WO2014032924A1 - Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul Download PDF

Info

Publication number
WO2014032924A1
WO2014032924A1 PCT/EP2013/066534 EP2013066534W WO2014032924A1 WO 2014032924 A1 WO2014032924 A1 WO 2014032924A1 EP 2013066534 W EP2013066534 W EP 2013066534W WO 2014032924 A1 WO2014032924 A1 WO 2014032924A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
base
housing
led
led module
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/066534
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Reiss
Simon Schwalenberg
Original Assignee
Osram Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Gmbh filed Critical Osram Gmbh
Priority to CN201380040987.3A priority Critical patent/CN104508844A/zh
Priority to US14/421,153 priority patent/US9923129B2/en
Priority to EP13745673.7A priority patent/EP2891192B1/de
Publication of WO2014032924A1 publication Critical patent/WO2014032924A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an LED module according to the preamble of patent claim 1 and an LED module according to the preamble of patent claim 9.
  • the LED module 10 comprises a housing 11, in particular as a U-profile currentlybil ⁇ det, and one on a base side 12 of the housing 11 to ⁇ ordered LED 13 on a circuit board 14. Furthermore, in the housing 11, a transparent matrix material 15 is introduced on which a scattering layer 16 is arranged. The arrows are intended to represent the light emitted by the LED 13 schematically.
  • a disadvantage of this LED module 10 is that by phase boundaries between the layers 15 and 16, a strong reflection of the emitted light from the LED 13 occurs.
  • phase boundaries are caused inter alia by different breaking properties of the transparent layer 15 and the scattering layer 16, as well as by Kle ⁇ coating located therebetween.
  • Kle ⁇ coating located therebetween.
  • the object of the present invention is to provide an LED module and a method for producing an LED module, by means of which a high homogeneity of the light emitted by the LED module light can be provided without having to accept losses in the Auskopplungseffizienz.
  • This object is achieved by a method for producing an LED module with the features of patent claim 1 according to a first aspect of the invention and with the features of patent claim 2 according to a second aspect of the invention, as well as an LED module having the features of patent claim 9 according to a third aspect and with the features of claim 10 according to a fourth aspect of the invention.
  • a housing is initially provided which is designed as a hollow body which has an opening on a light exit side of the LED module. Furthermore, the housing has a base side, which is arranged opposite the light exit side. Furthermore, a printed circuit board with at least one LED is arranged on the base side of the housing. It will min ⁇ least filled, a first base layer of a curable material in an uncured state through the opening in the housing and further comprising a scattering layer is introduced from an equally curable material in an uncured state through the opening in the housing.
  • the scattering ⁇ layer is filled onto the first base layer, wherein the first base layer is not cured when filling the litter layer, and after filling the litter layer, the at least one first base layer and the litter layer are cured.
  • the first base layer should be made of a transparent material. Through this transparent layer, the distance of the scattering layer to the LED can be well defined ⁇ represents.
  • the film thickness and so-with the distance of the LED to the scattering layer adapted to the distances optionally a plurality of linearly arranged LEDs of the LED module can be adjusted, so that a particularly high homogeneity of the brightness of the beaustrahl ⁇ th light of the LED module, particularly along the LED module, ie along the linear array of LEDs.
  • this method for producing an LED module is also much easier and less expensive.
  • a second aspect of the invention is filled so much curable material during filling of the first base layer so that a surface of the gleichchell ⁇ th base layer assumes a predeterminable filling amount by a curvature.
  • the base layer can be filled almost to the upper edge of the housing.
  • This upper edge is defined as an upper edge of a boundary side of the housing, wherein the boundary side forms the side surfaces of the housing.
  • this boundary side is angeord ⁇ net on the base side of the housing and extends from the base side to the light ⁇ exit side of the LED module, the base side and the boundary side define the hollow body with the opening, as which the housing is formed.
  • a concave-convex shape of the scattering layer can it be sufficient ⁇ .
  • the material of the first base layer can also be filled in a smaller amount in the housing, in particular only up to a certain height. With a suitable wetting of the first base layer to the boundary side of the housing, ei ⁇ ne downwardly curved, in particular concave, surface of the first base layer is formed.
  • a bi-convex shape of the litter layer can be formed.
  • a predeterminable curvature of the surface thereof can be achieved and, consequently, also a corresponding shaping of the scattering layer which is then filled in.
  • This curvature of the surface has also effects on the Homoge ⁇ nity of the emitted light, in particular can be as in a particularly advantageous manner a high homogeneity in egg ⁇ ner direction can be achieved perpendicularly to the longitudinal direction of the LED module.
  • Longitudinal direction is to be understood that in an arrangement of several LEDs on the base side of the housing in a linear manner or substantially in a line, the direction of this linear arrangement is defined as the longitudinal direction.
  • Also in an arrangement may housing just one LED in the overall so a particularly high homogeneity of the draw ⁇ irradiated light be achieved, in particular in a direction from a central irradiation axis of the LED to the outside, ie at a central possible arrangement of the LED on the base side of the housing, towards the side of the housing.
  • reflections can be reduced ⁇
  • a notch is brought a ⁇ which runs in a distance from the base of the Genosu ⁇ ses.
  • the boundary side is arranged on the base side and extends from the base side to the light exit side of the LED module, the base side and the boundary side defining the hollow body with the opening.
  • the amount of wetting of the first base layer to the limiting side of the housing can be set in a particularly advantageous manner.
  • the boundary side of the first base layer is wetted at most only up to the notch.
  • an, in particular concave, curved surface of the first base layer is formed.
  • the amount of filling of the material of the first base layer can also be used to determine the curvature of the surface. In this case, as much material component is preferably rial filled in the housing such that the surface of the first base layer is located below the notch, wherein the restriction site is ⁇ be networked to the notch.
  • the radius of curvature of ge ⁇ curved surface of the first base layer by the Fill quantity of the material can be adjusted. Thereby, a homogenization of the emitted light are achieved, the angle to the geometry of the LED module, ie at ⁇ game as height, width, arrangement of the LED, sound dispersion, the LED, etc., is optimally adapted.
  • a material for the scattering layer comprising a base material with scattering particles wherein the base material, the same properties as that of the first base layer so as to form any phases ⁇ limit during curing of the first base layer and the diffusing layer ,
  • the base material of the scattering layer ⁇ is intended to be the same material as that of the first base layer, said base material of the scattering layer is zusharm ⁇ Lich provided with scattering particles.
  • the same Ma ⁇ material characteristics such as the same refractive index, the same coefficient of thermal expansion, etc ..
  • the choice of the same material or the base material has a number of advantages. On the one hand reflections on the litter layer can be reduced again by the same refractive index and on the other hand mechanical stresses, such as thermal expansion, can be avoided by the same coefficient of thermal expansion.
  • This embodiment is particularly advantageous in combination with a method according to the first aspect of the invention. pect of the invention.
  • pect of the invention By filling the litter layer onto the not yet cured first base layer, and simultaneously curing these layers, these layers in a sense melt together. DA by that also these layers are still of the same material or base material is produced, no phases ⁇ boundary between the layers.
  • the first base layer and the litter layer form, as it were, a unit or a uniform layer, with scattering particles being located in a defined area of this uniform layer. This area with the scattering particles can be defined as a scattering ⁇ layer.
  • the LED has a light exit side which defines an upper edge of the LED.
  • the at least one first base layer is filled in such a way that a surface of the first base layer opposite to the bottom side of the housing has a distance to the light exit side of the LED module which is smaller than a distance of the top edge of the LED from the light exit side of the LED module. module.
  • the layer thickness of the first base layer corresponding to greater currency ⁇ len.
  • a second base layer is filled through the opening of the housing in the housing before filling the first base layer, wherein on the second base layer, the first base layer is filled.
  • This second base layer can have a white ⁇ pigmen tation.
  • the appearance of the LED module and its radiation behavior can be designed according to specific requirements or optical requirements.
  • the white pigmentation ensures a good reflectivity of back-reflected light, as a result of which the coupling-out efficiency can additionally be increased.
  • the second base layer is filled at most up to the upper edge of the LED.
