EP2394093A2 - Leuchtmodul - Google Patents

Leuchtmodul

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Publication number
EP2394093A2
EP2394093A2 EP10704340A EP10704340A EP2394093A2 EP 2394093 A2 EP2394093 A2 EP 2394093A2 EP 10704340 A EP10704340 A EP 10704340A EP 10704340 A EP10704340 A EP 10704340A EP 2394093 A2 EP2394093 A2 EP 2394093A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
protective layer
module
led
strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10704340A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Strauss
Giovanni Scilla
Christine Maier
Robert Kraus
Thomas Donauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2394093A2 publication Critical patent/EP2394093A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/20—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
    • F21S4/22—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape
    • F21S4/24—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape of ribbon or tape form, e.g. LED tapes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/005—Sealing arrangements therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a lighting module and to a method for producing a lighting module.
  • LED Flex strips are equipped with light emitting diodes equipped flexible bands (LED Flex strips), which are divisible and equipped with a self-adhesive back.
  • LED Flex strips the LINEARlight Flex range from OSRAM GmbH is known, in which an LED strip wound on a roll is available (eg LMlX series), with the total module comprising 120 to 600 LEDs depending on the design.
  • the basic dimension of the total module (L x W x H) is 8400 mm x 10 mm x 3 mm.
  • the basic dimension of the smallest unit with 10 LEDs (L x W) is 140 mm x 10 mm.
  • the total module can be divided into units of 10 LEDs or their multiples without loss of function of the sections by careful cutting.
  • the minimum bending radius of the LED strip is 2 cm.
  • the LED tape has a self-adhesive back. When mounted on a metallic pad, to avoid short circuits, provide insulation between the pad and the LED strip at the location of solder contacts of the substrate of the
  • LED tapes of the LED Flex series completely with a protective lacquer, for example by means of an APL lacquer from Electrolube.
  • the luminosity of the LED strip may be adversely affected due to aging of the protective layer on the semiconductor light source.
  • protective sheaths for LED tapes of the LED Flex series silicone hoses (Neo Neon) or a casting (Vossloh Schwabe) are known. There are restrictions with regard to a possible total length of these protective sheathings (which are particularly important in the case of a casting solution). is limited) and the modular divisibility and the associated required sealing at the interface.
  • the lighting module has a light strip, in particular LED strip, with a strip-shaped flexible substrate, wherein at least on one side, in particular a front side, of the substrate at least one semiconductor light source, in particular LED, is applied.
  • the light strip may also have electrical and / or electronic components for lighting operation of the semicon terlichtán (s), for. B. resistors and driver blocks.
  • the substrate may also be considered as a flexible tape-shaped board.
  • the light-emitting module is coated on its front side with a protective layer in such a way that at least one radiation emission surface of the at least one semiconductor light source is free of protective layer. This ensures that the radiation of the semiconductor light source is negatively affected neither in the short nor long term by an aging protective layer.
  • the light-emitting module is therefore selectively covered locally with the protective layer.
  • the light-emitting module can be coated with a protective layer in the form of a lacquer.
  • a paint for example, the paints "DSL 1600 E-FLZ / 75" and "UG 10.173" Peters company in question.
  • the paint can be applied for example by means of a so-called. Film-coating or spray painting.
  • the protective layer furthermore makes it possible to cover the conductor tracks running on the substrate and to provide electronic components there covering them so that they can be laminated.
  • the lacquer can be white in particular (for example for luminaire and backlight applications) or black (for example for display applications).
  • the varnish can be transparent, in particular for luminaire and backlight applications.
  • the lacquer may have a thermal expansion coefficient of the order of magnitude of a coefficient of thermal expansion of a base material of the substrate, advantageously in a range of approximately 10 ppm / ° C. This avoids stress due to differential thermal expansion which could lead to cracking.
  • the light module may have a base for attachment to a rear side of the light strip, in particular a flexible base.
  • the light module can be protected in its attachment to its back or bottom, and attachment to rougher or dirty or damp substrates is easily possible. This can be difficult to achieve by coating, especially painting, in practice.
  • the pad can also ensure safe protection of the outer edges of the substrate, which is also difficult or impossible to realize by coating, in particular painting, Alone.
  • the substrate lies flat on the surface.
  • the document may in particular be adhesive tape on the flexible substrate, z. As a flexible circuit board to be glued. In particular, if the pad protrudes at least about 0.5 mm to 2 mm on each side, this can be co-lacquered.
  • a good heat conducting ( ⁇ ⁇ 15 W / (m-K)) material z.
  • a metal or a good heat-conducting plastic particularly preferably aluminum or an aluminum / plastic composite material.
  • a metal-plastic composite film ensures electrical insulation, while a metal layer or film provides a very good bond, which can be designed for better stability and higher tear resistance than an aluminum-plastic composite film.
  • other good conductive metals or metal mixtures can be used, for.
  • z. B. can use a glassed plastic film.
  • the backing is not thicker than 150 ⁇ m. Due to its thinness, the film is very flexible and contributes little to the rigidity of the protective covering. Also, a good thermal connection of the semiconductor light sources to a substrate for mounting the light module can be ensured.
