DE102020101038A1

DE102020101038A1 - Lichtemittierendes Bauelement

Info

Publication number: DE102020101038A1
Application number: DE102020101038.9A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Engeter; Alexander Günther
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2020-01-17
Filing date: 2020-01-17
Publication date: 2021-07-22
Also published as: CN114981982A; WO2021144402A1; US20230073536A1; JP2023509670A

Abstract

Es wird ein lichtemittierendes Bauelement angegeben mit- einem Anschlussträger (1) mit einer Montageseite (1a),- einer Lichtquelle (2), die an der Montageseite (1a) am Anschlussträger (1) befestigt und elektrisch angeschlossen ist,- einer Abdeckung (3), die den Anschlussträger (2) an seiner Montageseite (1a) stellenweise bedeckt und die Lichtquelle (2) lateral umgibt,- einem optischen Element (4) mit einem Zentralbereich (41), der der Lichtquelle (2) an der Montageseite (1a) des Anschlussträgers (1) nachgeordnet ist, wobei- eine Vorkehrung getroffen ist, ein Auftreffen von Licht (6, 61) im Zentralbereich (41) des optischen Elements (4) zu unterbinden.

Description

Es wird ein lichtemittierendes Bauelement angegeben. Das lichtemittierende Bauelement kann beispielsweise in einem Kfz-Scheinwerfer oder in einer Projektionsvorrichtung Verwendung finden. Das lichtemittierende Bauelement ist dazu eingerichtet, im Betrieb Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen Infrarotstrahlung und UV-Strahlung zu emittieren. Beispielsweise ist das lichtemittierende Bauelement dazu eingerichtet, im Betrieb weißes Licht zu emittieren.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein lichtemittierendes Bauelement anzugeben, welches Licht besonders hoher Qualität abstrahlt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement einen Anschlussträger. Bei dem Anschlussträger handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte mit Kontaktstellen zur Kontaktierung von elektrischen Komponenten des lichtemittierenden Bauelements. Bei dem Anschlussträger kann es sich beispielsweise um eine Metallkernplatine, einen Keramikträger mit metallischen Kontaktstellen oder eine bedruckte Leiterplatte handeln. Der Anschlussträger umfasst an einer Montageseite eine Montagefläche, auf welcher elektrische Komponenten des lichtemittierenden Bauelements aufgebracht sind. Neben den elektrischen Eigenschaften des Anschlussträgers zur Kontaktierung der elektrischen Komponenten des Bauelements weist der Anschlussträger insbesondere auch eine mechanisch tragende Funktion im lichtemittierenden Bauelement auf. Das heißt, zumindest manche Komponenten des lichtemittierenden Bauelements werden vom Anschlussträger mechanisch gestützt und getragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das lichtemittierende Bauelement eine Lichtquelle. Die Lichtquelle ist zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere dem Licht, welches vom lichtemittierenden Bauelement im Betrieb abgestrahlt wird, ausgebildet. Das lichtemittierende Bauelement kann eine oder mehrere Lichtquellen, die identisch oder unterschiedlich zueinander ausgebildet sein können, umfassen.
Die Lichtquelle umfasst dazu beispielsweise einen oder mehrere Leuchtdiodenchips. Bei den Leuchtdiodenchips kann es sich beispielsweise um pixelierte Leuchtdiodenchips handeln. Ein pixelierter Leuchtdiodenchip weist zwei oder mehr Emissionsbereiche auf, die getrennt voneinander ansteuerbar sind. Beispielsweise sind die Emissionsbereiche des pixelierten Leuchtdiodenchips an den Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters angeordnet.
Der oder die Leuchtdiodenchips der Lichtquelle umfassen beispielsweise einen aktiven Bereich, bei dem im Betrieb Primärstrahlung im Wellenlängenbereich von UV-Strahlung und/oder blauem Licht erzeugt wird. Dem aktiven Bereich kann ein Konversionselement nachgeordnet sein, das einen Teil der Primärstrahlung in Sekundärstrahlung eines niederenergetischeren Wellenlängenbereichs umwandelt, so dass insgesamt Mischlicht, zum Beispiel weißes Mischlicht, abgestrahlt wird.
