DE102019218203A1

DE102019218203A1 - Led-hintergrundbeleuchtungssystem

Info

Publication number: DE102019218203A1
Application number: DE102019218203.8A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Streppel
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-05-27
Also published as: US20240045265A1; WO2021104806A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Hintergrundbeleuchtungssystem, umfasst einen Träger, eine optoelektronische Halbleiterchipanordnung, einen Reflektor und ein Diffusorelement. Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung ist an einer Oberseite des Trägers angeordnet. Der Reflektor weist eine Durchgangsöffnung auf, die sich zwischen einer unteren Öffnung an einer Unterseite des Reflektors und einer oberen Öffnung an einer Oberseite des Reflektors erstreckt. Der Reflektor ist derart an der Oberseite des Trägers angeordnet, dass die Unterseite des Reflektors der Ober-seite des Trägers zugewandt ist. Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung ist in der Durchgangsöffnung des Reflektors angeordnet. Das Diffusorelement weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Das Diffusorelement ist derart über der Oberseite des Reflektors angeordnet, dass die Unterseite des Diffusorelements der Oberseite des Reflektors zugewandt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Hintergrundbeleuchtungssystem.
Hintergrundbeleuchtungssysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise bei Flüssigkristallbildschirmen eingesetzt. Es ist bekannt, bei Hintergrundbeleuchtungssystemen Leuchtdioden als Lichtquelle zu verwenden. Es ist bekannt, die Leuchtdioden bei solchen LED-Hintergrundbeleuchtungssystemen flächig als Matrix anzuordnen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein LED-Hintergrundbeleuchtungssystem bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein LED-Hintergrundbeleuchtungssystem mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein LED-Hintergrundbeleuchtungssystem umfasst einen Träger, eine optoelektronische Halbleiterchipanordnung, einen Reflektor und ein Diffusorelement. Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung ist an einer Oberseite des Trägers angeordnet. Der Reflektor weist eine Durchgangsöffnung auf, die sich zwischen einer unteren Öffnung an einer Unterseite des Reflektors und einer oberen Öffnung an einer Oberseite des Reflektors erstreckt. Der Reflektor ist an der Oberseite des Trägers angeordnet, wobei die Unterseite des Reflektors der Oberseite des Trägers zugewandt ist. Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung ist in der Durchgangsöffnung des Reflektors angeordnet. Das Diffusorelement weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Das Diffusorelement ist derart über der Oberseite des Reflektors angeordnet, dass die Unterseite des Diffusorelements der Oberseite des Reflektors zugewandt ist.
Vorteilhafterweise kann dieses LED-Hintergrundbeleuchtungssystem mit geringer Dicke ausgebildet werden. Der Reflektor und das über dem Reflektor angeordnete Diffusorelement bewirken dabei eine gute Homogenität des durch das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts und gewährleisten gleichzeitig ein nur geringes Übersprechen zwischen Einheitszellen des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems. Dies ermöglicht vorteilhafterweise ein lokales Dimmen einzelner Bereiche des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die untere Öffnung des Reflektors eine Kreisscheibenform, eine elliptische Form oder eine Kissenform auf. Die untere Öffnung des Reflektors kann dabei so bemessen sein, dass sich ein nur geringer Abstand zwischen dem Rand der unteren Öffnung des Reflektors und der in der Durchgangsöffnung des Reflektors angeordneten optoelektronischen Halbleiterchipanordnung ergibt. Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht, dass in der Umgebung der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung nur eine kleine Fläche der Oberseite des Trägers unbedeckt durch den Reflektor verbleibt. Durch eine asymmetrische Formgebung der unteren Öffnung des Reflektors kann eine asymmetrische Abstrahlung des Reflektors erreicht werden.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die obere Öffnung des Reflektors eine Kissenform oder eine quadratische Form auf. Dabei weist die obere Öffnung abgerundete Ecken auf. Vorteilhafterweise eignet sich die Kissenform oder quadratische Form der oberen Öffnung des Reflektors gut für eine matrixförmige Anordnung mehrerer Einheitszellen des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems. Der Reflektor überführt dabei die Form der unteren Öffnung in die Form der oberen Öffnung. Dabei kann der Reflektor so ausgebildet sein, dass die Durchgangsöffnung des Reflektors die Form der unteren Öffnung ohne scharfe Kanten oder Knicke in die Form der oberen Öffnung überführt. Dies wird auch durch die abgerundeten Ecken der oberen Öffnung unterstützt.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist der Reflektor an seiner Oberseite einen um die obere Öffnung umlaufenden Rand und mindestens einen an dem umlaufenden Rand angeordneten Abstandhalter auf. Dabei liegt das Diffusorelement an dem Abstandhalter an, sodass sich ein Luftspalt zwischen dem umlaufenden Rand des Reflektors und der Unterseite des Diffusorelements ergibt. Vorteilhafterweise wird durch den Luftspalt zwischen dem Reflektor und dem Diffusorelement erreicht, dass von der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung abgestrahltes Licht seitlich bis über den umlaufenden Rand des Reflektors gelangen kann und sich dadurch keine abgeschatteten Bereiche zwischen den Einheitszellen des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems ergeben. Die Anordnung des Diffusorelements an dem Abstandhalter des Reflektors stellt vorteilhafterweise eine einfache und zuverlässige mechanische Lösung zur exakten relativen Positionierung des Reflektors und des Diffusorelements dar.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist das Diffusorelement eine durch einen Mittelpunkt der Oberseite und einen Mittelpunkt der Unterseite festgelegte Mittenachse auf. Dabei weist eine zwischen der Unterseite des Diffusorelements und der Oberseite des Diffusorelements parallel zur Mittenachse bemessene Dicke des Diffusorelements in unterschiedlichen Bereichen des Diffusorelements unterschiedliche Werte auf. Die unterschiedlich dicken Abschnitte des Diffusorelements bewirken eine lokal unterschiedliche Diffusorwirkung des Diffusorelements. Diese lokal unterschiedliche Diffusorwirkung kann lokal unterschiedliche Intensitäten des an der oberen Öffnung des Reflektor austretenden Lichts kompensieren und dadurch eine hohe Homogenität des von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts erreichen.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die Dicke des Diffusorelements an einer Stelle entlang einer Seitenmittenebene einen kleineren Wert auf als an der Mittenachse des Diffusorelements. Vorteilhafterweise bewirkt diese Gestaltung des Diffusorelements eine wirkungsvolle Homogenisierung des von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die Dicke des Diffusorelements an einer Stelle entlang einer Diagonalebene einen größeren Wert auf als an einer Mittenachse des Diffusorelements. Vorteilhafterweise kann dadurch kompensiert werden, falls das an der oberen Öffnung des Reflektors austretende Licht in den Bereichen entlang der Diagonalebene eine besonders hohe Leuchtdichte aufweist.