  • the pad may protrude laterally over the luminous band, at least in sections-preferably continuously-(ie be wider than the luminous band, wherein the pad is covered with the protective layer at least at a transition region to the luminous band.
  • the pad around the light strip around is crimped, so that surrounds from behind around the edges of the light strip around to the front.
  • the protective layer on the front side can at least partially be covered by the protective layer over the coated substrate, which enables a mechanically particularly stable and tight covering.
  • the beaded base need not be at least partially covered by the protective layer; then the protective layer may be applied to the surface of the front side not covered by the bead. As a result, a thermal insulation can be avoided by the protective layer.
  • the beaded base can at least partially cover the protective layer on the front side, which enables a mechanically stable and tight covering.
  • priming or activation of the surfaces to be covered may be provided below the pad.
  • an adhesive tape for fixing the light module z. B. a double-sided tape.
  • a punched and deep-drawn cover foil can be glued as a protective layer on the flexible light strip (and optionally on the backside foil).
  • the method is for manufacturing a light module and includes at least the following steps: (a) applying a plurality of LED ribbons to a common base; (b) coating the tapes and (c) separating the tapes with their respective supports.
  • the LED strips can be glued, soldered, vulcanized, for example at a defined distance (preferably 1 mm to 4 mm) parallel to the common base. be siert, laminated, etc.
  • the cover can be connected to the pad generally by any known suitable connection methods, e.g. B. by means of rolling, clamping, perforating, in particular micro perforating, Fa cens, fusion bonding (welding), in particular by ultrasonic welding, stapling, etc.
  • Particularly preferred is sticking the fluorescent tape on the substrate, especially by sticking a, in particular self-adhesive, underside of the Substrate of the light strip on the surface.
  • the process times can be considerably shortened.
  • the entire composite can be cured or sufficiently cured, for. B. by means of a heat treatment.
  • the singulation of the composite can be carried out by any suitable means, e.g. Example by means of cutting, perforating, lasers, or other separation methods.
  • the spaces between the light bands can be painted over the entire area before separating. Alternatively you can
  • the coating can optionally be done after the separation and also after a possible mortar.
  • the LED strips can be filled before or after singulation. If the LED strips already in the panel, ie, after applying the light strips on the substrate, fitted and then separated, they can also be painted before separating. Then the back or at least the flank is not painted, which may be sufficient for some applications.
  • the simple design allows an endless belt production (reel-to-reel production).
  • the lighting module is still separable, in particular cutting separable.
  • FIG 1 shows in cross-section (FIG IA) and in plan view (FIG IB) a light module with a painted light strip according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows in FIGS. 2A to 2D, in cross-section, lighting modules according to further embodiments
  • FIGS. 3A and 3B shows in FIGS. 3A and 3B, in cross-section, lighting modules according to still further embodiments
  • FIG. 4 outlines steps in the production sequence of a lighting module, in particular according to a lighting module according to one of FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 1A shows a cross-section of a light module in the form of an LED module 1 with a light strip in the form of an LED strip 2.
  • the LED strip 2 has a flexible substrate 3, on the top or front side 4 exemplarily a white conversion LED. 5 is mounted. Not shown, but also mounted on the top 4 are electronic components such as resistors and current drivers.
  • the underside of the substrate 3 has a double-sided adhesive tape 6.
  • the LED strip 2 can be designed, for example, as an LED strip of the LINEARlight Flex series from OSRAM.
  • the flexible LED tape 2 is applied with the adhesive tape 6 on a band-shaped pad 7 in the form of a thin aluminum foil made of pure aluminum or an aluminum composite material and adheres there.
  • the underlay 7 is so thin and so flexible (not very rigid) that it does not significantly affect the flexibility of the LED strip 2. Since the width of the base 7 here is about 2 mm larger than that of the substrate 3, a superficial region 8 results on both sides.
  • the resist layer 9 covers most of the top of the LED module 1, including a majority of a side surface of the LED 5, but not a radiating surface 10 of the LED 5.
  • FIG IB shows the LED module 1 of FIG IA in plan view of the top.
  • the upper surface is almost completely coated with varnish 9, as indicated by the striped area, and covers the substrate 3 and the substrate 7. Only the radiating surfaces 10 of the LEDs 5 extending equidistantly along the LED band 2 are not covered.
  • the coating is opaque white and thus laminated on the substrate (circuit board) 3 printed conductors and electronic components (o. Fig.).
  • the LED strip 2 is reliably protected except for the emitting surfaces 10, while a radiation characteristic does not suffer from the coating 9, in particular when the coating 9 ages.
  • FIG 2A shows in cross section an LED module 11 according to a further embodiment with an LED strip 2 as shown in FIG 1, which now has no pad and the surface 4 is covered with the paint 9.
  • both the sides or edges 12 of the substrate 3 and the underside 13 of the substrate 3 are free of paint, as their painting is very complex.
  • FIG. 2B shows, in cross-section, an LED module 14 according to a further embodiment with an LED strip 2 as in FIG. 1.
  • this surface is applied flatly to a base 7 with an underside.
  • the pad 7 has on both sides of a lateral edges of the substrate 3 to the front embracing flanging 15 on.
