DE202016104778U1 - LED light unit with multiphase protective layer - Google Patents

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Abstract

LED-Leuchteinheit (10), aufweisend:
– ein LED-Modul (1) mit wenigstens einem auf einem Träger (7) montierten LED Chip (2), und
– eine im vollflächigen Kontakt über dem LED-Modul vorgesehene und vorzugsweise mit dem LED-Modul verbundene mehrphasige Schicht (3), welche aufweist:
– wenigstens eine Diffusorschicht (4) im Bereich oberhalb des wenigstens einen LED Chips (2), und die vorzugsweise kalottenförmig den wenigstens einen LED Chip (2) umgibt, wobei die Diffusorschicht (4) vorzugsweise partikelförmige Diffusionsmittel in einer Matrix aufweist, und
– eine vorzugsweise zusammenhängende und im Vergleich zur Diffusorschicht (4) weniger oder nicht diffuse Schutzschicht (5), die den Bereich außerhalb der Diffusorschicht bildet, und die vorzugsweise auch oberhalb der Diffusorschicht vorliegt. LED lighting unit (10), comprising:
- An LED module (1) with at least one on a support (7) mounted LED chip (2), and
A multi-phase layer (3) provided over the LED module in full-surface contact and preferably connected to the LED module, which comprises:
- At least one diffuser layer (4) in the region above the at least one LED chip (2), and preferably dome-shaped surrounding the at least one LED chip (2), wherein the diffuser layer (4) preferably comprises particulate diffusion media in a matrix, and
- A preferably contiguous and compared to the diffuser layer (4) less or non-diffuse protective layer (5), which forms the area outside the diffuser layer, and which is preferably also above the diffuser layer.

Figure DE202016104778U1_0001
Figure DE202016104778U1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine LED Leuchteinheit mit einem LED Modul und einer mehrphasigen Schicht, welche wenigstens eine Diffusorschicht und eine darüber angeordnete vorzugsweise zusammenhängende Schutzschicht aufweist. The invention relates to an LED lighting unit with an LED module and a multi-phase layer, which has at least one diffuser layer and a preferably coherent protective layer arranged above it.

Leuchteinheiten basierend auf LED Modulen und einer daran befestigten Optik beispielsweise in der Form von Decken- oder Flächenleuchten sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Der Aufbau von derartigen Leuchteinheiten besteht im Allgemeinen aus einem LED Modul aufweisend eine Mehrzahl von LED Chips in einem Gehäuse, an welches eine Diffusorscheibe in einem vordefinierten Abstand montiert ist. Die LED Chips des LED Moduls sind vorzugsweise farbkonvertierte LED Chips, welche mit einer Leuchtstoff aufweisenden Vergussmasse vergossen sind. Die Vergussmasse kann beispielsweise eine Matrix aus Silikonmaterial sein, in welche Leuchtstoffpartikel eingebracht sind, welche das vom LED Chip emittierte Licht wenigstens teilweise in Licht einer höheren Wellenlänge umwandeln. Das so erhaltene Mischlicht aus beispielsweise blauem Primärlicht der LED und gelbem Sekundärlicht der Leuchtstoffpartikel ermöglicht die Bereitstellung einer Weißlichtquelle. Light units based on LED modules and an attached optics, for example in the form of ceiling or surface lights are well known in the art. The structure of such lighting units generally consists of an LED module comprising a plurality of LED chips in a housing, to which a diffuser disk is mounted at a predefined distance. The LED chips of the LED module are preferably color-converted LED chips, which are encapsulated with a potting compound containing phosphor. The potting compound may be, for example, a matrix of silicone material into which phosphor particles are introduced, which at least partially convert the light emitted by the LED chip into light of a higher wavelength. The thus obtained mixed light of, for example, blue primary light of the LED and yellow secondary light of the phosphor particles makes it possible to provide a white light source.

Die bekannten Leuchteinheiten weisen den Nachteil auf, dass trotz einer eventuell aufgebrachten Vergussmasse das LED Modul in der Leuchteinheit oft nicht ausreichend gegen Umwelteinflüsse wie beispielsweise Schadgase, Feuchte und Staub geschützt ist. Zudem ist üblicherweise ein Abstand von mehr als 6 cm zwischen dem LED Modul und der Diffusorscheibe vorgesehen, um eine homogene Leuchtfläche zu erhalten, was die Mindestbauhöhe der Leuchteinheit erhöht. Wird ein geringerer Abstand zur Diffusorscheibe vorgesehen, führt dies im Allgemeinen zu einer ungewünschten Sichtbarkeit der einzelnen LED Lichtpunkte in der Leuchteinheit. The known light units have the disadvantage that despite a possibly applied potting the LED module in the light unit is often not sufficiently protected against environmental influences such as noxious gases, moisture and dust. In addition, usually a distance of more than 6 cm between the LED module and the diffuser disc is provided in order to obtain a homogeneous luminous surface, which increases the minimum height of the lighting unit. If a smaller distance to the diffuser disc is provided, this generally leads to undesired visibility of the individual LED light spots in the lighting unit.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kompakte und flache Leuchteinheit bereitzustellen, welche eine homogene Lichtemission ermöglicht. Zudem soll die Leuchteinheit einen verbesserten Schutz des LED Moduls vor mechanischen Belastungen und Umwelteinflüssen ermöglichen. The present invention has for its object to provide a compact and flat lighting unit, which allows a homogeneous light emission. In addition, the lighting unit should allow improved protection of the LED module from mechanical stress and environmental influences.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche. This object is achieved by the independent claims. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung betrifft in einem ersten Aspekt eine LED-Leuchteinheit, aufweisend ein LED-Modul mit wenigstens einem auf einem Träger montierten LED Chip, und eine im vollflächigen Kontakt über dem LED-Modul vorgesehene und vorzugsweise mit dem LED-Modul verbundene mehrphasige Schicht, welche aufweist:

  • – wenigstens eine Diffusorschicht im Bereich oberhalb des wenigstens einen LED Chips, und die vorzugsweise kalottenförmig den wenigstens einen LED Chip umgibt, wobei die Diffusorschicht vorzugsweise partikelförmige Diffusionsmittel in einer Matrix aufweist, und
  • – eine vorzugsweise zusammenhängende und im Vergleich zur Diffusorschicht weniger oder nicht diffuse Schutzschicht, die den Bereich außerhalb der Diffusorschicht bildet, und die vorzugsweise auch oberhalb der Diffusorschicht vorliegt.
Die erfindungsgemäße LED-Leuchteinheit ermöglicht die Bereitstellung eines kompakten Bauteils mit integriertem Diffusor, welches neben einem verbesserten Schutz gegen externe Einflüsse und mechanische Belastungen eine sehr geringe Bauhöhe ermöglicht. Hierdurch ist die LED-Leuchteinheit auch in kritischen Umweltbereichen einsetzbar. Durch das Zusammenspiel der wenigstens einer Diffusorschicht oberhalb des LED Chips und der außerhalb angeordneten Schutzschicht wird eine homogene Lichtemission der LED-Leuchteinheit bei kompakten Außenabmessungen ermöglicht. The present invention relates, in a first aspect, to an LED lighting unit comprising an LED module with at least one LED chip mounted on a support, and a multi-phase layer provided over the entire area of the LED module and preferably connected to the LED module, which has:
  • At least one diffuser layer in the region above the at least one LED chip, and which surrounds the at least one LED chip, preferably in the shape of a dome, the diffuser layer preferably having particulate diffusion media in a matrix, and
  • - A preferably contiguous and compared to the diffuser layer less or not diffuse protective layer which forms the area outside the diffuser layer, and which is preferably also above the diffuser layer.
The LED lighting unit according to the invention makes it possible to provide a compact component with integrated diffuser, which, in addition to improved protection against external influences and mechanical loads, enables a very low overall height. As a result, the LED lighting unit can also be used in critical environmental areas. The interaction of the at least one diffuser layer above the LED chip and the protective layer arranged outside enables a homogeneous light emission of the LED lighting unit with compact external dimensions.

Die wenigstens eine Diffusorschicht ist oberhalb des wenigstens einen LED Chips angeordnet. Dies bedeutet, dass die Diffusorschicht in Lichtabstrahlrichtung des LED Chips angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Diffusorschicht direkt auf dem LED Chip angeordnet, d.h. ohne weitere Zwischenschicht. The at least one diffuser layer is arranged above the at least one LED chip. This means that the diffuser layer is arranged in the light emission direction of the LED chip. Preferably, the diffuser layer is disposed directly on the LED chip, i. without further intermediate layer.

Der LED Chip kann ein farbkonvertierter LED Chip sein, welcher eine Farbkonversionsschicht aufweist, die den eigentlichen Chip bzw. den sogenannten „LED die“ umgibt. Die Farbkonversionsschicht kann in einer Matrix, beispielsweise Silikon, angeordnete oder eingebrachte Farbkonversionspartikel aufweisen, welche das von dem LED Chip abgegebene Licht wenigstens teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge konvertiert. Das resultierende Mischlicht des LED Chips ist vorzugsweise Weißlicht. Das LED Modul der LED-Leuchteinheit ist demnach vorzugsweise ausgeprägt Weißlicht zu emittieren. The LED chip may be a color-converted LED chip which has a color conversion layer which surrounds the actual chip or the so-called "LED die". The color conversion layer may comprise color conversion particles arranged or introduced in a matrix, for example silicon, which at least partially converts the light emitted by the LED chip into light of a different wavelength. The resulting mixed light of the LED chip is preferably white light. The LED module of the LED lighting unit is therefore preferably designed to emit white light.

Die Diffusorschicht weist vorzugsweise eine Kalottenform auf. Die Diffusorschicht kann auch linsenförmig ausgeprägt sein. Der LED Chip ist vorzugsweise komplett von der Diffusorschicht umgeben. Dies bedeutet, dass der auf dem Träger des LED Moduls angeordnete Chip vorzugsweise vollständig in die Diffusorschicht hineinragt. The diffuser layer preferably has a dome shape. The diffuser layer may also be lenticular. The LED chip is preferably completely surrounded by the diffuser layer. This means that the chip arranged on the support of the LED module preferably protrudes completely into the diffuser layer.

Die Diffusorschicht ist vorzugsweise aus einer Matrix gebildet, in welcher Diffusor- bzw. Streupartikel angeordnet oder eingebracht sind. Die Matrix ist vorzugsweise eine Silikonmatrix. Die Streupartikel sind vorzugsweise im nicht ausgehärteten Zustand der Matrix in diese eingebracht. Die Diffusorschicht kann auch aus einem anderen Material geformt sein wie beispielsweise Epoxidharz. The diffuser layer is preferably formed from a matrix in which diffuser or scattering particles are arranged or introduced. The matrix is preferably a silicone matrix. The Stray particles are preferably introduced into the non-cured state of the matrix in this. The diffuser layer may also be formed of a different material, such as epoxy resin.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kalottenform der Diffusorschicht derart ausgeprägt, dass sich eine gewünschte Verteilung der in der Matrix eingebrachten Streupartikel ergibt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kalottenform derart ausgeprägt, dass die Streupartikel im Zentrum über der Lichtaustrittsfläche des LED Chips absolut betrachtet am meisten vorliegen und in Richtung der Seitenbereiche abnehmen. Eine derartige Verteilung kann insbesondere durch ein gezieltes Absinken lassen der Streupartikel in der Matrix nach dem Einbringen der Diffusorschicht in vorgesehene Vertiefungen der Schutzschicht erfolgen, wie weiter unten im Detail beschrieben. In a preferred embodiment, the calotte shape of the diffuser layer is so pronounced that a desired distribution of the scattering particles introduced in the matrix results. In a particularly preferred embodiment, the dome shape is so pronounced that the scattering particles in the center above the light exit surface of the LED chip, in absolute terms, are the most present and decrease in the direction of the side regions. Such a distribution can be effected in particular by a deliberate lowering of the scattering particles in the matrix after the introduction of the diffuser layer into provided depressions of the protective layer, as described in detail below.