  • the first base layer can then be ⁇ filled and cured together with the thenußyogll- th scattering layer.
  • the LED module according to the invention comprises a housing which is designed as a hollow body which has an opening on a light exit side of the LED module.
  • the housing has a base side, which is arranged opposite the light exit side, and a boundary ⁇ side, which is arranged on the base side and extending from the base side to the light exit side of the LED module.
  • the base side and the boundary side defi ⁇ kidney while the hollow body with the opening.
  • the LED module further comprises a printed circuit board, which is arranged on the base side of the housing, and an LED, which is arranged on the printed circuit board, and which has a light ⁇ exit side, which defines a top edge of the LED defi ⁇ .
  • the LED module comprises a layer sequence arranged in the housing with layers in a sequence in a direction from the base side of the housing to the light exit side of the LED module.
  • the layer sequence is the LED enclosing and the boundary surface of the housing arranged contacting and has at least a first base layer and a litter layer, wherein the first base layer and the litter layer are each formed of a material, and the litter layer has a distance from the LED.
  • the scattering layer is arranged on the first base layer, wherein the first base layer is arranged at least between the scattering layer and the upper edge of the LED.
  • the material of the scattering layer comprising a base mate rial ⁇ with scattering particles, wherein the base material is the same material as that of the first base layer.
  • the first base layer and the litter ⁇ layer have the same material properties, such as the same refractive index, the same coefficient of thermal expansion, etc ..
  • the choice of the same material or base material here has already been described above ⁇ benefits that on the one hand by the same refractive index reflections
  • mechanical stresses, such as thermal expansion can be avoided by the same coefficient of thermal expansion.
  • a material is particularly suitable a polymeric material, such as silicone or polyurethane.
  • the litter layer still has scattering particles, which are preferably matched to the LED type.
  • the scattering layer has a thickness that is not spatially constant. It can be accomplished by the path that the light emitted from the LED light travels through the scattering layer back ⁇ in all radiation directions is the same. So is the Lichtmisch- and scattering effect of the litter layer on the light emitted by the LED light in all emission directions the same, creating a particularly high homogeneity of the can be achieved by the LED module radiated light.
  • a particularly preferred embodiment of the invention comprises the two inventive aspects of the LED module with the advantages just described.
  • the thickness of the diffusing ⁇ layer in an area with a smaller distance to the boundary side of the housing is smaller than the thickness of the scattering layer in a region at a greater distance to the boundary surface of the housing.
  • the path that the light emitted from the LED light travels through the diffusing layer, in all radiation directions is the same, is arranged if the LED in a central region of the base side of the housing bezüg ⁇ Lich the boundary side of the case, in particular again to be understood in a cross section perpendicular to a longitudinal direction of the housing. As described above, this leads to a particularly high homogeneity of the light emitted by the LED module.
  • the curvature can be predetermined by a quantity of material of the first base layer and / or an embodiment of the boundary surface of the housing.
  • the boundary surface can be a Notch.
  • the intermediate surface mentioned can be also be understood as a virtual interface, the ⁇ special case of a LED module, which is produced by the method according to the first aspect of the invention, since the first base layer and with this, so to speak ver ⁇ molten scattering layer rather than two Areas of a single layer are to be regarded, wherein one of these areas has scattering particles.
  • the interface may be concave or convex.
  • the litter layer on the light exit side of the LED module ei ⁇ ne surface having a curvature.
  • forms of the litter layer such as a bi-convex shape or a concavo-convex shape, can be implemented, which have the advantageous property that the litter layer thickens in the middle, ie in a region with a greater distance to the boundary side of the housing is as on the edge, so in an area with a smaller distance to the boundary side of the housing.
  • the advantages, features and design variants mentioned for the methods according to the invention apply in the same way, as far as applicable, to the LED module according to the invention and its variants of design.
  • the Ausiresvari- called leave distinctive and individual features in any way you combi ⁇ kidney.
  • Fig. 2 is a schematic representation of an LED module with a transparent base layer and a scattering layer ⁇ according to an embodiment of OF INVENTION ⁇ dung;
  • FIG. 3 is a schematic representation of an LED module with a transparent base layer and a scattering layer with a bi-convex shape according to a
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an LED module with a transparent base layer and a diffusion layer with a concave-convex shape according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Fig. 5 is a schematic representation of the light path of a
  • LED of an LED module with a transparent base layer and a scattering layer with a kon ⁇ kav-convex shape according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an LED module 20 with a first transparently formed base layer 22 and a scattering layer 24 according to an embodiment of the invention.
  • the LED module 20 comprises a housing 26 with a base side 28 and a limiting side 30, which delimits the LED module 20 towards the outside.
  • the boundary side 30 may include a plurality of areas, such as a front ⁇ area, a rear area, and two lateral areas, depending on the design of the housing 26.
  • the housing 26 may be formed, for example, round, rota ⁇ tion symmetrical or channel-shaped.
  • multiple LEDs 32 may be arranged linearly, in particular on a printed circuit board 36 which is arranged on the base side 28 of the housing 26.
  • the LED module 20 furthermore has a first base layer 22, which is formed from a transparent matrix material.
  • a scattering layer 24 is arranged, which is preferably formed of the same matrix material with scattering particles.
  • the LED module 20 may still have a second base layer 34, which is formed as a white pigmented layer and extends to the LED upper edge.
  • the housing 26 may consist of a polymer material, such as silicone, poly ⁇ urethane, polycarbonate, or metal such as aluminum, stainless steel, etc., be manufactured.
  • a substrate such as polyimide or FR4 can be used, on which LEDs 32 are mounted together with other electrical components.
  • the LED strip may comprise a solder resist, for example based on acrylate or epoxy resin.
  • the polymer adhesive 38 may further be based on silicone, PU, or epoxy resin.
  • the adhesive 38 is hineindispensiert in a defined layer thickness in the U-profile, subsequently ⁇ zd the LED strip is cured free of bubbles.
  • a transparent or white pigmented filling layer is introduced.
  • the pigmented layer so in particular the second base layer 34, this preferably ends at the LED top edge, and after curing, for example thermally, again a transparent layer, so the first base ⁇ layer 22, applied with a defined height to to define the Ab ⁇ stand for scattering layer 24.
  • the filling layer is completely transparent, this can exceed the LED upper edge and at the same time define the distance of the scattering layer 24 to the LED upper edge.
  • a double-sided adhesive tape 40 can be laminated onto the U-profile rear side.
  • the extraction efficiency of the LED module 20 can be increased and at the same time enables be ⁇ Sonders homogeneous light distribution with respect to brightness and color in a particularly inexpensive and simple to produce manner.
  • the scattering and transparency layers 22 and 24 may also provide IP protection.
  • the boundary side 30 of the housing 26 may have a notch 42.
  • This notch 42 causes the transparent layer 22 for forming a Me ⁇ niskus.
  • the curvature of the meniscus is dependent on the filling quantity of the trans ⁇ parent matrix material introduced into the housing 26.
  • the geometric shape of the Litter layer 24 is effected by the notch 42 of the U-profile and the amount of material introduced.
  • the pre-dispensed Transparent layer 22, which forms a Me ⁇ niskus is filled later excluded from the scattering layer 24, which then forms a bi-convex shape.
  • ⁇ the polymer material should have a good wetting to the U-profile and also have a high viscosity, preferably greater than 10,000 mPA * s, and a high surface tension Spann ⁇ , preferably greater than 50 mN / m.
  • TERIAL ie the ma- should be nearly stable, yet still flow easily, forming a smooth surface ⁇ . During curing, the shape may only change slightly, ie the viscosity may depend only to a small extent on the temperature. This behavior is shown, for example, Si likone, other polymers must meet by the average handy ⁇ chain length can be adjusted.
  • the shape of the notch 42 is not critical here, in particular, the notch 42 may have any shape be ⁇ undesirables. Due to the surface tension and the good wetting of the material to the U-profile, the material rises during filling the boundary side 30 and thus forms a meniscus. By the notch 42, the riser height on the boundary side 30 of the hous ⁇ ses 26 are limited. If little material is filled, the meniscus is strongly curved, more material is filled, the meniscus is less curved.
  • Fig. 5 shows a schematic representation of a LED module 20 having a scattering layer 24 having a concave ⁇ convex shape according to another exemplary embodiment of the invention.