Die Lichtquelle des lichtemittierenden Bauelements ist an der Montageseite am Anschlussträger befestigt und elektrisch angeschlossen. Beispielsweise ist die Lichtquelle mittels eines Lots oder eines Klebstoffs an der Montagefläche des Anschlussträgers befestigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement eine Abdeckung, die den Anschlussträger an seiner Montageseite stellenweise bedeckt und die Lichtquelle lateral umgibt. Die Abdeckung kann die Lichtquelle dabei beispielsweise lateral vollständig umschließen ohne die Lichtquelle in vertikaler Richtung zu überdecken. Die lateralen Richtungen verlaufen zum Beispiel parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers und/oder parallel zur Montagefläche des Anschlussträgers. Die vertikale Richtung verläuft senkrecht zu den lateralen Richtungen.
Die Abdeckung kann sich dazu in direktem Kontakt mit der Montagefläche des Anschlussträgers befinden. Die Abdeckung überdeckt beispielsweise Anschlusselemente, zum Beispiel Drähte, mit denen elektrische Komponenten des lichtemittierenden Bauelements elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden sind. Beispielsweise bedeckt die Abdeckung Drähte, mit denen die Lichtquelle elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden ist. Die Abdeckung kann die Lichtquelle insbesondere ring- oder rahmenförmig umgeben. Bei der Abdeckung handelt es sich beispielsweise um ein Glob Top.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements umfasst das lichtemittierende Bauelement ein optisches Element mit einem Zentralbereich, der der Lichtquelle an der Montageseite des Anschlussträgers nachgeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Lichtquelle zwischen dem Anschlussträger und dem optischen Element angeordnet. Das optische Element weist einen Zentralbereich auf, der von einem Randbereich des optischen Elements lateral umgeben sein kann. Im Zentralbereich in das optische Element eintretendes Licht wird vom optischen Element gezielt optisch beeinflusst. Im Randbereich eintretendes Licht kann in unerwünschter Weise beeinflusst werden, so dass ein Strahlungseintritt im Randbereich oder von dem Randbereich in den Zentralbereich des optischen Elements nicht gewünscht ist.
Bei dem optischen Element kann es sich beispielsweise um eine optische Linse, eine Fresnel-Linse, einen Reflektor, eine transparente Platte oder einen optischen Konzentrator handeln. Das optische Element dient beispielsweise dazu, von der Lichtquelle im Betrieb abgestrahltes Licht in das Fernfeld abzubilden, das heißt beispielsweise die Leuchtdichteverteilung der Lichtquelle in das Fernfeld zu projizieren. Das optische Element ist mit einem klarsichtigen Material wie Glas oder einem Kunststoff gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist zumindest eine Vorkehrung getroffen, ein Auftreffen von Licht im Zentralbereich des optischen Elements zu unterbinden. Bei dem Licht kann es sich insbesondere um reflektiertes Licht handeln. Mit anderen Worten, sind dann Vorkehrungen getroffen, dass nur direkt von der Lichtquelle abgestrahltes Licht in den Zentralbereich des optischen Elements tritt. Licht, das an einer anderen Komponente des Bauelements, zum Beispiel am Anschlussträger zumindest einmal reflektiert wird, wird durch die Vorkehrung am Auftreffen im Zentralbereich gehindert. Ferner ist es möglich, dass durch die Vorkehrung ein Eintreten des reflektierten Lichts innerhalb eines Akzeptanzwinkels eines nachfolgenden optischen Systems unterbunden wird.
Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass es sich bei dem Licht auch teilweise um nicht reflektiertes Licht handelt, das am Eintritt in den Zentralbereich gehindert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein lichtemittierendes Bauelement angegeben mit

- einem Anschlussträger mit einer Montageseite,
- einer Lichtquelle, die an der Montageseite am Anschlussträger befestigt und elektrisch angeschlossen ist,
- einer Abdeckung, die den Anschlussträger an seiner Montageseite stellenweise bedeckt und die Lichtquelle lateral umgibt,
- einem optischen Element mit einem Zentralbereich, der der Lichtquelle an der Montageseite des Anschlussträgers nachgeordnet ist, wobei
- eine Vorkehrung getroffen ist, ein Auftreffen von Licht im Zentralbereich des optischen Elements zu unterbinden.

Dem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde. Bei dem Einsatz des lichtemittierenden Bauelements, beispielsweise im Frontscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs oder in einer Projektionsvorrichtung, soll die Leuchtdichteverteilung der Lichtquellen direkt ins Fernfeld abgebildet werden. Dabei kann das Problem auftreten, dass im Randbereich des Leuchtfeldes ungewünschte scharfe Linien oder verwaschene Bereiche ins Fernfeld abgebildet werden. Diese unerwünschten Abbildungen ins Fernfeld entstehen beispielsweise dadurch, dass an anderen Komponenten des Bauelements reflektiertes Licht in den Zentralbereich des optischen Elements gelangt und auf diese Weise ins Fernfeld abgebildet wird. Zum Beispiel können an der Abdeckung und/oder am Anschlussträger Reflexionen auftreten, die unerwünscht ins Fernfeld abgebildet werden.