Die Schutzschicht der LED-Leuchteinheit ist oberhalb der wenigstens einen Diffusorschicht angeordnet. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht in Lichtabstrahlrichtung des LED Chips hinter der Diffusorschicht angeordnet ist. The protective layer of the LED lighting unit is arranged above the at least one diffuser layer. This means that the protective layer is arranged in the light emission direction of the LED chip behind the diffuser layer.

Vorzugsweise ist die Schutzschicht direkt auf der Diffusorschicht angeordnet, d.h. ohne weitere Zwischenschicht. Preferably, the protective layer is disposed directly on the diffuser layer, i. without further intermediate layer.

Die Schutzschicht ist vorzugsweise eine transparente Schicht. Die Schutzschicht ist vorzugsweise weniger diffus als die Diffusorschicht. Die Schutzschicht ist vorzugsweise nicht oder im Wesentlichen nicht diffus ausgeprägt. The protective layer is preferably a transparent layer. The protective layer is preferably less diffuse than the diffuser layer. The protective layer is preferably not or substantially non-diffusive.

Die Schutzschicht ist vorzugsweise eine zusammenhängende Schicht, welche das LED Modul, insbesondere eine Trägeroberfläche des Moduls, auf welcher der wenigstens eine LED Chip angeordnet ist, vollständig bedeckt. The protective layer is preferably a coherent layer which completely covers the LED module, in particular a carrier surface of the module on which the at least one LED chip is arranged.

Die Schutzschicht weist vorzugsweise eine zum LED Modul bzw. zum Träger des LED Moduls in Draufsicht konforme Außenkontur auf. Die Schutzschicht weist vorzugsweise eine runde oder rechteckige Außenkontur in Draufsicht auf. The protective layer preferably has an outer contour that conforms to the LED module or to the carrier of the LED module in plan view. The protective layer preferably has a round or rectangular outer contour in plan view.

Eine Lichtaustrittsfläche, d.h. die Oberfläche der Schutzschicht an welcher das Licht an die Umgebung abgegeben wird ist vorzugsweise plan ausgeprägt. Diese Lichtaustrittsfläche bzw. externe Oberfläche der Schutzschicht ist vorzugsweise parallel zur Oberfläche des Trägers des LED Moduls angeordnet, auf welcher der wenigstens eine LED Chip angeordnet ist. A light exit surface, i. the surface of the protective layer on which the light is emitted to the environment is preferably flat. This light exit surface or external surface of the protective layer is preferably arranged parallel to the surface of the support of the LED module, on which the at least one LED chip is arranged.

Die Schutzschicht weist vorzugsweise wenigstens eine Vertiefung auf, welche konform zur vorzugsweise kalottenförmigen Diffusorschicht ausgeprägt ist. Die wenigstens eine Vertiefung ist vorzugsweise auf einer der Lichtaustrittsfläche der Schutzschicht gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet. Die Kalottenform der Diffusorschicht kann durch Füllen der wenigstens einen Vertiefung der Schutzschicht mit Streupartikeln enthaltendem Material in nicht ausgehärtetem Zustand erzielt werden. The protective layer preferably has at least one depression, which is pronounced in conformity with the preferably dome-shaped diffuser layer. The at least one recess is preferably arranged on a surface opposite the light exit surface of the protective layer. The dome shape of the diffuser layer can be achieved by filling the at least one recess of the protective layer with scattering particles containing material in uncured state.

Die Schutzschicht ist vorzugsweise aus einem Material aufweisend eine Matrix geformt, welche unterschiedlich zur Matrix der Diffusorschicht ist. The protective layer is preferably formed of a material having a matrix which is different from the matrix of the diffuser layer.

Die Matrix der Diffusorschicht weist vorzugsweise unterschiedliche optische und/oder mechanische Eigenschaften zu der Matrix der Schutzschicht auf. The matrix of the diffuser layer preferably has different optical and / or mechanical properties to the matrix of the protective layer.

Die Matrix der Diffusorschicht besteht vorzugsweise aus Silikonmaterial. Wie oben bereits beschrieben sind in diese vorzugweise Streupartikel eingebracht. Die Streupartikel können beispielsweise Zinkoxid (ZnO), Titandioxid (TiO2), Bariumsulfat (BaSO4), Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumdioxid (SiO2) oder Aluminiumnitrid (AlN) Partikel umfassen. The matrix of the diffuser layer is preferably made of silicone material. As already described above, scattering particles are preferably incorporated in them. The scattering particles may include, for example, zinc oxide (ZnO), titanium dioxide (TiO 2), barium sulfate (BaSO 4), aluminum oxide (Al 2 O 3), silicon dioxide (SiO 2) or aluminum nitride (AlN) particles.

Die Matrix der Schutzschicht besteht vorzugsweise aus PMMA-Material. Die Schutzschicht kann jedoch auch aus einem anderen transparenten Material gefertigt sein. Die Schutzschicht ist vorzugsweise mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Die Schutzschicht kann somit formstabil gefertigt sein, um ein Einfüllen der Diffusorschicht in einem nicht ausgehärteten Zustand zu ermöglichen, wie weiter unten beschrieben. The matrix of the protective layer is preferably made of PMMA material. However, the protective layer may also be made of another transparent material. The protective layer is preferably produced by means of an injection molding process. The protective layer can thus be made dimensionally stable in order to allow filling of the diffuser layer in a non-cured state, as described below.

Der Brechungsindex der Schutzschicht und der Diffusorschicht ist vorzugsweise im Wesentlichen identisch. Die Schutzschicht und die Diffusorschicht können auch einen voneinander abweichenden Brechungsindex aufweisen. The refractive index of the protective layer and the diffuser layer is preferably substantially identical. The protective layer and the diffuser layer may also have a different refractive index.

Die Bauhöhe der LED-Leuchteinheit beträgt vorzuweise weniger als 3cm, mehr bevorzugt weniger als 2 cm. Die Bauhöhe kann insbesondere zwischen 1 bis 2cm betragen. Die LED-Leuchteinheit weist vorzugsweise eine homogene Höhe auf. The overall height of the LED lighting unit is preferably less than 3 cm, more preferably less than 2 cm. The height can be in particular between 1 to 2cm. The LED lighting unit preferably has a homogeneous height.

Die Dicke des Trägers des LED Moduls beträgt vorzugsweise weniger als 4mm, mehr bevorzugt weniger als 2mm. Der Träger weist vorzugsweise eine homogene Dicke auf. The thickness of the support of the LED module is preferably less than 4mm, more preferably less than 2mm. The carrier preferably has a homogeneous thickness.

Der Träger des LED Moduls weist vorzugsweise eine plane Oberfläche auf, auf welcher der wenigstens eine LED Chip angeordnet ist. The carrier of the LED module preferably has a planar surface on which the at least one LED chip is arranged.

Das LED Modul weist vorzugsweise eine Vielzahl von LED Chips auf. Die einzelnen LED Chips sind vorzugsweise auf der gleichen Oberfläche des Modulträgers angeordnet. Die LED Chips sind vorzugsweise homogenen auf dem Träger verteilt. Die LED Chips sind vorzugsweise in einem gleichbleibenden Abstand zueinander auf der Trägeroberfläche angeordnet. The LED module preferably has a multiplicity of LED chips. The individual LED chips are preferably arranged on the same surface of the module carrier. The LED chips are preferably distributed homogeneously on the carrier. The LED chips are preferably arranged at a constant distance from one another on the carrier surface.

Die erfindungsgemäße LED-Leuchteinheit weist vorzugsweise keinen weiteren Diffusor, insbesondere keinen zur Diffusorschicht oder dem wenigstens einen LED Chip beabstandeten Diffusor auf. Eine zusätzliche Haltevorrichtung für einen derartigen Diffusor gemäß dem, Stand der Technik kann demnach eingespart werden, wodurch die Bauteilkomplexität und die Bauhöhe verringert wird. The LED lighting unit according to the invention preferably has no further diffuser, in particular no diffuser spaced from the diffuser layer or the at least one LED chip. An additional holding device for such a diffuser according to the prior art can thus be saved, whereby the component complexity and the height is reduced.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Flächen- oder Deckenleuchte, aufweisend eine oder mehrere LED-Leuchteinheiten wie oben beschrieben. Die resultierende Bauhöhe der Flächen- oder Deckenleuchte kann durch die erfindungsgemäße LED-Leuchteinheit gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert werden, wobei gleichzeitig eine homogene Lichtemission erzielt wird. In a further aspect, the invention relates to a surface or ceiling light comprising one or more LED lighting units as described above. The resulting height of the surface or ceiling light can be significantly reduced by the LED lighting unit according to the invention over the prior art, at the same time a homogeneous light emission is achieved.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine LED-Leuchteinheit, die herstellbar ist unter Verwendung folgender Schritte:

  • – Bereitstellen einer formstabilen Schutzschichtform, die auf einer Seite im wesentlichen Plan ist und auf der anderen Seite Vertiefungen aufweist,
  • – wenigstens teilweises Füllen der Vertiefungen mit einer im Vergleich zur Schutzschichtform diffusen Diffusorschicht im nicht vollständig gehärteten Zustand,
  • – Einlegen eines LED-Moduls derart, dass LED Chips des LED-Moduls in die Diffusorschicht ragen.
In a further aspect, the invention relates to an LED lighting unit that can be produced using the following steps:
  • Providing a dimensionally stable protective layer mold which is substantially planar on one side and has depressions on the other side,
  • At least partially filling the recesses with a diffusion diffuser layer which is diffused in comparison to the protective layer form in the not fully cured state,
  • - Inserting an LED module such that LED chips of the LED module protrude into the diffuser layer.

Die Vertiefungen in der Schutzschichtform bzw. Schutzschicht sind vorzugsweise kalottenförmig. Im eingelegten Zustand des LED-Moduls umgeben die Vertiefungen vorzugsweise vollständig die jeweiligen LED Chips. The depressions in the protective layer form or protective layer are preferably dome-shaped. In the inserted state of the LED module, the recesses preferably completely surround the respective LED chips.

Die kalottenförmigen Vertiefungen sind vorzugsweise derart ausgeprägt, dass sich eine vordefinierte Verteilung von in einer Matrix der Diffusorschicht eingebrachten Streupartikeln in der jeweiligen Vertiefung einstellt. Die kalottenförmigen Vertiefungen können insbesondere derart ausgeprägt sein, dass im jeweiligen Zentrum über der Lichtaustrittsfläche des LED Chips im eingelegten Zustand des LED Moduls absolut betrachtet am meisten Streupartikeln vorliegen. The dome-shaped recesses are preferably so pronounced that a predefined distribution of scattering particles introduced into a matrix of the diffuser layer is established in the respective recess. The dome-shaped depressions may in particular be so pronounced that, in absolute terms, most scattered particles are present in the respective center above the light exit surface of the LED chip in the inserted state of the LED module.

Die Diffusorschicht weist vorzugsweise eine Matrix, beispielsweise aus Silikonmaterial auf, in welcher die Streupartikel eingebracht sind. Die Diffusorschicht wird vorzugsweise im nicht ausgehärteten bzw. nicht vollständig ausgehärtetem Zustand in die jeweiligen Vertiefungen eingefüllt. Die Diffusorschicht wird dabei vorzugsweise derart eingefüllt, dass die jeweiligen Vertiefungen vollständig gefüllt sind. Das Füllen der Vertiefungen mit der Diffusorschicht kann mittels Dispensverfahren erfolgen. Überschüssiges Füllmaterial der Diffusorschicht kann mittels einer Rakel von der Oberfläche der formstabilen Schutzschicht entfernt werden. The diffuser layer preferably has a matrix, for example of silicone material, in which the scattering particles are introduced. The diffuser layer is preferably filled into the respective recesses in the uncured or incompletely cured state. The diffuser layer is preferably filled in such a way that the respective depressions are completely filled. The filling of the wells with the diffuser layer can be done by dispensing. Excess filling material of the diffuser layer can be removed from the surface of the dimensionally stable protective layer by means of a doctor blade.

Vorzugsweise nach dem Einfüllen der Diffusorschicht und vor dem Einlegen des LED-Moduls kann die Schutzschicht für eine vorgegebene Zeit mit der planen Seite nach unten gelagert werden, derart, dass die Mehrheit von in der Diffusorschicht eingebrachten Streupartikel nach unten in Richtung der Schutzschicht durch Gravitationseinfluss absinkt. Hierdurch kann die oben beschriebene gewünschte Verteilung der Streupartikel in der Diffusorschicht erzielt werden. Preferably, after filling the diffuser layer and before inserting the LED module, the protective layer can be stored for a predetermined time with the flat side down, such that the majority of scattering particles introduced in the diffuser layer sinks downwards in the direction of the protective layer by the influence of gravity , As a result, the above-described desired distribution of the scattering particles in the diffuser layer can be achieved.

Das Einlegen des LED-Moduls erfolgt derart, dass die jeweiligen LED Chips in die Diffusorschicht ragen. Dabei kann durch Eindrücken der LED Chips in die Diffusorschicht eine Verbindung des LED-Moduls und der Schutzschicht mit eingefüllter Diffusorschicht erfolgen. Das Eindrücken erfolgt vorzugsweise derart, dass die Oberfläche des LED Modulträgers, auf welcher die LED Chips angeordnet sind an einer gegenüberliegenden Oberfläche der Schutzschicht anliegt. The insertion of the LED module is such that the respective LED chips protrude into the diffuser layer. In this case, by pressing the LED chips into the diffuser layer, a connection of the LED module and the protective layer with filled diffuser layer can take place. The impressions are preferably carried out such that the surface of the LED module carrier on which the LED chips are arranged rests against an opposite surface of the protective layer.

Nach dem Eindrücken des LED Moduls erfolgt vorzugsweise ein Aushärten der LED-Leuchteinheit. Das Aushärten erfolgt vorzugsweise zwischen 140°C und 160°C. Durch das Aushärten wird eine mechanische Fixierung des LED-Moduls und der Schutzschicht mit Hilfe der Diffusorschicht erzielt. Zusätzlich kann auch eine Klebeverbindung und/oder Schraubverbindung insbesondere zwischen dem LED Modul und der Schutzschicht vorgesehen sein. After pressing in the LED module, curing of the LED lighting unit preferably takes place. The curing is preferably carried out between 140 ° C and 160 ° C. By curing, a mechanical fixation of the LED module and the protective layer is achieved by means of the diffuser layer. In addition, an adhesive connection and / or screw connection can be provided in particular between the LED module and the protective layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Diffusorschicht keine Farbkonversionspartikel. Die Diffusorschicht kann zusätzlich zu den Streupartikeln jedoch auch Farbkonversionspartikel enthalten. In a preferred embodiment, the diffuser layer contains no color conversion particles. However, the diffuser layer may also contain color conversion particles in addition to the scattering particles.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen, in denen vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen zeigen: The invention will be described by way of example with reference to the drawings, in which advantageous embodiments of the invention are shown. In the drawings show:

1 eine seitliche Schnittansicht der erfindungsgemäßen LED-Leuchteinheit, und 1 a sectional side view of the LED lighting unit according to the invention, and

2 eine perspektivische Schnittansicht der LED-Leuchteinheit gemäß 1. 2 a sectional perspective view of the LED lighting unit according to 1 ,

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsmäßen LED-Leuchteinheit wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 und 2 näher beschrieben. A preferred embodiment of the erfindungsmäßen LED lighting unit is described below with reference to the 1 and 2 described in more detail.

Die Leuchteinheit 10 weist ein LED Modul 1 auf, welches einen vorzugsweise planen Träger 7 umfasst. Der Träger 7 ist vorzugsweise eine Leiterplatte und weist wenigstens einen, vorzugsweise mehrere darauf angeordnete LED Chips 2 auf. Der Träger 7 weist vorzugsweise eine homogene Dicke d auf, welche im Bereich von 1 bis 4mm liegen kann. The lighting unit 10 has an LED module 1 on, which is a preferably planned carrier 7 includes. The carrier 7 is preferably a printed circuit board and has at least one, preferably a plurality of LED chips arranged thereon 2 on. The carrier 7 preferably has a homogeneous thickness d, which may be in the range of 1 to 4mm.

Die LED Chips 2 sind auf einer planen Oberfläche 7a des Trägers 7 angeordnet. Die LED Chips 2 sind dabei vorzugsweise in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Eine Rückseite 7b des Trägers 7 ist ebenfalls plan und zur Oberfläche 7a parallel angeordnet. Die Rückseite 7b kann Kontakte zur elektrischen Konstatierung der LED Chips 2 aufweisen. Derartige elektrische Kontakte 8 können jedoch auch auf der Oberfläche 7a vorgesehen sein. The LED chips 2 are on a flat surface 7a of the carrier 7 arranged. The LED chips 2 are preferably arranged at the same distance from each other. A backside 7b of the carrier 7 is also plan and to the surface 7a arranged in parallel. The backside 7b can make contacts for the electrical continuation of the LED chips 2 exhibit. Such electrical contacts 8th However, they can also be on the surface 7a be provided.

Das LED Modul 1 weist in Draufsicht (siehe perspektivische Ansicht 2) vorzugsweise eine runde Außenkontur auf. Das LED Modul 1 kann auch andere Formen aufweisen, beispielsweise eine rechteckige und insbesondere quadratische Form. The LED module 1 indicates in plan view (see perspective view 2 ) preferably has a round outer contour. The LED module 1 may also have other shapes, for example a rectangular and in particular square shape.

Die LED-Leuchteinheit 10 weist des Weiteren wenigstens eine mehrphasige Schicht 3 auf, welche in vollflächigem Kontakt mit wenigstens der Oberfläche 7a des LED Moduls 1 steht. Die mehrphasige Schicht 3 weist vorzugsweise eine zum LED Modul 1 konforme Außenkontur auf. Dies bedeutet, dass die mehrphasige Schicht 3 in Draufsicht die gleiche Kontur aufweist wie das darunter angeordnete LED Modul 1 bzw. der Träger 7 des LED Modul 1. The LED light unit 10 furthermore has at least one multiphase layer 3 which, in full contact with at least the surface 7a of the LED module 1 stands. The multiphase layer 3 preferably has one to the LED module 1 compliant outer contour. This means that the multiphase layer 3 in plan view, the same contour as the underlying LED module 1 or the carrier 7 of the LED module 1 ,

Die mehrphasige Schicht 3 der Leuchteinheit 10 weist wenigstens eine Diffusorschicht 4 auf, welche den wenigstens einen LED Chip 2 umgibt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die mehrphasige Schicht eine Vielzahl von Diffusorschichten 4 auf, welche voneinander beabstandet oberhalb der LED Chips 2 angeordnet sind. Die Diffusorschichten 4 sind demnach inselförmig oberhalb der jeweiligen LED Chips 2 angeordnet. Die Diffusorschichten 4 weisen eine Kalottenform auf. Die einzelnen Diffusorschichten sind vorzugsweise gleichartig ausgeprägt. Dies bedeutet, dass die Kalottenform der einzelnen Diffusorschichten 4 vorzugsweise gleich ausgeprägt ist. The multiphase layer 3 the lighting unit 10 has at least one diffuser layer 4 on which the at least one LED chip 2 surrounds. In the exemplary embodiment shown, the multiphase layer has a multiplicity of diffuser layers 4 which are spaced apart above the LED chips 2 are arranged. The diffuser layers 4 are therefore insular above the respective LED chips 2 arranged. The diffuser layers 4 have a dome shape. The individual diffuser layers are preferably of similar design. This means that the dome shape of the individual diffuser layers 4 is preferably the same.

Die Kalottenform der Diffusorschicht 4 weist vorzugsweise einen sich in Lichtaustrittsrichtung radial verjüngenden Durchmesser 4a und eine dem jeweiligen LED Chip 2 gegenüberliegendes vorzugsweise im Wesentlichen planes Zentrum 4b auf. The dome shape of the diffuser layer 4 preferably has a radially tapered in light exit direction diameter 4a and one the respective LED chip 2 opposite preferably substantially planar center 4b on.

Die Diffusorschicht 4 ist vorzugsweise aus Silikonmaterial geformt, welches ein Matrixmaterial für darin eingebrachte Streupartikel formt. Die Streupartikel sind in der jeweiligen Diffusorschicht 4 vorzugsweise derart angeordnet, dass die Mehrheit der Streupartikel absolut betrachtet im jeweiligen Zentrum 4b über der Lichtaustrittsfläche des jeweiligen LED Chips 2 angeordnet ist. In den radial außen liegenden Bereichen der kalottenförmigen Diffusorschicht 4, d.h. in Richtung der Innenwand 4a der Diffusorschicht 4 sind vorzugsweise weniger Streupartikel vorhanden. Die Konzentration der Streupartikel innerhalb der Diffusorschicht 4 kann in Lichtaustrittsrichtung durch die Diffusorschicht 4 zunehmen. The diffuser layer 4 is preferably formed of silicone material which forms a matrix material for incorporated therein scattering particles. The scattering particles are in the respective diffuser layer 4 preferably arranged such that the majority of the scattering particles considered in the absolute center in the respective center 4b above the light exit surface of the respective LED chip 2 is arranged. In the radially outer regions of the dome-shaped diffuser layer 4 ie in the direction of the inner wall 4a the diffuser layer 4 Preferably less scattering particles are present. The concentration of scattering particles within the diffuser layer 4 can in the light exit direction through the diffuser layer 4 increase.

Die mehrphasige Schicht 3 weist eine Schutzschicht 5 auf, welche die inselförmig angeordneten Diffusorschichten 4 umgibt. Die Schutzschicht 5 ist vorzugsweise integral mit den Diffusorschichten 4 verbunden. Die Schutzschicht 5 weist eine plane Außenfläche 5a auf, welche parallel zur Trägeroberfläche 7a angeordnet ist und welche die Lichtaustrittsfläche der LED-Leuchteinheit darstellt. The multiphase layer 3 has a protective layer 5 on which the insular diffuser layers arranged 4 surrounds. The protective layer 5 is preferably integral with the diffuser layers 4 connected. The protective layer 5 has a flat outer surface 5a on which parallel to the carrier surface 7a is arranged and which represents the light exit surface of the LED light unit.

Die Schutzschicht 5 ist vorzugsweise nicht nur umgebend zur jeweiligen Diffusorschicht 4, also in seitlicher Erstreckung, sondern auch oberhalb der jeweiligen Diffusorschicht 4, d.h. in Lichtaustrittsrichtung hinter der jeweiligen Diffusorschicht 4 angeordnet. Die Schutzschicht 5 umgibt somit vorzugsweise vollständig die inselförmigen Diffusorschichten 4 der LED Leuchteinheit. The protective layer 5 is preferably not only surrounding to the respective diffuser layer 4 , ie in the lateral extent, but also above the respective diffuser layer 4 , ie in the light exit direction behind the respective diffuser layer 4 arranged. The protective layer 5 thus preferably completely surrounds the island-shaped diffuser layers 4 the LED light unit.

Die Schutzschicht 5 ist vorzugsweise aus PMMA Material gefertigt. Dies kann mittels Spritzgusstechnik erfolgen. Die Schutzschicht weist auf der der planen Oberfläche 5a gegenüberliegenden Oberfläche 5b Vertiefungen 5c auf, in welchen die inselförmigen Diffusorschichten 4 angeordnet sind. Die Diffusorschichten 4 können demnach durch ein Füllen der Vertiefungen 5c mittels dem die Streupartikel enthaltenen Matrixmaterial geformt werden. Durch ein anschließendes Eindrücken des LED Moduls 1 in die noch nicht vollständig ausgehärtete Matrix der Diffusorschichten 4 kann das LED Modul 1 mit der mehrphasigen Schicht 3 verbunden werden. Ein anschließendes Aushärten der LED Leuchteinheit 10 ermöglicht eine feste mechanische Verbindung zwischen LED Modul 1 und der mehrphasigen Schicht 3. The protective layer 5 is preferably made of PMMA material. This can be done by means of injection molding. The protective layer points to the plane surface 5a opposite surface 5b wells 5c in which the island-shaped diffuser layers 4 are arranged. The diffuser layers 4 can therefore by filling the wells 5c by means of which the scattering particles contained matrix material are formed. By subsequently pressing in the LED module 1 into the not yet completely cured matrix of the diffuser layers 4 can the LED module 1 with the multiphase layer 3 get connected. Subsequent curing of the LED light unit 10 allows a firm mechanical connection between LED module 1 and the multiphase layer 3 ,

Die Bauhöhe h der resultierenden LED Leuchteinheit 10 beträgt vorzuweise weniger als 3cm, mehr bevorzugt weniger als 2 cm. Die Bauhöhe kann insbesondere zwischen 1 bis 2cm betragen. The height h of the resulting LED lighting unit 10 is preferably less than 3cm, more preferably less than 2cm. The height can be in particular between 1 to 2cm.

Claims (19)

LED-Leuchteinheit (10), aufweisend: – ein LED-Modul (1) mit wenigstens einem auf einem Träger (7) montierten LED Chip (2), und – eine im vollflächigen Kontakt über dem LED-Modul vorgesehene und vorzugsweise mit dem LED-Modul verbundene mehrphasige Schicht (3), welche aufweist: – wenigstens eine Diffusorschicht (4) im Bereich oberhalb des wenigstens einen LED Chips (2), und die vorzugsweise kalottenförmig den wenigstens einen LED Chip (2) umgibt, wobei die Diffusorschicht (4) vorzugsweise partikelförmige Diffusionsmittel in einer Matrix aufweist, und – eine vorzugsweise zusammenhängende und im Vergleich zur Diffusorschicht (4) weniger oder nicht diffuse Schutzschicht (5), die den Bereich außerhalb der Diffusorschicht bildet, und die vorzugsweise auch oberhalb der Diffusorschicht vorliegt. LED light unit ( 10 ), comprising: - an LED module ( 1 ) with at least one on a support ( 7 ) mounted LED chip ( 2 ), and A multi-phase layer provided over the LED module in full-surface contact and preferably connected to the LED module ( 3 ), comprising: - at least one diffuser layer ( 4 ) in the area above the at least one LED chip ( 2 ), and preferably dome-shaped the at least one LED chip ( 2 ), wherein the diffuser layer ( 4 ) preferably has particulate diffusion media in a matrix, and - a preferably contiguous and compared to the diffuser layer ( 4 ) less or not diffuse protective layer ( 5 ), which forms the area outside the diffuser layer, and which is preferably also above the diffuser layer. LED-Leuchteinheit nach Anspruch 1, wobei die Matrix der Diffusorschicht (4) unterschiedlich ist zu einer Matrix der Schutzschicht (5). LED lighting unit according to claim 1, wherein the matrix of the diffuser layer ( 4 ) is different from a matrix of the protective layer ( 5 ). LED-Leuchteinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Matrix der Diffusorschicht (4) unterschiedliche optische Eigenschaften zu der Matrix der Schutzschicht (5) aufweist. LED lighting unit according to claim 1 or 2, wherein the matrix of the diffuser layer ( 4 ) different optical properties to the matrix of the protective layer ( 5 ) having. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Matrix der Diffusorschicht (4) unterschiedliche mechanische Eigenschaften zu der Matrix der Schutzschicht (5) aufweist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the matrix of the diffuser layer ( 4 ) different mechanical properties to the matrix of the protective layer ( 5 ) having. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Matrix der Diffusorschicht (4) ein Silikonmaterial ist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the matrix of the diffuser layer ( 4 ) is a silicone material. LED-Leichteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Matrix der Schutzschicht (5) ein PMMA-Material ist. LED light unit according to one of the preceding claims, wherein the matrix of the protective layer ( 5 ) is a PMMA material. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LED-Leuchteinheit (10) keinen weiteren beabstandeten Diffusor aufweist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the LED lighting unit ( 10 ) has no further spaced diffuser. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Brechungsindex der Schutzschicht (5) und der Diffusorschicht (4) im Wesentlichen identisch ist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the refractive index of the protective layer ( 5 ) and the diffuser layer ( 4 ) is substantially identical. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine externe Oberfläche (5a) der Schutzschicht eben ausgeprägt ist und/oder parallel zu einer Oberfläche (7a) des Trägers (7) des LED Moduls (1) angeordnet ist, auf welcher der wenigstens eine LED Chip (2) angeordnet ist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein an external surface ( 5a ) of the protective layer is just pronounced and / or parallel to a surface ( 7a ) of the carrier ( 7 ) of the LED module ( 1 ) is arranged, on which the at least one LED chip ( 2 ) is arranged. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bauhöhe (h) der LED-Leuchteinheit (10) weniger als 3cm, vorzugsweise weniger als 2 cm beträgt. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the overall height (h) of the LED lighting unit ( 10 ) is less than 3cm, preferably less than 2cm. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Dicke (d) des Trägers (7) des LED Moduls (1) weniger als 4mm, vorzugsweise weniger als 2mm beträgt. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the thickness (d) of the carrier ( 7 ) of the LED module ( 1 ) is less than 4mm, preferably less than 2mm. LED-Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED Modul (1) eine Vielzahl von LED Chips (2) vorzugsweise mit darauf aufgebrachter Farbkonversionsschicht aufweist. LED lighting unit according to one of the preceding claims, wherein the LED module ( 1 ) a plurality of LED chips ( 2 ) preferably having thereon applied color conversion layer. Flächen- oder Deckenleuchte, aufweisend eine oder mehrere LED-Leuchteinheiten (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Surface or ceiling luminaire, comprising one or more LED lighting units ( 10 ) according to any one of the preceding claims. LED-Leuchteinheit (10), die herstellbar ist unter Verwendung folgender Schritte: – Bereitstellen einer formstabilen Schutzschichtform (5), die auf einer Seite (5a) im wesentlichen Plan ist und auf der anderen Seite (5b) Vertiefungen (5c) aufweist, – wenigstens teilweises Füllen der Vertiefungen (5c) mit einer im Vergleich zur Schutzschichtform diffusen Diffusorschicht (4) im nicht vollständig gehärteten Zustand, – Einlegen eines LED-Moduls (1) derart, dass LED Chips (2) des LED-Moduls in die Diffusorschicht (4) ragen. LED light unit ( 10 ) which can be produced using the following steps: - Providing a dimensionally stable protective layer form ( 5 ), which are on one side ( 5a ) is essentially a plan and on the other hand ( 5b ) Wells ( 5c ), - at least partially filling the depressions ( 5c ) with a diffusion diffuser layer (FIG. 4 ) in the not fully cured state, - inserting an LED module ( 1 ) such that LED chips ( 2 ) of the LED module in the diffuser layer ( 4 ) protrude. LED-Leuchteinheit gemäß Anspruch 14, wobei die Vertiefungen (5c) kalottenförmig sind und im eingelegten Zustand des LED Moduls (1) die LED Chips (2) umgeben. LED lighting unit according to claim 14, wherein the recesses ( 5c ) are dome-shaped and in the inserted state of the LED module ( 1 ) the LED chips ( 2 ) surround. LED-Leuchteinheit gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die kalottenförmigen Vertiefungen (5c) derart ausgeprägt sind, dass sich eine vordefinierte Verteilung von in einer Matrix der Diffusorschicht (4) eingebrachten Diffusionspartikeln in der jeweiligen Vertiefung (5c) einstellt. LED lighting unit according to claim 14 or 15, wherein the dome-shaped recesses ( 5c ) are so pronounced that a predefined distribution of in a matrix of the diffuser layer ( 4 ) introduced diffusion particles in the respective recess ( 5c ). LED-Leuchteinheit gemäß Anspruch 16, wobei die kalottenförmigen Vertiefungen (5c) derart ausgeprägt sind, dass im jeweiligen Zentrum über der Lichtaustrittsfläche des LED Chips (2) absolut betrachtet am meisten Diffusionspartikel vorliegen. LED lighting unit according to claim 16, wherein the dome-shaped recesses ( 5c ) are so pronounced that in the respective center above the light exit surface of the LED chip ( 2 ) Absolutely the most diffusion particles are present. LED-Leuchteinheit gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei vorzugsweise vor dem Einlegen des LED-Moduls die Schutzschicht (5) für eine vorgegebene Zeit mit der planen Seite (5a) nach unten gelagert wird, derart, dass die Mehrheit von in der Diffusorschicht (4) eingebrachten Diffusionspartikeln nach unten in Richtung der Schutzschicht (5) durch Gravitationseinfluss absinkt. LED lighting unit according to one of claims 14 to 17, wherein preferably before inserting the LED module, the protective layer ( 5 ) for a given time with the plan page ( 5a ) is stored so that the majority of in the diffuser layer ( 4 ) introduced diffusion particles down towards the protective layer ( 5 ) decreases due to the influence of gravity. LED-Leuchteinheit gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei nach dem Eindrücken des LED Moduls (1) ein Aushärten der LED-Leuchteinheit zwischen 140°C und 160°C erfolgt. LED lighting unit according to one of claims 14 to 18, wherein after pressing the LED Module ( 1 ) curing of the LED lighting unit between 140 ° C and 160 ° C.
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