  • the filling quantity of the transparent layer 22 is adjusted so that a congruent vexe surface yields.
  • the housing 26 can be filled up to the light exit side of the LED module 20 with Materi ⁇ al, ie up to the upper edge of the boundary side 30 of the housing 26, so that forms a convex shape. Then, the litter layer 24 can be dispensed onto the not yet cured transparent layer 22.
  • the polymer material should have a gu ⁇ te wetting to the U-profile, and also a high viscosity by Vis ⁇ , preferably greater than 10000 mPa * s, and have a high surface tension, preferably greater than 50 mN / m. That is, the material should be almost stable here, but still flow easily, so that the shape changes only slightly during curing, ie the viscosity may depend only to a small extent on the temperature.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of the light path of an LED 32 of an LED module 20 with a transparent first base layer 22 and a scattering layer 24 with egg ⁇ ner concave-convex shape according to an embodiment of the invention.
  • the illustrated as in Fig. 4 form the scattering layer 24 having a concave-convex shape can be achieved that the macroscopic route ⁇ length in the scattering layer 24 is the same for different LED emission angle approximately.
  • This also applies analogously to the embodiment variant of the LED module 20 illustrated in FIG.
  • a method for manufacturing an LED module and an LED module is provided so by means wel ⁇ chen it is ⁇ höht the extraction efficiency and the homogeneity of the emitted light in a particularly advantageous manner.
  • the scattering layer is applied in not been ⁇ hardened form to the not yet cured Transparent ⁇ rent layer, the polymer matrix material of the scattering layer is the same as that of the transparent layer and the necessary scattering layer form on the bottom of the shape of the transparent layer whose Curvature can be specified by the filling amount and the configuration of the U-profile results in a variety of advantages are achieved.
  • the geometric shape of the litter layer is defined exactly by the geometric configuration of the U-profile and the capacity of the transparent layer.
  • a ⁇ thickness reduction of the scattering layer to the edge of the module allows for a more homogeneous appearance of the module from different loan angles.
  • no special surface pretreatments are required by the production method according to the invention in order to achieve sufficient adhesion of the litter layer on the transparent layer, and color variations along a linear modulus can be avoided by local delamination with different Delaminationsabhackn between the transparent and litter layer, resulting in on ⁇ their production process can be avoided only with great effort, eg by targeted plasma surface pretreatments.
  • there are no problems due to material incompatibilities of Transparent and litter layer as delamination, corrosion, De ⁇ gradation and yellowing, and the production can easily and inexpensively be accomplished with standard dispensing processes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls sowie ein LED-Modul, mittels welchen sich eine hohe Auskopplungseffizienz und Homogenität des abgestrahlten Lichts bereitstellen lässt. Beim Verfahren gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird zunächst ein Gehäuse (26) bereitgestellt, das eine Grundseite (28) aufweist, auf der eine Leiterplatte (36) mit mindestens einer LED (32) angeordnet wird. Weiterhin wird mindestens eine ersten Grundschicht (22) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand in das Gehäuse (26) eingefüllt. Des Weiteren wird eine Streuschicht (24) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand eingefüllt. Dabei wird die Streuschicht (24) auf die erste Grundschicht (22) eingefüllt, wobei die erste Grundschicht (22) beim Einfüllen der Streuschicht (24) nicht ausgehärtet ist, und nach Einfüllen der Streuschicht (24) werden die mindestens eine erste Grundschicht (22) und die Streuschicht (24) ausgehärtet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls und LED-Modul
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein LED-Modul nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Stand der Technik Aus dem Stand der Technik sind lineare LED-Module be¬ kannt, bei denen LEDs linear in Reihe in einem Gehäuse mit einer Lichtaustrittseite angeordnet sind. Um nun die LEDs möglichst nicht mehr als einzelne Lichtquellen wahr¬ nehmen zu können und eine möglichst hohe Homogenität des abgestrahlten Lichts in Bezug auf die Helligkeit und die Lichtfarbe zu bewerkstelligen, kann in das Gehäuse ein lichtstreuendes Matrixmaterial eingebracht werden, durch dessen Lichtmisch- und Streueffekt eine homogenere Ab- strahlung des Lichts ermöglicht wird. Um eine zufrieden- stellende Lichtmischung der einzelnen LEDs zu erreichen, muss die Dicke des Matrixmaterials, d.h. der Abstand von einer Lichtaustrittsfläche der LED bis zur Lichtaus¬ trittsseite des LED-Moduls entsprechen groß sein, insbe¬ sondere muss diese Dicke um so größer sein, je größer der Abstand der LEDs voneinander ist. Nachteilig dabei ist, dass es bei einer Verwendung eines Volumenstreuers, wie dem streuenden Matrixmaterial, zur Homogenisierung des Lichts zu großen Lichtverlusten kommt, was die Lichtaus- kopplungseffizienz mindert. Dieser Effekt ist um so grö- ßer, je dicker das streuende Matrixmaterial ist. Um die Lichtverluste durch das dicke streuende Matrixmaterial zu reduzieren, kann man als Matrixmaterial zunächst eine transparente Schicht vorsehen, auf deren Oberfläche eine dünnere Streuschicht aufgebracht wird. Es sind dann zwar weniger Lichtverluste durch die Streuschicht zu verzeich- nen, jedoch treten bei dieser Ausgestaltung andere Probleme auf. Insbesondere gibt es durch diese zwei- oder mehrschichtige Struktur Phasengrenzen zwischen den Schichten, unter anderem bedingt durch zwischen den Schichten befindliche Klebeschichten zur Fixierung der einzelnen Schichten aneinander, an denen das Licht reflektiert wird.
Weiterhin sind die Herstellungsverfahren für solche LED- Module sehr aufwendig und teuer, da zum Aufbringen der einzelnen Schichten aufeinander aufwendige Oberflächen- Vorbehandlungen, wie beispielsweise gezielte Plasma- Oberflächenvorbehandlungen, erforderlich sind, um eine ausreichende Haftung der Streuschicht auf der transparen¬ ten Schicht zu erzielen. Insbesondere muss durch produk¬ tionstechnisch sehr aufwendige Verfahren sichergestellt werden, dass sich keine Delaminationen zwischen den Schichten bilden, welche zusätzliche Grenzschichten im Strahlengang der LED zur Folge haben, die sich in einem linearen Produkt sehr leicht als deutlich wahrnehmbare lokale Lichtfarbenunterschiede zu erkennen geben. Dennoch treten im Laufe der Zeit durch Beanspruchungen, wie eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der Schichten, lokale Delaminationen zwischen den Schichten auf, die wiederum zu einer erhöhten Reflexion des Lichts führen und Farbschwankungen entlang des linearen Moduls verursachen. Somit kann auch durch diese mehrschichtige Anordnung bislang keine zufriedenstellende Auskopplungs- effizienz und Homogenität des abgestrahlten Lichts erreicht werden.
Fig. 1 zeigt schematisch ein mehrschichtiges LED-Modul 10 gemäß dem Stand der Technik im Querschnitt zur Veran- schaulichung dieser Problematik. Das LED-Modul 10 umfasst dabei ein Gehäuse 11, insbesondere als U-Profil ausgebil¬ det, und eine an einer Grundseite 12 des Gehäuses 11 an¬ geordnete LED 13 auf einer Leiterplatte 14. Weiterhin ist in das Gehäuse 11 ein transparentes Matrixmaterial 15 eingebracht, auf dem eine Streuschicht 16 angeordnet ist. Die eingezeichneten Pfeile sollen dabei schematisch das von der LED 13 abgestrahlte Licht darstellen. Nachteilig bei diesem LED-Modul 10 ist, dass durch Phasengrenzen zwischen den Schichten 15 und 16 eine starke Reflexion des von der LED 13 abgestrahlten Lichts auftritt. Diese Phasengrenzen sind unter anderem durch unterschiedliche Brecheigenschaften der transparenten Schicht 15 und der Streuschicht 16, sowie durch dazwischen befindliche Kle¬ beschichten bedingt. Durch Beanspruchung des LED-Moduls 10 kommen weiterhin lokale Delaminationen dazu, die diesen Effekt der starken Reflexion noch verstärken und zudem auch Farbschwankungen entlang des LED-Moduls 10 verursachen .
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein LED- Modul und ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls bereitzustellen, mittels welchen sich eine hohe Homogenität des vom LED-Modul abgestrahlten Lichts bereitstellen lässt ohne Einbußen bei der Auskopplungseffizienz in Kauf nehmen zu müssen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gemäß einem ersten Aspekt der erfindung und mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, sowie einem LED-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gemäß einem dritten Aspekt und mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung .
Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängi- gen Ansprüchen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls wird zunächst ein Gehäuse bereitgestellt, das als Hohlkörper ausgebildet ist, welcher eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls aufweist. Wei- terhin weist das Gehäuse eine Grundseite auf, die der Lichtaustrittsseite gegenüberliegend angeordnet ist. Des Weiteren wird eine Leiterplatte mit mindestens einer LED auf der Grundseite des Gehäuses angeordnet. Es wird min¬ destens eine erste Grundschicht aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse eingefüllt und weiterhin wird eine Streuschicht aus einem ebenfalls aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse eingefüllt. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Streu¬ schicht auf die erste Grundschicht eingefüllt, wobei die erste Grundschicht beim Einfüllen der Streuschicht nicht ausgehärtet ist, und nach Einfüllen der Streuschicht die mindestens eine erste Grundschicht und die Streuschicht ausgehärtet werden. Die erste Grundschicht soll dabei aus einem transparenten Material sein. Durch diese transparente Schicht kann der Abstand der Streuschicht zur LED wohldefiniert einge¬ stellt werden. Insbesondere kann die Schichtdicke und so- mit der Abstand der LED zur Streuschicht angepasst auf die Abstände gegebenenfalls mehrerer linear angeordneter LEDs des LED-Moduls eingestellt werden, so dass sich eine besonders hohe Homogenität der Helligkeit des abgestrahl¬ ten Lichts des LED-Moduls, besonders entlang des LED- Moduls, d.h. entlang der linearen Anordnung der LEDs, bewerkstelligen lässt. Durch das Einfüllen der Streuschicht auf die noch nicht ausgehärtete Grundschicht wird eine besonders gute Haftung der Streuschicht auf der Grund¬ schicht bewerkstellig. Die Gefahr für im Laufe der Zeit auftretende Delaminationen ist somit gering, wodurch mittels des Verfahrens die Auskopplungseffizienz und auch die Homogenität des abgestrahlten Lichts bezüglich der Lichtfarbe auf besonders vorteilhafte Weise erhöht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch dieses Verfah- ren keine Klebeschicht zwischen der Streuschicht und der Grundschicht erforderlich ist. Durch Klebeschichten bedingte Phasengrenzen können so vermieden werden, wodurch auch die Reflexionen an Grenzschichten zwischen den Schichten reduziert und somit ebenfalls die Auskopplungs- effizienz erhöht werden kann. Darüber hinaus erfordert dieses Verfahren keine aufwendigen und kostspieligen Oberflächenbehandlungen der Grundschicht, um für ausreichend Haftung der Schichten aneinander zu sorgen. Damit ist dieses Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls auch wesentlich einfacher und kostengünstiger. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird beim Einfüllen der ersten Grundschicht derart viel aushärtbares Material eingefüllt, dass eine Oberfläche der eingefüll¬ ten Grundschicht eine durch eine Füllmenge vorgebbare Krümmung annimmt.
Beispielsweise kann die Grundschicht nahezu bis an den oberen Rand des Gehäuses eingefüllt werden. Dieser obere Rand ist dabei als eine Oberkante einer Begrenzungsseite des Gehäuses definiert, wobei die Begrenzungsseite die Seitenflächen des Gehäuses bildet. Insbesondere ist diese Begrenzungsseite an der Grundseite des Gehäuses angeord¬ net und erstreckt sich von der Grundseite bis zur Licht¬ austrittsseite des LED-Moduls, wobei die Grundseite und die Begrenzungsseite den Hohlkörper mit der Öffnung defi- nieren, als welcher das Gehäuse ausgebildet ist. Erreicht die Füllmenge also diesen oberen Rand des Gehäuses, so bildet sich eine nach außen gewölbte, konvexe Form der Oberfläche der ersten Grundschicht aus. Die daraufhin auf die erste Grundschicht eingefüllte Streuschicht ist somit ebenfalls gekrümmt bzw. nach außen gewölbt. Insbesondere kann so eine konkav-konvexe Form der Streuschicht er¬ reicht werden. Das Material der ersten Grundschicht kann aber auch in einer geringeren Menge in das Gehäuse eingefüllt werden, insbesondere nur bis zu einer bestimmten Höhe. Bei einer geeigneten Benetzung der ersten Grundschicht zur Begrenzungsseite des Gehäuses bildet sich ei¬ ne nach unten gewölbte, insbesondere konkave, Oberfläche der ersten Grundschicht aus. Beim anschließenden Einfüllen der Streuschicht auf die erste Grundschicht kann so beispielsweise eine bi-konvexe Form der Streuschicht ge¬ bildet werden. So kann durch die Füllmenge der ersten Grundschicht zum einen eine vorgebbare Krümmung deren Oberfläche erreicht werden und demzufolge auch eine entsprechende Formgebung der daraufhin eingefüllten Streuschicht. Diese Krümmung der Oberfläche hat ebenfalls Auswirkungen auf die Homoge¬ nität des abgestrahlten Lichts, insbesondere kann so auf besonders vorteilhafte Weise eine hohe Homogenität in ei¬ ner Richtung senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des LED-Moduls erreicht werden. Längserstreckungsrichtung ist dabei so zu verstehen, dass bei einer Anordnung mehrerer LEDs an der Grundseite des Gehäuses in linearer Weise bzw. im Wesentlichen in einer Linie, die Richtung dieser linearen Anordnung als Längserstreckungsrichtung definiert ist. Auch bei einer Anordnung nur einer LED im Ge- häuse kann so eine besonders hohe Homogenität des abge¬ strahlten Lichts erreicht werden, insbesondere in einer Richtung von einer zentralen Abstrahlachse der LED nach außen hin, d.h. bei einer möglichst mittigen Anordnung der LED auf der Grundseite des Gehäuses, zur Begrenzungs- seite des Gehäuses hin. Auch hierbei können durch geeig¬ nete Ausbildung der Krümmung der Oberfläche der ersten Grundschicht Reflexionen reduziert werden. Beispielsweise trifft von der LED abgestrahltes Licht auf eine nach au¬ ßen gewölbte Oberfläche der ersten Grundschicht überall nahezu senkrecht auf, wodurch die Auskopplungseffizienz ebenfalls erhöht werden kann.
Besonders bevorzug ist eine Ausgestaltung des erfindungs¬ gemäßen Verfahrens, das die beiden erfindungsgemäßen Aspekte des Verfahrens umfasst. Dadurch lässt sich eine Steigerung in der Homogenität des abgestrahlten Lichts des LED-Moduls in jeder Richtung bezüglich Helligkeit und Lichtfarbe erzielen, die Auskopplungseffizienz erhöhen und gleichzeitig auch die Kosten und den Aufwand des Her¬ stellungsverfahrens reduzieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird beim Bereitstellen des Gehäuses in eine Begrenzungsseite des Gehäuses zumindest bereichsweise eine Einkerbung ein¬ gebracht, die in einem Abstand zur Grundseite des Gehäu¬ ses verläuft. Dabei ist die Begrenzungsseite an der Grundseite angeordnet und erstreckt sich von der Grund- seite bis zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls, wobei die Grundseite und die Begrenzungsseite den Hohlkörper mit der Öffnung definieren.
Durch diese Einkerbung kann auf besonders vorteilhafte Weise die Höhe der Benetzung der ersten Grundschicht zur Begrenzungsseite des Gehäuses eingestellt werden. Beim Einfüllen der ersten Grundschicht wird die Begrenzungs¬ seite von der ersten Grundschicht dabei maximal nur bis zur Einkerbung benetzt. Weiterhin bildet sich, wie bereits erwähnt, eine, insbesondere konkav, gekrümmte Ober- fläche der ersten Grundschicht aus. Dadurch dass die Höhe der Benetzung zur Begrenzungsseite durch die Einkerbung vorgegeben ist, kann durch die Einfüllmenge des Materials der ersten Grundschicht ebenfalls die Krümmung der Oberfläche bestimmt werden. Dabei wird bevorzugt soviel Mate- rial in das Gehäuse eingefüllt, dass sich die Oberfläche der ersten Grundschicht unterhalb der Einkerbung befindet, wobei die Begrenzungsseite bis zur Einkerbung be¬ netzt wird. Je mehr Material eingefüllt wird, desto weni¬ ger stark ist die Oberfläche gekrümmt. So kann auf beson- ders vorteilhafte Weise auch der Krümmungsradius der ge¬ krümmten Oberfläche der ersten Grundschicht durch die Füllmenge des Materials eingestellt werden. Dadurch kann eine Homogenisierung des abgestrahlten Lichts erreicht werden, die auf die Geometrie des LED-Moduls, also bei¬ spielsweise Höhe, Breite, Anordnung der LED, Abstrahlwin- kel der LED, usw., optimal angepasst ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird für die Streuschicht ein Material verwendet, das ein Basismaterial mit Streupartikeln umfasst, wobei das Basismaterial dieselben Eigenschaften besitzt wie das der ersten Grundschicht, so dass sich beim Aushärten der ersten Grundschicht und der Streuschicht keine Phasen¬ grenze bildet.
Insbesondere soll dabei das Basismaterial der Streu¬ schicht dasselbe Material wie das der ersten Grundschicht sein, wobei dieses Basismaterial der Streuschicht zusätz¬ lich mit Streupartikeln versehen ist. Dadurch besitzen die erste Grundschicht und die Streuschicht dieselben Ma¬ terialeigenschaften, wie beispielsweise denselben Brechungsindex, denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten, usw.. Die Wahl desselben Materials bzw. Basismaterials hat eine Vielzahl von Vorteilen. Zum einen können durch den selben Brechungsindex wiederum Reflexionen an der Streuschicht reduziert werden und zum anderen können auch mechanische Beanspruchungen, wie beispielsweise durch Wärmeausdehnung, durch den selben Wärmeausdehnungskoeffizienten vermieden werden. Dies verhindert wiederum das Entstehen von Delaminationen was wiederum weniger Verluste durch Reflexionen zur Folge hat, die Auskopplungseffi¬ zienz erhöht und die Homogenität des abgestrahlten Lichts steigert. Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung in Kombination mit einem Verfahren gemäß dem ersten As- pekt der Erfindung. Indem die Streuschicht auf die noch nicht ausgehärtete erste Grundschicht eingefüllt wird, und diese Schichten gleichzeitig ausgehärtet werden, ver¬ schmelzen diese Schichten gewissermaßen miteinander. Da- durch, dass diese Schichten auch noch aus dem selben Material bzw. Basismaterial sind, entsteht keine Phasen¬ grenze zwischen den Schichten. Die erste Grundschicht und die Streuschicht bilden sozusagen eine Einheit bzw. eine einheitliche Schicht, wobei sich in einem definierten Be- reich dieser einheitlichen Schicht Streupartikel befinden. Dieser Bereich mit den Streupartikel kann als Streu¬ schicht definiert werden. Es gibt also keinerlei Fresnel- Rückreflexe des von der LED abgestrahlten Lichts, welche auf den Komponentenoberflächen, wie beispielsweise der Leiterplatte, absorbiert werden, wodurch die Auskopp¬ lungseffizienz optimiert werden kann. Es tritt auch keine totale interne Reflexion auf, welche das farblich gelbli¬ chere Licht weißer LEDs in hohen Abstrahlwinkeln zurückreflektiert und so zu einem Blau-Farbschift des LED- Moduls führen würde.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die LED eine Lichtaustrittsseite auf, die eine Oberkante der LED definiert. Die mindestens eine erste Grundschicht wird derart eingefüllt, dass eine nach dem Einfüllen der Grundseite des Gehäuses gegenüberliegende Oberfläche der ersten Grundschicht einen Abstand zur Lichtaustrittseite des LED-Moduls aufweist der kleiner ist als ein Abstand der Oberkante der LED von der Licht¬ austrittsseite des LED-Moduls. So kann durch das Einfüllen der ersten Grundschicht bis zu einer bestimmten Höhe der Abstand der Streuschicht zur LED wohldefiniert eingestellt werden. Insbesondere kann die Schichtdicke der ersten Grundschicht und somit der Abstand der LED zur Streuschicht angepasst auf die Ab¬ stände mehrerer linear angeordneter LEDs des LED-Moduls eingestellt werden. Bevorzugt ist bei einem größeren Ab¬ stand von mehreren linear angeordneten LEDs die Schichtdicke der ersten Grundschicht entsprechend größer zu wäh¬ len. Dadurch lässt sich eine besonders hohe Homogenität der Helligkeit des abgestrahlten Lichts des LED-Moduls, besonders entlang des LED-Moduls, d.h. entlang der linea¬ ren Anordnung der LEDs, bewerkstelligen.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Einfüllen der ersten Grundschicht eine zweite Grundschicht durch die Öffnung des Gehäuses in das Gehäuse eingefüllt wird, wobei auf die zweite Grundschicht die erste Grundschicht eingefüllt wird.
