EP3308406A1 - Led-modul - Google Patents

Led-modul

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Publication number
EP3308406A1
EP3308406A1 EP16729750.6A EP16729750A EP3308406A1 EP 3308406 A1 EP3308406 A1 EP 3308406A1 EP 16729750 A EP16729750 A EP 16729750A EP 3308406 A1 EP3308406 A1 EP 3308406A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
led
potting compound
phosphor particles
led chip
led module
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Withdrawn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
EP16729750.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert HÖBER-NEUHOLD
Clemens Mayer
Peter Pachler
Georg PARTEDER
Florian Wimmer
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.)
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Tridonic Jennersdorf 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 Tridonic Jennersdorf GmbH filed Critical Tridonic Jennersdorf GmbH
Publication of EP3308406A1 publication Critical patent/EP3308406A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/851—Wavelength conversion means
    • H—ELECTRICITY
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    • H10H20/8516—Wavelength conversion means having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer or wavelength conversion layer with a concentration gradient
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
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    • H10W90/753—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between laterally-adjacent chips

Definitions

  • the present invention relates to an LED module (light-emitting diode module) for emitting mixed light, preferably white light. Furthermore, the present invention relates to a lighting device with at least one such LED module.
  • LED modules which are suitable for emitting mixed light, in particular white light, are known from the prior art.
  • the mixed light is produced by mixing a spectrum of one or more LEDs with the emission spectrum of at least one phosphor excited by the LED (s), the emission spectrum of at least one phosphor differing from the spectrum of at least one LED.
  • these LED modules have at least one light-emitting light field, which is usually formed by coating a plurality of LEDs with a potting compound or other covering containing at least one phosphor.
  • LED modules with light fields which comprise differently designed areal areas for emitting different light spectra. These areal areas are separated in each case by dams or partitions of the other areal areas. In each separated by the dams areas LED chips or LED strands are arranged. In the production of these flat areas are covered with a potting compound containing phosphor particles. After filling the areal areas with the potting compound, these luminescent particles sink in the potting compound and deposit on and around the LED chips.
  • the casting compound or the casting compounds may comprise different phosphor particles or different phosphor particle mixtures, so that the two-dimensional regions can emit corresponding light spectra, in order for example to be able to provide a desired mixed light through the LED module.
  • Such a manufacturing method is also referred to as a so-called “_dam-and-ZZ” method. "It has now been found that, in particular with such LED modules produced by a" dam-and-ZZ "method, a certain extent over the beam angle Inhomogeneous light emission can occur, especially if a
  • Matrix material for example, epoxy or silicone-based
  • silicone-based can move.
  • Phosphor particle density can be provided.
  • An LED module according to the invention can be produced by a method which has at least the following steps:
  • the potting compound contains at least one type of phosphor particles, and preferably a matrix material
  • a predetermined potential is applied directly or indirectly to at least one LED chip during the dispensing operation.
  • the LED module can be produced by a method, wherein the carrier material is formed by a module plate having preferably at least one dam that delimits at least one light field, wherein at least one LED chip is arranged within the light field.
  • a solution according to the invention for applying a predetermined potential to at least one LED chip may be that the electrical connections of the at least one LED chip are short-circuited while the phosphor particles in the liquid potting compound are sinking.
  • the electrical connections of the at least one LED chip can be grounded, ie connected to a ground terminal, for example to a ground terminal.
  • the potential of the LED chips can be brought to zero, and thus it can be avoided that there is a potential difference to the surroundings of the LED chip or parts of the dispensing device.
  • the application of a predetermined potential to at least one LED chip can also take place, for example, by applying an alternating voltage to the electrical connections of the at least one LED chip, while the phosphor particles sink in the liquid potting compound.
  • the voltage and the frequency of the alternating voltage can be selected such that the phosphor particles sink substantially linearly in the liquid potting compound.
  • Phosphor particles within the potting compound is that an AC voltage is applied to the LED chip or to the LED chips as a predetermined potential, and thus changing electrical potentials are constructed so that a deflection of the positively charged phosphor particles avoided or im
  • alternating voltage can be adapted in a simple manner such that the phosphor particles can sink substantially linearly, ie as distraction-free and rectilinearly as possible in the still-liquid potting compound, and thus can be arranged homogeneously on and around the LED chip or the LED chips.
  • the application of a predetermined potential to at least one LED chip for example, by dropping a DC voltage to the electrical terminals of the at least one LED chip while the phosphor particles in the liquid potting compound drop to deflect the phosphor particles at least partially in the direction of the LED chips.
  • an electric field can be purposefully provided by the LED chip, so that the sinking movement of the charged phosphor particles can be purposefully influenced, for example in order to be able to guide the phosphor particles to the lateral areas of the LED chips.
  • An LED module according to the invention can be produced by a method which has at least the following steps:
  • the potting compound contains at least one matrix material and at least one type of phosphor particles
  • the above-mentioned inhomogeneous light output is based on an inhomogeneous distribution of the phosphor particles within the potting compound, whereby this inhomogeneity is greatest, especially in the area of the LED chips. It was also found that this inhomogeneity is more pronounced in LED chips with a comparatively high density of phosphor particles.
  • This electric field between the electrodes of the LED chip leads to the deflection of the electrically positively charged phosphor particles during the sinking process and thus leads to an inhomogeneous distribution of the phosphor particles.
  • the present invention now provides several solutions, preferably by indirect or direct Applying a predetermined potential, this deflection of the phosphor particles during the Absinkreaes within the potting compound can be reduced or avoided.
  • a solution can be provided by the fact that the LED chips are darkened at least during the Absinkvorgangs so that no or only a significantly reduced photoelectric effect occurs, so that no or a significantly reduced deflection of the positively charged phosphor particles occurs.
  • Such a darkening is thus a form of indirect application of a predetermined potential to the LED chips.
  • Such a darkening can for example take place in that only the LED chips are covered during the sinking process or that substantially the entire LED module is covered. This can be done for example by a dark or black foil, which after the
  • Dispensen the potting compound on the LED chips or on the LED module is arranged.
  • Such darkening can also be provided by arranging the LED module in a dark environment (for example in a dark room or in a darkened drying duct) at least during the sinking of the phosphor particles.
  • the LED chips are illuminated only with light that is outside of the (main) absorption spectrum of the LED chips, Such quasi-selective illumination may be provided by corresponding lights in the corresponding ones
  • Production areas are provided. Furthermore, it is also possible to use a cover film, which provides a corresponding filter function.
  • LED modules made by the different solutions proposed here have one compared to the known LED modules more homogeneous phosphor particle distribution, resulting in a more homogeneous light output.
  • the LED module can be produced by a method which has at least the following steps:
  • the present invention is not limited to LED modules that include dams, but generally relates to LED modules in which a potting compound is applied (dispersed) in which phosphor particles can still move within the matrix material (for example, epoxy or silicone-based) ,
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • Phosphor particles within the potting compound it consists of the LED module at least during the sinking of the phosphor particles within a
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • Phosphor particles in the potting compound is arranged obliquely to the horizontal, that the phosphor particles are substantially linear in the liquid
  • Phosphor particles within the potting compound it is the LED module at least during the descent of the phosphor particles to arrange obliquely to horizontal, so that the occurring deflection of the phosphor particles can be compensated by gravity as possible and the phosphor particles in turn can fall as straight as possible in the still liquid potting compound.
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • Phosphor particles in the potting compound is accelerated such that the most homogeneous possible distribution of the phosphor particles is provided at least to the region of the at least one LED chip.
  • Such an acceleration can be achieved, for example, by oscillating the LED module during the sinking of the phosphor particles in the potting compound, such that the LED module, during the sinking, of the
  • Phosphor particles in the potting compound is continuously moved on a 3-dimensional path, or by the fact that the LED module during the sinking of the phosphor particles in the potting compound is moved at least once jerky.
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • Potting a directional flow is generated in order to provide the most homogeneous possible distribution of the phosphor particles at least around the area of the at least one LED chip.
  • Such a directed flow can be generated, for example, by a stirring device arranged in the liquid potting compound, for example a micro-stirrer.
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • the LED module by directly applying a predetermined
  • Potentials is operated at intervals so that the potting compound hardens in layers due to the light output.
  • Fluorescent particle distribution can be achieved.
  • the intermittent application of a Vorsorgungsweakened to the operation of the LED module and the LED chips contained and thus by interval operation of the LED module and the resulting layered curing of the
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • the phosphor particles can be embedded in a liquid matrix prior to sifting, so that they are screened on virtually wet, or also screened onto the at least one light field as (preferably dry) phosphor powder.
  • Another LED module according to the invention is produced by a method comprising at least the following steps:
  • Fluorescent particles on and around the LED chip or the LED chips can be avoided, so that here a more homogeneous distribution of the phosphor particles can be provided.
  • Another LED module according to the invention comprises at least:
  • a module plate preferably having at least one dam that delimits at least one light field, wherein within the light field at least two linearly arranged LED strands each having a plurality of LED chips connected in series is provided;
  • Light field are arranged.
  • the electric potential correspondingly increases due to the photoelectric effect. This effect can at least be reduced if the LED strings are arranged with alternating polarities in such a way that their electric fields at least partially cancel each other out.
  • a predetermined potential for example a
  • Another LED module according to the invention comprises at least:
  • a module plate preferably having at least one dam that delimits at least one light field, wherein a plurality of LED chips is provided within the light field;
  • the LED chips are arranged in alternating polarity with each other in the at least one light field.
  • the deflection of the phosphor particles due to the electric fields of the LED chips can be at least reduced if the LED chips are arranged in the light field with alternating polarities to each other that at least partially cancel their electric fields.
  • a plurality of LED chips arranged in a row or a column can each be arranged with alternating polarity, so that their electrical fields cancel each other at least partially.
  • Phosphor particles of inorganic phosphor particles for example, ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, ZnTe, CdTe, (Ca 3 Sc 2 Si 3 0 12: Ce3 +), Ortho-silicates (BOSE), garnets (YAG: Ce3 +, (YGd) AG: Ce3 + , LuAG: Ce3 + ), oxides (CaSc0 2 : Eu 2+ ), SiALONs (a-SiALON: Eu 2+ , b-SiALON: Eu 2+ ), nitrides (LagSieNn: Ce3 + , CaAlSiN 3 : Ce3 + ) , oxy-nitride (SrSi 2 N 2 0 2: Eu 2+, (Ca, Sr, Ba) Si 2 N 2 0 2: Eu 2+).
  • any substances / particles which are excitable by light that can be emitted by the LED chips used and then emit a
  • the potting compound used in an LED module according to the invention is a potting compound based on silicone and / or epoxy, which is completely transparent in the spectral regions important for the function, preferably already in the liquid and preferably at least in the crosslinked state.
  • the potting compound may further comprise scattering particles for more homogeneous mixing of light.
  • the present invention preferably used dam or have the dams used (if the LED module several
  • Such a dam or a dam structure can either be formed directly on the module plate, for example by the application and curing of a suitable material (for example by a Dispensing method) or initially produced as a separate component, which is then connected to the module plate.
  • the invention also relates to a method for producing an LED module which has at least the following steps:
  • the potting compound contains at least one type of phosphor particles, and preferably a matrix material
  • a predetermined potential is applied directly or indirectly to at least one LED chip during the dispensing operation.
  • the present invention relates to a lighting device comprising at least one of the LED modules described above.
  • Figure 1 is a schematic view of a first embodiment of an LED module according to the invention during the manufacturing process
  • Figure 2 is a schematic view of a second embodiment of an LED module according to the invention during the manufacturing process
  • Figure 3 is a schematic view of a third embodiment of an LED module according to the invention during the manufacturing process.
  • Figure 4 is a schematic view of a fourth embodiment of an LED module according to the invention during the manufacturing process.
  • a module plate 2 with (at least) a dam 3, which preferably delimits a substantially circular light field is provided.
  • a dam 3 which preferably delimits a substantially circular light field.
  • a plurality of LED chips 4 is arranged within the light field.
  • the LED chips 4 are particularly preferably arranged in rows and columns in the light field, so that a substantially homogeneous distribution of LED chips 4 on the light field can be achieved.
  • the circular dam 3 shown it is also possible to provide a plurality of interconnected or separately arranged dams on the module plate 2.
  • the dam 3 has a seen in plan view width between 50 ⁇ and 2 mm.
  • the dam 3 can either be formed directly on the module plate 2 or initially produced as a separate component, which is then connected to the module plate 2.
  • a flowable potting compound 5 is introduced into the light field (or into the light fields), the potting compound 5 being mixed with phosphor particles (distributed as homogeneously as possible therein).
  • phosphor particles distributed as homogeneously as possible therein.
  • Fluorescent particle mixtures are used.
  • Potting compound 5 preferably a potting compound based on silicone and / or epoxy, is preferably applied by means of a dispensing method. After the filling of the light field with the flowable potting compound 5, the phosphor particles mixed into them start due to the force of gravity within the potting compound
  • the phosphor particles are charged during the process
  • a solution shown in FIG. 1 can be provided in that at least the LED chips 4 are darkened during the sinking process so that no or only a significantly reduced photoelectric effect occurs, so that no or a significantly reduced deflection of the positively charged phosphor particles occurs.
  • a darkening is thus a form of indirect application of a predetermined potential to the LED chips 4.
  • Such a darkening can be effected, for example, by a film 6 (preferably a dark or black) arranged on the LED module 1.
  • the film 6 is thereby arranged after filling with the potting compound 5 on the LED module 1, that at least the LED chips 4 are covered and thus darkened.
  • the film 6 may be formed such that no more light can get to the LED chips 4 or only light that is outside the (main) absorption spectrum of the LED chips 4, so that no more photoelectric effect occurs or this can be significantly reduced.
  • the LED module 1 at least while the phosphor particles in the potting compound 5 are sinking, to be arranged within a darkened environment, for example within a darkened channel 10.
  • a darkened channel 10 can also be arranged within a darkened environment.
  • Sealing compound 5 sink inclined to the horizontal, so that the occurring deflection of the phosphor particles can be compensated by gravity as possible and the phosphor particles turn as straight as possible in the still Grout 5 can fall.
  • the angle of inclination of the LED module during the sinking of the phosphor particles is adjusted accordingly to allow a substantially linear decrease of the phosphor particles.
  • the LED module 1 of Fig. 4 includes one or - as shown - a plurality of LED chips 4, which can be operated to emit light.
  • the LED chips 4 may be configured to emit blue light during operation. But it is also possible to install different types of LED chips 4 in the LED module 1, which emit light of different colors or wavelengths.
  • the LED chips 4 are mounted on a support 2, for example a printed circuit board such as a PCB.
  • a surface of the carrier 2, on which the LED chips 4 are applied, is reflective.
  • the LED chips 4 are contacted in the LED module 1 in series with bonding wires 7.
  • Each LED chip 4 is preferably connected with at least two bonding wires 7.
  • the LED chips 4 for the operation of the LED module 1 can be supplied with voltage and controlled. During the manufacturing process 100 of the LED module 1, it is possible to charge the LED chips via the bonding wires 7 with the second polarity.
  • the LED chips 4 are arranged in particular within a dam 3.
  • the dam 3 can enclose the LED chips 4 as indicated in FIG. 3 at least partially, for example annularly.
  • at least two bonding wires 7 are led to the outside of the dam 3 to at least two bonding pads 8.
  • the bond pads 8 can also be connected directly or indirectly to an operating voltage source.
  • the LED chips 4 are embedded in a matrix material, for example a silicone matrix.
  • the LED module 1 is therefore preferably produced by means of the dam and fill technique
  • the matrix material is preferably fully transparent to the light from the LED chips 4 and protects the LED chips 4 and their coatings
  • color conversion particles 3 are provided in the matrix material
  • Color conversion particles 3 are in particular on the carrier second
  • inventive method 100 achievable.
  • the color conversion particles 3 can be, for example, phosphors which at least partially convert the light of the LED chips 4 in their wavelength. If the LED chips 4 emit, for example, in the blue spectral range, then
  • Color conversion material for the color conversion particles 3 total of the LED module 1 white light are generated.
  • Color mixtures of the light emitted by the LED module 1 can be generated.
  • the uniformity of the light output by the LED module 1 during operation is significantly improved over the emission angle. It is also pointed out that color conversion particles 3 can also be deposited on the bonding wires 5 which connect the LED chips 4 of the LED module 1 to one another. The bonding wires 7 are sometimes even from
  • Matrix material dosed between the dam 3 and the LED chips 4.
  • a viscosity of the matrix material is preferably chosen such that the color conversion particles 3 can be distributed in the matrix material and migrate therein. Conventionally, a branching process of the
  • Color conversion particles 3 begin at which the color conversion particles 3 would be deposited purely gravity driven on the surfaces of the LED chips 4 and the support 2 before the matrix material is cured. According to the invention, however, this branching process is assisted or at least influenced by the application of a predetermined potential to the LED chips 4.
  • the application of a predetermined potential to the LED chips can be done by applying a corresponding voltage such as a DC or AC voltage to the LED chips 1. This means that at least one defined electric field arises between the LED chips 4 and the
  • a predetermined potential can also be applied to the carrier 2. This can be done by applying a voltage to the carrier 2. As a result, for example, falling color conversion particles 3 can be prevented from depositing on the upper side of the carrier 2.
  • the carrier 2 can be applied to the carrier 2.
  • Coating the side surfaces of the LED chips 4 is further supported and is achieved in particular that the layer on the top and on the side surfaces of the LED chips 4 of uniform thickness.
  • the color conversion particles 3 are displaced from the top of the carrier 2 between the LED chips 4 and between the outermost LED chips 4 and the dam 3 wholly or far. These color conversion particles 3 are then forced toward the side surfaces of the LED chips 4 and are deposited there due to the applied
  • the predetermined potential can be applied by voltage U + generated by a voltage source 9.
  • a voltage U + generated by preferably the same voltage source 9 is applied to the LED chips 4 via the bond pads 8 and the bonding wires 7. Due to the voltage U + can build on the top of the LED chips 4, an electric field that the charged
  • Color conversion particles 3 to the LED chips 4 forces out. Thereby, the setting process of the color conversion particles 3 can be accelerated, and the color conversion particles 3 are deposited on the upper surfaces and the side surfaces of the LED chips 4.
  • the voltage U + across the LED chips 4 may preferably be between 20-100 V, more preferably between 40-80 V, even more preferably at 60 V.
  • the predetermined potential by shorting the
  • Bonding pads 8 and thus the LED chips 4 are applied.
  • short-circuiting the LED chips 4 it is achieved via the bond pads 8 and the bonding wires 7 that the same potential is applied to all LED chips 4 and also to all parts and electrodes of the LED chips 4. Due to the short-circuiting of the LED chips 4, it can be achieved that a uniform electric field can build up on the upper side of the LED chips 4, and that the charged color conversion particles 3 drop uniformly towards the LED chips 4. Thereby, the setting process of the color conversion particles 3 can be influenced and the bearings are stored
  • Ground terminal for example, to be connected to a ground terminal.
  • the predetermined potential is also formed by a changing applied voltage, whereby over time different applied voltages U + are applied. This means that the electric fields at the LED chips 4 can each be adjusted in a targeted manner, preferably even variable over time. Thereby, a quantity and / or a deposition form of the
  • Color conversion particles on the tops or side surfaces of the LED chips 4 are fine-adjusted, in particular also slightly inhomogeneous over the course of the top and / or the side surfaces of the LED chips 1.
  • Color homogeneity of the finished manufactured LED module 1 can be further improved.
  • the carrier 2 could also be directly charged with a voltage in order to charge it.
  • the invention also relates to a method for producing an LED module 1, which has at least the following steps:
  • the potting compound 3 contains at least one type of phosphor particles, and preferably a matrix material,
  • the present invention is not limited to LED modules manufactured by a "on-and-Fi ' ZZ" method, but generally relates to all LED modules to which a potting compound in which phosphor particles are applied
  • the present invention is not limited to the preceding embodiments, as long as it is encompassed by the subject of the following claims: Furthermore, the preceding embodiments can be combined with each other in any desired manner. In particular, the present invention is not limited to the fact that all LED chips arranged in the light field must necessarily be provided with phosphor.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls (1), das zumindest die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips (4) auf einem Trägermaterial (2), - Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse (3) über dem LED-Chip (4), wobei die Vergussmasse (3) wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält, wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip (4) angelegt wird.

Description

LED-Modul l. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED-Modul (Leuchtdioden-Modul) zur Abgabe von Mischlicht, vorzugsweise von Weißlicht. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchtvorrichtung mit zumindest einem solchen LED -Modul.
2. Hintergrund
Aus dem Stand der Technik sind LED-Module bekannt, die zur Abgabe von Mischlicht geeignet sind, insbesondere von Weißlicht. Das Mischlicht entsteht durch Vermischen eines Spektrums einer oder mehrerer LEDs mit dem Emissionsspektrum wenigstens eines durch die LED(s) angeregten Leuchtstoffes, wobei sich das Emissionsspektrum wenigstens eines Leuchtstoffs vom Spektrum wenigstens einer LED unterscheidet.
Diese LED-Module weisen in der Regel zumindest ein lichtabstrahlendes Lichtfeld auf, das üblicherweise durch Überziehen mehrere LEDs mit einer wenigstens einen Leuchtstoff enthaltenden Vergussmasse oder anderen Abdeckung gebildet wird. Aus der Druckschrift DE 20 2014 103 029 Ui sind beispielsweise LED-Module mit Lichtfeldern bekannt, die unterschiedlich ausgebildete flächige Bereiche zum Abgeben von unterschiedlichen Lichtspektren umfassen. Diese flächigen Bereiche sind dabei jeweils durch Dämme bzw. Trennwände von den weiteren flächigen Bereichen getrennten. In die jeweils durch die Dämme getrennten Bereiche sind LED-Chips bzw. LED-Stränge angeordnet. Bei der Herstellung werden diese flächigen Bereiche mit einer Vergussmasse bedeckt, die Leuchtstoffpartikel enthält. Nach dem Füllen der flächigen Bereiche mit der Vergussmasse sinken diese Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse ab und lagern sich auf und um die LED-Chips ab. Die Vergussmasse bzw. die Vergussmassen können dabei unterschiedliche Leuchtstoffpartikel bzw. unterschiedliche Leuchtstoffpartikelmischungen umfassen, so dass die flächigen Bereiche entsprechende Lichtspektren abgeben können, um beispielsweise ein gewünschtes Mischlicht durch das LED-Modul bereitstellen zu können. Ein solches Herstellungsverfahren wird auch als sogenanntes„_Dam-and- ZZ"-Verfahren bezeichnet. Nunmehr hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei solchen durch ein„Dam-and- ZZ'-Verfahren hergestellten LED-Module eine gewisse über den Ausstrahlwinkel inhomogene Lichtabgabe auftreten kann, insbesondere dann, wenn ein
vergleichsweiser hoher Anteil an Leuchtstoffpartikeln in die Vergussmasse eingebracht wurden, beispielsweise um eine hohe Leuchtdichte durch das LED-Modul bereitstellen zu können. Eine solche inhomogene Lichtabgabe konnte darüber hinaus allgemein bei LED-Modulen festgestellt werden, bei denen eine Vergussmasse aufgebracht wird, in denen sich Leuchtstoffpartikel noch innerhalb des
Matrixmaterials (beispielsweise auf Epoxy- oder Silikonbasis) bewegen können.
Im Lichte dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein LED-Modul und eine Leuchtvorrichtung bereitzustellen, mit der eine homogenere Lichtabgabe, insbesondere auch bei LED-Modulen mit hoher
Leuchtstoffpartikeldichte, bereitgestellt werden kann.
Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafterweise weiter.
3. Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Ein erfindungsgemäßes LED-Modul ist herstellbar durch ein Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips auf einem Trägermaterial,
Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse über dem LED-Chip,
wobei die Vergussmasse wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält,
wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip angelegt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das LED-Modul herstellbar durch ein Verfahren, wobei das Trägermaterial mit durch eine Modulplatte mit vorzugsweise zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, gebildet wird, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip angeordnet ist. Ein Lösung gemäß der Erfindung zum Anlegen eines vorbestimmten Potentials an zumindest einen LED-Chip kann sein, dass ein Kurzschließen der elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips erfolgt, während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse absinken. Vorzugsweise können zusätzlich oder alternativ die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips geerdet werden, d.h. mit einem Erdanschluß, beispielsweise mit einem Masse-Anschluß verbunden werden.
Durch einen Kurzsehl uss der elektrischen Anschlüsse des LED-Chips bzw. der LED- Chips kann somit an den Anschlüssen eines LED-Chips das gleiche Potential für alle Anschlüsse eines LED-Chips angelegt werden, womit eventuell vorhandene
Ladungsträger und somit ein eventuell vorliegendes unbestimmtes Potential an einem der LED-Chips oder Teilen davon abgebaut werden.
Durch Verbinden der Anschlüsse eines LED-Chips mit Erde kann zudem das Potential der LED-Chips auf Null gebracht werden, und somit kann vermieden werden, dass ein Potentialunterschied zur Umgebung des LED-Chips oder Teilen des Dispensvorrichtung besteht.
Das Anlegen eines vorbestimmten Potentials an zumindest einen LED-Chip kann beispielsweise auch durch Anlegen einer Wechselspannung an die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips erfolgen, während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse absinken. Die Spannung und die Frequenz der Wechselspannung können derart gewählt sein, dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen Vergussmasse absinken.
Eine weitere Lösung zur Erreichung einer homogeneren Verteilung der
Leuchtstoffpartikel innerhalb der Vergussmasse, besteht darin das an dem LED-Chip bzw. an den LED-Chips eine Wechselspannung als ein vorbestimmten Potential angelegt wird, und somit wechselnde elektrische Potentiale aufgebaut werden, so dass eine Ablenkung der positiv geladenen Leuchtstoffpartikel vermieden bzw. im
Wesentlichen vermieden werden kann. Die Spannung und die Frequenz der
Wechselspannung kann dabei auf einfache Weise derart angepasst werden, dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear, also möglichst ablenkungsfrei und geradlinig in der noch flüssigen Vergussmasse absinken können und sich somit homogen auf und um den LED-Chip bzw. den LED-Chips anordnen können. Das Anlegen eines vorbestimmten Potentials an zumindest einen LED-Chip kann beispielsweise auch durch Anlegen einer Gleichspannung an die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse absinken, um die Leuchtstoffpartikel zumindest teilweise in Richtung der LED-Chips abzulenken.
Durch das Anlegen einer Gleichspannung als vorbestimmtes Potential kann zielgerichtet ein elektrisches Feld durch den LED-Chip bereitgestellt werden, so dass die Absinkbewegung der geladenen Leuchtstoffpartikel zielgerichtet beeinflusst werden können, beispielsweise um die Leuchtstoffpartikel zielgerichtet an die seitlichen Bereiche der LED-Chips führen zu können.
Ein erfindungsgemäßes LED-Modul ist herstellbar durch ein Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips auf einem Trägermaterial, Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse über dem LED-Chip,
wobei die Vergussmasse wenigstens ein Matrixmaterial und wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln enthält,
wobei während des Dispensvorgangs wenigstens der Bereich der Vergussmasse gegen Licht im Bereich des Anregungspektrums der Leuchtstoffpartikel abgeschirmt ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung konnte ermittelt werden, dass die oben angesprochene inhomogene Lichtabgabe auf einer inhomogenen Verteilung der Leuchtstoffpartikel innerhalb der Vergussmasse basiert, wobei diese Inhomogenität insbesondere im Bereich der LED-Chips am größten ist. Auch konnte festgestellt werden, dass diese Inhomogenität bei LED-Chips mit einer vergleichsweise hohen Leuchtstoffpartikeldichte ausgeprägter ist.
Durch Untersuchungen konnte weiterhin ermittelt werden, dass sich die
Leuchtstoffpartikel während des Mischungsprozesses in der Vergussmasse positiv aufladen, und dass die LED-Chips aufgrund des Umgebungslichts und des damit einhergehenden photoelektrischen Effekts ein elektrisches Potential und damit ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden aufbauen. Dieses elektrische Feld zwischen den Elektroden des LED-Chips führt zur Ablenkung der elektrisch positiv geladenen Leuchtstoffpartikel während des Absinkprozesses und führt somit zu einer inhomogenen Verteilung der Leuchtstoffpartikel. Die vorliegende Erfindung stellt nunmehr mehrere Lösungen bereit, wie vorzugsweise durch indirektes oder direktes Anlegen eines vorbestimmten Potentials diese Ablenkung der Leuchtstoffpartikel während des Absinkprozesses innerhalb der Vergussmasse verringert bzw. vermieden werden kann.
Eine Lösung kann dadurch bereitgestellt werden, dass die LED-Chips zumindest während des Absinkvorgangs abgedunkelt werden, so dass kein bzw. nur ein erheblich verringerter photoelektrischer Effekt auftritt, so dass keine bzw. eine erheblich reduzierte Ablenkung der positiv geladenen Leuchtstoffpartikel auftritt. Eine solche Verdunklung ist somit eine Form eines indirekten Anlegens eins vorbestimmten Potentials an die LED-Chips. Eine solche Verdunklung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass nur die LED-Chips während des Absinkvorgangs abgedeckt werden oder dass im Wesentlichen das gesamte LED-Modul abgedeckt wird. Dies kann beispielweise durch eine dunkle oder schwarze Folie erfolgen, die nach dem
Dispensen der Vergussmasse auf den LED-Chips bzw. auf dem LED-Modul angeordnet wird. Ein solches Abdunkeln kann auch dadurch bereitgestellt werden, dass zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel das LED-Modul in einer dunklen Umgebung (beispielsweis in einem dunklen Raum oder in einem abgedunkelten Trocknungskanal) angeordnet wird.
Ferner besteht die Möglichkeit die LED-Chips bzw. das LED-Modul nicht vollständig abzudunkeln, sondern nur derart abzudunkeln, dass nur noch bzw. im Wesentlichen nur noch Licht auf die LED-Chips auftreffen kann, das zu keinem oder nur zu einem geringen photoelektrischen Effekt führt. Mit anderen Worten werden die LED-Chips in diesem Fall nur mit Licht beleuchtet, das außerhalb des (Haupt- Absorptionsspektrums der LED-Chips liegt. Eine solche quasi selektive Beleuchtung kann durch entsprechende Leuchten, die in den entsprechenden
Produktionsbereichen vorgesehen sind bereitgestellt werden. Ferner besteht auch die Möglichkeit, eine Abdeckfolie zu verwenden, die eine entsprechende Filterfunktion bereitstellt.
Die genannten Vorschläge für ein Abdunkeln der LED-Chips bzw. des LED-Moduls können dabei nur während des Absinkprozesses oder auch während weiterer Herstellungsschritte bzw. auch während des gesamten Herstellungsprozesses vorgenommen werden.
LED-Module, die durch die hier vorgeschlagenen unterschiedlichen Lösungen hergestellt wurden, weisen eine im Vergleich zu den bekannten LED-Modulen homogenere Leuchtstoffpartikelverteilung auf, so dass sich dadurch eine homogenere Lichtabgabe ergibt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das LED-Modul herstellbar durch ein Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst; und
- Abdunkeln des zumindest einen LED-Chips derart, dass zumindest im
Absorptionsspektrum des LED-Chips kein Licht zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse an den zumindest einen LED- Chip gelangt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf LED-Module, die Dämme umfassen beschränkt, sondern betrifft allgemein LED-Module, bei denen eine Vergussmasse aufgebracht (dispendiert) wird, in denen sich Leuchtstoffpartikel noch innerhalb des Matrixmaterials (beispielsweise auf Epoxy- oder Silikonbasis) bewegen können.
Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst;
- indirektes oder direktes Anlegen eines vorbestimmten Potentials an den LED- Chips durch Anordnen des LED-Moduls innerhalb eines Magnetfelds während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse absinken, wobei die Ausrichtung und die Magnetfeldstärke des Magnetfelds derart gewählt sind, dass die
Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen Vergussmasse absinken. Eine weitere Lösung zur Erreichung einer homogeneren Verteilung der
Leuchtstoffpartikel innerhalb der Vergussmasse, besteht darin das LED-Modul zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel innerhalb eines
(Kompensations-)Magnetfelds anzuordnen. Durch ein solches Magnetfeld und somit Anlegen eines vorbestimmten Potentials an den LED-Chips können die auftretenden Ablenkkräfte aufgrund des elektrischen Potentials zwischen den Elektroden des LED- Chips bzw. der LED-Chips quasi kompensiert werden, so dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen ablenkungsfrei absinken können und sich an und um den LED-Chip anlagern können. Je nach Ladung der Leuchtstoffpartikel und je nachdem wie hoch das elektrische Potential zwischen den Elektroden des LED-Chips ist, ist die
Ausrichtung und die Magnetfeldstärke des Magnetfelds entsprechend einzustellen, um ein im Wesentlichen lineares Absinken der Leuchtstoffpartikel zu ermöglichen.
Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst;
- wobei das LED-Modul zumindest während des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse derart schräg zur Horizontalen angeordnet wird, dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen
Vergussmasse absinken.
Eine weitere Lösung zur Erreichung einer homogeneren Verteilung der
Leuchtstoffpartikel innerhalb der Vergussmasse, besteht darin das LED-Modul zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel schräg zu Horizontalen anzuordnen, so dass die auftretende Ablenkung der Leuchtstoffpartikel durch die Schwerkraft möglichst kompensiert werden kann und die Leuchtstoffpartikel wiederum möglichst geradlinig in der noch flüssigen Vergussmasse absinken können. Je nach Ladung der Leuchtstoffpartikel und je nachdem wie hoch das elektrische Potential zwischen den Elektroden des LED-Chips ist, ist der Winkel der
Schrägstellung des LED-Moduls während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel entsprechend anzupassen, um ein im Wesentlichen lineares Absinken der
Leuchtstoffpartikel zu ermöglichen. Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist; Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst;
wobei das LED-Modul zumindest während des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse derart beschleunigt wird, dass eine möglichst homogene Verteilung der Leuchtstoffpartikel zumindest um den Bereich des zumindest einen LED-Chips bereitgestellt wird.
Durch ein solches Beschleunigen des LED-Moduls kann eine der Ablenkung aufgrund der positiven Ladung der Leuchtstoffpartikel und dem elektrischen Potential zwischen den Elektroden des LED-Chips bzw. der LED-Chips entgegengesetzte Kraft erzeugt werden, die zu einer homogeneren Verteilung der Leuchtstoffpartikel führt.
Eine solche Beschleunigung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das LED-Modul während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse oszillierend bewegt wird, dass das LED-Modul während des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse kontinuierlich auf einer 3-dimensionalen Bahn bewegt wird, oder dadurch, dass das LED-Modul während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse zumindest einmal ruckartig bewegt wird.
Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst;
wobei nach dem Absinken der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen
Vergussmasse eine gerichtete Strömung erzeugt wird, um eine möglichst homogene Verteilung der Leuchtstoffpartikel zumindest um den Bereich des zumindest einen LED-Chips bereitzustellen.
Eine solche gerichtete Strömung kann beispielsweise durch eine in der flüssigen Vergussmasse angeordnete Rühreinrichtung, beispielsweise ein Mikrorührer, erzeugt werden. Durch eine solche Strömung kann die erfolgte Ablenkung während des Absinkens und die damit einhergehende inhomogen Verteilung der
Leuchtstoffpartikel wieder beseitigt werden. Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip, wobei die Vergussmasse Leuchtstoffpartikel umfasst;
wobei während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse das LED-Modul durch direktes Anlegen eines vorbestimmten
Potentials intervallweise derart betrieben wird, dass die Vergussmasse aufgrund der Lichtabgabe schichtweise aushärtet.
Durch ein solches schichtweises Aushärten der Vergussmasse während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel kann eine ansonsten auftretende weitere Ablenkung der Leuchtstoffpartikel verhindert werden und eine homogenere
Leuchtstoffpartikelverteilung erreicht werden. Mit anderen Worten werden durch das intervallweise Anlegen einer Vorsorgungsspannung zum Betrieb des LED-Moduls und der darauf enthaltenen LED-Chips und somit durch intervallweises Betreiben des LED-Moduls und dem damit hervorgerufenen schichtweisen Aushärtens der
Vergussmasse die Leuchtstoffpartikel während des Absinkens in einer gewünschten (möglichst noch nicht wesentlich abgelenkten) Position quasi eingefroren. Die Vergussmasse muss dabei allerdings nicht vollständig aushärten, sondern nur derart fest werden, dass eine weitere Bewegung (Ablenkung) der Leuchtstoffpartikel in der ausgehärteten Schicht verhindert bzw. im Wesentlichen verhindert wird.
Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
Aufsieben von Leuchtstoffpartikeln auf das zumindest eine Lichtfeld;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip.
Beispielsweise können die Leuchtstoffpartikel dabei vor dem Aufsieben in eine Flüssigkeitsmatrix eingebettet werden, also quasi nass aufgesiebt werden oder auch als (vorzugsweise trockenes) Leuchtstoffpulver auf das zumindest eine Lichtfeld aufgesiebt werden. Durch ein Aufsieben der Leuchtstoffpartikel vor dem Füllen des Lichtfelds mit flüssiger Vergussmasse kann der Schritt des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel und die damit einhergehende Ablenkung der Leuchtstoffpartikel vermieden werden, so dass eine homogenere Verteilung der Leuchtstoffpartikel an und um den LED-Chip bzw. den LED-Chips bereitgestellt werden kann. Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul wird hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED- Chip angeordnet ist;
- Auftragen von Leuchtstoffpartikeln auf das zumindest eine Lichtfeld mittels eines Sprühnebelbeschichtungsschritts;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse auf den LED-Chip.
Anstatt eines Aufsiebens der Leuchtstoffpartikel eignet sich auch ein
Sprühnebelverfahren zur Bereitstellung einer homogeneren Verteilung der
Leuchtstoffpartikel an und um den LED-Chip bzw. den LED-Chips. Auch hier kann der Schritt des Absinkens der Leuchtstoffpartikel vermieden werden, so dass auch hier eine homogenere Verteilung der Leuchtstoffpartikel bereitgestellt werden kann.
Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul umfasst zumindest:
eine Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest zwei linear angeordnete LED-Stränge mit jeweils mehreren in Reihe geschalteten LED-Chips vorgesehen ist; und wobei
die LED-Stränge mit alternierenden Polaritäten in dem zumindest einen
Lichtfelds angeordnet sind. Bei Einsatz von LED-Strängen die mehrere in Serie geschaltete LED-Chips umfassen, erhöht sich das elektrische Potential aufgrund des photoelektrischen Effekts entsprechend. Dieser Effekt kann zumindest verringert werden, wenn die LED- Stränge derart mit alternierenden Polaritäten angeordnet werden, dass sich ihre elektrischen Felder zumindest teilweise aufheben. An die einzelnen LED-Stränge und somit die mehreren in Serie geschalteten LED-Chips kann vorzugsweise direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential angelegt werden, beispielsweise eine
Gleichspannung oder eine Wechselspannung. Ein weiteres erfindungsgemäßes LED-Modul umfasst zumindest:
eine Modulplatte vorzugsweise mit zumindest einem Damm, der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds mehrere LED-Chips vorgesehen ist; und wobei
die LED-Chips in alternierender Polarität zueinander in dem zumindest einen Lichtfelds angeordnet sind.
Weiterhin kann die Ablenkung der Leuchtstoffpartikel aufgrund der elektrischen Felder der LED-Chips zumindest verringert werden, wenn die LED-Chips derart im Lichtfeld mit alternierenden Polaritäten zueinander angeordnet werden, dass sich ihre elektrischen Felder zumindest teilweise aufheben. Dabei können beispielsweise mehrere in einer Reihe oder einer Spalte angeordnete LED-Chips jeweils mit alternierender Polarität angeordnet werden, so dass sich deren elektrischen Felder zumindest teilweise aufheben.
Vorzugsweise sind die in einem erfindungsgemäßen LED-Modul eingesetzten
Leuchtstoffpartikel anorganischer Leuchtstoffpartikel, beispielsweise ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, ZnTe, CdTe, (Ca3Sc2Si3012: Ce3+), Ortho-Silikate (BOSE), Granate (YAG: Ce3+, (YGd)AG: Ce3+, LuAG: Ce3+), Oxides (CaSc02: Eu2+), SiALONs (a-SiALON: Eu2+, b- SiALON: Eu2+), Nitride (LagSieNn: Ce3+, CaAlSiN3:Ce3+), Oxy-Nitride (SrSi2N202: Eu2+, (Ca,Sr,Ba)Si2N202: Eu2+). Allgemein können als Leuchtstoffe jegliche Stoffe/ Partikel eingesetzt werden, die durch Licht, das von den verwendeten LED-Chips emittiert werden kann, anregbar sind und daraufhin ein sekundäres Lichtspektrum abgeben.
Vorteilhafterweise ist die in einem erfindungsgemäßen LED-Modul eingesetzte Vergussmasse eine Vergussmasse auf Silikon- und/oder Epoxidbasis, welche in den für die Funktion wichtigen spektralen Bereichen vorzugsweise bereits im flüssigen und vorzugsweise zumindest im vernetzten Zustand vollständig transparent ist. Die Vergussmasse kann ferner Streupartikel zur homogeneren Lichtdurchmischung umfassen.
Vorteilhafterweise weist der in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eingesetzte Damm bzw. weisen die eingesetzten Dämme (falls das LED-Modul mehrere
Lichtfelder aufweisen soll) eine in Draufsicht gesehene Breite zwischen 50 μπι und 2 mm auf, vorzugsweise zwischen 100 μπι und 1 mm und besonders bevorzugt zwischen 300 um und 800 μπι. Ein solcher Damm bzw. eine Dammstruktur kann dabei entweder unmittelbar auf der Modulplatte gebildet werden, beispielsweise durch das Auftragen und das Ausgehärten eines geeigneten Materials (beispielsweise durch ein Dispensverfahren) oder zunächst als separates Bauteil hergestellt werden, das anschließend mit der Modulplatte verbunden wird.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips auf einem Trägermaterial, Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse über dem LED-Chip,
wobei die Vergussmasse wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält,
wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip angelegt wird.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Leuchtvorrichtung, die zumindest eines der oben beschriebenen LED-Module umfasst.
4. Beschreibung von bevorzugten Ausfiihrungsformen
Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung der Figuren gegeben. Darin zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls während des Herstellungsprozesses;
Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls während des Herstellungsprozesses;
Figur 3 eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls während des Herstellungsprozesses; und
Figur 4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen LED-Moduls während des Herstellungsprozesses.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines LED-Moduls 1, zusammen mit den jeweils besonders bevorzugten Herstellungsverfahren eines solchen LED- Moduls 1 mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 erläutert.
In einem ersten Schritt wird eine Modulplatte 2 mit (zumindest) einem Damm 3, der vorzugsweise ein im Wesentlichen kreisförmiges Lichtfeld umgrenzt, bereitgestellt. Innerhalb des Lichtfelds ist eine Vielzahl von LED-Chips 4 angeordneten. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in den Figuren jeweils nur einem LED-Chip exemplarisch ein Bezugszeichen zugeordnet. Die LED-Chips 4 sind dabei besonders bevorzugt in Reihen und Spalten im Lichtfeld angeordnet sind, so dass eine im Wesentlichen homogene Verteilung von LED-Chips 4 auf dem Lichtfeld erreicht werden kann. Alternativ zu dem gezeigten kreisförmigen Damm 3 besteht auch die Möglichkeit mehrere miteinander verbundener oder jeweils separat angeordneter Dämme auf der Modulplatte 2 vorzusehen.
Vorzugsweise weist der Damm 3 eine in Draufsicht gesehene Breite zwischen 50 μπι und 2 mm auf. Der Damm 3 kann dabei entweder unmittelbar auf der Modulplatte 2 gebildet werden oder zunächst als separates Bauteil hergestellt werden, das anschließend mit der Modulplatte 2 verbunden wird.
Als LED-Chips 4 können je nach Anwendung blauleuchtende, rotleuchtende, grünleuchtende, gelbleuchtende, im UV-Bereich leuchtende LED-Chips oder eine Mischung davon eingesetzt werden können. In einem weiteren Schritt wird in das Lichtfeld (bzw. werden in die Lichtfelder) eine fließfähige Vergussmasse 5 eingefüllt, wobei der Vergussmasse 5 Leuchtstoffpartikel (in dieser möglichst homogen verteilt) eingemischt sind. Soweit mehrere Lichtfelder vorgesehen sind, können selbstverständlich auch unterschiedliche Vergussmassen mit unterschiedlichen Leuchtstoffpartikeln bzw. unterschiedliche
Leuchtstoffpartikelmischungen verwendet werden. Die flüssige bzw. fließfähige
Vergussmasse 5, vorzugsweise eine Vergussmasse auf Silikon- und/oder Epoxidbasis, wird dabei vorzugsweise mittels eines Dispensverfahrens aufgebracht. Nach dem Füllen des Lichtfelds mit der fließfähigen Vergussmasse 5 beginnen die in diese eingemischten Leuchtstoffpartikel aufgrund der Schwerkraft innerhalb der
Vergussmasse 5 abzusinken und sich an und um die LED-Chips 4 abzulagern.
Wie oben bereits ausgeführt, laden sich die Leuchtstoffpartikel während des
Mischungsprozesses in der Vergussmasse positiv auf, so dass diese während des Absinkens in der Vergussmasse durch ein elektrisches Feld, das sich zwischen den Elektroden der LED-Chips aufgrund des photoelektrischen Effekts aufbauen kann, abgelenkt werden können. Im Ergebnis kann dadurch ein gewisser
Entmischungseffekt auftreten, der zu einer inhomogen Verteilung der
Leuchtstoffpartikel und damit zu einer inhomogenen Lichtabgabe des LED-Moduls führen kann. In den Figuren l bis 4 sind nunmehr besonders bevorzugte, unterschiedliche
Lösungen gezeigt, die einen solchen Entmischungseffekt verringern bzw. verhindern können.
Eine in Figur 1 gezeigte Lösung kann dadurch bereitgestellt werden, dass zumindest die LED-Chips 4 während des Absinkvorgangs abgedunkelt werden, so dass kein bzw. nur ein erheblich verringerter photoelektrischer Effekt auftritt, so dass keine bzw. eine erheblich reduzierte Ablenkung der positiv geladenen Leuchtstoffpartikel auftritt. Eine derartige Verdunklung ist somit eine Form eines indirekten Anlegens eines vorbestimmten Potentials an die LED-Chips 4. Eine solche Verdunklung kann beispielsweise durch eine auf dem LED-Modul 1 angeordnete Folie 6 (vorzugsweise eine dunkle oder schwarze) erfolgen. Die Folie 6 wird dabei nach dem Füllen mit der Vergussmasse 5 derart auf dem LED-Modul 1 angeordnet, dass zumindest die LED- Chips 4 abgedeckt und damit abgedunkelt werden. Die Folie 6 kann dabei derart ausgebildet sein, dass kein Licht mehr an die LED-Chips 4 gelangen kann oder nur noch Licht, das außerhalb des (Haupt-) Absorptionsspektrums der LED-Chips 4 liegt, so dass kein photoelektrischer Effekt mehr auftritt bzw. dieser erheblich reduziert werden kann.
Wie in Figur 2 gezeigt besteht ferner die Möglichkeit das LED-Modul 1 zumindest während die Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse 5 absinken, innerhalb einer abgedunkelten Umgebung, beispielsweise innerhalb eines abgedunkelten Kanals 10 anzuordnen. Anstelle eines solchen abgedunkelten Kanals 10 kann auch die
Herstellung bzw. einzelnen Schritte der Herstellung in einer entsprechend abgedunkelten Umgebung erfolgen oder nur mit Licht beleuchtet werden, das Licht abstrahlt, das außerhalb des (Haupt-) Absorptionsspektrums der LED-Chips 4 liegt, so dass kein photoelektrischer Effekt mehr auftritt bzw. dieser erheblich reduziert werden kann. Eine derartige Herstellung in einer entsprechend abgedunkelten Umgebung ist somit eine Form eines indirekten Anlegens eines vorbestimmten Potentials an die LED-Chips 4.
In Figur 3 ist eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung des genannten
Entmischungseffekts gezeigt. Wie in Figur 3 gut zu erkennen ist, wird bei dieser Lösung das LED-Modul 1 zumindest während die Leuchtstoffpartikel in der
Vergussmasse 5 absinken schräg zur Horizontalen gelagert, so dass die auftretende Ablenkung der Leuchtstoffpartikel durch die Schwerkraft möglichst kompensiert werden kann und die Leuchtstoffpartikel wiederum möglichst geradlinig in der noch Vergussmasse 5 absinken können. Je nach Ladung der Leuchtstoffpartikel und je nachdem wie hoch das elektrische Potential zwischen den Elektroden des LED-Chips ist, ist der Winkel der Schrägstellung des LED-Moduls während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel entsprechend anzupassen, um ein im Wesentlichen lineares Absinken der Leuchtstoffpartikel zu ermöglichen.
Das LED-Modul 1 der Fig. 4 enthält einen oder - wie gezeigt - mehrere LED-Chips 4, die zur Lichtabgabe betrieben werden können. Beispielsweise können die LED-Chips 4 dazu ausgelegt sein, im Betrieb blaues Licht abzugeben. Es ist aber auch möglich, verschiedenartige LED-Chips 4 in dem LED-Modul 1 zu verbauen, die Licht unterschiedlicher Farben beziehungsweise Wellenlängen abgeben. Die LED-Chips 4 sind auf einem Träger 2, beispielsweise einer Leiterplatte wie etwa einem PCB, aufgebracht. Vorzugsweise ist eine Oberfläche des Trägers 2, auf welcher die LED- Chips 4 aufgebracht sind, reflektierend. Vorzugsweise sind die LED-Chips 4 in dem LED-Modul 1 in Serie mit Bonddrähten 7 kontaktiert. Jeder LED-Chip 4 ist dabei vorzugsweise mit wenigstens zwei Bonddrähten 7 angeschlossen. Über die Bonddrähte 7 können die LED-Chips 4 für den Betrieb des LED-Moduls 1 mit Spannung versorgt und angesteuert werden. Während des Herstellungsverfahrens 100 des LED-Moduls 1 ist es möglich, die LED-Chips über die Bonddrähte 7 mit der zweiten Polarität zu laden. In dem LED-Modul 1 sind die LED-Chips 4 insbesondere innerhalb eines Damms 3 angeordnet. Der Damm 3 kann dabei die LED-Chips 4 wie in Fig. 3 angedeutet zumindest teilweise umschließen, beispielweise ringförmig. Zum Betreiben des LED- Moduls 1 sind wenigstens zwei Bonddrähte 7 nach außerhalb des Damms 3 zu wenigstens zwei Bondpads 8 geführt. Die Bondpads 8 können ferner direkt oder indirekt an eine Betriebsspannungsquelle angeschlossen werden.
Innerhalb des Damms 3 sind die LED-Chips 4 in ein Matrixmaterial, beispielweise eine Silikonmatrix, eingebettet. Das LED-Modul 1 ist also vorzugsweise mittels der Technik des Dämmens und Füllens („Dam and Fill") hergestellt. Das Matrixmaterial ist vorzugsweise voll transparent für das Licht aus den LED-Chips 4 und schützt die LED-Chips 4 und deren Beschichtungen vor äußeren Einflüssen. Ferner sind in dem Matrixmaterial auch Farbkonversionspartikel 3 bereitgestellt. Die
Farbkonversionspartikel 3 sind dabei insbesondere auf den dem Träger 2
abgewandten Oberflächen und auf den Seitenflächen der LED-Chips 4 jeweils mit gleichmäßiger Stärke abgelagert. Dies ist durch das oben beschriebene
erfindungsgemäße Verfahren 100 erreichbar.
Die Farbkonversionspartikel 3 können beispielsweise Leuchtstoffe sein, die das Licht der LED-Chips 4 zumindest teilweise in seiner Wellenlänge konvertieren. Falls die LED-Chips 4 beispielweise im blauen Spektralbereich emittiere, so kann
beispielsweise durch einen im gelben Spektralbereich abstrahlendes
Farbkonversionsmaterial für die Farbkonversionspartikel 3 insgesamt von dem LED- Modul 1 weißes Licht erzeugt werden. Durch eine entsprechende Wahl des
Farbkonversionsmaterials der Farbkonversionspartikel 3 und der Art
(Emissionswellenlänge) der LED-Chips 4 sind unterschiedliche Farben und
Farbmischungen des von dem LED-Modul 1 abgegebenen Lichts erzeugbar.
Es ist in Fig. 3 ferner zu sehen, dass in dem LED-Modul 1 zwischen den LED-Chips 4 keine Farbkonversionspartikel 3 auf der Oberfläche des Trägers 2 abgelagert sind. Die Farbkonversionspartikel 3 sind insbesondere nur auf und seitlich an den LED-Chips 4 angelagert. Dadurch liegt die Trägeroberfläche zwischen den LED-Chips 4 frei und ist zumindest dort vorzugsweise reflektierend gestaltet, um die Lichtauskopplung aus dem LED-Modul 1 zu unterstützen und zu optimieren. Wie in Fig. 3 durch die Pfeile angedeutet ist tritt im Betreib des LED-Moduls 1 Licht aus jedem der LED-Chips 4 aus und passiert dann unabhängig von seinem Abstrahlwinkel eine in etwa gleich dicke Schicht aus Farbkonversionspartikeln 3. Dadurch wird gewährleistet, dass von jedem LED-Chip 4 ein sehr gleichmäßiges insbesondere gleichfarbiges Licht abgestrahlt wird. Somit wird insgesamt die Gleichmäßigkeit des vom LED-Modul 1 im Betrieb abgegebenen Lichts insbesondere dessen Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel deutlich verbessert. Es wird auch noch darauf hingewiesen, dass sich auch auf den Bonddrähten 5, welche die LED-Chips 4 des LED-Moduls 1 miteinander verbinden, Farbkonversionspartikel 3 ablagern können. Die Bonddrähte 7 werden teilweise sogar von
Farbkonversionspartikeln 3 eingehüllt.
Zur Erzeugung der Farbkonversionsbeschichtung der LED-Chips 4 werden zunächst die Farbkonversionspartikel 3, vorzugsweise vermischt in und mit dem
Matrixmaterial, zwischen den Damm 3 und über die LED-Chips 4 dosiert. Eine Viskosität des Matrixmaterials wird vorzugsweise derart gewählt, dass sich die Farbkonversionspartikel 3 in dem Matrixmaterial verteilen und darin migrieren können. Herkömmlicherweise würde nun ein Niederlassungsprozess der
Farbkonversionspartikel 3 beginnen, bei dem sich die Farbkonversionspartikel 3 rein schwerkraftgetrieben auf den Oberflächen der LED-Chips 4 beziehungsweise des Trägers 2 ablagern würden, bevor das Matrixmaterial ausgehärtet wird. Erfindungsgemäß wird dieser Niederlassungsprozess aber durch das Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die LED-Chips 4 unterstützt oder zumindest beeinflußt. Das Anlegen eines vorbestimmten Potentials an die LED-Chips kann durch das Anlegen einer entsprechenden Spannung wie beispielsweise eine Gleich- oder Wechselspannung an die LED-Chips 1 erfolgen. Das bedeutet, es entsteht zumindest ein definiertes elektrisches Feld zwischen den LED-Chips 4 und den
Farbkonversionspartikeln 3.
Zusätzlich kann auch an den Träger 2 ein vorbestimmtes Potential angelegt werden. Dies kann durch das Anlegen einer Spannung an den Träger 2 erfolgen. Dadurch können beispielsweise absinkende Farbkonversionspartikel 3 an der Ablagerung auf der Oberseite des Trägers 2 gehindert werden. Insbesondere werden die
Farbkonversionspartikel 3 von der Trägeroberseite abgestoßen, so dass die
Beschichtung der Seitenflächen der LED-Chips 4 weiter unterstützt wird und vor allem erreicht wird, dass die Schicht auf der Oberseite und auf den Seitenflächen der LED-Chips 4 von gleichmäßiger Stärke ist. Außerdem wird begünstigt, dass die Farbkonversionspartikel 3 von der Oberseite des Trägers 2 zwischen den LED-Chips 4 und zwischen den äußersten LED-Chips 4 und dem Damm 3 ganz oder weitgehen verdrängt werden. Diese Farbkonversionspartikel 3 werden dann zu den Seitenflächen der LED-Chips 4 hin gedrängt und lagern sich dort aufgrund der angelegten
Spannung an. Dadurch bleiben die Zwischenräume auf der Trägeroberseite weitgehend frei von Farbkonversionspartikeln 3 und bilden vorzugsweise
reflektierende Flächen.
Beispielsweise kann das vorbestimmte Potential durch von einer Spannungsquelle 9 erzeugte Spannung U+ angelegt werden. An die LED-Chips 4 wird über die Bondpads 8 und die Bonddrähte 7 eine von vorzugsweise derselben Spannungsquelle 9 erzeugte Spannung U+ angelegt. Aufgrund der Spannung U+ kann sich auf der Oberseite der LED-Chips 4 ein elektrisches Feld aufbauen, das die geladenen
Farbkonversionspartikel 3 zu den LED-Chips 4 hin zwingt. Dadurch kann der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 beschleunigt werden und es lagern sich die Farbkonversionspartikel 3 auf den Oberseiten und den Seitenflächen der LED-Chips 4 an.
Die Spannung U+ an den LED-Chips 4 kann vorzugsweise zwischen 20-100 V, mehr bevorzugt zwischen 40-80 V, noch mehr bevorzugt bei 60 V liegen.
Beispielsweise kann das vorbestimmte Potential durch ein Kurzschließen der
Bondpads 8 und somit der LED-Chips 4 angelegt werden. Durch ein Kurzschließen der LED-Chips 4 wird über die Bondpads 8 und die Bonddrähte 7 wird erreicht, dass das gleiche Potential an allen LED-Chips 4 und auch an allen Teilen und Elektroden der LED-Chips 4 anliegt. Aufgrund des Kurzschließens der LED-Chips 4 kann erreicht werden, dass sich auf der Oberseite der LED-Chips 4 ein gleichmäßiges elektrisches Feld aufbauen kann, und das die geladenen Farbkonversionspartikel 3 zu den LED- Chips 4 hin gleichmäßig absinken. Dadurch kann der Niederlassungsprozess der Farbkonversionspartikel 3 beeinflußt werden und es lagern sich die
Farbkonversionspartikel 3 auf den Oberseiten und den Seitenflächen der LED-Chips 4 an. Zusätzlich oder alternativ können die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips geerdet werden. Beispielsweise können die Bondpads 8 mit einem
Erdanschluß, beispielsweise mit einem Masse-Anschluß verbunden werden.
Es das vorbestimmte Potential auch durch eine sich ändernde angelegt Spannung gebildet werden, womit über die Zeit unterschiedlich hohe angelegte Spannungen U+ angelegt werden. Das bedeutet, dass die elektrischen Felder an den LED-Chips 4 jeweils gezielt eingestellt werden können, vorzugsweise sogar über die Zeit veränderlich. Dadurch kann eine Menge und/oder eine Ablagerungsform der
Farbkonversionspartikel auf den Oberseiten bzw. Seitenflächen der LED-Chips 4 feineingestellt werden, insbesondere auch leicht inhomogen über den Verlauf der Oberseite und/oder der Seitenflächen der LED-Chips 1. Dadurch kann die
Farbhomogenität des fertig hergestellten LED-Moduls 1 nochmals verbessert werden. Insbesondere ist es durch ein geeignetes Einstellen der Spannungen U+ auch möglich, die Farbhomogenität über den Abstrahlwinkel zu perfektionieren. Der Träger 2 könnte dabei im Übrigen auch direkt mit einer Spannung beaufschlagt werden, um ihn zu laden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls l, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips 4 auf einem Trägermaterial 2, Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse 3 über dem LED-Chip 4,
wobei die Vergussmasse 3 wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält,
wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip 4 angelegt wird. Durch die in den besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen und den oben genannten weiteren Vorschlägen zur Reduzierung bzw. zur Vermeidung einer solchen Entmischung können LED-Module mit einer im Vergleich zu den bekannten LED- Modulen homogeneren Leuchtstoffpartikelverteilung bereitgestellt werden, so dass dadurch eine insgesamt homogenere Lichtabgabe bereitgestellt werden kann.
Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht auf LED-Module, die mit einem ,J)am-and-Fi'ZZ"-Verfahren hergestellt wurden beschränkt, sondern betrifft allgemein alle LED-Module, bei denen eine Vergussmasse aufgebracht wird, in denen sich Leuchtstoffpartikel noch innerhalb des Matrixmaterials (beispielsweise auf Epoxy- oder Silikonbasis) bewegen können. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Ferner sind die vorhergehenden Ausführungsbeispiele in beliebiger Weise mit- und untereinander kombinierbar. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, dass zwingend alle im Lichtfeld angeordneten LED-Chips mit Leuchtstoff versehen werden müssen.

Claims

Schutzansp rüche
Ein erfindungsgemäßes LED-Modul ist herstellbar durch ein Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips (4) auf einem
Trägermaterial (2),
- Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen)
Vergussmasse (3) über dem LED-Chip (4),
wobei die Vergussmasse (3) wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält,
wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein
vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip (4) angelegt wird.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anlegen des vorbestimmten Potentials durch ein Kurzschließen der elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED-Chips (4) erfolgt, während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse (5) absinken.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anlegen des vorbestimmten Potentials durch Anlegen einer
Wechselspannung an die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED- Chips (4) erfolgt, während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen
Vergussmasse (5) absinken, wobei vorzugsweise die Spannung und die Frequenz der Wechselspannung derart gewählt sind, dass die
Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen Vergussmasse (5) absinken.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anlegen des vorbestimmten Potentials durch Anlegen einer
Gleichspannung an die elektrischen Anschlüsse des zumindest einen LED- Chips (4) erfolgt, während die Leuchtstoffpartikel in der flüssigen
Vergussmasse (5) absinken, um die Leuchtstoffpartikel zumindest teilweise in Richtung der LED-Chips (4) abzulenken. LED-Modul (l) hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Anlegen des vorbestimmten Potentials durch Anordnen des LED- Moduls (1) innerhalb eines Magnetfelds erfolgt, während die
Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse (5) absinken, wobei die Ausrichtung und die Magnetfeldstärke des Magnetfelds derart gewählt sind, dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen
Vergussmasse (5) absinken.
Ein erfindungsgemäßes LED-Modul (1) ist herstellbar durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1,
wobei während des Dispensvorgangs wenigstens der Bereich der Vergussmasse (5) gegen Licht im Bereich des Anregungspektrums der Leuchtstoffpartikel abgeschirmt ist und somit indirekt ein vorbestimmtes Potentials an zumindest einen LED-Chip (4) angelegt wird.
7- LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2), vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist;
- Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4), wobei die Vergussmasse (5) Leuchtstoffpartikel umfasst;
- Abdunkeln des zumindest einen LED-Chips (4) derart, dass zumindest im Absorptionsspektrum des LED-Chips (4) kein Licht zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse (5) an den zumindest einen LED-Chip (4) gelangt und somit indirekt ein vorbestimmtes Potentials an zumindest einen LED-Chip (4) angelegt wird.
LED-Modul (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel das gesamte LED-Modul abgedunkelt wird.
LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel das LED-Modul (1) in einer abgedunkelten Umgebung angeordnet wird.
10. LED-Modul (l) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel das LED-Modul (1) in einer Umgebung angeordnet wird, die mit einer Lichtquelle beleuchtet wird, die sichtbares Licht außerhalb des Absorptionsspektrum des LED-Chips (4) abgibt.
11. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
zumindest eine LED-Chip (4) bzw. das LED-Modul (1) zumindest während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel durch eine zumindest im
Absorptionsspektrum des LED-Chips (4) lichtundurchlässige Folie, vorzugsweise eine dunkle oder schwarze Folie (6), abgedeckt wird.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist;
- Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4), wobei die Vergussmasse (5) Leuchtstoffpartikel umfasst;
- wobei das LED-Modul (1) zumindest während des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse (5) derart schräg zur Horizontalen angeordnet wird, dass die Leuchtstoffpartikel im Wesentlichen linear in der flüssigen Vergussmasse (5) absinken.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist;
- Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4), wobei die Vergussmasse (5) Leuchtstoffpartikel umfasst;
- wobei das LED-Modul (1) zumindest während des Absinkens der
Leuchtstoffpartikel in der Vergussmasse (5) derart beschleunigt wird, dass eine möglichst homogene Verteilung der Leuchtstoffpartikel zumindest um den Bereich des zumindest einen LED-Chips (4) bereitgestellt wird. LED-Modul (l) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist;
- Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4), wobei die Vergussmasse (5) Leuchtstoffpartikel umfasst;
- wobei nach dem Absinken der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen
Vergussmasse (5) eine gerichtete Strömung erzeugt wird, um eine möglichst homogene Verteilung der Leuchtstoffpartikel zumindest um den Bereich des zumindest einen LED-Chips (4) bereitzustellen,
wobei vorzugsweise die Strömung in der flüssigen Vergussmasse (5) durch eine in der flüssigen Vergussmasse (5) angeordnete Rühreinrichtung, insbesondere ein Mikrorührer, erzeugt wird.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1, 3 oder 4,
wobei während des Absinkens der Leuchtstoffpartikel in der flüssigen Vergussmasse (5) das LED-Modul (1) durch Anlegen des vorbestimmten Potentials intervallweise derart betrieben wird, dass die Vergussmasse (5) aufgrund der Lichtabgabe schichtweise aushärtet.
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist;
- Aufsieben von Leuchtstoffpartikeln auf das zumindest eine Lichtfeld;
- Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4).
LED-Modul (1) hergestellt nach einem Verfahren, das zumindest die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem
Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest ein LED-Chip (4) angeordnet ist; Auftragen von Leuchtstoffpartikeln auf das zumindest eine Lichtfeld mittels eines Sprühnebelbeschichtungsschritts;
Dispensen einer flüssigen Vergussmasse (5) auf den LED-Chip (4). 18. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin
umfassend:
- eine Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds zumindest zwei linear angeordnete LED-Stränge mit jeweils mehreren in Reihe geschalteten LED-Chips (4) vorgesehen ist; und wobei
- die LED-Stränge mit alternierenden Polaritäten in dem zumindest einen Lichtfelds angeordnet sind.
19. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin
umfassend:
- eine Modulplatte (2) vorzugsweise mit zumindest einem Damm (3), der zumindest ein Lichtfeld begrenzt, wobei innerhalb des Lichtfelds mehrere LED-Chips (4) vorgesehen ist; und wobei
- die LED-Chips (4) in alternierender Polarität zueinander in dem zumindest einen Lichtfelds angeordnet sind.
20. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Leuchtstoffpartikel anorganischer Leuchtstoffpartikel sind. 21. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flüssige Vergussmasse (5) eine Vergussmasse (5) auf Silikon- und/oder Epoxidbasis ist und im gehärteten Zustand vorzugsweise transparent ist.
22. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die flüssige Vergussmassen (5) durch ein Dispensverfahren aufgebracht wird.
23. LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Damm (4) eine in Draufsicht gesehene Breite zwischen 50 μπι und 2 mm aufweist, vorzugsweise zwischen 100 μπι und 1 mm und besonders bevorzugt zwischen 300 μπι und 800 μπι.
24. Leuchtvorrichtung, umfassend zumindest ein LED-Modul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
25. Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls (1), das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen wenigstens eines LED-Chips (4) auf einem
Trägermaterial (2),
- Dispensen einer nicht ausgehärteten (fließfähigen/flüssigen) Vergussmasse (3) über dem LED-Chip (4),
wobei die Vergussmasse (3) wenigstens einen Typ an Leuchtstoffpartikeln und vorzugsweise ein Matrixmaterial enthält,
wobei während des Dispensvorgangs direkt oder indirekt ein vorbestimmtes Potential an zumindest einen LED-Chip (4) angelegt wird.
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