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems ist die Unterseite des Diffusorelements als Freiformfläche ausgebildet. In diesem Fall wird die lokal unterschiedliche Dicke des Diffusorelements zumindest teilweise durch die Gestaltung der Unterseite des Diffusorelements erreicht.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems ist die Oberseite des Diffusorelements als plane Fläche ausgebildet. Vorteilhafterweise können an der Oberseite des Diffusorelements dann auf einfache Weise weitere Komponenten des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems angeordnet werden, beispielsweise ein Folienstapel. Es ist aber auch möglich, die Oberseite des Diffusorelements als Freiformfläche auszubilden, um durch die Gestaltung der Oberseite des Diffusorelements zumindest teilweise die lokal unterschiedliche Dicke des Diffusorelements zu erreichen. In diesem Fall kann die Unterseite des Diffusorelements wahlweise ebenfalls als Freiformfläche oder als plane Fläche ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist das Diffusorelement dieselbe Symmetrie auf wie der Reflektor. Weist der Reflektor beispielsweise eine Quadrantensymmetrie auf, dann weist auch das Diffusorelement eine solche Quadrantensymmetrie auf. Weist der Reflektor beispielsweise lediglich eine Spiegelsymmetrie auf, dann ist auch das Diffusorelement spiegelsymmetrisch ausgebildet. Vorteilhafterweise wird durch eine solche Abstimmung der Form des Reflektors und der Form des Diffusorelements aufeinander eine besonders gute Homogenisierung des von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts erreicht.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die Unterseite des Diffusorelements einen umlaufenden Rand auf, der an der Oberseite des Reflektors aufliegt. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine besonders einfache und mechanisch zuverlässige Anordnung des Diffusorelements an der Oberseite des Reflektors.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist das Diffusorelement eingebettete Diffusorpartikel auf, insbesondere Diffusorpartikel, die Al₂O₃, TiO₂ oder SiO₂ aufweisen. Vorteilhafterweise hat sich eine Einbettung solcher Diffusorpartikel in das Diffusorelement als besonders wirkungsvoll erwiesen.
In einer Ausführung des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem einen Folienstapel auf, der an der Oberseite des Diffusorelements angeordnet ist. Der Folienstapel kann beispielsweise eine Polarisation des von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts bewirken. Dabei kann der Folienstapel so ausgebildet sein, dass nicht die gewünschte Polarisationsrichtung aufweisendes Licht nicht verloren geht, sondern rezykliert wird. Dadurch kann das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem vorteilhafterweise einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems weist die optoelektronische Halbleiterchipanordnung eine Oberseite, eine Unterseite und mehrere Seitenflächen auf. Dabei ist die optoelektronische Halbleiterchipanordnung ausgebildet, mindestens 50% einer abgestrahlten Lichtleistung an den Seitenflächen abzustrahlen, bevorzugt mindestens 80%. Vorteilhafterweise wird dadurch eine besonders hohe Homogenität des von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem abgestrahlten Lichts erreicht.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungsystems weist die optoelektronische Halbleiterchipanordnung einen optoelektronischen Halbleiterchip auf. Dabei ist der optoelektronische Halbleiterchip in ein wellenlängenkonvertierendes Material eingebettet, das die Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung bildet. An einer Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Materials ist ein Primärreflektor angeordnet, der die Oberseite der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung bildet. Vorteilhafterweise bewirkt der Primärreflektor dieser optoelektronischen Halbleiterchipanordnung eine gewünschte hohe seitliche Abstrahlung der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung.
In einer Ausführungsform des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems bildet der Reflektor mit gleichartigen weiteren Reflektoren einen zusammenhängenden Reflektorverbund. Das Diffusorelement bildet gemeinsam mit gleichartigen weiteren Diffusorelementen einen zusammenhängenden Diffusorverbund. Dabei ist jeweils eine gleichartige weitere optoelektronische Halbleiterchipanordnung in der Durchgangsöffnung jedes weiteren Reflektors angeordnet. Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem weist dadurch eine Mehrzahl von gleichartig ausgebildeten Einheitszellen auf. Die Einheitszellen können beispielsweise in einer regelmäßigen Matrixanordnung angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem dadurch bis zur gewünschten Größe skaliert werden und kann über die gesamte Fläche Licht mit guter Homogenität abstrahlen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung:

1 eine geschnittene Seitenansicht eines ersten LED-Hintergrundbeleuchtungssystems;
2 eine geschnittene Seitenansicht einer optoelektronischen Halbleiterchipanordnung des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems;
3 eine perspektivische Darstellung eines Reflektors des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems;
4 eine Darstellung einer Wandung einer Durchgangsöffnung des Reflektors;
5 eine Aufsicht auf eine untere Öffnung des Reflektors;
6 eine Aufsicht auf eine obere Öffnung des Reflektors;
7 eine perspektivische Darstellung einer ersten Variante eines Diffusorelements des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems;
8 einen ersten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
9 einen zweiten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
10 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante des Diffusorelements;
11 einen Schnitt durch dieses Diffusorelement;
12 eine perspektivische Ansicht einer dritten Variante des Diffusorelements;
13 einen ersten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
14 einen zweiten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
15 eine perspektivische Ansicht einer vierten Variante des Diffusorelements;
16 einen ersten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
17 einen zweiten Schnitt durch dieses Diffusorelement;
18 eine perspektivische Darstellung eines Reflektorverbunds;
19 eine perspektivische Darstellung eines Diffusorverbunds;
20 eine geschnittene Seitenansicht einer zweiten Variante des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems;
21 eine perspektivische Darstellung des Reflektors der zweiten Variante des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems; und
22 einen Abstandshalter an dem Reflektor der zweiten Variante des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems.