Diese zweite Grundschicht kann dabei eine weiße Pigmen¬ tierung aufweisen. Durch diese zusätzliche Schicht kann beispielsweise das Erscheinungsbild des LED-Moduls und seines Abstrahlverhalten nach bestimmten Ansprüchen oder optischen Erfordernissen gestaltet werden. Insbesondere gewährleistet die weiße Pigmentierung eine gute Reflekti- vität von zurückreflektiertem Licht, wodurch auch dadurch die Auskopplungseffizienz zusätzlich gesteigert werden kann.
Bevorzugt wird dabei die zweite Grundschicht höchstens bis zur Oberkante der LED eingefüllt. Nach dem Aushärten dieser Schicht kann dann die erste Grundschicht einge¬ füllt werden und zusammen mit der anschließend eingefüll- ten Streuschicht ausgehärtet werden. Das erfindungsgemäße LED-Modul umfasst ein Gehäuse, das als Hohlkörper ausgebildet ist, der eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls aufweist. Das Gehäuse weist eine Grundseite auf, die der Lichtaustrittsseite gegenüberliegend angeordnet ist, und einer Begrenzungs¬ seite, die an der Grundseite angeordnet ist und sich von der Grundseite bis zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls erstreckt. Die Grundseite und die Begrenzungsseite defi¬ nieren dabei den Hohlkörper mit der Öffnung. Das LED- Modul umfasst weiterhin eine Leiterplatte, die auf der Grundseite des Gehäuses angeordnet ist, und eine LED, die auf der Leiterplatte angeordnet ist, und die eine Licht¬ austrittsseite aufweist, die eine Oberkante der LED defi¬ niert. Des Weiteren umfasst das LED-Modul eine im Gehäuse angeordnete Schichtenfolge mit Schichten in einer Abfolge in einer Richtung von der Grundseite des Gehäuses zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls. Die Schichtenfolge ist dabei die LED einschließend und die Begrenzungsfläche des Gehäuses kontaktierend angeordnet und weist mindes- tens eine erste Grundschicht und eine Streuschicht auf, wobei die erste Grundschicht und die Streuschicht jeweils aus einem Material gebildet sind, und die Streuschicht einen Abstand zur LED aufweist. Die Streuschicht ist auf der ersten Grundschicht angeordnet, wobei die erste Grundschicht zumindest zwischen der Streuschicht und der Oberkante der LED angeordnet ist.
Bei einem LED-Modul gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst das Material der Streuschicht ein Basismate¬ rial mit Streupartikeln, wobei das Basismaterial dasselbe Material ist, wie das der ersten Grundschicht. Dadurch besitzen die erste Grundschicht und die Streu¬ schicht dieselben Materialeigenschaften, wie beispielsweise denselben Brechungsindex, denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten, usw.. Die Wahl desselben Materials bzw. Basismaterials hat auch hier die bereits oben be¬ schriebenen Vorteile, dass zum einen durch den selben Brechungsindex Reflexionen an der Streuschicht reduziert werden und zum anderen können auch mechanische Beanspruchungen, wie beispielsweise durch Wärmeausdehnung, durch den selben Wärmeausdehnungskoeffizienten vermieden werden. Dies verhindert wiederum das Entstehen von Delamina- tionen was wiederum weniger Verluste durch Reflexionen zur Folge hat, die Auskopplungseffizienz erhöht und die Homogenität des abgestrahlten Lichts steigert. So können auf besonders vorteilhafte Weise die im Stand der Technik auftretenden Probleme, die aus Materialinkompatibilitäten resultieren, beseitigt werden. Als Material eignet sich dabei besonders ein Polymermaterial, wie beispielsweise Silikon oder Polyurethan. Die Streuschicht weist dabei noch Streupartikel auf, die bevorzugt an den LED-Typ an- gepasst sind.
Bei einem LED-Modul gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung weist die Streuschicht eine Dicke auf, die räumlich nicht konstant ist. So kann bewerkstelligt werden, dass der Weg, den das von der LED abgestrahlte Licht durch die Streuschicht zurück¬ legt, in alle Abstrahlrichtungen gleich ist. So ist auch der Lichtmisch- und Streueffekt der Streuschicht auf das von der LED abgestrahlte Licht in alle Abstrahlrichtungen derselbe, wodurch eine besonders hohe Homogenität des durch das LED-Modul abgestrahlte Licht erreicht werden kann .
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Erfindung um- fasst die beiden erfindungsgemäßen Aspekte des LED-Moduls mit den eben beschriebenen Vorteilen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Dicke der Streu¬ schicht in einem Bereich mit einem kleineren Abstand zur Begrenzungsseite des Gehäuses kleiner ist als die Dicke der Streuschicht in einem Bereich mit einem größeren Ab- stand zur Begrenzungsfläche des Gehäuses. Bei einer line¬ aren Anordnung mehrerer LEDs in einer Längserstreckungs- richtung des Gehäuses ist der Abstand zur Begrenzungssei¬ te in der Querschnittsebene senkrecht zur Längserstre- ckungsrichtung des Gehäuses zu verstehen. Dadurch kann bewerkstelligt werden, dass der Weg, den das von der LED abgestrahlte Licht durch die Streuschicht zurücklegt, in alle Abstrahlrichtungen gleich ist, falls die LED in einem zentralen Bereich der Grundseite des Gehäuses bezüg¬ lich der Begrenzungsseite des Gehäuses angeordnet ist, insbesondere wieder zu verstehen in einem Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckungsrichtung des Gehäuses. Wie oben beschrieben, führt dies zu einer besonders hohen Homogenität des vom LED-Modul abgestrahlten Lichts.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wei- sen die mindestens eine erste Grundschicht und die Streu¬ schicht eine gemeinsame Zwischenfläche auf, die eine Krümmung aufweist. Des Weiteren ist die Krümmung durch eine Menge an Material der ersten Grundschicht und/oder eine Ausgestaltung der Begrenzungsfläche des Gehäuses vorgebbar. Beispielsweise kann die Begrenzungsfläche eine Einkerbung aufweisen. Durch diese Einkerbung kann zusammen mit der Füllmenge des Materials der ersten Grund¬ schicht die Krümmung der Oberfläche der Grundschicht, al¬ so der Zwischenfläche zwischen der ersten Grundschicht und der Streuschicht, wie oben bereits beschrieben, vor¬ gegeben werden. Die genannte Zwischenfläche kann dabei auch als virtuelle Zwischenfläche verstanden werden, ins¬ besondere bei einem LED-Modul, das mittels des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt ist, da die erste Grundschicht und die mit dieser sozusagen ver¬ schmolzenen Streuschicht eher als zwei Bereiche einer einzigen Schicht anzusehen sind, wobei einer dieser Bereiche Streupartikel aufweist.
Weiterhin kann die Zwischenfläche konkav oder konvex sein. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn auch die Streuschicht an der Lichtaustrittseite des LED-Moduls ei¬ ne Oberfläche aufweist, die eine Krümmung aufweist. So lassen sich Formen der Streuschicht, wie eine bi-konvexe Form oder eine konkav-konvexe Form umsetzen, die die vor- teilhafte Eigenschaft aufweisen, dass die Streuschicht in der Mitte, also in einem Bereich mit einem größeren Abstand zur Begrenzungsseite des Gehäuses, dicker ist als am Rand, also in einem Bereich mit einem kleineren Abstand zur Begrenzungsseite des Gehäuses. Des Weiteren gelten die für die erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungsvarianten in gleicher Weise, soweit anwendbar, für das erfindungsgemäße LED-Modul und seine Ausgestalungsvarianten . Insbesondere lassen sich die genannte Ausgestaltungsvari- anten und einzelnen Merkmale beliebig miteinander Kombi¬ nieren . Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mehrschichti¬ gen LED-Moduls gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines LED-Moduls mit einer transparenten Grundschicht und einer Streu¬ schicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines LED-Moduls mit einer transparenten Grundschicht und einer Streu- schicht mit einer bi-konvexen Form gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines LED-Moduls mit einer transparenten Grundschicht und einer Streuschicht mit einer konkav-konvexen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Lichtwegs einer
LED eines LED-Moduls mit einer transparenten Grundschicht und einer Streuschicht mit einer kon¬ kav-konvexen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines LED- Moduls 20 mit einer ersten transparent ausgebildeten Grundschicht 22 und einer Streuschicht 24 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das LED-Modul 20 um- fasst dabei ein Gehäuse 26 mit einer Grundseite 28 und einer Begrenzungsseite 30, welche das LED-Modul 20 nach außen hin begrenzt. Die Begrenzungsseite 30 kann dabei mehrere Bereiche umfassen, wie beispielsweise einen vor¬ deren Bereich, einen hinteren Bereich, und zwei seitliche Bereiche, je nach Ausbildung des Gehäuses 26. Das Gehäuse 26 kann beispielsweise auch rund ausgebildet sein, rota¬ tionssymmetrisch oder rinnenförmig . Bevorzugt ist dabei eine Ausbildung des Gehäuses 26, das, wie dargestellt, in einem Querschnitt ein U-Profil aufweist und sich in einer Längserstreckungsrichtung senkrecht zur dargestellten Querschnittsebene erstreckt. In dieser Längserstreckungs¬ richtung können mehrere LEDs 32 linear angeordnet sein, insbesondere auf einer Leiterplatte 36, die auf der Grundseite 28 des Gehäuses 26 angeordnet ist. Das LED- Modul 20 weist weiterhin eine erste Grundschicht 22 auf, die aus einem transparenten Matrixmaterial gebildet ist. Auf dieser ersten Grundschicht 22 ist eine Streuschicht 24 angeordnet, die bevorzugt aus demselben Matrixmaterial mit Streupartikeln gebildet ist. Je nach optischen Erfor- dernissen und Ansprüchen an des Erschienungsbild kann das LED-Modul 20 noch eine zweite Grundschicht 34 aufweisen, die als weiß pigmentierte Schicht ausgebildet ist und bis zur LED-Oberkante reicht.
