WO2017064271A1 - Lighting means and method for producing a lighting means - Google Patents

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WO2017064271A1
WO2017064271A1 PCT/EP2016/074749 EP2016074749W WO2017064271A1 WO 2017064271 A1 WO2017064271 A1 WO 2017064271A1 EP 2016074749 W EP2016074749 W EP 2016074749W WO 2017064271 A1 WO2017064271 A1 WO 2017064271A1
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light
substrate
optical
optical device
exit surface
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PCT/EP2016/074749
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Vera Abrosimova
Bernd Kloth
Matthias Flügel
Daniel MATTHESIUS
Enrico PERTZSCH
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Jenoptik Polymer Systems Gmbh
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    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item

Definitions

  • the present invention relates to a luminous means and to a method for producing a luminous means.
  • a lens is cast directly on ei ⁇ nen chip of the LED.
  • the potting of the chip is subject to tolerances, which can lead to Win ⁇ kelschreibn the radiation angle.
  • DE20109575 LH describes an LED spotlight.
  • the present invention provides a luminous means and a method for producing a luminous means according to the main claims. Before ⁇ some embodiments result from the respective dependent claims and the following description to ⁇ .
  • Chip forms a non-directional radiation of the LED chip by diffraction and reflection to a light beam with a low beam angle.
  • the optics can be aligned by a mechanical centering device relative to the LED chip.
  • the centering device can be aligned relative to the LED chip with great precision when producing a luminous means device, for example consisting of LED chip and carrier substrate.
  • the luminous means according to the invention comprises an optical device.
  • the optical device can be provided for changing the beam profile of a light emitting diode device.
  • the luminous means according to the invention also comprises a luminous means device with the following features:
  • a substrate with a centering device for aligning the optical device • A substrate with a centering device for aligning the optical device and
  • a light emitting diode device which is arranged on the centering device on one side of the substrate.
  • a central region of the optical device arranged above the light-emitting diode device is designed as a lens optical system.
  • An illuminating device can be understood to mean an intermediate stage or a precursor in the production of a luminous means.
  • a substrate can be used as carrier material ⁇ be distinguished.
  • the substrate may be plate-shaped.
  • the substrate can play, have a printed circuit board material, semiconductor material or ceramic material in ⁇ .
  • the light emitting means may be constructed, for example as point source chip or as a flat light source ⁇ .
  • the light emitting diode device may comprise one or more light sources.
  • the light-emitting diode device can be arranged on a surface of the substrate angeord ⁇ net or be designed integrated into the substrate.
  • a centering device can provide ⁇ a stop surface or stop point for the positioning of the optical device. The centering device can ensure a specific mounting of the optical device in three axes.
  • a light emitting diode device may be integrated in the substrate.
  • the light emitting diode device may be mounted as a chip on the substrate, for example by soldering or gluing.
  • the light emitting diode device may be formed as a surface emitting LED. It can have one or more third light exit surfaces, which lies on the surface of the chip. Alternatively, the light emitting device can be formed as an edge-LED off ⁇ . It can have one or more fourth light exit surfaces. The fourth light exit surface may be arranged perpendicular to the chip surface.
  • the light-emitting diode device can also be designed such that it is simultaneously surface-emitting and edge-emitting. Then both a third and a fourth Lichaustritts constitutional be present. The fourth light exit surface may be arranged perpendicular to the third light exit surface. It can lie on a side surface of the chip. In addition, further light exit surfaces may be present, for example on the other side surfaces of the chip.
  • the side surfaces may be, for example, separating surfaces, which may arise when LED chips are separated, separating surfaces may be, for example, Spaltflä ⁇ Chen, when the chips have been separated by columns or saw or Schleifflä ⁇ Chen, when the chips separated by sawing or cutting loops have been.
  • the centering device can be designed as at least one recess in the substrate.
  • the centering device can be designed as a hole pattern or hole pattern.
  • the hole pattern can also include slots.
  • Zentriereinrich ⁇ tion is easy to manufacture.
  • a receiving device for the optical device may be arranged.
  • a receiving device can be an aid for centering the optical device.
  • the receiving device can be removed after the production of the lighting ⁇ who.
  • the light-emitting diode device spanning carrier may be arranged for the optical device.
  • a carrier may hold the optical device at a defined distance from the light emitting diode device.
  • the substrate may include via means for electrically connecting a first side of the substrate to a second side of the substrate.
  • the Leuchtdiodenein ⁇ direction can be arranged on the first side of the substrate and be electrically conductively connected using the through-connection device with the second side.
  • a via device can produce an electrically conductive connection between the at ⁇ the surfaces of the substrate. In this way, the light-emitting diode device can be electrically contacted from the rear side of the substrate. Also can used by ⁇ contact device for heat dissipation.
  • the substrate may comprise a matrix of centering devices.
  • a matrix of light emitting devices or light emitting device with a matrix may be arranged from the light sources on the first side of the substrate.
  • Meh ⁇ rere light emitting diode devices can improve a light output of the light source.
  • the light-emitting diode devices can be subsequently sepa ⁇ ration.
  • the lighting device may comprise the optical device.
  • the optical device can be aligned using the centering device on the light emitting diode device and connected to the substrate. This combination can also be characterized as a light ⁇ be.
  • the optical device can be designed as total reflection optics. This can mean that at least a part (proportion) of the light radiation, referred to below as the second part, can experience at least one total internal reflection in the optical device. It should be pointed out ⁇ that not all light radiation must undergo total internal reflection.
  • the term total ⁇ reflection optics in the context of the invention expressly includes such Optikeinrich ⁇ device with a first part of the light radiation undergoes no total reflection. It may even be that the first part of the light radiation comprises a larger part of the light output than the second part of the light radiation.
  • the light source can emit light radiation. For this purpose, one or more light exit surfaces can be provided from wel ⁇ chen the light radiation can escape. The light radiation can normally be generated during operation of the lamps. It should be noted that the lamp can also be switched off, with no light radiation is generated in the off state and thus can escape no light radiation from the Opti No Rich ⁇ processing in the off state.
  • a central region arranged above the light-emitting diode device can be designed as a lens optic.
  • a total reflection optics can have a high efficiency.
  • the central region may have a first light exit surface.
  • the first light exit surface may advantageously be a curved surface. This may mean an area that is not in a plane.
  • a curvature of the first light exit surface may be before ⁇ some way, because it can be provided a refraction of light rays.
  • the first light exit surface may advantageously be convex.
  • the central region can be provided for collimating a first part of the light radiation emanating from the light-emitting diode device .
  • the central region may be formed as a converging lens.
  • the first part of the light radiation can exit from the first light exit surface.
  • the collimation of the first part of the light radiation can be refractive.
  • the optical device can also have a reflector region.
  • the Reflektorbe ⁇ rich can be disposed around the central region.
  • the reflector region may have a second light exit surface.
  • the second light exit surface may advantageously be a flat surface.
  • the reflector region can be provided so that a second part of the light radiation is directed by means of total internal reflection in the direction of the second light exit surface.
  • the second part of the light radiation can then exit from the second light exit surface. It may be provided a collimation of the second part of the light radiation.
  • This Kollimati ⁇ on can be accomplished by a curvature of an outer surface of the optical device ⁇ the.
  • the first light exit surface may be reset relative to the second light exit surface.
  • This can be understood to mean that the first light exit surface is completely in may be located in the limited by the plane of the second light exit surface half space containing the light emitting diode device.
  • This can have the advantage that the second light exit surface can for example be ground and / or polished without touching the first light exit surface. If the set-back of the first relative to the second light exit surface chosen large enough, you can even erode a surface layer of the Re ⁇ flektor Anlagens the optical device without the first light exit surface is ⁇ be damaged.
  • a total reflection optics in the sense described above can bring about a particularly good collimation of the light radiation.
  • a particularly accurate positioning of the Op ⁇ tik might be required for light emitting diode device.
  • the optical device can be glued onto the luminescent device by an encircling the Leuchtdio ⁇ den Rhein splice.
  • the adhesive point may be annular.
  • the LED assembly may be enclosed in egg ⁇ nem cavity between the substrate and the optical device.
  • the light emitting diode device may be protected from environmental influences.
  • the adhesive can be cured quickly ⁇ the.
  • a polyurethane adhesive can have a particularly good surface adhesion.
  • such an adhesive can bind moisture during curing and in this way dry the cavity.
  • a space between the light-emitting diode device and the optical device can be filled with a transparent medium having a refractive index between 1 and 2.
  • a transparent medium having a refractive index between 1 and 2.
  • the medium may comprise microparticles or nanoparticles, which are designed to modify a frequency of radiation by the LED device emitted Strah ⁇ lung.
  • the Strah ⁇ lung frequency can modify in a desired manner for example, change or convert.
  • the optical device may be beab ⁇ standet arranged to form a third light exit surface of the light emitting device by an air gap. It can thereby be aligned on an optical axis of the light emitting diode device ⁇ an optical axis of the optical device. By the air gap, a resting of the Optikein ⁇ direction can be avoided on the light emitting diode device. This can simplify the alignment of the optical device.
  • a method for producing a luminous means comprises the following steps:
  • the providing step includes providing a lighting device.
  • the lighting device comprises
  • a centering device arranged on the substrate for aligning an optical device
  • a light emitting diode device wherein the light emitting diode device is arranged on the centering device aligned on one side of the substrate,
  • the providing step further comprises providing an optical device.
  • the optical device can be designed as total reflection optics.
  • a to be arranged over the LED device ⁇ central region of the optical device is a lens optics out ⁇ leads.
  • the optical device has a reflector region.
  • the central area can have a have first light exit surface.
  • the reflector region may have a second light exit surface.
  • the second light exit surface may advantageously be a flat surface.
  • the first light exit surface may be reset relative to the second light exit surface.
  • the substrate may be provided with a matrix of centering devices.
  • a matrix of light-emitting diode devices can be arranged on a first side of the substrate.
  • a matrix of optics may be aligned with the array of light emitting diode devices.
  • the step of bonding the array of optical devices can be ver ⁇ connected with the substrate.
  • the method may have a step of separating, in which individual lamps are separated from each other. The step of separating comprises removing a surface layer of the reflector regions of the optical devices. From the wear ⁇ can cause the formerly existing in the surface layer Verbin ⁇ applications of the individual matrix elements of the optical devices provided is interrupted so that the matrix can be divided into individual optical elements.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a lighting means according to anwhosbei ⁇ game of the present invention
  • FIG. 2 shows an illustration of an arrangement of luminous means with vertically conducting light-emitting diode device according to an embodiment of the present invention
  • 3 is an illustration of the light bulbs arranged in the utility with flip chip light emitting diode device according to an embodiment of the present invention
  • 4 shows an illustration of the luminous means arranged in the utility with a carrier for an optical device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a representation of a matrix of optical devices according to an execution ⁇ example of the present invention.
  • 6 shows a flow chart of a method for producing a luminous means according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is an illustration of an arrangement of bulbs with a vertically conducting light emitting diode device ⁇ according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is an illustration of an arrangement of bulbs with a vertically conducting light emitting diode device ⁇ according to another embodiment of the present invention.
  • the lighting means 100 includes a valve provided for the automated Oberflä ⁇ chenmontage housing 102nd
  • the housing 102 is composed of a light-emitting device ⁇ medium 104 and an associated optical device 106.
  • the illuminating ⁇ l sensible 104 includes a light source 108 to a light emitting device 108th
  • a space 1 09 between the optical device 106 and the light emitting diode device 108 may be filled with egg ⁇ nem suitable medium.
  • the optical device 106 is in the light emitting device 108 is directed via a ⁇ Zentrierein ⁇ direction 1 10 of the illuminant device 104th
  • the optical device 106 for example, receiving pins 1 1 2, which engage in the centering device 1 10.
  • the optical device 106 is aligned so that a light entry surface 1 14 of the optical device 1 06 is arranged by a distance from a third light exit surface 1 1 6 of the light emitting diode device 108.
  • the optical device 106 is aligned with the light emitting device 108 that has an optical axis 1 1 8 of the optical device 106 coincides with an optical axis 1 20 of the Leuchtdi ⁇ oden Anlagen 108th
  • the light-emitting diode device 108 is here partially integrated in a substrate 1 22 of the light-emitting device 104. Electrical connections of the light-emitting diode device 108 are here, for example, via a contact-through device 1 24 of the substrate 122 from a front side of the substrate 1 22 to a back side of the substrate 1 22 out to be contactable on the back for surface mounting.
  • the via 124 is further configured to derive thermal energy from the Leuchtdi ⁇ oden adopted 108 through the substrate 1 22nd
  • the luminous means 100 is embodied as an LED 100 or SMD LED 100 with a precisely directed emission characteristic.
  • the luminous means 100 can be used for example in encoders, light barriers, for coupling in optical waveguides or as a miniature beam source in endoscopes. Furthermore, applications in automation and safety technology, communication, optical data transmission ⁇ and medical technology are possible.
  • the approach presented here describes a lighting means 100 with precise, bundled from ⁇ radiation characteristics and homogeneous beam spot.
  • ⁇ LED spotlight chips as the light source devices 108 and TI R- (Total Internal Reflection) lenses are used as optical devices 106th
  • the housing 102 can be designed as a panel level package (PLP) or as a wafer level package (WLP) for spotlight LEDs.
  • PLP panel level package
  • WLP wafer level package
  • LED spotlights monochrome or white LEDs or LED lights can be called, which have a narrow beam angle.
  • the LED spotlight luminaires ⁇ th are used for long distances up to 100 m and then have a light ⁇ spot diameter of up to several meters.
  • the spotlights LEDs are generally used in close range up to 1 m distance and include an LED chip with a mostly circular light ⁇ emitting emission surface of a few microns to a few hundred micrometers in diameter.