1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils eines LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10. Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem kann beispielsweise zur Hintergrundbeleuchtung in einem Flüssigkristallbildschirm oder einer anderen Flüssigkristallanzeige verwendet werden.
Der in der schematischen Darstellung der 1 gezeigte Teil des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 kann als Einheitszelle des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 bezeichnet werden. Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 kann eine Mehrzahl solcher Einheitszellen umfassen. Dabei können die Einheitszellen in einer regelmäßigen Matrixanordnung angeordnet sein.
Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 weist einen Träger 100 mit einer Oberseite 101 auf. Der Träger 100 kann beispielsweise als gedruckte Leiterplatte (PCB) ausgebildet sein.
Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 umfasst ferner eine optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200. In 1 ist die optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200 stark vereinfacht dargestellt. 2 zeigt eine detailliertere schematische geschnittene Seitenansicht der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200.
Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200 weist eine etwa quaderförmige Grundform mit einer Oberseite 201, einer der Oberseite 201 gegenüberliegenden Unterseite 202 und mehreren sich zwischen Oberseite 201 und Unterseite 202 erstreckenden Seitenflächen 203 auf.
Die Unterseite 202 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 wird durch einen Leiterrahmen 220 gebildet. Der Leiterrahmen 220 kann mehrere elektrisch voneinander isolierte Abschnitte aufweisen, was in 2 nur schematisch dargestellt ist. Eine Unterseite des Leiterrahmens 220 bildet die Unterseite 202 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200.
An einer Oberseite des Leiterrahmens 220 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 210 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 ist elektrisch leitend mit den Leiterrahmenabschnitten des Leiterrahmens 220 verbunden, beispielsweise über eine Bondverbindung, eine elektrisch leitende Klebeverbindung und/oder über Bonddrähte. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, beispielsweise Licht mit blauer, violetter, ultravioletter oder anderer Lichtfarbe. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 kann beispielsweise als Leuchtdiodenchip (LED-Chip) ausgebildet sein.
In den den optoelektronischen Halbleiterchip 210 umgebenden Bereichen ist an der Oberseite des Leiterrahmens 220 ein Vergussmaterial 230 angeordnet. Der Leiterrahmen 220 kann in das Vergussmaterial 230 eingebettet sein. Es ist zweckmäßig, wenn das Vergussmaterial 230 ein hohes Reflexionsvermögen aufweist. Beispielsweise kann das Vergussmaterial 230 eine weiße Farbe aufweisen. Das Vergussmaterial 230 kann in einer vereinfachten Ausführungsform entfallen.
Über dem Leiterrahmen 220 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 240 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 ist in das wellenlängenkonvertierende Material 240 eingebettet. Das wellenlängenkonvertierende Material 240 bildet die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200. Das wellenlängenkonvertierende Material 240 ist dazu ausgebildet, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht mit anderer Wellenlänge zu konvertieren. Das wellenlängenkonvertierende Material 240 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 emittiertes Licht in weißes Licht zu konvertieren. Das wellenlängenkonvertierende Material 240 kann ein Matrixmaterial und in das Matrixmaterial eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel aufweisen. Das Matrixmaterial kann beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid sein.
Über dem wellenlängenkonvertierenden Material 240 ist ein Primärreflektor 250 angeordnet, der die Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 bildet. Der Primärreflektor 250 ist dazu vorgesehen, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 emittiertes und in dem wellenlängenkonvertierenden Material 240 konvertiertes Licht zu reflektieren, sodass nur ein geringer Teil dieses Lichts durch die Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 austritt. Ein Hauptteil des von der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 erzeugten Lichts tritt durch die Seitenfläche 203 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 aus. Es ist zweckmäßig, wenn mindestens 50% der abgestrahlten Lichtleistung an den Seitenflächen 203 abgestrahlt wird. Besonders zweckmäßig ist es, wenn sogar mindestens 80% der Lichtleistung an den Seitenflächen 203 abgestrahlt wird.
In 1 ist erkennbar, dass das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 einen Reflektor 300 mit der Grundform eines Quaders und mit einer Oberseite 301 und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite 302 umfasst. 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Reflektors 300 ohne die übrigen Komponenten des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10.
Der Reflektor 300 weist eine sich zwischen der Unterseite 302 und der Oberseite 301 erstreckende Durchgangsöffnung 330 auf. An der Oberseite 301 weist die Durchgangsöffnung 330 eine obere Öffnung 310 auf. An der Unterseite 302 weist die Durchgangsöffnung 330 eine untere Öffnung 320 auf. Die Durchgangsöffnung 330 erstreckt sich also von der an der Unterseite 302 angeordneten unteren Öffnung 320 zu der an der Oberseite 301 angeordneten oberen Öffnung 310. Die obere Öffnung 310 ist größer als die untere Öffnung 320, sodass sich die Durchgangsöffnung 330 von der unteren Öffnung 320 zu der oberen Öffnung 310 trichterförmig aufweitet. Die obere Öffnung 310 ist so groß, dass an der Oberseite 301 des Reflektors 300 nur noch ein schmaler umlaufender Rand 340 verbleibt. Die obere Öffnung 310 nimmt somit fast die gesamte Oberseite 301 des Reflektors 300 ein.
