DE202006014351U1

DE202006014351U1 - LED-Modul mit RGB LED-Chips

Info

Publication number: DE202006014351U1
Application number: DE202006014351U
Authority: DE
Original assignee: Tridonic Optoelectronics GmbH
Current assignee: Tridonic Jennersdorf GmbH
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: PL1903607T3; EP1903607B1; EP1903607A2; EP1903607A3

Abstract

LED-Modul, aufweisend wenigstens zwei auf einer Leiterplatte (101) aufgebrachte LED-Cluster (102a'–c') mit jeweils wenigstens zwei mit einer gemeinsamen Vergussmasseschicht (108a–c) überzogenen LED-Chips (104a–c) unterschiedlicher Farbe,
wobei diejenigen Stellen der Leiterplatte (101), auf denen die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') platziert sind, in einem Anordnungsmuster eines Platzierungslayouts angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die vergossenen LED-Chips (104a–c) von gleichfarbigen Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster (102a'–c') im Platzierungslayout dieser verschiedenen LED-Cluster (102a'–c') unterschiedliche Plätze unterhalb der jeweiligen Vergussmasseschichten (108a–c) belegen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit LED-Chips verschiedenfarbiger Leuchtdioden in einer bestimmten Anordnungsweise bestücktes LED-Modul.
Lichtemittierende Dioden (LEDs) in den Farben Rot, Gelb, Grün und Blau sind seit den späten sechziger Jahren im Einsatz, so z.B. in Fahrzeugarmaturen, Displays oder als Kontrollleuchten von Elektrogeräten.
Die heute im Handel erhältlichen LED-Module bestehen üblicherweise aus einer Anzahl von Einzel-LEDs mit schmalbandigen, näherungsweise monochromatischen Emissionsspektren, die in Form von gehäusten Halbleiterkristallen gefertigt, zu Dreiergruppen in den Primärfarben Rot, Grün und Blau des additiven Farbsystems zusammengefasst und in einer bestimmten Anordnungsweise (z.B. in linear aneinander gereihter oder zu einem Cluster gruppierter Form) auf einer Leiterplatte aufgebracht und miteinander kombiniert sind. Die Leiterplatte erfüllt dabei nicht nur die Funktion eines Trägers, sondern ermöglicht auch eine einfache Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden und weiterer, für den Einsatz des LED-Moduls im Rahmen einer lichttechnischen Anlage benötigter optischer, elektronischer und/oder mechanischer Systemkomponenten.
Das elektrische Layout der Leiterplatte kann dabei der jeweiligen Applikation angepasst werden: Neben Monobetrieb lassen sich bei entsprechendem Layout farbige LEDs separat ansteuern, so dass individuelle Farbmischungen und Farbsequenzen mit ein und demselben LED-Modul möglich sind. Unterschiedli che Farben können dabei durch additive Farbmischung des von verschiedenfarbigen LEDs mit unterschiedlichen Emissionsspektren abgestrahlten Lichts erzeugt werden. Indem das LED-Modul jeweils drei Leuchtdioden in den drei Primärfarben Rot, Grün und Blau des additiven Farbsystems, welche sich zusammengenommen zu der Farbe Weiß addieren, zu einer Dreiergruppe zusammenfasst, ergeben sich bei geeigneter additiver Farbmischung Sekundärfarben jedes beliebigen Farbtons in einer verhältnismäßig hohen Farbsättigung.
LED-Module sind heutzutage in verschiedenen Formen und Größen auf dem Markt erhältlich. Man unterscheidet u.a. zwischen LED-Modulen mit bedrahteten, in Durchstecktechnologie montierten LEDs, in SMD-Technologie (engl.: „Surface Mounted Device Technology") gefertigten LED-Modulen, die einen höheren Miniaturisierungsgrad als LED-Module mit bedrahteten LEDs erlauben, und auf Basis innovativer Chip-on-Board (CoB)-Technologie bestückten LED-Modulen, bei denen die Halbleiterkristalle direkt auf einer Leiterplatte platziert und kontaktiert sind. Letzteres erlaubt hohe Bestückungsdichten, einen hohen Grad an Miniaturisierung und ein verhältnismäßig gutes thermisches Management für eine lange Lebensdauer.
In JP 11-003051 ist ein mit LED-Clustern zu je vier Licht in den Spektralfarben Rot, Grün bzw. Blau emittierenden Leuchtdioden ausgestattetes LED-Display eines Anzeigegeräts beschrieben, bei dem jedes LED-Cluster über zwei im roten Spektralbereich emittierende Leuchtdioden verfügt.
AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist daher der Aufgabe gewidmet, die Homogenität der Licht- und Farbverteilung herkömmlicher LED-Module zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele, die den Gedanken der Erfindung weiterbilden, sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert.
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die im vorhergehenden Abschnitt definierte Aufgabe wird durch ein LED-Modul gemäß Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nunmehr, Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen, anhand einer detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem für die Erfindung einschlägigen Stand der Technik, erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines bekannten LED-Moduls der von der Firma TridonicAtco hergestellten und vertriebenen LED-Modulkette LED D511 RGB (Stand der Technik) mit drei LED-Clustern, bestehend aus den LED-Chips von jeweils drei Licht in den Spektralfarben Rot, Grün und Blau emittierenden Leuchtdioden,
2 zeigt eine weitere schematische Darstellung dieses LED-Moduls, durch die der auf die Linsenform der erhärteten Vergussmasseschichten einzelner LED-Cluster zurückzuführende, zu einer Anisotropie der von den jeweiligen LED-Clustern emittierten Strahlung führende Linseneffekt veranschaulicht wird,
3 zeigt eine Seitenansicht dieses LED-Moduls
4 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit drei LED-Clustern, bestehend aus den LED-Chips von jeweils drei Licht in den Spektralfarben Rot, Grün und Blau emittierenden Leuchtdioden, bei dem LED-Chips von Licht gleicher Farbe emittierenden Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster in verschiedenen Eckpunkten dreier gleichsinnig orientierter gleichseitiger Dreiecke, also um 120° gegeneinander versetzt, angeordnet sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird das in 4 abgebildete Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ausgehend von dem unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschriebenen Stand der Technik, im Detail beschrieben.
Bei dem in 1 skizzierten LED-Modul 100 sind drei LED-Cluster 102a–c, bestehend aus den LED-Chips 104a–c von jeweils drei Licht in den Spektralfarben Rot, Grün und Blau emittierenden Leuchtdioden, zusammen mit den für einen Konstantstrombetrieb des LED-Moduls 100 benötigten elektronischen Bauelementen einer zur Ansteuerung der einzelnen LED-Cluster 102–c benötigten LED-Treiberschaltung, den zur Stromversorgung der einzelnen Leuchtdioden dieser LED-Cluster 102a–c dienenden Anschlusskontakten 105 und dem Verdrahtungslayout 106 dieser Bauelemente in Surface Mounted Device (SMD)- oder Chip-on-Board (CoB)-Technik auf einer Leiterplatte 101 aufgebracht.
Mit 103a ist ein Befestigungsloch in der Platine bezeichnet, das zur Befestigung durch eine Schraube o.ä. dient.
Zur Kühlung des LED-Modul kann es bspw. durch ein vormontierte wärmeleitende Klebetape auf der Rückseite des LED-Modules auf einen Kühlkörper montiert/geklebt werden. Dieser Kühlkörper kann auch gleichzeitig der Reflektor oder die Leuchte sein. An dem "tc Punkt" 103b kann anhand eines Temperaturfühlers die Oberflächentemperatur des LED-Modules gemessen werden, um den optimalen Betrieb bzw. die ausreichende Kühlung des LED-Modules festzustellen. Dazu kann diese Temperaturerfassung zu der Ansteuerelektronik der LEDs zurückgeführt werden, die die LED-Leistung mittels einer PWM-Modulation der Betriebsspannung steuert.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten LED-Chips 104a, 104 bzw. 104c von Licht gleicher Spektralfarbe (z.B. Rot, Grün bzw. Blau) emittierenden Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster 102a, 102b bzw. 102c jeweils in den gleichen Eckpunkten dreier gleichsinnig orientierter, zueinander kongruenter gleichseitiger Dreiecke angeordnet. Mit „gleichsinniger Orientierung" ist dabei gemeint, dass die gleichnamigen Ecken der gleichseitigen Dreiecke, die die dreieckförmigen Anordnungen der einzelnen LED-Cluster 102a–c beschreiben, jeweils in dieselben Richtungen weisen. Die Positionen der drei LED-Cluster 102a–c auf der Leiterplatte 101 des betreffenden LED-Moduls 100 sind dabei durch die Orte der auf einer parallelen Geraden zu einer Längsseite des LED-Moduls 100 angeordneten Inkreis-Mittelpunkte dieser gleichseitigen Dreiecke vorgegeben, wobei die Inkreis-Mittelpunkte aller benachbarten Dreiecke zueinander denselben Abstand haben. Die Anordnung und Orientierung (Ausrichtung) der einzelnen LED-Chips 104a–c ist somit bei allen LED-Clustern 102a–c des LED-Moduls 100 gleich, was bedeutet, dass Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster, welche Licht derselben Spektralfarbe emittieren, immer in denselben Ecken dieser gleichsinnig orientierten gleichseitigen Dreiecke angeordnet sind.