  • rotary encoders Lichtschran ⁇ ken
  • for coupling into fiber optic point source chips are used with emission waves ⁇ lengths of 650 nm and 850 nm.
  • the presented lamps 100 has small dimensions and is good for the au ⁇ tomatisierbaren chip assembly suitable.
  • the light source 100 can be used with low positio ⁇ niertoleranzen for a productive, automatic assembly.
  • the use of SMD packages 102 leads to lower production costs due to the higher productivity of production and further processing.
  • emission angles of less than 20 ° can be achieved.
  • centering device 1 10 By centering device 1 10, a centering of the chips 1 08 with tolerances ⁇ 100 ⁇ be ensured.
  • the surface quality of the patch 106 can be made with a high optical quality.
  • the illuminant 1 00 presented here has a minimal tendency to "squint.” Only a very small portion of the radiation is radiated laterally, not orthogonally, at such large angles that it is unusable or disturbing for spotlight applications.
  • SMD LEDs 100 are manufactured with TIR lenses 106 in PLP or WLP technology. They consist of precisely manufactured carrier materials 104 and optical capping materials 106, which are precisely joined together by means of adjustment aids 10.
  • an LED spotlight 100 with precise, orthogonally directed, narrow-angle radiation is presented with a housing 102 suitable for automatic surface mounting.
  • the component 100 of a LED spotlight chip 1 08 and a panel Level Packaging (PLP) or wafer level packaging (WLP) out ⁇ led housing 102.
  • PLP panel Level Packaging
  • WLP wafer level packaging
  • the shape of the radiation pattern and the radiation spots is determined by a TIR lens 106th
  • the LED spotlight chip 108 having an emission area 16 which is smaller than the top or the bottom of the chip 108 which is not interrupted by a bond area and which preferably consists of one or more round or quadrangular areas may be made of AIGalnN, ZnO , SiC, AlGaAs, GaAsP, AlGalnP, InGaAsP or other semiconductor materials.
  • the LED chip 108 may mono ⁇ chrome any radiation from the ultraviolet, through the visible to the near infrared spectral range but also emit white light. To produce white light, a color conversion material, such as YAG or quantum dots, may either be applied to the emitting surface 16 of the LED 108 or incorporated into the TIR lens 106.
  • the housing 102 may be designed as a PLP housing 102 that consists of a carrier in the form of the illuminant device 104 and the Op Tike device 106 in the form of a TIR lens 106, which are joined together as an array in the same grid. If the housing 102 is designed as a WLP housing, this uses the chip substrate 1 22 as a carrier. In this case, the light-emitting diode device 108 in the form of an LED wafer and the optical device 106 in the form of a TIR lens array are also joined together in the same grid.
  • the TIR lens 106 can be ⁇ are made of glass, sapphire, silicon, silicone polycarbonate, polyetherimide or other polymer materials.
  • the TIR lenses 106 are produced as an array of benefits by precision blank pressing, injection injection molding, 3-D printing or ultra-precision turning and milling. The shapes of the TIR lenses 106 are calculated and sized according to the LED chip geometry for the particular application.
  • Fig. 2 shows an illustration of an array 200 of bulbs 100 having vertically lei ⁇ tender light emitting device 108 according to an embodiment of the present invention.
  • a valve disposed between at least two light sources 100 illuminated ⁇ medium 100 is shown in full, while the other lamps of the array 200 are shown incomplete ⁇ constantly.
  • the luminous means 100 corresponds essentially to the illuminant shown in FIG.
  • the light emitting diode device 108 is embodied here as a vertically conductive chip 108.
  • the chip 1 08 is soldered to a metallized surface 202 of the illuminating means 104.
  • the metallized surface 202 is disposed on the substrate 1 22 and conductively connected to one of the contact means 1 24.
  • An electrical contact on the third light exit surface 1 16 is conductively connected via a wire bond with the other contact means 124.
  • the optical device 106 is embodied here as a total reflection lens 106.
  • the total reflection ⁇ lens 1 06 is rotationally symmetrical to the optical axis 1 eighteenth
  • the Totalreflexi ⁇ onslinse 106 in this case has a centrally located refractive lens portion 204 and ei ⁇ NEN annularly around it arranged reflective reflector region 206th
  • the Op ⁇ tik Rhein 106 is adhered to the illuminant means 104 by an annularly around the light-emitting diode device 108 surrounding splice 208. By the splice 208, the light emitting diode device 108 is enclosed in a cavity 210 between the substrate 1 22 and the optical device 106.
  • the Leuchtdio ⁇ den adopted 108 is protected from environmental influences.
  • the benefits 200 arranged in a matrix of egg ⁇ nem scanning light-emitting devices 108 and a matrix from which is arranged in the sliding surfaces ⁇ scanning optical devices 106 composed.
  • the Optikeinrichtun ⁇ gen 106 are connected to each other at a light exit surface of the reflector region 206th
  • the matrices are aligned with one another using the centering device 110 .
  • the centering device 110 here is embodied as a hole pattern 1 10 aligned in the substrate 122 and a centering structure 212 arranged loosely therein relative to the light-emitting diode devices 108.
  • the centering structure 212 is inserted into the hole pattern 1 1 0 ⁇ and forms for an optical device 106 each have a centering ring 212 from.
  • the optical device 106 is annularly supported on joining together with the illuminating means 104 on an outer surface of the reflector region 206 and thus aligned relative to the light-emitting diode device 108.
  • the grid is hexagonal.
  • the holes 1 10 of the hole pattern 1 10 are also hexagonal to the light emitting diode device 108 around ⁇ ordered.
  • centering pins arranged ⁇ 212 each of the outer surface of three surrounding optical devices 106 berüh ⁇ ren.
  • groups of bulbs can be separated from the utility 200.
  • the connections of the optical devices 106 are separated.
  • the substrate 1 22 is cut around the bulb.
  • a surface layer 214 of the Opti No Rich ⁇ obligations 106 may be removed.
  • the centering structure 1 1 2 is also severed when separating the Leuchtmit ⁇ tel 100 and can be removed.
  • the chip carrier 1 22 and the panel 122 or the wafer 122 may be composed of conductor ⁇ plate material, ceramic, silicon, metal carrier strip, or other material and has plated-through holes 1 24, adjustment aids 1 1 0 for the lens array 106.
  • the substrate is suitable for mounting chip and wire bonded vertical conductive chips 108 or flip chips 108.
  • the designed for example in the form of a TIR lens array optical device 106 may consist of polymer, glass, silicone or other suitable materials and has a optical shaping, which projects the radiation from the LED emission surface 1 16 so that an orthogonally directed, concentrated radiation takes place.
  • the light-emitting diode devices 108 which are embodied, for example, as LED chips, have an emission area 16, which is smaller than the top side and / or bottom side of the chip 10 08, respectively.
  • the emission area 16 is not interrupted by a bond area.
  • the emissi ⁇ ons constitutional 1 16 consists of preferably one or more round or square Be ⁇ rich.
  • the LED chips 108 can occasionally be populated at the panel level or not individually processed at the wafer level.
  • surface mount LEDs 100 can be produced which, with high outcoupling efficiency, provide a precise, orthogonal radiation characteristic with a squint angle ⁇ 2 °, with a narrow Have opening angle of ⁇ 20 ° and a high irradiance.
  • an SMD LED 100 with vertically conductive spotlight chip 108 is shown.
  • the LED 100 is constructed in PLP technology with a TIR lens array 106.
  • Fig. 3 shows a representation of spaced utility 200 bulbs 100 having flip chip light emitting device 108 according to an embodiment of the present invention ⁇ .
  • the light sources 100 correspond essentially to the representation in Fig. 2.
  • the optical device 106 is di rectly attached ⁇ here as in FIG. 1 via recordings 1 1 2 in the hole pattern 10 of the centering device 1 1 10.
  • the Recordin ⁇ men are glued 21 2 of the optical device 106 in the holes of the hole pattern 1 10 via adhesive points 208th
  • the cavity 109 around the light emitting device 108 is completed in accordance with awhosbei ⁇ game optionally with a transparent medium having a refractive index> 1 and ⁇ 2, wherein the radiation frequency changing (konvertie ⁇ yield) Micro in the transparent medium - or nanoparticles can be uniformly distributed ,
  • the LEDs 108 is defined herein as layers constructed flip chip 108 out ⁇ leads.
  • an SMD LED 1 00 with a flip chip spotlight chip 1 08 is shown.
  • the LED 100 is constructed in PLP technology with a TIR lens array 106.
  • Fig. 4 shows a representation of spaced benefit bulbs 200 1 00 with a support 400 for an optical device 1 06 according to an embodiment of the present ⁇ the invention.
  • the light sources essentially correspond to the illustration in FIG. 2.
  • the matrix of optical devices 1 06 is connected to the carrier 400.
  • the carrier 400 is in turn connected to the illuminant device 104.
  • the carrier 400 has spacers 402, which are anchored in the centering device 1 10 or glued.
  • the carrier 400 includes the optical device 1 06 ⁇ with the representation in Fig. 2 is an enlarged distance from the light emitting device 1 08 to up.
  • the cavities 403 and 10 09 around the light-emitting diode device 108 are optionally filled with a transparent medium having a refractive index> 1 and ⁇ 2, wherein in this transparent medium the radiation frequency also changes (converting) micro- or nanoparticles can be evenly distributed.
  • SMD LEDs 100 are presented which produce a particularly precise, orthogonally focused and homogeneous beam spot.
  • the before ⁇ beaten PLP or WLP housing with TIR lenses 1 06 allow a productive and cost-effective production and the greatest possible Liche miniaturization for SMD LEDs 100 of this kind.
  • FIG. 5 shows a representation of a matrix 500 of optical devices 106 according to FIG.
  • the matrix 500 essentially corresponds to the matrices shown in FIGS. 2 to 4. Due to the matrix-like arrangement of the similar optical devices 1 06, a plurality of optical devices 1 06 can be produced in a single operation.
  • the optical devices 1 06 can be connected as a matrix 500 to the substrate, which significantly simplifies the alignment, since the
  • Matrix on the centering of the substrate as a whole can be accurately aligned.
  • the generated light spot ie the irradiated area
  • the generated light spot can have a high intensity homogeneity and the proportion of the radiation that under one
  • Angle greater than the opening angle may be less than 20% of the total radiation be.
  • the opening angle refers to an included half, maximum Intensi ⁇ tuschsive angle.
  • the 7 shows a luminous means 100 according to the invention, having a surface-emitting LED as the light-emitting diode device 108.
  • the LED has a third light-emitting surface 1 1 6, from which light radiation can exit.
  • the optical device 206 is designed as Totalreflexi ⁇ onsoptik 106, wherein a light-emitting diode device arranged above the central region 108 is configured as a lens optic 204th
  • the optical device has a reflector ⁇ tor Scheme 206.
  • the central region has a first light exit surface 301, from which a first part 31 1 of the light radiation can emerge. This means that the first part of the light radiation during operation of the lighting means emerging there, while he does not leak out in the scarf ⁇ ended state there.
  • the first part of the light radiation is illustrated with reference to two exemplary game at ⁇ rays.
  • the reflector region has a second light exit surface 302 from which a second part can exit 312 of the light radiation, that is, it occurs in the loading ⁇ driving the luminous means from there.
  • the first light exit surface 301 is a concave rümm ⁇ th surface.
  • the second light exit surface 302 is a flat surface.
  • the optical device has a curved outer surface 303, at which the second part 312 of the Lichtstrah ⁇ ment can undergo a total internal reflection. This second part of the light radiation is shown at ⁇ hand of an exemplary beam.
  • Fig. 8 shows a further inventive lighting means (1 00) having an LED as Leuchtdio ⁇ den Rhein 108 which is both devisdomtdio ⁇ den Rhein 108 which is both devis perennialemittierend and formed kantenemittierend.
  • the light-emitting diode device has a surface-emitting third light-emitting surface 1 1 6. Furthermore, an edge-emitting fourth light-emitting surface 1 1 7 is shown.
  • the first part 31 1 of the light radiation comprises light radiation emerging from the third light exit surface 1 1 6, while the second part 31 2 of the light radiation so ⁇ probably comprises light radiation from the third and from the fourth 1 17 light exit surface.
  • the method 600 includes egg ⁇ NEN step 602 of providing, a step 604 of aligning and a step 606 of bonding.
  • step 602 of providing a light emitting device means ge ⁇ Mäss the approach presented here, as well as an optical device is provided.
  • step 604 of alignment the optics is aligned to the light emitting diode device using the centering device.
  • step 606 of the connection the Op ⁇ tik noise is connected to the substrate.
  • the illuminant device is provided with a substrate which has a plurality of light-emitting diode devices and a matrix of centering devices. Furthermore, an optical device extending over the plurality of light emitting diode devices is provided.
  • the individual light-emitting devices are separated from each other, so that a plurality ⁇ is made of lamps. In this case, as shown in Fig. 2, a surface layer 214 of the reflector portions 206, which causes the connection of Matri ⁇ ximplantation the optical device, removed.
  • the matrix of Opti No ⁇ direction into individual optical devices of the individual lamps breaks.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Abstract

The invention relates to a lighting means (100) which comprises a lighting means arrangement (104). The lighting means arrangement (104) has a substrate (122) having a centering arrangement (110) for orientation of an optical arrangement (106) and having the light-emitting diode arrangement (108), wherein the light-emitting diode arrangement (108) is arranged on the centering arrangement (110) oriented on one side of the substrate (122). Furthermore, the lighting means comprises an optical arrangement which is designed as a total reflection optics and comprises a central region which is formed as a lens optics.

Description

Leuchtmittel und Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels  Illuminant and method for producing a light bulb
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtmittel sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels. The present invention relates to a luminous means and to a method for producing a luminous means.
