WO2013034395A1 - Beleuchtungsvorrichtung - Google Patents

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WO2013034395A1
WO2013034395A1 PCT/EP2012/065760 EP2012065760W WO2013034395A1 WO 2013034395 A1 WO2013034395 A1 WO 2013034395A1 EP 2012065760 W EP2012065760 W EP 2012065760W WO 2013034395 A1 WO2013034395 A1 WO 2013034395A1
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light
semiconductor chips
lighting device
plate
recesses
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PCT/EP2012/065760
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French (fr)
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Raimund Oberschmid
Martin Moeck
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Osram Ag
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • Beieuchtungs orcardi It is a lighting device, for example, for room lighting, specified.
  • LED emitting diodes
  • LED-based light sources usually have the following characteristics: In order to produce mixed-colored and in particular white light, LED-based light sources usually have the following characteristics:
  • Light-emitting diode chips which are individually provided with a phosphor. So that a uniform color impression in a light source with a plurality of such LED-based
  • Light sources with individual phosphors can arise from the outset by a precise selection of the
  • LED chips and the phosphor layers are each set very precisely the radiated color. This results in high demands on an exact
  • ballasts for LED-based light sources are usually considered potential-free compact
  • At least one object of certain embodiments is to provide a lighting device having a plurality of light-emitting semiconductor chips.
  • Lighting device a support plate on which a plurality of mutually spaced apart light-emitting semiconductor chips is arranged.
  • the support plate on which a plurality of mutually spaced apart light-emitting semiconductor chips is arranged.
  • Lighting device to be suitable for room lighting.
  • the carrier plate to a plastic material and can, for example
  • the carrier plate conductor tracks or electrical contact tracks on a surface or in the
  • the carrier plate for example, a
  • the carrier plate can be a plastic layer have, which is glued to a metal plate or a metal foil.
  • the metal plate or metal foil can
  • Rear side of the support plate may be arranged.
  • the carrier plate has a reflective mounting surface, on which the plurality of light-emitting semiconductor chips is arranged.
  • the reflective mounting surface can be formed in particular by a metallically conductive layer, ie
  • the metallically conductive layer can also provide, for example, an electrical connection for the semiconductor chips and at least partially in the form of conductor tracks, contact paths and / or connection surfaces
  • the metallically conductive layer can, for example, be vapor-deposited or patterned by phototechnical means and subsequently electrolytically reinforced. It is also possible for the metallically conductive layer by others
  • the semiconductor chips are applied by gluing, for example by means of a conductive adhesive, or by soldering to the metallically conductive layer. It is also possible to electrically connect light-emitting semiconductor chips with contact terminals facing away from the carrier by bonding, that is to say by so-called bonding wires, to the metallically conductive layer. According to another embodiment, the
  • the radiating plate may comprise or be made of a transparent or translucent material, for example a plastic material or a glass.
  • the radiating plate may be formed, for example, as a diffuser, which in particular in conjunction with the reflective mounting surface of the support plate a
  • the radiation plate has over each of the plurality of light-emitting
  • the recesses have such dimensions that the
  • Diffuser material or the wavelength conversion substance is spaced from the semiconductor chips.
  • the recesses are dome-shaped.
  • the recesses are dome-shaped.
  • Ellipse sections be formed, so that the respective inner surface is in the form of a spherical shell or a
  • the recesses can be in the
  • Radiation plate for example, incorporated by embossing be. It is also possible to make the recesses in the manufacture of the radiating plate simultaneously. Rejects that
  • Radiator plate is a plastic or a glass or is made of it, the recesses in the molding of the
  • Radiation plate for example, by casting, incorporated. It is also possible to have the recesses in one
  • the recesses are formed the same, ie in particular with the same shape and the same size. It is alternatively also possible that the recesses are formed differently.
  • exactly one light-emitting semiconductor chip is in each case one
  • the recesses have a diameter which is at least twice greater than side lengths of the light-emitting semiconductor chips. Furthermore, the recesses diameter
  • adjacent recesses may preferably
  • the radiating plate is fixed to the carrier plate.
  • the carrier plate For example, the
  • Radiation plate by means of a fixed but detachable connection possibility to be attached to the support plate.
  • the radiating plate by means of clamping nails be connected to the carrier plate.
  • the clamping nails which may be formed, for example, as plastic nails or plastic rivets, can by the light emitting surface of the radiating plate through the radiating plate and the
  • Carrier plate through to a back of the support plate, where they are connected with Klemmnagelkappen in a clamping connection.
  • the radiating plate and the carrier plate may have holes through which the clamping nails protrude.
  • the clamping nails can also others
  • Connecting pins are used, such as screws.
  • the radiating plate can also be mounted laterally displaceable on the support plate, for example with
  • Connecting pins such as clamping nails or
  • Support plate and / or the radiating plate which have a larger diameter than the connecting pins or which are designed for example as slots.
  • one or more or all of the semiconductor chips may be monochromatic light or else
  • a semiconductor chip can be a light-emitting
  • Wavelength conversion element in the form of a Phosphor layer, a phosphor plate or a phosphor-containing potting is applied, the
  • the semiconductor chips may in particular be formed as epitaxially grown semiconductor layer sequences or in each case an epitaxially grown one
  • Semiconductor layer sequence may comprise an arsenide, phosphide and / or nitride compound semiconductor material, which is formed in accordance with the desired light in terms of its composition and in terms of its layer structure.
  • an arsenide, phosphide and / or nitride compound semiconductor material which is formed in accordance with the desired light in terms of its composition and in terms of its layer structure.
  • the semiconductor chips are equal to one another and emit at least substantially the same light. "Essentially the same light” and “same semiconductor chips” means here and in the
  • the semiconductor chips may preferably emit blue light.
  • the light of the semiconductor chips can continue as below
  • the illumination device can emit mixed-colored light.
  • semiconductor chips emitting different colors are used, which do not start until the
  • Semiconductor chips is generated. This may also make it possible, for example, for information, for example traffic information, notes or logos, such as company logos, to be clearly color readable on the light emitting surface, while white light is perceived by the arrangement of differently colored semiconductor chips at a location to be illuminated.
  • information for example traffic information, notes or logos, such as company logos
  • white light is perceived by the arrangement of differently colored semiconductor chips at a location to be illuminated.
  • Such an unusual experience has hitherto been known, for example, only from polished glass prisms of chandeliers, in which colored areas of the lamp are artificially caused by white light.
  • the semiconductor chips on the carrier plate are spaced apart from one another in such a way
  • Side lengths for semiconductor chips may for example be less than or equal to a few millimeters, in particular less than or equal to 1 millimeter.
  • the semiconductor chips having a density of about 1 semiconductor chip per
  • Carrier plate allows for a large jet area
  • the lighting device can be a large light emitting surface associated with a small
  • the metallically conductive layer has a significantly larger area than the area occupied by the semiconductor chips, whereby an effective heat distribution on the carrier plate is achieved.
  • the semiconductor chips can be adhesively bonded or soldered onto the metallically conductive layer in an electrically conductive manner, so that the metallically conductive layer simultaneously
  • the carrier plate has an insulating layer, for example a plastic layer on which the metallically conductive layer is applied, and if the insulating layer has sufficiently high electrical insulation of contact possibilities, the entire interconnection of the light-emitting semiconductor chips can, for example, also be based on the power grid potential. It can be simple low-loss power supplies with voltages of several times the respective individual voltage of a semiconductor chip used become. Below, an embodiment of a suitable electrical circuit is described.
  • Semiconductor chips on the support plate, in particular on the metallically conductive layer, is essentially determined by the physically limited air-heat transfer rate with natural convection of a maximum of about 10 W / (Km 2 ), wherein the natural convection still by a
  • Heat radiation can be supplemented in the best of the same order of magnitude.
  • the carrier plate has a plurality of webs on the mounting surface and / or on the rear side opposite the mounting surface.
  • the webs may be formed, for example, in the form of profile knobs or web-shaped elevations. By the webs, for example, an increase in the stability of the webs
  • Carrier plate can be achieved.
  • the ⁇ can be achieved.
  • the ⁇ can be achieved.
  • the ⁇ can be achieved.
  • the ⁇ can be achieved.
  • Carrier plate between the webs have a thickness of about 0.5 mm to about 2 mm, while the webs may have a web height in the order of 0.3 mm to 2 mm, the boundaries are respectively included, whereby the material of the support plate mechanical Strength and thus security against bending and twisting can be given.
  • the radiating plate may have grooves on the side facing the carrier plate in which on the mounting side of the
  • Support plate existing webs are arranged. As a result, an increase in the stability of the connection between the carrier plate and the radiating plate can be achieved.
  • Mounting surface opposite back are arranged, for example, also serve for cooling.
  • Main cooling air flow are, in natural convection so perpendicular to the later operating orientation of the
  • the back webs can be particularly preferably along the
  • Air flow direction to achieve a chimney effect thus can be a mechanical stiffening and at the same time
  • the radiating plate has a web-shaped structure on the light outcoupling surface.
  • the carrier plate or at least the rear side of the carrier plate facing away from the mounting surface has a material or a coating which has good heat radiation.
  • a heat emissivity In particular, under a good heat radiation, a heat emissivity
  • Heat emission can, for example, using glass as
  • Material of the carrier plate can be achieved.
  • the carrier plate In the case of a back coating of the carrier plate, the
  • Coating in particular be rough, for example, formed by a radiator paint or a suitable paint or a glaze.
  • Metal plate or metal foil may have, for example, webs described above and / or a heat-radiating surface coating described above.
  • Surface coating for example, be designed as Eloxal Mrs. Furthermore, it is also possible to design as Eloxal Mrs. Furthermore, it is also possible to design as Eloxal Mrs. Furthermore, it is also possible to design as Eloxal Mrs.
  • the wavelength conversion substance can be arranged in the form of a phosphor directly on the semiconductor chips. Particularly preferred is the
  • Wavelength conversion material but arranged in the recesses of the radiating plate. It is also possible that both directly on a semiconductor chip and on the
  • the wavelength conversion substances may be the same or different, to a desired
  • the primary light and the secondary light may be one or more wavelengths and / or wavelength ranges in an infrared to
  • the primary light may be a wavelength range of one
  • the primary light and the secondary light may have ultraviolet to green wavelength range, while the secondary light may have a wavelength range from a blue to infrared wavelength range.
  • the primary light and the secondary light may have ultraviolet to green wavelength range, while the secondary light may have a wavelength range from a blue to infrared wavelength range.
  • the primary light preferably give a blue-colored luminous impression and the secondary light a yellow-colored luminous impression caused by spectral
  • the wavelength conversion substance may comprise one or more of the following materials: rare earth and alkaline earth metal garnets, for example YAG: Ce 3+ , nitrides, nitridosilicates, sions, sialones, aluminates, oxides,
  • Halophosphates orthosilicates, sulfides, vanadates and
  • Wavelength conversion material additionally or alternatively comprise an organic material selected from a group
  • Wavelength conversion substance in the recesses may in each case comprise suitable mixtures and / or combinations of the stated materials.
  • the material or materials for the wavelength conversion substance may be in the form of particles which may have a size of 2 to 10 ⁇ m. According to a further embodiment is to the
  • the scattering particles have or may be formed by, for example, a
  • Metal oxide such as titanium oxide or aluminum oxide such as corundum, and / or have glass particles or may be therefrom.
  • the scattering particles can be diameter or
  • the transparent matrix material can be any transparent matrix material and / or chemically be bound.
  • the transparent matrix material can be any transparent matrix material.
  • siloxanes for example, siloxanes, epoxies, acrylates,
  • Methyl methacrylates imides, carbonates, olefins, styrenes, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers,
  • the matrix material may comprise or be an epoxy resin, polymethylmethacrylate (PMMA), polystyrene, polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • polystyrene polystyrene
  • polycarbonate polyacrylate
  • polyacrylate polyurethane
  • silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof.