Dem hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement liegt nun die Erkenntnis zugrunde, dass ein Verhindern von Auftreffen von reflektiertem Licht und/oder einem Teil von nicht-reflektiertem Licht im Zentralbereich des optischen Elements dazu führt, dass die ins Fernfeld projizierte Leuchtdichte der Lichtquelle ohne störende Artefakte erfolgen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist die Abdeckung dazu eingerichtet, von der Lichtquelle abgestrahltes Licht vom Zentralbereich des optischen Elements wegzuleiten. Das heißt, in dieser Ausführungsform wird die Abdeckung beispielsweise hinsichtlich der Form, hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften und/oder hinsichtlich ihres Materials derart ausgebildet, dass eine Vorkehrung getroffen ist, die ein Auftreffen von zum Beispiel reflektiertem Licht im Zentralbereich des optischen Elements unterbindet. Insbesondere ist es möglich, dass durch die Vorkehrung ein Wegleiten des Lichts aus dem Akzeptanzwinkels eines nachfolgenden optischen Systems bewirkt wird.
Beispielsweise kann die Abdeckung dazu eine Dicke aufweisen, die sich in Richtung von der Lichtquelle weg zumindest zunächst vergrößert. Auf diese Weise kann die Abdeckung an ihrer dem Anschlussträger abgewandten Seite eine Außenfläche aufweisen, die von der Lichtquelle auftretendes Licht weg vom Zentralbereich des optischen Elements reflektiert.
Die Außenfläche verläuft beispielsweise zumindest stellenweise schräg zur Montagefläche an der Montageseite des Anschlussträgers. Zum Beispiel schließt die Außenfläche mit der Montagefläche des Anschlussträgers einen spitzen Winkel ein. Die Abdeckung kann also im Querschnitt beispielsweise keilförmig ausgebildet sein. Von der Lichtquelle abgestrahltes Licht wird auf diese Weise nicht in Richtung des Zentralbereichs des optischen Elements, der insbesondere direkt über der Lichtquelle angeordnet ist, gerichtet, sondern zum Randbereich des optischen Elements, der über der Abdeckung angeordnet sein kann, oder seitlich aus dem optischen Bauelement hinaus.
Dazu ist es insbesondere möglich, dass die Abdeckung an ihrer dem Anschlussträger abgewandten Seite eine reflektierende Außenfläche aufweist, die auftreffendes Licht gerichtet reflektiert. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass die Abdeckung mit einem reflektierenden Material gebildet ist und/oder an ihrer der Montageseite abgewandten Oberfläche eine glatte Oberfläche aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist die Abdeckung an ihrer Außenfläche eine lichtreflektierende Schicht auf. In dieser Ausführungsform muss die Außenfläche der Abdeckung nicht reflektierend ausgebildet sein, sondern es ist eine weitere Schicht auf die Abdeckung aufgebracht, die dazu eingerichtet ist, auftreffendes Licht möglichst gerichtet zu reflektieren. Beispielsweise ist die lichtreflektierende Schicht durch eine Schichtenfolge von Schichten mit unterschiedlichem Brechungsindex gebildet, die jeweils aus elektrisch isolierenden Materialien wie Metalloxiden und/oder Metallnitriden und/oder Halbleiteroxiden und/oder Halbleiternitriden gebildet sind. Beispielsweise kann die reflektierende Schicht abwechselnd Unterschichten umfassen, die mit Siliziumoxid und Siliziumnitrid gebildet sind. Alternativ ist es möglich, dass die lichtreflektierende Schicht eine metallische Schicht ist, die beispielsweise Silber und/oder Aluminium umfasst oder aus einem dieser Materialien besteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist zwischen der Lichtquelle und der Abdeckung ein Optikkörper angeordnet, der von der Lichtquelle abgestrahltes Licht vom Zentralbereich des optischen Elements wegleitet. Bei dem Optikkörper kann es sich beispielsweise um einen Reflektor handeln. Der Reflektor kann an der der Lichtquelle zugewandten Seite der Abdeckung direkt an die Abdeckung grenzen oder zwischen der Abdeckung und dem Optikkörper ist ein Spalt angeordnet.
