt. Das Isolationselement kann insbesondere lediglich einseitig an einer der Oberflächen der Trägerplatte angeordnet sein. Häufig weist dieses Gehäuse einen elektrisch leitfähigen Werkstoff auf und ist von außen berührbar im Sinne der Normung in Bezug auf die elektrische Sicherheit. Durch das Isolationselement können die Anforderungen hinsichtlich der elektrischen Sicherheit auf einfache Weise erfüllt werden, insbesondere wenn das Isolationselement als Folie ausgebildet ist, die zumindest gehäuseseitig an der Trägerplatte angeordnet ist. According to a further embodiment, it is proposed that the energy supply unit has an electrical insulation element. The insulating element preferably serves for electrically insulating the power supply unit with respect to adjacently arranged carrier elements and / or the housing of the areal light. This makes it possible, for example, to arrange the power supply unit or its carrier plate also almost directly adjacent to the adjacent carrier elements. Through the isolation element can be achieved that creepage distances and clearances can be increased. The insulation element can be formed, for example, by a potting compound which covers the support plate at least in an area adjoining the adjacent support elements. In addition, it can also be provided that a corresponding insulating film, for example of a plastic or the like, covers the carrier plate at least in an area adjacent to the directly adjacent carrier elements. The insulating element may be connected, for example, cohesively with the carrier plate. But it can also be connected by means of connecting elements with the support plate. Particularly advantageously, the insulation element is designed such that it provides an electrical insulation with respect to the housing of the surface light. The isolation element may in particular be arranged on one side only on one of the surfaces of the carrier plate. Frequently, this housing has an electrically conductive material and can be touched from the outside in the sense of standardization in terms of electrical safety. By means of the insulation element, the requirements with respect to electrical safety can be met in a simple manner, in particular if the insulation element is designed as a foil which is arranged on the support plate at least on the housing side.
Für den Fall, dass die Energieversorgungseinheit zumindest teilweise auf dem Verbindungselement angeordnet ist, kann vorgesehen sein, dass das Isolationselement, auch unter dem Verbindungselement und/oder rückseitig zu einer Bestückungsseite angeordnet ist. Das Isolationselement kann zu diesem Zweck auch zwei- oder mehrteilig ausgebildet sein. In the event that the power supply unit is at least partially arranged on the connecting element, it can be provided that the insulating element is also arranged below the connecting element and / or on the rear side to a component side. The isolation element can also be designed in two or more parts for this purpose.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Leuchtdiodenanordnung einen ersten Leuchtdiodenblock, der wenigstens zwei Trägerelemente umfasst, die mit wenigstens einem Verbindungselement verbunden sind, einen zweiten Leuchtdiodenblock, der ebenfalls wenigstens zwei Trägerelemente umfasst, die mit wenigstens einem Verbindungselement verbunden sind, und ein Anschlusselement aufweist, wobei das wenigstens eine Verbindungselement des ersten Leuchtdiodenblocks mit dem wenigstens einen Verbindungselement des zweiten Leuchtdiodenblocks mittels des Anschlusselements verbunden ist. Dies erlaubt es die Leuchtdiodenanordnung kaskadiert zu erstellen. Dadurch können nahezu beliebig große Leuchtdiodenanordnungen erreicht werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, dass das Herstellen der Leuchtdiodenanordnungen hinsichtlich der Abmessungen unabhängig von Begrenzungen aufgrund von Fertigungseinrichtungen sein kann. Durch die Kaskadierung von Leuchtdiodenanordnungen können in Bezug auf deren Abmessungen größere Leuchtdiodenanordnungen erstellt werden, als es ansonsten aufgrund möglicher Limitierungen der Fertigungseinrichtungen möglich wäre. Die Leuchtdiodenblöcke können natürlich in der Längsrichtung der Verbindungselemente kaskadiert werden. Aber auch eine Kaskadierung quer hierzu ist möglich. Es kann auch eine Kombination hiervon vorgesehen sein. Zur Verbindung von zu kaskadierenden Leuchtdiodenblöcken dient das Anschlusselement. Dieses stellt eine mechanische Verbindung bereit. Darüber hinaus kann auch eine elektrische Verbindung vorgesehen sein. In addition, it is proposed that the light-emitting diode arrangement has a first light-emitting diode block comprising at least two carrier elements which are connected to at least one connecting element, a second light-emitting diode block which likewise comprises at least two carrier elements which are connected to at least one connecting element, and a connecting element, wherein the at least one connecting element of the first light-emitting diode block is connected to the at least one connecting element of the second light-emitting diode block by means of the connecting element. This makes it possible to create the LED array cascaded. As a result, almost any size light emitting diode arrays can be achieved. It proves to be particularly advantageous that the manufacture of the light-emitting diode arrangements can be independent of limitations due to production facilities in terms of dimensions. By cascading light emitting diode arrays larger light emitting diode arrays can be created with respect to their dimensions, as would otherwise be possible due to possible limitations of the manufacturing facilities. Of course, the LED blocks may be cascaded in the longitudinal direction of the connectors. But also a cascading across this is possible. It may also provide a combination thereof be. The connection element is used to connect light-emitting diode blocks to be cascaded. This provides a mechanical connection. In addition, an electrical connection can also be provided.