  • the lacquer layer 9 has been applied on the upper side both to the flanging 15 and to the substrate 3 and thus prevents inter alia the penetration of harmful substances and particles between the base 7 and the substrate 3.
  • FIG. 2C shows an LED module 16 in which, in contrast to the LED module 14 from FIG. 2, the coating 9 is applied on the upper side only to the substrate 3 and the side walls of the LED5, but not to the base 7 or its flanging 15.
  • FIG. 2D shows an LED module 17, in which, in contrast to the LED module 14 from FIG. 2, the flanging 15 covers the protective lacquer 9 applied on the upper side to the substrate 3 and the side walls of the LED 5.
  • This embodiment is particularly advantageous for a process flow since the LED module 17 can be painted in the panel (see also FIG. 4). After singling, the corners of the base 7 are bent to the bead 15 upwards.
  • FIG. 3A shows an LED module 18, in which, in contrast to the LED modules of Figure 2, the LED 5 is covered by a protective cover 19 at least on the upper side transparent.
  • the protective cover 19 lies laterally next to the LED 5 on the substrate 3.
  • the flanging 15 surrounds both the substrate 3 and the part of the protective cover 19 lying thereon. The protective cover 19 is thereby fixed on the LED tape 2 and protects the LED tape.
  • FIG. 3B shows an LED module 20 in which, in contrast to the LED module 18 from FIG. 3A, the flanging 15 and an optionally exposed region 21 of the part of the protective cover 19 resting on the substrate 3 are covered on the upper side with the protective lacquer 9.
  • the translucent protective cover 19 may be at least partially translucent, ie, transparent or translucent, z. B. completely translucent.
  • the light-permeable protective cover 19 is translucent in a near region of a semiconductor light source and otherwise opaque to light. As a result, a higher-quality appearance can be achieved, in which essentially only the semiconductor light sources are visible from the outside and not the printed conductors or further components.
  • a light-permeable protective cover 19 with bulges for a semiconductor light source is preferred in which the bulge is transparent, in particular transparent, and the light-permeable protective cover 19 is otherwise opaque to light.
  • the translucent protective sheath 19 preferably has at least one optical element for guiding the light emitted by the LED band 2 to improve the optical radiation property. This is preferably located above a position provided for the LED or LEDs 5, in particular in the tip of a bulge for an LED 5.
  • FIG. 4 outlines various stations of a production line for the reel-to-reel production of an LED module, the production progressing from left to right.
  • the production line has an endless drum 22 with four LED strips 2 rolled up separately thereon.
  • the LED strips 2 are led to a lamination station 23, where they are applied in parallel to the base 7 by gluing.
  • the composite of LED strips 2 and pad 7 is also called a panel.
  • the base 7 also comes from a - not shown here - endless role.
  • Behind the lamination station 23 follows a painting station 24, in which the panel 2.7 is sprayed over the entire surface with lacquer on the top side.
  • the paint is in one following curing station 25 at least partially cured.
  • the panel 2.7 is cut to separate the LED modules (not shown).
  • the pad can also be relatively stiff, z. B. by a higher thickness.
  • the lighting device may also have LED modules with a plurality of individual LED chips ('LED clusters'), which together may result in a white mixed light, eg. B. in 'cold white' or 'warm white'.
  • the LED cluster preferably comprises light-emitting diodes which shine in the primary colors red (R), green (G) and blue (B).
  • R red
  • G green
  • B blue
  • one or more amber LEDs 'amber' may also be present to produce a warm white hue.
  • these can preferably be controlled such that the LED module radiates selectively in a tunable RGB color range.
  • any other suitable semiconductor emitter may be used, such as a laser diode.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul, aufweisend ein Leuchtband mit einem bandförmigen flexiblen Substrat, wobei auf einer Vorderseite des Substrats mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere LED, aufgebracht ist, wobei das Leuchtmodul mit einer Schutzschicht so belegt ist, dass zumindest eine Strahlungsemissionsfläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle freiliegt.

Description

Beschreibung
Leuchtmodul
Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmoduls.
Es sind mit Leuchtdioden ausgestattete flexible Bänder (LED- Flex-Bänder) bekannt, die teilbar sind und mit einer selbst- klebenden Rückseite ausgestattet sind. So ist beispielsweise die LINEARlight Flex-Reihe der Fa. OSRAM GmbH bekannt, bei der ein LED-Band auf einer Rolle aufgewickelt erhältlich ist (z. B. Reihe LMlX), wobei das Gesamtmodul je nach Ausführung 120 bis 600 LEDs umfasst. Das Grundmaß des Gesamtmoduls (L x B x H) beträgt 8400 mm x 10 mm x 3 mm. Das Grundmaß der kleinsten Einheit mit 10 LEDs (L x B) beträgt 140 mm x 10 mm. Das Gesamtmodul ist in Einheiten von 10 LEDs oder deren Vielfachen ohne Funktionsverlust der Teilstücke durch sorgfältiges Abschneiden teilbar. Der minimale Biegeradius des LED- Bands beträgt 2 cm. Das LED-Band weist eine selbstklebende Rückseite auf. Bei Montage auf eine metallische Unterlage ist zur Vermeidung von Kurzschlüssen an der Stelle von Lötkontakten des Substrats des LED-Bands eine Isolation zwischen Unterlage und LED-Band vorzusehen.