Eine Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 bildet eine reflektierende Spiegelfläche. Es ist zweckmäßig, wenn die Wandung 331 eine hohe Reflexivität aufweist, beispielsweise eine Reflexivität von mehr als 80%. Hierzu kann der Reflektor 300 beispielsweise aus einem weißen Material ausgebildet sein. Zweckmäßig ist, wenn die Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 des Reflektors 300 Lambertsch streut. Ein spekularer Anteil der Reflexion von bis zu 30% ist zweckmäßig.
5 zeigt eine schematische Aufsicht auf die untere Öffnung 320 an der Unterseite 302 des Reflektors 300. 6 zeigt eine schematische Aufsicht auf die obere Öffnung 310 an der Oberseite 301 des Reflektors 300. 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der Wandung 331 der sich zwischen der unteren Öffnung 320 und der oberen Öffnung 310 erstreckenden Durchgangsöffnung 330 des Reflektors 300 ohne die übrigen Teile des Reflektors.
Die Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 ist so gestaltet, dass die Form der unteren Öffnung 320 in die Form der oberen Öffnung 310 überführt wird, ohne dass die Wandung 331 scharfe Kanten oder Knicke aufweist. Gleichzeitig ist die Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 derart gekrümmt, dass der Leerraum der Durchgangsöffnung 330 des Reflektors 300 eine konvexe Form aufweist. Die Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 ist also konkav gekrümmt. Hierzu kann die Form der Wandung 331 beispielsweise unter Verwendung von Leitkurven modelliert sein.
Die untere Öffnung 320 weist im in 3 bis 6 gezeigten Beispiel eine Kreisscheibenform auf. Möglich wäre aber auch eine Kissenform oder eine elliptische Form. Falls die untere Öffnung 320 eine Kissenform aufweist, so sind die Ecken der unteren Öffnung 320 zweckmäßigerweise abgerundet und zu den Ecken der Unterseite 302 des Reflektors 300 hin orientiert.
Die obere Öffnung 310 des Reflektors 300 weist im in den Figuren gezeigten Beispiel eine Kissenform mit abgerundeten Ecken 311 auf. Dabei sind die abgerundeten Ecken 311 der kissenförmigen oberen Öffnung 310 zu den Ecken der Oberseite 301 des Reflektors 300 hin orientiert. Alternativ kann die obere Öffnung 310 des Reflektors 300 eine quadratische Form aufweisen. Auch in diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn die Ecken der oberen Öffnung 310 abgerundet sind, damit die Wandung 331 der Durchgangsöffnung 330 ohne scharfe Kanten und Knicke ausgebildet sein kann.
Im in 3 bis 6 gezeigten Beispiel sind die Oberseite 301 und die Unterseite 302 des Reflektors 300 jeweils quadratisch ausgebildet. Die untere Öffnung 320 und die obere Öffnung 310 weisen jeweils eine quadrantensymmetrische Form auf. Das bedeutet, dass die Oberseite 301 mit der oberen Öffnung 310 und die Unterseite 302 mit der unteren Öffnung 320 jeweils spiegelsymmetrisch bezüglich Spiegelungen an den seitenmittenhalbierenden und auch spiegelsymmetrisch bezüglich Spiegelungen an den Diagonalen ausgebildet sind. Durch die quadrantensymmetrische Ausgestaltung der Unterseite 302 mit der unteren Öffnung 320 und der Oberseite 301 mit der oberen Öffnung 310 ist auch die Durchgangsöffnung 330 mit der Wandung 331 quadrantensymmetrisch ausgebildet. Es ist allerdings beispielsweise ebenfalls möglich, den Reflektor 300 lediglich spiegelsymmetrisch bezüglich Spiegelungen an zwei zueinander senkrechten Ebenen auszubilden. In diesem Fall kann die untere Öffnung 320 des Reflektors 300 beispielsweise eine elliptische Form aufweisen. Auch andere Formen und Symmetrien sind möglich.
Die Oberseite 301 und die Unterseite 302 des Reflektors 300 können beispielsweise jeweils Kantenlängen von 12,5 mm aufweisen. Die untere Öffnung 320 kann beispielsweise einen Durchmesser von 4,69 mm aufweisen. Die obere Öffnung 310 kann beispielsweise eine Breite von 12,26 mm aufweisen. Die Kissenform der oberen Öffnung 310 kann beispielsweise derart ausgeprägt sein, dass der umlaufende Rand 240 eine maximale Breite von 0,33 mm aufweist. Die abgerundeten Ecken 311 der oberen Öffnung 310 können einen Radius von beispielsweise 0,23 mm aufweisen.
Wie in 1 dargestellt, ist der Reflektor 300 derart an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet, dass die Unterseite 302 des Reflektors 300 der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt ist. Die optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200 ist derart an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet, dass die Unterseite 202 der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt ist. Dabei ist die optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200 in der Durchgangsöffnung 330 des Reflektors 300 angeordnet. Es ist zweckmäßig, wenn die untere Öffnung 320 an der Unterseite 302 des Reflektors 300 so bemessen ist, dass zwischen der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 und dem Rand der unteren Öffnung 320 des Reflektors 300 nur ein geringer Abstand verbleibt. Hierdurch wird erreicht, dass im Bereich unter der unteren Öffnung 320 des Reflektors 300 nur ein kleiner Teil der Oberseite 101 des Trägers 100 unbedeckt ist.
Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 umfasst ferner ein Diffusorelement 400 mit einer Oberseite 401 und einer der Oberseite 401 gegenüberliegenden Unterseite 402. Das Diffusorelement 400 ist derart über der Oberseite 301 des Reflektors 300 angeordnet, dass die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 der Oberseite 301 des Reflektors 300 zugewandt ist. Das Diffusorelement 400 ist damit über der oberen Öffnung 310 des Reflektors 300 angeordnet. Die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 kann einen umlaufenden Rand 403 aufweisen, der auf dem umlaufenden Rand 340 an der Oberseite 301 des Reflektors 300 aufliegt.
Das Diffusorelement 400 ist dazu vorgesehen, von der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung 200 erzeugtes und durch die obere Öffnung 310 des Reflektors 300 austretendes Licht diffus zu streuen. Hierzu weist das Diffusorelement 400 ein im Wesentlichen transparentes Matrixmaterial 410 und in das Matrixmaterial 410 eingebettete Diffusorpartikel 415 auf. Das Matrixmaterial 410 kann beispielsweise PMMA, ein Polycarbonat, ein Silikon oder ein Epoxid sein. Die Diffusorpartikel 415 können beispielsweise Al₂O₃, TiO₂ oder SiO₂ aufweisen. Wahlweise kann das Diffusorelement 400 zusätzlich eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel aufweisen. Das Diffusorelement 400 kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt werden.
7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten Variante des Diffusorelements 400. Im dargestellten Beispiel sind die Oberseite 401 und die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 quadratisch ausgebildet und weisen dieselben äußeren Abmessungen auf wie die Oberseite 301 und die Unterseite 302 des Reflektors 300.
In 7 ist die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 sichtbar. Die Unterseite 402 ist als Freiformfläche ausgebildet und weist eine Topografie mit Erhebungen und Senken auf. Die Oberseite 401 des Diffusorelements 400 ist im dargestellten Beispiel als plane Fläche ausgebildet. Alternativ wäre es möglich, die Oberseite 401 des Diffusorelements 400 als Freiformfläche mit Erhebungen und Senken auszubilden. In diesem Fall kann die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 plan oder ebenfalls als Freiformfläche ausgebildet sein.
In 7 ist eine Mittenachse 440 des Diffusorelements 400 eingezeichnet, die sich durch einen Mittelpunkt 441 der Oberseite 401 und durch einen Mittelpunkt 442 der Unterseite 402 des Diffusorelements 400 erstreckt. Damit ist die Mittenachse 440 senkrecht zur planen Oberseite 401 des Diffusorelements 400 orientiert. Außerdem sind in 7 zwei Diagonalebenen 430 eingezeichnet, die sich jeweils durch zwei einander gegenüberliegende Ecken der Oberseite 401 und zwei einander gegenüberliegende Ecken der Unterseite 402 des Diffusorelements 400 erstrecken. Ferner sind zwei Seitenmittenebenen 420 eingezeichnet, die die Außenseiten des Diffusorelements 400 jeweils mittig und senkrecht schneiden. Die Diagonalebenen 430 und die Seitenmittenebenen 420 schneiden sich allesamt in der Mittenachse 440.
Da die Unterseite 402 des Diffusorelements 400 als Freiformfläche mit Erhebungen und Senken ausgebildet ist, weist eine zwischen der Unterseite 402 des Diffusorelements 400 und der Oberseite 401 des Diffusorelements 400 und parallel zur Mittenachse 440 bemessene Dicke des Diffusorelements 400 in unterschiedlichen Bereichen des Diffusorelements 400 unterschiedliche Werte auf. Das Diffusorelement 400 ist also an manchen Stellen dicker und an manchen Stellen dünner. Hieraus ergibt sich eine lokal unterschiedliche optische Weglänge innerhalb des Diffusorelements 400 und dadurch eine lokal unterschiedliche Streuwirkung des Diffusorelements 400. In einem Bereich höherer Dicke in das Diffusorelement 400 eindringendes Licht wird stärker gestreut als in einem Bereich geringer Dicke in das Diffusorelement 400 eindringendes Licht.
Die als Freiformfläche ausgebildete Unterseite 402 des Diffusorelements 400 ist so gestaltet, dass lokale Leuchtdichteunterschiede des an der oberen Öffnung 310 des Reflektors 300 austretenden Lichts durch das Diffusorelement 400 zumindest teilweise kompensiert werden. Hierzu weist das Diffusorelement 400 in Bereichen hoher Leuchtdichte eine höhere Dicke auf als in Bereichen geringerer Leuchtdichte. Da die Symmetrie der Leuchtdichteverteilung des an der oberen Öffnung 310 aus dem Reflektor 300 austretenden Lichts der Symmetrie der Durchgangsöffnung 330 des Reflektors 300 entspricht, ist es zweckmäßig, dass das Diffusorelement 400 dieselbe Symmetrie aufweist wie der Reflektor 300.
8 zeigt eine an einer der Seitenmittenebenen 420 geschnittene Ansicht der in 7 gezeigten Variante des Diffusorelements 400. 9 zeigt eine an einer der Diagonalebenen 430 geschnittene Ansicht der in 7 gezeigten Variante des Diffusorelements 400. In 8 und 9 ist jeweils eine Dicke 445 des Diffusorelements 400 an der Mittenachse 440 des Diffusorelements 400 eingezeichnet. Außerdem ist in 8 eine Dicke 475 des Diffusorelements 400 in einem Randbereich 470 des Diffusorelements 400 eingezeichnet, in dem die Seitenmittenebene 420 eine der Außenseiten des Diffusorelements 400 schneidet. Außerdem ist in 8 eine Dicke 485 des Diffusorelements 400 an einer zwischen dem Randbereich 470 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 480 auf der Seitenmittenebene 420 eingezeichnet. In 9 ist eine Dicke 455 in einem Eckbereich 450 des Diffusorelements 400 eingezeichnet. Außerdem ist in 9 eine Dicke 465 an einer zwischen dem Eckbereich 450 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 460 auf der Diagonalebene 430 eingezeichnet.
Die Erhebungen und Senkungen der als Freiformfläche ausgebildeten Unterseite 402 der in 7 bis 9 gezeigten Variante des Diffusorelements 400 sind so gestaltet, dass die Dicke 485 an der zwischen dem Randbereich 470 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 480 auf der Seitenmittenebene 420 geringer ist als die Dicke 445 an der Mittenachse 440. Die Dicke 485 an dieser Stelle 480 ist außerdem geringer als die Dicke 475 im Randbereich 470 des Diffusorelements 400. Die Dicke 465 an der zwischen dem Eckbereich 450 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 460 auf der Diagonalebene 430 ist größer als die Dicke 445 an der Mittenachse 440. Die Dicke 465 an dieser Stelle 460 ist außerdem auch größer als die Dicke 455 im Eckbereich 450 des Diffusorelements 400.
10 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Variante des Diffusorelements 400. Bei dieser Variante des Diffusorelements 400 ist die als Freiformfläche ausgebildete Unterseite 402 des Diffusorelements 400 etwas anders gestaltet als bei der in 7 bis 9 gezeigten ersten Variante. 11 zeigt eine an einer der Seitenmittenebenen 420 geschnittene Darstellung der zweiten Variante des Diffusorelements 400.
Bei der zweiten Variante des Diffusorelements 400 weist die Unterseite 402 eine zentrale, um die Mittenachse 440 zentrierte, Erhebung auf, die von einer ringförmigen Senke umschlossen ist. Diese Senke ist wiederum von einer an die Eckbereiche 450 und die Randbereiche 470 angrenzenden Erhebung umschlossen. Dadurch ist auch bei der in 10 und 11 gezeigten zweiten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 485 an der zwischen dem Randbereich 470 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 480 auf der Seitenmittenebene 420 geringer als die Dicke 445 an der Mittenachse 440. Die Dicke 485 an dieser Stelle 480 ist außerdem geringer als die Dicke 475 in dem Randbereich 470. Außerdem ist auch bei der zweiten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 465 an der zwischen dem Eckbereich 450 und der Mittenachse 440 auf der Diagonalebene 430 gelegenen Stelle 460 höher als die Dicke 445 an der Mittenachse 440.
12 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten Variante des Diffusorelements 400. Bei der dritten Variante des Diffusorelements 400 weist die als Freiformfläche gestaltete Unterseite 402 des Diffusorelements 400 eine andere Form auf als bei der ersten Variante und bei der zweiten Variante des Diffusorelements 400. 13 zeigt eine an einer der Seitenmittenebenen 420 geschnittene Darstellung der dritten Variante des Diffusorelements 400. 14 zeigt eine an einer der Diagonalebene 430 geschnittene Darstellung der dritten Variante des Diffusorelements 400.
13 zeigt, dass auch bei der dritten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 485 an der zwischen dem Randbereich 470 und der Mittenachse 440 auf der Seitenmittenebene 420 gelegenen Stelle 480 geringer ist als die Dicke 445 an der Mittenachse 440. Die Dicke 485 an dieser Stelle 480 ist außerdem auch geringer als die Dicke 475 des Diffusorelements 400 in dem Randbereich 470. 14 zeigt, dass auch bei der dritten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 465 an der zwischen dem Eckbereich 450 und der Mittenachse 440 auf der Diagonalebene 430 gelegenen Stelle 460 größer ist als die Dicke 445 an der Mittenachse 440 des Diffusorelements 400. Die Dicke 465 an dieser Stelle 460 ist außerdem auch größer als die Dicke 455 in dem Eckbereich 450 des Diffusorelements 400.
15 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer vierten Variante des Diffusorelements 400. Bei der vierten Variante des Diffusorelements 400 ist die als Freiformfläche ausgebildete Unterseite 402 des Diffusorelements 400 anders gestaltet als bei der ersten Variante, der zweiten Variante und der dritten Variante des Diffusorelements 400. 16 zeigt eine an einer der Seitenmittenebenen 420 geschnittene Darstellung der vierten Variante des Diffusorelements 400. 17 zeigt eine an einer der Diagonalebenen 430 geschnittene Darstellung der vierten Variante des Diffusorelements 400.
16 zeigt, dass auch bei der vierten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 485 an der zwischen dem Randbereich 470 und der Mittenachse 440 auf der Seitenmittenebene 420 gelegenen Stelle 480 geringer ist als die Dicke 445 an der Mittenachse 440. Die Dicke 485 an dieser Stelle 480 ist außerdem auch geringer als die Dicke 475 in dem Randbereich 470 des Diffusorelements 400. 17 zeigt, dass auch bei der vierten Variante des Diffusorelements 400 die Dicke 465 an der zwischen dem Eckbereich 450 und der Mittenachse 440 gelegenen Stelle 460 größer ist als die Dicke 445 an der Mittenachse 440 des Diffusorelements 400. Außerdem ist die Dicke 465 an dieser Stelle 460 größer als die Dicke 455 in dem Eckbereich 450 des Diffusorelements 400.
Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen des Diffusorelements 400 möglich.
1 zeigt, dass das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 einen Folienstapel 600 aufweist, der an der Oberseite 401 des Diffusorelements 400 angeordnet ist. Der Folienstapel 600 kann eine oder mehrere Folien umfassen, die beispielsweise dazu vorgesehen sein können, das von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 emittierte Licht zu polarisieren. Dabei können die Folien des Folienstapels 600 so ausgebildet sein, dass nicht die gewünschte Polarisationsrichtung aufweisendes Licht innerhalb des Folienstapels 600 reflektiert und rezykliert wird. Die Folien des Folienstapels 600 können beispielsweise als Brightness Enhancement Film (BEF) und/oder als Dual Brightness Enhancement Film (DBEF) ausgebildet sein.
18 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Reflektorverbunds 360. Der Reflektorverbund 360 umfasst eine Mehrzahl von Reflektoren 300, die jeweils so ausgebildet sind wie vorstehend anhand der 3 bis 6 beschrieben. Die Reflektoren sind in dem Reflektorverbund 360 in einer regelmäßigen Matrixanordnung angeordnet und einstückig zusammenhängend miteinander verbunden. Im in 18 gezeigten Beispiel umfasst der Reflektorverbund 360 8×8 Reflektoren 300. Der Reflektorverbund 360 kann aber auch mit einer anderen Zahl von Reflektoren 300 ausgebildet werden.
19 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Diffusorverbunds 490. Der Diffusorverbund 490 umfasst eine Mehrzahl von Diffusorelementen 400, die jeweils so ausgebildet sind wie vorstehend anhand der 7 bis 17 beschrieben. Dabei sind die einzelnen Diffusorelemente 400 in dem Diffusorverbund 490 einstückig zusammenhängend in einer regelmäßigen Matrixanordnung angeordnet. In dem in 19 gezeigten Beispiel umfasst der Diffusorverbund 490 8×8 Diffusorelemente 400. Eine andere Anzahl von Diffusorelementen 400 ist jedoch ebenfalls möglich.
Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 kann mit einer Mehrzahl der in 1 gezeigten Einheitszellen ausgebildet werden. Hierzu werden der in 18 gezeigte Reflektorverbund 360 und der in 19 gezeigte Diffusorverbund 490 verwendet. Dabei wird eine optoelektronische Halbleiterchipanordnung 200 in der Durchgangsöffnung 330 jedes Reflektors 300 des Reflektorverbunds 360 angeordnet. Der Träger 100 und der Folienstapel 600 weisen jeweils eine an die Größe des Reflektorverbunds 360 und des Diffusorverbunds 490 angepasste Größe auf. Durch eine Veränderung der Zahl der Einheitszellen des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 kann die Größe des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 auf eine gewünschte Größe skaliert werden.
20 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 gemäß einer zweiten Variante. In 20 ist wiederum nur eine Einheitszelle des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 gezeigt. Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 kann jedoch mehrere der in 20 gezeigten Einheitszellen aufweisen, die in diesem Fall matrixförmig angeordnet sein können.
Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 der 20 weist große Übereinstimmungen mit dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 der 1 auf. Entsprechende Komponenten sind in 20 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1. Nachfolgend wird lediglich beschrieben, wodurch sich das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 der 20 von dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 der 1 unterscheidet. Im Übrigen gilt die vorstehende Beschreibung des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 auch für das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20.
21 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Reflektors 300 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20. 22 zeigt einen Ausschnitt des Reflektorverbunds 360, wobei die Reflektoren 300 jeweils wie der Reflektor 300 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 ausgebildet sind.
Bei dem Reflektor 300 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 kann die untere Öffnung 310 beispielsweise einen Durchmesser von 3,59 mm aufweisen. Die obere Öffnung 310 kann beispielsweise eine Breite von 8,45 mm aufweisen. Die Kissenform der oberen Öffnung 310 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass der umlaufende Rand 340 eine maximale Breite von 0,18 mm aufweist. So kann die Kantenlänge des Reflektors 300 beispielsweise 8,7 mm betragen. Die abgerundeten Ecken 311 der oberen Öffnung 310 des Reflektors 300 können mit einem Radius von beispielsweise 0,6 mm gerundet sein.
In 22 ist erkennbar, dass an jedem Kreuzungspunkt von jeweils vier Reflektoren 300 des Reflektorverbund 360 ein Abstandhalter 350 auf dem umlaufenden Rand 340 an der Oberseite 301 der Reflektoren 300 angeordnet ist. Dadurch ist bei jedem einzelnen Reflektor 300 an jeder Ecke der Oberseite 301 jeweils ein Abstandhalter 350 an dem umlaufenden Rand 340 angeordnet, wie in 21 erkennbar ist. Die Abstandhalter können jeweils beispielsweise eine Höhe von 0,2 mm über die übrigen Abschnitte des umlaufenden Rands 340 aufweisen. Eine von der Unterseite 302 bis zur Spitze der Abstandhalter 350 bemessene Dicke des Reflektors 300 kann beispielsweise 2,69 mm betragen.
20 zeigt, dass das Diffusorelement 400 bei dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 derart über der Oberseite 301 des Reflektors 300 angeordnet ist, dass das Diffusorelement 400 an den Abstandhaltern 350 anliegt. Dadurch ergibt sich bei dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 ein Luftspalt 500 zwischen dem umlaufenden Rand 340 des Reflektors 300 und der Unterseite 402 des Diffusorelements 400. Eine Dicke 510 dieses Luftspalts 500 entspricht der Höhe der Abstandhalter 350 und kann also beispielsweise 0,2 mm betragen.
Das Diffusorelement 400 ist bei dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 20 der 20 als planparallele Platte ausgebildet. Bei dem Diffusorelement 400 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 sind also sowohl die Oberseite 401 als auch die Unterseite 402 als plane Fläche ausgebildet. Damit weist das Diffusorelement 400 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 eine in allen Abschnitten konstante Dicke 446 auf. Die konstante Dicke 446 des Diffusorelements 400 kann beispielsweise 1,28 mm betragen.
Im Übrigen kann das Diffusorelement 400 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 wie das Diffusorelement 400 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 10 ausgebildet sein. Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn das Matrixmaterial 410 des Diffusorelements 400 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 PMMA aufweist und die Diffusorpartikel 415 als Al₂O₃-Partikel ausgebildet sind. Zweckmäßig ist dabei ein Anteil von 0,25 Gew.-% der Diffusorpartikel 415. Eine zweckmäßige Partikelgröße der Diffusorpartikel 415 beträgt 0,5 µm.
Der zwischen dem umlaufenden Rand 340 des Reflektors 300 und der Unterseite 402 des Diffusorelements 400 ausgebildete Luftspalt 500 des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 ermöglicht es vorteilhafterweise, dass an der oberen Öffnung 310 aus dem Reflektor 300 austretendes Licht in den Bereich oberhalb des umlaufenden Rands 340 des Reflektors 300 gelangt.
In einer weiteren Variante des LED-Hintergrundbeleuchtungssystems 20 kann das Diffusorelement 400, wie bei dem LED-Hintergrundbeleuchtungssystem 10 ausgebildet sein und eine in unterschiedlichen Abschnitten des Diffusorelements 400 unterschiedliche Dicke aufweisen.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: LED-Hintergrundbeleuchtungssystem
20: LED-Hintergrundbeleuchtungssystem
100: Träger
101: Oberseite
200: optoelektronische Halbleiterchipanordnung
201: Oberseite
202: Unterseite
203: Seitenfläche
210: optoelektronischer Halbleiterchip
220: Leiterrahmen
230: Vergussmaterial
240: wellenlängenkonvertierendes Material
250: Primärreflektor
300: Reflektor
301: Oberseite
302: Unterseite
310: obere Öffnung
311: abgerundete Ecken
320: untere Öffnung
330: Durchgangsöffnung
331: Wandung
340: umlaufender Rand
350: Abstandshalter
360: Reflektorverbund
400: Diffusorelement
401: Oberseite
402: Unterseite
403: umlaufender Rand
410: Matrixmaterial
415: Diffusorpartikel
420: Seitenmittenebene
430: Diagonalebene
440: Mittenachse
441: Mittelpunkt der Oberseite
442: Mittelpunkt der Unterseite
445: Dicke an Mittenachse
446: konstante Dicke
450: Eckbereich
455: Dicke im Eckbereich
460: Stelle auf Diagonalebene
465: Dicke an Stelle auf Diagonalebene
470: Randbereich
475: Dicke im Randbereich
480: Stelle auf Seitenmittenebene
485: Dicke an Stelle auf Seitenmittenebene
490: Diffusorverbund
500: Luftspalt
510: Dicke des Luftspalts
600: Folienstapel

Claims

LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) mit einem Träger (100), einer optoelektronischen Halbleiterchipanordnung (200), einem Reflektor (300) und einem Diffusorelement (400), wobei die optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) an einer Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet ist, wobei der Reflektor (300) eine Durchgangsöffnung (330) aufweist, die sich zwischen einer unteren Öffnung (320) an einer Unterseite (302) des Reflektors (300) und einer oberen Öffnung (310) an einer Oberseite (301) des Reflektors (300) erstreckt, wobei der Reflektor (300) an der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet ist, wobei die Unterseite (302) des Reflektors (300) der Oberseite (101) des Trägers (100) zugewandt ist, wobei die optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) in der Durchgangsöffnung (330) des Reflektors (300) angeordnet ist, wobei das Diffusorelement (400) eine Oberseite (401) und eine Unterseite (402) aufweist, wobei das Diffusorelement (400) über der Oberseite (301) des Reflektors (300) angeordnet ist, wobei die Unterseite (402) des Diffusorelements (400) der Oberseite (301) des Reflektors (300) zugewandt ist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß Anspruch 1, wobei die untere Öffnung (320) des Reflektors (300) eine Kreisscheibenform, eine elliptische Form oder eine Kissenform aufweist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die obere Öffnung (310) des Reflektors (300) eine Kissenform oder eine quadratische Form aufweist, wobei die obere Öffnung (310) abgerundete Ecken (311) aufweist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reflektor (300) an seiner Oberseite (301) einen um die obere Öffnung (310) umlaufenden Rand (340) und mindestens einen an dem umlaufenden Rand (340) angeordneten Abstandshalter (350) aufweist, wobei das Diffusorelement (400) an dem Abstandshalter (350) anliegt, so dass sich ein Luftspalt (500) zwischen dem umlaufenden Rand (340) des Reflektors (300) und der Unterseite (402) des Diffusorelements (400) ergibt.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Diffusorelement (400) eine durch einen Mittelpunkt (441) der Oberseite (401) und einen Mittelpunkt (442) der Unterseite (402) festgelegte Mittenachse (440) aufweist, wobei eine zwischen der Unterseite (402) des Diffusorelements (400) und der Oberseite (401) des Diffusorelements (400) parallel zur Mittenachse (440) bemessene Dicke (445, 455, 465, 475, 485) des Diffusorelements (400) in unterschiedlichen Bereichen des Diffusorelements (400) unterschiedliche Werte aufweist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10) gemäß Anspruch 5, wobei die Dicke (445, 485) des Diffusorelements (400) an einer Stelle (480) entlang einer Seitenmittenebene (420) einen kleineren Wert aufweist als an der Mittenachse (440) des Diffusorelements (400).
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die Dicke (445, 465) des Diffusorelements (400) an einer Stelle (460) entlang einer Diagonalebene (430) einen größeren Wert aufweist als an der Mittenachse (440) des Diffusorelements (400).
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Unterseite (402) des Diffusorelements (400) als Freiformfläche ausgebildet ist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberseite (401) des Diffusorelements (400) als plane Fläche ausgebildet ist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Diffusorelement (400) dieselbe Symmetrie aufweist wie der Reflektor (300).
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Unterseite (402) des Diffusorelements (400) einen umlaufenden Rand (403) aufweist, der an der Oberseite (301) des Reflektors (300) aufliegt.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Diffusorelement (400) eingebettete Diffusorpartikel (415) aufweist, insbesondere Diffusorpartikel (415), die Al₂O₃, TiO₂ oder SiO₂ aufweisen.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) einen Folienstapel (600) aufweist, der an der Oberseite (401) des Diffusorelements (400) angeordnet ist.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) eine Oberseite (201), eine Unterseite (202) und mehrere Seitenflächen (203) aufweist, wobei die optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) ausgebildet ist, mindestens fünfzig Prozent einer abgestrahlten Lichtleistung an den Seitenflächen (203) abzustrahlen, bevorzugt mindestens achtzig Prozent.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß Anspruch 14, wobei die optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) einen optoelektronischen Halbleiterchip (210) aufweist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (210) in ein wellenlängenkonvertierendes Material (240) eingebettet ist, das die Seitenflächen (203) der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung (200) bildet, wobei an einer Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Materials (240) ein Primärreflektor (250) angeordnet ist, der die Oberseite (201) der optoelektronischen Halbleiterchipanordnung (200) bildet.
LED-Hintergrundbeleuchtungssystem (10, 20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reflektor (300) mit gleichartigen weiteren Reflektoren (300) einen zusammenhängenden Reflektorverbund (360) bildet, wobei das Diffusorelement (400) gemeinsam mit gleichartigen weiteren Diffusorelementen (400) einen zusammenhängenden Diffusorverbund (490) bildet, wobei jeweils eine gleichartige weitere optoelektronische Halbleiterchipanordnung (200) in der Durchgangsöffnung (330) jedes weiteren Reflektors (300) angeordnet ist.