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das Anschlusselement durch die Trägerplatte gebildet ist. Dadurch kann das Anschlusselement mit der Trägerplatte einstückig ausgebildet sein, wodurch ein separates Bauteil für das Anschlusselement eingespart werden kann. It proves to be particularly advantageous if the connection element is formed by the carrier plate. As a result, the connection element can be integrally formed with the carrier plate, whereby a separate component for the connection element can be saved.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Anschlusselement durch eine Lötverbindung mit gegenüberliegenden Enden der Verbindungselemente des ersten und des zweiten Leuchtdiodenblocks verbunden ist, zu welchem Zweck die Verbindungselemente im Bereich ihrer Enden jeweils wenigstens eine Metallisierung und das Anschlusselement zwei mechanisch miteinander verbundene Stege mit jeweils ebenfalls einer Metallisierung aufweisen, wobei jeweils einer der Stege auf jeweils einer der wenigstens einen Metallisierung der Verbindungselemente des ersten und des zweiten Leuchtdiodenblocks angeordnet und mit diesem verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise mittels einem Lot und/oder einem Klebstoff ausgebildet sein. Dies erlaubt es, eine große Festigkeit erreichen zu können. Der Steg sollte in Längsrichtung der Verbindungselemente eine möglichst große Breite aufweisen, damit bei beidseitiger Verbindung neben einer großen translatorischen Festigkeit auch eine gute Beständigkeit in Bezug auf Drehmomenteinwirkung erreicht werden kann. Um die Verbindung der Verbindungselemente mittels des Anschlusselements herzustellen, sind die Stege selbst miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Stege einen Teil eines Rahmens, insbesondere eines rechteckigen Rahmens, bilden. A further development provides that the connection element is connected by a soldered connection to opposite ends of the connection elements of the first and the second light-emitting diode block, for which purpose the connection elements each have at least one metallization in the region of their ends and the connection element two mechanically interconnected bridges each likewise one Have metallization, in each case one of the webs is disposed on each one of the at least one metallization of the connecting elements of the first and second light-emitting diode block and connected thereto. The connection can be formed for example by means of a solder and / or an adhesive. This makes it possible to achieve a high strength. The web should have the widest possible width in the longitudinal direction of the connecting elements, so that a good resistance in terms of torque action can be achieved with bilateral connection in addition to a large translational strength. In order to produce the connection of the connecting elements by means of the connecting element, the webs are themselves interconnected. This can for example be achieved in that the webs form part of a frame, in particular a rectangular frame.
Die Flächenleuchte weist vorzugsweise ein eine Lichtaustrittsöffnung aufweisendes Gehäuse auf. Die Lichtaustrittsöffnung stellt vorzugsweise die Leuchtfläche der Flächenleuchte bereit. Vorzugsweise weist sie entsprechende Abmessungen auf. In dem Gehäuse der Flächenleuchte ist die Leuchtdiodenanordnung der Erfindung angeordnet, und zwar derart, dass eine Lichtemission im Wesentlichen über den gesamten Bereich der Lichtaustrittsöffnung erfolgt. Dadurch ist es möglich, eine flächige Lichtemission durch die Flächenleuchte zu erreichen. Die Lichtaustrittsöffnung kann eine nahezu beliebige flächige Kontur aufweisen. Entsprechend kann die Leuchtdiodenanordnung angepasst ausgebildet sein. The areal light preferably has a housing having a light exit opening. The light exit opening preferably provides the luminous area of the areal light. Preferably, it has corresponding dimensions. In the housing of the surface light, the light emitting diode array of the invention is arranged, in such a way that a light emission takes place substantially over the entire region of the light exit opening. This makes it possible to achieve a surface light emission through the surface light. The light exit opening can have an almost arbitrary flat contour. Accordingly, the light-emitting diode arrangement can be adapted.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Lichtaustrittsöffnung eine matte Streuscheibe aufweist und ein Abstand von Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung zur Streuscheibe größer als ein Abstand von voneinander unmittelbar benachbart angeordneten Leuchtdioden ist. Es hat sich nämlich gezeigt, dass in diesem Fall eine weitgehend gleichmäßige Lichtemission durch die Flächenleuchte erreicht werden kann. Mittels der Streuscheibe in Verbindung mit dem Abstand kann die nahezu punktförmige Lichtemission der Leuchtdioden in eine flächige Lichtemission der Flächenleuchte umgewandelt werden. Weiter verbessert werden kann die gleichmäßige Lichtemission dadurch, dass die Leuchtdioden mit eigenen Streulinsen versehen werden.It proves to be particularly advantageous when the light exit opening has a matt diffusing screen and a distance from light emitting diodes of the light emitting diode arrangement to the diffusing screen is greater than a distance from light emitting diodes arranged directly adjacent to one another. It has been shown that in this case a substantially uniform light emission can be achieved by the surface light. By means of the diffuser in conjunction with the distance, the almost punctiform light emission of the light-emitting diodes can be converted into a surface light emission of the surface light. The uniform light emission can be further improved by providing the light-emitting diodes with their own scattered lenses.