Auf der Grundseite 28 des Gehäuses 26 kann der LED- Streifen, also die auf einer beispielsweise flexiblen Leiterplatte 36 angeordneten LEDs 32, mittels eines Poly¬ mer-Klebers 38 dauerhaft fixiert werden. Das Gehäuse 26 kann dabei aus einem Polymerwerkstoff, wie Silikon, Poly¬ urethan, Polycarbonat , oder Metall, wie Aluminium, Edel- stahl, usw., gefertigt sein. Für den LED-Streifen kann dabei ein Substrat, wie beispielsweise Polyimid oder FR4, verwendet werden, auf dem LEDs 32 zusammen mit anderen elektrischen Bauelementen montiert sind. Weiterhin kann der LED-Streifen einen Lötstopplack, beispielsweise auf Acrylat- oder Epoxidharzbasis, umfassen. Der Polymer- Kleber 38 kann weiterhin auf Silikon-, PU-, oder Epoxidharzbasis sein. Der Kleber 38 wird in definierter Schichtdicke in das U-Profil hineindispensiert, anschlie¬ ßend wird der LED-Streifen blasenfrei ausgehärtet. Je nach optischen Erfordernissen wird eine transparente oder weiß pigmentierte Füllschicht eingebracht. Im Falle der pigmentierten Schicht, also insbesondere der zweiten Grundschicht 34, endet diese bevorzugt an der LED- Oberkante, und nach dem Aushärten, z.B. thermisch, wird nochmals eine transparente Schicht, also die erste Grund¬ schicht 22, mit definierter Höhe aufgebracht, um den Ab¬ stand zur Streuschicht 24 zu definieren. Im Falle, dass die Füllschicht vollständig transparent ist, kann diese die LED-Oberkante übersteigen und gleichzeitig den Ab- stand der Streuschicht 24 zur LED-Oberkante definieren. Auf die noch nicht ausgehärtete transparente Schicht 22 aus Polymermatrixmaterial, z.B. Silikon oder PU, wird ei¬ ne Mischung aus Polymermatrixmaterial, das insbesondere das gleiche Material ist wie die transparente Schicht 22, mit an den LED-Typ angepassten Streupartikeln dispensiert. Anschließend wird ausgehärtet, beispielsweise thermisch. Zur Befestigung des LED-Moduls 20 an einem Untergrund kann beispielsweise auf die U-Profil Rückseite ein doppelseitiges Klebeband 40 auflaminiert werden.
Mit dem schematisch dargestellten Lichtstrahl der LED 32 soll veranschaulicht werden, dass an der Granzfläche zwi¬ schen der ersten Grundschicht 22 und der Streuschicht 24 auftretende Fresnel-Rückreflexe verhindert werden können. Insbesondere wird dies dadurch ermöglicht, dass die Streuschicht 24 auf die noch nicht ausgehärtete erste Grundschicht 22 aufdispensiert wird, woraufhin ein ge¬ meinsames Aushärten der Schichten 22 und 24 erfolgt. Sind die Streuschicht 24 und die erste Grundschicht 22 darüber hinaus aus dem selben Material, so gibt es nach dem Aus¬ härten dieser Schichten 22 und 24 keine Phasengrenze zwi- sehen diesen Schichten 22 und 24, an der das Licht reflektiert wird. So kann auf besonders kostengünstige und einfach herzustellende Weise die Auskopplungseffizienz des LED-Moduls 20 erhöht werden und gleichzeitig eine be¬ sonders homogene Lichtverteilung in Bezug auf Helligkeit und Lichtfarbe ermöglicht werden. Zusätzlich können die Streu- und Transparentschichten 22 und 24 auch einen IP- Schutz darstellen.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines LED- Moduls 20, bei dem die Streuschicht 24 als bi-konvexe Form ausgebildet ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dazu kann die Begrenzungsseite 30 des Gehäuses 26 eine Einkerbung 42 aufweisen. Diese Einkerbung 42 veranlasst die Transparentschicht 22 zur Formung eines Me¬ niskus. Die Krümmung des Meniskus ist dabei abhängig von der Füllmenge des in das Gehäuse 26 eingebrachten trans¬ parenten Matrixmaterials. Auch die geometrische Form der Streuschicht 24 wird durch die Einkerbung 42 des U- Profils und die eingebrachte Materialmenge bewirkt. Die vorab dispensierte Transparentschicht 22, die einen Me¬ niskus bildet, wird später von der Streuschicht 24 ausge- füllt, welche daraufhin eine bi-konvexe Form bildet. Da¬ bei sollte das Polymer-Material eine gute Benetzung zum U-Profil haben und zudem eine hohe Viskosität, bevorzugt größer als 10000 mPA*s, und eine hohe Oberflächenspan¬ nung, bevorzugt größer als 50 mN/m besitzen. D.h. das Ma- terial sollte nahezu standfest sein, dabei aber immer noch leicht fließen und dabei eine glatte Oberfläche aus¬ bilden. Beim Aushärten darf sich die Form nur noch leicht ändern, d.h. die Viskosität darf nur in geringem Maße von der Temperatur abhängen. Dieses Verhalten zeigen z.B. Si- likone, andere Polymere müssen mittels der durchschnitt¬ lichen Kettenlänge entsprechen eingestellt werden.
Die Formgebung der Einkerbung 42 ist dabei nicht entscheidend, insbesondere kann die Einkerbung 42 jede be¬ liebige Form aufweisen. Durch die Oberflächenspannung und der guten Benetzung des Materials zum U-Profil steigt das Material beim Einfüllen die Begrenzungsseite 30 hoch und bildet so einen Meniskus aus. Durch die Einkerbung 42 kann die Steighöhe an der Begrenzungsseite 30 des Gehäu¬ ses 26 begrenzt werden. Wird wenig Material eingefüllt, so ist der Meniskus stark gekrümmt, wird mehr Material eingefüllt, so ist der Meniskus weniger stark gekrümmt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines LED- Moduls 20 mit einer Streuschicht 24, die eine konkav¬ konvexe Form aufweist, gemäß einem weiteren Ausführungs- beispiel der Erfindung. Dabei wird die Füllmenge der Transparentschicht 22 so eingestellt, dass sich eine kon- vexe Oberfläche ergibt. Insbesondere kann das Gehäuse 26 bis zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls 20 mit Materi¬ al befüllt werden, d.h. bis zur Oberkante der Begrenzungsseite 30 des Gehäuses 26, so dass sich eine konvexe Form ausbildet. Dann kann auf die noch nicht ausgehärtete Transparentschicht 22 die Streuschicht 24 dispensiert werden. Auch hierbei sollte das Polymer-Material eine gu¬ te Benetzung zum U-Profil haben und zudem eine hohe Vis¬ kosität, bevorzugt größer als 10000 mPA*s, und eine hohe Oberflächenspannung, bevorzugt größer als 50 mN/m besitzen. D.h. das Material sollte auch hier nahezu standfest sein, dabei aber immer noch leicht fließen, so dass sich beim Aushärten die Form nur noch leicht ändert, d.h. die Viskosität darf nur in geringem Maße von der Temperatur abhängen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung des Lichtwegs einer LED 32 eines LED-Moduls 20 mit einer transparenten ersten Grundschicht 22 und einer Streuschicht 24 mit ei¬ ner konkav-konvexen Form gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Durch die wie in Fig. 4 dargestellte Ausbildung der Streuschicht 24 mit einer konkav-konvexen Form kann erreicht werden, dass die makroskopische Weg¬ länge in der Streuschicht 24 für verschiedene LED- Abstrahlwinkel in etwa gleich ist. Somit kann bewerkstel- ligt werden, dass von der LED 32 in unterschiedlichen Abstrahlwinkeln abgestrahltes Licht durch die Streuschicht 24 den selben Lichtmisch- und Streueffekt erfährt, wo¬ durch ein besonders homogenes Modul-Erscheinungsbild aus verschiedenen Blickrichtungen ermöglicht wird. Dies gilt in analoger Weise auch für die in Fig. 3 dargestellte Ausgestaltungsvariante des LED-Moduls 20 mit einer bi- konvex ausgebildeten Streuschicht 24. Insbesondere gilt dies für alle Ausgestaltungen mit zentral auf der Grund¬ seite 28 des Gehäuses 26 angeordneten LEDs 32 und einer Ausbildung einer Streuschicht 24, deren Dicke von der Mitte der Abstrahlseite des LED-Moduls 20 zur Begren¬ zungsseite 30 des Gehäuses 26 hin abnimmt.
Insgesamt wird so ein Verfahren zum Herstellen eines LED- Moduls sowie ein LED-Modul bereitgestellt, mittels wel¬ chen die Auskopplungseffizienz und die Homogenität des abgestrahlten Lichts auf besonders vorteilhafte Weise er¬ höht wird. Dadurch, dass die Streuschicht in nicht ausge¬ härteter Form auf die noch nicht ausgehärtete Transpa¬ rentschicht aufgebracht wird, das Polymermatrixmaterial der Streuschicht das gleiche ist wie das der Transparent- schicht und die notwendige Streuschichtform sich an der Unterseite aus der Form der Transparentschicht, deren Krümmung durch die Füllmenge und die Ausgestaltung des U- Profils vorgegeben werden kann, ergibt, werden eine Vielzahl an Vorteilen erzielt. Es bildet sich keine Phasen- grenze, wodurch ein Brechungsindexsprung zwischen Streu- und Transparentschicht vermieden wird, man erhält eine einheitliche Schicht aus Polymermatrixmaterial, da das flüssige Polymermatrixmaterial mit den Streupartikeln auf das flüssige noch nicht ausgehärtete Polymermatrixmateri- al aufgetragen wird. Die Streupartikel befinden sich so¬ mit in einem definierten Abstand zur LED-Oberfläche und in einem Bereich mit definierter Form. Somit treten keine Fresnel-Rückreflexe auf, welche auf den Komponentenober¬ flächen absorbiert werden, es gibt keine totale interne Reflexion, welche das farblich gelblichere Licht weißer LEDs in hohen Abstrahlwinkeln zurückreflektieren und so zu einem Blau-Farbschift des Moduls führen würde. Weiter¬ hin werden im Vergleich zu homogenen Volumenstreuern bei vergleichbarer Homogenität und Modulgeometrie wesentlich höhere Auskopplungseffizienzen erzielt. Darüber hinaus wird die geometrische Form der Streuschicht exakt durch die geometrische Ausgestaltung des U-Profils und der Füllmenge der Transparentschicht definiert. Eine Dicken¬ reduktion der Streuschicht zum Modulrand ermöglicht ein homogeneres Erscheinungsbild des Moduls aus unterschied- liehen Blickwinkeln. Außerdem sind durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren keine besonderen Oberflächenvorbehandlungen erforderlich, um eine ausreichende Haftung der Streuschicht auf der transparenten Schicht zu erzielen, und es können Farbschwankungen entlang eines linearen Moduls durch lokale Delamination mit unterschiedlichen Delaminationsabständen zwischen der Transparent- und Streuschicht vermieden werden, was sich bei an¬ deren Produktionsverfahren nur mit sehr hohem Aufwand vermeiden lässt, z.B. durch gezielte Plasma- Oberflächenvorbehandlungen. Weiterhin gibt es keine Probleme aufgrund von Materialinkompatibilitäten der Transparent- und Streuschicht, wie Delamination, Korrosion, De¬ gradation und Vergilbung, und die Produktion kann sehr einfach und kostengünstig mit Standard Dispens-Prozessen bewerkstelligt werden.