  • Wavelength conversion material in the recesses may be distributed homogeneously in the matrix material. Furthermore, in one or more or all recesses, a combination of a plurality of said materials for the
  • Diffuser material and / or the wavelength conversion substance may be arranged, which mixed or in different
  • Layers can be present.
  • the diffuser material and / or the wavelength conversion substance formed on the inner surface layered As a result, the diffuser material and / or the
  • Wavelength conversion material in particular spaced from the respective associated light-emitting semiconductor chips in the recess to be arranged.
  • the diffuser material and / or the wavelength conversion substance may be evenly distributed over the inner surface of a recess. Alternatively, it is also possible that one
  • Wavelength conversion substance for example by a
  • Sedimentation method or other suitable method uneven in terms of its composition and / or is applied with respect to its thickness in a recess, for example, a desired
  • the radiation plate in at least some or all recesses on the inner surface facing the semiconductor chips one
  • Reflector layer having for the of
  • Wavelength conversion material has reflected secondary light reflecting and for that of the semiconductor chips
  • Reflector layer for example, in the form of such
  • Inner surface of a recess can the
  • Wavelength conversion substance thermally separated from
  • Conversion loss heat can rather be delivered via the radiating plate to the ambient air at the light output surface, whereby the wavelength conversion material and also the semiconductor chip can be kept cooler than in the case of a directly arranged on a semiconductor chip
  • Wavelength conversion substance on the inner surface of the Recess over the semiconductor chip with respect to a direct chip coating larger converter layer surface, whereby the power density of the primary light in
  • Wavelength conversion substance is lower. This is a significantly lower aging of the
  • Wavelength conversion material to be expected.
  • the carrier plate is equipped with the light-emitting semiconductor chips.
  • the semiconductor chips can all emit the same light, in particular blue light.
  • Semiconductor chips which result in slightly different color locations and / or wavelength ranges of the respectively emitted light, can be detected by means of a short operation of the semiconductor chips and a preferably fast,
  • Wavelength conversion materials and their respective
  • Distributions can be calculated on the inner surfaces of the recesses of the radiating plate, which are required that over the entire radiating plate as uniformly bright and the same color, such as white, light can be emitted. For example, at by the
  • Wavelength conversion materials can be compensated.
  • Radiation plate can be followed in an automatic process, after which the radiation plate with the carrier
  • the radiation plate distributed for diffuse scattering in the radiation plate
  • the scattering particles which can be melted in, for example, in the production of the radiating plate, for example, a previously described
  • the radiating plate has a translucent, light-scattering coating on the light output surface.
  • the radiation plate on the light output surface scattering structures for example in the form of depressions or elevations, which
  • the radiating plate on the light output surface may be evenly or randomly distributed on the light output surface. Additionally or alternatively, it is also possible that the radiating plate on the light output surface.
  • the lighting device is particularly preferably spatially
  • Radiating plate is arranged downstream of the recesses, wherein in the recesses a wavelength conversion substance
  • Plastic layer or plate are formed, on which the semiconductor chips are electrically and simultaneously thermally connected.
  • the radiation plate preferably has scattering structures on the light emission surface and / or the light emitting surface opposite
  • the radiation plate has a lenticular shape over at least some recesses
  • the surface structure can be any shape on.
  • the surface structure can be any shape on.
  • the lenticular surface structure in the form of a recess, ie concave, as a depression in the
  • Lenticular surface structures can be incorporated simultaneously as described above for the recesses in producing the radiating plate, for example by a stamping or rolling process or by a casting process by which the radiating plate, for example from a
  • Plastic material or glass is produced. It is also possible to use the lenticular surface structures
  • the material of the lenticular surface structures may be the same as for the radiating plate or another.
  • Lighting device an electrical circuit for
  • the electrical circuit which may allow, for example, the operation of the lighting device with mains voltage, for example, a non netzpotentialbuilds
  • Support plate with the semiconductor chips and the radiating plate are made particularly filigree.
  • the lighting device described here can be any lighting device.
  • the heat for example, directly to the environment, so the room air, are delivered without additional fans and the associated noise development must be taken into account.
  • the mechanical assembly can be done easily, at the same time the electrical contact and the heat dissipation and the high voltage insulation, for example, up to 4 kV, can be made possible.
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • Figures 2A to 7C are schematic representations of
  • FIG. 8 shows schematic representations of arrangements of
  • Figure 9 is a schematic representation of an electrical
  • FIG. 1 shows a section of a lighting device 100 according to a first exemplary embodiment.
  • Lighting device 100 has a plurality of
  • Support plate 8 are arranged.
  • the support plate has in the embodiment shown, a plastic plate or plastic layer on which as a reflective
  • Mounting surface 89 is disposed a metallically conductive layer, in addition to the reflection of the of
  • Light emitting semiconductor chips 1 emitted primary light can also serve to electrically connect the semiconductor chips 1.
  • the light-emitting semiconductor chip 1 is in
  • the radiation plate 20 Downstream of the radiation plate 20, which has a light output surface 29, which faces away from the semiconductor chip 1 and over which the light emitted from the semiconductor chip 1 light from the illumination device 100 can be emitted.
  • the radiation plate 20 has the light emitting
  • Recesses 22 has an inner surface 28 on which a wavelength conversion substance 21 is arranged.
  • the wavelength conversion substance 21 may also have a diffuser material on the inner surfaces 28 of FIG.
  • Recesses 22 may be arranged.
  • the semiconductor chips 1 can, for example, emit blue light, which is partially converted by the wavelength conversion substance 22 into yellow and / or green and red secondary light, so that the illumination device 100 emits white light during operation.
  • the light-emitting semiconductor chips 1 radiate in
  • Composition and / or its thickness are fitted in order to achieve the highest possible homogeneity over the Lichtabstrahl Structure 29 both in terms of radiated brightness and the radiated color locus.
  • exactly one semiconductor chip 1 is followed by a recess 22 in each case.
  • a plurality of semiconductor chips 1 are arranged within a recess 22.
  • the carrier 8 has approximately one
  • the radiating plate 20 is made of a plastic material or a glass that is transparent, ie transparent, or
  • the illumination device 100 can be designed in any desired size and can have, for example, more than 100 light-emitting semiconductor chips 1. A suitable electrical circuit for operating the lighting device 100 is shown in conjunction with FIG.
  • Lighting device 100 is.
  • the illumination device 101 according to the exemplary embodiment in FIGS. 2A and 2B, which respectively show a schematic sectional view and a plan view of the light outcoupling surface 29 of the illumination device 101, has, in addition to the illumination device 100 of the exemplary embodiment in FIG. 1, the rear side 88 facing away from the semiconductor chips 1 Support plate 8 a plurality of webs 33. These serve on the one hand the stiffening of the
  • the webs 33 may be in the form of profile nubs, based on the
  • the support plate 8 and the radiating plate 20 are connected to each other by means of clamping nails 31. These are formed as plastic nails, protrude through the radiating plate 20 and the support plate 8 and are clamped with arranged on the back 88 of the support plate 8 Klemmnagelkappen 32.
  • Radiating plate 20 and the support plate 8 fixed but also releasably stapled together.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a lighting device 102.
  • This has as so-called flip-chip semiconductor chips 1, which are arranged on a metallically conductive layer 4 of the carrier 8 and connected to this electrically conductive. This is between the back
  • a connecting layer 6 for example in the form of a
  • Conductive adhesive or a solder layer arranged.
  • Semiconductor chips 1 are furthermore by means of a transparent potting 18 on the metallically conductive layer 4th
  • the carrier 8 further comprises a plastic plate on which the metallically conductive layer 4 is applied, and whose rear side 88 has webs 33.
  • the plastic plate of the support plate 8 has in the illustrated embodiment, a thickness dL of about 0.5 mm to about 2 mm, while the above arranged radiating plate 20 has a thickness d2 of about 1 mm to about 2 mm, wherein the boundaries are each included.
  • the webs 33 on the back 88 of the support plate 8 have a height of about 0.3 mm to about 2 mm, so that by the webs 33, the lighting device 102 can be significantly stiffened and so mechanical resistance to bending and twisting can be achieved that otherwise cracks in the
  • Connection layer 6 could lead semiconductor chip 1 and the metallically conductive layer 4.
  • a surface coating 34 for example in the form of a heart body color, which has a high heat emissivity of as close to 1 in a temperature range of 50 ° C to 100 ° C, for example, preferably at about 80 ° C.
  • Temperature can be the typical operating temperature of the
  • Lighting device 102 correspond.
  • the radiating plate 20 has, as clearly shown in Figure 3, dome-shaped recesses 22 which are spherical or elliptical and which are preferably embossed or cast.
  • the recesses 22 continue to have one
  • Diameter which is at least twice the side length of each arranged in a recess 22
  • Semiconductor chips 1 corresponds.
  • Wavelength conversion substance 21 can thereby be arranged thermally separated from the respective semiconductor chip 1, whereby the advantages described above in the general part can be achieved.
  • Wavelength conversion substance 21 on the inner surface 28 of the recesses 22 it may also be possible, a
  • Wavelength conversion material applied directly to the semiconductor chip 1 and to provide the inner surfaces 28 of the recesses 22 with a further wavelength conversion material 21 and / or a diffuser material. Furthermore, the radiation plate 20 scattering particles 25 and on the Lichtabstrahl
  • the radiation plate 20 diffusely translucent and thus translucent. Furthermore, the radiation plate 20 has embedded scattering particles. By the scattering structures 23, 24 and the scattering particles 25, an improvement in the homogeneity of the radiated brightness and the emitted color impression can be achieved. Furthermore, the illumination device 102 may be obstructive to a viewer from the side of the light emitting surface 29
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a lighting device 103, which differs from the one shown in FIG Lighting device 102 of the previous
  • Metal foil 42 and the insulating plastic layer 41 may be glued together, for example.
  • Metal plate or metal foil 42 is, for example
  • the metal plate or metal layer 42 further comprises on the rear side 88 of the support plate 8 forming side of a paint or anodized or other coating 34, which has a particularly high bathadosabstrahlkostoryen in a wavelength range of about 10 ym, especially at slightly elevated room temperature.
  • This can be achieved by glazing or anodization or by a radiator color, which can be designed, for example, also colored and not black.
  • the insulating plastic layer 41 is designed to be resistant for a short time during the soldering for a few seconds. Alternatively is also one
  • the radiating plate 20 of the lighting device 104 furthermore has lens-shaped openings 20 over the cutouts 20
  • the lenticular surface structure 26 is formed as a convex elevation.
  • the lenticular surface structure 26, for example, as a concave
  • Lenticular surface structure 26 arranged centered to each other. Furthermore, preferably also the
  • the lenticular surface structures 26 may
  • the radiation plate 20 are formed by appropriate casting or embossing. Furthermore, it is also possible, the lenticular
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of a lighting device 105 which is located on the
  • Light emitting surface 29 lens-shaped surface structures 26 has. By means of the dashed lines, the beam paths of the semiconductor chip 1 are shown in FIG.
  • the primary light is through the lenticular
  • Lambert's radiation distribution is radiated, although bundled, but with a different one
  • additional scattering measures such as scattering particles, a scattering coating or scattering structures, it can be achieved that the light emitting surface 29 can detect individual points of light with the primary light, while at a location to be illuminated, a homogeneous superposition of the primary light and the secondary light is perceived.
  • Wavelength conversion substance 21 emitted secondary light is on the semiconductor chip 1 side facing the
  • Wavelength conversion substance 21 a reflector layer 27 which is generated for the semiconductor chip 1
  • Primary light is permeable and that of the
  • Wavelength conversion substance 21 generated secondary light is reflective.
  • the reflector layer 27 can be
  • FIGS. 7A to 7C show a further exemplary embodiment of a lighting device 106.