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnung hergestellt werden. Vorzugsweise wird sowohl für die Trägerelemente als auch für die Verbindungselemente jeweils eine Trägerelementeinheit beziehungsweise eine Verbindungselementeinheit vorgesehen, die insbesondere als Mehrfachnutzen ausgebildet ist. Die Trägerelementeinheit umfasst eine Mehrzahl von miteinander verbundenen streifenförmigen Trägerelementen. Entsprechend umfasst die Verbindungselementeinheit eine Mehrzahl von miteinander verbundenen streifenförmigen Verbindungselementen. Vorzugsweise sind die Trägerelemente und/oder die Verbindungselemente an ihren Längskanten miteinander verbunden. Die Trägerelementeinheit sowie auch gegebenenfalls die Verbindungselementeinheit kann bedarfsgerecht bestückt werden, und zwar derart, dass auf den Trägerelementen in der vorgegebenen Weise die Leuchtdioden angeordnet sind. Für Verbindungselemente etwaig vorgesehene Bauelemente, beispielsweise auch Leuchtdioden, können ebenfalls bereits auf der Verbindungselementeinheit bestückt werden. Die Trägerelementeinheit und/oder die Verbindungselementeinheit kann sodann vereinzelt werden, um die einzelnen Trägerelemente beziehungsweise Verbindungselemente zu erhalten. Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere dann, wenn die Trägerelemente und/oder die Verbindungselemente standardisiert sind. Dadurch können nicht nur die Kosten bezüglich der Herstellung der Trägerelemente und der Verbindungselemente gering gehalten werden, sondern es kann darüber hinaus auch der Werkstoff, der die Trägerelemente und/oder die Verbindungselemente bereitstellt optimal genutzt werden. Verschnitt und ungenutzte Bereiche können weitgehend vermieden werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Trägerelemente beziehungsweise die Verbindungselemente ein Leiterplattenmaterial als Werkstoff nutzen. Ungenutzte Flächenbereiche sowie auch Verschnittbereiche können weitgehend vermieden werden. Dies ist material- und ressourcenschonend. With the method according to the invention, the light-emitting diode arrangement according to the invention can be produced. Preferably, a carrier element unit or a connecting element unit is provided both for the carrier elements and for the connecting elements, which is designed in particular as a multiple use. The carrier element unit comprises a plurality of interconnected strip-shaped carrier elements. Accordingly, the connecting element unit comprises a plurality of interconnected strip-shaped connecting elements. Preferably, the carrier elements and / or the connecting elements are connected to one another at their longitudinal edges. The carrier element unit as well as possibly the connecting element unit can be equipped as needed, in such a way that the light-emitting diodes are arranged on the carrier elements in the predetermined manner. Components possibly provided for connecting elements, for example also light emitting diodes, can likewise already be fitted on the connecting element unit. The carrier element unit and / or the connecting element unit can then be singulated to obtain the individual carrier elements or connecting elements. This procedure is particularly suitable when the carrier elements and / or the connecting elements are standardized. As a result, not only the costs relating to the production of the carrier elements and the connecting elements can be kept low, but it can also be optimally used the material that provides the support elements and / or the connecting elements. Cuts and unused areas can be largely avoided. It proves to be particularly advantageous if the carrier elements or the connecting elements use a printed circuit board material as material. Unused surface areas as well as waste areas can be largely avoided. This saves material and resources.
Es kann vorgesehen sein, dass die vereinzelten Trägerelemente in einem Rahmen angeordnet, sodann mit den Leuchtdioden bestückt werden und schließlich das wenigstens eine vereinzelte Verbindungselement entsprechend angeordnet wird. Die hierdurch gebildete Anordnung kann dann einem Lötprozess, beispielsweise einem Durchführen durch einen Reflow-Lötofen oder dergleichen, unterzogen werden, um die Leuchtdiodenanordnung in einem einzigen Fertigungsschritt herzustellen. Diese Verfahrenführung ist aber nicht auf Löten beschränkt sondern kann auch beispielsweise unter Nutzung von Klebstoff, insbesondere elektrisch leitfähigem Klebstoff, angewendet werden. It can be provided that the isolated carrier elements are arranged in a frame, then fitted with the LEDs and finally the at least one isolated connection element is arranged accordingly. The The assembly formed thereby may then be subjected to a soldering process, such as through a reflow soldering oven or the like, to fabricate the light emitting diode array in a single manufacturing step. However, this procedure is not limited to soldering but can also be used, for example, using adhesive, in particular electrically conductive adhesive.