Claims

Ansprüche
Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls (20) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Gehäuses (26), das als Hohl¬ körper ausgebildet ist, der eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20) aufweist, wobei das Gehäuse (26) eine Grundseite (28) auf¬ weist, die der Lichtaustrittsseite gegenüberlie¬ gend angeordnet ist;
- Anordnen einer Leiterplatte (36) mit mindestens einer LED (32) auf der Grundseite (28) des Gehäu¬ ses (26) ;
- Einfüllen mindestens einer ersten Grundschicht (22) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse (26); und
- Einfüllen einer Streuschicht (24) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse (26);
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streuschicht (24) auf die erste Grundschicht (22) eingefüllt wird, wobei die erste Grundschicht (22) beim Einfüllen der Streuschicht (24) nicht ausgehärtet ist, und nach Einfüllen der Streuschicht (24) die mindestens eine erste Grundschicht (22) und die Streuschicht (24) ausgehärtet werden.
Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls (20) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Gehäuses (26), das als Hohl¬ körper ausgebildet ist, der eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20) aufweist, wobei das Gehäuse (26) eine Grundseite (28) auf¬ weist, die der Lichtaustrittsseite gegenüberlie¬ gend angeordnet ist,
- Anordnen einer Leiterplatte (36) mit mindestens einer LED (32) auf der Grundseite (28) des Gehäu¬ ses (26) ;
- Einfüllen mindestens einer ersten Grundschicht (22) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse (26); und
- Einfüllen einer Streuschicht (22) aus einem aushärtbaren Material in einem nicht ausgehärteten Zustand durch die Öffnung in das Gehäuse (26);
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einfüllen der ersten Grundschicht (22) derart viel aushärtbares Material eingefüllt wird, dass eine Oberfläche der eingefüllten Grundschicht (22) eine durch eine Füllmenge vorgebbare Krümmung annimmt.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Einfüllen der ersten Grundschicht (22) derart viel aushärtbares Material eingefüllt wird, dass eine Oberfläche der eingefüllten Grundschicht (22) eine durch eine Füllmenge vorgebbare Krümmung annimmt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
beim Bereitstellen des Gehäuses (26) in eine Begrenzungsseite (30) des Gehäuses (26), die an der Grund- seite (28) angeordnet ist und sich von der Grundseite (28) bis zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20) erstreckt, wobei die Grundseite (28) und die Begren¬ zungsseite (30) den Hohlkörper mit der Öffnung defi- nieren, zumindest bereichsweise eine Einkerbung 42 eingebracht wird, die in einem Abstand zur Grundseite (28) des Gehäuses (26) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
für die Streuschicht (22) ein Material verwendet wird, das ein Basismaterial mit Streupartikeln um- fasst, wobei das Basismaterial dieselben Eigenschaf¬ ten besitzt wie das der ersten Grundschicht (24), so dass sich beim Aushärten der ersten Grundschicht (24) und der Streuschicht (22) keine Phasengrenze bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die LED (32) eine Lichtaustrittsseite aufweist, die eine Oberkante der LED (32) definiert, und die min¬ destens eine erste Grundschicht (22) derart einge¬ füllt wird, dass eine nach dem Einfüllen der Grund¬ seite (28) des Gehäuses (26) gegenüberliegende Ober¬ fläche der ersten Grundschicht (22) einen Abstand zur Lichtaustrittseite des LED-Moduls (20) aufweist der kleiner ist als ein Abstand der Oberkante der LED (32) von der Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einfüllen der ersten Grundschicht (22) eine zweite Grundschicht (34) durch die Öffnung des Gehäu¬ ses (26) in das Gehäuse (26) eingefüllt wird, wobei auf die zweite Grundschicht (34) die erste Grund¬ schicht (22) eingefüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Grundschicht (34) höchstens bis zur Ober¬ kante der LED (32) eingefüllt wird.
LED-Modul (20), aufweisend
- ein Gehäuse (26), das als Hohlkörper ausgebildet ist, der eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20) aufweist, wobei das Gehäuse (26) eine Grundseite (28) aufweist, die der Licht¬ austrittsseite gegenüberliegend angeordnet ist, und einer Begrenzungsseite (30), die an der Grund¬ seite (28) angeordnet ist und sich von der Grund¬ seite (28) bis zur Lichtaustrittsseite des LED- Moduls (20) erstreckt, wobei die Grundseite (28) und die Begrenzungsseite (30) den Hohlkörper mit der Öffnung definieren,
- eine Leiterplatte (36) , die auf der Grundseite (28) des Gehäuses (26) angeordnet ist,
- eine LED (32), die auf der Leiterplatte (36) ange¬ ordnet ist, und die eine Lichtaustrittsseite auf¬ weist, die eine Oberkante der LED (32) definiert,
- einer im Gehäuse (26) angeordneten Schichtenfolge mit Schichten (34; 22; 24) in einer Abfolge in einer Richtung von der Grundseite (28) des Gehäuses (26) zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20), wobei die Schichtenfolge die LED (32) einschlie¬ ßend und die Begrenzungsfläche (30) des Gehäuses (26) kontaktierend angeordnet ist und mindestens eine erste Grundschicht (22) und eine Streuschicht (24) umfasst, wobei die erste Grundschicht (22) und die Streuschicht (24) jeweils aus einem Mate¬ rial gebildet sind, und die Streuschicht (24) ei¬ nen Abstand zur LED (32) aufweist und die auf der ersten Grundschicht (22) angeordnet ist, wobei die erste Grundschicht (22) zumindest zwischen der Streuschicht (24) und der Oberkante der LED (32) angeordnet ist
dadurch gekennzeichnet, dass
das Material der Streuschicht (24) ein Basismaterial mit Streupartikeln umfasst, wobei das Basismaterial dasselbe Material ist, wie das der ersten Grund¬ schicht (22 ) .
LED-Modul (20), aufweisend
- ein Gehäuse (26), das als Hohlkörper ausgebildet ist, der eine Öffnung an einer Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20) aufweist, wobei das Gehäuse (26) eine Grundseite (28) aufweist, die der Licht¬ austrittsseite gegenüberliegend angeordnet ist, und einer Begrenzungsseite (30), die an der Grund¬ seite (28) angeordnet ist und sich von der Grund¬ seite (28) bis zur Lichtaustrittsseite des LED- Moduls (20) erstreckt, wobei die Grundseite (28) und die Begrenzungsseite (30) den Hohlkörper mit der Öffnung definieren, - eine Leiterplatte (36) , die auf der Grundseite (28) des Gehäuses (26) angeordnet ist,
- eine LED (232), die auf der Leiterplatte (36) an¬ geordnet ist, und die eine Lichtaustrittsseite aufweist, die eine Oberkante der LED (32) defi¬ niert,
- einer im Gehäuse (26) angeordneten Schichtenfolge mit Schichten (34; 22; 24) in einer Abfolge in einer Richtung von der Grundseite (28) des Gehäuses (26) zur Lichtaustrittsseite des LED-Moduls (20), wobei die Schichtenfolge die LED (32) einschlie¬ ßend und die Begrenzungsfläche (30) des Gehäuses (26) kontaktierend angeordnet ist und mindestens eine erste Grundschicht (22) und eine Streuschicht (24) umfasst, wobei die erste Grundschicht (22) und die Streuschicht (24) jeweils aus einem Mate¬ rial gebildet sind, und die Streuschicht (24) ei¬ nen Abstand zur LED (32) aufweist und die auf der ersten Grundschicht (22) angeordnet ist, wobei die erste Grundschicht (22) zumindest zwischen der Streuschicht (24) und der Oberkante der LED (32) angeordnet ist
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streuschicht (24) eine Dicke aufweist, die räum¬ lich nicht konstant ist.
11. LED-Modul (20) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streuschicht (24) eine Dicke aufweist, die räum¬ lich nicht konstant ist. LED-Modul (20) nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der Streuschicht (24) in einem Bereich mit einem kleineren Abstand zur Begrenzungsfläche (30) des Gehäuses (26) kleiner ist als die Dicke der Streuschicht (24) in einem Bereich mit einem größeren Abstand zur Begrenzungsfläche (30) des Gehäuses (26).
LED-Modul (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine erste Grundschicht (22) und Streuschicht (24) eine gemeinsame Zwischenfläche weisen, die eine Krümmung aufweist.
LED-Modul (20) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Krümmung vorgebbar ist durch eine Menge an Mate rial der ersten Grundschicht und/oder eine Ausgestal tung der Begrenzungsfläche des Gehäuses (26) .
LED-Modul (20) nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zwischenfläche konkav oder konvex ist
16. LED-Modul (20) nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Streuschicht (24) an der Lichtaustrittseite des LED-Moduls (20) eine Oberfläche aufweist, die eine Krümmung aufweist.
PCT/EP2013/066534 2012-08-31 2013-08-07 Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul WO2014032924A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380040987.3A CN104508844A (zh) 2012-08-31 2013-08-07 用于制造led模块的方法和led模块
US14/421,153 US9923129B2 (en) 2012-08-31 2013-08-07 Method for producing an LED module and LED module
EP13745673.7A EP2891192B1 (de) 2012-08-31 2013-08-07 Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012215514.7 2012-08-31
DE102012215514.7A DE102012215514A1 (de) 2012-08-31 2012-08-31 Verfahren zum Herstellen eines LED-Moduls und LED-Modul