Zum Schutz vor Feuchtigkeit oder Staub ist es bekannt, LED- Bänder der LED-Flex-Reihe vollständig mit einer Schutzlackie- rung zu versehen, beispielsweise mittels eines Lacks APL der Fa. Electrolube. Die Leuchtstärke des LED-Bands kann aufgrund einer Alterung der Schutzschicht auf der Halbleiterlichtquelle negativ beeinflusst werden.
Ferner sind als Schutzumhüllungen für LED-Bänder der LED- Flex-Reihe Silikonschläuche (Fa. Neo Neon) oder ein Verguss (Fa. Vossloh Schwabe) bekannt. Bei diesen Schutzumhüllungen bestehen Einschränkungen hinsichtlich einer möglichen Gesamtlänge (die insbesondere bei einer Vergusslösung stark einge- schränkt ist) und der modularen Teilbarkeit und der damit verbundenen erforderlichen Abdichtung an der Schnittstelle.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglich- keit zum Schutz, insbesondere Schutz vor mechanischen Beanspruchungen sowie Staub- und Feuchteschutz, von LED-Bändern, insbesondere von Linearlight Flex Produkten der Fa. OSRAM, bereitzustellen, ohne eine optische Leuchteigenschaft zu beeinträchtigen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zum Schutz von LED-Bändern unter Beibehaltung einer Endlosbandherstellung (Reel-to-Reel-Her- stellung) bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden mittels eines Leuchtmoduls und eines Verfahrens zur Herstellung des Leuchtmoduls nach dem jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Das Leuchtmodul weist ein Leuchtband, insbesondere LED-Band, mit einem bandförmigen flexiblen Substrat auf, wobei mindestens auf einer Seite, insbesondere einer Vorderseite, des Substrats mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere LED, aufgebracht ist. Das Leuchtband kann auch elektrische und / oder elektronische Bauelemente zum Leuchtbetrieb der Halblei terlichtquelle (n) aufweisen, z. B. Widerstände und Treiberbausteine. Das Substrat kann auch als eine flexible, bandförmige Platine angesehen werden.
Das Leuchtmodul ist an seiner Vorderseite mit einer Schutz- schicht dergestalt beschichtet, dass zumindest eine Strahlungsemissionsfläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle schutzschichtfrei ist. Dadurch wird erreicht, dass die Abstrahlung der Halbleiterlichtquelle weder kurz- noch langfristig durch eine alternde Schutzschicht negativ beeinflusst wird. Das Leuchtmodul wird also mit der Schutzschicht örtlich selektiv bedeckt. Vorteilhafterweise kann das Leuchtmodul mit einer Schutzschicht in Form eines Lacks beschichtet sein. Als Lack kommen z.B. die Lacke "DSL 1600 E-FLZ/75" und "UG 10.173" der Firma Peters in Frage. Der Lack kann beispielsweise mittels eines sog. Film-Coatens oder eines Sprühlackierens aufgebracht werden .
Die Schutzschicht ermöglicht des Weiteren ein abdeckendes Lackieren von auf dem Substrat verlaufenden Leiterbahnen und dort vorhandenen elektronischen Bauelementen, wodurch diese kaschiert werden können. Dazu kann der Lack insbesondere weiß (z. B. für Leuchten- und Hinterleuchtungsapplikationen) oder schwarz (z. B. für Displayanwendungen) sein. Alternativ kann insbesondere für Leuchten- und Hinterleuchtungsapplikationen der Lack transparent sein.
Der Lack kann einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Grundmaterials des Substrats aufweisen, vorteilhafter- weise in einem Bereich von ca. 10 ppm/°C. Dadurch wird eine mechanische Spannung aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen vermieden, die zur zu einer Rissbildung führen könnte .
Das Leuchtmodul kann eine Unterlage zur Befestigung an einer Rückseite des Leuchtbands aufweisen, insbesondere eine flexible Unterlage. Dadurch kann das Leuchtmodul bei seiner Befestigung an seiner Rückseite oder Unterseite geschützt werden, und eine Befestigung auch auf raueren oder schmutzigen oder feuchten Unterlagen ist problemlos möglich. Dies lässt sich durch Beschichten, insbesondere Lackieren, in der Praxis nur schwer erreichen. Die Unterlage kann ferner einen sicheren Schutz der Außenkanten des Substrats gewährleisten, was sich ebenfalls durch Beschichten, insbesondere Lackieren, al- leine nur schwer oder gar nicht realisieren lässt. Zur guten Wärmeabfuhr vom Leuchtband liegt das Substrat flächig auf der Unterlage auf. Die Unterlage kann insbesondere mit einem dop- pelseitigen Klebeband auf das flexible Substrat, z. B. eine flexible Leiterplatte, geklebt werden. Insbesondere, falls die Unterlage mindestens ca. 0,5 mm bis 2 mm auf jeder Seite übersteht, kann diese mitlackiert werden.