Der Optikkörper ist beispielsweise mit einem gerichtet reflektierenden Material gebildet oder an seiner Außenfläche mit dem gerichtet reflektierenden Material beschichtet. Der Optikkörper kann im Querschnitt beispielsweise keilförmig ausgebildet sein, wobei sich der Keil zur Lichtquelle hin verjüngt. Der Optikkörper weist dann eine Außenfläche auf, die schräg zur Montagefläche des Anschlussträgers verläuft.
Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Optikkörper um ein lichtleitendes Element handelt, welches in den Optikkörper eintretendes Licht vom Zentralbereich des optischen Elements wegleitet. Der Optikkörper kann in diesem Fall beispielsweise einen Lichtleiter umfassen oder ein Lichtleiter sein. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Optikkörper um ein lichtbrechendes Element wie beispielsweise ein Prisma handelt, welches auftreffendes Licht vom Zentralbereich des optischen Elements wegbricht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements weist das optische Element im Randbereich, der den Zentralbereich lateral umgibt, an der dem Anschlussträger zugewandten Seite des optischen Elements eine lichtabsorbierende Schicht auf. Die lichtabsorbierende Schicht ist dazu eingerichtet, Licht zu absorbieren. Mit anderen Worten ist der Zentralbereich des optischen Elements an der Seite des optischen Elements, die dem Montageträger zugewandt ist, in dieser Ausführungsform von einer absorbierenden Schicht umgeben, welche auftretendes Licht absorbiert. Dadurch kann das im Randbereich eintretende Licht nicht in den Zentralbereich des optischen Elements gelangen. Auf diese Weise ist eine Vorkehrung getroffen, welche ein Auftreffen von zum Beispiel reflektiertem Licht im Zentralbereich des optischen Elements unterbindet. Die lichtabsorbierende Schicht besteht beispielsweise aus einem lichtabsorbierenden Material, welches zumindest 90 % des auftreffenden sichtbaren Lichts absorbiert. Die lichtabsorbierende Schicht kann dann mit Vorteil auch nicht reflektiertes Lichts absorbieren und auf diese Weise am Eintritt in den Zentralbereich hindern. Als Materialien zur Bildung der lichtabsorbierenden Schicht kommen zum Beispiel organische Optikrandlacke oder anorganische Beschichtungen in Frage.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist das optische Element im Randbereich an der dem Anschlussträger zugewandten Seite des optischen Elements mit einer lichtreflektierenden Schicht bedeckt, die dazu eingerichtet ist, zum Beispiel reflektiertes Licht zu reflektieren. Auf diese Weise kann im Randbereich in das optische Element eintretendes Licht nicht in den Zentralbereich des optischen Elements gelangen, so dass eine Vorkehrung getroffen ist, die ein Auftreffen von zum Beispiel reflektiertem Licht im Zentralbereich des optischen Elements unterbindet. Die lichtreflektierende Schicht ist beispielsweise mit einem Material gebildet, das wenigstens 85 % des auftreffenden sichtbaren Lichts reflektiert. Die lichtreflektierende Schicht kann dann mit Vorteil auch nicht reflektiertes Lichts reflektieren und auf diese Weise am Eintritt in den Zentralbereich hindern. Bei dem Material kann es sich zum Beispiel um Silber- oder Aluminiumbeschichtungen und/oder dielektrische Beschichtungen handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements ist zwischen der Lichtquelle und dem optischen Element eine Blende angeordnet, die die Lichtquelle und die Abdeckung überdeckt. Durch die Blende ist eine Vorkehrung getroffen, die ein Auftreffen von Licht im Zentralbereich des optischen Elements unterbindet. Dazu weist die Blende insbesondere im Bereich des Zentralbereichs des optischen Elements, also beispielsweise unmittelbar unterhalb des Zentralbereichs des optischen Elements, eine optische Öffnung auf, durch die Licht der Lichtquelle treten kann. Diese Öffnung ist dann beispielsweise unmittelbar über der Lichtquelle angeordnet. Unmittelbar über der Abdeckung weist die Blende einen lichtundurchlässigen Bereich auf, der das Eintreten von an der Abdeckung reflektiertem Licht und/oder einem Teil des nicht reflektierten Lichts verhindert. Auf diese Weise kann das Licht nicht zum Zentralbereich des optischen Elements