Bedarfsweise kann eine Reihenfolge einzelner Verfahrensschritte auch variiert werden. Beispielsweise kann das Bestücken der Leuchtdioden auch vor dem Vereinzeln der Trägerelemente erfolgen. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, mit dem Bestücken der Leuchtdioden auch zugleich das wenigstens eine Verbindungselement anzuordnen. If necessary, an order of individual process steps can also be varied. For example, the loading of the LEDs can also be done before the separation of the carrier elements. In addition, it is also possible to arrange with the equipping of the light emitting diodes at the same time the at least one connecting element.
Darüber hinaus können die einzelnen Trägerelemente und/oder Verbindungselemente nach dem jeweiligen Vereinzeln jeweils einer eigenen Funktionsprüfung unterzogen werden, sodass für folgende weitere Verarbeitungsschritte nur funktionstüchtige geprüfte Elemente genutzt werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit hinsichtlich der Fertigung erhöht und damit auch die Fertigungskosten reduziert werden. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn zu bestückende Bauteile, beispielsweise die Leuchtdioden, in einer Chip-Bauform bereitgestellt sind, beispielsweise als SMD oder dergleichen. Dies erlaubt es, die Bauteile mit konventionellen Fertigungstechniken auf der Trägerelementeinheit und gegebenenfalls auch auf der Verbindungselementeinheit zu bestücken und sodann die bestückte Trägerelementeinheit beziehungsweise Verbindungselementeinheit einer Wärmebehandlung zum Durchführen eines Lötvorgangs zuzuführen. Der Lötvorgang kann beispielsweise in einem Reflow-Lötofen ausgeführt werden oder dergleichen.In addition, the individual carrier elements and / or connecting elements can each be subjected to a separate functional test after the individual separation, so that only functional tested elements are used for the following further processing steps. As a result, the reliability can be increased in terms of manufacturing and thus also the manufacturing cost can be reduced. It proves particularly advantageous if components to be assembled, for example the light-emitting diodes, are provided in a chip design, for example as an SMD or the like. This makes it possible to equip the components with conventional production techniques on the carrier element unit and possibly also on the connecting element unit and then to supply the assembled carrier element unit or connecting element unit to a heat treatment for carrying out a soldering operation. The soldering process can be performed for example in a reflow soldering oven or the like.
Die vereinzelten Trägerelemente und wenigstens eines der vereinzelten Verbindungselemente werden derart angeordnet, dass das wenigstens eine der Verbindungselemente mit seiner Längsrichtung quer zur Längsrichtung der Trägerelemente positioniert ist und die Trägerelemente in ihrer Querrichtung voneinander in einem vorgegebenen Abstand positioniert sind. Diese Anordnung kann beispielsweise mittels eines Roboters oder auch mit vorgegebenen Schablonen und Zuführen der Trägerelemente und der Verbindungselemente in vorgebbarer Weise erreicht werden. In der so hergestellten Positionierung werden sodann die Trägerelemente mit dem wenigstens einen Verbindungselement verbunden. The individual carrier elements and at least one of the separated connecting elements are arranged such that the at least one of the connecting elements is positioned with its longitudinal direction transversely to the longitudinal direction of the carrier elements and the carrier elements are positioned in their transverse direction from each other at a predetermined distance. This arrangement can be achieved for example by means of a robot or with predetermined templates and feeding the support elements and the connecting elements in a predeterminable manner. In the positioning thus produced, the carrier elements are then connected to the at least one connecting element.