Es wird zur Wärmeableitung vom Leuchtband insbesondere bevorzugt, wenn die Unterlage ein gut wärmeleitendes (λ ≥ 15 W/(m-K)) Material aufweist, z. B. ein Metall oder einen gut wärmeleitenden Kunststoff, insbesondere bevorzugt Aluminium oder ein Aluminium/Kunststoff-Verbundmaterial. Eine Metall- Kunststoff-Verbundfolien gewährleistet eine elektrische Isolation, während eine Metalllage oder -folie eine sehr gute Anbindung ermöglicht, die für bessere Stabilität und höhere Reißfestigkeit ausgelegt sein kann als eine Aluminium- Kunststoff-Verbundfolie . Außer Aluminium sind auch andere gut leitende Metalle oder Metallmischungen verwendbar, z. B. eine Kupferfolie oder Kupferlegierungen. Auch ist z. B. eine beglaste Kunststofffolie einsetzbar.
Es wird zur Erreichung einer guten Flexibilität bei gleichzeitig guter Wärmeableitfähigkeit und einfacher Verarbeitbar- keit bevorzugt, wenn die Unterlage nicht dicker als 150 μm ist. Bedingt durch ihre Dünne ist die Folie sehr biegsam und trägt wenig zur Steifigkeit der Schutzumhüllung bei. Auch kann eine gute thermische Anbindung der Halbleiter-Lichtquellen an einen Untergrund zur Montage des Leuchtmoduls gewährleistet werden.
Die Unterlage kann zumindest abschnittsweise - vorzugsweise durchgehend - seitlich über das Leuchtband herausragen (also breiter sein als das Leuchtband, wobei die Unterlage zumindest an einem Übergangsbereich zu dem Leuchtband mit der Schutzschicht belegt ist.
Zur Bereitstellung eines unempfindlichen und auch seitlich gut gegen Feuchtigkeit geschützten Leuchtmoduls kann es bevorzugt sein, wenn die Unterlage um das Leuchtband herum ge- bördelt ist, also das von hinten um die Kanten des Leuchtbandes herum nach vorne umgreift.
Dabei kann die Schutzschicht auf der Vorderseite die umbör- delte Unterlage zumindest teilweise von der Schutzschicht ü- berdeckt sein, was eine mechanisch besonders stabile und dichte Abdeckung ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich braucht die umbördelte Unterlage zumindest teilweise nicht von der Schutzschicht überdeckt zu sein; dann kann die Schutzschicht auf der nicht von der Umbördelung bedeckten Fläche der Vorderseite aufgebracht sein. Dadurch kann eine thermische Isolation durch die Schutzschicht vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann die umbördelte Unterlage die Schutzschicht vorderseitig zumindest teilweise überde- cken, was eine mechanisch stabile und dichte Abdeckung ermöglicht.
Um die Haftung der Schutzschicht, insbesondere des Lacks, zu gewährleisten, kann eine Grundierung oder Aktivierung der zu bedeckenden Oberflächen vorgesehen sein. Unterhalb der Unterlage kann optional ein Klebeband zur Befestigung des Leuchtmoduls angebracht sein, z. B. ein doppelseitiges Klebeband.
Anstelle eines Lacks oder zusätzlich dazu kann auch eine ge- stanzte und tiefgezogene Abdeckfolie als Schutzschicht auf das flexible Leuchtband (und optional auf die rückseitige Folie) geklebt werden.
Das Verfahren dient zur Herstellung eines Leuchtmoduls und weist mindestens die folgenden Schritte auf: (a) Aufbringen mehrerer LED-Bänder auf eine gemeinsame Unterlage; (b) Beschichten der Bänder und (c) Vereinzeln der Bänder mit ihren jeweiligen Unterlagen.
Zum Aufbringen der LED-Bänder können diese beispielsweise in einem definierten Abstand (vorzugsweise 1 mm bis 4 mm) parallel auf die gemeinsame Unterlage geklebt, gelötet, vulkani- siert, laminiert usw. werden. Die Abdeckung kann mit der Unterlage jedoch allgemein durch alle bekannten geeigneten Verbindungsarten verbunden werden, z. B. auch mittels Walzens, Klemmens, Perforierens, insbesondere Mikroperforierens, FaI- zens, Schmelzverbindens (Schweißens), insbesondere mittels Ultraschallsverschweißens, Heftens usw. Besonders bevorzugt wird ein Aufkleben des Leuchtbands auf die Unterlage, speziell durch Aufkleben einer, insbesondere selbstklebenden, Unterseite des Substrats des Leuchtbandes auf die Unterlage.
Durch das Beschichten im Verbund lassen sich die Prozesszeiten erheblich verkürzen. Nach dem Beschichten kann der Gesamtverbund ausgehärtet bzw. ausreichend angehärtet werden, z. B. mittels einer Wärmebehandlung. Die Vereinzelung des Verbunds kann durch jedes geeignete Mittel durchgeführt werden, z. B. mittels Schneidens, Perforierens, Laserns, oder anderer Trennverfahren.