  • FIGS. 7A and 7B schematic sectional views of Figures 7A and 7B extend along the webs 36 and 33 according to the plan view in Figure 7C. By means of the dashed lines in each case the elements not shown in the respective image plane are indicated in FIGS. 7A and 7B.
  • the lighting device 106 shown has both on the reflective mounting surface 89 and on the opposite rear side 88 webs 33 and 36 which are perpendicular to each other. This can be a further improvement and an increase in stiffness or
  • the radiation plate 20 has grooves 30 in which the webs 36 formed on the reflective mounting surface 89 are arranged.
  • FIG. 8 shows exemplary embodiments of the arrangement of lighting devices in a room.
  • the lighting devices 107 to 112 illustrated in FIG. 8 may be designed, for example, according to one or more of the aforementioned exemplary embodiments.
  • the illumination devices 107 and 108 are horizontal and perpendicular to or in the wall of the example shown
  • the lighting devices are preferably mounted in front of the wall, that a rear ventilation is possible while at an arrangement in the wall heat dissipation can take place through the wall.
  • the lighting devices 109 and 110 are arranged horizontally and vertically in room surface corners, while the
  • Lighting devices 111 is arranged symmetrically tilted against each other on the ceiling.
  • Lighting device 112 is, for example, horizontal or tilted to the horizontal, arranged hanging from the ceiling and can, for example, in a
  • the webs 33 shown in the previous embodiments may be the
  • Carrier body 8 aligned along the direction of gravity to achieve a convection flow for cooling.
  • Lighting devices are easily operated and controlled on a 230V AC power network with a phase conductor L, a neutral conductor N and a protective conductor SL, wherein parts of the electronic circuit 200 as
  • the electronic circuit 200 has circuit parts 91, 92 and 93, wherein the circuit part 93 by one of the vorab shown lighting devices 100 to 112 can be formed.
  • the circuit part 91 which is designed as a so-called switch-on, serves to adjust the electrical
  • ballast circuit part 92 the designated as the circuit part 93
  • Lighting device to be operated.
  • the switches Sl and S2 of the circuit part 91 which is also part of a room installation or in the circuit part 92nd
  • each half of the light-emitting semiconductor chips of the lighting device labeled with D in Figure 9 can be switched by the switches Sl and S2.
  • the switch S3 is used to set a small power
  • the lighting device For controlling the lighting device in the circuit part 93 by means of the switches Sl and S2 of the circuit part 1, the lighting device also has two separate circuits with a plurality of semiconductor chips connected in series. For a high power factor (cos ⁇ ) should the
  • the lighting device is in Circuit part 93 to the protective conductor SL by means of
  • the executed as a ballast circuit part 92 can be separated from the circuit part 93, so the
  • Lighting device or alternatively also be implemented integrated in the lighting device.
  • C Im / ( ⁇ -f (Us-Uc)
  • the capacitor C3 in the small power circuit has to limit the operating current of the semiconductor chips to a desired fraction of the current in the over
  • the capacitance of the capacitor C3 is as shown
  • Embodiment then about 50 nF.
  • the circuit part 92 continues to have
  • Switch-on limiting resistors R on which in the Order of magnitude of about 0.03-Ueff / P with the effective voltage Ueff and the power loss P are, which in the shown
  • Embodiment corresponds to a resistance of about 80 ohms with a power loss of less than 1.5 W.
  • Electrolytic capacitors are designed with a capacity of about 1 yF to about 5 yF. Furthermore, the circuit part 92 rectifier units Bl and B2, which as
  • electrical circuit 200 also only one branch of current,
  • the switchable via the switch Sl is the switchable via the switch Sl
  • Lighting devices may be present, even if they are not explicitly shown. Furthermore, features according to the embodiments described in the general part in the embodiments may alternatively or additionally

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung zur Raumbeleuchtung angegeben, die eine Trägerplatte (8) mit einer reflektierenden Montagefläche (89) aufweist, auf der eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Licht emittierenden Halbleiterchips (1) angeordnet ist, und weiterhin eine den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) in Abstrahlrichtung nachgeordnete transluzente oder transparente Abstrahlplatte (20) mit einer den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) abgewandten Lichtauskoppelfläche (29), wobei die Abstrahlplatte (20) eine Mehrzahl von Aussparungen (22) aufweist, die jeweils zumindest einem Halbleiterchip (1) nachgeordnet sind, und wobei jede der Aussparungen (22) auf einer den Halbleiterchips (1) zugewandten Innenoberfläche (28) von den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) beabstandet ein Diffusormaterial und/oder einen Wellenlängenkonversionsstoff (21) aufweist.

Description

Beschreibung
Beieuchtungs orrichtung Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung, beispielsweise zur Raumbeleuchtung, angegeben.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 112 710.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Zur Raumbeleuchtung ist eine hohe Lichtintensität
erforderlich, wodurch auch bei Verwendung von Licht
emittierenden Dioden (LED) als Lichtquellen eine hohe Abwärme entstehen kann. Bekannte LED-basierten Lichtquellen sind daher üblicherweise mit besonderem Hinblick auf die
Chipmaterialien und die Wärmeableitungsmaterialien aufgebaut und weisen oft eine aktive Kühlung auf, die einen Kühlkörper mithilfe eines Ventilatorluftstroms kühlt.
Um mischfarbiges und insbesondere weißes Licht zu erzeugen, weisen LED-basierte Lichtquellen üblicherweise
Leuchtdiodenchips auf, die individuell mit einem Leuchtstoff versehen sind. Damit ein einheitlicher Farbeindruck bei einer Lichtquelle mit einer Mehrzahl von solchen LED-basierten
Lichtquellen mit individuellen Leuchtstoffen entstehen kann, muss von vorneherein durch eine präzise Auswahl der
Leuchtdiodenchips und der Leuchtstoffschichten die jeweils abgestrahlte Farbe sehr genau eingestellt werden. Daraus ergeben sich hohe Anforderungen an eine genaue
Farbmesstechnik und an eine genaue Fertigungssteuerung der Leuchtdiodenchips . Darüber hinaus sind typische Vorschaltgeräte für LED-basierte Lichtquellen meist als potentialfreie kompakte
Schaltnetzteile ausgeführt, die üblicherweise nicht
unerhebliche Leistungsverluste von bis zu 20% aufweisen können.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung anzugeben, die eine Mehrzahl von Licht emittierenden Halbleiterchips aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem
unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstands sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eine
Beleuchtungsvorrichtung eine Trägerplatte auf, auf der eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten lichtemittierenden Halbleiterchips angeordnet ist. Insbesondere kann die
Beleuchtungsvorrichtung zur Raumbeleuchtung geeignet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerplatte ein Kunststoffmaterial auf und kann beispielsweise
insbesondere eine Kunststoffplatte oder Kunststoffschicht aufweisen. Weiterhin kann die Trägerplatte Leiterbahnen oder elektrische Kontaktbahnen auf einer Oberfläche oder im
Inneren aufweisen, mittels derer die lichtemittierenden
Halbleiterchips elektrisch kontaktiert werden können. Darüber hinaus kann die Trägerplatte beispielsweise eine
Metallschicht und/oder eine Metallplatte aufweisen.
Beispielsweise kann die Trägerplatte eine Kunststoffschicht aufweisen, die mit einer Metallplatte oder einer Metallfolie verklebt ist. Die Metallplatte oder Metallfolie kann
beispielsweise auf der den Halbleiterchips abgewandten
Rückseite der Trägerplatte angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerplatte eine reflektierende Montagefläche auf, auf der die Mehrzahl von lichtemittierenden Halbleiterchips angeordnet ist. Die reflektierende Montagefläche kann insbesondere durch eine metallisch leitende Schicht gebildet sein, also
beispielsweise durch eine aufgebrachte Schicht mit einem reflektierenden Metall. Die metallisch leitende Schicht kann beispielsweise auch einen elektrischen Anschluss für die Halbleiterchips bieten und zumindest teilweise in Form von Leiterbahnen, Kontaktbahnen und/oder Anschlussflächen
ausgebildet sein. Die metallisch leitende Schicht kann beispielsweise aufgedampft oder fototechnisch strukturiert und anschließend elektrolytisch verstärkt sein. Es ist auch möglich, die metallisch leitende Schicht durch andere
Verfahren aufzudrucken und anschließend thermisch und/oder chemisch die gewünschte Struktur zu erzeugen. Alternativ dazu ist es auch möglich, eine ausgestanzte Metallfolie flächig durch Aufkleben aufzubringen. Insbesondere kann die
metallisch leitende Schicht auf einer Kunststofffolie oder Kunststoffplatte aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips durch Kleben, beispielsweise mittels eines Leitklebers, oder durch Löten auf die metallisch leitende Schicht aufgebracht. Es ist auch möglich, Licht emittierenden Halbleiterchips mit vom Träger abgewandten Kontaktanschlüssen durch Bonden, also durch so genannte Bonddrähte, elektrisch an der metallisch leitenden Schicht anzuschließen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist den
lichtemittierenden Halbleiterchips in Abstrahlrichtung eine transluzente oder transparente, also eine diffus
durchscheinende oder durchsichtige, Abstrahlplatte mit einer den lichtemittierenden Halbleiterchips abgewandten
Lichtauskoppelfläche nachgeordnet. Die Abstrahlplatte kann ein transparentes oder transluzentes Material aufweisen oder daraus sein, beispielsweise ein Kunststoffmaterial oder ein Glas.
Die Abstrahlplatte kann beispielsweise als Streuscheibe ausgebildet sein, die insbesondere in Verbindung mit der reflektierenden Montagefläche der Trägerplatte eine
blendfreie Lichtauskoppelfläche aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abstrahlplatte über jedem der Mehrzahl der lichtemittierenden
Halbleiterchips eine Aussparung auf, wobei jede der
Aussparungen auf einer den Halbleiterchips zugewandten
Innenoberfläche ein Diffusormaterial und/oder einen
Wellenlängenkonversionsstoff aufweist. Die Aussparungen weisen dabei derartige Abmessungen auf, dass das
Diffusormaterial bzw. der Wellenlängenkonversionsstoff von den Halbleiterchips beabstandet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Aussparungen kalottenförmig ausgebildet. Insbesondere können die
Aussparungen dabei in Form von Kugelschnitten oder
Ellipsenschnitten ausgebildet sein, so dass die jeweilige Innenoberfläche die Form einer Kugelschale oder einer
Ellipsenschale aufweist. Die Aussparungen können in die
Abstrahlplatte beispielsweise durch Prägen eingearbeitet sein. Es ist auch möglich, die Aussparungen beim Herstellen der Abstrahlplatte gleichzeitig herzustellen. Weist die
Abstrahlplatte einen Kunststoff oder ein Glas auf oder ist daraus, können die Aussparungen beim Ausformen der
Abstrahlplatte, beispielsweise durch Gießen, eingearbeitet werden. Es ist auch möglich, die Aussparungen in einem
Walzverfahren einzuarbeiten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Aussparungen gleich ausgebildet, also insbesondere mit der gleichen Form und gleich Größe. Es ist alternativ auch möglich, dass die Aussparungen verschieden ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeweils genau ein Licht emittierender Halbleiterchip in jeweils einer
Aussparung angeordnet. Weiterhin kann jedem der
Halbleiterchips genau eine Aussparung nachgeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Aussparungen einen Durchmesser auf, der um mindestens das Zweifache größer als Seitenlängen der Licht emittierenden Halbleiterchips sind. Weiterhin können die Aussparungen Durchmesser
aufweisen, die kleiner oder gleich dem Zwanzigfachen der Seitenlängen der Licht emittierenden Halbleiterchips sind. Dabei können benachbarte Aussparungen vorzugsweise
voneinander beabstandet sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass benachbarte Aussparungen ineinander übergehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Abstrahlplatte an der Trägerplatte fixiert. Beispielsweise kann die
Abstrahlplatte mittels einer festen aber wieder lösbaren Verbindungsmöglichkeit an der Trägerplatte befestigt sein. Beispielsweise kann die Abstrahlplatte mittels Klemmnägeln mit der Trägerplatte verbunden sein. Die Klemmnägel, die beispielsweise als Kunststoffnägel oder Kunststoffnieten, ausgebildet sein können, können von der Lichtabstrahlfläche der Abstrahlplatte durch die Abstrahlplatte und die
Trägerplatte hindurch bis zu einer Rückseite der Trägerplatte reichen, wo sie mit Klemmnagelkappen in einer Klemmverbindung verbunden sind. Die Abstrahlplatte und die Trägerplatte können dazu Löcher aufweisen, durch die die Klemmnägel ragen. Alternativ zu den Klemmnägeln können auch andere
Verbindungsstifte verwendet werden, beispielsweise Schrauben. Weiterhin kann die Abstrahlplatte auch lateral verschiebbar auf der Trägerplatte befestigt sein, beispielsweise mit
Verbindungsstiften wie etwa Klemmnägeln oder
Excenterschrauben und Bohrungen oder Löchern in der
Trägerplatte und/oder der Abstrahlplatte, die einen größeren Durchmesser als die Verbindungsstifte aufweisen oder die beispielsweise als Langlöcher ausgeführt sind. Darüber hinaus können auch andere, bekannte Befestigungs- und
Justiermöglichkeiten und Justiereinstellhilfen vorgesehen sein, mittels derer zwei größere Platten lateral verschiebbar passgenau zueinander justiert und fixiert werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Licht
emittierenden Halbleiterchips geeignet, Licht in einem
Wellenlängenbereich von ultravioletter Strahlung bis
infraroter Strahlung, besonders bevorzugt von sichtbarem Licht, abzustrahlen. Dabei können einer oder mehrere oder alle der Halbleiterchips einfarbiges Licht oder auch
mischfarbiges Licht abstrahlen, beispielsweise weißes Licht. Ein Halbleiterchip kann dazu eine Licht emittierende
Halbleiterschichtenfolge aufweisen, die direkt einfarbiges Licht abstrahlt oder auf der zusätzlich ein
Wellenlängenkonversionselement in Form einer LeuchtstoffSchicht , einem Leuchtstoffplättchen oder einem Leuchtstoff enthaltenden Verguss aufgebracht ist, das
zumindest einen Teil der von der Halbleiterschichtenfolge erzeugten Strahlung in Licht mit einer anderen Wellenlänge umwandeln kann. Die Halbleiterchips können insbesondere als epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolgen ausgebildet sein oder jeweils eine epitaktisch gewachsene
Halbleiterschichtenfolge aufweisen. Die
Halbleiterschichtenfolge kann ein Arsenid-, Phosphid- und/oder Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial aufweisen, das hinsichtlich seiner Zusammensetzung und hinsichtlich seines Schichtaufbaus entsprechend dem gewünschten Licht ausgebildet ist. Insbesondere können einer oder mehrere oder alle
Halbleiterchips direkt auf dem Trägerkörper, also
insbesondere auf der reflektierenden Montagefläche, ohne einen jeweiligen Gehäusekörper montiert sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips untereinander gleich und strahlen zumindest im Wesentlichen ein gleiches Licht ab. „Im Wesentlichen gleiches Licht" und „gleiche Halbleiterchips" bedeutet dabei hier und im
Folgenden, dass sich das von den einzelnen Halbleiterchips abgestrahlte Licht sowie auch die Zusammensetzungen der
Halbleiterchips etwa im Rahmen üblicher
Herstellungsschwankungen unterschieden können. Insbesondere können die Halbleiterchips bevorzugt blaues Licht abstrahlen. Das Licht der Halbleiterchips kann, wie untern weiter
ausgeführt ist, mittels des Wellenlängenkonversionsstoffs teilweise in andersfarbiges Licht umgewandelt werden, so dass die Beleuchtungsvorrichtung mischfarbiges Licht abstrahlen kann . Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden verschiedenfarbig emittierende Halbleiterchips eingesetzt, die erst am
beleuchteten Ort eine gewünschte mischfarbige, insbesondere weiße Beleuchtung ermöglichen. Dadurch kann die
Lichtabstrahlplatte verschiedenfarbige Lichtpunkte aufweisen, während die Beleuchtungswirkung durch die Überlagerung und die Mischung der einzelnen verschiedenen Farben der
Halbleiterchips erzeugt wird. Dadurch kann es auch möglich sein, dass beispielsweise Informationen, beispielsweise verkehrstechnische Informationen, Hinweistexte oder Logos wie etwa Firmenlogos, auf der Lichtabstrahlfläche deutlich farbig lesbar geschrieben sind, während durch die Anordnung von verschiedenfarbigen Halbleiterchips an einem zu beleuchtenden Ort beispielsweise weißes Licht wahrgenommen wird. Eine solche, nicht alltägliche Erfahrung ist bisher beispielsweise nur aus geschliffenen Glasprismen von Kronleuchtern bekannt, bei denen farbige Bereiche der Lampe künstlich aus weißem Licht hervorgerufen werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips auf der Trägerplatte derart zueinander beabstandet
angeordnet, dass der Abstand von jeweils zwei direkt
zueinander benachbarten Halbleiterchips ein Vielfaches der Seitenlängen der Halbleiterchips beträgt. Typische
Seitenlängen für Halbleiterchips können beispielsweise kleiner oder gleich einigen Millimetern, insbesondere kleiner oder gleich 1 Millimeter sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Halbleiterchips mit einer Dichte von etwa 1 Halbleiterchip pro
QuadratZentimeter auf der Trägerplatte verteilt. Die beabstandete Anordnung der Halbleiterchips auf der
Trägerplatte ermöglicht eine große Strahlfläche bei
gleichzeitiger geringer Verlustleistungsbesetzung, das heißt, dass die im Betrieb der Licht emittierenden Halbleiterchips entstehende Verlustleistungswärme im Trägerkörper gleichmäßig verteilt wird und dadurch keine so genannten „not spots" entstehen .
Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung eine große Lichtabstrahlfläche verbunden mit einer geringen
Verlustleistungsbesetzung durch die voneinander beabstandeten lichtemittierenden Halbleiterchips aufweisen, wodurch in einfacher Weise über die Trägerplatte und über die
Lichtauskoppelfläche der Abstrahlplatte eine effektive
Wärmeübertragung von den Halbleiterchips an die umgebende Luft möglich ist. Insbesondere kann es dabei vorteilhaft sein, wenn die metallisch leitende Schicht eine deutlich größere Fläche als die von den Halbleiterchips eingenommene Fläche aufweist, wodurch eine effektive Wärmeverteilung auf der Trägerplatte erreicht wird. Gleichzeitig können, wie oben beschrieben, die Halbleiterchips auf die metallisch leitende Schicht elektrisch leitend aufgeklebt oder aufgelötet werden, so dass die metallisch leitende Schicht zugleich
Kontaktanschlüsse aufweist und zur Stromzuleitung dienen kann. Weist die Trägerplatte eine isolierende Schicht auf, beispielsweise eine Kunststoffschicht , auf der die metallisch leitende Schicht aufgebracht ist, und weist die isolierende Schicht eine ausreichend hohe elektrische Isolierung von Berührungsmöglichkeiten auf, so kann beispielsweise auch die gesamte Verschaltung der lichtemittierenden Halbleiterchips auf Stromnetzpotenzial erfolgen. Es können dabei einfache verlustarme Netzteile mit Spannungen vom Mehrfachen der jeweiligen Einzelspannung eines Halbleiterchips verwendet werden. Weiter unten ist ein Ausführungsbeispiel für eine geeignete elektrische Schaltung beschrieben.
Der durch die metallisch leitende Schicht aufgeweitete
Wärmestrom von den einzelnen Halbleiterchips muss zwar bis zur Rückseite der Trägerplatte durch die isolierende Schicht fließen, jedoch ist der Wärmewiderstand dieser üblicherweise im Verhältnis zum Übergang zwischen der Trägerplatte und der Luft deutlich geringer. Die maximale Dichte der
Halbleiterchips auf der Trägerplatte, insbesondere auf der metallisch leitenden Schicht, wird im Wesentlichen durch die physikalisch begrenzte Luft-Wärme-Übertragungszahl bei natürlicher Konvektion von maximal etwa 10 W/ (K-m2) bestimmt, wobei die natürliche Konvektion noch durch eine
Wärmeabstrahlung in bestenfalls derselben Größenordnung ergänzt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerplatte auf der Montagefläche und/oder einer der Montagefläche gegenüberliegenden Rückseite eine Mehrzahl von Stegen auf.
Die Stege können beispielsweise in Form von Profilnoppen oder stegförmigen Erhebungen ausgebildet sein. Durch die Stege kann beispielsweise eine Erhöhung der Stabilität der
Trägerplatte erreicht werden. Beispielsweise kann die
Trägerplatte zwischen den Stegen eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm aufweisen, während die Stege eine Steghöhe in der Größenordnung von 0,3 mm bis 2 mm aufweisen können, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind, wodurch dem Material der Trägerplatte mechanische Festigkeit und damit Sicherheit gegen Verbiegungen und Verwindungen gegeben werden kann.
Verbiegungen oder Verwindungen der Trägerplatte sind zu vermeiden, da diese zu Lot- oder Kleberrissen der
Halbleiterchips auf der Montagefläche führen könnten. Die Abstrahlplatte kann auf der der Trägerplatte zugewandten Seite Nute aufweisen, in denen auf der Montageseite der
Trägerplatte vorhandene Stege angeordnet sind. Dadurch kann auch eine Erhöhung der Stabilität der Verbindung zwischen der Trägerplatte und der Abstrahlplatte erreicht werden.
Weiterhin können insbesondere Stege, die auf der der
Montagefläche gegenüberliegenden Rückseite angeordnet sind, beispielsweise auch zur Kühlung dienen. Zur Kühlung ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die auf der Rückseite
angeordneten Stege so verlaufen, dass sie parallel zur
Hauptkühlluftströmung liegen, bei natürlicher Konvektion also senkrecht zur späteren Betriebsausrichtung der
Beleuchtungsvorrichtung. Mit anderen Worten können die rückseitigen Stege besonders bevorzugt entlang der
Schwerkraftrichtung bei einer zum Betrieb angeordneten
Beleuchtungsvorrichtung verlaufen . Durch die Stege, insbesondere rückseitige Stege,
beispielsweise in Form von Profilnoppen in senkrechter
Luftströmungsrichtung zur Erreichung einer Kaminwirkung, kann somit eine mechanische Versteifung und zugleich eine
Oberflächenvergrößerung zur Verbesserung der Wärmeübertragung an vorbei streichende Luft, also Konvektion, als auch zur Verbesserung der Wärmeabstrahlung erreicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abstrahlplatte auf der Lichtauskoppelfläche eine stegförmige Struktur auf. Mit dieser kann eine ähnliche Wirkung erreicht werden wie durch die Stege der Trägerplatte. Weiterhin kann durch die stegförmige Struktur auf der Lichtauskoppelfläche auch die Abstrahlcharakteristik der Beleuchtungsvorrichtung beeinflusst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Trägerplatte oder zumindest die der Montagefläche abgewandte Rückseite der Trägerplatte ein Material oder eine Beschichtung auf, die eine gute Wärmeabstrahlung aufweist. Insbesondere wird unter einer guten Wärmeabstrahlung ein Wärmeemissionsgrad
verstanden, der in einem Temperaturbereich von etwa 50 °C bis etwa 100°C möglichst nahe bei 1 liegt. Ein derartiger
Wärmeemissionsgrad kann beispielsweise mittels Glas als
Material der Trägerplatte erreicht werden. Im Falle einer rückseitigen Beschichtung der Trägerplatte kann die
Beschichtung insbesondere rau sein, beispielsweise gebildet durch eine Heizkörperfarbe oder einen geeigneten Lack oder eine Glasierung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die der
Montagefläche gegenüberliegende Rückseite der Trägerplatte durch eine Metallplatte oder Metallfolie gebildet. Die
Metallplatte oder Metallfolie kann beispielsweise oben beschriebene Stege und/oder eine oben beschriebene Wärme abstrahlende Oberflächenbeschichtung aufweisen. Im Falle einer die Rückseite der Trägerplatte bildenden Metallplatte oder Metallfolie kann die Wärme abstrahlende
Oberflächenbeschichtung beispielsweise auch als Eloxalschicht ausgebildet sein. Weiterhin ist es auch möglich, die
rückseitige Metallplatte oder Metallfolie zum Anschluss eines Schutzleiters für die Beleuchtungsvorrichtung vorzusehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist den
lichtemittierenden Halbleiterchips jeweils ein
Wellenlängenkonversionsstoff nachgeordnet. Dabei kann, wie vorab beschrieben, der Wellenlängenkonversionsstoff in Form eines Leuchtstoffs direkt auf den Halbleiterchips angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist der
Wellenlängenkonversionsstoff aber in den Aussparungen der Abstrahlplatte angeordnet. Es ist auch möglich, dass sowohl direkt auf einem Halbleiterchip als auch auf der
Innenoberfläche der dem Halbleiterchip nachgeordneten
Aussparung jeweils ein Wellenlängenkonversionsstoff
ausgebildet ist, wobei die Wellenlängenkonversionsstoffe gleich oder verschieden sein können, um eine gewünschte
Abstrahlcharakteristik zu erreichen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der jeweiligen
Wellenlängenkonversionsstoff in den Aussparungen geeignet, das von den jeweils zugeordneten Licht emittierenden
Halbleiterchips abgestrahlte Primärlicht in ein davon
verschiedenes Sekundärlicht umzuwandeln. Das Primärlicht und das Sekundärlicht können eine oder mehrere Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche in einem infraroten bis
ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen, insbesondere in einem sichtbaren Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann das Primärlicht einen Wellenlängenbereich aus einem
ultravioletten bis grünen Wellenlängenbereich aufweisen, während das Sekundärlicht einen Wellenlängenbereich aus einem blauen bis infraroten Wellenlängenbereich aufweisen kann. Besonders bevorzugt können das Primärlicht und das
Sekundärlicht überlagert einen weißfarbigen Leuchteindruck erwecken. Dazu kann das Primärlicht vorzugsweise einen blaufarbigen Leuchteindruck erwecken und die Sekundärlicht einen gelbfarbigen Leuchteindruck, der durch spektrale
Komponenten der Sekundärstrahlung im gelben
Wellenlängenbereich und/oder spektrale Komponenten im grünen und roten Wellenlängenbereich entstehen kann. Der Wellenlängenkonversionsstoff kann einen oder mehrere der folgenden Materialien aufweisen: Granate der Seltenen Erden und der Erdalkalimetalle, beispielsweise YAG:Ce3+, Nitride, Nitridosilikate, Sione, Sialone, Aluminate, Oxide,
Halophosphate, Orthosilikate, Sulfide, Vanadate und
Chlorosilikate . Weiterhin kann der
Wellenlängenkonversionsstoff zusätzlich oder alternativ ein organisches Material umfassen, das aus einer Gruppe
ausgewählt sein kann, die Perylene, Benzopyrene, Coumarine, Rhodamine und Azo-Farbstoffe umfasst. Der
Wellenlängenkonversionsstoff in den Aussparungen kann jeweils geeignete Mischungen und/oder Kombinationen der genannten Materialien aufweisen.
Das oder die Materialien für den Wellenlängenkonversionsstoff können in Form von Partikeln ausgebildet sein, die eine Größe von 2 bis 10 μιη aufweisen können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist an den
Innenoberflächen der Aussparung ein Diffusormaterial
angeordnet, das insbesondere Streupartikel aufweisen oder dadurch gebildet sein kann, die beispielsweise ein
Metalloxid, so etwa Titanoxid oder Aluminiumoxid wie etwa Korund, und/oder Glaspartikel aufweisen oder daraus sein können. Die Streupartikel können dabei Durchmesser oder
Korngrößen von kleiner als einem Mikrometer bis zu einer Größenordnung von 10 Mikrometer oder auch von bis zu 100 Mikrometern aufweisen.
Weiterhin können das Diffusormaterial und/oder der
Wellenlängenkonversionsstoff in ein transparentes
Matrixmaterial eingebettet sein und/oder daran chemisch gebunden sein. Das transparente Matrixmaterial kann
beispielsweise Siloxane, Epoxide, Acrylate,
Methylmethacrylate, Imide, Carbonate, Olefine, Styrole, Urethane oder Derivate davon in Form von Monomeren,
Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen,
Copolymere oder Verbindungen damit aufweisen. Beispielsweise kann das Matrixmaterial ein Epoxidharz, Polymethylmethacrylat (PMMA) , Polystyrol, Polycarbonat , Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus umfassen oder sein.
Das jeweilige Diffusormaterial und/oder der jeweilige
Wellenlängenkonversionsstoff in den Aussparungen können homogen im Matrixmaterial verteilt sein. Weiterhin kann in einer oder mehreren oder allen Aussparungen jeweils eine Kombination mehrerer der genannten Materialien für das
Diffusormaterial und/oder den Wellenlängenkonversionsstoff angeordnet sein, die durchmischt oder in verschiedenen
Schichten vorliegen können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind das
Diffusormaterial und/oder der Wellenlängenkonversionsstoff auf der Innenoberfläche schichtförmig ausgebildet. Dadurch kann das Diffusormaterial und/oder der
Wellenlängenkonversionsstoff insbesondere beabstandet zu den jeweils zugeordneten Licht emittierenden Halbleiterchips in der Aussparung angeordnet sein. Das Diffusormaterial und/oder der Wellenlängenkonversionsstoff können gleichmäßig über die Innenoberfläche einer Aussparung verteilt sein. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass ein
Wellenlängenkonversionsstoff beispielsweise durch ein
Sedimentationsverfahren oder ein anderes geeignetes Verfahren ungleichmäßig hinsichtlich seiner Zusammensetzung und/oder hinsichtlich seiner Dicke in einer Aussparung aufgebracht ist, um beispielsweise eine gewünschte
Farbleuchtdichtewirkung und Farbstrahlwirkung zu erzielen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abstrahlplatte in zumindest einigen oder auch allen Aussparungen auf der den Halbleiterchips zugewandten Innenoberfläche einen
Wellenlängenkonversionsstoff auf, der auf der den
Halbleiterchips jeweils zugewandten Seite eine
Reflektorschicht aufweist, die für das vom
Wellenlängenkonversionsstoff konvertierte Sekundärlicht reflektierend und für das von den Halbleiterchips
abgestrahlte Primärlicht durchlässig ist. Die
Reflektorschicht kann beispielsweise in Form eines so
genannten Bragg-Reflektors im Mehrschichtverfahren
aufgebracht sein.
Im Falle eines von einem Halbleiterchip beabstandet
angeordneten Wellenlängenkonversionsstoffs an der
Innenoberfläche einer Aussparung kann der
Wellenlängenkonversionsstoff thermisch getrennt vom
Halbleiterchips sein. Dadurch kann vermieden werden, dass die im Wellenlängenkonversionsstoff entstehende so genannte
Stokes-Konversionsverlustwärme, die bei der Konversion des Primärlichts des Halbleiterchips in das Sekundärlicht
entsteht, den Halbleiterchip aufwärmt. Die
Konversionsverlustwärme kann vielmehr über die Abstrahlplatte an die Umgebungsluft an der Lichtauskoppelfläche abgegeben werden, wodurch der Wellenlängenkonversionsstoff und auch der Halbleiterchip kühler gehalten werden können als im Falle eines direkt auf einem Halbleiterchip angeordneten
Wellenlängenkonversionsstoffs. Weiterhin bietet der
Wellenlängenkonversionsstoff an der Innenoberfläche der Aussparung über dem Halbleiterchip eine gegenüber einer direkten Chipbeschichtung größere Konverterschichtfläche, wodurch die Leistungsdichte des Primärlichts im
Wellenlängenkonversionsstoff geringer ist. Dadurch ist eine deutlich geringere Alterungsdegradation des
Wellenlängenkonversionsstoffs zu erwarten.
Weiterhin kann durch das Diffusormaterial und/oder den
Wellenlängenkonversionsstoff an der Innenoberfläche der Aussparungen bei einem direkten Blick auf die
Lichtauskoppelfläche ohne zusätzliche Streumaßnahmen die Blendwirkung durch die Licht emittierenden Halbleiterchips derart gering sein, dass bei einem Betrachter keine
unangenehmen Folgen eintreten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Trägerplatte mit den Licht emittierenden Halbleiterchips bestückt.
Beispielsweise können die Halbleiterchips im Betrieb alle gleiches Licht, insbesondere blaues Licht, abstrahlen.
Fertigungstoleranzen hinsichtlich der einzelnen
Halbleiterchips, die in leicht unterschiedlichen Farborten und/oder Wellenlängenbereichen des jeweils abgestrahlten Lichts resultieren, können mittels eines kurzen Betriebs der Halbleiterchips und einer, vorzugsweise schnellen,
Spektralmessung festgestellt werden. Daraus können die jeweiligen Zusammensetzungen und Dicken der
Wellenlängenkonversionsstoffe sowie deren jeweilige
Verteilungen auf den Innenoberflächen der Aussparungen der Abstrahlplatte berechnet werden, die erforderlich sind, dass über die gesamte Abstrahlplatte möglichst gleichmäßig helles und gleichfarbiges, beispielsweise weißes, Licht abgestrahlt werden kann. Beispielsweise können bei von den
Halbleiterchips abgestrahlten leicht unterschiedlichen blauen Wellenlängen entsprechende verschiedene Materialien und/oder Zusammensetzungen der Wellenlängenkonversionsstoffe und/oder verschiedene Dicken der Wellenlängenkonversionsstoffe
berechnet werden. Insbesondere können durch die Daten der Spektralmessungen beispielsweise automatisch ablaufende, individuell gesteuerte Beschichtungsprozesse für die
Wellenlängenkonversionsstoffe in den Aussparungen der
Abstrahlplatte derart geregelt werden, dass die
Farbschwankungen der Halbleiterchips durch angepasste
Wellenlängenkonversionsstoffe ausgeglichen werden können.
Dadurch ist es möglich, Halbleiterchips aus einem größeren Färb- und Helligkeitstoleranzbereich auszuwählen und zu verbauen, da keine aufwändige individuelle Farbkompensation Chip für Chip durchgeführt werden muss. Vielmehr reicht eine Spektralmessung aller, beispielsweise über Hundert, Licht emittierenden Halbleiterchips auf dem Träger, die von einer individuellen Beschichtung der Aussparungen der
Abstrahlplatte in einem automatischen Prozess gefolgt werden kann, wonach dann die Abstrahlplatte mit dem Träger
zusammengefügt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abstrahlplatte zur diffusen Streuung in der Abstrahlplatte verteilte
Streupartikel auf. Die Streupartikel, die beispielsweise bei der Herstellung der Abstrahlplatte mit eingeschmolzen werden können, können beispielsweise ein vorab beschriebenes
Diffusormaterial aufweisen. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Abstrahlplatte auf der Lichtauskoppelfläche eine durchscheinende, Licht streuende Beschichtung aufweist. Mit besonderem Vorteil weisen die Streukörper und/oder die
Beschichtung einen möglichst hohen Absorptionsgrad beziehungsweise Streugrad im Temperaturbereich von 30°C bis 80°C auf.
Weiterhin ist es auch möglich, dass die Abstrahlplatte auf der Lichtauskoppelfläche Streustrukturen, beispielsweise in Form von Vertiefungen oder Erhebungen, aufweist, die
gleichmäßig oder zufällig auf der Lichtauskoppelfläche verteilt sein können. Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, dass die Abstrahlplatte auf der der
Lichtauskoppelfläche gegenüberliegenden und der Trägerplatte zugewandten Seite eine streuende Beschichtung oder
Streustrukturen aufweist.
Gemäß einer besonders bevorzugt Ausführungsform weist die Beleuchtungsvorrichtung besonders bevorzugt räumlich
voneinander getrennte, also beabstandete lichtemittierende Halbleiterchips auf der Montagefläche auf, denen die
Abstrahlplatte mit den Aussparungen nachgeordnet ist, wobei in den Aussparungen ein Wellenlängenkonversionsstoff
angeordnet ist. Im Vergleich zu üblicherweise verwendeten teuren Aluminium- oder Kupferträgern oder entsprechenden Metallkernplatinen kann eine gute Wärmeableitung vorzugsweise durch eine metallisch leitende Schicht auf einer
Kunststoffschicht oder -platte gebildet werden, auf der die Halbleiterchips elektrisch und gleichzeitig auch thermisch angeschlossen sind. Durch die Anordnung der Halbleiterchips auf der Trägerplatte und die den Halbleiterchips
nachgeordnete Abstrahlplatte können die einzelnen
Halbleiterchips hinsichtlich ihrer Größe und Leistung sowie auch hinsichtlich ihrer jeweils abgestrahlten Farborte begrenzten Anforderungen genügen. Vorzugsweise weist die Abstrahlplatte zusätzlich zum Wellenlängenkonversionsstoff in den Aussparungen Streustrukturen auf der Lichtabstrahlfläche und/oder der der Lichtabstrahlfläche gegenüberliegenden
Oberfläche und/oder in Form von im Volumen eingebetteten Streupartikeln auf. Darüber hinaus ist die Kombination mit den oben beschriebenen Stegen insbesondere auf der Rückseite der Trägerplatte besonders vorteilhaft, um eine einfache und dennoch ausreichende Kühlwirkung bei gleichzeitiger
mechanischer Festigkeit und Versteifung zu erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Abstrahlplatte über zumindest einigen Aussparungen eine linsenförmige
Oberflächenstruktur auf. Die Oberflächenstruktur kann
insbesondere als Ausbuchtung, also konvex, auf der
Lichtauskoppelfläche ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass die linsenförmige Oberflächenstruktur in Form einer Einbuchtung, also konkav, als Vertiefung in die
Lichtauskoppelfläche hineinragt. Durch die linsenförmigen Oberflächenstrukturen kann es möglich sein, dass
Abstrahlverhalten insbesondere für das Fernfeld der
Beleuchtungsvorrichtung nach Wunsch zu optimieren. Es muss dabei nicht über allen Aussparungen und damit über allen lichtemittierenden Halbleiterchips eine linsenförmige
Oberflächenstruktur vorhanden sein. Es kann aber auch möglich sein, dass über jeder der Aussparungen eine linsenförmige Oberflächenstruktur angeordnet ist, so dass genau eine Aus- oder Einbuchtung pro Aussparung vorhanden ist. Die
linsenförmigen Oberflächenstrukturen können wie oben für die Aussparungen beschrieben beim Herstellen der Abstrahlplatte gleichzeitig mit eingearbeitet werden, beispielsweise durch ein Präge- oder Walzverfahren oder durch einen Gießprozess, durch den die Abstrahlplatte, beispielsweise aus einem
Kunststoffmaterial oder Glas, hergestellt wird. Es ist auch möglich, die linsenförmigen Oberflächenstrukturen
insbesondere im Falle von konvexen Ausbuchtungen aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Material in einem
Walzverfahren nachträglich auf die Lichtauskoppelfläche der Abstrahlplatte aufzubringen. Das Material der linsenförmigen Oberflächenstrukturen kann dabei das gleiche sein wie für die Abstrahlplatte oder auch ein anderes.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die
Beleuchtungsvorrichtung eine elektrische Schaltung zum
Betrieb der Halbleiterchips der Beleuchtungsvorrichtung auf. Die elektrische Schaltung, die beispielsweise den Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung mit Netzspannung ermöglichen kann, kann beispielsweise ein nicht netzpotentialfreies
Vorschaltgerät mit Brückengleichrichter, Strom begrenzendem Serienkondensator und den Einschaltstrom begrenzendem kleinen Serienwiderstand in einer elektrischen Zuleitung der
Beleuchtungsvorrichtung aufweisen. Dadurch kann die
Trägerplatte mit den Halbleiterchips und der Abstrahlplatte besonders filigran ausgebildet werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, Teile der elektrischen Schaltung,
beispielsweise das Vorschaltgerät, in die
Beleuchtungsvorrichtung zu integrieren.
Die hier beschriebene Beleuchtungsvorrichtung kann
entsprechend der aufgeführten Merkmale und Ausführungsformen beispielsweise blendfrei sein. Weiterhin kann die Wärme beispielsweise direkt an die Umgebung, also die Raumluft, abgegeben werden, ohne dass zusätzliche Lüfter und die damit verbundene Geräuschentwicklung in Kauf genommen werden müssen. Weiterhin kann die mechanische Montage einfach erfolgen, wobei zugleich die elektrische Kontaktierung und die Wärmeableitung sowie die Hochspannungsisolierung, beispielsweise bis zu 4 kV, ermöglicht werden kann. Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, Figuren 2A bis 7C schematische Darstellungen von
Beleuchtungsvorrichtungen gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen,
Figur 8 schematische Darstellungen von Anordnungen von
Beleuchtungsvorrichtungen in einem Raum gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
Figur 9 eine schematische Darstellung einer elektrischen
Schaltung zum Betrieb einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In Figur 1 ist ein Ausschnitt einer Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die
Beleuchtungsvorrichtung 100 weist eine Mehrzahl von
lichtemittierenden Halbleiterchips 1 auf, die auf einer
Trägerplatte 8 angeordnet sind. Die Trägerplatte weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Kunststoffplatte oder Kunststoffschicht auf, auf der als reflektierende
Montagefläche 89 eine metallisch leitende Schicht angeordnet ist, die zusätzlich zur Reflexion des von den
lichtemittierenden Halbleiterchips 1 emittierten Primärlichts auch zum elektrischen Anschluss der Halbleiterchips 1 dienen kann .
Den lichtemittierenden Halbleiterchips 1 ist in
Abstrahlrichtung eine transluzente oder transparente
Abstrahlplatte 20 nachgeordnet, die eine Lichtauskoppelfläche 29 aufweist, die den Halbleiterchips 1 abgewandt ist und über die das von den Halbleiterchips 1 emittierte Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 100 abgestrahlt werden kann. Die Abstrahlplatte 20 weist über den lichtemittierenden
Halbleiterchips 1 Aussparungen 22 auf, wobei jede der
Aussparungen 22 eine Innenoberfläche 28 aufweist, auf der ein Wellenlängenkonversionsstoff 21 angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann zum Wellenlängenkonversionsstoff 21 auch ein Diffusormaterial auf den Innenoberflächen 28 der
Aussparungen 22 angeordnet sein.
Die Halbleiterchips 1 können beispielsweise blaues Licht abstrahlen, das vom Wellenlängenkonversionsstoff 22 teilweise in gelbes und/oder grünes und rotes Sekundärlicht umgewandelt wird, so dass die Beleuchtungsvorrichtung 100 im Betrieb weißes Licht abstrahlt.
Die Licht emittierenden Halbleiterchips 1 strahlen im
gezeigten Ausführungsbeispiel alle ein gleiches Licht ab. Das kann insbesondere bedeuten, dass die Halbleiterchips 1 blaues Licht abstrahlen, das im Rahmen von Fertigungsschwankungen nicht exakt gleich ist, sondern von Halbleiterchip zu Halbleiterchip verschieden sein kann. Um eine homogene
Farbverteilung über die Lichtauskoppelfläche 29 zu erreichen, können die Halbleiterchips 1 nach der Montage der
reflektierenden Montagefläche 89 der Trägerplatte 8
nacheinander spektral vermessen werden. Entsprechend des jeweiligen Farborts der Halbleiterchips 1 kann der
Wellenlängenkonversionsstoff 21 in jeder zugeordneten
Aussparung 22 entsprechend hinsichtlich seiner
Zusammensetzung und/oder seiner Dicke eingepasst werden, um sowohl hinsichtlich der abgestrahlten Helligkeit als auch des abgestrahlten Farborts eine möglichst hohe Homogenität über die Lichtabstrahlfläche 29 zu erreichen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeweils genau einem Halbleiterchip 1 eine Aussparung 22 nachgeordnet. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass innerhalb einer Aussparung 22 mehrere Halbleiterchips 1 angeordnet sind. Die
Halbleiterchips 1 sind als relativ kleine Einheiten
großflächig a auf der Montagefläche 89 des Trägers 8
verteilt. Besonders bevorzugt weist der Träger 8 etwa einen
Halbleiterchip 1 pro QuadratZentimeter auf. Dadurch kann eine große Strahlerfläche und eine geringe
Verlustleistungsbesetzung erreicht werden. Die Abstrahlplatte 20 ist aus einem Kunststoffmaterial oder einem Glas, das transparent, also durchsichtig, oder
transluzent, also diffus durchscheinend sein kann. Eine durchscheinende Wirkung kann beispielsweise durch Streukörper innerhalb der Abstrahlplatte 20 oder durch streuende
Oberflächenstrukturen oder Beschichtungen auf der
Lichtabstrahlfläche 29 oder der der Lichtabstrahlfläche 29 gegenüberliegenden Seite der Abstrahlplatte 20 erreicht werden . Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann in einer beliebigen Größe ausgeführt sein und kann beispielsweise über 100 lichtemittierende Halbleiterchips 1 aufweisen. Eine geeignete elektrische Schaltung zum Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 100 ist in Verbindung mit Figur 9 gezeigt.
Die in den folgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele für Beleuchtungsvorrichtungen stellen Modifikationen und Weiterentwicklungen der in Figur 1 gezeigten
Beleuchtungsvorrichtung 100 dar.
Die Beleuchtungsvorrichtung 101 gemäß dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 2A und 2B, die jeweils ausschnittsweise eine schematische Schnittdarstellung und eine Aufsicht auf die Lichtauskoppelfläche 29 der Beleuchtungsvorrichtung 101 zeigen, weist zusätzlich zur Beleuchtungsvorrichtung 100 des Ausführungsbeispiels in Figur 1 auf der den Halbleiterchips 1 abgewandten Rückseite 88 der Trägerplatte 8 eine Mehrzahl von Stegen 33 auf. Diese dienen zum einen der Versteifung der
Trägerplatte 8 und damit der gesamten Beleuchtungsvorrichtung 101, sind jedoch auch geeignet, die Oberfläche der Rückseite 88 der Trägerplatte 8 zu vergrößern, um einen besseren
Wärmeübergang zwischen der Trägerplatte 8 und der umgebenden Luft zu erreichen. Beispielsweise können die Stege 33 in Form von Profilnoppen ausgeführt sein, die bezogen auf die
Anordnung der Beleuchtungsvorrichtung 101 während des
Betriebs vorzugsweise entlang der Luftströmungsrichtung zur Erreichung einer Kaminwirkung angeordnet sind. Durch die so erreichte Konvektion kann eine Verbesserung der Wärmeabgabe an die vorbeistreichende Luft erreicht werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Trägerplatte 8 und die Abstrahlplatte 20 mittels Klemmnägeln 31 miteinander verbunden. Diese sind als Kunststoffnägel ausgebildet, ragen durch die Abstrahlplatte 20 und die Trägerplatte 8 hindurch und sind mit auf der Rückseite 88 der Trägerplatte 8 angeordneten Klemmnagelkappen 32 verklemmt. Durch die
Klemmnägel 31, die auch als Kunststoffnieten ausgeführt sein können, und die Klemmnagelkappen 32, die auch als
Gegenspannkappen bezeichnet werden können, können die
Abstrahlplatte 20 und die Trägerplatte 8 fest aber auch wieder lösbar zusammengeheftet werden.
In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 102 gezeigt. Diese weist als so genannte Flip-Chips ausgebildete Halbleiterchips 1 auf, die auf einer metallisch leitenden Schicht 4 des Trägers 8 angeordnet und an diese elektrisch leitend angeschlossen sind. Dazu ist zwischen rückseitigen
Chipmetallkontaktschichten 2 der Halbleiterchips 1 und
Anschlussbereichen der metallisch leitenden Schicht 4 eine Verbindungsschicht 6, beispielsweise in Form eines
Leitklebers oder einer Lotschicht, angeordnet. Die
Halbleiterchips 1 sind weiterhin mittels eines transparenten Vergusses 18 auf der metallisch leitenden Schicht 4
vergossen, so dass durch den Verguss 18 ein Berührschutz gegenüber der metallisch leitenden Schicht 4 erreicht werden kann .
Der Träger 8 weist weiterhin eine Kunststoffplatte auf, auf der die metallisch leitende Schicht 4 aufgebracht ist, und deren Rückseite 88 Stege 33 aufweist. Die Kunststoffplatte der Trägerplatte 8 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Dicke dl von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm auf, während die darüber angeordnete Abstrahlplatte 20 eine Dicke d2 von etwa 1 mm bis etwa 2 mm aufweist, wobei die Grenzen jeweils eingeschlossen sind. Die Stege 33 auf der Rückseite 88 der Trägerplatte 8 weisen eine Höhe von etwa 0,3 mm bis etwa 2 mm auf, so dass durch die Stege 33 die Beleuchtungsvorrichtung 102 deutlich versteift werden kann und so eine mechanische Festigkeit gegen Verbiegungen und Verwindungen erreicht werden kann, die ansonsten zu Rissen in der
Verbindungsschicht 6 Halbleiterchips 1 und der metallisch leitenden Schicht 4 führen könnten.
Neben der Stromzuführung dient die metallisch leitende
Schicht 4 wie im allgemeinen Teil beschrieben auch der
Wärmeverteilung der in den Halbleiterchips 1 im Betrieb erzeugten Verlustwärme, die über die metallisch leitende Schicht 4 effektiv und großflächig auf die Trägerplatte 8 übertragen werden kann. Zur verbesserten Abstrahlung der Wärme über die Rückseite 88 der Trägerplatte 8 an die
Umgebung ist auf dieser eine Oberflächenbeschichtung 34 aufgebracht, beispielsweise in Form einer Herzkörperfarbe, die einen hohen Wärmeemissionsgrad von möglichst nahe bei 1 in einem Temperaturbereich von 50°C bis 100°C, beispielsweise vorzugsweise bei etwa 80°C, aufweist. Eine derartige
Temperatur kann der typischen Betriebstemperatur der
Beleuchtungsvorrichtung 102 entsprechen.
Die Abstrahlplatte 20 weist, wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist, kalottenförmige Aussparungen 22 auf, die kugel- oder ellipsenförmig sind und die vorzugsweise geprägt oder gegossen sind. Die Aussparungen 22 weisen weiterhin einen
Durchmesser auf, der zumindest dem Zweifachen der Seitenlänge des jeweils in einer Aussparung 22 angeordneten
Halbleiterchips 1 entspricht. Die auf der Innenoberfläche 28 der Aussparung 22 angeordnete Schicht aus dem
Wellenlängenkonversionsstoff 21 kann dadurch thermisch getrennt vom jeweiligen Halbleiterchip 1 angeordnet sein, wodurch die oben im allgemeinen Teil beschriebenen Vorteile erreicht werden können.
Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem
Wellenlängenkonversionsstoff 21 auf der Innenoberfläche 28 der Aussparungen 22 kann es auch möglich sein, einen
Wellenlängenkonversionsstoff direkt auf den Halbleiterchips 1 aufzubringen und die Innenoberflächen 28 der Aussparungen 22 mit einem weiteren Wellenlängenkonversionsstoff 21 und/oder einem Diffusormaterial zu versehen. Weiterhin weist die Abstrahlplatte 20 Streupartikel 25 sowie auf der Lichtabstrahlfläche 29 und der der
Lichtabstrahlfläche 29 abgewandten Oberfläche Streustrukturen
23 und 24 auf, mittels derer die Abstrahlplatte 20 diffus durchscheinend und damit transluzent wirkt. Weiterhin weist die Abstrahlplatte 20 eingebettete Streupartikel auf. Durch die Streustrukturen 23, 24 und die Streupartikel 25 kann eine Verbesserung der Homogenität der abgestrahlten Helligkeit und des abgestrahlten Farbeindrucks erreicht werden. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung 102 für einen Betrachter von der Seite der Lichtabstrahlfläche 29 her ohne störende
Blendeffekte wahrgenommen werden. Die Streustrukturen 23 und
24 können durch Prägen oder durch Gießen ausgebildet werden. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel können auch nur Streupartikel 25 oder nur Streustrukturen 23 und/oder 24 vorhanden sein.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 103 gezeigt, die im Vergleich zur Beleuchtungsvorrichtung 102 des vorherigen
Ausführungsbeispiels eine Trägerplatte 8 mit einer
isolierenden KunststoffSchicht 41 aufweist, auf der die metallisch leitende Schicht 4 als reflektierende
Montagefläche 89 und dieser abgewandt eine Metallplatte oder Metallfolie 22 angeordnet sind. Die Metallplatte oder
Metallfolie 42 und die isolierende KunststoffSchicht 41 können beispielsweise miteinander verklebt sein. Die
Metallplatte oder Metallfolie 42 ist, beispielsweise
entsprechend den geltenden Elektroinstallationsvorschriften, mit einem Schutzleiter 43 verbunden. Dadurch kann zusätzlich auch eine Abschirmung gegen eventuell vorhandene elektrische Wechselfelder des Stromnetzes erreicht werden. Die Metallplatte oder Metallschicht 42 weist weiterhin auf der die Rückseite 88 der Trägerplatte 8 bildenden Seite eine Lack- oder Eloxalschicht oder eine andere Beschichtung 34 auf, die insbesondere bei leicht erhöhter Raumtemperatur einen besonders hohen Wärmeleistungsabstrahlkoeffizienten in einem Wellenlängenbereich von etwa 10 ym aufweist. Dies kann durch eine Glasierung oder eine Eloxierung erreicht werden oder auch durch eine Heizkörperfarbe, die beispielsweise auch farbig und nicht schwarz gestaltet sein kann. Falls die Halbleiterchips 1 durch Löten auf der metallisch leitenden Schicht 4 befestigt und auf dieser angeschlossen werden, beispielsweise mittels eines Zinn-Indium-Lots, ist die isolierende KunststoffSchicht 41 für die kurzzeitige Erhitzung während des Lötens für einige Sekunden entsprechend widerstandsfähig ausgebildet. Alternativ ist auch eine
Klebung mittels eines wärme- und stromleitenden Klebstoffs möglich, der auch wärmeunterstützt geklebt werden kann. In Figur 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 104 gezeigt, bei der im Vergleich zum vorherigen Ausführungsbeispiel die Metallplatte 42, die die Rückseite der Trägerplatte 8 bildet, Stege 33 zur
Verbesserung der mechanischen Festigkeit und Steifigkeit sowie auch zur Verbesserung der Wärmeableitung aufweist.
Die Abstrahlplatte 20 der Beleuchtungsvorrichtung 104 weist weiterhin über den Aussparungen 20 linsenförmige
Oberflächenstrukturen 26 auf. Im gezeigten
Ausführungsbeispiel ist die linsenförmige Oberflächenstruktur 26 als konvexe Erhebung ausgebildet. Alternativ dazu kann bei entsprechender Dicke der Abstrahlplatte 20 die linsenförmige Oberflächenstruktur 26 beispielsweise auch als konkave
Einbuchtung ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die
Ausbuchtungen 22 und jeweils darüber angeordnete
linsenförmige Oberflächenstruktur 26 zueinander zentriert angeordnet. Weiterhin sind vorzugsweise auch die
Halbleiterchips 1 in den Aussparungen 22 zentriert zu diesen angeordnet.
Die linsenförmigen Oberflächenstrukturen 26 können
beispielsweise bei der Herstellung der Abstrahlplatte 20 durch entsprechendes Gießen oder Prägen ausgebildet werden. Weiterhin ist es auch möglich, die linsenförmige
Oberflächenstruktur 26 nachträglich durch ein entsprechendes Verfahren, beispielsweise ein Walzverfahren, mit einem im Vergleich zur Abstrahlplatte 20 gleichen oder anderem
Material anzuformen. Auch wenn die Aussparungen 22 und die linsenförmige Oberflächenstrukturen 26 im gezeigten
Ausführungsbeispiel kugelförmig gezeigt sind, können diese beispielsweise zur Optimierung einer gleichen Farbabstrahlung in alle Abstrahlrichtungen auch asphärisch geformt sein. In Figur 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 105 gezeigt, die auf der
Lichtabstrahlfläche 29 linsenförmige Oberflächenstrukturen 26 aufweist. Mittels der gestrichelten Linien sind in Figur 6 die Strahlengänge des vom Halbleiterchips 1 direkt
abgestrahlten Primärlichts sowie des vom
Wellenlängenkonversionsstoff 21 in der Aussparung 22
erzeugten Sekundärlichts gezeigt.
Das Primärlicht wird durch die linsenförmige
Oberflächenstruktur gebündelt, während das Sekundärlicht, das vom Wellenlängenkonversionsstoff 21 nahezu mit einer
Lambert ' sehen Strahlungsverteilung abgestrahlt wird, zwar auch gebündelt wird, jedoch mit einer anderen
Abstrahlcharakteristik als das direkt abgestrahlte
Primärlicht. Durch eine geeignete Anordnung der
Halbleiterchips auf der Trägerplatte 8 sowie durch
beispielsweise zusätzliche Streumaßnahmen wie Streupartikel, eine streuende Beschichtung oder Streustrukturen, kann erreicht werden, dass die Lichtabstrahlfläche 29 einzelne Lichtpunkte mit dem Primärlicht erkennen lässt, während an einem zu beleuchtenden Ort eine homogene Überlagerung des Primärlichts und des Sekundärlichts wahrgenommen wird.
Zur Verbesserung der Abstrahlung des vom
Wellenlängenkonversionsstoff 21 abgestrahlten Sekundärlichts ist auf der dem Halbleiterchip 1 zugewandten Seite des
Wellenlängenkonversionsstoffs 21 eine Reflektorschicht 27 angeordnet, die für das vom Halbleiterchip 1 erzeugte
Primärlicht durchlässig ist und die das vom
Wellenlängenkonversionsstoff 21 erzeugte Sekundärlicht reflektierend ist. Die Reflektorschicht 27 kann
beispielsweise in Form eines Bragg-Filters ausgebildet sein.
In den Figuren 7A bis 7C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Beleuchtungsvorrichtung 106 gezeigt. Die
schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 7A und 7B verlaufen dabei entlang der Stege 36 beziehungsweise 33 gemäß der Aufsicht in Figur 7C. Mittels der gestrichelten Linien sind jeweils die der jeweiligen Bildebene nicht gezeigten Elemente in den Figuren 7A und 7B angedeutet.
Die gezeigte Beleuchtungsvorrichtung 106 weist sowohl auf der reflektierenden Montagefläche 89 als auch auf der dieser gegenüberliegenden Rückseite 88 Stege 33 und 36 auf, die senkrecht zueinander verlaufen. Dadurch kann eine weitere Verbesserung und eine Erhöhung der Steifigkeit oder
mechanischen Festigkeit der Beleuchtungsvorrichtung 106 im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen erreicht werden. Die Abstrahlplatte 20 weist Nute 30 auf, in denen die auf der reflektierenden Montagefläche 89 ausgebildeten Stege 36 angeordnet sind.
In Figur 8 sind Ausführungsbeispiele für die Anordnung von Beleuchtungsvorrichtungen in einem Raum gezeigt. Die in Figur 8 dargestellten Beleuchtungsvorrichtungen 107 bis 112 können beispielsweise gemäß einem oder mehreren der vorgenannten Ausführungsbeispiele ausgeführt sein.
Die Beleuchtungsvorrichtungen 107 und 108 sind waagrecht und senkrecht an oder in der Wand des exemplarisch gezeigten
Raums angeordnet. Bei einer Anordnung an der Wand sind die Beleuchtungsvorrichtungen vorzugsweise so vor der Wand angebracht, dass eine Hinterlüftung möglich ist, während bei einer Anordnung in der Wand eine Wärmeableitung durch die Wand erfolgen kann.
Die Beleuchtungsvorrichtungen 109 und 110 sind waagrecht und senkrecht in Zimmerflächenecken angeordnet, während die
Beleuchtungsvorrichtungen 111 symmetrisch gegeneinander verkippt an der Raumdecke angeordnet ist. Die
Beleuchtungsvorrichtung 112 ist, beispielsweise waagrecht oder auch zur Waagrechten verkippt, von der Raumdecke hängend angeordnet und kann beispielsweise in einer
Strömungsflügelform ausgebildet sein.
Entsprechend der waagrechten oder senkrechten Anordnung der Beleuchtungsvorrichtungen 107 bis 112 können die in den vorherigen Ausführungsbeispielen gezeigten Stege 33 des
Trägerkörpers 8 entlang der Schwerkraftrichtung ausgerichtet sein, um eine Konvektionsströmung zur Kühlung zu erreichen.
In Figur 9 ist eine elektronische Schaltung 200 gezeigt, die geeignet ist, um die Beleuchtungsvorrichtungen der
vorangegangenen Ausführungsbeispiele zu betreiben. Durch die elektronische Schaltung 200 können die beschriebenen
Beleuchtungsvorrichtungen einfach an einem 230V- Wechselsromnetz mit einem Phasenleiter L, einem Nullleiter N und einem Schutzleiter SL betrieben und angesteuert werden, wobei Teile der elektronischen Schaltung 200 als
Vorschaltgerät kostengünstig, zuverlässig und einfach
aufgebaut sein und einen guten Wirkleistungsfaktor und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen können.
Die elektronische Schaltung 200 weist Schaltungsteile 91, 92 und 93 auf, wobei der Schaltungsteil 93 durch eine der vorab gezeigten Beleuchtungsvorrichtungen 100 bis 112 gebildet werden kann.
Der Schaltungsteil 91, der als so genannte Einschaltbox ausgebildet ist, dient der Einstellung der elektrischen
Leistung, mit der über das als Vorschaltgerät ausgebildete Schaltungsteil 92 die als Schaltungsteil 93 bezeichnete
Beleuchtungsvorrichtung betrieben werden soll. Die Schalter Sl und S2 des Schaltungsteils 91, der auch Teil einer Rauminstallation oder auch im Schaltungsteil 92
integriert sein kann, dienen jeweils zu Einstellung der halben Leistung der Beleuchtungsvorrichtung, indem jeweils eine Hälfte der in Figur 9 mit D gekennzeichneten Licht emittierenden Halbleiterchips der Beleuchtungsvorrichtung durch die Schalter Sl und S2 zugeschaltet werden können.
Durch die Aufteilung der maximalen Leistung in die zwei mittels der Schalter Sl und S2 schaltbaren Stromkreise kann eine Absicherung gegenüber einem Totalausfall bei einem
Defekt in einem der Stromkreise erreicht werden. Der Schalter S3 dient der Einstellung einer kleinen Leistung,
beispielsweise für eine Nachtlichtfunktion.
Zur Ansteuerung der Beleuchtungsvorrichtung im Schaltungsteil 93 mittels der Schalter Sl und S2 des Schaltungsteils 1 weist auch die Beleuchtungsvorrichtung zwei getrennte Stromkreise mit mehreren in Reihe geschalteten Halbleiterchips auf. Für einen hohen Leistungsfaktor (cos φ) sollte die
Summenflussspannung der Halbleiterchip-Reihen in der
Größenordnung der Wechselstromeffektivspannung oder leicht darunter sein. Wie beispielsweise auch im Ausführungsbeispiel der Figur 4 gezeigt ist, wird die Beleuchtungsvorrichtung im Schaltungsteil 93 an den Schutzleiter SL mittels des
Schutzkontakts Sch angeschlossen.
Der als Vorschaltgerät ausgeführte Schaltungsteil 92 kann getrennt vom Schaltungsteil 93, also der
Beleuchtungsvorrichtung, in der Zuleitung der
Beleuchtungsvorrichtung oder alternativ dazu auch integriert in der Beleuchtungsvorrichtung ausgeführt sein. Der
Schaltungsteil 92 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel Strom begrenzende Serienkondensatoren Cl und C2 auf, die eine hohe Spannungs- und Strompulsfestigkeit in der Größenordnung C = Im/ (π-f· (Us-Uc) ) aufweisen, wobei Im der mittlere Strom ist, der an den Halbleiterchips anliegt, f die Netzfrequenz, Us die Netzscheitelspannung und Uc die Summenflussspannung einer Halbleiterchip-Reihenschaltung. Beispielsweise
errechnen sich für ein 50 Hz-Wechselstromnetz mit 230 V effektiv und einer Beleuchtungsvorrichtung mit einer
elektrischen Leistung von 20 W mit einer Halbleiterchip- Reihenflussspannung von etwa 200 V der Strom Im zu 20 W/200 V = 0,1 A und die Serienkapazität zu etwa 5 yF.
Der Kondensator C3 im Stromkreis für kleine Leistung weist zur Begrenzung des Betriebsstroms der Halbleiterchips auf einen gewünschten Bruchteil des Stroms in den über die
Schalter Sl und S2 schaltbaren Stromzweigen einen
entsprechenden Bruchteil der Kapazität der Kondensatoren Cl und C2 auf. Für eine Begrenzung des Betriebstroms Im' im Stromkreis für kleine Leistung auf 1/100 des Betriebstroms Im beträgt die Kapazität des Kondenstors C3 im gezeigten
Ausführungsbeispiel dann etwa 50 nF.
Der Schaltungsteil 92 weist weiterhin
Einschaltbegrenzungswiderstände R auf, die in der Größenordnung von etwa 0,03-Ueff /P mit der Effektivspannung Ueff und der Verlustleistung P liegen, was im gezeigten
Ausführungsbeispiel einem Widerstand von etwa 80 Ohm bei einer Verlustleistung von unter 1,5 W entspricht. Die
Kondenstoren C4 und C5 liegen im gezeigten
Ausführungsbeispiel in der Größenordnung von etwa 2 nF, während die Kondensatoren C6 und C7 als
Elektrolytkondensatoren mit einer Kapazität von etwa 1 yF bis etwa 5 yF ausgeführt sind. Weiterhin weist der Schaltungsteil 92 Gleichrichtereinheiten Bl und B2 auf, die als
Brückengleichrichter für einen Strom von bis zu 2 A
ausgebildet sind, um belastungsfest gegenüber Einschaltpulsen zu sein. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die
elektrische Schaltung 200 auch nur einen Stromzweig,
beispielsweise den über den Schalter Sl schaltbaren
Stromzweig, aufweisen. Die in den einzelnen gezeigten Ausführungsbeispielen
enthaltenen Merkmale und Modifikationen können auch jeweils einzeln oder in anderen Kombinationen in
Beleuchtungsvorrichtungen vorhanden sein, auch wenn diese nicht explizit gezeigt sind. Weiterhin können Merkmale gemäß der im allgemeinen Teil beschriebenen Ausführungsformen in den Ausführungsbeispielen alternativ oder zusätzlich
vorgesehen sein.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung zur Raumbeleuchtung, aufweisend
- eine Trägerplatte (8) mit einer reflektierenden
Montagefläche (89), auf der eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Licht emittierenden Halbleiterchips (1) angeordnet ist,
- eine den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) in
Abstrahlrichtung nachgeordnete transluzente oder
transparente Abstrahlplatte (20) mit einer den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) abgewandten
Lichtauskoppelfläche (29),
- wobei die Abstrahlplatte (20) eine Mehrzahl von
Aussparungen (22) aufweist, die jeweils zumindest einem Halbleiterchip (1) nachgeordnet sind,
- wobei jede der Aussparungen (22) auf einer den
Halbleiterchips (1) zugewandten Innenoberfläche (28) von den Licht emittierenden Halbleiterchips (1) beabstandet ein Diffusormaterial und/oder einen
Wellenlängenkonversionsstoff (21) aufweist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die
Aussparungen (20) kalottenförmig sind.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aussparungen (20) jeweils einen Durchmesser
aufweisen, der um einen Faktor größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich 20 größer als Seitenlängen der
Halbleiterchips (1) ist.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Abstrahlplatte (20) auf der
Lichtauskoppelfläche (29) über zumindest einigen Aussparungen (22) eine linsenförmige Oberflächenstruktur (26) aufweist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei jeweils ein Licht emittierender
Halbleiterchip (1) in jeweils einer Aussparung (22) angeordnet ist.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die reflektierende Montagefläche (89) durch eine metallisch leitende Schicht (4) gebildet ist.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Licht emittierenden Halbleiterchips (1) durch die metallisch leitende Schicht (4) elektrisch angeschlossen sind.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Trägerplatte (8) eine Mehrzahl von Stegen (33, 36) auf der Montagefläche (89) und/oder einer der Montagefläche (89) gegenüber liegenden
Rückseite (88) aufweist.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die
Abstrahlplatte (20) Nute (30) aufweist, in denen auf der Montageseite (89) vorhandene Stege (36) der Trägerplatte (8) angeordnet sind.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei eine der Montagefläche (89)
gegenüberliegende Rückseite (88) der Trägerplatte (8) durch eine Metallplatte oder Metallfolie (42) gebildet wird .
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei eine der Montagefläche (89)
gegenüberliegende Rückseite (88) der Trägerplatte (8) eine Wärme abstrahlende Beschichtung (34) aufweist.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Abstrahlplatte (20) zur diffusen Streuung in der Abstrahlplatte (20) verteilte
Streupartikel (25) und/oder auf einer der
Lichtauskoppelfläche (29) gegenüberliegenden Rückseite Streustrukturen (23) und/oder auf der
Lichtauskoppelfläche (29) eine transluzente Beschichtung und/oder Streustrukturen (24) aufweist.
13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Abstrahlplatte (20) in jeder der Aussparungen (22) auf der den Halbleiterchips (1) zugewandten Innenoberfläche (28) einen
Wellenlängenkonversionsstoff (21) aufweist, der von den Halbleiterchips (1) abgestrahltes Licht in konvertiertes Licht umwandelt, und wobei auf der den Halbleiterchips (1) jeweils zugewandten Seite des
Wellenlängenkonversionsstoffs (21) jeweils eine
Reflektorschicht (27) angeordnet ist, die für das konvertierte Licht reflektierend und für das von den Halbleiterchips (1) abgestrahlte Licht durchlässig ist.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die Abstrahlplatte (20) mittels
Klemmnägeln (31) mit der Trägerplatte (8) verbunden ist.
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