Bei einer herkömmlichen LED mit kleinem Abstrahlwinkel ist eine Linse unmittelbar auf ei¬ nen Chip der LED aufgegossen. Das Vergießen des Chips ist toleranzbehaftet, was zu Win¬ kelfehlern des Abstrahlwinkels führen kann. Beispielhaft beschreibt die DE20109575 LH einen LED-Punktstrahler. In a conventional LED with a small beam angle, a lens is cast directly on ei ¬ nen chip of the LED. The potting of the chip is subject to tolerances, which can lead to Win ¬ kelfehlern the radiation angle. For example, DE20109575 LH describes an LED spotlight.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Leuchtmittel sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vor¬ teilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nach¬ folgenden Beschreibung . Against this background, the present invention provides a luminous means and a method for producing a luminous means according to the main claims. Before ¬ some embodiments result from the respective dependent claims and the following description to ¬.
Um einen genauen Abstrahlwinkel bei einem Leuchtmittel zu erreichen, kann eine präzise gefertigte Optik verwendet werden, die ohne zusätzliches optisches Element an einem LED-In order to achieve a precise emission angle for a luminous means, it is possible to use a precisely manufactured optic which, without an additional optical element, is connected to a LED.
Chip eine ungerichtete Abstrahlung des LED-Chips durch Beugung und Reflexion zu einem Lichtstrahl mit geringem Abstrahlwinkel formt. Die Optik kann durch eine mechanische Zentriereinrichtung relativ zu dem LED-Chip ausgerichtet werden . Die Zentriereinrichtung kann mit großer Präzision beim Herstellen einer Leuchtmitteleinrichtung, beispielsweise be- stehend aus LED-Chip und Trägersubstrat, relativ zu dem LED-Chip ausgerichtet werden . Chip forms a non-directional radiation of the LED chip by diffraction and reflection to a light beam with a low beam angle. The optics can be aligned by a mechanical centering device relative to the LED chip. The centering device can be aligned relative to the LED chip with great precision when producing a luminous means device, for example consisting of LED chip and carrier substrate.
Das erfindungsgemäße Leuchtmittel umfasst eine Optikeinrichtung . Die Optikeinrichtung kann zur Veränderung des Strahlprofils einer Leuchtdiodeneinrichtung vorgesehen sein . Das erfindungsgemäße Leuchtmittel umfasst außerdem eine Leuchtmitteleinrichtung mit folgenden Merkmalen : The luminous means according to the invention comprises an optical device. The optical device can be provided for changing the beam profile of a light emitting diode device. The luminous means according to the invention also comprises a luminous means device with the following features:
• einem Substrat mit einer Zentriereinrichtung zum Ausrichten der Optikeinrichtung und  • A substrate with a centering device for aligning the optical device and
• einer Leuchtdiodeneinrichtung, die an der Zentriereinrichtung ausgerichtet auf einer Seite des Substrats angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist ein über der Leuchtdiodeneinrichtung angeordneter Zentralbereich der Optikeinrichtung als Linsenoptik ausgeführt. A light emitting diode device, which is arranged on the centering device on one side of the substrate. According to the invention, a central region of the optical device arranged above the light-emitting diode device is designed as a lens optical system.
Unter einer Leuchtmitteleinrichtung kann eine Zwischenstufe oder ein Vorprodukt bei der Produktion eines Leuchtmittels verstanden werden. Ein Substrat kann als Trägermaterial be¬ zeichnet werden. Das Substrat kann plattenförmig geformt sein. Das Substrat kann bei¬ spielsweise ein Leiterplattenmaterial, Halbleitermaterial oder Keramikmaterial aufweisen. Die Leuchtdiodeneinrichtung kann beispielsweise als Punktstrahlerchip oder als flächige Licht¬ quelle ausgeführt sein. Die Leuchtdiodeneinrichtung kann eine oder mehrere Lichtquellen umfassen. Die Leuchtdiodeneinrichtung kann auf einer Oberfläche des Substrats angeord¬ net sein oder in das Substrat integriert ausgeführt sein. Eine Zentriereinrichtung kann eine Anschlagfläche oder einen Anschlagpunkt zum Positionieren der Optikeinrichtung bereit¬ stellen. Die Zentriereinrichtung kann eine bestimmte Lagerung der Optikeinrichtung in drei Achsen sicherstellen. Eine Leuchtdiodeneinrichtung kann in das Substrat integriert sein. Die Leuchtdiodeneinrichtung kann als Chip auf dem Substrat befestigt sein, beispielsweise durch Löten oder Kleben. An illuminating device can be understood to mean an intermediate stage or a precursor in the production of a luminous means. A substrate can be used as carrier material ¬ be distinguished. The substrate may be plate-shaped. The substrate can play, have a printed circuit board material, semiconductor material or ceramic material in ¬. The light emitting means may be constructed, for example as point source chip or as a flat light source ¬. The light emitting diode device may comprise one or more light sources. The light-emitting diode device can be arranged on a surface of the substrate angeord ¬ net or be designed integrated into the substrate. A centering device can provide ¬ a stop surface or stop point for the positioning of the optical device. The centering device can ensure a specific mounting of the optical device in three axes. A light emitting diode device may be integrated in the substrate. The light emitting diode device may be mounted as a chip on the substrate, for example by soldering or gluing.
Die Leuchtdiodeneinrichtung kann als oberflächenemittierende LED ausgebildet sein. Sie kann eine oder mehrere dritte Lichtaustrittsflächen aufweisen, die auf der Oberfläche des Chips liegt. Alternativ kann die Leuchtdiodeneinrichtung als kantenemittierende LED aus¬ gebildet sein. Sie kann eine oder mehrere vierte Lichtaustrittsflächen aufweisen. Die vierte Lichtaustrittsfläche kann senkrecht zur Chipoberfläche angeordnet sein. Die Leuchtdioden¬ einrichtung kann auch so ausgebildet sein, dass sie gleichzeitig oberflächenemittierend und kantenemittierend ist. Dann kann sowohl eine dritte als auch eine vierte Lichaustrittsfläche vorhanden sein. Die vierte Lichtaustrittsfläche kann senkrecht zur dritten Lichtaustrittsfläche angeordnet sein . Sie kann auf einer Seitenfläche des Chips liegen. Außerdem können noch weitere Lichtaustrittsflächen vorhanden sein, beispielsweise auf den anderen Seitenflächen des Chips. Die Seitenflächen können beispielsweise Trennflächen sein, welche entstehen können, wenn LED Chips vereinzelt werden, Trennflächen können beispielsweise Spaltflä¬ chen sein, wenn die Chips durch Spalten vereinzelt worden sind oder Säge- oder Schleifflä¬ chen, wenn die Chips durch Sägen bzw. Trennschleifen vereinzelt worden sind. The light emitting diode device may be formed as a surface emitting LED. It can have one or more third light exit surfaces, which lies on the surface of the chip. Alternatively, the light emitting device can be formed as an edge-LED off ¬. It can have one or more fourth light exit surfaces. The fourth light exit surface may be arranged perpendicular to the chip surface. The light-emitting diode device can also be designed such that it is simultaneously surface-emitting and edge-emitting. Then both a third and a fourth Lichaustrittsfläche be present. The fourth light exit surface may be arranged perpendicular to the third light exit surface. It can lie on a side surface of the chip. In addition, further light exit surfaces may be present, for example on the other side surfaces of the chip. The side surfaces may be, for example, separating surfaces, which may arise when LED chips are separated, separating surfaces may be, for example, Spaltflä ¬ Chen, when the chips have been separated by columns or saw or Schleifflä ¬ Chen, when the chips separated by sawing or cutting loops have been.
Die Zentriereinrichtung kann als zumindest eine Ausnehmung im Substrat ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Zentriereinrichtung als ein Lochbild beziehungsweise Lochmuster ausgeführt sein. Das Lochbild kann auch Langlöcher umfassen. Eine solche Zentriereinrich¬ tung ist einfach herzustellen. In der Ausnehmung kann eine Aufnahmeeinrichtung für die Optikeinrichtung angeordnet sein. Eine Aufnahmeeinrichtung kann ein Hilfsmittel zum Zentrieren der Optikeinrichtung sein. Die Aufnahmeeinrichtung kann nach der Herstellung des Leuchtmittels entfernt wer¬ den. The centering device can be designed as at least one recess in the substrate. For example, the centering device can be designed as a hole pattern or hole pattern. The hole pattern can also include slots. Such Zentriereinrich ¬ tion is easy to manufacture. In the recess, a receiving device for the optical device may be arranged. A receiving device can be an aid for centering the optical device. The receiving device can be removed after the production of the lighting ¬ who.
In der Ausnehmung kann ein, die Leuchtdiodeneinrichtung überspannender Träger für die Optikeinrichtung angeordnet sein. Ein Träger kann die Optikeinrichtung in einem definierten Abstand zu der Leuchtdiodeneinrichtung halten. In the recess, a, the light-emitting diode device spanning carrier may be arranged for the optical device. A carrier may hold the optical device at a defined distance from the light emitting diode device.
Das Substrat kann eine Durchkontakteinrichtung zum elektrischen Verbinden einer ersten Seite des Substrats mit einer zweiten Seite des Substrats aufweisen. Die Leuchtdiodenein¬ richtung kann auf der ersten Seite des Substrats angeordnet sein und unter Verwendung der Durchkontakteinrichtung mit der zweiten Seite elektrisch leitend verbunden sein. Eine Durchkontakteinrichtung kann dabei eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den bei¬ den Flächen des Substrats herstellen. Auf diese Weise kann die Leuchtdiodeneinrichtung von der Rückseite des Substrats her elektrisch kontaktiert werden. Zudem kann die Durch¬ kontakteinrichtung zur Wärmeableitung verwendet werden. The substrate may include via means for electrically connecting a first side of the substrate to a second side of the substrate. The Leuchtdiodenein ¬ direction can be arranged on the first side of the substrate and be electrically conductively connected using the through-connection device with the second side. A via device can produce an electrically conductive connection between the at ¬ the surfaces of the substrate. In this way, the light-emitting diode device can be electrically contacted from the rear side of the substrate. Also can used by ¬ contact device for heat dissipation.
Das Substrat kann eine Matrix aus Zentriereinrichtungen aufweisen. Alternativ oder ergän¬ zend kann auf der ersten Seite des Substrats eine Matrix aus Leuchtdiodeneinrichtungen oder eine Leuchtdiodeneinrichtung mit einer Matrix aus Lichtquellen angeordnet sein. Meh¬ rere Leuchtdiodeneinrichtungen können eine Lichtausbeute des Leuchtmittels verbessern. Gemäß einer Ausführungsform können die Leuchtdiodeneinrichtungen nachträglich sepa¬ riert werden. The substrate may comprise a matrix of centering devices. Alternatively or comple ¬ zend a matrix of light emitting devices or light emitting device with a matrix may be arranged from the light sources on the first side of the substrate. Meh ¬ rere light emitting diode devices can improve a light output of the light source. According to one embodiment, the light-emitting diode devices can be subsequently sepa ¬ ration.
Die Leuchtmitteleinrichtung kann die Optikeinrichtung umfassen. Die Optikeinrichtung kann unter Verwendung der Zentriereinrichtung an der Leuchtdiodeneinrichtung ausgerichtet und mit dem Substrat verbunden sein. Diese Kombination kann auch als Leuchtmittel be¬ zeichnet werden. The lighting device may comprise the optical device. The optical device can be aligned using the centering device on the light emitting diode device and connected to the substrate. This combination can also be characterized as a light ¬ be.
Die Optikeinrichtung kann als Totalreflexionsoptik ausgeführt sein. Das kann bedeuten, dass wenigstens ein Teil (Anteil) der Lichtstrahlung, im Folgenden als zweiter Teil bezeichnet, in der Optikeinrichtung wenigstens eine innere Totalreflexion erfahren kann. Es sei darauf hin¬ gewiesen, dass nicht alle Lichtstrahlung eine Totalreflexion erfahren muss. Der Begriff Total¬ reflexionsoptik im Sinne der Erfindung schließt ausdrücklich auch eine solche Optikeinrich¬ tung mit ein, bei welcher ein erster Teil der Lichtstrahlung keine Totalreflexion erfährt. Es kann sogar sein, dass der erste Teil der Lichtstrahlung einen größeren Teil der Lichtleistung umfasst als der zweite Teil der Lichtstrahlung. Das Leuchtmittel kann eine Lichtstrahlung emittieren. Dazu können eine oder mehrere Lichtaustrittsflächen vorgesehen sein aus wel¬ chen die Lichtstrahlung austreten kann. Die Lichtstrahlung kann normalerweise im Betrieb der Leuchtmittel erzeugt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Leuchtmittel auch ausgeschaltet sein kann, wobei im ausgeschalteten Zustand keine Lichtstrahlung erzeugt wird und somit im ausgeschalteten Zustand auch keine Lichtstrahlung aus der Optikeinrich¬ tung austreten kann. The optical device can be designed as total reflection optics. This can mean that at least a part (proportion) of the light radiation, referred to below as the second part, can experience at least one total internal reflection in the optical device. It should be pointed out ¬ that not all light radiation must undergo total internal reflection. The term total ¬ reflection optics in the context of the invention expressly includes such Optikeinrich ¬ device with a first part of the light radiation undergoes no total reflection. It may even be that the first part of the light radiation comprises a larger part of the light output than the second part of the light radiation. The light source can emit light radiation. For this purpose, one or more light exit surfaces can be provided from wel ¬ chen the light radiation can escape. The light radiation can normally be generated during operation of the lamps. It should be noted that the lamp can also be switched off, with no light radiation is generated in the off state and thus can escape no light radiation from the Opti No Rich ¬ processing in the off state.
Ein über der Leuchtdiodeneinrichtung angeordneter Zentralbereich kann als Linsenoptik ausgeführt sein. Eine Totalreflexionsoptik kann einen hohen Wirkungsgrad aufweisen. Der Zentralbereich kann eine erste Lichtaustrittsfläche aufweisen. Die erste Lichtaustrittsfläche kann vorteilhaft eine gekrümmte Fläche sein. Darunter kann eine solche Fläche zu verstehen sein, die nicht in einer Ebene liegt. Eine Krümmung der ersten Lichtaustrittsfläche kann vor¬ teilhaft sein, weil dadurch eine Brechung von Lichtstrahlen vorgesehen werden kann. Die erste Lichtaustrittsfläche kann vorteilhaft konvex ausgebildet sein. A central region arranged above the light-emitting diode device can be designed as a lens optic. A total reflection optics can have a high efficiency. The central region may have a first light exit surface. The first light exit surface may advantageously be a curved surface. This may mean an area that is not in a plane. A curvature of the first light exit surface may be before ¬ some way, because it can be provided a refraction of light rays. The first light exit surface may advantageously be convex.
Der Zentralbereich kann zur Kollimation eines ersten Teils der von der Leuchtdiodeneinrich¬ tung ausgehenden Lichtstrahlung vorgesehen sein. Der Zentralbereich kann als Sammellinse ausgebildet sein. Der erste Teil der Lichtstrahlung kann aus der ersten Lichtaustrittsfläche austreten. Die Kollimation des ersten Teils der Lichtstrahlung kann refraktiv erfolgen. The central region can be provided for collimating a first part of the light radiation emanating from the light-emitting diode device . The central region may be formed as a converging lens. The first part of the light radiation can exit from the first light exit surface. The collimation of the first part of the light radiation can be refractive.
Die Optikeinrichtung kann außerdem einen Reflektorbereich aufweisen. Der Reflektorbe¬ reich kann um den Zentralbereich herum angeordnet sein. Der Reflektorbereich kann eine zweite Lichtaustrittsfläche aufweisen. Die zweite Lichtaustrittsfläche kann vorteilhaft eine ebene Fläche sein. The optical device can also have a reflector region. The Reflektorbe ¬ rich can be disposed around the central region. The reflector region may have a second light exit surface. The second light exit surface may advantageously be a flat surface.
Der Reflektorbereich kann dafür vorgesehen sein, dass ein zweiter Teil der Lichtstrahlung mittels innerer Totalreflexion in Richtung der zweiten Lichtaustrittsfläche gelenkt wird. Der zweite Teil der Lichtstrahlung kann dann aus der zweiten Lichtaustrittsfläche austreten. Es kann eine Kollimation des zweiten Teils der Lichtstrahlung vorgesehen sein. Diese Kollimati¬ on kann durch eine Krümmung einer Außenfläche der Optikeinrichtung bewerkstelligt wer¬ den. The reflector region can be provided so that a second part of the light radiation is directed by means of total internal reflection in the direction of the second light exit surface. The second part of the light radiation can then exit from the second light exit surface. It may be provided a collimation of the second part of the light radiation. This Kollimati ¬ on can be accomplished by a curvature of an outer surface of the optical device ¬ the.
Die erste Lichtaustrittsfläche kann gegenüber der zweiten Lichtaustrittsfläche zurückgesetzt sein. Darunter kann zu verstehen sein, dass sich die erste Lichtaustrittsfläche vollständig in dem durch die Ebene der zweiten Lichtaustrittsfläche begrenzten Halbraum befinden kann, welcher die Leuchtdiodeneinrichtung enthält. Das kann den Vorteil haben, dass die zweite Lichtaustrittsfläche beispielsweise geschliffen und/oder poliert werden kann, ohne die erste Lichtaustrittsfläche zu berühren. Ist der Rückversatz der ersten gegenüber der zweiten Lichtaustrittsfläche groß genug gewählt, kann man sogar eine Oberflächenschicht des Re¬ flektorbereichs der Optikeinrichtung abtragen, ohne dass die erste Lichtaustrittsfläche be¬ schädigt wird. The first light exit surface may be reset relative to the second light exit surface. This can be understood to mean that the first light exit surface is completely in may be located in the limited by the plane of the second light exit surface half space containing the light emitting diode device. This can have the advantage that the second light exit surface can for example be ground and / or polished without touching the first light exit surface. If the set-back of the first relative to the second light exit surface chosen large enough, you can even erode a surface layer of the Re ¬ flektorbereichs the optical device without the first light exit surface is ¬ be damaged.
Eine Totalreflexionsoptik im oben beschriebenen Sinne kann eine besonders gute Kollimati- on der Lichtstrahlung bewirken. Dazu kann eine besonders genaue Positionierung der Op¬ tikeinrichtung zur Leuchtdiodeneinrichtung erforderlich sein. A total reflection optics in the sense described above can bring about a particularly good collimation of the light radiation. For this purpose, a particularly accurate positioning of the Op ¬ tikeinrichtung be required for light emitting diode device.
Zur Herstellung der Optikeinrichtung können insbesondere 3D-Druckverfahren aufgrund der hohen erreichbaren Genauigkeit geeignet sein. Daneben können auch die in den Ausfüh¬ rungsbeispielen genannten weiteren Herstellungsverfahren in Betracht kommen. For producing the optical device, in particular 3D printing processes may be suitable due to the high achievable accuracy. In addition, the further manufacturing processes referred to in exporting ¬ approximately examples can be considered.
Die Optikeinrichtung kann auf die Leuchtmitteleinrichtung durch eine um die Leuchtdio¬ deneinrichtung umlaufende Klebestelle aufgeklebt sein. Beispielsweise kann die Klebstelle ringförmig umlaufend sein. Durch die Klebestelle kann die Leuchtdiodeneinrichtung in ei¬ nem Hohlraum zwischen dem Substrat und der Optikeinrichtung eingeschlossen sein. In dem Hohlraum kann die Leuchtdiodeneinrichtung vor Umwelteinflüssen geschützt sein. Vorteilhaft kann es sein, die Klebstelie mit einem Silikonkleber auszuführen. Dann kann die Klebstelle wasserdampfdurchlässig sein und dadurch kann Wasserdampf aus dem Hohlraum entweichen. Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, die Klebstelle mit einem Epoxidharzkleber auszuführen. Dann kann die Klebstelle wasserdampfundurchlässig sein und dadurch kann kein Wasserdampf von außen in den Hohlraum eindringen. Ebenfalls vorteilhaft kann ein Acrylatkleber sein. Mit einem solchen Klebstoff kann die Klebstelle schnell ausgehärtet wer¬ den. Ebenfalls vorteilhaft kann die Verwendung eines Polyurethanklebers sein. Ein solcher Kleber kann eine besonders gute Oberflächenhaftung haben. Außerdem kann ein solcher Kleber beim Aushärten Feuchtigkeit binden und auf diese Weise den Hohlraum trocknen. The optical device can be glued onto the luminescent device by an encircling the Leuchtdio ¬ deneinrichtung splice. For example, the adhesive point may be annular. Through the splice, the LED assembly may be enclosed in egg ¬ nem cavity between the substrate and the optical device. In the cavity, the light emitting diode device may be protected from environmental influences. It may be advantageous to carry out the adhesive with a silicone adhesive. Then the adhesive can be permeable to water vapor and thereby water vapor can escape from the cavity. It may also be advantageous to carry out the bond with an epoxy adhesive. Then the adhesive can be impermeable to water vapor and thus no water vapor can penetrate from the outside into the cavity. Also advantageous may be an acrylate adhesive. With such an adhesive, the adhesive can be cured quickly ¬ the. Also advantageous may be the use of a polyurethane adhesive. Such an adhesive can have a particularly good surface adhesion. In addition, such an adhesive can bind moisture during curing and in this way dry the cavity.
Ein Raum zwischen der Leuchtdiodeneinrichtung und der Optikeinrichtung kann mit einem transparenten Medium mit einer Brechzahl zwischen 1 und 2 ausgefüllt sein. Unter Ver¬ wendung eines solchen Mediums kann eine Charakteristik einer von der Leuchtdiodenein¬ richtung ausgesendeten Strahlung verändert werden. Beispielsweise kann das Medium Mikropartikel oder Nanopartikel umfassen, die ausgebildet sind, um eine Strahlungsfrequenz von der Leuchtdiodeneinrichtung ausgesendeter Strah¬ lung zu modifizieren. Durch eine geeignete Auswahl solcher Partikel lässt sich die Strah¬ lungsfrequenz in einer gewünschten Weise modifizieren, beispielsweise verändern oder konvertieren. A space between the light-emitting diode device and the optical device can be filled with a transparent medium having a refractive index between 1 and 2. Under Ver ¬ application of such a medium a characteristic of light emitted from the Leuchtdiodenein ¬ radiation direction can be changed. For example, the medium may comprise microparticles or nanoparticles, which are designed to modify a frequency of radiation by the LED device emitted Strah ¬ lung. By appropriate selection of such particles, the Strah ¬ lung frequency can modify in a desired manner for example, change or convert.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Optikeinrichtung durch einen Luftspalt beab¬ standet zu einer dritten Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiodeneinrichtung angeordnet sein. Dabei kann eine optische Achse der Optikeinrichtung an einer optischen Achse der Leucht¬ diodeneinrichtung ausgerichtet sein. Durch den Luftspalt kann ein Aufliegen der Optikein¬ richtung auf der Leuchtdiodeneinrichtung vermieden werden. Dies kann die Ausrichtung der Optikeinrichtung vereinfachen. According to one embodiment, the optical device may be beab ¬ standet arranged to form a third light exit surface of the light emitting device by an air gap. It can thereby be aligned on an optical axis of the light emitting diode device ¬ an optical axis of the optical device. By the air gap, a resting of the Optikein ¬ direction can be avoided on the light emitting diode device. This can simplify the alignment of the optical device.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels umfasst die folgenden Schritte: A method for producing a luminous means comprises the following steps:
Bereitstellen einer Leuchtmitteleinrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz und einer Optikeinrichtung; Providing a lighting device according to the approach presented here and an optical device;
Ausrichten der Optikeinrichtung an der Leuchtdiodeneinrichtung unter Verwendung der Zentriereinrichtung; und Aligning the optical device to the light emitting diode device using the centering device; and
Verbinden der Optikeinrichtung mit dem Substrat. Connecting the optical device with the substrate.
Der Schritt des Bereitstellens umfasst das Bereitstellen einer Leuchtmitteleinrichtung. Die- Leuchtmitteleinrichtung umfasst The providing step includes providing a lighting device. The lighting device comprises
• ein Substrat  • a substrate
• eine auf dem Substrat angeordnete Zentriereinrichtung zum Ausrichten einer Optikeinrichtung,  A centering device arranged on the substrate for aligning an optical device,
• eine Leuchtdiodeneinrichtung , wobei die Leuchtdiodeneinrichtung an der Zentriereinrichtung ausgerichtet auf einer Seite des Substrats angeordnet ist,  A light emitting diode device, wherein the light emitting diode device is arranged on the centering device aligned on one side of the substrate,
Der Schritt des Bereitstellens umfasst außerdem das Bereitstellen einer Optikeinrichtung. Die Optikeinrichtung kann als Totalreflexionsoptik ausgeführt sein. Ein über der Leuchtdioden¬ einrichtung anzuordnender Zentralbereich der Optikeinrichtung ist als Linsenoptik ausge¬ führt. Die Optikeinrichtung weist einen Reflektorbereich auf. Der Zentralbereich kann eine erste Lichtaustrittsfläche aufweisen. Der Reflektorbereich kann eine zweite Lichtaustrittsfläche aufweisen. Die zweite Lichtaustrittsfläche kann vorteilhaft eine ebene Fläche sein. Die erste Lichtaustrittsfläche kann gegenüber der zweiten Lichtaustrittsfläche zurückgesetzt sein. The providing step further comprises providing an optical device. The optical device can be designed as total reflection optics. A to be arranged over the LED device ¬ central region of the optical device is a lens optics out ¬ leads. The optical device has a reflector region. The central area can have a have first light exit surface. The reflector region may have a second light exit surface. The second light exit surface may advantageously be a flat surface. The first light exit surface may be reset relative to the second light exit surface.
Im Schritt des Bereitstellens kann das Substrat mit einer Matrix aus Zentriereinrichtungen bereitgestellt werden. Dabei kann auf einer ersten Seite des Substrats eine Matrix aus Leuchtdiodeneinrichtungen angeordnet sein. Im Schritt des Ausrichtens kann eine Matrix aus Optikeinrichtungen an der Matrix aus Leuchtdiodeneinrichtungen ausgerichtet werden. Im Schritt des Verbindens kann die Matrix aus Optikeinrichtungen mit dem Substrat ver¬ bunden werden. Dabei kann das Verfahren einen Schritt des Trennens aufweisen, in dem einzelne Leuchtmittel voneinander getrennt werden. Der Schritt des Trennens umfasst ein Abtragen einer Oberflächenschicht der Reflektorbereiche der Optikeinrichtungen. Das Ab¬ tragen kann bewirken, dass die vormals in dieser Oberflächenschicht vorhandenen Verbin¬ dungen der einzelnen Matrixelemente der bereitgestellten Optikeinrichtungen unterbrochen werden, so dass die Matrix in einzelnen Optikelemente zerfallen kann. In the providing step, the substrate may be provided with a matrix of centering devices. In this case, a matrix of light-emitting diode devices can be arranged on a first side of the substrate. In the aligning step, a matrix of optics may be aligned with the array of light emitting diode devices. In the step of bonding the array of optical devices can be ver ¬ connected with the substrate. In this case, the method may have a step of separating, in which individual lamps are separated from each other. The step of separating comprises removing a surface layer of the reflector regions of the optical devices. From the wear ¬ can cause the formerly existing in the surface layer Verbin ¬ applications of the individual matrix elements of the optical devices provided is interrupted so that the matrix can be divided into individual optical elements.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels gemäß einem Ausführungsbei¬ spiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic representation of a lighting means according to an Ausführungsbei ¬ game of the present invention;
Fig. 2 eine Darstellung einer Anordnung von Leuchtmitteln mit vertikal leitender Leucht- diodeneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 shows an illustration of an arrangement of luminous means with vertically conducting light-emitting diode device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 eine Darstellung vom im Nutzen angeordneten Leuchtmitteln mit Flip Chip Leuchtdiodeneinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 eine Darstellung vom im Nutzen angeordneten Leuchtmitteln mit einem Träger für eine Optikeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 3 is an illustration of the light bulbs arranged in the utility with flip chip light emitting diode device according to an embodiment of the present invention; 4 shows an illustration of the luminous means arranged in the utility with a carrier for an optical device according to an exemplary embodiment of the present invention;
Fig. 5 eine Darstellung einer Matrix aus Optikeinrichtungen gemäß einem Ausführungs¬ beispiel der vorliegenden Erfindung; und Fig. 6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Leuchtmittels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Figure 5 is a representation of a matrix of optical devices according to an execution ¬ example of the present invention. and 6 shows a flow chart of a method for producing a luminous means according to an exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 7 eine Darstellung einer Anordnung von Leuchtmitteln mit vertikal leitender Leucht¬ diodeneinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 7 is an illustration of an arrangement of bulbs with a vertically conducting light emitting diode device ¬ according to another embodiment of the present invention.
Fig. 8 eine Darstellung einer Anordnung von Leuchtmitteln mit vertikal leitender Leucht¬ diodeneinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 8 is an illustration of an arrangement of bulbs with a vertically conducting light emitting diode device ¬ according to another embodiment of the present invention.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin¬ dung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Be¬ schreibung dieser Elemente verzichtet wird. In the following description favorable embodiments of the present OF INVENTION ¬ dung same or similar reference numerals are used for the embodiments shown in the various figures and similarly acting elements, will not be repeated Be ¬ scription of these elements.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Leuchtmittels 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Leuchtmittel 100 weist ein zur automatisierten Oberflä¬ chenmontage vorgesehenes Gehäuse 102 auf. Das Gehäuse 102 besteht aus einer Leucht¬ mitteleinrichtung 104 und einer damit verbundenen Optikeinrichtung 106. Die Leuchtmitte¬ leinrichtung 104 weist als Lichtquelle 108 eine Leuchtdiodeneinrichtung 108 auf. Ein Raum 1 09 zwischen der Optikeinrichtung 106 und der Leuchtdiodeneinrichtung 108 kann mit ei¬ nem geeigneten Medium ausgefüllt sein. Die Optikeinrichtung 106 ist über eine Zentrierein¬ richtung 1 10 der Leuchtmitteleinrichtung 104 an der Leuchtdiodeneinrichtung 108 ausge¬ richtet. Hier weist die Optikeinrichtung 106 beispielsweise Aufnahmestifte 1 1 2 auf, die in die Zentriereinrichtung 1 10 eingreifen. Dabei ist die Optikeinrichtung 106 so ausgerichtet, dass eine Lichteintrittsfläche 1 14 der Optikeinrichtung 1 06 durch einen Abstand von einer dritten Lichtaustrittsfläche 1 1 6 der Leuchtdiodeneinrichtung 108 angeordnet ist. Weiterhin ist die Optikeinrichtung 106 so an der Leuchtdiodeneinrichtung 108 ausgerichtet, dass eine optische Achse 1 1 8 der Optikeinrichtung 106 mit einer optischen Achse 1 20 der Leuchtdi¬ odeneinrichtung 108 übereinstimmt. Die Leuchtdiodeneinrichtung 108 ist hier teilweise in ein Substrat 1 22 der Leuchtmitteleinrichtung 104 integriert. Elektrische Anschlüsse der Leuchtdiodeneinrichtung 108 sind hier beispielhaft über eine Durchkontakteinrichtung 1 24 des Substrats 122 von einer Vorderseite des Substrats 1 22 zu einer Rückseite des Substrats 1 22 geführt, um an der Rückseite für die Oberflächenmontage kontaktierbar zu sein. Die Durchkontakteinrichtung 124 ist ferner dazu ausgebildet, Wärmeenergie von der Leuchtdi¬ odeneinrichtung 108 durch das Substrat 1 22 abzuleiten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Leuchtmittel 100 als eine LED 100 oder SMD-LED 1 00 mit präziser gerichteter Abstrahlcharakteristik ausgeführt. Das Leuchtmittel 100 kann beispielsweise in Drehgebern, Lichtschranken, zur Einkopplung in Lichtwellenleitern oder als Miniatur Strahlquelle in Endoskopen eingesetzt werden. Weiterhin sind Anwendungen in der Automatisierungs- und Sicherheitstechnik, der Kommunikation, der optischen Daten¬ übertragung und der Medizintechnik möglich. 1 shows a block diagram of a luminous means 100 according to an embodiment of the present invention. The lighting means 100 includes a valve provided for the automated Oberflä ¬ chenmontage housing 102nd The housing 102 is composed of a light-emitting device ¬ medium 104 and an associated optical device 106. The illuminating ¬ leinrichtung 104 includes a light source 108 to a light emitting device 108th A space 1 09 between the optical device 106 and the light emitting diode device 108 may be filled with egg ¬ nem suitable medium. The optical device 106 is in the light emitting device 108 is directed via a ¬ Zentrierein ¬ direction 1 10 of the illuminant device 104th Here, the optical device 106, for example, receiving pins 1 1 2, which engage in the centering device 1 10. In this case, the optical device 106 is aligned so that a light entry surface 1 14 of the optical device 1 06 is arranged by a distance from a third light exit surface 1 1 6 of the light emitting diode device 108. Further, the optical device 106 is aligned with the light emitting device 108 that has an optical axis 1 1 8 of the optical device 106 coincides with an optical axis 1 20 of the Leuchtdi ¬ odeneinrichtung 108th The light-emitting diode device 108 is here partially integrated in a substrate 1 22 of the light-emitting device 104. Electrical connections of the light-emitting diode device 108 are here, for example, via a contact-through device 1 24 of the substrate 122 from a front side of the substrate 1 22 to a back side of the substrate 1 22 out to be contactable on the back for surface mounting. The via 124 is further configured to derive thermal energy from the Leuchtdi ¬ odeneinrichtung 108 through the substrate 1 22nd According to one exemplary embodiment, the luminous means 100 is embodied as an LED 100 or SMD LED 100 with a precisely directed emission characteristic. The luminous means 100 can be used for example in encoders, light barriers, for coupling in optical waveguides or as a miniature beam source in endoscopes. Furthermore, applications in automation and safety technology, communication, optical data transmission ¬ and medical technology are possible.
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt ein Leuchtmittel 100 mit präziser, gebündelter Ab¬ strahlcharakteristik und homogenem Strahlfleck. Dabei werden gemäß einem Ausführungs¬ beispiel LED Punktstrahler Chips als Leuchtmitteleinrichtungen 108 und TI R-(Total Internal Reflektion) Linsen als Optikeinrichtungen 106 eingesetzt. The approach presented here describes a lighting means 100 with precise, bundled from ¬ radiation characteristics and homogeneous beam spot. In this case, according to an execution example ¬ LED spotlight chips as the light source devices 108 and TI R- (Total Internal Reflection) lenses are used as optical devices 106th
Das Gehäuse 102 kann als Panel Level Package (PLP) beziehungsweise als Wafer Level Pack- age (WLP) für Punktstrahler LEDs ausgeführt sein. In Kombination mit TIR-Linsen als Op¬ tikeinrichtungen 106 ist dies produktiv und ermöglicht eine besondere Miniaturisierung. The housing 102 can be designed as a panel level package (PLP) or as a wafer level package (WLP) for spotlight LEDs. In combination with TIR lenses as Op ¬ tikeinrichtungen 106 this is productive and allows for a special miniaturization.
Als LED-Punktstrahler können monochrome oder weiße Leuchtdioden oder LED-Leuchten bezeichnet werden, die einen engen Abstrahlwinkel besitzen. Die LED-Punktstrahler Leuch¬ ten werden für große Entfernungen bis ca. 100 m benutzt und haben dann einen Leucht¬ fleckdurchmesser von bis zu mehreren Metern. Herkömmlich bestehen sie aus Hochleis¬ tungs-LEDs, einem Metallgehäuse und einer Optik, die als Reflektor und/oder Linse ausge¬ führt sein kann. Die Punktstrahler Leuchtdioden werden im Allgemeinen im Nahbereich bis zu 1 m Distanz eingesetzt und beinhalten einen LED-Chip mit einer meist kreisförmig leuch¬ tenden Emissionsfläche von wenigen Mikrometern bis zu wenigen hundert Mikrometern Durchmesser. In den meisten bekannten Anwendungen, wie bei Drehgebern, Lichtschran¬ ken, zur Einkopplung in Lichtwellenleiter werden Punktstrahler Chips mit Emissionswellen¬ längen von 650 nm und 850 nm eingesetzt. As LED spotlights, monochrome or white LEDs or LED lights can be called, which have a narrow beam angle. The LED spotlight luminaires ¬ th are used for long distances up to 100 m and then have a light ¬ spot diameter of up to several meters. Can conventionally consist of high Leis ¬ tung LEDs, a metal housing and an optical system, the lens being ¬ leads as a reflector and / or. The spotlights LEDs are generally used in close range up to 1 m distance and include an LED chip with a mostly circular light ¬ emitting emission surface of a few microns to a few hundred micrometers in diameter. In most known applications, such as rotary encoders, Lichtschran ¬ ken, for coupling into fiber optic point source chips are used with emission waves ¬ lengths of 650 nm and 850 nm.
Der hier beschriebene Ansatz kann für diese genannten Anwendungen anstelle von herme¬ tischen Metallgehäusen vom Typ T018 oder T046 mit Flachglas- oder Linsenkappe oder anstelle von SMD-Gehäusen der Bauformen PLCC2 oder 1206 mit flachem oder linsenför¬ migem Verguss eingesetzt werden. The approach described here can be used for these applications mentioned in place of herme ¬ tables metal casings of the type T018 or T046 with flat glass or lens cap or instead of SMD packages 1206 used with flat or linsenför ¬ migem casting of shapes or PLCC2.
Das hier vorgestellte Leuchtmittel 100 weist geringe Abmessungen auf und ist gut zur au¬ tomatisierbaren Chipbestückung geeignet. Das Leuchtmittel 100 kann mit geringen Positio¬ niertoleranzen für eine produktive, automatische Bestückung verwendet werden. Der Einsatz von SMD-Gehäusen 102 führt wegen der höheren Produktivität der Herstellung und Weiterverarbeitung zu geringeren Herstellkosten, The presented lamps 100 has small dimensions and is good for the au ¬ tomatisierbaren chip assembly suitable. The light source 100 can be used with low positio ¬ niertoleranzen for a productive, automatic assembly. The use of SMD packages 102 leads to lower production costs due to the higher productivity of production and further processing.
Bei dem hier vorgestellten Leuchtmittel 100 sind Abstrahlwinkel kleiner als 20° erreichbar. Durch die Zentriereinrichtung 1 10 kann eine Zentrierung der Chips 1 08 mit Toleranzen < 100 μιτι sichergestellt werden. Die Oberflächenqualität der aufgesetzten Optik 106 kann mit einer hohen optischen Qualität hergestellt werden. Das hier vorgestellte Leuchtmittel 1 00 weist dadurch eine minimale Tendenz zum„Schielen" auf. Nur ein sehr kleiner Anteil der Strahlung wird seitlich, nicht orthogonal, unter so großen Winkeln abgestrahlt, dass er für Punktstrahleranwendungen nicht nutzbar oder störend ist. In the case of the luminous means 100 presented here, emission angles of less than 20 ° can be achieved. By centering device 1 10, a centering of the chips 1 08 with tolerances <100 μιτι be ensured. The surface quality of the patch 106 can be made with a high optical quality. As a result, the illuminant 1 00 presented here has a minimal tendency to "squint." Only a very small portion of the radiation is radiated laterally, not orthogonally, at such large angles that it is unusable or disturbing for spotlight applications.
Durch den hier vorgestellten Ansatz wird die Herstellung von Punktstrahler SMD-LEDs 100 bei hoher Präzision und geringen Toleranzen der Abstrahlcharakteristik und des Leuchtflecks (Spot) produktiv und kostengünstig ermöglicht. Dazu werden SMD-LEDs 100 mit TIR-Linsen 106 in PLP- oder WLP-Technologie hergestellt. Sie bestehen aus präzise gefertigten Trägermaterialien 104 und optischen Verkappungsmaterialien 106, die mittels Justagehilfen 1 10 präzise zusammengefügt werden. The approach presented here enables the production of spotlights SMD-LEDs 100 with high precision and low tolerances of the radiation pattern and the spot (spot) productive and cost-effective. For this purpose, SMD LEDs 100 are manufactured with TIR lenses 106 in PLP or WLP technology. They consist of precisely manufactured carrier materials 104 and optical capping materials 106, which are precisely joined together by means of adjustment aids 10.
Mit anderen Worten wird ein LED-Punktstrahler 100 mit präziser, orthogonal gerichteter, engwinkliger Abstrahlung mit einem für die automatische Oberflächenmontage geeigneten Gehäuse 102 vorgestellt. Dabei besteht das Bauteil 100 aus einem LED-Punktstrahlerchip 1 08 und einem als Panel Level Packaging (PLP) oder Wafer Level Packaging (WLP) ausge¬ führten Gehäuse 102. Die Form der Abstrahlcharakteristik und des Strahlungsspots wird durch eine TIR-Linse 106 bestimmt. Der LED-Punktstrahlerchip 108 mit einer Emissionsfläche 1 16, die kleiner als die Oberseite oder die Unterseite des Chips 1 08 ist, die nicht von einer Bondfläche unterbrochen wird und die aus vorzugsweise einem oder mehreren runden oder viereckigen Bereichen besteht, kann aus AIGalnN, ZnO, SiC, AlGaAs, GaAsP, AlGalnP, InGaAsP oder anderen Halbleitermaterialien hergestellt sein. Der LED-Chip 108 kann mono¬ chrom jede beliebige Strahlung vom Ultravioletten, über den sichtbaren bis zum nahen infraroten Spektralbereich aber auch weißes Licht emittieren. Um weißes Licht zu erzeugen, kann ein Farbkonversionsmaterial, wie YAG oder Quantum Dots entweder auf die Emissionsfläche 1 16 der LED 108 aufgebracht oder in die TIR-Linse 106 eingebracht werden. In other words, an LED spotlight 100 with precise, orthogonally directed, narrow-angle radiation is presented with a housing 102 suitable for automatic surface mounting. In this case, the component 100 of a LED spotlight chip 1 08 and a panel Level Packaging (PLP) or wafer level packaging (WLP) out ¬ led housing 102. The shape of the radiation pattern and the radiation spots is determined by a TIR lens 106th The LED spotlight chip 108 having an emission area 16 which is smaller than the top or the bottom of the chip 108 which is not interrupted by a bond area and which preferably consists of one or more round or quadrangular areas may be made of AIGalnN, ZnO , SiC, AlGaAs, GaAsP, AlGalnP, InGaAsP or other semiconductor materials. The LED chip 108 may mono ¬ chrome any radiation from the ultraviolet, through the visible to the near infrared spectral range but also emit white light. To produce white light, a color conversion material, such as YAG or quantum dots, may either be applied to the emitting surface 16 of the LED 108 or incorporated into the TIR lens 106.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Gehäuse 102 als ein PLP-Gehäuse 102 ausge führt sein, dass aus einem Träger in Form der Leuchtmitteleinrichtung 104 und der Op tikeinrichtung 106 in Form einer TIR-Linse 106 besteht, die jeweils als Array im identischen Raster zusammengefügt werden. Ist das Gehäuse 102 als ein WLP-Gehäuse ausgeführt, so nutzt dieses das Chipsubstrat 1 22 als Träger. Dabei werden die Leuchtdiodeneinrichtung 108 in Form eines LED-Wafer und die Optikeinrichtung 106 in Form eines TIR-Linsenarray ebenfalls im gleichen Raster zusammengefügt. According to one exemplary embodiment, the housing 102 may be designed as a PLP housing 102 that consists of a carrier in the form of the illuminant device 104 and the Op Tike device 106 in the form of a TIR lens 106, which are joined together as an array in the same grid. If the housing 102 is designed as a WLP housing, this uses the chip substrate 1 22 as a carrier. In this case, the light-emitting diode device 108 in the form of an LED wafer and the optical device 106 in the form of a TIR lens array are also joined together in the same grid.
Als Gehäuseträger 1 22 können Leiterplatten, Silizium, Keramik, metallische Trägerstreifen oder andere geeignete Materialien genutzt werden. Die TIR-Linsen 106 können aus Glas, Saphir, Silizium, Silicon Polycarbonat, Polyetherimid oder anderen Polymermaterialien be¬ stehen. Die TIR-Linsen 106 werden als Array im Nutzen durch Präzisionsblankpressen, Injek- tionsspritzguss, 3-D-Druckverfahren oder Ultrapräzisionsdrehen und -fräsen hergestellt. Die Formen der TIR-Linsen 106 werden entsprechend der LED-Chipgeometrie für die jeweilige Anwendung berechnet und bemessen. As a housing support 1 22 PCBs, silicon, ceramic, metallic carrier strips or other suitable materials can be used. The TIR lens 106 can be ¬ are made of glass, sapphire, silicon, silicone polycarbonate, polyetherimide or other polymer materials. The TIR lenses 106 are produced as an array of benefits by precision blank pressing, injection injection molding, 3-D printing or ultra-precision turning and milling. The shapes of the TIR lenses 106 are calculated and sized according to the LED chip geometry for the particular application.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung einer Anordnung 200 von Leuchtmitteln 100 mit vertikal lei¬ tender Leuchtdiodeneinrichtung 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist ein zwischen zumindest zwei Leuchtmitteln 100 angeordnetes Leucht¬ mittel 100 ganz dargestellt, während die anderen Leuchtmittel der Anordnung 200 unvoll¬ ständig dargestellt sind. Das Leuchtmittel 1 00 entspricht im Wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten Leuchtmittel. Im Gegensatz dazu ist die Leuchtdiodeneinrichtung 108 hier als vertikal leitender Chip 108 ausgeführt. Der Chip 1 08 ist auf eine metallisierte Fläche 202 der Leuchtmitteleinrichtung 104 gelötet. Die metallisierte Fläche 202 ist auf dem Substrat 1 22 angeordnet und mit einer der Durchkontakteinrichtungen 1 24 leitend verbunden. Ein elektrischer Kontakt auf der dritten Lichtaustrittsfläche 1 16 ist über einen Drahtbond mit der anderen Durchkontakteinrichtung 124 leitend verbunden. Fig. 2 shows an illustration of an array 200 of bulbs 100 having vertically lei ¬ tender light emitting device 108 according to an embodiment of the present invention. In this case, a valve disposed between at least two light sources 100 illuminated ¬ medium 100 is shown in full, while the other lamps of the array 200 are shown incomplete ¬ constantly. The luminous means 100 corresponds essentially to the illuminant shown in FIG. In contrast, the light emitting diode device 108 is embodied here as a vertically conductive chip 108. The chip 1 08 is soldered to a metallized surface 202 of the illuminating means 104. The metallized surface 202 is disposed on the substrate 1 22 and conductively connected to one of the contact means 1 24. An electrical contact on the third light exit surface 1 16 is conductively connected via a wire bond with the other contact means 124.
Die Optikeinrichtung 106 ist hier als Totalreflexionslinse 106 ausgeführt. Die Totalreflexions¬ linse 1 06 ist rotationssymmetrisch zu der optischen Achse 1 18 ausgeführt. Die Totalreflexi¬ onslinse 106 weist dabei einen zentral angeordneten refraktiven Linsenbereich 204 und ei¬ nen ringförmig drum herum angeordneten reflektiven Reflektorbereich 206 auf. Die Op¬ tikeinrichtung 106 ist auf die Leuchtmitteleinrichtung 104 durch eine ringförmig um die Leuchtdiodeneinrichtung 108 umlaufende Klebestelle 208 aufgeklebt. Durch die Klebestelle 208 ist die Leuchtdiodeneinrichtung 108 in einem Hohlraum 210 zwischen dem Substrat 1 22 und der Optikeinrichtung 106 eingeschlossen. In dem Hohlraum 210 ist die Leuchtdio¬ deneinrichtung 108 vor Umwelteinflüssen geschützt. Bei der Herstellung des Leuchtmittels 100 wird der Nutzen 200 aus einer Matrix aus in ei¬ nem Raster angeordneter Leuchtdiodeneinrichtungen 108 und einer Matrix aus in dem glei¬ chen Raster angeordneten Optikeinrichtungen 106 zusammengesetzt. Die Optikeinrichtun¬ gen 106 sind an einer Lichtaustrittsfläche des Reflektorbereichs 206 miteinander verbunden. Dabei werden die Matrizen unter Verwendung der Zentriereinrichtung 1 10 aneinander aus¬ gerichtet. Die Zentriereinrichtung 1 10 ist hier als ein relativ zu den Leuchtdiodeneinrichtun¬ gen 108 ausgerichtetes Lochmuster 1 10 im Substrat 122 und einer lose darin angeordneten Zentrierstruktur 212 ausgeführt. Die Zentrierstruktur 212 ist in das Lochmuster 1 1 0 einge¬ steckt und bildet für eine Optikeinrichtung 106 jeweils einen Zentrierring 212 aus. Dabei wird die Optikeinrichtung 106 beim Zusammenfügen mit der Leuchtmitteleinrichtung 104 an einer Außenfläche des Reflektorbereichs 206 ringförmig abgestützt und so relativ zur Leuchtdiodeneinrichtung 108 ausgerichtet. The optical device 106 is embodied here as a total reflection lens 106. The total reflection ¬ lens 1 06 is rotationally symmetrical to the optical axis 1 eighteenth The Totalreflexi ¬ onslinse 106 in this case has a centrally located refractive lens portion 204 and ei ¬ NEN annularly around it arranged reflective reflector region 206th The Op ¬ tikeinrichtung 106 is adhered to the illuminant means 104 by an annularly around the light-emitting diode device 108 surrounding splice 208. By the splice 208, the light emitting diode device 108 is enclosed in a cavity 210 between the substrate 1 22 and the optical device 106. In the cavity 210, the Leuchtdio ¬ deneinrichtung 108 is protected from environmental influences. In the preparation of the fluorescent material 100 the benefits 200 arranged in a matrix of egg ¬ nem scanning light-emitting devices 108 and a matrix from which is arranged in the sliding surfaces ¬ scanning optical devices 106 composed. The Optikeinrichtun ¬ gen 106 are connected to each other at a light exit surface of the reflector region 206th In this case, the matrices are aligned with one another using the centering device 110 . The centering device 110 here is embodied as a hole pattern 1 10 aligned in the substrate 122 and a centering structure 212 arranged loosely therein relative to the light-emitting diode devices 108. The centering structure 212 is inserted into the hole pattern 1 1 0 ¬ and forms for an optical device 106 each have a centering ring 212 from. In this case, the optical device 106 is annularly supported on joining together with the illuminating means 104 on an outer surface of the reflector region 206 and thus aligned relative to the light-emitting diode device 108.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Raster hexagonal ausgeführt. Die Löcher 1 10 des Lochmusters 1 10 sind ebenso hexagonal um die Leuchtdiodeneinrichtung 108 herum an¬ geordnet. Dabei sind in den Löchern 1 10 als Zentrierstruktur 212 Zentrierstifte 212 ange¬ ordnet, die jeweils die Außenfläche von drei umliegenden Optikeinrichtungen 106 berüh¬ ren. Nach dem Verbinden der Leuchtmitteleinrichtung 104 mit den zusammenhängenden Op¬ tikeinrichtungen 106 werden die Leuchtmittel 100 voneinander getrennt beziehungsweise vereinzelt. Ebenso können Gruppen von Leuchtmitteln aus dem Nutzen 200 herausgetrennt werden. Dazu werden die Verbindungen der Optikeinrichtungen 106 getrennt. Ebenso wird das Substrat 1 22 um das Leuchtmittel herum geschnitten. Um die Lichtaustrittsfläche des Reflektorbereichs 206 zu verbessern, kann eine Oberflächenschicht 214 der Optikeinrich¬ tungen 106 abgetragen werden. Die Zentrierstruktur 1 1 2 wird beim Trennen der Leuchtmit¬ tel 100 ebenfalls durchtrennt und kann entfernt werden. In one embodiment, the grid is hexagonal. The holes 1 10 of the hole pattern 1 10 are also hexagonal to the light emitting diode device 108 around ¬ ordered. Here, in the holes 1 10 and centering structure 212 centering pins arranged ¬ 212, each of the outer surface of three surrounding optical devices 106 berüh ¬ ren. After connecting the lamps 104 with the associated Op ¬ tikeinrichtungen 106, the lamps 100 separated or isolated , Likewise, groups of bulbs can be separated from the utility 200. For this purpose, the connections of the optical devices 106 are separated. Likewise, the substrate 1 22 is cut around the bulb. In order to improve the light exit surface of the reflector region 206, a surface layer 214 of the Opti No Rich ¬ obligations 106 may be removed. The centering structure 1 1 2 is also severed when separating the Leuchtmit ¬ tel 100 and can be removed.
Der Chipträger 1 22 beziehungsweise das Panel 122 oder der Wafer 122 kann aus Leiter¬ plattenmaterial, Keramik, Silizium, Metall-Trägerstreifen oder anderen Materialien bestehen und weist mit Durchkontaktierungen 1 24, Justierhilfen 1 1 0 für das Linsenarray 106 auf. Das Substrat ist geeignet für die Montage von Chip- und Draht- gebondeten vertikal leitenden Chips 108 oder Flipchips 108. The chip carrier 1 22 and the panel 122 or the wafer 122 may be composed of conductor ¬ plate material, ceramic, silicon, metal carrier strip, or other material and has plated-through holes 1 24, adjustment aids 1 1 0 for the lens array 106. The substrate is suitable for mounting chip and wire bonded vertical conductive chips 108 or flip chips 108.
Die beispielsweise in Form eines TIR-Linsenarrays ausgeführte Optikeinrichtung 106 kann aus Polymer, Glas, Silicon oder anderen geeigneten Materialien bestehen und weist eine optische Formgebung auf, die die Strahlung aus der LED-Emissionsfläche 1 16 so projiziert, dass eine orthogonal gerichtete, gebündelte Abstrahlung erfolgt. The designed for example in the form of a TIR lens array optical device 106 may consist of polymer, glass, silicone or other suitable materials and has a optical shaping, which projects the radiation from the LED emission surface 1 16 so that an orthogonally directed, concentrated radiation takes place.
Die beispielsweise als LED-Chips ausgeführten Leuchtdiodeneinrichtungen 108 weisen eine Emissionsfläche 1 16 auf, die jeweils kleiner als die Oberseite und/oder Unterseite des Chips 1 08 ist. Die Emissionsfläche 1 16 wird nicht von einer Bondfläche unterbrochen. Die Emissi¬ onsfläche 1 16 besteht aus vorzugsweise einem oder mehreren runden oder viereckigen Be¬ reichen. Die LED-Chips 108 können vereinzelt auf Panel Level bestückt werden oder nicht vereinzelt auf Wafer Level verarbeitet werden. The light-emitting diode devices 108, which are embodied, for example, as LED chips, have an emission area 16, which is smaller than the top side and / or bottom side of the chip 10 08, respectively. The emission area 16 is not interrupted by a bond area. The emissi ¬ onsfläche 1 16 consists of preferably one or more round or square Be ¬ rich. The LED chips 108 can occasionally be populated at the panel level or not individually processed at the wafer level.
Durch geeignetes Verbinden der drei vorgenannten Komponenten und nachfolgendes Trennen des Verbundes aus dem Chipträgerarray 104 und dem TIR-Linsenarray 106 können LEDs 100 zur Oberflächenmontage erzeugt werden, die bei hoher Auskopplungseffizienz eine präzise, orthogonale Abstrahlcharakteristik mit einem Schielwinkel < ± 2°, mit einem engen Öffnungswinkel von < 20° und einer hohen Bestrahlungsdichte besitzen. By suitably connecting the three aforementioned components and subsequently separating the composite from the chip carrier array 104 and the TIR lens array 106, surface mount LEDs 100 can be produced which, with high outcoupling efficiency, provide a precise, orthogonal radiation characteristic with a squint angle <± 2 °, with a narrow Have opening angle of <20 ° and a high irradiance.
In Fig. 2 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel eine SMD-LED 100 mit vertikal leitendem Punktstrahler Chip 108 dargestellt. Die LED 100 ist in PLP-Technologie mit einem TIR- Linsenarray 106 aufgebaut. 2, according to one exemplary embodiment, an SMD LED 100 with vertically conductive spotlight chip 108 is shown. The LED 100 is constructed in PLP technology with a TIR lens array 106.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung von im Nutzen 200 angeordneten Leuchtmitteln 100 mit Flip Chip Leuchtdiodeneinrichtung 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er¬ findung. Die Leuchtmittel 100 entsprechen dabei im Wesentlichen der Darstellung in Fig. 2. Im Gegensatz dazu ist die Optikeinrichtung 106 hier wie in Fig. 1 über Aufnahmen 1 1 2 di¬ rekt in dem Lochmuster 1 10 der Zentriereinrichtung 1 10 befestigt. Dabei sind die Aufnah¬ men 21 2 der Optikeinrichtung 106 in die Löcher des Lochmusters 1 10 über Klebestellen 208 verklebt. Fig. 3 shows a representation of spaced utility 200 bulbs 100 having flip chip light emitting device 108 according to an embodiment of the present invention ¬. The light sources 100 correspond essentially to the representation in Fig. 2. In contrast, the optical device 106 is di rectly attached ¬ here as in FIG. 1 via recordings 1 1 2 in the hole pattern 10 of the centering device 1 1 10. The Recordin ¬ men are glued 21 2 of the optical device 106 in the holes of the hole pattern 1 10 via adhesive points 208th
Der Hohlraum 109 um die Leuchtdiodeneinrichtung 108 ist gemäß einem Ausführungsbei¬ spiel optional mit einem transparenten Medium mit einer Brechzahl > 1 und < 2 ausgefüllt, wobei in dem transparenten Medium auch die Strahlungsfrequenz verändernde (konvertie¬ rende) Mikro - oder Nanopartikel gleichmäßig verteilt sein können. The cavity 109 around the light emitting device 108 is completed in accordance with a Ausführungsbei ¬ game optionally with a transparent medium having a refractive index> 1 and <2, wherein the radiation frequency changing (konvertie ¬ yield) Micro in the transparent medium - or nanoparticles can be uniformly distributed ,
Die Leuchtdiodeneinrichtung 108 ist hier als schichtweise aufgebauter Flip Chip 108 ausge¬ führt. In Fig. 3 ist eine SMD-LED 1 00 mit einem Flip Chip Punktstrahler Chip 1 08 dargestellt. Die LED 100 ist in PLP-Technologie mit einem TIR-Linsenarray 106 aufgebaut. The LEDs 108 is defined herein as layers constructed flip chip 108 out ¬ leads. In Fig. 3, an SMD LED 1 00 with a flip chip spotlight chip 1 08 is shown. The LED 100 is constructed in PLP technology with a TIR lens array 106.
Fig . 4 zeigt eine Darstellung von im Nutzen 200 angeordneten Leuchtmitteln 1 00 mit einem Träger 400 für eine Optikeinrichtung 1 06 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen¬ den Erfindung . Die Leuchtmittel entsprechen im Wesentlichen der Darstellung in Fig. 2. Im Gegensatz dazu ist die Matrix aus Optikeinrichtungen 1 06 mit dem Träger 400 verbunden. Der Träger 400 ist wiederum mit der Leuchtmitteleinrichtung 104 verbunden. Der Träger 400 weist Abstandshalter 402 auf, die in der Zentriereinrichtung 1 10 verankert bezie- hungsweise eingeklebt sind. Durch den Träger 400 weist die Optikeinrichtung 1 06 gegen¬ über der Darstellung in Fig. 2 einen vergrößerten Abstand zu der Leuchtdiodeneinrichtung 1 08 auf. Fig. 4 shows a representation of spaced benefit bulbs 200 1 00 with a support 400 for an optical device 1 06 according to an embodiment of the present ¬ the invention. The light sources essentially correspond to the illustration in FIG. 2. In contrast, the matrix of optical devices 1 06 is connected to the carrier 400. The carrier 400 is in turn connected to the illuminant device 104. The carrier 400 has spacers 402, which are anchored in the centering device 1 10 or glued. By the carrier 400 includes the optical device 1 06 ¬ with the representation in Fig. 2 is an enlarged distance from the light emitting device 1 08 to up.
Die Hohlräume 403 und 1 09 um die Leuchtdiodeneinrichtu ng 108 sind gemäß einem Aus- führungsbeispiel optional mit einem transparenten Medium mit einer Brechzahl > 1 und < 2 ausgefüllt, wobei in diesem transparenten Medium auch die Strahlungsfrequenz verändern¬ de (konvertierende) Mikro - oder Nanopartikel gleichmäßig verteilt sein können. According to one exemplary embodiment, the cavities 403 and 10 09 around the light-emitting diode device 108 are optionally filled with a transparent medium having a refractive index> 1 and <2, wherein in this transparent medium the radiation frequency also changes (converting) micro- or nanoparticles can be evenly distributed.
Es werden somit gemäß einem Ausführungsbeispiel SMD-LEDs 100 vorgestellt, die einen besonders präzisen, orthogonal fokussierten und homogenen Strahlspot erzeugen . Die vor¬ geschlagenen PLP- oder WLP-Gehäuse mit TIR-Linsen 1 06 ermöglichen eine produktive und kostengünstige Herstellung sowie die größtmög liche Miniaturisierbarkeit für SMD-LEDs 100 dieser Art. Fig . 5 zeigt eine Darstellung einer Matrix 500 aus Optikeinrichtungen 106 gemäß einemThus, according to one exemplary embodiment, SMD LEDs 100 are presented which produce a particularly precise, orthogonally focused and homogeneous beam spot. The before ¬ beaten PLP or WLP housing with TIR lenses 1 06 allow a productive and cost-effective production and the greatest possible Liche miniaturization for SMD LEDs 100 of this kind. FIG. 5 shows a representation of a matrix 500 of optical devices 106 according to FIG
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung . Die Matrix 500 entspricht im Wesentlichen den in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Matrizen . Durch die matrixförmige Anordnung der gleichartigen Optikeinrichtungen 1 06 kann in einem einzigen Arbeitsgang eine Vielzahl von Optikeinrichtungen 1 06 hergestellt werden. Die Optikeinrichtungen 1 06 können als Matrix 500 mit dem Substrat verbunden werden, was das Ausrichten deutlich vereinfacht, da dieEmbodiment of the present invention. The matrix 500 essentially corresponds to the matrices shown in FIGS. 2 to 4. Due to the matrix-like arrangement of the similar optical devices 1 06, a plurality of optical devices 1 06 can be produced in a single operation. The optical devices 1 06 can be connected as a matrix 500 to the substrate, which significantly simplifies the alignment, since the
Matrix über die Zentriereinrichtung des Substrats als Ganzes positionsgenau ausgerichtet werden kann . Matrix on the centering of the substrate as a whole can be accurately aligned.
Bei geeignetem Linsenarraydesign kann der erzeugte Lichtfleck, also die bestrahlte Fläche, eine hohe Intensitätshomogenität aufweisen und der Anteil der Strahlung, der unter einemWith a suitable lens array design, the generated light spot, ie the irradiated area, can have a high intensity homogeneity and the proportion of the radiation that under one
Winkel, der größer ist als der Öffnu ngswinkel, kann weniger als 20% der Gesamtstrahlung betragen. Dabei bezieht sich der Öffnungswinkel auf einen auf halbem, maximalem Intensi¬ tätsniveau eingeschlossenen Winkel. Angle greater than the opening angle may be less than 20% of the total radiation be. In this case, the opening angle refers to an included half, maximum Intensi ¬ tätsniveau angle.
Fig. 7 zeigt ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel (100), mit einer oberflächenemittierenden LED als Leuchtdiodeneinrichtung 108. Die LED weist eine dritte Lichtaustrittsfläche 1 1 6 auf, aus der eine Lichtstrahlung austreten kann. Die Optikeinrichtung 206 ist als Totalreflexi¬ onsoptik 106 ausgeführt, wobei ein über der Leuchtdiodeneinrichtung 108 angeordneter Zentralbereich als Linsenoptik 204 ausgeführt ist. Die Optikeinrichtung weist einen Reflek¬ torbereich 206 auf. Der Zentralbereich weist eine erste Lichtaustrittsfläche 301 auf, aus welcher ein erster Teil 31 1 der Lichtstrahlung austreten kann. Das bedeutet, dass der erste Teil der Lichtstrahlung im Betrieb des Leuchtmittels dort austritt, während er im ausgeschal¬ teten Zustand dort nicht austritt. Der erste Teil der Lichtstrahlung ist anhand von zwei bei¬ spielhaften Strahlen dargestellt. Der Reflektorbereich weist eine zweite Lichtaustrittsfläche 302 auf, aus der ein zweiter Teil 312 der Lichtstrahlung austreten kann, d.h. er tritt im Be¬ trieb des Leuchtmittels dort aus. Die erste Lichtaustrittsfläche 301 ist eine konkav gekrümm¬ te Fläche. Die zweite Lichtaustrittsfläche 302 ist eine ebene Fläche. Die Optikeinrichtung weist eine gekrümmte Außenfläche 303 auf, an welcher der zweite Teil 312 der Lichtstrah¬ lung eine innere Totalreflexion erfahren kann. Dieser zweite Teil der Lichtstrahlung ist an¬ hand eines beispielhaften Strahls dargestellt. 7 shows a luminous means 100 according to the invention, having a surface-emitting LED as the light-emitting diode device 108. The LED has a third light-emitting surface 1 1 6, from which light radiation can exit. The optical device 206 is designed as Totalreflexi ¬ onsoptik 106, wherein a light-emitting diode device arranged above the central region 108 is configured as a lens optic 204th The optical device has a reflector ¬ torbereich 206. The central region has a first light exit surface 301, from which a first part 31 1 of the light radiation can emerge. This means that the first part of the light radiation during operation of the lighting means emerging there, while he does not leak out in the scarf ¬ ended state there. The first part of the light radiation is illustrated with reference to two exemplary game at ¬ rays. The reflector region has a second light exit surface 302 from which a second part can exit 312 of the light radiation, that is, it occurs in the loading ¬ driving the luminous means from there. The first light exit surface 301 is a concave gekrümm ¬ th surface. The second light exit surface 302 is a flat surface. The optical device has a curved outer surface 303, at which the second part 312 of the Lichtstrah ¬ ment can undergo a total internal reflection. This second part of the light radiation is shown at ¬ hand of an exemplary beam.
Fig. 8 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Leuchtmittel (1 00) mit einer LED als Leuchtdio¬ deneinrichtung 108, welche sowohl oberflächenemittierend als auch kantenemittierend ausgebildet ist. Die Leuchtdiodeneinrichtung weist eine oberflächenemitteirende dritte Lichtaustrittsfläche 1 1 6 auf. Weiterhin ist eine kantenemittierende vierte Lichtaustrittsfläche 1 1 7 dargestellt. Der erste Teil 31 1 der Lichtstrahlung umfasst Lichtstrahlung, die aus der dritten Lichtaustrittsfläche 1 1 6 austritt, während der zweite Teil 31 2 der Lichtstrahlung so¬ wohl Lichtstrahlung aus der dritten als auch aus der vierten 1 17 Lichtaustrittsfläche umfasst. Fig. 8 shows a further inventive lighting means (1 00) having an LED as Leuchtdio ¬ deneinrichtung 108 which is both oberflächenemittierend and formed kantenemittierend. The light-emitting diode device has a surface-emitting third light-emitting surface 1 1 6. Furthermore, an edge-emitting fourth light-emitting surface 1 1 7 is shown. The first part 31 1 of the light radiation comprises light radiation emerging from the third light exit surface 1 1 6, while the second part 31 2 of the light radiation so ¬ probably comprises light radiation from the third and from the fourth 1 17 light exit surface.
Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 600 zum Herstellen eines Leuchtmittels gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 600 weist ei¬ nen Schritt 602 des Bereitstellens, einen Schritt 604 des Ausrichtens und einen Schritt 606 des Verbindens auf. Im Schritt 602 des Bereitstellens wird eine Leuchtmitteleinrichtung ge¬ mäß dem hier vorgestellten Ansatz sowie eine Optikeinrichtung bereitgestellt. Im Schritt 604 des Ausrichtens wird die Optikeinrichtung unter Verwendung der Zentriereinrichtung an der Leuchtdiodeneinrichtung ausgerichtet. Im Schritt 606 des Verbindens wird die Op¬ tikeinrichtung mit dem Substrat verbunden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 602 die Leuchtmitteleinrichtung mit ei¬ nem Substrat bereitgestellt, das eine Mehrzahl von Leuchtdiodeneinrichtungen und eine Matrix aus Zentriereinrichtungen aufweist. Ferner wird eine sich über die Mehrzahl von Leuchtdiodeneinrichtungen erstreckende Optikeinrichtung bereitgestellt. In einem optiona¬ len Schritt 608 werden die einzelnen Leuchtdiodeneinrichtungen voneinander getrennt, so¬ dass eine Mehrzahl von Leuchtmitteln hergestellt wird. Dabei wird wie in Fig. 2 dargestellt, eine Oberflächenschicht 214 der Reflektorbereiche 206, welche die Verbindung der Matri¬ xelemente der Optikeinrichtung bewirkt, abgetragen. Dabei zerfällt die Matrix der Optikein¬ richtung in einzelne Optikeinrichtungen der einzelnen Leuchtmittel. 6 shows a flow chart of a method 600 for producing a luminous means according to an exemplary embodiment of the present invention. The method 600 includes egg ¬ NEN step 602 of providing, a step 604 of aligning and a step 606 of bonding. In step 602 of providing a light emitting device means ge ¬ Mäss the approach presented here, as well as an optical device is provided. In step 604 of alignment, the optics is aligned to the light emitting diode device using the centering device. In step 606 of the connection, the Op ¬ tikeinrichtung is connected to the substrate. According to one exemplary embodiment, in step 602 the illuminant device is provided with a substrate which has a plurality of light-emitting diode devices and a matrix of centering devices. Furthermore, an optical device extending over the plurality of light emitting diode devices is provided. In a optiona ¬ len step 608, the individual light-emitting devices are separated from each other, so that a plurality ¬ is made of lamps. In this case, as shown in Fig. 2, a surface layer 214 of the reflector portions 206, which causes the connection of Matri ¬ xelemente the optical device, removed. The matrix of Opti No ¬ direction into individual optical devices of the individual lamps breaks.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist. If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Leuchtmittel (100) umfassend eine Optikeinrichtung (106), und eine Leuchtmitteleinrichtung (104) mit folgenden Merkmalen: 1 . Illuminant (100) comprising an optical device (106), and a luminous means device (104) having the following features:
• einem Substrat (122) mit einer Zentriereinrichtung (1 10) zum Ausrichten der Optikeinrichtung (106); und • a substrate (122) having a centering device (1 10) for aligning the optical device (106); and
• einer Leuchtdiodeneinrichtung (1 08), die an der Zentriereinrichtung (1 10) aus¬ gerichtet auf einer Seite des Substrats (122) angeordnet ist, wobei ein über der Leuchtdiodeneinrichtung (108) angeordneter Zentralbereich der Optikeinrichtung als Linsenoptik (204) ausgeführt ist. • a light-emitting device (1 08) attached to the centering means (1 10) from ¬ directed to one side of the substrate (122), wherein a via of the light-emitting diodes means (108) arranged in the central region of the optical device as a lens optical system (204) is executed.
2. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 1 , bei der die Optikeinrichtung einen Reflektorbe¬ reich (206) aufweist, 2. Lamp (100) according to claim 1, wherein the optic means comprises a Reflektorbe ¬ rich (206)
wobei der Zentralbereich (204) eine erste Lichtaustrittsfläche (301 ) aufweist, aus wel¬ cher ein erster Teil (31 1 ) der Lichtstrahlung austreten kann und wherein the central region (204) having a first light exit surface (301) of wel ¬ cher a first part (31 1) of the light radiation can emerge and
der Reflektorbereich (206) eine zweite Lichtaustrittsfläche (302) aufweist, aus der ein zweiter Teil (31 2) der Lichtstrahlung austreten kann.  the reflector region (206) has a second light exit surface (302) from which a second part (31 2) of the light radiation can emerge.
3. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 2, bei dem die erste Lichtaustrittsfläche gegenüber der zweiten Lichtaustrittsfläche zurückgesetzt ist. 3. Lamp (100) according to claim 2, wherein the first light exit surface is set back relative to the second light exit surface.
4. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 2 bis 3, bei der die erste Lichtaustrittsfläche (301 ) eine gekrümmte Fläche ist und/oder die zweite Lichtaustrittsfläche (302) eine ebene Fläche ist. 4. Lamp (100) according to claim 2 to 3, wherein the first light exit surface (301) is a curved surface and / or the second light exit surface (302) is a flat surface.
5. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 2 bis 4, bei der die Optikeinrichtung eine ge¬ krümmte Außenfläche (303) aufweist, an welcher der zweite Teil (31 2) der Lichtstrah¬ lung eine innere Totalreflexion erfahren kann. 5. Lamp (100) according to claim 2 to 4, wherein the optical device has a ge ¬ curved outer surface (303), on which the second part (31 2) of the Lichtstrah ¬ ment can undergo an internal total reflection.
6. Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Zentrier¬ einrichtung (1 1 0) als zumindest eine Ausnehmung (1 10) im Substrat (1 22) ausgeführt ist. 6. Lamp (100) according to one of the preceding claims, wherein the centering ¬ device (1 1 0) as at least one recess (1 10) in the substrate (1 22) is executed.
7. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 2, bei der in der Ausnehmung (1 10) eine Aufnah¬ meeinrichtung (212) für die Optikeinrichtung (1 06) angeordnet ist. 7. Lamp (100) according to claim 2, wherein in the recess (1 10) a Aufnah ¬ meeinrichtung (212) for the optical device (1 06) is arranged.
8. Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Substrat (1 22) eine Durchkontakteinrichtung (124) zum elektrischen Verbinden einer ersten Sei¬ te des Substrats (1 22) mit einer zweiten Seite des Substrats (1 22) aufweist, wobei die Leuchtdiodeneinrichtung (108) auf der ersten Seite des Substrats (122) angeordnet ist und unter Verwendung der Durchkontakteinrichtung (1 24) mit der zweiten Seite elektrisch leitend verbunden ist. 8. illuminant (100) according to one of the preceding claims, wherein the substrate (1 22) has a through-connection device (124) for electrically connecting a first Be ¬ te of the substrate (1 22) with a second side of the substrate (1 22) wherein the light-emitting diode device (108) is arranged on the first side of the substrate (122) and is electrically conductively connected to the second side using the contact-through device (1 24).
9. Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Leuchtdi¬ odeneinrichtung (108) als Punktstrahlerchip (108) oder in das Substrat (122) integriert ausgeführt ist. 9. Lamp (100) according to one of the preceding claims, wherein the Leuchtdi ¬ odeneinrichtung (108) as a spot radiator chip (108) or in the substrate (122) is designed integrated.
10. Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Substrat (1 22) eine Matrix aus Zentriereinrichtungen (1 10) aufweist. 10. Lamp (100) according to one of the preceding claims, wherein the substrate (1 22) has a matrix of centering devices (1 10).
1 1 . Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit der Optikeinrich¬ tung (106), wobei die Optikeinrichtung (1 06) unter Verwendung der Zentriereinrich¬ tung (1 10) an der Leuchtdiodeneinrichtung (108) ausgerichtet und mit dem Substrat (1 22) verbunden ist. 1 1. Lamp (100) according to one of the preceding claims, with the Opti No Rich ¬ device (106), aligned with the optical device (1 06) using the Zentriereinrich ¬ device (1 10) to the light emitting device (108) and the substrate (1 22 ) connected is.
1 2. Leuchtmittel (100) gemäß einem der Ansprüche, bei der die Optikeinrichtung auf die Leuchtmitteleinrichtung mittels einer um die Leuchtdiodeneinrichtung umlaufende Kle¬ bestelle (208) aufgeklebt ist 1 2. Lamp (100) according to one of claims, wherein the optical device is adhered to the lighting means means by a peripheral to the light emitting diode device Kle ¬ order (208)
1 3. Leuchtmittel (100) einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein Raum (109; 403) zwischen der Leuchtdiodeneinrichtung (108) und der Optikeinrichtung (106) mit einem transparenten Medium mit einer Brechzahl zwischen 1 und 2 ausgefüllt ist. 3. Illuminant (100) according to one of the preceding claims, in which a space (109; 403) between the light-emitting diode device (108) and the optical device (106) is filled with a transparent medium having a refractive index between 1 and 2.
14. Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 13, bei dem das Medium Mikropartikel oder Na- nopartikel umfasst, die ausgebildet sind, um eine Strahlungsfrequenz von der Leucht¬ diodeneinrichtung (108) ausgesendeter Strahlung zu modifizieren. 14. Lamp (100) according to claim 13, wherein the medium comprises microparticles or Na nopartikel that are configured to modify a frequency of radiation from the light emitting diode device ¬ emitted (108) radiation.
1 5. Leuchtmittel (100) gemäß einem einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Lichteintrittsfläche (1 14) der Optikeinrichtung (1 06) durch einen Luftspalt beabstandet zu einer dritten Lichtaustrittsfläche (1 16) der Leuchtdiodeneinrichtung (108) angeordnet ist und eine optische Achse (1 18) der Optikeinrichtung (106) an einer optischen Achse (120) der Leichtdiodeneinrichtung (108) ausgerichtet ist. 1 5. Lamp (100) according to one of one of the preceding claims, wherein a light entry surface (1 14) of the optical device (1 06) spaced by an air gap to a third light exit surface (1 16) of the light-emitting diode device (108) is arranged and an optical axis (1 18) of the optical device (106) on an optical axis (120) of the light-diode device (108) is aligned.
6. Verfahren (600) zum Herstellen eines Leuchtmittels (100), wobei das Verfahren (600) die folgenden Schritte aufweist: 6. A method (600) for producing a luminous means (100), the method (600) comprising the following steps:
Bereitstellen (602) einer Leuchtmitteleinrichtung (1 04), wobei die Leuchtmittreleinrich- tung umfasst: Providing (602) a luminous means device (1 04), wherein the illuminating device comprises:
• ein Substrat (1 22)  A substrate (1 22)
• eine auf dem Substrat angeordnete Zentriereinrichtung (1 10) zum Ausrichten einer Optikeinrichtung (106),  A centering device (110) arranged on the substrate for aligning an optical device (106),
• eine Leuchtdiodeneinrichtung (108), wobei die Leuchtdiodeneinrichtung an der Zentriereinrichtung (1 10) ausgerichtet auf einer Seite des Substrats (1 22) angeordnet ist,  An LED device (108), wherein the LED device is arranged on the centering device (1 10) aligned on one side of the substrate (1 22),
und einer Optikeinrichtung (106), wobei  and an optical device (106), wherein
• ein über der Leuchtdiodeneinrichtung (1 08) anzuordnender Zentralbereich der Optikeinrichtung als Linsenoptik (204) ausgeführt ist und  A central region of the optical device to be arranged above the light-emitting diode device (1 08) is designed as a lens optic (204), and
• die Optikeinrichtung einen Reflektorbereich aufweist, und  • The optical device has a reflector region, and
Ausrichten (604) der Optikeinrichtung (106) an der Leuchtdiodeneinrichtung (108) unter Verwendung der Zentriereinrichtung (1 10); und Aligning (604) the optical device (106) on the light-emitting diode device (108) using the centering device (1 10); and
Verbinden (606) der Optikeinrichtung (106) mit dem Substrat (122). Connecting (606) the optical device (106) to the substrate (122).
7. Verfahren (600) gemäß Anspruch 1 6, wobei 7. The method (600) according to claim 1 6, wherein
der Zentralbereich eine erste Lichtaustrittsfläche (301 ) aufweist und  the central region has a first light exit surface (301) and
der Reflektorbereich eine zweite Lichtaustrittsfläche (302) aufweist, und  the reflector region has a second light exit surface (302), and
die zweite Lichtaustrittsfläche (302) eine ebene Fläche ist und  the second light exit surface (302) is a flat surface and
die erste Lichtaustrittsfläche gegenüber der zweiten Lichtaustrittsfläche zurückgesetzt ist.  the first light exit surface is set back relative to the second light exit surface.
8. Verfahren (600) gemäß Anspruch 1 6 oder 1 7, wobei im Schritt (602) des Bereitstellens das Substrat (122) eine Matrix aus Zentriereinrichtungen (1 10) aufweist und eine Matrix (500) aus Optikeinrichtungen (106) bereitgestellt wird, im Schritt (604) des Ausrich¬ tens die Matrix (500) aus Optikeinrichtungen (106) an der Matrix aus Leuchtdiodenein¬ richtungen (108) ausgerichtet wird und im Schritt (606) des Verbindens die Matrix (500) aus Optikeinrichtungen (106) mit dem Substrat (1 22) verbunden wird, wobei das Verfah ren (600) einen Schritt (608) des Trennens aufweist, in dem einzelne Leuchtmit¬ tel (100) voneinander getrennt werden und der Schritt des Trennens ein Abtragen ei¬ ner Oberflächenschicht (214) der Reflektorbereiche der Optikeinrichtungen umfasst. The method (600) of claim 1 6 or 1 7, wherein in step (602) of providing, the substrate (122) comprises a matrix of centering means (110) and a matrix (500) of optics (106) is provided; in step (604) of the Reg ¬ least the matrix (500) is aligned from optics means (106) on the matrix of Leuchtdiodenein ¬ directions (108) and in step (606) of connecting the matrix (500) is connected from optical devices (106) with the substrate (1 22), wherein said procedural ren (600) comprises a step (608) of separating, separated in the individual Leuchtmit ¬ tel (100) and the step of includes separating ablation ei ¬ ner surface layer (214) of the reflector portions of the optical devices.
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