Die Zwischenräume zwischen den Leuchtbändern können vor dem Vereinzeln vollflächig lackiert werden. Alternativ können
Zwischenräume zwischen den Leuchtbändern vor dem Vereinzeln mindestens einen lackfreien Bereich, insbesondere lackfreien
Streifen, aufweisen. Die lackfreien Bereiche können später z.
B. umgebörtelt werden.
Das Beschichten kann optional auch nach dem Vereinzeln und auch nach einem möglichen Börteln erfolgen.
Ferner können die LED-Bänder vor oder nach dem Vereinzeln be- stückt werden. Wenn die LED-Streifen schon im Panel, d. h., nach Aufbringung der Leuchtbänder auf die Unterlage, bestückt und anschließend erst vereinzelt werden, können diese auch vor dem Vereinzeln lackiert werden. Dann ist die Rückseite oder zumindest die Flanke nicht lackiert, was für einige Ap- plikationen aber ausreichend sein kann. Zudem lässt die einfache Bauweise eine Endlosbandherstellung (Reel-to-Reel-Herstellung) zu. Vorzugsweise ist das Leuchtmodul weiterhin trennbar, insbesondere schneidend trennbar. In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Aus- führungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur besseren Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
FIG 1 zeigt im Querschnitt (FIG IA) und in Aufsicht (FIG IB) ein Leuchtmodul mit einem lackierten Leuchtband gemäß einer ersten Ausführungsform;
FIG 2 zeigt in den FIGN 2A bis 2D im Querschnitt Leuchtmodule gemäß weiteren Ausführungsformen;
FIG 3 zeigt in FIG 3A und 3B im Querschnitt Leuchtmodule gemäß noch weiteren Ausführungsformen;
FIG 4 skizziert Schritte im Herstellungsablauf eines Leuchtmoduls, insbesondere gemäß einem Leuchtmodul nach einer der FIGN 1 bis 3.
FIG IA zeigt im Querschnitt ein Leuchtmodul in Form eines LED-Moduls 1 mit einem Leuchtband in Form eines LED-Bands 2. Das LED-Band 2 weist ein flexibles Substrat 3 auf, auf dessen Oberseite oder Vorderseite 4 exemplarisch eine weiße Konversions-LED 5 montiert ist. Nicht gezeigt, aber ebenfalls auf der Oberseite 4 montiert sind elektronische Bausteine wie Widerstände und Stromtreiber. Die Unterseite des Substrats 3 weist ein doppelseitiges Klebeband 6 auf. Das LED-Band 2 kann beispielweise als ein LED-Band der LINEARlight Flex-Reihe der Fa. OSRAM ausgeführt sein.
Zur Herstellung des LED-Moduls 1 wird das flexible LED-Band 2 mit dem Klebeband 6 auf eine bandförmige Unterlage 7 in Form einer dünnen Alufolie aus reinem Aluminium oder einem Aluminiumverbundwerkstoff aufbracht und haftet dort. Die Unterlage 7 ist so dünn und damit so biegbar (wenig starr) , dass sie die Flexibilität des LED-Bands 2 nicht wesentlich beein- flusst. Da die Breite der Unterlage 7 hier ca. 2 mm größer ist als diejenige des Substrats 3, ergibt sich beidseitig ein überständiger Bereich 8. Auf der Oberseite 4 des seitlich ü- berständigen Bereichs 8 und des LED-Bands 2 befindet sich eine Schutzschicht in Form einer Lackschicht 9. Die Lackschicht 9 überdeckt den größten Teil der Oberseite des LED-Moduls 1, einschließlich eines Großteils einer Seitenfläche der LED 5, aber nicht eine Abstrahlfläche 10 der LED 5.
FIG IB zeigt das LED-Modul 1 aus FIG IA in Draufsicht auf die Oberseite. Die Oberseite ist fast vollständig mit Lack 9 beschichtet ist, wie durch den gestreiften Bereich angedeutet, und überdeckt das Substrat 3 und die Unterlage 7. Lediglich die Abstrahlflächen 10 der sich äquidistant entlang des LED- Bands 2 erstreckenden LEDs 5 sind nicht überdeckt. In dem hier gezeigten Fall ist die Lackierung lichtundurchlässig weiß und kaschiert somit auf dem Substrat (Leiterplatte) 3 aufgebrachten Leiterbahnen und elektronischen Bauelemente (o. Abb.) . Dadurch wird das LED-Band 2 bis auf die Abstrahlflächen 10 zuverlässig geschützt, während eine Abstrahlcharakteristik nicht unter der Lackierung 9 leidet, insbesondere bei einer Alterung der Lackierung 9.
FIG 2A zeigt im Querschnitt ein LED-Modul 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem LED-Band 2 wie in FIG 1, das nun keine Unterlage aufweist und dessen Oberfläche 4 mit dem Lack 9 bedeckt ist. Jedoch sind sowohl die Seiten oder Kanten 12 des Substrats 3 als auch die Unterseite 13 des Substrats 3 lackfrei, da deren Lackierung sehr aufwändig ist.
FIG 2B zeigt im Querschnitt ein LED-Modul 14 gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem LED-Band 2 wie in FIG 1. Zum Schutz der seitlichen Kanten und der Unterseite des Substrats 3 ist dieses mit einer Unterseite flächig auf einer Unterlage 7 aufgebracht. Die Unterlage 7 weist beidseitig eine die seitlichen Ränder des Substrats 3 nach vorne umgreifende Um- bördelung 15 auf. Die Lackschicht 9 ist oberseitig sowohl auf die Umbördelung 15 als auch auf das Substrat 3 aufgebracht worden und verhindert so unter anderem ein Eindringen von schädigenden Stoffen und Partikeln zwischen die Unterlage 7 und das Substrat 3.
FIG 2C zeigt ein LED-Modul 16, bei dem im Gegensatz zum LED- Modul 14 aus FIG 2 der Lack 9 oberseitig nur auf dem Substrat 3 und den Seitenwänden der LED5, jedoch nicht auf der Unterlage 7 bzw. deren Umbördelung 15 aufgebracht ist.
FIG 2D zeigt ein LED-Modul 17, bei dem im Gegensatz zum LED- Modul 14 aus FIG 2 die Umbördelung 15 den oberseitig auf das Substrat 3 und die Seitenwände der LED 5 aufgebrachten Schutzlack 9 überdeckt. Diese Ausführungsform ist für einen Prozessablauf besonders vorteilhaft, da das LED-Modul 17 im Panel lackiert werden kann (siehe auch FIG 4) . Nach einem Vereinzeln werden die Ecken der Unterlage 7 zur Umbördelung 15 nach oben gebogen.
FIG 3A zeigt ein LED-Modul 18, bei dem im Gegensatz zu den LED-Modulen aus FIG 2 die LED 5 von einer zumindest oberseitig lichtdurchlässigen Schutzhülle 19 überdeckt ist. Die Schutzhülle 19 liegt seitlich neben der LED 5 flächig auf dem Substrat 3 auf. Die Umbördelung 15 umgreift sowohl das Substrat 3 als auch den darauf aufliegenden Teil der Schutzhülle 19. Dadurch wird die Schutzhülle 19 auf dem LED-Band 2 fixiert und schützt das LED-Band.
FIG 3B zeigt ein LED-Modul 20, bei dem im Gegensatz zum LED- Modul 18 aus FIG 3A die Umbördelung 15 und ein ggf. freiliegender Bereich 21 des auf dem Substrat 3 aufliegenden Teils der Schutzhülle 19 oberseitig mit dem Schutzlack 9 überdeckt ist. Dadurch wird ein Eindringen von schädigenden Stoffen o- der Partikeln (wie Staubteilchen usw.) unter die Schutzhülle 19 verhindert. Die lichtdurchlässige Schutzhülle 19 kann zumindest teilweise lichtdurchlässig, d. h., transparent oder transluzent, sein, z. B. vollständig lichtdurchlässig. Bevorzugt ist die licht- durchlässige Schutzhülle 19 in einem Nahbereich einer Halbleiterlichtquelle lichtdurchlässig und sonst lichtundurchlässig. Dadurch lässt sich eine höherwertige Anmutung erlangen, bei der von Außen im Wesentlichen nur die Halbleiterlichtquellen sichtbar sind und nicht die Leiterbahnen oder weite- ren Bauelemente.
Es wird insbesondere eine lichtdurchlässige Schutzhülle 19 mit Auswölbungen für eine Halbleiterlichtquelle bevorzugt, bei der die Auswölbung lichtdurchlässig, insbesondere trans- parent, ist und die lichtdurchlässige Schutzhülle 19 sonst lichtundurchlässig ist.
In einer Ausgestaltung weist die lichtdurchlässige Schutzhülle 19 zur Verbesserung der optischen Strahlungseigenschaft vorzugsweise mindestens ein optisches Element zur Strahlführung des vom LED-Bands 2 abgestrahlten Lichts auf. Dieses befindet sich vorzugsweise oberhalb einer für die LED bzw. LEDs 5 vorgesehenen Position, insbesondere in der Spitze einer Auswölbung für eine LED 5.
FIG 4 skizziert verschiedene Stationen einer Produktionslinie zur Reel-to-Reel-Fertigung eines LED-Moduls, wobei die Fertigung von links nach rechts fortschreitet. Die Produktionslinie weist eine Endlostrommel 22 mit vier getrennt darauf auf- gerollten LED-Bändern 2 auf. Die LED-Bändern 2 werden zu einer Laminationsstation 23 geführt, wo sie mittels Klebens parallel auf die Unterlage 7 aufgebracht werden. Der Verbund aus LED-Bändern 2 und Unterlage 7 wird auch Paneel genannt. Die Unterlage 7 stammt ebenfalls von einer - hier nicht ge- zeigten - Endlosrolle. Hinter der Laminationsstation 23 folgt eine Lackierstation 24, bei der das Paneel 2,7 oberseitig vollflächig mit Lack besprüht wird. Der Lack wird in einer folgenden Aushärtestation 25 zumindest teilweise ausgehärtet. In einer noch weiteren Schneidestation 26 wird das Paneel 2,7 zerschnitten, um die LED-Module (o. Abb.) zu vereinzeln.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So kann die Unterlage auch vergleichsweise steif sein, z. B. durch eine höhere Dicke.