gelangen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Blende einen Grundkörper und eine lichtundurchlässige Schicht, wobei die lichtundurchlässige Schicht den Grundkörper im Bereich über der Abdeckung zumindest stellenweise bedeckt und der Grundkörper im Bereich über der Lichtquelle frei von der lichtundurchlässigen Schicht ist. Der Grundkörper ist beispielsweise mit einem lichtdurchlässigen Material wie einem Kunststoff oder einem Glas gebildet. Der Grundkörper kann im Bereich, in dem er frei von der lichtundurchlässigen Schicht ist, beispielsweise eine entspiegelte Schicht an seiner der Lichtquelle zugewandten Seite und/oder an seiner der Lichtquelle abgewandten Seite aufweisen, welche Reflexionen am Grundkörper unterdrückt. Im Bereich über der Abdeckung ist die Blende durch die lichtundurchlässige Schicht am Grundkörper für das Licht der Lichtquelle undurchlässig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des lichtemittierenden Bauelements überragt die Abdeckung die Lichtquelle an der Montageseite. Das heißt, die Abdeckung ist beispielsweise dicker ausgebildet als die Lichtquelle. In einer vertikalen Richtung, die zum Beispiel senkrecht zur Montagefläche verläuft, steht die Abdeckung über die Lichtquelle über. Auf diese Weise kann die Abdeckung die Lichtquelle mechanisch vor Beschädigung schützen. Bedingt durch diese Bauweise kann jedoch mehr Licht auf die Abdeckung treffen als dies der Fall wäre, wenn die Lichtquelle die Abdeckung überragt. Die hier beschriebenen Vorkehrungen, die ein Auftreffen von Licht im Zentralbereich des optischen Elements unterbinden, erweisen sich daher als besonders vorteilhaft.
Beim hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelement ist es insbesondere möglich, dass zwei oder mehr der hier beschriebenen Vorkehrungen zum Unterbinden eines Auftreffens von Licht im Zentralbereich in einem lichtemittierenden Bauelement kombiniert werden. So kann beispielsweise die Abdeckung dazu eingerichtet sein, von der Lichtquelle abgestrahltes Licht vom Zentralbereich des optischen Elements wegzuleiten und es kann eine Blende zwischen der Lichtquelle und dem optischen Element angeordnet sein, die ein Auftreffen von Licht im Zentralbereich weiter unterbindet.
Ein hier beschriebenes lichtemittierendes Bauelement zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass durch die Vermeidung der Abbildung von unerwünschten Reflexionen ins Fernfeld der Kontrast der ins Fernfeld projizierten Leuchtdichte erhöht ist. Das abgebildete Licht weist auf diese Weise eine besonders hohe Lichtqualität auf.
Im Folgenden wird das hier beschriebene lichtemittierende Bauelement anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
Die 1, 2, 3, 4, 5, 6 zeigen Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelementen anhand schematischer Schnittdarstellungen.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die schematische Schnittdarstellung der 1 sowie alle folgenden Schnittdarstellungen zeigen jeweils einen Ausschnitt des lichtemittierenden Bauelements. Vorliegend ist die rechte Hälfte des lichtemittierenden Bauelements gezeigt. Die linke Hälfte des lichtemittierenden Bauelements ist beispielsweise achsensymmetrisch dazu ausgebildet, wobei die Symmetrieachse senkrecht auf dem Anschlussträger 1 steht und entlang des linken Randes der Figur verläuft.
Die 1 zeigt ein hier beschriebenes lichtemittierendes Bauelement gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Schnittdarstellung. Das lichtemittierende Bauelement umfasst einen Anschlussträger 1 mit einer Montageseite 1a. Bei dem Anschlussträger 1 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte. Das lichtemittierende Bauelement umfasst weiter eine Lichtquelle 2. Vorliegend umfasst die Lichtquelle 2 mehrere Leuchtdiodenchips 21. Die Leuchtdiodenchips 21 sind beispielsweise jeweils pixelierte Leuchtdiodenchips, welche Pixel 22 umfassen, die getrennt voneinander ansteuerbar sind.
Die Lichtquelle ist an der Montageseite 1a auf der Montagefläche 11 des Anschlussträgers 1 mechanisch befestigt und elektrisch angeschlossen. Beispielsweise kann die Lichtquelle durch nicht dargestellte Kontaktdrähte elektrisch leitend mit dem Anschlussträger 1 verbunden sein.
Das lichtemittierende Bauelement umfasst weiter eine Abdeckung 3, die den Anschlussträger 2 an seiner Montageseite 1a stellenweise bedeckt und die Lichtquelle lateral umgibt. Beispielsweise umschließt die Abdeckung 3 die Lichtquelle 2 in lateralen Richtungen, die parallel zur Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 1 verlaufen, vollständig. Die Abdeckung 3 überragt dabei in vertikaler Richtung, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 1 verläuft, die Lichtquelle 2. Die Abdeckung 3 ist beispielsweise mit einem Kunststoffmaterial gebildet. Die Abdeckung 3 kann insbesondere schwarz oder farbig ausgebildet sein. Die Abdeckung 3 bedeckt beispielsweise die Kontaktdrähte, mit denen die Lichtquelle elektrisch leitend mit dem Anschlussträger 1 verbunden ist. Die Abdeckung 3 stellt einen mechanischen Schutz der Lichtquelle sowie weiterer Komponenten wie beispielsweise der Kontaktdrähte dar.
Das lichtemittierende Bauelement umfasst weiter ein optisches Element 4. Das optische Element 4 umfasst einen Zentralbereich 41, der der Lichtquelle 2 an der Montageseite 1a des Anschlussträgers nachgeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das optische Element 4 einen Randbereich 42, der in lateraler Richtung den Zentralbereich 41 vollständig umgibt. Der Randbereich 42 ist beispielsweise über der Abdeckung 3 angeordnet.
Ferner umfasst das lichtemittierende Bauelement eine Vorkehrung, die ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 im Zentralbereich 41 des optischen Elements 4 unterbindet.
Die Lichtquelle 2 emittiert im Betrieb Licht 5. Das Licht 5 trifft teilweise auf eine andere Komponente des lichtemittierenden Bauelements, vorliegend zum Beispiel auf die Abdeckung 3, und wird dort reflektiert. Im vorliegenden Fall ist die Form der Abdeckung 3 derart gewählt, dass die Abdeckung 3 dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle 2 abgestrahltes Licht 5 vom Zentralbereich 41 des optischen Elements wegzuleiten oder das abgestrahlte Licht so zu reflektieren, dass dieses nicht mehr in den Akzeptanzwinkel des optischen Systems fallen. Damit ist eine Vorkehrung getroffen, die ein Auftreffen des reflektierten Lichts 6 im Zentralbereich des optischen Elements 4 unterbindet.
Dies ist beim Ausführungsbeispiel der 1 dadurch erreicht, dass die Abdeckung eine Dicke D aufweist, die sich in Richtung von der Lichtquelle 2 weg vergrößert. Ferner weist die Abdeckung 3 an ihrer dem Anschlussträger 1 abgewandten Seite eine reflektierende Außenfläche 3a auf, die auftreffendes Licht gerichtet reflektiert. Aufgrund der zunehmenden Dicke verläuft die Außenfläche 3a schräg zur Montagefläche 11 an der Montagefläche 1a des Anschlussträgers 1. Dadurch wird das reflektierte Licht 6 vom Zentralbereich 41 weggeleitet.
Im Ausführungsbeispiel der 2 weist die Abdeckung 3 eine gewöhnliche Form auf. Zwischen der Lichtquelle 2 und der Abdeckung 3 ist ein Optikkörper 7 angeordnet, der von der Lichtquelle 2 abgestrahltes Licht 5 vom Zentralbereich 41 des optischen Elements 4 wegleitet. Dadurch ist eine Vorkehrung getroffen, die ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 im Zentralbereich des optischen Elements 4 unterbindet oder die das reflektierte Licht aus dem Akzeptanzwinkel des nachfolgenden optischen Systems wegleitet. Zum Beispiel beträgt der Akzeptanzwinkel 45°. Der Optikkörper 7 umgibt dabei die Lichtquelle in lateralen Richtungen vollständig. Im Querschnitt ist der Optikkörper 7 keilförmig ausgebildet. Er weist eine dem Anschlussträger 1 abgewandte reflektierende schräg verlaufende Außenfläche 7a auf, welche reflektiertes Licht 6 vom Zentralbereich 41 wegführt.
Alternativ kann es sich bei dem Optikkörper 7 um einen Lichtleiter handeln, der auftreffendes Licht 5 durch Reflexion an dem optischen Element 4 vorbei aus dem lichtemittierenden Bauelement leitet. Auch auf diese Weise ist sichergestellt, dass kein Licht in den Zentralbereich 41 reflektiert wird oder dass kein reflektiertes Licht in den Akzeptanzwinkel des optischen Systems fällt.
In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 auf die Abdeckung 3 an ihrer Außenfläche 3a eine lichtreflektierende Schicht 31 aufgebracht. Die lichtreflektierende Schicht 31 ist dazu eingerichtet, auftreffendes Licht 6 gerichtet zu reflektieren, so dass auf diese Weise eine Vorkehrung getroffen ist, ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 im Zentralbereich 41 des optischen Elements 4 zu unterbinden oder dass kein reflektiertes Licht in den Akzeptanzwinkel des folgenden optischen Systems fällt.
Die Verwendung einer lichtreflektierenden Schicht 31 hat dabei den Vorteil, dass die Oberfläche der Abdeckung 3 nicht reflektierend sein muss, sondern die Reflektivität durch die reflektierende Schicht 31 erzeugt werden kann. Die Oberfläche der Abdeckung 3 muss daher beispielsweise nicht besonders glatt ausgeführt werden, um die gewünschte Reflexion zu erreichen. Eine Reflexion an einer rauen Oberfläche kann abgebildet ins Fernfeld weniger problematisch sein, weil durch die raue Oberfläche die Reflexion verwaschen erscheint.
In Verbindung mit der 4 ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das Bauelement eine Blende 8, die einen Grundkörper 81 und eine lichtundurchlässige Schicht 82 aufweisen. Die Blende 8 ist zwischen der Lichtquelle 2 und dem optischen Element 4 angeordnet und überdeckt die Lichtquelle 2 und die Abdeckung 3. Die lichtundurchlässige Schicht bedeckt den Grundkörper 81 dabei im Bereich über der Abdeckung und der Grundkörper 81 ist im Bereich über der Lichtquelle frei von der lichtundurchlässigen Schicht. Die Abdeckung 3 kann beispielsweise, wie in Verbindung mit der 1 beschrieben, reflektierend ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, dass auf die Abdeckung eine reflektierende Schicht 31, wie sie in Verbindung mit der 3 beschrieben ist, aufgebracht ist. Schließlich kann als Abdeckung eine Abdeckung herkömmlicher Form, wie sie in Verbindung mit der 2 beschrieben ist, Verwendung finden. An der Abdeckung reflektiertes Licht 6 wird von der lichtundurchlässigen Schicht 82 absorbiert oder reflektiert, so dass eine Vorkehrung getroffen ist, ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 und/oder einem Teil des nicht reflektierten Lichts 61 im Zentralbereich 41 des optischen Elements 4 zu unterbinden.
In Verbindung mit der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements anhand einer schematischen Schnittdarstellung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel weist das optische Element 4 im Randbereich 42, der den Zentralbereich 41 lateral umgibt, an der dem Anschlussträger 1 zugewandten Seite des optischen Elements 4 eine lichtabsorbierende Schicht 43 auf, die dazu eingerichtet ist, reflektiertes Licht 6 und/oder einem Teil des nicht reflektierten Lichts 61 zu absorbieren. Auf diese Weise ist eine Vorkehrung getroffen, ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 und/oder einem Teil des nicht reflektierten Lichts 61 im Zentralbereich 41 des optischen Elements zu unterbinden. Im Bereich des optischen Elements, an dem die lichtabsorbierende Schicht 43 angebracht ist, also an der dem Anschlussträger 1 zugewandten Unterseite des Randbereichs 42, kann das optische Element 4 insbesondere parallel zur Montagefläche 11 des Anschlussträgers 1 verlaufen.
In Verbindung mit der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelements anhand einer schematischen Schnittdarstellung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel weist das optische Element 4 im Randbereich 42 an der dem Anschlussträger 1 zugewandten Seite des optischen Elements 4 eine lichtreflektierende Schicht 44 auf, die dazu eingerichtet ist, reflektiertes Licht 6 und/oder einem Teil des nicht reflektierten Lichts 61 zu reflektieren. Dadurch ist eine Vorkehrung getroffen, ein Auftreffen von reflektiertem Licht 6 im Zentralbereich des optischen Elements 4 zu unterbinden. An der dem Anschlussträger 1 zugewandten Unterseite des Randbereichs 42 des optischen Elements 4 kann die Außenfläche des optischen Elements schräg zur Montagefläche 11 des Anschlussträgers 1 verlaufen. Beispielsweise läuft diese Außenfläche zumindest stellenweise parallel zur Außenfläche 3a der Abdeckung 3. Auf diese Weise kann an der Abdeckung 3 reflektiertes Licht durch gerichtete Reflexion an der reflektierenden Schicht 44 mittels besonders weniger Reflexionen aus dem lichtemittierenden Bauelement geführt werden.
Bei den hier beschriebenen lichtemittierenden Bauelementen ist es insbesondere möglich, die hier beschriebenen Vorkehrungen zur Unterbindung eines Auftreffens von Licht im Zentralbereich 41 des optischen Elements 4 miteinander zu kombinieren. Beispielsweise kann die Verwendung der Blende 8, wie sie in der 4 gezeigt ist, mit der speziellen Formgebung der Abdeckung 3, wie sie in Verbindung mit der 1 gezeigt ist, kombiniert werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Anschlussträger
1a: Montageseite des Anschlussträgers
11: Montagefläche des Anschlussträger
2: Lichtquelle
21: Leuchtdiodenchip
22: Pixel
3: Abdeckung
31: lichtreflektierende Schicht der Abdeckung
3a: Au
4: optisches Element
41: Zentralbereich des optischen Elements
42: Randbereich des optischen Elements
43: lichtabsorbierende Schicht des optischen Elements
44: lichtreflektierende Schicht des optischen Elements
5: von der Lichtquelle abgestrahltes Licht
6: reflektiertes Licht
61: nicht reflektiertes Licht
7: Optikkörper
7a: Außenfläche des Optikkörpers
8: Blende
81: Grundkörper
82: lichtundurchlässige Schicht der Blende

Claims

Lichtemittierendes Bauelement mit - einem Anschlussträger (1) mit einer Montageseite (1a), - einer Lichtquelle (2), die an der Montageseite (1a) am Anschlussträger (1) befestigt und elektrisch angeschlossen ist, - einer Abdeckung (3), die den Anschlussträger (2) an seiner Montageseite (1a) stellenweise bedeckt und die Lichtquelle (2) lateral umgibt, - einem optischen Element (4) mit einem Zentralbereich (41), der der Lichtquelle (2) an der Montageseite (1a) des Anschlussträgers (1) nachgeordnet ist, wobei - eine Vorkehrung getroffen ist, ein Auftreffen von Licht (6, 61) im Zentralbereich (41) des optischen Elements (4) zu unterbinden.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Abdeckung (3) dazu eingerichtet ist, von der Lichtquelle (2) abgestrahltes Licht (5) vom Zentralbereich (41) des optischen Elements (4) wegzuleiten.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abdeckung (3) eine Dicke (D) aufweist, die sich in Richtung von der Lichtquelle (2) weg vergrößert.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abdeckung (3) an ihrer dem Anschlussträger (1) abgewandten Seite eine reflektierende Außenfläche (3a) aufweist.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Außenfläche (3a) schräg zu einer Montagefläche (11) an der Montageseite (1a) des Anschlussträgers (1) verläuft.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abdeckung (3) an ihrer Außenfläche (3a) eine lichtreflektierende Schicht (31) aufweist.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwischen der Lichtquelle (2) und der Abdeckung (3) ein Optikkörper (7) angeordnet ist, der von der Lichtquelle (2) abgestrahltes Licht (5) vom Zentralbereich (41) des optischen Elements (4) wegleitet.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das optische Element (41) einen Randbereich (42) aufweist, der den Zentralbereich (41) lateral umgibt.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das optische Element (4) im Randbereich (42) an der dem Anschlussträger (1) zugewandten Seite des optischen Elements (4) mit einer lichtabsorbierenden Schicht (43) bedeckt ist, die dazu eingerichtet ist, Licht (6, 61) zu absorbieren.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, bei dem das optische Element (4) im Randbereich (42) an der dem Anschlussträger (1) zugewandten Seite des optischen Elements (4) mit einer lichtreflektierenden Schicht (44) bedeckt ist, die dazu eingerichtet ist, Licht (6, 61) zu reflektieren.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zwischen der Lichtquelle (2) und dem optischen Element (4) eine Blende (8) angeordnet ist, die die Lichtquelle (2) und die Abdeckung (3) überdeckt.
Lichtemittierendes Bauelement nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Blende (8) einen Grundkörper (81) und eine lichtundurchlässige Schicht (82) umfasst, wobei die lichtundurchlässige Schicht (82) den Grundkörper (81) im Bereich über der Abdeckung (3) bedeckt und der Grundkörper (81) im Bereich über der Lichtquelle (2) frei von der lichtundurchlässigen Schicht (82) ist.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Abdeckung (3) die Lichtquelle (2) an der Montageseite (1a) überragt.
Lichtemittierendes Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Lichtquelle (2) zwei oder mehr pixelierte Leuchtdiodenchips (21) umfasst.