Ein Problem bei dieser Art der Anordnung und Orientierung der einzelnen RGB-Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster besteht in der Anisotropie der emittierten Strahlungsintensität. Diese resultiert daraus, dass die Linsenform der drei zu Klumpen erhärteten Vergussmasseschichten 108a–c einen Linseneffekt zur Bündelung der von den einzelnen LEDs der LED-Clusters 102a–c emittierten isotropen Lichtstrahlung bewirkt, der abhängig von der Position der mit den Vergussmasseschichten 108a–c überzogenen LED-Chips 102a–c variiert (siehe 2). Aufgrund der Tatsache, dass alle drei LED-Cluster 102a–c des LED-Moduls 100 gleichsinnig orientiert sind, handelt es sich bei dem Farbton der von den 15 LED-Modulen der streifenförmigen Modulkette in eine bestimmte Raumrichtung emittierten Lichts um eine durch additive Farbmischung entstandene Farbe, die aus einer Überlagerung der von den LEDs der einzelnen LED-Cluster 102a–c in diese Raumrichtung emittierten Lichtstrahlung entsteht und von der gleichsinnigen Orientierung der einzelnen LED-Cluster 102a–c auf den Leiterplatten 101 der einzelnen LED-Module 100 abhängt. Sind die LED-Chips 104a–c der einzelnen, zu LED-Clustern 102a–c zusammengefassten RGB-Leuchtdioden nicht genau im Mittelpunkt der linsenförmigen Vergussmasse-Klumpen 108a–c positioniert, führt die gleichsinnige Orientierung der LED-Cluster 102a–c zu dem störenden Effekt, dass das Emissionsspektrum des von den RGB-Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster 102a–c emittierten Lichts, betrachtet aus einer Raumrichtung, in der die LED- Chips 104a–c der einzelnen LED-Cluster 102a–c am weitesten von einem Betrachter entfernt sind, wesentlich rötlicher erscheint als aus der diametral gegenüberliegenden Raumrichtung (siehe dazu 3). Folglich erscheint die Licht streuende Schicht 109 bei Betrachtung aus einem Raumwinkel, in dem die LED-Chips 104a–c der einzelnen LED-Cluster 102a–c am weitesten von dem Betrachter entfernt sind, in einem dem Betrachter nahe kommenden Bereich rötlicher als im gesamten restlichen Bereich, wobei der Rotstich mit zunehmender Entfernung vom Betrachter abnimmt.
Hervorgerufen wird diese Farbveränderung durch die Rayleigh-Streuung des von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster 102a–c emittierten Lichts. Die zwischen den LED-Modulen 100 und dem Betrachter befindliche Luft wirkt hierbei, ebenso wie die einzelnen Vergussmasseschichten 108a–c, als diffus streuendes Medium, wobei blaues und grünes Licht durch die Silikonmoleküle der Vergussmasse und die Moleküle der Luft, welche einen im Vergleich zu den Wellenlängen der gestreuten Lichtwellen kleinen Durchmesser besitzen, stets stärker gestreut wird als das wesentlich langwelligere rote Licht, so dass die verbliebenen, langwelligen Lichtanteile in Relation stärker zu Tage treten, den Betrachter also mehr rotes als blaues und grünes Licht erreicht und der Farbeindruck sich in Richtung der Spektralfarbe Rot verschiebt.
Dieser Nachteil herkömmlicher LED-Module wird durch das in 4 skizzierte erfindungsgemäße LED-Modul 100' behoben, welches drei LED-Cluster 102a'–c', bestehend aus je drei gebondeten und mit einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen, Licht bündelnden Vergussmasseschicht 108a–c überzogenen LED-Chips 104a–c von drei Licht in den Spektralfarben Rot, Grün bzw. Blau emittierenden Leuchtdioden, umfasst. Die einzelnen LED-Chips 104a–c sind dabei in Surface Mounted Device (SMD)- oder Chip-on-Board (CoB)-Technik direkt auf einer von drei auf einer Oberfläche der Leiterplatte 101 dieses LED-Moduls 100' aufgebrachten Kontaktflächen 107a–c montiert.