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014032924A1 true WO2014032924A1 (de) 2014-03-06

Family

ID=48918420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/066534 WO2014032924A1 (de) 2012-08-31 2013-08-07 Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9923129B2 (de)
EP (1) EP2891192B1 (de)
CN (1) CN104508844A (de)
DE (1) DE102012215514A1 (de)
WO (1) WO2014032924A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20153160A1 (it) * 2015-08-19 2017-02-19 Osram Spa Dispositivo di illuminazione e corrispondente procedimento
EP3828942A1 (de) * 2019-11-29 2021-06-02 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung und led-gehäuse

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014104423B4 (de) * 2014-03-28 2016-01-14 Döllken-Weimar Gmbh LED-Band und Verfahren zur Herstellung eines LED-Bandes
DE102014221721B4 (de) * 2014-10-24 2017-09-21 Osram Gmbh Verfahren zur Herstellung eines bandförmigen Leuchtmoduls und nach diesem Verfahren hergestelltes Leuchtmodul
US9804317B2 (en) * 2015-02-06 2017-10-31 Japan Display Inc. Display apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2851951A1 (de) * 1977-12-02 1979-06-07 Gen Electric Optoelektrischer uebertrager (optokoppler) und verfahren zu dessen herstellung
DE10229067A1 (de) * 2002-06-28 2004-01-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2007137006A2 (en) * 2006-05-17 2007-11-29 3M Innovative Properties Company Method of making light emitting device with multilayer silicon-containing encapsulant
DE102007015474A1 (de) * 2007-03-30 2008-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektromagnetische Strahlung emittierendes optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US20090152582A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Foxsemicon Integrated Technology, Inc. Light emitting diode
US20110069256A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-24 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting apparatus, method for manufacturing the same, and liquid crystal display apparatus using the same

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6791116B2 (en) * 2002-04-30 2004-09-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode
EP1668960A2 (de) * 2003-09-08 2006-06-14 Nanocrystal Lighting Corporation Lichteffiziente kapselungskonfigurationen für led-lampen durch verwendung von verkapselungsmitteln mit hohem brechungsindex
US6942360B2 (en) * 2003-10-01 2005-09-13 Enertron, Inc. Methods and apparatus for an LED light engine
CN1947266A (zh) 2004-03-31 2007-04-11 克里公司 包括发光变换元件的半导体发光器件和用于封装该器件的方法
US7517728B2 (en) * 2004-03-31 2009-04-14 Cree, Inc. Semiconductor light emitting devices including a luminescent conversion element
US7868343B2 (en) * 2004-04-06 2011-01-11 Cree, Inc. Light-emitting devices having multiple encapsulation layers with at least one of the encapsulation layers including nanoparticles and methods of forming the same
JP2007088261A (ja) 2005-09-22 2007-04-05 Sanyo Electric Co Ltd 発光装置
JP5340583B2 (ja) * 2007-11-26 2013-11-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
WO2009094799A1 (fr) * 2008-01-23 2009-08-06 Helio Optoelectronics Corporation Structure de base pour del sans halo
DE102008021659A1 (de) * 2008-04-30 2009-11-05 Ledon Lighting Jennersdorf Gmbh LED-Element mit Dünnschicht-Halbleiterbauelement auf Galliumnitrid-Basis
EP2472578B1 (de) * 2010-12-28 2020-06-03 Nichia Corporation Lichtemittierende Vorrichtung
KR20120082192A (ko) * 2011-01-13 2012-07-23 삼성엘이디 주식회사 발광소자 패키지
JP2012175069A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Nitto Denko Corp 発光ダイオード装置の製造方法
US9240530B2 (en) * 2012-02-13 2016-01-19 Cree, Inc. Light emitter devices having improved chemical and physical resistance and related methods
US9735198B2 (en) * 2012-03-30 2017-08-15 Cree, Inc. Substrate based light emitter devices, components, and related methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2851951A1 (de) * 1977-12-02 1979-06-07 Gen Electric Optoelektrischer uebertrager (optokoppler) und verfahren zu dessen herstellung
DE10229067A1 (de) * 2002-06-28 2004-01-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2007137006A2 (en) * 2006-05-17 2007-11-29 3M Innovative Properties Company Method of making light emitting device with multilayer silicon-containing encapsulant
DE102007015474A1 (de) * 2007-03-30 2008-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektromagnetische Strahlung emittierendes optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US20090152582A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Foxsemicon Integrated Technology, Inc. Light emitting diode
US20110069256A1 (en) * 2009-09-24 2011-03-24 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting apparatus, method for manufacturing the same, and liquid crystal display apparatus using the same

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITUB20153160A1 (it) * 2015-08-19 2017-02-19 Osram Spa Dispositivo di illuminazione e corrispondente procedimento
EP3828942A1 (de) * 2019-11-29 2021-06-02 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung und led-gehäuse
US11489097B2 (en) 2019-11-29 2022-11-01 Nichia Corporation Light emitting device including light transmissive cover member including an annular lens part, and LED package
EP4270500A3 (de) * 2019-11-29 2024-01-24 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung und led-gehäuse

Also Published As

Publication number Publication date
EP2891192B1 (de) 2021-03-24
US9923129B2 (en) 2018-03-20
US20160380166A1 (en) 2016-12-29
DE102012215514A1 (de) 2014-03-06
CN104508844A (zh) 2015-04-08
EP2891192A1 (de) 2015-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014032924A1 (de) Verfahren zum herstellen eines led-moduls und led-modul
DE102007059732B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
EP2130072B1 (de) Anordnung mit einem halbleiterchip und einer lichtleiterschicht
DE60222085T2 (de) Lichtleitplatte mit einer Antireflexionsschicht, Verfahren zu deren Herstellung, Beleuchtungsvorrichtung und Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
DE2405829B2 (de) Elektrolumineszentes halbleiterbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE602004004350T2 (de) Planare Beleuchtungseinrichtung
DE202008018207U1 (de) Baugruppe mit lichtemittierender Vorrichtung
DE102010028246A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
EP1735149A2 (de) Lichtemittierendes paneel und optisch wirksame folie
EP1623153A1 (de) Lichtquelle
DE102010018030A1 (de) Flächenlichtquelle
DE102016123746A1 (de) Baugruppenherstellungsverfahren, Lichtemittervorrichtungs-Herstellungsverfahren, Baugruppe und Lichtemittervorrichtung
EP2845233A1 (de) Led-modul
EP2054744A1 (de) Optischer lichtleiter und optische vorrichtung
WO2016096058A1 (de) Anzeigeelement für ein kraftfahrzeug, anzeigeeinrichtung mit einem solchen anzeigeelement, kraftfahrzeug und verfahren zum erzeugen eines anzeigeelements
WO2015067612A1 (de) Optoelektronisches bauelement, optoelektronische anordnung, verfahren zum herstellen eines optischen elements und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
EP3523572B1 (de) Lichtumlenkvorrichtung, verfahren zur herstellung einer lichtumlenkvorrichtung und beleuchtungsvorrichtung
DE102022121034A1 (de) Strahlungsemittierendes bauteil und verfahren zur herstellung eines strahlungsemittierenden bauteils
WO2019145502A1 (de) Lichtemittierendes halbleiterbauteil
DE10229064B4 (de) Flüssigkristall-Display
EP1844353B1 (de) Optisches element und verfahren zu dessen herstellung
WO2020127480A1 (de) Laservorrichtung und verfahren zur herstellung einer laservorrichtung
WO2018158257A1 (de) Optoelektronisches bauelement mit laserdiode
WO2018162665A1 (de) Lichtemittierendes bauteil und verfahren zum herstellen eines lichtemittierenden bauteils
DE102008027995A1 (de) Lineare Lichtquelle, ebenes Lichtemissionsbauteil, ebene Lichtquelle und Flüssigkristalldisplay

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13745673

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14421153

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE