WO2016202609A1 - Leuchtdiodenanordnung und verfahren zum herstellen einer leuchtdiodenanordnung - Google Patents

Leuchtdiodenanordnung und verfahren zum herstellen einer leuchtdiodenanordnung Download PDF

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WO2016202609A1
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cover body
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Farhang Ghasemi Afshar
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Osram Gmbh
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    • H01L33/642—Heat extraction or cooling elements characterized by the shape

Definitions

  • the invention relates to a light emitting diode array and a method for producing a light emitting diode array.
  • a plurality of LEDs are arranged on a substrate and connected to electrical
  • the LEDs may be electrically connected in parallel and / or electrically in series.
  • the LEDs of one group of LEDs may be electrically connected in series, the LEDs of another group of LEDs
  • the LEDs may be identical or different.
  • one group of LEDs may comprise blue light emitting diodes and another group of LEDs may comprise red light emitting diodes.
  • the LEDs can be any type of LEDs typically have an electrical contact on its top and an electrical contact on its underside, and another group of LEDs may have volume-emitting LEDs typically having both electrical contacts on top thereof. Furthermore, one group of LEDs may comprise blue light emitting diodes and another group of LEDs may comprise red light emitting diodes. The LEDs can
  • Lines for electrical contact of the LEDs are formed.
  • An object of the invention is to provide a light emitting diode array that is simple and / or cost effective
  • An object of the invention is to provide a method for
  • a light emitting diode array to provide that is simple and / or inexpensive to carry out and / or that contributes to the fact that the light emitting diode array is particularly efficient, has a particularly long life and / or is particularly compact.
  • a light-emitting diode array comprising a substrate; first LEDs disposed on the substrate; second LEDs disposed on the substrate laterally adjacent to the first LEDs; at least one cover body covering the first LEDs; at least one dam on the substrate
  • Potting material that covers the second LEDs and that is bounded laterally by the dam and the cover body, wherein the cover body and / or the first
  • Potting material having a first converter material for converting electromagnetic radiation.
  • the cover body which is arranged above, in particular on, the first LEDs, protects the first LEDs from external ones
  • Light emitting diode arrangement serve to prevent the first potting material flows over the first LEDs.
  • the cover body and the dam form lateral boundaries of a cavity, in the manufacture of the
  • the first potting material is filled and in the following, the first potting material is arranged.
  • the cover body has the dual function of protecting the first LEDs and the other
  • the first potting material is used. It can be arranged one, two, three or more cover body, each cover and protect several of the first LEDs.
  • the or the cover body for example have a plastic and / or silicone or be formed thereof.
  • the light-emitting diode arrangement is color-adjustable and / or CCT tunable.
  • the electromagnetic radiation is emitted by the first LEDs and / or the second LEDs. At least part of the electromagnetic radiation is by means of
  • the converter material absorbs and emits a part of the electromagnetic radiation which has a certain wavelength or lies in a certain wavelength range of the wave
  • electromagnetic radiation having a different wavelength or lying in a different wavelength range.
  • electromagnetic radiation may be light in the visible wavelength range.
  • the electromagnetic radiation may be red, green or blue light.
  • the converted electromagnetic radiation may be, for example, red or white light.
  • a vertical height of the cover body and / or a vertical height of the dam may each be from a surface of the
  • Substrate may be measured larger than a thickness of the substrate
  • the first LEDs may be along a line
  • Lines of first LEDs may be arranged parallel to each other or along intersecting lines.
  • the first LEDs within one of these lines may be electrically connected in series.
  • the second LEDs may, for example, be arranged along a line.
  • two or more such lines of second LEDs may be parallel
  • the second LEDs within one of these lines may, for example, be electrically connected in series.
  • Lines of LEDs may be electrically connected in parallel or electrically connected in series.
  • the covering body is designed as a beam-shaping element for influencing a beam path of an electromagnetic radiation emitted by the first LEDs, in particular as an optical lens.
  • the cover body serves not only as protection for the first LEDs and as a boundary for the first with potting material, but also for beam shaping of one or more beam paths of the electromagnetic radiation emitted by the first LEDs.
  • an efficiency of the light-emitting diode arrangement, in particular of the first LEDs can be increased, since a proportion of that of the first LEDs
  • Light emitting diode array leaves as usable light, compared to a light emitting diode array without corresponding
  • Beam shaping element can be increased.
  • the beam-shaping element can serve an internal
  • the cover body has the four functions of protection of the first LEDs, the limit of the first
  • Potting material the beam shaping of the electromagnetic radiation emitted by the first LEDs and the increase in the efficiency of the light emitting diode array. This has the additional advantages in addition to the inherent advantages of these functions
  • the cover body is transparent and the first potting material has the first Converter material on.
  • Wavelength conversion from the cover body The electromagnetic radiation generated by the second LEDs, in contrast, at least partially with respect to their
  • Wavelength spectrum converted For example, a part of the electromagnetic radiation generated by the second LEDs can be converted and not with the
  • Wavelength spectrum of the converted electromagnetic radiation The electromagnetic radiation generated by the second LEDs and / or the converted electromagnetic radiation may mix with the electromagnetic radiation emitted by the first LEDs. This in turn allows electromagnetic radiation with one of the individual wavelength spectra
  • the electromagnetic radiation can be generated in such a way and the wavelength spectra can be mixed such that the light-emitting diode arrangement has white light
  • only the cover body can have converter material and the first potting material can be transparent.
  • the first potting material can be transparent.
  • Cover body and the first potting material converter material have.
  • the covering body and the first potting material may have the same or different converter material.
  • the first LEDs emit
  • Wavelength range of blue visible light especially blue light. This can help by means of
  • Light emitting diode array to produce white light, for which purpose the blue light can be completely or partially converted, for example, in mint-colored or yellow light.
  • the first LEDs may be surface emitting red light
  • the second LEDs may be volume-emitting blue light-emitting LEDs. This can help to ensure that the first LEDs,
  • the red light-emitting LEDs are easy to produce.
  • the substrate has a
  • the substrate has a
  • Metal core board on which the first LEDs are arranged, and a metal template, which is arranged on the metal core board, which is remote from the metal core board surface highly reflective, on which the second LEDs are arranged and having the recesses, in which the first LEDs are arranged and through which the cover body protrude.
  • emissive light-emitting diodes are, since they are typically particularly sensitive to temperature so that their temperature decreases sharply with increasing temperature, and because of the good thermal coupling via the metal core board, the efficiency of the first LEDs and thus the
  • Light emitting diode array can be particularly high.
  • this is particularly advantageous if the second LEDs are volume-emitting LEDs, as their
  • the first LEDs if any
  • Metal core board to be arranged and electrically connected to this, for example by means of soldering.
  • a thickness of the metal template is smaller, for example, significantly lower than a vertical height of the cover body. That the surface of the metal template and / or the
  • Ceramic body is highly reflective, for example, mean that a reflectivity of the highly reflective surface is in a range, for example, from 90% to 98%, for example from 92% to 96%, for example from 94% to 95%.
  • the light-emitting diode arrangement has third LEDs, which are arranged on the substrate laterally next to the first LEDs and the second LEDs.
  • the third LEDs may be used to generate light having a wavelength spectrum that does not match the wavelength spectrum of the electromagnetic radiation generated by the first LED nor the wavelength spectrum of the second LED
  • Converter materials are converted such that the Wavelength spectrum of the converted electromagnetic radiation neither the wavelength spectrum of the electromagnetic radiation generated by the first LED nor the wavelength spectrum of the electromagnetic radiation generated by the second LED nor the wavelength spectrum of the generated by means of the first converter material
  • the third LEDs are of identical design as the first LEDs or the second LEDs.
  • a second potting material that converts a second converter material covers
  • Electromagnetic radiation the third LEDs.
  • the second LEDs and the third LEDs may be of identical design and the first LEDs may be covered by the first potting material with the first converter material and the second LEDs by the second potting material with the second converter material. This makes it possible, by means of the second LEDs and the third LEDs, although they are identical, light with different
  • the light-emitting diode arrangement has at least one intermediate dam which is arranged laterally on the substrate between the first LEDs, the second LEDs and / or the third LEDs and which delimits the first potting material and / or the second potting material in the lateral direction.
  • the intermediate dam can clearly be understood as a dummy covering body which does not cover any LEDs and thus neither serves as a beam-shaping element nor has a protective function, but otherwise acts like the covering body.
  • the intermediate dam serves as a boundary for the first potting material and / or the second
  • the intermediate dam may optionally correspond to the cover body with respect to its shape.
  • a vertical height of the intermediate dam is measured from the substrate may be greater than a height of the first potting material and / or the second potting material.
  • An object is achieved according to one aspect of the invention by a method for producing a
  • the substrate is provided; the first LEDs are placed on the substrate; the second LEDs are placed on the substrate laterally adjacent to the first LEDs; at least one
  • Cover body is formed over the first LEDs and arranged to cover the first LEDs; at least one dam is disposed on the substrate so as to surround the first LEDs and the second LEDs in a lateral direction; the first potting material is poured in a liquid state between the cover body and the dam via the second LEDs so that it is bounded laterally by the dam and the cover body, wherein the cover body and / or the first potting material, the first
  • the first potting material is dried and / or cured.
  • the cover body and the dam form the lateral boundary for the first potting material and a cavity into which the first potting material can be filled.
  • the cover body and the dam cause the first potting material in the liquid state at the intended location for the first potting material, in particular over the second LEDs,
  • Beam shaping element for influencing the beam path of the electromagnetic emitted by the first LEDs
  • Radiation in particular as an optical lens formed.
  • Metal core board arranged.
  • the cover body is placed over the first LEDs.
  • the metal template of which Metal core board facing away from the surface is highly reflective and having the recesses is formed and arranged on the metal core board, that the first LEDs are arranged in the recesses and the cover body protrudes through the recesses.
  • the second LEDs are placed on the highly reflective surface of the metal template.
  • the metal core board and the metal template form the substrate.
  • the second potting material which is a second converter material for converting electromagnetic
  • Radiation is poured in the liquid state over the third LEDs so that it covers the third LEDs.
  • the second potting material is dried and / or cured.
  • Substrate laterally between the first LEDs, the second LEDs and / or the third LEDs are formed so that in
  • the first potting material and / or the second potting material limited.
  • Figure 1 is a perspective view of a
  • Figure 2 is a perspective sectional view through the
  • FIG. 3 is a perspective view of a state of FIG
  • FIG. 4 shows a perspective sectional view through the light-emitting diode arrangement according to FIG. 3;
  • Figure 5 is a perspective view of a
  • Figure 6 is a perspective view of a state of
  • Figure 7 is a perspective sectional view through the
  • Figure 8 is a perspective view of a state of
  • Figure 10 is a perspective view of a state of
  • FIG. 11 is a perspective sectional view through the
  • FIG. 12 is a sectional view of a state of FIG.
  • FIG. 13 is a sectional view of a state of a
  • Figure 14 is a perspective view of a
  • Orientations can be positioned, the serves
  • a light emitting diode array may be two, three or more
  • a light-emitting diode arrangement can also have one, two or more electronic components.
  • An electronic component may have, for example, an active and / or a passive component.
  • An active electronic component may have, for example, a computing, control and / or regulating unit and / or a transistor.
  • passive electronic component may, for example, a capacitor, a resistor, a diode or a coil.
  • An LED is a device emitting electromagnetic radiation. The electromagnetic radiation can
  • Fig. 1 shows a perspective view of a
  • Embodiment of a light emitting diode array 10 has a substrate 12.
  • Substrate 12 has a main body, in particular a
  • first LEDs 20 are arranged on the substrate 12 on the substrate 12 .
  • first LEDs 20 Lateral next to the first LEDs 20, second LEDs 22 are arranged on the substrate 12. Above the first LEDs 20 are
  • Cover body 24 is arranged, which cover the first LEDs 20 and protect.
  • About the second LEDs 22 is a first
  • Potting material 28 is formed, which covers the second LEDs 22.
  • a dam 26 is disposed on the substrate 12 and extends around the first LEDs 20, the second LEDs 22 and the cover bodies 24 around and surrounds the first LEDs 20, the second LEDs 22 and the cover body 24 in lateral
  • the first potting material 28 is in lateral
  • the first potting material 28 is transparent in Figure 1 and thus not visible and the first
  • Potting material 28 is shown in Figure 12 and
  • the first LEDs 20 are on the metal core board 14,
  • the first LEDs 20 are along three straight lines
  • first LEDs 20 may be arranged, wherein the straight lines are parallel to each other.
  • first LEDs 20 may be arranged along more or less straight lines and / or the first LEDs 20 may be along odd lines,
  • the first LEDs 20 are surface emitting light-emitting diodes.
  • the first LEDs 20 are red light emitting
  • the first LEDs 20 have thin-film chips.
  • the first LEDs 20 be volume emitting light emitting diodes and / or light emitting diodes that emit a light other than red light,
  • the second LEDs 22 are on the metal template 16,
  • the second LEDs 22 are arranged along straight lines, with the straight lines being parallel to each other. Alternatively, the second LEDs 22 may be arranged along more or less straight lines and / or the second LEDs 22 may be along odd lines, for example
  • the second LEDs 22 are volume-emitting LEDs.
  • the second LEDs 22 are blue light emitting
  • the second LEDs 22 have sapphire chips.
  • the second LEDs 22 have sapphire chips.
  • LEDs that emit a different light than blue light
  • the metal core board 14 has a metal core
  • the metal core board 14 has a particularly good thermal conductivity.
  • the electrically conductive layer is used for electrically contacting the first LEDs 20, wherein a plurality of not shown electrical lines can be formed by the electrically conductive layer.
  • the metal template 16 may, for example, comprise a support provided with a highly reflective layer
  • the metal template 16 has a
  • Silver layer is coated, which is coated for protection with a transparent dielectric.
  • the metal template 16 may comprise a plurality of conductor tracks, not shown, which, for example, on the transparent
  • Dielectric may be formed, and the
  • the cover bodies 24 are arranged directly on the first LEDs 20 and directly on the substrate 12, in particular directly on the metal core board 14.
  • the cover bodies 24 have, measured at least adjacent to the first potting material 28, a greater height than the first potting material 28 from a surface of the substrate 12.
  • the cover bodies 24 have the shape of an optical lens for beam shaping on their side remote from the first LEDs 20
  • Cover body 24 formed as a beam shaping elements.
  • the cover bodies 24 on their side facing away from the first LEDs 20 side not in the form of an optical lens for beam shaping of a beam path of the electromagnetic radiation generated by the first LEDs 20, but for example flat or flat
  • the cover body 24 are transparent or at least translucent. That means that the
  • Cover body are at least substantially transparent or have scattering elements for scattering the electromagnetic radiation generated by the first LEDs 20.
  • Covering body 24 may include or be formed of silicone, such as HRI (High Refractive Index) silicone, or glass.
  • the dam 26 comprises or is a plastic
  • the dam 26 includes or is formed from silicone.
  • the dam 26 a is formed from silicone.
  • the highly reflective material for example titanium dioxide, exhibit.
  • the highly reflective material may, for example, be embedded in the dam 26.
  • the light emitting diode array 10 a is configured to emit light from the light emitting diode array 10 a.
  • FIG. 2 shows a perspective sectional view through the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a state of the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1 during its production.
  • FIG. 3 shows the metal-core circuit board 14, on which the first LEDs 20 and the cover bodies 24 are already arranged above the first LEDs 20.
  • the first LEDs 20 are fixed to the metal core board 14 and electrically connected to the electric wires of the metal core board 14.
  • the first LEDs 20 are by means of
  • the first LEDs 20, which are arranged under the same cover body 24, are electrically connected in series.
  • the first LEDs 20, which are arranged under one of the cover body 24, are electrically connected in parallel with the first LEDs 20, which are arranged under another of the cover body 24.
  • the first LEDs 20, which under the same cover body 24th are electrically connected in series.
  • FIG. 3 shows a perspective sectional view through the light-emitting diode arrangement according to FIG. 3.
  • Fig. 5 shows a perspective view of
  • the metal template 16 has several, in particular three, parallel and linear recesses 30. Alternatively, depending on the shape and number of the cover bodies 24, the metal template 16 may be more or less and / or differently shaped and / or differently arranged
  • FIG. 6 shows a perspective view of a state of the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1 during its manufacture.
  • FIG. 6 shows a state of FIG
  • Light-emitting diode array 10 after the state shown in Figures 3 and 4.
  • the metal template 16 shown in FIG. 5 is arranged on the metal core board 14 such that the first LEDs 20 are arranged in the recesses 30 and that the covering bodies 24 extend through the recesses 30.
  • Measured from a surface of the metal core board 14 is a height of
  • FIG. 7 shows a perspective sectional view through the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 6.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a state of the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1 during its manufacture.
  • FIG. 8 shows a state of FIG
  • the second LEDs 22 are arranged on the metal template 16.
  • the second LEDs 22 are mechanically fixed to the metal template 16 and electrically connected to one another by LED 22 to LED 22, for example by chip-to-chip bonding.
  • the second LEDs 22 are mechanically connected to the metal template 16, for example by means of adhesive material.
  • the second LEDs 20 are arranged along mutually parallel lines.
  • the second LEDs 22 along one of the lines are electrically connected in series.
  • the second LEDs 22 along one of the lines are electrically connected in parallel with the second LEDs 22 along another of the lines.
  • the second LEDs 22 may be electrically connected in parallel along one of the lines and / or the second LEDs 22 along one of the lines may be coupled to the second LEDs 22 along another one of the lines
  • FIG. 9 shows a perspective sectional illustration through the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 8.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a state of the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1 during its manufacture.
  • FIG. 10 shows a state of FIG
  • Substrate 12 is formed.
  • the dam 26 can on the
  • the dam 26 and the cover body 24 form the lateral boundaries of a cavity, which is bounded in Figure 11 down from the metal template 16 and which is open at the top.
  • the cavity is suitable for filling the first potting material 28 in the liquid state, a filling height of the first potting material 28 being selected such that the first potting material 28 can not flow over the first dam 26 and / or over the cover body 24.
  • FIG. 11 shows a perspective sectional view through the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 11.
  • FIG. 12 shows a sectional illustration of a state of the light-emitting diode arrangement 10 according to FIG. 1 during its production.
  • FIG. 12 shows a state of
  • Light-emitting diode array 10 after the state shown in Figures 10 and 11.
  • the first potting material 28 is formed on the second LEDs 22, in particular directly on the second LEDs 22.
  • the first potting material 28 is dried and / or cured, for example, below
  • the cover body 24 have a first height Hl.
  • the dam 26 has a second height H2.
  • the first potting material 28 has a third height H3.
  • the heights Hl, H2, H3 are respectively measured from a surface of the substrate 12, in particular from a surface of the metal template 16.
  • the third height H3 of the potting material 28 is less than the first height Hl of the cover body 24 and / or the second height H2 of the dam 26th
  • the first potting material 28 has a first
  • the first converter material may include converter particles 34.
  • the first potting material 28 may be formed by the first converter material.
  • the first converter material is suitable for converting electromagnetic radiation with respect to its wavelength. In particular, the first one converts
  • Converter material generated by the second LEDs 22 electromagnetic radiation For example, the second LEDs 22 emit blue light, the first converter material absorbs at least a portion of the blue light, and emits yellow or mint colored light, whereby white light can be generated.
  • the blue light may be converted to yellow light by the first converter material and converted to Bluish-white light by the second converter material, whereby adjustable or tunable white light may be generated.
  • Converter material or a second converter material
  • the second converter material is different from the first one
  • the excited second Converter material emit light of a different wavelength than the first converter material and / or the second
  • Converter material can be excited by means of light of other wavelengths than the first converter material. Furthermore, laterally next to one of the covering bodies 24 on a first side of the corresponding covering body 24, the first
  • the second potting material may be arranged.
  • four different potting materials could each be arranged separately from one another by the cover bodies 24.
  • Fig. 13 shows a sectional view of a
  • Light emitting diode arrangements 10 may correspond.
  • Light emitting diode array 10 is shown along a
  • Section line on which no cover body 24 is located and, for example, parallel to one of the cover body 24th
  • the light-emitting diode arrangement 10 has at least one intermediate dam 36, for example three intermediate dams 36.
  • the intermediate dams are not located above the first LEDs 20, have no protective function, and none
  • the intermediate dams serve only to delimit different potting materials, wherein the different potting materials may, for example, correspondingly have different converter materials.
  • Intermediate dams 36 may be arranged.
  • Fig. 14 shows a perspective view of a
  • Embodiment of a light-emitting diode array 10 The light-emitting diode array 10 and the method for producing the light-emitting diode array 10 can largely in the
  • Ceramic body 32 having at least one
  • the first LEDs 20 and the second LEDs 22 are arranged directly on the ceramic body 32 and / or not shown on electrical conductor tracks, which are formed directly on the ceramic body 32, and electrically connected to the electrical conductor tracks.
  • the dam 26 and the cover body 24 in turn form the cavity for filling the first potting material 28 in the liquid state.

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Leuchtdiodenanordnung (10) bereitgestellt. Die Leuchtdiodenanordnung (10) weist ein Substrat (12), erste LEDs (20), die auf dem Substrat (12) angeordnet sind, und zweite LEDs (22), die auf dem Substrat (12) lateral neben den ersten LEDs (20) angeordnet sind, auf. Mindestens ein Abdeckkörper (24) der Leuchtdiodenanordnung (10) bedeckt die ersten LEDs (20). Mindestens ein Damm (26) Leuchtdiodenanordnung (10) ist auf dem Substrat (12) angeordnet und umgibt die ersten LEDs (20) und die zweiten LEDs (22) in lateraler Richtung. Ein erstes Vergussmaterial (28) bedeckt die zweiten LEDs (22) und ist in lateraler Richtung von dem Damm (26) und dem Abdeckkörper (24) begrenzt, wobei der Abdeckkörper (24) und/oder das erste Vergussmaterial (28) ein erstes Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung aufweisen.

Description

Beschreibung
Leuchtdiodenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung.
Bei einer herkömmlichen Leuchtdiodenanordnung sind mehrere LEDs auf einem Substrat angeordnet und mit elektrischen
Leitungen, die auf dem Substrat ausgebildet sind elektrisch verbunden. Die LEDs können elektrisch parallel und/oder elektrisch in Reihe geschaltet sein. Beispielsweise können die LEDs einer Gruppe von LEDs elektrisch in Reihe geschaltet sein, die LEDs einer anderen Gruppe von LEDs können
elektrisch in Reihe geschaltet sein und die beiden Gruppen können elektrisch parallel geschaltet sein. Die LEDs können baugleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
Beispielsweise kann eine Gruppe von LEDs
oberflächenemittierende Leuchtioden aufweisen, die
typischerweise einen elektrischen Kontakt an ihrer Oberseite und einen elektrischen Kontakt an ihrer Unterseite aufweisen, und eine andere Gruppe von LEDs kann volumenemittierende Leuchtdioden aufweisen, die typischerweise beide elektrischen Kontakte auf ihrer Oberseite aufweisen. Ferner kann eine Gruppe von LEDs blaues Licht emittierende Leuchtdioden aufweisen und eine andere Gruppe von LEDs kann rotes Licht emittierende Leuchtdioden aufweisen. Die LEDs können
beispielsweise auf einem Substrat ausgebildet sein, das einen keramischen Grundkörper hat, auf dem die elektrischen
Leitungen zum elektrischen kontaktieren der LEDs ausgebildet sind .
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leuchtdiodenanordnung bereitzustellen, die einfach und/oder kostengünstig
herstellbar ist, die besonders effizient ist, die eine besonders lange Lebensdauer hat und/oder die besonders kompakt ist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung bereitzustellen, das einfach und/oder kostengünstig durchführbar ist und/oder das dazu beiträgt, dass die Leuchtdiodenanordnung besonders effizient ist, eine besonders lange Lebensdauer hat und/oder besonders kompakt ist.
Eine Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch eine Leuchtdiodenanordnung, mit einem Substrat; ersten LEDs, die auf dem Substrat angeordnet sind; zweiten LEDs, die auf dem Substrat lateral neben den ersten LEDs angeordnet sind; mindestens einem Abdeckkörper, der die ersten LEDs bedeckt; mindestens einem Damm, der auf dem Substrat
angeordnet ist und der die ersten LEDs und die zweiten LEDs in lateraler Richtung umgibt; und einem ersten
Vergussmaterial, das die zweiten LEDs bedeckt und das in lateraler Richtung von dem Damm und dem Abdeckkörper begrenzt ist, wobei der Abdeckkörper und/oder das erste
Vergussmaterial ein erstes Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung aufweist.
Der Abdeckkörper, der über, insbesondere auf, den ersten LEDs angeordnet ist, schützt die ersten LEDs vor äußeren
Krafteinwirkungen, beispielsweise vor Stößen und/oder
Kratzern und kann bei der Herstellung der
Leuchtdiodenanordnung dazu dienen, zu verhindern, dass das erste Vergussmaterial über die ersten LEDs fließt. Somit bilden der Abdeckkörper und der Damm laterale Begrenzungen einer Kavität, in die beim Herstellen der
Leuchtdiodenanordnung das erste Vergussmaterial gefüllt wird und in der nachfolgend das erste Vergussmaterial angeordnet ist. Damit hat der Abdeckkörper die Doppelfunktion, dass er zum einen die ersten LEDs schützt und zum anderen als
laterale Begrenzungen für das erste Vergussmaterial dient. Es können ein, zwei, drei oder mehr Abdeckkörper angeordnet sein, die jeweils mehrere der ersten LEDs bedecken und schützen. Der bzw. die Abdeckkörper können beispielsweise einen Kunststoff und/oder Silikon aufweisen oder davon gebildet sein. Die Leuchtdiodenanordnung ist Farbeinstellbar und/oder CCT Tunable. Die elektromagnetische Strahlung wird von den ersten LEDs und/oder den zweiten LEDs emittiert. Zumindest ein Teil der elektromagnetischen Strahlung wird mittels des
Konvertermaterials konvertiert. Insbesondere absorbiert das Konvertermaterial ein Teil der elektromagnetischen Strahlung, die eine bestimmte Wellenlänge hat oder in einem bestimmten Wellenwellenlängenbereich liegt, und emittiert
elektromagnetische Strahlung, die eine andere Wellenlänge hat oder in einem anderen Wellenlängenbereich liegt. Die
elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich sein. Beispielsweise kann die elektromagnetische Strahlung rotes, grünes oder blaues Licht sein. Die konvertierte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise rotes oder weißes Licht sein. Eine vertikale Höhe des Abdeckkörpers und/oder eine vertikale Höhe des Damms können jeweils von einer Oberfläche des
Substrats aus gemessen größer sein als eine Dicke der
Schicht, die von dem ersten Vergussmaterial gebildet ist. Die ersten LEDs können beispielsweise entlang einer Linie
angeordnet sein. Außerdem können zwei oder mehr derartige
Linien von ersten LEDs parallel zueinander oder entlang sich kreuzender Linien angeordnet sein. Die ersten LEDs innerhalb einer dieser Linien können beispielsweise elektrisch in Reihe geschaltet sein. Die zweiten LEDs können beispielsweise entlang einer Linie angeordnet sein. Außerdem können zwei oder mehr derartige Linien von zweiten LEDs parallel
zueinander oder entlang sich kreuzender Linien angeordnet sein. Die zweiten LEDs innerhalb einer dieser Linien können beispielsweise elektrisch in Reihe geschaltet sein. Die
Linien von LEDs können elektrisch parallel geschaltet sein oder elektrisch in Reihe geschaltet sein. Bei einer Weiterbildung ist der Abdeckkörper als Strahlformungselement zum Beeinflussen eines Strahlengangs einer von den ersten LEDs emittierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere als optische Linse, ausgebildet. In anderen Worten dient der Abdeckkörper nicht nur als Schutz für die ersten LEDs und als Begrenzung für das erste mit Vergussmaterial, sondern auch zur Strahlformung eines oder mehrerer Strahlengänge der elektromagnetischen Strahlung, die von den ersten LEDs emittiert wird. Zusätzlich kann mittels des Abdeckkörpers als Strahlformungselement eine Effizienz der Leuchtdiodenanordnung, insbesondere der ersten LEDs, erhöht werden, da ein Anteil der von den ersten LEDs
erzeugten elektromagnetischen Strahlung, der die
Leuchtdiodenanordnung als nutzbares Licht verlässt, gegenüber einer Leuchtdiodenanordnung ohne entsprechendes
Strahlformungselement erhöht werden kann. Insbesondere kann das Strahlformungselement dazu dienen, eine interne
Totalreflexion der von den ersten LEDs erzeugten
elektromagnetischen Strahlung zu verringern, so dass ein besonders großer Anteil der elektromagnetischen Strahlung die Leuchtdiodenanordnung verlassen kann. Dies ist besonders vorteilhaft, falls die ersten LEDs rotes Licht emittieren, da bei rotem Licht der kritische Winkel für die Totalreflexion besonders gering ist.
Somit hat der Abdeckkörper die vier Funktionen des Schutzes der ersten LEDs, der Begrenzung für das erste
Vergussmaterial, die Strahlformung der von den ersten LEDs emittierten elektromagnetischen Strahlung und der Erhöhung der Effizienz der Leuchtdiodenanordnung. Dies hat neben den diesen Funktionen inhärenten Vorteilen den zusätzlichen
Vorteil, dass besonders wenig Platz auf dem Substrat benötigt wird, da für die einzelnen Funktionen keine einzelnen Körper angeordnet werden müssen, sondern all diese Funktionen von dem bzw. den Abdeckkörper übernommen werden.
Bei einer Weiterbildung ist der Abdeckkörper transparent ausgebildet und das erste Vergussmaterial weist das erste Konvertermaterial auf. Somit tritt die elektromagnetische Strahlung, die von den ersten LEDs erzeugt wird, ohne
Wellenlängenkonversion aus dem Abdeckkörper aus. Die von den zweiten LEDs erzeugte elektromagnetische Strahlung wird im Gegensatz dazu zumindest teilweise bezüglich ihres
Wellenlängenspektrums konvertiert. Beispielsweise kann ein Teil der von den zweiten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung konvertiert werden und sich mit dem nicht
konvertierten Teil der von den zweiten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung mischen. Dadurch wird ein Mischlicht mit einem Wellenlängenspektrum erzeugt, das sich aus dem Wellenlängenspektrum der von den zweiten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung und dem
Wellenlängenspektrum der konvertierten elektromagnetischen Strahlung zusammensetzt. Die von den zweiten LEDs erzeugte elektromagnetische Strahlung und/oder die konvertierte elektromagnetische Strahlung können sich mit der von den ersten LEDs emittierten elektromagnetischen Strahlung mischen. Dadurch kann wiederum elektromagnetische Strahlung mit einem aus den einzelnen Wellenlängenspektren
zusammengesetzten Wellenlängenspektrum erzeugt werden.
Beispielsweise können die elektromagnetischen Strahlungen derart erzeugt und die Wellenlängenspektren derart gemischt werden, dass die Leuchtdiodenanordnung weißes Licht
emittiert .
Alternativ dazu, dass lediglich das erste Vergussmaterial Konvertermaterial aufweist, kann lediglich der Abdeckkörper Konvertermaterial aufweisen und das erste Vergussmaterial kann transparent sein. Alternativ dazu können der
Abdeckkörper und das erste Vergussmaterial Konvertermaterial aufweisen. Im letzteren Fall können der Abdeckkörper und das erste Vergussmaterial das gleiche oder unterschiedliches Konvertermaterial aufweisen.
Bei einer Weiterbildung emittieren die ersten LEDs
elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich roten sichtbaren Lichts, insbesondere rotes Licht, und die zweiten LEDs emittieren elektromagnetische Strahlung im
Wellenlängenbereich blauen sichtbaren Lichts, insbesondere blaues Licht. Dies kann dazu beitragen, mittels der
Leuchtdiodenanordnung weißes Licht zu erzeugen, wobei dazu das blaue Licht vollständig oder teilweise konvertiert werden kann, beispielsweise in mint-farbiges oder gelbes Licht.
Bei einer Weiterbildung sind die ersten LEDs
oberflächenemittierende Leuchtdioden und die zweiten LEDs sind volumenemittierende Leuchtdioden. Beispielsweise können die ersten LEDs oberflächenemittierende rotes Licht
erzeugende Leuchtdioden sein und die zweiten LEDs können volumenemittierende blaues Licht erzeugende Leuchtdioden sein. Dies kann dazu beitragen, dass die ersten LEDs,
insbesondere die rotes Licht emittierenden Leuchtdioden, einfach herstellbar sind.
Bei einer Weiterbildung weist das Substrat auf einen
Keramikkörper, der eine hochreflektierende Oberfläche hat, auf der die ersten LEDs und die zweiten LEDs angeordnet sind, und elektrische Leitungen, die auf dem Keramikkörper
ausgebildet sind und die mit den ersten LEDs und den zweiten LEDs elektrisch gekoppelt sind. Dies ermöglicht, die
hochreflektierende Oberfläche des Keramikkörpers als
Aufnahmefläche für die ersten LEDs und die zweiten LEDs nutzen zu können.
Bei einer Weiterbildung weist das Substrat auf eine
Metallkernplatine, auf der die ersten LEDs angeordnet sind, und eine Metallschablone, die auf der Metallkernplatine angeordnet ist, deren von der Metallkernplatine abgewandte Oberfläche hochreflektierend ist, auf der die zweiten LEDs angeordnet sind und die Ausnehmungen aufweist, in denen die ersten LEDs angeordnet sind und durch die die Abdeckkörper hindurch ragen. Dies ermöglicht, die ersten LEDs auf der Metallkernplatine anzuordnen, wodurch eine besonders gute Wärmeableitung weg von den ersten LEDs möglich ist, und die zweiten LEDs auf der hochreflektierenden Oberfläche der Metallschablone anzuordnen, wodurch eine Lichtauskopplung aus den zweiten LEDs besonders gut ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die ersten LEDs rotes Licht
emittierende Leuchtdioden sind, da diese typischerweise dahingehend besonders temperaturempfindlich sind, dass mit steigender Temperatur ihre Effizienz stark abnimmt, und da durch die gute thermische Kopplung über die Metallkernplatine die Effizienz der ersten LEDs und damit der
Leuchtdiodenanordnung besonders hoch sein kann. Außerdem ist dies insbesondere dann vorteilhaft, wenn die zweiten LEDs volumenemittierende Leuchtdioden sind, da deren
Lichtauskopplung in Zusammenwirken mit der
hochreflektierenden Oberfläche der Metallschablone besonders gut ist. Außerdem können die ersten LEDs, falls diese
oberflächenemittierende Leuchtdioden sind, direkt auf der
Metallkernplatine angeordnet sein und elektrisch mit dieser verbunden werden, beispielsweise mittels Lötens.
Eine Dicke der Metallschablone ist geringer, beispielsweise deutlich geringer, als eine vertikale Höhe der Abdeckkörper. Dass die Oberfläche der Metallschablone und/oder des
Keramikkörpers hochreflektierend ist, kann beispielsweise bedeuten, dass eine Reflektivität der hochreflektierenden Oberfläche in einem Bereich liegt beispielsweise von 90% bis 98%, beispielsweise von 92% bis 96%, beispielsweise von 94% bis 95%.
Bei einer Weiterbildung weist die Leuchtdiodenanordnung dritte LEDs auf, die auf dem Substrat lateral neben den ersten LEDs und den zweiten LEDs angeordnet sind. Die dritten LEDs können dazu dienen, Licht mit einem Wellenlängenspektrum zu erzeugen, das weder dem Wellenlängenspektrum des mittels der ersten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung noch dem Wellenlängenspektrum der mittels der zweiten LEDs
erzeugten elektromagnetischen Strahlung entspricht.
Alternativ oder zusätzlich kann die elektromagnetische
Strahlung der dritten LEDs mittels eines zweiten
Konvertermaterials derart konvertiert werden, dass das Wellenlängenspektrum der konvertierten elektromagnetischen Strahlung weder dem Wellenlängenspektrum des mittels der ersten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung noch dem Wellenlängenspektrum des mittels der zweiten LEDs erzeugten elektromagnetischen Strahlung noch dem Wellenlängenspektrum der mittels des ersten Konvertermaterials erzeugten
elektromagnetischen Strahlung entspricht.
Bei einer Weiterbildung sind die dritten LEDs baugleich wie die ersten LEDs oder die zweiten LEDs ausgebildet.
Bei einer Weiterbildung bedeckt ein zweites Vergussmaterial, das ein zweites Konvertermaterial zum Konvertieren
elektromagnetischer Strahlung aufweist, die dritten LEDs. Beispielsweise können die zweiten LEDs und die dritten LEDs baugleich ausgebildet sein und die ersten LEDs können von dem ersten Vergussmaterial mit dem ersten Konvertermaterial und die zweiten LEDs von dem zweiten Vergussmaterial mit dem zweiten Konvertermaterial bedeckt sein. Dies ermöglicht, mittels der zweiten LEDs und der dritten LEDs, obwohl diese baugleich sind, Licht mit unterschiedlichen
Wellenlängenspektren zu erzeugen.
Bei einer Weiterbildung weist die Leuchtdiodenanordnung mindestens einen Zwischendamm auf, der auf dem Substrat lateral zwischen den ersten LEDs, den zweiten LEDs und/oder den dritten LEDs angeordnet ist und der in lateraler Richtung das erste Vergussmaterial und/oder das zweite Vergussmaterial begrenzt. Der Zwischendamm kann anschaulich als Dummy- Abdeckkörper verstanden werden, der zwar keine LEDs abdeckt und damit weder als Strahlformungselement dient, noch eine Schutzfunktion hat, der aber ansonsten wie der Abdeckkörper wirkt. Insbesondere dient der Zwischendamm als Begrenzung für das erste Vergussmaterial und/oder das zweite
Vergussmaterial. Außerdem kann der Zwischendamm optional bezüglich seiner Form dem Abdeckkörper entsprechen. Eine vertikale Höhe des Zwischendamms von dem Substrat ausgemessen kann größer sein als eine Höhe des ersten Vergussmaterials und/oder des zweiten Vergussmaterials.
Eine Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer
Leuchtdiodenanordnung. Bei dem Verfahren wird das Substrat bereitgestellt; die ersten LEDs werden auf dem Substrat angeordnet; die zweiten LEDs werden auf dem Substrat lateral neben den ersten LEDs angeordnet; mindestens der eine
Abdeckkörper wird so über den ersten LEDs ausgebildet und angeordnet, dass er die ersten LEDs bedeckt; mindestens der eine Damm wird auf dem Substrat so angeordnet, dass er die ersten LEDs und die zweiten LEDs in lateraler Richtung umgibt; das erste Vergussmaterial wird in flüssigem Zustand zwischen dem Abdeckkörper und dem Damm über die zweiten LEDs so gegossen, dass es in lateraler Richtung von dem Damm und dem Abdeckkörper begrenzt ist, wobei der Abdeckkörper und/oder das erste Vergussmaterial das erste
Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer
Strahlung aufweist; und das erste Vergussmaterial wird getrocknet und/oder gehärtet.
Der Abdeckkörper und der Damm bilden die laterale Begrenzung für das erste Vergussmaterial und eine Kavität, in die das erste Vergussmaterial gefüllt werden kann. Der Abdeckkörper und der Damm bewirken, dass das erste Vergussmaterial in flüssigem Zustand an dem bestimmungsgemäßen Ort für das erste Vergussmaterial, insbesondere über den zweiten LEDs,
verbleibt und nicht ungehindert über das Substrat fließt.
Bei einer Weiterbildung wird der Abdeckkörper als
Strahlformungselement zum Beeinflussen des Strahlengangs der von den ersten LEDs emittierten elektromagnetischen
Strahlung, insbesondere als optische Linse, ausgebildet.
Bei einer Weiterbildung werden die ersten LEDs auf der
Metallkernplatine angeordnet. Der Abdeckkörper wird über den ersten LEDs angeordnet. Die Metallschablone, deren von der Metallkernplatine abgewandte Oberfläche hochreflektierend ist und die die Ausnehmungen aufweist, wird so ausgebildet und so auf der Metallkernplatine angeordnet, dass die ersten LEDs in den Ausnehmungen angeordnet sind und der Abdeckkörper durch die Ausnehmungen hindurch ragt. Die zweiten LEDs werden auf der hochreflektierenden Oberfläche der Metallschablone angeordnet. Die Metallkernplatine und die Metallschablone bilden das Substrat. Bei einer Weiterbildung werden die dritten LEDs auf dem
Substrat lateral neben den ersten LEDs und den zweiten LEDs angeordnet. Das zweite Vergussmaterial, das ein zweites Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer
Strahlung aufweist, wird in flüssigem Zustand derart über die dritten LEDs gegossen, dass es die dritten LEDs bedeckt. Das zweite Vergussmaterial wird getrocknet und/oder gehärtet.
Bei einer Weiterbildung wird der Zwischendamm auf dem
Substrat lateral zwischen den ersten LEDs, den zweiten LEDs und/oder den dritten LEDs so ausgebildet, dass er in
lateraler Richtung das erste Vergussmaterial und/oder das zweite Vergussmaterial begrenzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung;
Figur 2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch die
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 ; Figur 3 eine perspektivische Ansicht eines Zustands der
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 bei ihrer
Herstellung; Figur 4 eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 3;
Figur 5 eine perspektivische Darstellung einer
Metallschablone;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Zustands der
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung;
Figur 7 eine perspektivische Schnittdarstellung durch die
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 6;
Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines Zustands der
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 bei ihrer
Herstellung;
Figur 9 eine perspektivische Schnittdarstellung durch die
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 8;
Figur 10 eine perspektivische Ansicht eines Zustands der
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung; Figur 11 eine perspektivische Schnittdarstellung durch die
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 10;
Figur 12 eine Schnittdarstellung eines Zustands der
Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung;
Figur 13 eine Schnittdarstellung eines Zustands eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung bei ihrer Herstellung;
Figur 14 eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung. In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser
Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von
Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener
Orientierungen positioniert werden können, dient die
Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren sind identische oder ähnliche
Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Eine Leuchtdiodenanordnung kann zwei, drei oder mehr
Leuchtdioden (light emitting diode, LED) aufweisen. Optional kann eine Leuchtdiodenanordnung auch ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein
passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen . Eine LED ist ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement. Die elektromagnetische Strahlung kann
beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung 10. die Leuchtdiodenanordnung 10 weist ein Substrat 12 auf. Das
Substrat 12 weist einen Grundkörper, insbesondere eine
Metallkernplatine 14, und eine Schicht auf dem Grundkörper, die insbesondere von einer Metallschablone 16 gebildet ist, auf. Auf dem Substrat 12 sind erste LEDs 20 angeordnet.
Lateral neben den ersten LEDs 20 sind zweite LEDs 22 auf dem Substrat 12 angeordnet. Über den ersten LEDs 20 sind
Abdeckkörper 24 angeordnet, die die ersten LEDs 20 bedecken und schützen. Über den zweiten LEDs 22 ist ein erstes
Vergussmaterial 28 ausgebildet, das die zweiten LEDs 22 bedeckt. Ein Damm 26 ist auf dem Substrat 12 angeordnet und erstreckt sich um die ersten LEDs 20, die zweiten LEDs 22 und die Abdeckkörper 24 herum und umgibt die ersten LEDs 20, die zweiten LEDs 22 und die Abdeckkörper 24 in lateraler
Richtung. Das erste Vergussmaterial 28 ist in lateraler
Richtung von den Abdeckkörpern 24 und dem Damm 26 begrenzt. Das erste Vergussmaterial 28 ist in Figur 1 transparent und damit nicht sichtbar dargestellt und das erste
Vergussmaterial 28 ist in Figur 12 dargestellt und
insbesondere mit Bezug zu Figur 12 näher erläutert. Die ersten LEDs 20 sind auf der Metallkernplatine 14,
insbesondere direkt auf der Metallkernplatine 14, angeordnet. Die ersten LEDs 20 sind entlang dreier gerader Linien
angeordnet, wobei die geraden Linien parallel zueinander sind. Alternativ dazu können die ersten LEDs 20 entlang mehr oder weniger gerader Linien angeordnet sein und/oder die ersten LEDs 20 können entlang ungerader Linien,
beispielsweise bogenförmiger, kreisförmiger oder gewinkelter Linien angeordnet sein. Die ersten LEDs 20 sind oberflächenemittierende Leuchtdioden. Die ersten LEDs 20 sind rotes Licht emittierende
Leuchtdioden. Außerdem weisen die ersten LEDs 20 Dünnfilm- Chips auf. Alternativ dazu können die ersten LEDs 20 volumenemittierende Leuchtdioden sein und/oder Leuchtdioden, die ein anderes Licht als rotes Licht emittieren,
beispielsweise blaues Licht, und/oder Saphir-Chips aufweisen. Die zweiten LEDs 22 sind auf der Metallschablone 16,
insbesondere direkt auf der Metallschablone 16, angeordnet. Die zweiten LEDs 22 sind entlang gerader Linien angeordnet, wobei die geraden Linien parallel zueinander sind. Alternativ dazu können die zweiten LEDs 22 entlang mehr oder weniger gerader Linien angeordnet sein und/oder die zweiten LEDs 22 können entlang ungerader Linien, beispielsweise
bogenförmiger, kreisförmiger oder gewinkelter Linien
angeordnet sein. Die zweiten LEDs 22 sind volumenemittierende Leuchtdioden. Die zweiten LEDs 22 sind blaues Licht emittierende
Leuchtdioden. Außerdem weisen die zweiten LEDs 22 Saphir- Chips auf. Alternativ dazu können die zweiten LEDs 22
oberflächenemittierende Leuchtdioden sein und/oder
Leuchtdioden, die ein anderes Licht als blaues Licht
emittieren, beispielsweise rotes Licht, und/oder Dünnfilm- Chips aufweisen.
Die Metallkernplatine 14 weist einen Metallkern,
beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer, eine auf den
Metallkern aufgebrachte dielektrische Schicht und eine auf der dielektrischen Schicht aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht, beispielsweise aus Kupfer, auf. Aufgrund des
Metallkerns hat die Metallkernplatine 14 eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht dient zum elektrischen Kontaktieren der ersten LEDs 20, wobei von der elektrisch leitfähigen Schicht mehrere nicht dargestellte elektrische Leitungen gebildet sein können. Die Metallschablone 16 kann beispielsweise einen Träger aufweisen, der mit einer hochreflektierenden Schicht
beschichtet ist. Optional kann die hochreflektierende Schicht mit einer transparenten Schutzschicht beschichtet sein. Beispielsweise weist die Metallschablone 16 einen
Aluminiumträger auf, der mit einer hochreflektierenden
Silberschicht beschichtet ist, welche zum Schutz mit einem transparenten Dielektrikum beschichtet ist. Ferner kann die Metallschablone 16 mehrere nicht dargestellte Leiterbahnen aufweisen, die beispielsweise auf dem transparenten
Dielektrikum ausgebildet sein können, und die zum
elektrischen Kontaktieren der zweiten LEDs 22 dienen können. Die Abdeckkörper 24 sind direkt auf den ersten LEDs 20 und direkt auf dem Substrat 12, insbesondere direkt auf der Metallkernplatine 14, angeordnet. Die Abdeckkörper 24 weisen zumindest angrenzend an das erste Vergussmaterial 28 von einer Oberfläche des Substrats 12 aus gemessen eine größere Höhe auf als das erste Vergussmaterial 28. Die Abdeckkörper 24 weisen auf ihrer von den ersten LEDs 20 abgewandten Seite die Form einer optischen Linse zur Strahlformung eines
Strahlengangs der von den ersten LEDs 20 erzeugten
elektromagnetischen Strahlung auf. Somit sind die
Abdeckkörper 24 als Strahlformungselemente ausgebildet.
Alternativ dazu können die Abdeckkörper 24 auf ihrer von den ersten LEDs 20 abgewandten Seite nicht die Form einer optischen Linse zur Strahlformung eines Strahlengangs der von den ersten LEDs 20 erzeugten elektromagnetischen Strahlung aufweisen, sondern beispielsweise flach oder platt
ausgebildet sein. Die Abdeckkörper 24 sind transparent oder zumindest transluzent ausgebildet. Das heißt, dass die
Abdeckkörper zumindest im Wesentlichen transparent sind oder Streuelemente zur Streuung der von den ersten LEDs 20 erzeugten elektromagnetischen Strahlung aufweisen. Die
Abdeckkörper 24 können Silikon, beispielsweise HRI (High Refractive Index) -Silikon, oder Glas aufweisen oder davon gebildet sein. Der Damm 26 weist einen Kunststoff auf oder ist davon
gebildet. Beispielsweise weist der Damm 26 Silikon auf oder ist davon gebildet. Außerdem kann der Damm 26 ein
hochreflektierendes Material, beispielsweise Titandioxid, aufweisen. Das hochreflektierende Material kann beispielsweise in den Damm 26 eingebettet sein. Der Damm 26 weist zumindest angrenzend an das erste Vergussmaterial 28 von einer Oberfläche des Substrats 12 aus gemessen eine Höhe auf, die größer ist als eine Höhe des ersten Vergussmaterials 28.
Optional kann die Leuchtdiodenanordnung 10 einen
Treiberschaltkreis zum Betreiben der LEDs 20, 22 aufweisen. Alternativ dazu kann die Leuchtdiodenanordnung 10 mit dem
Treiberschaltkreis zum Betreiben der LEDs 20, 22 elektrisch verbunden sein.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands der Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung. Insbesondere zeigt Figur 3 die Metallkernplatine 14, auf der bereits die ersten LEDs 20 und die Abdeckkörper 24 über den ersten LEDs 20 angeordnet sind. Die ersten LEDs 20 sind an der Metallkernplatine 14 befestigt und mit den elektrischen Leitungen der Metallkernplatine 14 elektrisch verbunden.
Beispielsweise sind die ersten LEDs 20 mittels
Lotverbindungen mit der Metallkernplatine 14 mechanisch und/oder elektrisch verbunden. Die ersten LEDs 20, die unter demselben Abdeckkörper 24 angeordnet sind, sind elektrisch in Reihe geschaltet. Die ersten LEDs 20, die unter einem der Abdeckkörper 24 angeordnet sind, sind mit den ersten LEDs 20, die unter einem anderen der Abdeckkörper 24 angeordnet sind, elektrisch parallel geschaltet. Alternativ dazu können die ersten LEDs 20, die unter demselben Abdeckkörper 24
angeordnet sind, elektrisch parallel geschaltet sein und/oder die ersten LEDs 20, die unter einem der Abdeckkörper 24 angeordnet sind, können mit den ersten LEDs 20, die unter einem anderen der Abdeckkörper 24 angeordnet sind, elektrisch in Reihe geschaltet sein. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung gemäß Figur 3.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der
Metallschablone 16. Die Metallschablone 16 weist mehrere, insbesondere drei, parallele und linienförmige Ausnehmungen 30 auf. Alternativ dazu kann die Metallschablone 16 abhängig von der Form und Anzahl der Abdeckkörper 24 mehr oder weniger und/oder anders geformte und/oder anders angeordnete
Ausnehmungen aufweisen.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands der Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung. Insbesondere zeigt Figur 6 einen Zustand der
Leuchtdiodenanordnung 10 nach dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Zustand. Insbesondere ist die in Figur 5 gezeigte Metallschablone 16 derart auf der Metallkernplatine 14 angeordnet, dass die ersten LEDs 20 in den Ausnehmungen 30 angeordnet sind und dass die sich die Abdeckkörper 24 durch die Ausnehmungen 30 hindurch erstrecken. Von einer Oberfläche der Metallkernplatine 14 aus gemessen ist eine Höhe der
Abdeckkörper 24 größer als eine Dicke der Metallschablone 16.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 6.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands der Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung. Insbesondere zeigt Figur 8 einen Zustand der
Leuchtdiodenanordnung 10 nach dem in den Figuren 6 und 7 gezeigten Zustand. Insbesondere sind die zweiten LEDs 22 auf der Metallschablone 16 angeordnet. Die zweiten LEDs 22 sind an der Metallschablone 16 mechanisch befestigt und elektrisch von LED 22 zu LED 22 miteinander verbunden, beispielsweise mittels Chip-to-Chip bonding. Die zweiten LEDs 22 sind beispielsweise mittels Klebematerial mit der Metallschablone 16 mechanisch verbunden. Die zweiten LEDs 20 sind entlang zueinander paralleler Linien angeordnet. Die zweiten LEDs 22 entlang einer der Linien sind elektrisch in Reihe geschaltet. Die zweiten LEDs 22 entlang einer der Linien sind zu den zweiten LEDs 22 entlang einer anderen der Linien elektrisch parallel geschaltet. Alternativ dazu können die zweiten LEDs 22 entlang einer der Linien elektrisch parallel geschaltet sein und/oder die zweiten LEDs 22 entlang einer der Linien können zu den zweiten LEDs 22 entlang einer anderen der
Linien elektrisch in Reihe geschaltet sein. Fig. 9 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 8.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Zustands der Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung. Insbesondere zeigt Figur 10 einen Zustand der
Leuchtdiodenanordnung 10 nach dem in den Figuren 8 und 9 gezeigten Zustand. Insbesondere ist der Damm 26 auf dem
Substrat 12 ausgebildet. Der Damm 26 kann auf der
Metallschablone 16 oder auf der Metallkernplatine 14
ausgebildet sein. Der Damm 26 und der Abdeckkörper 24 bilden die lateralen Begrenzungen einer Kavität, die in Figur 11 nach unten von der Metallschablone 16 begrenzt ist und die nach oben offen ist. Die Kavität eignet sich zum Einfüllen des ersten Vergussmaterials 28 in flüssigem Zustand, wobei eine Füllhöhe des ersten Vergussmaterial 28 so gewählt wird, dass das erste Vergussmaterial 28 nicht über den ersten Damm 26 und/oder über die Abdeckkörper 24 fließen kann.
Fig. 11 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 11.
Fig. 12 zeigt eine Schnittdarstellung eines Zustands der Leuchtdiodenanordnung 10 gemäß Figur 1 bei ihrer Herstellung. Insbesondere zeigt Figur 12 einen Zustand der
Leuchtdiodenanordnung 10 nach dem in den Figuren 10 und 11 gezeigten Zustand. Insbesondere ist das erste Vergussmaterial 28 auf den zweiten LEDs 22, insbesondere direkt auf den zweiten LEDs 22, ausgebildet. Nach dem Einfüllen des ersten Vergussmaterials 28 wird das erste Vergussmaterial 28 getrocknet und/oder gehärtet, beispielsweise unter
Wärmeinwirkung und/oder in einem Trockenraum oder
Trockenofen. Die Abdeckkörper 24 weisen eine erste Höhe Hl auf. Der Damm 26 weist eine zweite Höhe H2 auf. Das erste Vergussmaterial 28 weist eine dritte Höhe H3 auf. Die Höhen Hl, H2, H3 werden jeweils von einer Oberfläche des Substrats 12, insbesondere von einer Oberfläche der Metallschablone 16 aus gemessen. Die dritte Höhe H3 des Vergussmaterial 28 ist geringer als die erste Höhe Hl der Abdeckkörper 24 und/oder die zweite Höhe H2 des Damms 26.
Das erste Vergussmaterial 28 weist ein erstes
Konvertermaterial auf. Beispielsweise ist das erste
Konvertermaterial in ein Trägermaterial des ersten
Vergussmaterials 28 eingebettet. Das erste Konvertermaterial kann Konverterpartikel 34 aufweisen. Alternativ kann das erste Vergussmaterial 28 von dem ersten Konvertermaterial gebildet sein. Das erste Konvertermaterial eignet sich zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung bezüglich seiner Wellenlänge. Insbesondere konvertiert das erste
Konvertermaterial die von den zweiten LEDs 22 erzeugte elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise emittieren die zweiten LEDs 22 blaues Licht, das erste Konvertermaterial absorbiert zumindest einen Teil des blauen Lichts und emittiert gelbes oder mint-farbiges Licht, wodurch weißes Licht erzeugt werden kann. Alternativ dazu kann das blaue Licht mittels ersten Konvertermaterials in gelbes Licht konvertiert werden und mittels zweiten Konvertermaterials in Bluish-White-Licht konvertiert werden, wodurch einstellbares oder tunable weißes Licht erzeugt werden kann.
Alternativ dazu können die Abdeckkörper 24 das erste
Konvertermaterial oder ein zweites Konvertermaterial
aufweisen und/oder das zweite Vergussmaterial kann kein
Konvertermaterial aufweisen. Gegebenenfalls unterscheidet sich das zweite Konvertermaterial von dem ersten
Konvertermaterial. Beispielsweise kann das angeregte zweite Konvertermaterial Licht einer anderen Wellenlänge emittieren als das erste Konvertermaterial und/oder das zweite
Konvertermaterial kann mittels Lichts anderer Wellenlängen angeregt werden als das erste Konvertermaterial. Ferner kann lateral neben einem der Abdeckkörper 24 auf einer ersten Seite des entsprechenden Abdeckkörpers 24 das erste
Konvertermaterial angeordnet sein und auf einer zweiten Seite des entsprechenden Abdeckkörpers 24, die von der ersten Seite abgewandt ist, kann das zweite Vergussmaterial angeordnet sein. So könnten beispielsweise in dem in Figur 12 gezeigten Ausführungsbeispiel vier verschiedene Vergussmaterialien jeweils getrennt voneinander durch die Abdeckkörper 24 angeordnet sein.
Fig. 13 zeigt eine Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung 10, die weitgehend einer der im Vorhergehenden erläuterten
Leuchtdiodenanordnungen 10 entsprechen kann. Die
Leuchtdiodenanordnung 10 ist dargestellt entlang einer
Schnittlinie, auf der kein Abdeckkörper 24 liegt und die beispielsweise parallel zu einem der Abdeckkörper 24
verläuft. Die Leuchtdiodenanordnung 10 weist mindestens einen Zwischendamm 36, beispielsweise drei Zwischendämme 36 auf. Die Zwischendämme, sind nicht über den ersten LEDs 20 angeordnet, haben keine Schutzfunktion und auch keine
Strahlformungsfunktion. Die Zwischendämme 36 dienen lediglich zum Abgrenzen verschiedener Vergussmaterialien, wobei die verschiedenen Vergussmaterialien beispielsweise entsprechend verschiedene Konvertermaterialien aufweisen können.
Alternativ dazu können auch zwei oder mehr als drei
Zwischendämme 36 angeordnet sein.
Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiodenanordnung 10. Die Leuchtdiodenanordnung 10 und das Verfahren zum Herstellen der Leuchtdiodenanordnung 10 können weitgehend der im
Vorhergehenden erläuterten Leuchtdiodenanordnung 10 bzw. dem Verfahren zum Herstellen der Leuchtdiodenanordnung 10 entsprechen, wobei das Substrat 12 anstatt der
Metallkernplatine 14 und der Metallschablone 16 einen
Keramikkörper 32 aufweist, der zumindest eine
hochreflektierende Oberfläche hat. Die ersten LEDs 20 und die zweiten LEDs 22 sind direkt auf dem Keramikkörper 32 und/oder auf nicht dargestellten elektrischen Leiterbahnen, die direkt auf dem Keramikkörper 32 ausgebildet sind, angeordnet und elektrisch mit den elektrischen Leiterbahnen verbunden. Der Damm 26 und die Abdeckkörper 24 bilden wiederum die Kavität zum Einfüllen des ersten Vergussmaterials 28 in flüssigem Zustand .

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtdiodenanordnung (10), mit
einem Substrat (12),
ersten LEDs (20), die auf dem Substrat (12) angeordnet sind,
zweiten LEDs (22), die auf dem Substrat (12) lateral neben den ersten LEDs (20) angeordnet sind,
mindestens einem Abdeckkörper (24), der die ersten LEDs (20) bedeckt,
mindestens einem Damm (26), der auf dem Substrat (12) angeordnet ist und der die ersten LEDs (20) und die zweiten LEDs (22) in lateraler Richtung umgibt, und
einem ersten Vergussmaterial (28), das die zweiten LEDs (22) bedeckt und das in lateraler Richtung von dem Damm (26) und dem Abdeckkörper (24) begrenzt ist, wobei der
Abdeckkörper (24) und/oder das erste Vergussmaterial (28) ein erstes Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung aufweist.
2. Leuchtdiodenanordnung (10) nach Anspruch 1, bei der der Abdeckkörper (24) als Strahlformungselement zum Beeinflussen eines Strahlengangs einer von den ersten LEDs (20)
emittierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere als optische Linse, ausgebildet ist.
3. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Abdeckkörper (24) transparent
ausgebildet ist und das erste Vergussmaterial (28) das erste Konvertermaterial aufweist.
4. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die ersten LEDs (20) elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich roten sichtbaren Lichts emittieren und bei der die zweiten LEDs (22)
elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich blauen sichtbaren Lichts emittieren.
5. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die ersten LEDs (20)
oberflächenemittierende Leuchtdioden sind und bei der die zweiten LEDs (22) volumenemittierende Leuchtdioden sind.
6. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Substrat (12) aufweist
einen Keramikkörper (32), der eine hochreflektierende Oberfläche hat, auf der die ersten LEDs (20) und die zweiten LEDs (22) angeordnet sind, und
elektrische Leitungen, die auf dem Keramikkörper (32) ausgebildet sind und die mit den ersten LEDs (20) und den zweiten LEDs (22) elektrisch gekoppelt sind.
7. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Substrat (12) aufweist
eine Metallkernplatine (14), auf der die ersten LEDs (20) angeordnet sind, und
eine Metallschablone (16), die auf der Metallkernplatine (14) angeordnet ist, deren von der Metallkernplatine (14) abgewandte Oberfläche hochreflektierend ist, auf der die zweiten LEDs (22) angeordnet sind und die Ausnehmungen (30) aufweist, in denen die ersten LEDs (20) angeordnet sind und durch die die Abdeckkörper (24) hindurch ragen.
8. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die dritte LEDs aufweist, die auf dem Substrat (12) lateral neben den ersten LEDs (20) und den zweiten LEDs (22) angeordnet sind.
9. Leuchtdiodenanordnung (10) nach Anspruch 8, bei der die dritten LEDs baugleich wie die ersten LEDs (20) oder die zweiten LEDs (22) ausgebildet sind.
10. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der ein zweites Vergussmaterial, das ein zweites Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer
Strahlung aufweist, die dritten LEDs bedeckt.
11. Leuchtdiodenanordnung (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit mindestens einem Zwischendamm, der auf dem Substrat (12) lateral zwischen den ersten LEDs (20), den zweiten LEDs (22) und/oder den dritten LEDs angeordnet ist und der in lateraler Richtung das erste Vergussmaterial (28) und/oder das zweite Vergussmaterial begrenzt.
12. Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung (10) , bei dem
ein Substrat (12) bereitgestellt wird,
erste LEDs (20) auf dem Substrat (12) angeordnet werden, zweite LEDs (22) auf dem Substrat (12) lateral neben den ersten LEDs (20) angeordnet werden,
mindestens ein Abdeckkörper (24) so über den ersten LEDs
(20) ausgebildet und angeordnet wird, dass er die ersten LEDs
(20) bedeckt,
mindestens ein Damm (26) auf dem Substrat (12) so angeordnet wird, dass er die ersten LEDs (20) und die zweiten LEDs (22) in lateraler Richtung umgibt,
ein flüssiges erstes Vergussmaterial (28) zwischen dem Abdeckkörper (24) und dem Damm (26) über die zweiten LEDs (22) so gegossen wird, dass es in lateraler Richtung von dem Damm (26) und dem Abdeckkörper (24) begrenzt ist, wobei der Abdeckkörper (24) und/oder das erste Vergussmaterial (28) ein erstes Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung aufweist, und
das erste Vergussmaterial (28) getrocknet und/oder gehärtet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Abdeckkörper (24) als Strahlformungselement zum Beeinflussen eines
Strahlengangs einer von den ersten LEDs (20) emittierten elektromagnetischen Strahlung, insbesondere als optische Linse, ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem die ersten LEDs (20) auf einer Metallkernplatine (14) angeordnet werden,
der Abdeckkörper (24) über den ersten LEDs (20)
angeordnet wird,
eine Metallschablone (16), deren von der
Metallkernplatine (14) abgewandte Oberfläche
hochreflektierend ist und die Ausnehmungen (30) aufweist, so ausgebildet und so auf der Metallkernplatine (14) angeordnet wird, dass die ersten LEDs (20) in den Ausnehmungen (30) angeordnet sind und der Abdeckkörper (24) durch die
Ausnehmungen (30) hindurch ragt, und
die zweiten LEDs (22) auf der hochreflektierenden
Oberfläche der Metallschablone (16) angeordnet werden, wobei die Metallkernplatine (14) und die Metallschablone (16) das Substrat (12) bilden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem dritte LEDs auf dem Substrat (12) lateral neben den ersten LEDs (20) und den zweiten LEDs (22) angeordnet werden, ein flüssiges zweites Vergussmaterial, das ein zweites
Konvertermaterial zum Konvertieren elektromagnetischer
Strahlung aufweist, derart über die dritten LEDs gegossen wird, dass es die dritten LEDs bedeckt und
das zweite Vergussmaterial getrocknet und/oder gehärtet wird .
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem ein Zwischendamm (36) auf dem Substrat (12) lateral zwischen den ersten LEDs (20), den zweiten LEDs (22) und/oder den dritten LEDs so ausgebildet wird, dass er in lateraler
Richtung das erste Vergussmaterial (28) und/oder das zweite Vergussmaterial begrenzt.
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