Die Leuchtvorrichtung mag beispielsweise statt weißer Konversions-LEDs auch LED-Module mit mehreren Einzel-LED-Chips ( ' LED-Cluster ' ) aufweisen, welche zusammen ein weißes Mischlicht ergeben können, z. B. in 'kaltweiß' oder 'warmweiß'. Zur Erzeugung eines weißen Mischlichts umfasst das LED- Cluster bevorzugt Leuchtdioden, die in den Grundfarben rot (R), grün (G) und blau (B) leuchten. Dabei können einzelne oder mehrere Farben auch von mehreren LEDs gleichzeitig erzeugt werden; so sind Kombinationen RGB, RRGB, RGGB, RGBB, RGGBB usw. möglich. Jedoch ist die Farbkombination nicht auf R, G und B (und A) beschränkt. Zur Erzeugung eines warmweißen Farbtons können beispielsweise auch eine oder mehrere bernsteinfarbige LEDs 'amber' (A) vorhanden sein. Bei LEDs mit unterschiedlichen Farben können diese vorzugsweise so ange- steuert werden, dass das LED-Modul gezielt in einem durch- stimmbaren RGB-Farbbereich abstrahlt.
Allgemein kann zusätzlich oder anstelle einer LED auch jeder andere geeignete Halbleiteremitter verwendet werden, wie eine Laserdiode. Bezugs zeichenliste
1 LED-Modul
2 LED-Band 3 Substrat
4 Oberseite
5 LED
6 doppelseitiges Klebeband
7 Unterlage 8 überständiger Bereich der Unterlage
9 Lackschicht
10 Abstrahlfläche
11 LED-Modul
12 Kante des Substrats 13 Unterseite des Substrats
14 LED-Modul
15 Umbördelung
16 LED-Modul
17 LED-Modul 18 LED-Modul
19 lichtdurchlässige Schutzhülle
20 LED-Modul
21 freiliegender Bereich der Schutzhülle
22 Endlostrommel 23 Laminationsstation
24 Lackierstation
25 Aushärtestation
26 Schneidestation

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtmodul (1; 11; 14-18; 20) , aufweisend ein Leuchtband, insbesondere LED-Band (2), mit einem bandförmigen fle- xiblen Substrat (3), wobei auf einer Oberseite (4) des Substrats (3) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (5), insbesondere LED (5) , aufgebracht ist, wobei das Leuchtmodul (1; 11; 14-18;20) mit einer Schutzschicht (9) so belegt ist, dass zumindest eine Abstrahlfläche (10) der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (5) davon freiliegt .
2. Leuchtmodul (1; 11; 14-18; 20) nach Anspruch 1, das mit einer Schutzschicht in Form eines Lacks (9) beschichtet ist.
3. Leuchtmodul (1; 11; 14-18; 20) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schutzschicht (9) schwarz, weiß oder transparent ist .
4. Leuchtmodul (1; 11; 14-18; 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Schutzschicht (9) einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung eines thermischen Ausdehnungskoeffizienten eines Grund- materials des Substrats (3) aufweist.
5. Leuchtmodul (l;14-18;20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Unterlage (7) zur Befestigung einer Rückseite des Leuchtbands (2) .
6. Leuchtmodul nach Anspruch 5, bei der die Unterlage (7) zumindest abschnittsweise seitlich über das Leuchtband herausragt, wobei die Unterlage (7) zumindest an einem Übergangsbereich zu dem Leuchtband mit der Schutzschicht (9) belegt ist.
7. Leuchtmodul nach Anspruch 5, bei dem die Unterlage (7) um das Leuchtband herum gebördelt ist.
8. Leuchtmodul nach Anspruch 7, bei dem auf der Oberseite (4) die umbördelte Unterlage (7; 15) zumindest teilweise von der Schutzschicht (9) überdeckt ist, die umbördelte Unterlage (7;15) zumindest teilweise nicht von der Schutzschicht überdeckt ist und / oder die umbördelte Unterlage (7; 15) die Schutzschicht (9) zumindest teil- weise überdeckt.
9. Leuchtmodul nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Unterlage (7) ein gut wärmeleitendes Material aufweist, insbesondere Aluminium oder ein Alumini- um/Kunststoff-Verbundmaterial .
10. Leuchtband nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Unterlage (7; 15) nicht dicker als 150 μm ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmoduls (1;11;14- 18;20) wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist:
Aufbringen mehrerer Leuchtbänder (2) auf einer gemeinsame Unterlage (7); - Aufbringen einer Schutzschicht (9), insbesondere Lackierung, zumindest auf die Leuchtbänder (2); Vereinzeln der Bänder mit ihren jeweiligen Unterlagen (7) .
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem Zwischenräume zwischen den Leuchtbändern (2) vor dem Vereinzeln vollflächig mit der Schutzschicht (9) bedeckt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem Zwischenräume zwi- sehen den Leuchtbändern (2) vor dem Vereinzeln mindestens einen von der Schutzschicht (9) freien Streifen aufweisen .
14. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Leuchtbänder (2] nach dem Vereinzeln bestückt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Leuchtbänder (2) vor dem Vereinzeln bestückt werden.
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