Wie aus 4 ersichtlich ist, sind die mit gleichen Bezugszeichen bezeichneten LED-Chips 104a, 104 bzw. 104c von Licht gleicher Spektralfarbe (z.B. Rot, Grün bzw. Blau) emittierenden Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster 102a', 102b' bzw. 102c' erfindungsgemäß in verschiedenen Eckpunkten dreier gleichsinnig orientierter, zueinander kongruenter gleichseitiger Dreiecke angeordnet, deren Inkreis-Mittelpunkte äquidistant auf einer Geraden angeordnet sind, und zwar dergestalt, dass die LED-Chips 104a–c von gleichfarbigen Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster 102a'–c' im Platzierungslayout dieser verschiedenen LED-Cluster 102a'–c' unterhalb der jeweiligen Vergussmasseschichten 108a–c unterschiedliche Plätze belegen. Die einzelnen LED-Chips 104a–c von gleichfarbigen Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster 102a'–c' sind dabei, von den Inkreis-Mittelpunkten der jeweiligen Dreiecke aus betrachtet, um einen Winkelbetrag von jeweils 120° gegeneinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise werden Inhomogenitäten der Licht- und Farbverteilung, welche zu einem Rotstich bei Betrachtung des LED-Moduls 100' aus einem bestimmten Raumwinkel führen, gemittelt über alle LED-Cluster 102a'–c', im Wesentlichen ausgeglichen.
Das vorstehend beschriebene LED-Modul 100' ist dabei hinter einer mattierten Kunststoff- oder Glasschicht 109 angeordnet, die das von den Leuchtdioden der LED-Cluster 102a'–c' emittierte Licht bricht, in alle Raumrichtungen eines vor dieser Schicht 109 befindlichen Halbraums streut und somit zur additiven Farbmischung des von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster 102a'–c' emittierten verschiedenfarbigen Lichts beiträgt.
Die Vergussmasseschichten 108a–c der einzelnen LED-Cluster 102a'–c' sind aus einem transparenten oder teilweise lichtdurchlässigen (diffusen) Material gefertigt, das vorzugsweise aus Silikon besteht und mit Farbumwandlungspigmenten angereichert sein kann, welche zumindest einen Spektralanteil der aus der Überlagerung verschiedenfarbigen Lichts in den Spektralfarben Rot, Grün und Blau bestehenden, von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster 102a'–c' emittierten Lichtstrahlen absorbieren.
Das erfindungsgemäße LED-Modul ist dabei mit wenigstens zwei auf einer Leiterplatte aufgebrachten LED-Clustern mit jeweils wenigstens zwei mit einer vorzugsweise gemeinsamen zumindest teilweise lichtdurchlässigen Vergussmasseschicht überzogenen LEDs unterschiedlicher Farbe bestückt. Diejenigen Stellen der Leiterplatte, auf denen die LEDs der einzelnen LED-Cluster platziert sind, sind in einem regelmäßigen Anordnungsmuster eines Platzierungslayouts angeordnet.
Dabei belegen die vergossenen LEDs gleicher Farbe verschiedener LED-Cluster im Platzierungslayout dieser LED-Cluster erfindungsgemäß unterschiedliche Plätze.
Dabei ist die Platzbelegung der LED-Chips von gleichfarbigen Leuchtdioden im Platzierungslayout verschiedener LED-Cluster erfindungsgemäß durch eine Permutationsvorschrift festgelegt, bei der es sich beispielsweise um eine zyklische Permutation der LED-Chip-Zuordnung auf die einzelnen Plätze des Platzierungslayouts benachbarter LED-Cluster handeln kann.
Diejenigen Stellen der Leiterplatte, auf denen die LED-Chips der einzelnen LED-Cluster zu platzieren sind, können z.B. durch die Eckpunkte regelmäßiger Polygone gegeben sein.
Gemäß vorliegender Erfindung sind die regelmäßigen Polygone, durch deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der einzelnen LED-Chips aller LED-Cluster auf der Leiterplatte festgelegt sind, gleichsinnig orientiert. Dies bedeutet, dass die LED-Chips der verschiedenen LED-Cluster, bezogen auf die Inkreis-Mittelpunkte der vorgenannten regelmäßigen Polygone, um unterschiedliche Drehwinkel φ_n gegenüber einer Normalposition φ₀ versetzt angeordnet sind. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die regelmäßigen Polygone, durch deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der einzelnen LED-Chips aller LED-Cluster auf der Leiterplatte festgelegt sind, durch eine Ähnlichkeits- oder Kongruenzabbildung ineinander überführbar sind.
Im Falle der zuvor erwähnten zyklischen Permutation der LED-Chip-Zuordnung auf die einzelnen Plätze des Platzierungslayouts benachbarter LED-Cluster können die Größen dieser Drehwinkel φ_n beispielsweise durch ganzzahlige Vielfache n des durch die Anzahl N der LED-Cluster pro LED-Modul geteilten Vollkreiswinkels von 360° zwischen Null und der um Eins verminderten Anzahl N der LED-Cluster pro LED-Modul gegeben sein: φ_n = n·Δφ_n = n·360°/N ∀ n ∊ {0, 1, 2, ..., N-1}. Dies bedeutet, dass LED-Chips gleichfarbiger Leuchtdioden von zueinander benachbarten LED-Clustern, bezogen auf die Inkreis-Mittelpunkte der regelmäßigen Polygone, um gleich große Winkelbeträge Δφ_n = φ_n – φ_n–1 = 360°/N =: Δφ ∀ n ∊ {1, 2, ..., N-1} gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Beispielsweise können die LED-Chips der einzelnen LED-Cluster auf den Eckpunkten gleichsinnig orientierter gleichseitiger Dreiecke angeordnet sein. Die Inkreis-Mittelpunkte können dabei für jedes Paar benachbarter LED-Cluster z.B. denselben Abstand zueinander haben. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die gleichsinnig orientierten gleichseitigen Dreiecke, deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der LED-Chips in den einzelnen LED-Clustern beschreiben, dieselbe Kantenlänge aufweisen.
Bei den LED-Chips der einzelnen LED-Cluster kann es sich beispielsweise um LED-Halbleiterplättchen von näherungsweise monochromatisches Licht in den Primärfarben Rot (R), Grün (G) bzw. Blau (B) des additiven Farbsystems emittierenden Leuchtdioden handeln.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das vorstehend beschriebene LED-Modul z.B. hinter einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen (diffusen) Schicht angeordnet ist, die das von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster emittierte Licht bricht, in alle Raumrichtungen eines vor dieser Schicht befindlichen Halbraums streut und somit zur additiven Farbmischung des von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster emittierten verschiedenfarbigen Lichts beiträgt. Bei dieser Schicht kann es sich beispielsweise um eine mattierte Kunststoff- oder Glasschicht handeln.
Die Vergussmasseschichten der einzelnen LED-Cluster können erfindungsgemäß aus einem zu einem linsenförmigen Klumpen erhärteten transparenten oder diffusen Material, vorzugsweise aus Silikon, bestehen. Bei Verwendung eines solchen diffusen Materials werden die drei von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster emittierten Spektralfarben Rot, Grün und Blau in den jeweiligen Vergussmasseschichten mehr oder weniger stark gestreut, so dass bei einem Betrachter der Eindruck einer durch additive Farbmischung dieser drei Primärfarben erhaltenen Sekundärfarbe des additiven Farbsystems als Farbwahrnehmung entsteht.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass die Vergussmasseschichten der einzelnen LED-Cluster mit Farbumwandlungspigmenten angereichert sind, die zumindest einen Spektralanteil der aus der Überlagerung verschiedenfarbigen Lichts in den Spektralfarben Rot, Grün und Blau bestehenden, von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster emittierten Lichtstrahlen absorbieren.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine LED-Modulkette, die aus einer Anzahl zueinander in Serie geschalteter LED-Module besteht. Letztere können dabei z.B. in Streifenform hintereinander angeordnet oder in Form eines zweidimensionalen Clusters jeweils vor- bzw. nebeneinander auf einem Träger angeordnet sein.

Claims

LED-Modul, aufweisend wenigstens zwei auf einer Leiterplatte (101) aufgebrachte LED-Cluster (102a'–c') mit jeweils wenigstens zwei mit einer gemeinsamen Vergussmasseschicht (108a–c) überzogenen LED-Chips (104a–c) unterschiedlicher Farbe, wobei diejenigen Stellen der Leiterplatte (101), auf denen die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') platziert sind, in einem Anordnungsmuster eines Platzierungslayouts angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die vergossenen LED-Chips (104a–c) von gleichfarbigen Leuchtdioden verschiedener LED-Cluster (102a'–c') im Platzierungslayout dieser verschiedenen LED-Cluster (102a'–c') unterschiedliche Plätze unterhalb der jeweiligen Vergussmasseschichten (108a–c) belegen.
LED-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platzbelegung der LED-Chips (104a–c) von gleichfarbigen Leuchtdioden im Platzierungslayout verschiedener LED-Cluster (102a'–c') durch eine Permutationsvorschrift festgelegt ist.
LED-Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dieser Permutationsvorschrift um eine zyklische Permutation der LED-Chip-Zuordnung auf die einzelnen Plätze des Platzierungslayouts benachbarter LED-Cluster (102a'–c') handelt.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Stellen der Leiterplatte, auf denen die LED-Chips (104a–c) der jeweiligen LED-Cluster (102a'–c') zu platzieren sind, durch die Eckpunkte regelmäßiger Polygone gegeben sind.
LED-Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkreis-Mittelpunkte benachbarter Polygone auf einer Geraden angeordnet sind.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkreis-Mittelpunkte benachbarter Polygone den gleichen Abstand zueinander haben.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die regelmäßigen Polygone, durch deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der einzelnen LED-Chips (104a–c) aller LED-Cluster (102a'–c') auf der Leiterplatte (101) festgelegt sind, gleichsinnig orientiert sind.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die regelmäßigen Polygone, durch deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der einzelnen LED-Chips (104a–c) aller LED-Cluster (102a'–c') auf der Leiterplatte (101) festgelegt sind, durch eine Ähnlichkeits- oder Kongruenzabbildung ineinander überführbar sind.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c'), bezogen auf die Inkreis-Mittelpunkte der regelmäßigen Polygone, um unterschiedliche Drehwinkel (φ_k) gegenüber einer Normalposition (φ₀) versetzt angeordnet sind.
LED-Modul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Größen dieser Drehwinkel (φ_n) durch ganzzahlige Vielfache (n) des durch die Anzahl (N) der LED-Cluster (102a'–c') pro LED-Modul (100') geteilten Vollkreiswinkels von 360° zwischen Null und der um Eins verminderten Anzahl (N) der LED-Cluster (102a'–c') pro LED-Modul (100') gegeben sind.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') auf den Eckpunkten gleichsinnig orientierter gleichseitiger Dreiecke angeordnet sind.
LED-Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkreis-Mittelpunkte der gleichsinnig orientierten gleichseitigen Dreiecke, auf deren Eckpunkten die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') angeordnet sind, für benachbarte LED-Cluster (102a'–c') zueinander denselben Abstand haben.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichsinnig orientierten gleichseitigen Dreiecke, deren Eckpunkte die Anordnungsmöglichkeiten der LED-Chips (104a–c) in den einzelnen LED-Clustern (102a'–c') beschreiben, dieselbe Kantenlänge aufweisen.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') um LED-Halbleiterplättchen von näherungsweise monochromatisches Licht in den Primärfarben Rot (R), Grün (G) bzw. Blau (B) des additiven Farbsystems emittierenden Leuchtdioden handelt.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die LED-Chips (104a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') in Surface Mounted Device (SMD)- oder Chip-on-Board (CoB)-Technik auf Kontaktflächen (107a–c) montiert sind, welche direkt auf einer Oberfläche der Leiterplatte (101) aufgebracht sind.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angeordnet hinter einer zumindest teilweise lichtdurchlässigen Schicht (109), die das von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') emittierte Licht bricht und in alle Raumrichtungen eines vor dieser Schicht (109) befindlichen Halbraums streut.
LED-Modul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zumindest teilweise lichtdurchlässigen Schicht (109) um eine mattierte Kunststoff- oder Glasschicht handelt.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasseschicht (108a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') aus einem zu einem linsenförmigen Klumpen erhärteten transparenten Material besteht.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasseschicht (108a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') aus einem zu einem linsenförmigen Klumpen erhärteten diffusen Material besteht.
LED-Modul nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasseschicht (108a–c) der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') mit Farbumwandlungspigmenten angereichert ist, die zumindest einen Spektralanteil der von den Leuchtdioden der einzelnen LED-Cluster (102a'–c') emittierten Lichtstrahlen absorbieren.
LED-Modulkette, bestehend aus einer Anzahl zueinander in Serie geschalteter LED-Module (100') nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
LED-Modulkette nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen LED-Module (100') in Streifenform hintereinander auf einem Träger angeordnet sind.
LED-Modulkette nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen LED-Module (100') in Form eines zweidimensionalen Clusters jeweils vor- bzw. nebeneinander auf einem Träger angeordnet sind.