Das Verbinden selbst kann rein mechanisch mittels eines Befestigungselements, beispielsweise eines Niets, einer Schraube, aber auch einer Verklebung und/oder dergleichen erfolgen. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn das Verbinden zugleich auch ein elektrisches Verbinden umfasst und mit dem Verbinden die Trägerelemente sowohl mechanisch als auch elektrisch mit dem Verbindungselement verbunden werden. Dies kann beispielsweise nur dadurch erreicht werden, dass in einem zu verbindenden Bereich der Trägerelemente und dem wenigstens einen Verbindungselement entsprechende Kontaktflächen beziehungsweise Metallisierungen als Verbindungseinheiten vorgesehen sind, die im verbundenen Zustand neben einer mechanischen Verbindung auch eine elektrische Kontaktierung bereitstellen. Um zugleich auch eine mechanische Verbindung bereitstellen zu können, kann vorgesehen sein, dass ein elektrisch leitfähiger Klebstoff oder dergleichen zwischen den Metallisierungen der Trägerelemente und dem wenigstens einen Verbindungselement angeordnet ist. Der elektrisch leitfähige Klebstoff kann im Bereich der Kontaktflächen aufgebracht sein und im zusammengefügten Zustand der Trägerelemente mit dem wenigstens einen Verbindungselement eine entsprechende stoffschlüssige Verbindung herstellen, die sowohl eine mechanische Verbindung als auch eine elektrische Verbindung ermöglicht. Darüber hinaus besteht natürlich die Möglichkeit, die entsprechenden Kontaktflächen mittels einer Lötung zu verbinden, sodass zugleich auch eine mechanische Verbindung erreicht werden kann. Schließlich besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass im Bereich der Metallisierungen Durchkontaktierungen vorgesehen sind und mittels eines Niets, einer Schraube oder dergleichen, die aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff gebildet ist, zugleich eine elektrische und eine mechanische Verbindung bereitgestellt wird. Ist die Verbindung mittels Lot realisiert, kann vorgesehen sein, dass die bestückten Trägerelemente sowie das wenigstens eine Verbindungselement im positionierten Zustand durch einen Lötofen, beispielsweise den Reflow-Lötofen, geführt werden, um dadurch die Verbindung herzustellen. Besonders vorteilhaft erweist sich dies, wenn zugleich auch die Trägerelemente mit den darauf bestückten Leuchtdioden und gegebenenfalls weiteren Bauelementen gemeinsam verlötet werden. Dadurch kann mit einem einzigen Lötvorgang die vollständige Leuchtdiodenanordnung hergestellt werden.The connection itself can be made purely mechanically by means of a fastening element, for example a rivet, a screw, but also a bond and / or the like. It proves to be particularly advantageous if the connection also includes an electrical connection at the same time and, with the connection, the carrier elements are connected both mechanically and electrically to the connection element. This can be achieved, for example, only by providing corresponding contact surfaces or metallizations as connection units in an area of the carrier elements to be connected and the at least one connecting element, which also provide electrical contact in the connected state in addition to a mechanical connection. In order to be able to provide a mechanical connection at the same time, it can be provided that an electrically conductive adhesive or the like is arranged between the metallizations of the carrier elements and the at least one connecting element. The electrically conductive adhesive may be applied in the region of the contact surfaces and in the assembled state of the carrier elements with the at least one connecting element produce a corresponding cohesive connection, which allows both a mechanical connection and an electrical connection. In addition, of course, it is possible to connect the corresponding contact surfaces by means of soldering, so that at the same time a mechanical connection can be achieved. Finally, of course, there is also the possibility that plated-through holes are provided in the region of the metallizations and at the same time an electrical and a mechanical connection is provided by means of a rivet, a screw or the like which is formed from an electrically conductive material. If the connection is realized by means of solder, provision can be made for the assembled carrier elements and the at least one connecting element to be guided in the positioned state through a soldering oven, for example the reflow soldering oven, in order thereby to establish the connection. This proves to be particularly advantageous if, at the same time, the carrier elements are also soldered together with the light-emitting diodes and possibly other components mounted thereon. As a result, the complete light-emitting diode arrangement can be produced with a single soldering process.
Umfasst die Leuchtdiodenanordnung auch eine Trägerplatte, kann vorgesehen sein, dass die Leuchtdiodenanordnung ohne Trägerplatte in einem Durchgang Reflow-gelötet wird. Erst danach wird die Trägerplatte, beispielsweise von Hand oder per „selective wave-soldering“ oder dergleichen, mit der Leuchtdiodenanordnung verbunden.If the light-emitting diode arrangement also includes a carrier plate, it can be provided that the light-emitting diode arrangement is reflow-soldered without a carrier plate in one pass. Only then is the carrier plate, for example, by hand or by "selective wave-soldering" or the like, connected to the light emitting diode array.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Trägerelemente in Bezug auf ihre Erstreckung in die Längsrichtung parallel zueinander ausgerichtet werden.It proves to be particularly advantageous if the carrier elements are aligned parallel to one another in relation to their extension in the longitudinal direction.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich auf einfache Weise auch eine Energieversorgungseinheit für die Bauteile der Trägerplatten und gegebenenfalls des wenigstens einen Verbindungselements in die Leuchtdiodenanordnung integrieren. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass eine Trägerplatteneinheit bereitgestellt wird, die miteinander verbundene streifenförmige Trägerplatten aufweist, wobei jede der Trägerplatten in eine Längsrichtung eine größere Abmessung als in eine Querrichtung aufweist. Vorzugsweise sind die streifenförmigen Trägerplatten viereckig, insbesondere rechteckig ausgebildet. With the method according to the invention, a power supply unit for the components of the carrier plates and possibly of the at least one connecting element can also be integrated into the light-emitting diode arrangement in a simple manner. For this purpose it can be provided that a carrier plate unit is provided which has interconnected strip-shaped carrier plates, wherein each of the carrier plates has a larger dimension in a longitudinal direction than in a transverse direction. Preferably, the strip-shaped support plates are square, in particular rectangular.
Die Trägerelemente können viereckig, insbesondere rechteckig ausgebildet sein. Darüber hinaus können sie aber auch zumindest teilweise dreieckig, trapezförmig oder dergleichen ausgebildet sein, um beispielsweise mit der Leuchtdiodenanordnung eine gewünschte vorgegebene Kontur nachbilden zu können. Die Kontur kann beispielsweise durch die Flächenleuchte, insbesondere durch deren Lichtaustrittsöffnung, vorgegeben sein. Beispielsweise kann die Kontur ein Dreieck, ein Viereck oder auch ein n-Eck oder dergleichen sein.The support elements may be square, in particular rectangular. In addition, however, they can also be formed at least partially triangular, trapezoidal or the like in order to be able to emulate a desired predetermined contour, for example, with the light-emitting diode arrangement. The contour can be predetermined, for example, by the surface light, in particular by its light exit opening. For example, the contour may be a triangle, a quadrangle or else an n-corner or the like.
Vorzugsweise wird die Trägerplatteneinheit mit Bauteilen von Energieversorgungseinheiten derart bestückt, dass jede der Trägerplatten die Bauteile, insbesondere genau, einer der Energieversorgungseinheiten trägt. Vorzugsweise weist die Trägerplatteneinheit ein Leiterplattenmaterial auf, welches es ermöglicht, die bestückten Bauteile zugleich mechanisch und elektrisch zu verbinden. Zu diesem Zweck weist die Trägerplatteneinheit trägerplattenbezogene Leiterstrukturen aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, insbesondere einer Metallisierung wie Kupfer oder dergleichen auf. Die Trägerplatteneinheit kann sodann einem Lötprozess unterzogen werden, bei dem die Verbindung der Bauelemente mit dem Leiterplattenmaterial hergestellt werden kann. Sodann werden die Trägerplatten der Trägerplatteneinheit vereinzelt. Sie können beispielsweise einem Funktionstest oder dergleichen unterzogen werden. Wenigstens eine der Trägerplatten wird mit dem wenigstens einen Verbindungselement derart verbunden, dass die Trägerplatte zwischen zwei unmittelbar benachbart angeordneten der Trägerelemente angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Trägerplatte in einem durch den Abstand der beiden Trägerelemente gebildeten Zwischenraum angeordnet. Dadurch kann einerseits der verfügbare Raum optimal genutzt werden und andererseits erreicht werden, dass die Lichtemission durch die Leuchtdioden der Trägerplatten weitgehend ungestört ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Energieversorgungseinheit ohne zusätzlichen Aufwand in die Leuchtdiodenanordnung zu integrieren.Preferably, the carrier plate unit is equipped with components of power supply units such that each of the carrier plates, the components, in particular, exactly one of the power supply units carries. The carrier plate unit preferably has a printed circuit board material, which makes it possible to mechanically and electrically connect the assembled components at the same time. For this purpose, the carrier plate unit has carrier plate-related conductor structures made of an electrically conductive material, in particular a metallization such as copper or the like. The carrier plate unit may then be subjected to a soldering process in which the connection of the components to the printed circuit board material can be made. Then, the carrier plates of the carrier plate unit are singulated. For example, they may be subjected to a function test or the like. At least one of the carrier plates is connected to the at least one connecting element in such a way that the carrier plate is arranged between two directly adjacently arranged carrier elements. Preferably, the carrier plate is arranged in a space formed by the distance between the two carrier elements. As a result, on the one hand, the available space can be optimally utilized and, on the other hand, it can be achieved that the light emission through the light-emitting diodes of the carrier plates is largely undisturbed. In this way it is possible to integrate the power supply unit without additional effort in the light emitting diode array.
Natürlich kann die Energieversorgungseinheit zum Bereitstellen einer vorgegebenen elektrischen Leistung ausgebildet sein. Sollte die Leuchtdiodenanordnung mehr Leistung benötigen, als durch eine der Energieversorgungseinheiten bereitgestellt werden kann, können zwei oder auch mehrere Energieversorgungseinheiten entsprechend dem Verfahren der Erfindung in der Leuchtdiodenanordnung vorgesehen sein. Auf diese Weise kann ein modularer Aufbau realisiert werden, der es erlaubt, in hochflexibler Weise Leuchtdiodenanordnungen unterschiedlichster Abmessungen und Lichtleistungen bereitstellen zu können. Of course, the power supply unit may be configured to provide a predetermined electrical power. Should the light emitting diode array require more power than can be provided by one of the power supply units, two or more power supply units may be provided in the light emitting diode array according to the method of the invention. In this way, a modular design can be realized, which makes it possible to provide in a highly flexible manner light emitting diode arrangements of different dimensions and light outputs.
Die Erfindung ermöglicht es, auf einfache Weise durch standardisierte Trägerelemente, Verbindungselemente sowie auch Trägerplatten zu erreichen, dass unterschiedliche Konstruktionen von Flächenleuchten bei sehr geringem Konstruktionsaufwand realisiert werden können.The invention makes it possible to achieve in a simple manner by standardized support elements, fasteners and support plates that different constructions of surface lights can be realized with very little design effort.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Abmessungen der Trägerplatte in ihre Längsrichtung vorzugsweise größer oder gleich der Abmessung der Trägerelemente in der Längsrichtung ist. Je nach verfügbarem Abstand zwischen den unmittelbar benachbarten Trägerelementen, zwischen denen die Trägerplatte anzuordnen ist, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Trägerplatte in ihrer Querrichtung eine Abmessung aufweist, die größer ist oder gleich ist zur Abmessung der Trägerelemente in deren Querrichtung.It proves to be particularly advantageous if the dimensions of the carrier plate in its longitudinal direction are preferably greater than or equal to the dimension of the carrier elements in the longitudinal direction. Depending on the available distance between the immediately adjacent carrier elements, between which the carrier plate is to be arranged, it can preferably be provided that the carrier plate has in its transverse direction a dimension which is greater than or equal to the dimension of the carrier elements in the transverse direction thereof.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In den Figuren der Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.Further advantages and features will become apparent from the description of exemplary embodiments. In the figures of the embodiments, like reference numerals designate like features and functions.
Es zeigen:Show it:
Die Stege
Die in
Eine Flächenleuchte, die eine große lichtemittierende Fläche aufweisen soll, erfordert es, dass die Leuchtdioden
Es ist daher wünschenswert, eine möglichst großflächige Erstreckung der Leiterplattenanordnung bei ausreichender mechanischer Festigkeit zu erreichen, und die Energieversorgungseinheit unter geringem Verbrauch von Leiterplattenmaterial in die Flächenleuchte integrieren zu können. Zugleich ist ein besonders günstiger Aufbau hinsichtlich der Fertigung und der Kosten gewünscht.It is therefore desirable to achieve the largest possible extent of the printed circuit board assembly with sufficient mechanical strength, and to be able to integrate the power supply unit with low consumption of printed circuit board material in the area light. At the same time a particularly favorable structure in terms of production and costs is desired.
Es ist bekannt, Flächenleuchten mit externen Vorschaltgeräten, auch DC-Modul genannt, zu betreiben. Es ist jedoch erforderlich, das Vorschaltgerät als separates Bauteil in einer entsprechend ausgebildeten Leuchte zu montieren. Deshalb benötigt die Leuchte einen entsprechenden Bauraum. Zugleich ist zu beachten, dass das Vorschaltgerät nicht im Lichtweg der Leuchtdiodenanordnung angeordnet ist, weil ansonsten Teile einer Lichtaustrittsfläche der Flächenleuchte abgeschattet werden können. Mit einem separaten Vorschaltgerät ist hier keine zufriedenstellende Lösung zu erreichen. It is known to operate area lights with external ballasts, also called DC module. However, it is necessary to mount the ballast as a separate component in a suitably designed light. Therefore, the lamp needs a corresponding space. At the same time, it should be noted that the ballast is not arranged in the light path of the light emitting diode array, because otherwise parts of a light exit surface of the surface light can be shaded. With a separate ballast here is not a satisfactory solution to achieve.
Die in
Trotz der durch die Leuchtdiodenanordnung
Bei der Ausgestaltung gemäß
Aus
Der Abstand
Die Leuchtdioden
Die Leuchtdiodenanordnung
Jedes der Verbindungselemente
Wie aus
Einige Ausgestaltungen für die Trägerelemente
Die Ausgestaltung gemäß
Sind die Verbindungselemente
Entsprechend weisen die Verbindungselemente
In
In der Darstellung gemäß
Aus den
Entsprechend kann ein Herstellprozess für die Verbindungselemente
Vorliegend ist eine Bestückung mit Leuchtdioden
Die Kontaktflächen
Aus
Die Energieversorgungseinheit
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Abmessung der Trägerplatte
Eine Einzeldarstellung der Energieversorgungseinheit
Aus den
Vorzugsweise erfasst das Isolationselement
Aus
Aus
Mit der Erfindung ist es somit möglich, einen modularen Aufbau für die Leuchtdiodenanordnung
Zum Zwecke der Montage der Leuchtdiodenstreifen beziehungsweise Trägerelemente
Besonders vorteilhaft erweist es sich, dass in die Leuchtdiodenanordnung
Die Verbindungselemente
Die Grundstruktur gemäß der Erfindung erlaubt eine hohe Flexibilität bei der Ausbildung von Leuchtdiodenanordnungen, weil die Anzahl der Leuchtdiodenstreifen beziehungsweise Trägerelemente
Aufgrund des in
Natürlich kann der Aufbau, wie er in
Um die Verbindung zwischen den Trägerelementen
Alternativ besteht die Möglichkeit des Verlötens der Leuchtdiodenstreifen beziehungsweise Trägerelemente
Eine Bohrungstiefe wird dabei durch das Lot überbrückt. Natürlich kann dieses Verfahren auch derart angewendet werden, dass die Trägerelemente
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Trägerelemente
In einer alternativen Ausgestaltung kann ferner vorgesehen sein, dass die Verbindung zwischen den Trägerelementen
Das Anschlusselement
Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend. So können natürlich Funktionen, der Aufbau der Leuchtdiodenanordnung sowie auch die Wahl von Werkstoffen für die Trägerelemente, die Trägerplatte und die Verbindungselemente sowie weitere Merkmale beliebig gestaltet sein, ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen. Darüber hinaus kann die Erfindung natürlich nicht nur für Flächenleuchtmodule vorgesehen werden, die zur Gebäudebeleuchtung dienen, sondern sie kann darüber hinaus auch für Leuchten vorgesehen sein, die in einem Außenbereich, insbesondere zur Beleuchtung eines Gehwegs, einer Straße, eines Arbeitsbereichs und/oder dergleichen dienen können. Die erfindungsgemäße Flächenleuchte kann somit auch eine Außenleuchte, eine Straßenlaternen und/oder dergleichen sein.The embodiments are only illustrative of the invention and are not limiting for these. Thus, of course, functions, the structure of the light-emitting diode arrangement as well as the choice of materials for the support elements, the support plate and the connecting elements and other features can be designed arbitrarily, without departing from the spirit of the invention. In addition, the invention can of course be provided not only for surface lighting modules, which are used for building lighting, but it can also be provided for lights that are used in an outdoor area, in particular for illuminating a walkway, a street, a workspace and / or the like can. The surface light according to the invention can thus also be an outdoor lamp, a street lamp and / or the like.
Schließlich ist anzumerken, dass die für die erfindungsgemäße Leuchtdiodenanordnung angegebenen Vorteile gleichermaßen für die erfindungsgemäße Flächenleuchte sowie das Verfahren zu deren Herstellung erreicht werden können. Darüber hinaus können für Vorrichtungsmerkmale entsprechende Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.Finally, it should be noted that the advantages stated for the light-emitting diode arrangement according to the invention can be achieved equally for the surface light according to the invention and the method for the production thereof. In addition, corresponding device features and vice versa may be provided for device features.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Leuchtdiodenanordnung LED array
- 1212
- Steg web
- 1414
- Verbindungsabschnitts connecting portion
- 1616
- Leiterplatte circuit board
- 1818
- Leuchtdiode led
- 2020
- Flächenbereich area
- 2424
- Befestigungsöffnungen mounting holes
- 3030
- Leuchtdiodenanordnung LED array
- 3232
- Trägerelement support element
- 3434
- Verbindungselement connecting element
- 3636
- Längsrichtung longitudinal direction
- 3838
- Querrichtung transversely
- 4040
- Längsrichtung longitudinal direction
- 4242
- Querrichtung transversely
- 4444
- Abstand distance
- 4646
- Verbindungselement connecting element
- 4848
- Kontaktfläche contact area
- 5050
- Kontaktfläche contact area
- 5252
- Verbindungseinheit connecting unit
- 5454
- Kontaktfläche contact area
- 6060
- Leiterbahn conductor path
- 6262
- Leiterbahn conductor path
- 6464
- Leiterbahn conductor path
- 6666
- Leiterbahnstruktur Conductor structure
- 6868
- Energieversorgungseinheit Power supply unit
- 7070
- Anschlussbereich terminal area
- 7272
- Trägerplatte support plate
- 7474
- Oberflächen surfaces
- 7676
- Oberfläche surface
- 7878
- Isolationselement insulation element
- 8282
- Metallisierungsstruktur metallization
- 8484
- Kontakt-Pad Contact pad
- 9292
- Befestigungsausnehmungen fixing recesses
- 9494
- Kontakte contacts
- 9696
- Befestigungselemente fasteners
- 9898
- Schrauben screw
- 100100
- Anschlusselement connecting element
- 102102
- Leuchtdiodenblock LEDs block
- 104104
- Kontaktflächen contact surfaces
- 106106
- Stege Stege
- 108108
- Öffnung opening
- 110110
- Ausnehmungen recesses
Claims (17)
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- 2017-02-06 WO PCT/EP2017/052519 patent/WO2017153101A1/en active Application Filing
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Also Published As
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|
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