WO2020147998A1 - Led modul und verwendung des led moduls - Google Patents

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WO2020147998A1
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led module
emitting diodes
segment
segments
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Franz Schrank
Thomas Feichtinger
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TDK Electronics AG
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/005—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate is supporting also the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/20—Assemblies of multiple devices comprising at least one light-emitting semiconductor device covered by group H10H20/00
    • H10H29/24—Assemblies of multiple devices comprising at least one light-emitting semiconductor device covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00—Combination of light sources
    • F21Y2113/10—Combination of light sources of different colours
    • F21Y2113/13—Combination of light sources of different colours comprising an assembly of point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/80—Constructional details
    • H10H29/85—Packages
    • H10H29/8506—Containers

Definitions

  • the present invention relates to an LED module and the use of the LED module for illuminating a room area.
  • illuminating a room area it may be desirable to illuminate certain sub-areas
  • the object of the present invention is to provide an improved LED module, for example such
  • An LED module has a carrier with at least two segments, each segment being designed to emit light, and each of the segments having at least two light-emitting diodes that differ in their color, the LED module for this purpose
  • An area in which adjacent light-emitting diodes are at a short distance from one another can be referred to as a segment.
  • the distance can be closer
  • LEDs of a segment must be smaller than 200 ym.
  • the light from the light emitting diodes of a segment can optically overlap to form a single pixel.
  • One can be a pixel
  • a segment can have two LEDs, three
  • LEDs for example one of the LEDs can be configured to emit warm white light, and the other LED can be configured to emit cold white light. If the segment has three light-emitting diodes, these can be designed, for example, to emit red, green and blue light or red, blue and mint-colored light, the mint-colored light being generated by a phosphor-containing color conversion layer from blue light. If the segment has four light-emitting diodes, these can be designed, for example, to emit red, green, blue and amber-colored light.
  • Each segment can have a secondary optic
  • the secondary optics can be arranged directly on the light emitting diodes.
  • the secondary optics can be designed so as not to cause diffusion of the light.
  • the lighting can be set separately for each solid angle range.
  • the LED module can thus enable separate adaptation for lighting in the solid angle areas. For example, some
  • the LED module can in particular be designed to separate the brightness of each individual light-emitting diode
  • pixels can be generated which have highlighted lighting and, for example, have a different color and / or brightness compared to the other pixels.
  • Other pixels can generate a basic illumination with a lower brightness or a less conspicuous color.
  • the LEDs of a segment can be so dense
  • a distance between adjacent light-emitting diodes of a segment can be less than 200 ⁇ m.
  • the distance between the light-emitting diodes of a segment is preferably less than 100 ⁇ m. Such small distances are sufficient to achieve that the light of the light-emitting diodes is superimposed on a single pixel in an imaging plane. In this case, a
  • Primary optics which cause diffusion or mixing of the light emitted by the light-emitting diodes, are dispensed with, since the light-emitting diodes are densely packed so that the light can be superimposed on a single pixel.
  • the LEDs of a segment should be at least 5 ⁇ m apart.
  • Light-emitting diode can be contacted separately with a conductor track and can thus be controlled separately.
  • a distance between adjacent light-emitting diodes of a segment can be smaller than the shortest distance between a light-emitting diode of a segment and a light-emitting diode of another segment.
  • the segments on the carrier can be spatially separated from one another. This can ensure that the pixels generated by different segments do not overlap one another or at least not too much.
  • the LED module can be designed to emit light with a light output of more than 20 lumens per mm 2 . Such a high illuminance can be achieved in particular by using power LEDs.
  • the LED module is preferably designed to use a light
  • Illuminance of more than 30 lumens per mm 2 or of more than 40 lumens per mm 2 is provided.
  • Illuminance can be used to highlight
  • Solid angle areas can be used in their lighting. Other solid angle areas can be simultaneously illuminated by the LED module with a lower illuminance.
  • the carrier can have a multilayer structure.
  • the carrier can have a substrate which has a ceramic, the ceramic having at least one of aluminum nitride, aluminum oxide or a varistor ceramic or consisting of one of these materials. These ceramic materials have a high thermal conductivity. This allows the high
  • Packing density of the light emitting diodes is made possible because the materials are well suited to dissipating the heat generated by the light emitting diodes as a result of power losses. In this way, overheating of the LED module can be prevented.
  • the varistor ceramic can be, for example
  • the LED module can have secondary optics which are designed to deflect a light emitted by the segments into different solid angles.
  • the LED module can be free of primary optics.
  • Diffusion or mixing of the light emitted by the light emitting diodes are used.
  • Primary optics can be arranged, which ensures diffusion and / or mixing of the light emitted by the light-emitting diodes.
  • the LED module can have one or more driver chips, which can be configured for the light-emitting diodes
  • the driver chip or chips can do any combination
  • the driver chip can be connected to the light-emitting diodes via conductor tracks integrated in the carrier.
  • At least one segment can have light-emitting diodes which are attached to the carrier in a flip-chip design.
  • all segments can have light-emitting diodes which are attached to the carrier in a flip-chip construction.
  • At least one segment can have light-emitting diodes that are designed as a chip scale package (CSP).
  • CSP chip scale package
  • all segments can have light-emitting diodes that act as chip scales
  • At least one segment can have multi-LED chips on which a plurality of light-emitting diodes are arranged.
  • all segments can have multi-LED chips.
  • the multi-LED chip can have a control chip which is designed to to control the LEDs of the chip.
  • the control chip can be a TFT chip.
  • control chip can also do this
  • the packing density can be increased compared to light-emitting diodes in flip-chip construction and compared to CSP.
  • a color conversion layer can be arranged above the light-emitting diodes.
  • the LED module can have light-emitting diodes that do not have a color conversion layer.
  • the present invention relates to the use of the LED module for illuminating a
  • the brightness and the color of the segments are set such that a solid angle area of the spatial area is highlighted by a brightness and / or a color of the emitted light.
  • the LED module can in particular form a spotlight that one
  • the rest of the room area can be provided with a basic illumination that has a less conspicuous color or a lower brightness than the highlighted solid angle area.
  • the solid angle range can be described as adjustable, because the LED module does so
  • Color setting of the segments can be the highlighted Solid angle range can be changed. Accordingly, the same solid angle range of the spatial area does not always have to be
  • the LED module can be highlighted. Rather, the LED module can
  • the LED module thus enables a single, compact luminaire to be constructed without changing optics, a swiveling spotlight and basic lighting
  • the spotlight can be swiveled by adjusting the brightness and / or the color of the segments.
  • Illumination highlighted solid angle range follows a visual range of the human being calculated on the basis of the detected eye movement.
  • Figure 1 shows a cross section of an LED module according to a first embodiment in a schematic view.
  • Figure 2 shows a cross section of an LED module according to a second embodiment in a schematic view.
  • Figure 3a shows a segment of an LED module.
  • Figure 3b shows a segment of an LED module.
  • Figure 4 shows a further segment of an LED module.
  • Figure 5 shows the use of the LED module in a light source.
  • Figure 6 shows a table in which the optical
  • Figure 1 shows a cross section of an LED module 1 according to a first embodiment in a schematic view.
  • the LED module 1 has a carrier 2.
  • a plurality of segments 3a, 3b, 3c are formed on the carrier 2, each of the segments 3a, 3b, 3c having at least two light-emitting diodes 4.
  • the light emitting diodes 4 are arranged on a surface 5 of the carrier 2.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the LED module 1, in which the LEDs 4 of all segments 3a-3c as CSP
  • some or all of the light-emitting diodes 4 can be attached to the carrier 2 in a flip-chip construction.
  • the carrier 2 can have a different, in particular significantly larger number of segments 3a-3c.
  • the segments 3a-3c can form an nxm matrix on the carrier 2.
  • the carrier 2 can have a matrix of segments 3a-3c with n rows and m columns, n and m can be natural
  • Each of the segments 3a-3c has at least two light-emitting diodes 4, which differ from one another in their color.
  • the light emitting diodes 4 of a segment 3a-3c are close to one another arranged. For example, the distance between two
  • Adjacent LEDs 4 of a segment 3a-3c are less than 200 ym, preferably less than 100 ym. Such a small distance between the light-emitting diodes 4 of a segment 3a-3c makes it possible for one to optically
  • the segments are spatially separated from one another on the carrier 2. Accordingly, the distance between
  • Light-emitting diodes 4 from different segments 3a-3c are always larger than the distance between two adjacent light-emitting diodes 4 of a segment.
  • a first segment 3a of the LED module 1 has two light-emitting diodes 4, one of the light-emitting diodes 4 being designed to emit warm white light and the other one
  • LEDs are designed to cool white light
  • a second segment 4b of the LED module 1 has three
  • Each of the three light emitting diodes 4 is designed to emit light of a different color
  • the light emitted by the three light emitting diodes 4 is superimposed on a white light when all light emitting diodes 4 are operated.
  • the three light-emitting diodes 4 could be designed to emit red, green and blue light (RGB).
  • the three light-emitting diodes 4 could be designed to emit mint-colored, red and blue light.
  • the mint-colored light can be by means of a blue light-emitting diode 4 on which there is a phosphor
  • Color conversion layer is arranged to be generated.
  • Another segment not shown in FIG. 1 can have four light-emitting diodes 4, each of the light-emitting diodes 4 emitting light of a different color and the light emitted by the four light-emitting diodes 4 becoming one pixel
  • the light-emitting diodes 4 can be configured, for example, to emit red, green, blue and amber-colored light (RGBA).
  • the light emitting diodes 4 can be power LEDs.
  • the LED module 1 can emit light with a light output of more than 20 lumens per mm 2 , preferably of more than 30 lumens per mm 2 .
  • the distance between two adjacent light-emitting diodes 4 can be less than 100 ⁇ m.
  • a light output of 20 lumens per mm2 can be achieved.
  • the LED module 1 also has driver chips 6.
  • the LED module 1 also has driver chips 6.
  • Driver chips 6 are on the surface 5 of the carrier 2
  • the driver chips 5 are connected to the light-emitting diodes 4 of the segments 3a-3c via conductor tracks 7 which are formed in the carrier 2.
  • the carrier 2 has a multilayer structure.
  • the carrier 2 has layers of a ceramic material 8.
  • the ceramic material 8 can be, for example
  • the conductor tracks 7 integrated in the carrier 2 run between the layers of the ceramic material 8.
  • the materials mentioned above have a high thermal conductivity and thereby make it possible to conduct heat, which arises as a result of the power loss of the light-emitting diodes 4, away from the light-emitting diodes 4. This can prevent the LED module 1 from overheating.
  • the high packing density of the light-emitting diodes 4 can thus only be made possible by using a suitable ceramic material for the carrier 2. If the light-emitting diodes 4 are operated in continuous operation, there is constant heat development.
  • the carrier 2 is designed in such a way that the heat can be dissipated from the LEDs 4 even during continuous operation of the LEDs 4 and overheating of the LED module 1 is prevented.
  • the carrier 2 is designed such that each of the
  • LEDs 4 of each segment 3a-3c can be controlled separately. It is possible to set a brightness and a color for each of the segments 3a-3c separately. As a result, a brightness and / or a color of the emitted light can be changed for each pixel of the LED module 1.
  • the green and blue LEDs 4 are switched off and the red one
  • a red pixel is generated by the second segment.
  • Power of each of the LEDs 4 can be the color and
  • the LED module 1 thus makes it possible to set the brightness and the color for each pixel by mixing the light from the light-emitting diodes 4 of the respective segment 3a-3c. Since the
  • LEDs 4 of a segment 3a-3c packed tightly together are primary optics, which causes a diffusion or mixing of the light emitted by the light emitting diodes 4, is not required. Accordingly, such
  • Primary optics can be dispensed with.
  • the LED module 1 can furthermore have secondary optics (not shown in FIG. 1).
  • the secondary optics can deflect the light of each segment 3a-3c into a defined solid angle range.
  • a solid angle range can be assigned to each segment 3a-3c.
  • Illumination of the solid angle range in brightness and color can be set. This makes it possible to highlight some solid angle areas in their lighting.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a cross section through an LED module 1 according to a second embodiment.
  • FIG. 2 shows four segments 3a, 3b, 3c, 3d of the LED module 1 by way of example.
  • a multi-LED chip 9 a plurality of light-emitting diodes 4 are arranged on a single submount 10.
  • the light-emitting diodes 4 can be mini-light-emitting diodes or micro-light-emitting diodes (pLEDs).
  • Micro LEDs are diodes with a base area whose side lengths are less than 100 pm. PLEDs with side lengths of 3 pm to 5 pm are known.
  • Mini LEDs have a base with a
  • Multi-LED chips 9 makes it possible to pack the light-emitting diodes 4 of a segment 3a-3d even closer to one another, ie to further reduce the spacing between adjacent light-emitting diodes of a segment compared to the first exemplary embodiment. Further can be achieved by using the multi-LED chips
  • Wiring density of the carrier can be reduced.
  • FIG. 2 shows segments 3a, 3b, 3c in which three light-emitting diodes 4 of different colors are arranged on the multi-LED chip 9. Any other number of light-emitting diodes 4 can also be arranged on the multi-LED chip 9. For example, 9 nxm
  • Light-emitting diodes 4 can be arranged to form an nxm matrix, n and m being greater than or equal to 2.
  • the segments 3a-3d shown in the schematic view can only be seen as examples.
  • the LED module 1 can have any number of segments 3a-3c with multi-LED chips 9 and any number of segments 3d with LEDs 4 designed as CSP.
  • the brightness of each individual light-emitting diode 4 can be set separately.
  • Each segment 3a-3d can exactly one
  • Solid angle range can be assigned.
  • the LED module 1 enables the lighting of each solid angle area in its color and brightness separately from the rest
  • Pack of the LEDs 4 can on a primary optics
  • Figure 3a shows a segment of the LED module 1 according to the second embodiment.
  • the LEDs 4 of the segment are arranged on a multi-LED chip.
  • the multi-LED chip shows a control chip 11.
  • the drive chip 11 can be a silicon thin film transistor chip (TFT).
  • the control chip 11 is designed to control the light-emitting diodes 4, which are arranged on its upper side.
  • the light-emitting diodes 4 have a color conversion layer 12.
  • the brightness of LEDs 4 can be set individually. This means that the brightness and color can be changed for each pixel.
  • FIG. 3b shows a segment of an LED module 1 according to the second exemplary embodiment, in which the light-emitting diodes 4 of a segment are arranged on a multi-LED chip 9.
  • Multi-LED chip has the submount 10.
  • the submount 10 is between the control chip 11 and the light-emitting diodes 4
  • the submount 10 is on one of the carrier 2
  • LEDs 4 are arranged on a side of the submount 10 that points away from the control chip 11.
  • Each segment 3a-3d, which has a multi-LED chip 9, can have exactly one control chip 11 which controls the light-emitting diodes 4 of the multi-LED chip 9.
  • the control chip 11 can be designed to control each of the light emitting diodes 4 separately.
  • FIG. 4 shows a further segment of the LED module 1.
  • the segment shown in FIG. 4 has a multi-LED chip 9 on which five light-emitting diodes 4 are arranged.
  • the light emitting diodes 4 have no color conversion layer.
  • Each of the light emitting diodes 4 is designed to emit light of a different color.
  • Figure 5 shows the use of the LED module 1 in a
  • FIG. 5 also shows the pixel size of the pixel generated by the one segment.
  • the LED module 1 makes it possible to illuminate a room area and thereby emphasize a certain solid angle area of the room area by using a greater brightness and / or a different color in the solid angle area than in the illumination of the remaining room area. Since 1 color and brightness can be set for each pixel of the LED module, the solid angle range to be emphasized can be changed and adapted. In this way, an LED module is created that has a pivotable spotlight. The solid angle range highlighted in its lighting can be used as a spotlight
  • the LED module 1 is designed to generate an illumination in which a basic illumination is provided in the entire radiation range of the light source and also specifically individual solid angle regions with a higher light intensity and / or different correlated color temperatures
  • the LED module 1 can be used with a Secondary optics can be combined, which directs the light emitted by the light emitting diodes 4 into different solid angle ranges.
  • the possibility of highlighting individual solid angles through the lighting can be used in lighting that is used, for example, in a shop.
  • the eye movements of an observer can be determined using a camera.
  • a viewing area of the viewer can be calculated from the determined eye movements.
  • the LED module 1 can now be controlled such that the
  • Brightness and / or the color of the light-emitting diodes 4 of the individual segments 3a-3d can be set in such a way that a spotlight with highlighted illumination is created and this always follows the viewer's field of vision. This allows certain areas to be accentuated in their lighting. Adaptive control is provided in illuminating a shelf or sales area.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED Modul (1) aufweisend einen Träger (2) mit zumindest zwei Segmenten (3a-3d), wobei jedes Segment (3a-3d) dazu ausgestaltet ist, Licht zu emittieren und wobei jedes der Segmente (3a-3d) zumindest zwei Leuchtdioden (4) aufweist, die sich in ihrer Farbe unterscheiden, wobei das LED Modul (1) dazu ausgestaltet ist, für jedes der Segmente (3a-3d) eine Helligkeit und eine Farbe des emittierten Lichts separat einzustellen. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung des LED Moduls zur Beleuchtung eines Raumbereichs.

Description

Beschreibung
LED Modul und Verwendung des LED Moduls
Die vorliegende Erfindung betrifft ein LED Modul sowie die Verwendung des LED Moduls zur Beleuchtung eines Raumbereichs. Bei der Beleuchtung eines Raumbereichs kann es wünschenswert sein, bestimmte Teilbereiche in ihrer Beleuchtung
hervorzuheben und gleichzeitig eine Grundausleuchtung des gesamten Raumbereichs zu ermöglichen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes LED Modul anzugeben, dass beispielsweise eine derartige
Beleuchtung eines Raumbereichs ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein LED Modul gemäß Anspruch 1 gelöst .
Es wird ein LED Modul vorgeschlagen, dass einen Träger mit zumindest zwei Segmenten aufweist, wobei jedes Segment dazu ausgestaltet ist, Licht zu emittieren, und wobei jedes der Segmente zumindest zwei Leuchtdioden aufweist, die sich in ihrer Farbe unterscheiden, wobei das LED Modul dazu
ausgestaltet ist, für jedes der Segmente eine Helligkeit und eine Farbe des emittierten Lichts separat einzustellen.
Als Segment kann dabei ein Bereich bezeichnet werden, in dem benachbarte Leuchtdioden einen geringen Abstand zueinander aufweisen. Beispielsweise kann der Abstand benachbarter
Leuchtdioden eines Segments kleiner als 200 ym sein. Das Licht der Leuchtdioden eines Segmentes kann sich optisch zu einem einzigen Pixel überlagern. Als Pixel kann dabei eine
definierte Fläche bezeichnet werden, die eine definierte Farbe aufweist . Ein Segment kann beispielswiese zwei Leuchtdioden, drei
Leuchtdioden, vier Leuchtdioden oder eine beliebige andere Zahl von Leuchtdioden aufweisen. Weist das Segment zwei
Leuchtdioden auf, kann beispielsweise eine der Leuchtdioden dazu ausgestaltet sein, warmweißes Licht zu emittieren, und die andere Leuchtdiode kann dazu ausgestaltet sein, kaltweißes Licht zu emittieren. Weist das Segment drei Leuchtdioden auf, können diese beispielsweise dazu ausgestaltet sein, rotes, grünes und blaues Licht oder rotes, blaues und mintfarbenes Licht zu emittieren, wobei das mintfarbene Licht durch eine phosphoraufweisende Farbkonversionsschicht aus blauem Licht erzeugt wird. Weist das Segment vier Leuchtdioden auf, können diese beispielsweise dazu ausgestaltet sein, rotes, grünes, blaues und amberfarbenes Licht zu emittieren.
Jedem Segment kann mit einer Sekundäroptik ein
Raumwinkelbereich zugeordnet sein, der von dem Segment
beleuchtet wird. Dabei kann von der Sekundäroptik das von dem jeweiligen Segment emittierte Licht in den Raumwinkelbereich abgelenkt werden. Die Sekundäroptik kann unmittelbar auf den Leuchtdioden angeordnet sein. Die Sekundäroptik kann dazu ausgestaltet sein, keine Diffusion des Lichts zu bewirken.
Dadurch, dass für jedes Segment eine Helligkeit und eine Farbe des emittierten Lichts eingestellt werden kann, kann für jeden Raumwinkelbereich eine separate Einstellung der Beleuchtung vorgenommen werden. Das LED Modul kann es somit ermöglichen, für die Beleuchtung in den Raumwinkelbereichen separat zu adaptieren. Dadurch können beispielsweise einige
Raumwinkelbereiche in ihrer Beleuchtung hervorgehoben werden.
Das LED Modul kann insbesondere dazu ausgestaltet sein, die Helligkeit einer jeden einzelnen Leuchtdiode separat
einzustellen. Dadurch kann die Helligkeit und die Farbe jedes einzelnen Pixels separat verändert werden. Auf diese Weise können beispielsweise Pixel erzeugt werden, die eine hervorgehobene Beleuchtung aufweisen und beispielsweise in ihrer Farbe und/oder ihrer Helligkeit gegenüber den übrigen Pixeln anders ausgestaltet sind. Andere Pixel können eine Grundausleuchtung mit geringerer Helligkeit oder einer weniger auffälligen Farbe generieren.
Die Leuchtdioden eines Segmentes können derart dicht
aneinander angeordnet sein, dass ein von den Leuchtdioden eines Segmentes abgestrahltes Licht sich zu einem einzigen Pixel überlagert.
Ein Abstand benachbarter Leuchtdioden eines Segments kann weniger als 200 ym betragen. Vorzugsweise beträgt der Abstand der Leuchtdioden eines Segments weniger als 100 ym. Derartig geringe Abstände reichen aus, um zu erreichen, dass sich das Licht der Leuchtdioden in einer Abbildungsebene zu einem einzigen Pixel überlagert. In diesem Fall kann auf eine
Primäroptik, die eine Diffusion oder Mischung des von den Leuchtdioden emittierten Lichts bewirkt, verzichtet werden, da aufgrund der dichten Packung der Leuchtdioden die Überlagerung des Lichts zu einem einzigen Pixel ermöglicht werden kann.
Je näher die Leuchtdioden eines Segmentes aneinander
angeordnet werden können, desto kleiner sind die erzeugten Pixel, wodurch eine noch bessere Auflösung erreicht werden kann .
Die Leuchtdioden eines Segments sollten einen Abstand von mindestens 5 ym zueinander aufweisen. Durch diesen
Mindestabstand kann sichergestellt werden, dass jede
Leuchtdiode separat mit einer Leiterbahn kontaktiert werden kann und somit separat angesteuert werden kann. Ein Abstand benachbarter Leuchtdioden eines Segmentes kann kleiner sein als der kürzeste Abstand einer Leuchtdiode eines Segmentes und einer Leuchtdiode eines anderen Segmentes.
Dementsprechend können die Segmente auf dem Träger räumlich voneinander getrennt sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die von verschiedenen Segmenten erzeugten Pixel einander nicht oder zumindest nicht zu sehr überlagern.
Das LED Modul kann dazu ausgestaltet sein, Licht mit einer Lichtleistung von mehr als 20 Lumen pro mm2 abzustrahlen. Eine derartig hohe Beleuchtungsstärke kann insbesondere durch die Verwendung von Leistungs-LEDs erreicht werden. Vorzugsweise ist das LED Modul dazu ausgestaltet, Licht mit einer
Beleuchtungsstärke von mehr als 30 Lumen pro mm2 oder von mehr als 40 Lumen pro mm2 abzustrahlen. Eine derart hohe
Beleuchtungsstärke kann zur Hervorhebung von
Raumwinkelbereichen in ihrer Beleuchtung verwendet werden. Andere Raumwinkelbereiche können gleichzeitig von dem LED Modul mit einer geringeren Beleuchtungsstärke beleuchtet werden .
Der Träger kann einen Mehrschichtaufbau aufweisen. Der Träger kann ein Substrat aufweisen, das eine Keramik aufweist, wobei die Keramik zumindest eines aus Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid oder einer Varistorkeramik aufweist oder aus einem dieser Materialien besteht. Diese keramischen Materialien weisen eine hohe thermische Leitfähigkeit auf. Dadurch kann die hohe
Packungsdichte der Leuchtdioden ermöglicht werden, da die Materialien gut dazu geeignet sind, die von den Leuchtdioden in Folge von Verlustleistungen erzeugte Wärmeabzuleiten . Auf diese Weise kann eine Überhitzung des LED Moduls verhindert werden .
Bei der Varistorkeramik kann es sich beispielsweise um
dotiertes Zinkoxid handeln. Das LED Modul kann eine Sekundäroptik aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, ein von den Segmenten abgestrahltes Licht in verschiedene Raumwinkel abzulenken.
Das LED Modul kann frei von einer Primäroptik sein. Als
Primäroptik werden optische Elemente bezeichnet, die
unmittelbar auf den Leuchtdioden angeordnet sind und zur
Diffusion oder Mischung des von den Leuchtdioden abgestrahlten Lichtes dienen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann auf einigen Segmenten oder auf allen Segmenten eine
Primäroptik angeordnet sein, die für eine Diffusion und/oder Mischung des von den Leuchtdioden emittierten Lichts sorgt.
Das LED Modul kann einen oder mehrere Treiberchips aufweisen, die dazu ausgestaltet sein können, die Leuchtdioden
anzusteuern. Dabei kann der oder die Treiberchips jede
Leuchtdiode separat ansteuern. Der Treiberchip kann über in den Träger integrierte Leiterbahnen mit den Leuchtdioden verbunden sein.
Zumindest ein Segment kann Leuchtdioden aufweisen, die in Flip-Chip-Bauweise auf dem Träger befestigt sind. Alternativ können alle Segmente Leuchtdioden aufweisen, die in Flip-Chip- Bauweise auf dem Träger befestigt sind.
Zumindest ein Segment kann Leuchtdioden aufweisen, die als Chip Scale Package (CSP) ausgebildet sind. Alternativ können alle Segmente Leuchtdioden aufweisen, die als Chip Scale
P9ackage ausgebildet sind.
Zumindest ein Segment kann Multi-LED-Chips aufweisen, auf denen mehrere Leuchtdioden angeordnet sind. Alternativ können alle Segmente Multi-LED-Chips aufweisen. Der Multi-LED-Chip kann einen Ansteuerchip aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, die Leuchtdioden des Chips anzusteuern. Bei dem Ansteuerchip kann es sich um einen TFT-Chip handeln. Durch die Verwendung von Multi-LED Chips kann die Verdrahtungsdichte im Träger gegenüber anderen Ausführungsbeispielen reduziert werden, da statt einer separaten Kontaktierung eines Treiberchips mit jeder einzelnen Leuchtdiode des Segments nur eine einzige Kontaktierung des Treiberchips mit dem Ansteuerchip
erforderlich ist. Der Ansteuerchip kann ferner dazu
ausgestaltet sein, die auf ihm angeordneten Leuchtdioden separat anzusteuern. Außerdem kann durch die Verwendung eines Multi-LED Chips die Packungsdichte gegenüber Leuchtdioden in Flip-Chip Bauweise und gegenüber CSP erhöht werden.
Über den Leuchtdioden kann eine Farbkonversionsschicht angeordnet sein. Alternativ kann das LED Modul Leuchtdioden aufweisen, die keine Farbkonversionsschicht aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des LED Moduls zur Beleuchtung eines
Raumbereichs. Dabei werden die Helligkeit und die Farbe der Segmente derart eingestellt, dass ein Raumwinkelbereich des Raumbereichs durch eine Helligkeit und/oder eine Farbe des abgestrahlten Lichts hervorgehoben wird. Das LED Modul kann dabei insbesondere ein Spotlight ausbilden, das einen
einstellbaren Raumwinkelbereich gegenüber dem restlichen
Raumbereich hervorhebt. Der restliche Raumbereich kann mit einer Grundausleuchtung, die gegenüber dem hervorgehobenen Raumwinkelbereich eine weniger auffällige Farbe oder eine geringere Helligkeit aufweist. Der Raumwinkelbereich kann als einstellbar bezeichnet werden, da das LED Modul dazu
ausgestaltet sein kann, verschiedene Raumwinkelbereiche hervorzuheben .
Durch eine Anpassung der Helligkeit und/oder der
Farbeinstellung der Segmente kann der hervorgehobene Raumwinkelbereich verändert werden. Dementsprechend muss nicht stets der gleiche Raumwinkelbereich des Raumbereichs
hervorgehoben werden. Vielmehr kann das LED Modul ein
schwenkbares Spotlight bilden.
Das LED Modul ermöglicht es somit eine einzelne, kompakte Leuchte ohne veränderliche Optik zu konstruieren, die ein schwenkbares Spotlight sowie eine Grundausleuchtung
bereitstellt . Das Schwenken des Spotlights kann dabei durch die Anpassung der Helligkeit und/oder der Farbe der Segmente erfolgen .
Mittels einer Kamera können Augenbewegungen eines Menschen erfasst werden, wobei die Helligkeit und die Farbeinstellung der Segmente derart angepasst wird, dass der in seiner
Beleuchtung hervorgehobene Raumwinkelbereich einen anhand der erfassten Augenbewegung errechneten Sichtbereich des Menschen folgt .
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines LED Moduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Ansicht.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt eines LED Moduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in schematischer Ansicht.
Figur 3a zeigt ein Segment eines LED Moduls.
Figur 3b zeigt ein Segment eines LED Moduls.
Figur 4 zeigt ein weiteres Segment eines LED Moduls. Figur 5 zeigt die Verwendung des LED Moduls in einer Lichtquelle .
Figur 6 zeigt eine Tabelle, in der die optischen
Anforderungen, die an eine Lichtquelle in verschiedenen
Anwendungen gestellt werden könnten, aufgeführt sind.
Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines LED Moduls 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in schematischer Ansicht. Das LED Modul 1 weist einen Träger 2 auf. Auf dem Träger 2 sind mehrere Segmente 3a, 3b, 3c ausgebildete, wobei jedes der Segmente 3a, 3b, 3c zumindest zwei Leuchtdioden 4 aufweist.
Die Leuchtdioden 4 sind auf einer Oberfläche 5 des Trägers 2 angeordnet .
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des LED Moduls 1, bei dem die Leuchtdioden 4 aller Segmente 3a-3c als CSP
(engl.: chip scale package; zu deutsch: Gehäuse in der
Größenordnung des Die) ausgebildet sind. In einer alternativen Ausgestaltung des ersten Ausführungsbeispiels können einige oder alle der Leuchtdioden 4 in Flip-Chip Bauweise auf dem Träger 2 befestigt sein.
In dem in Figur 1 gezeigten Querschnitt sind drei Segmente 3a- 3c dargestellt. In weiteren Ausführungsbeispielen des LED Moduls 1 kann der Träger 2 eine andere, insbesondere deutlich größere Anzahl an Segmenten 3a-3c aufweisen. Die Segmente 3a- 3c können eine nxm Matrix auf dem Träger 2 ausbilden. Dabei kann der Träger 2 eine Matrix von Segmenten 3a-3c mit n Reihen und m Spalten aufweisen, n und m können dabei natürliche
Zahlen größer oder gleich 2 sein.
Jedes der Segmente 3a-3c weist zumindest zwei Leuchtdioden 4 auf, die sich in ihrer Farbe voneinander unterscheiden. Die Leuchtdioden 4 eines Segments 3a-3c sind nah aneinander angeordnet. Beispielsweise kann der Abstand zweier
benachbarter Leuchtdioden 4 eines Segmentes 3a-3c weniger als 200 ym, vorzugsweise weniger als 100 ym, betragen. Durch einen derart geringen Abstand der Leuchtdioden 4 eines Segments 3a- 3c zueinander wird es ermöglicht, dass optisch eine
Überlagerung des von den Leuchtdioden 4 emittierten Lichtes zu einem Pixel mit einer definierten Lichtfarbe in einer
definierten Fläche in der jeweiligen Abbildungsebene entsteht.
Die Segmente sind auf dem Träger 2 räumlich voneinander getrennt. Dementsprechend ist der Abstand zwischen
Leuchtdioden 4 aus unterschiedlichen Segmenten 3a-3c stets größer als der Abstand zweier benachbarter Leuchtdioden 4 eines Segments.
Ein erstes Segment 3a des LED Moduls 1 weist zwei Leuchtdioden 4 auf, wobei eine der Leuchtdioden 4 dazu ausgebildet ist, warmweißes Licht zu emittieren, und die andere der
Leuchtdioden dazu ausgebildet ist, kaltweißes licht zu
emittieren .
Ein zweites Segment 4b des LED Moduls 1 weist drei
Leuchtdioden 4 auf. Jede der drei Leuchtdioden 4 ist dazu ausgebildet, ein Licht einer jeweils anderen Farbe zu
emittieren. Das von den drei Leuchtdioden 4 emittierte Licht wird zu einem Weißlicht überlagert, wenn alle Leuchtdioden 4 betrieben werden. Beispielsweise könnten die drei Leuchtdioden 4 dazu ausgestaltet sein, rotes, grünes und blaues Licht (RGB) zu emittieren. Alternativ könnten die drei Leuchtdioden 4 dazu ausgestaltet sein, mint-farbiges , rotes und blaues Licht zu emittieren. Das mint-farbige Licht kann dabei mittels einer blauen Leuchtdiode 4, auf der eine Phosphor-aufweisende
Farbkonversionsschicht angeordnet ist, erzeugt werden. Ein weiteres in Figur 1 nicht gezeigtes Segment kann vier Leuchtdioden 4 aufweisen, wobei jede der Leuchtdioden 4 Licht einer unterschiedlichen Farbe emittiert und sich das von den vier Leuchtdioden 4 emittierte Licht zu einem Pixel
überlagert. Dabei können die Leuchtdioden 4 beispielsweise dazu ausgestaltet sein, rotes, grünes, blaues und amber farbiges Licht (RGBA) zu emittieren.
Bei den Leuchtdioden 4 kann es sich um Leistungs-LEDs handeln. Das LED Modul 1 kann Licht mit einer Lichtleistung von mehr als 20 Lumen pro mm2, vorzugsweise von mehr als 30 Lumen pro mm2, emittieren. Bei als CSP ausgebildeten Leuchtdioden 4 kann der Abstand zweier benachbarter Leuchtdioden 4 weniger als 100 ym betragen. Dabei kann eine Lichtleistung von 20 Lumen pro mm2 erreicht werden. Bei Leuchtdioden 4, die in Flip-Chip Bauweise montiert sind, kann eine Beleuchtung von bis zu 40 Lumen pro mm2 erreicht werden. Diese Angaben gelten für
Leuchtdioden 4 mit Farbwertwiedergabeindex RA90 (höchste
Lichtqualität) und Betrieb bei einer unteren Grenze des
Pegelbereichs von 2700 K korrelierte Farbtemperatur.
Das LED Modul 1 weist ferner Treiberchips 6 auf. Die
Treiberchips 6 sind auf der Oberfläche 5 des Trägers 2
angeordnet. Die Treiberchips 5 sind über Leiterbahnen 7, die in dem Träger 2 ausgebildet sind, mit den Leuchtdioden 4 der Segmente 3a-3c verbunden.
Der Träger 2 weist einen Mehrschichtaufbau auf. Der Träger 2 weist Schichten eines keramischen Materials 8 auf. Bei dem keramischen Material 8 kann es sich beispielsweise um
Aluminiumnitrid, Zinkoxid oder Aluminiumoxid handeln. Zwischen den Schichten des keramischen Materials 8 verlaufen die in den Träger 2 integrierten Leiterbahnen 7. Die oben genannten Materialien weisen eine hohe thermische Leitfähigkeit auf und ermöglichen es dadurch, Wärme, die infolge der Verlustleistung der Leuchtdioden 4 entsteht, von den Leuchtdioden 4 wegzuführen. Dadurch kann eine Überhitzung des LED Moduls 1 verhindert werden. Erst durch die Verwendung eines geeigneten keramischen Materials für den Träger 2 kann somit die hohe Packungsdichte der Leuchtdioden 4 ermöglicht werden. Werden die Leuchtdioden 4 in einem Dauerbetrieb betrieben, kommt es zu einer ständigen Wärmeentwicklung. Der Träger 2 ist so ausgestaltet, dass auch bei Dauerbetrieb der Leuchtdioden 4 die Wärme von den Leuchtdioden 4 abgeführt werden kann und eine Überhitzung des LED Moduls 1 verhindert wird .
Der Träger 2 ist derart ausgestaltet, dass jede der
Leuchtdioden 4 jedes Segments 3a-3c separat angesteuert werden kann. Es ist dabei möglich, eine Helligkeit und eine Farbe für jedes der Segmente 3a-3c separat einzustellen. Dadurch kann für jedes Pixel des LED Moduls 1 eine Helligkeit und/oder eine Farbe des abgestrahlten Lichts verändert werden.
Werden beispielsweise in dem zweiten Segment 3b die grüne und die blaue Leuchtdiode 4 ausgeschaltet und wird die rote
Leuchtdiode 4 in dem zweiten Segment mit einer hohen
Lichtleistung betrieben, wird durch das zweite Segment ein rotes Pixel erzeugt. Durch eine entsprechende Wahl der
Leistung jeder der Leuchtdioden 4 kann die Farbe und die
Helligkeit des vom zweiten Segment erzeugten Pixels in
gewünschter Weise eingestellt werden. In gleicher Weise ist dieses auch für jedes der anderen Segmente möglich.
Das LED Modul 1 ermöglicht es somit, für jedes Pixel durch Mischung des Lichts der Leuchtdioden 4 des jeweiligen Segments 3a-3c die Helligkeit und die Farbe einzustellen. Da die
Leuchtdioden 4 eines Segments 3a-3c dicht aneinander gepackt sind, ist eine Primäroptik, die eine Diffusion oder Mischung des von den Leuchtdioden 4 emittierten Lichts bewirkt, nicht erforderlich. Dementsprechend kann auf eine derartige
Primäroptik verzichtet werden.
Das LED Modul 1 kann ferner eine in Figur 1 nicht gezeigte Sekundäroptik aufweisen. Die Sekundäroptik kann das Licht jedes Segments 3a-3c in einen definierten Raumwinkelbereich ablenken. Dabei kann jedem Segment 3a-3c ein Raumwinkelbereich zugeordnet werden. Durch die Einstellung der Helligkeit und der Farbe des Lichts des jeweiligen Segments kann die
Beleuchtung des Raumwinkelbereichs in Helligkeit und Farbe eingestellt werden. Dadurch kann es ermöglicht werden, einige Raumwinkelbereiche in ihrer Beleuchtung hervorzuheben.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch ein LED Modul 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Figur 2 zeigt beispielhaft vier Segmente 3a, 3b, 3c, 3d des LED Moduls 1.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weisen einige der
Segmente 3a-3c Multi-LED Chips 9 auf. Bei einem Multi-LED Chip 9 werden mehrere Leuchtdioden 4 auf einem einzigen Submount 10 angeordnet .
Bei den Leuchtdioden 4 kann es sich um Mini-Leuchtdioden oder Mikro-Leuchtdioden (pLEDs) handeln. Unter Mikro-LEDs versteht man Dioden mit einer Grundfläche, deren Seitenlängen kleiner als 100 pm sind. Es sind pLEDs mit Seitenlängen von 3 pm bis 5 pm bekannt. Mini-LEDs weisen eine Grundfläche mit einer
Seitenlänge von mindestens 100 pm auf. Die Verwendung von Multi-LED Chips 9 ermöglicht es, die Leuchtdioden 4 eines Segmentes 3a-3d noch dichter zueinander zu packen, d.h. die Abstände benachbarter Leuchtdioden eines Segmentes gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel weiter zu verringern. Ferner kann durch die Verwendung der Multi-LED Chips die
Verdrahtungsdichte des Trägers reduziert werden.
Sub-mount 9
Figur 2 zeigt Segmente 3a, 3b, 3c, bei denen auf dem Multi-LED Chip 9 jeweils drei Leuchtdioden 4 unterschiedlicher Farbe angeordnet sind. Auf dem Multi-LED Chip 9 können auch eine beliebige andere Anzahl von Leuchtdioden 4 angeordnet werden. Beispielsweise können auf dem Multi-LED Chip 9 nxm
Leuchtdioden 4 zu einer nxm Matrix angeordnet sein, wobei n und m größer gleich 2 sind.
Ein Segment 3d des LED Moduls 1 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel weist zwei als CSP ausgebildete
Leuchtdioden 4 auf.
Die in der schematischen Ansicht gezeigten Segmente 3a-3d sind lediglich beispielhaft zu sehen. Das LED Modul 1 kann eine beliebige Zahl von Segmenten 3a-3c mit Multi-LED Chips 9 und eine beliebige Zahl von Segmenten 3d mit als CSP ausgebildeten Leuchtdioden 4 aufweisen.
Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann die Helligkeit jeder einzelnen Leuchtdiode 4 separat eingestellt werden.
Dadurch können die Farbe und die Helligkeit jedes Pixels verändert werden. Jedem Segment 3a-3d kann genau ein
Raumwinkelbereich zugeordnet sein. Das LED Modul 1 ermöglicht es, die Beleuchtung jedes Raumwinkelbereichs in ihrer Farbe und ihrer Helligkeit separat von den übrigen
Raumwinkelbereichen zu verändern. Auf Grund der dichten
Packung der Leuchtdioden 4 kann auf eine Primäroptik
verzichtet werden.
Figur 3a zeigt ein Segments des LED Moduls 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtdioden 4 des Segments sind auf einem Multi-LED Chip angeordnet. Der Multi-LED Chip weist einen Ansteuerchip 11 auf. Bei dem Ansteuerchip 11 kann es sich um einen Silizium aufweisend Dünnfilmtransistorchip (TFT; engl.: Thin Film Transistor) handeln. Der Ansteuerchip 11 ist dabei dazu ausgestaltet, die Leuchtdioden 4, die auf seiner Oberseite angeordnet sind, anzusteuern.
In Figur 3a sind der Ansteuerchip 11 und die darauf
angeordnete Leuchtdioden 4 dargestellt. Die Leuchtdioden 4 weisen eine Farbkonversionsschicht 12 auf. Jede der
Leuchtdioden 4 kann einzeln in ihrer Helligkeit eingestellt werden. Dadurch kann für jedes Pixel die Helligkeit und die Farbe verändert werden.
Figur 3b zeigt ein Segment eines LED Moduls 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Leuchtdioden 4 eines Segments auf einem Multi-LED Chip 9 angeordnet sind. Der
Multi-LED Chip weist den Submount 10 auf. Der Submount 10 ist zwischen dem Ansteuerchip 11 und den Leuchtdioden 4
angeordnet. Der Submount 10 ist auf einer vom Träger 2
wegweisenden Seite des Ansteuerchips 11 angeordnet. Die
Leuchtdioden 4 sind auf einer vom Ansteuerchip 11 wegweisenden Seite des Submounts 10 angeordnet.
Jedes Segment 3a-3d, das einen Multi-LED Chip 9 aufweist, kann genau einen Ansteuerchip 11 aufweisen, der die Leuchtdioden 4 des Multi-LED Chips 9 ansteuert. Der Ansteuerchip 11 kann dabei dazu ausgestaltet sein, jede der Leuchtdioden 4 separat anzusteuern .
Figur 4 zeigt ein weiteres Segment des LED Moduls 1. Das in Figur 4 gezeigte Segment weist einen Multi-LED Chip 9, auf dem fünf Leuchtdioden 4 angeordnet sind. Die Leuchtdioden 4 weisen keine Farbkonversionsschicht auf. Jede der Leuchtdioden 4 ist dazu ausgestaltet, Licht einer anderen Farbe zu emittieren. Figur 5 zeigt die Verwendung des LED Moduls 1 in einer
Lichtquelle 13. In Figur 5 ist dabei schematisch die
Ausleuchtung gezeigt, die durch ein einzelnes Segment 3a des LED Moduls 1 bewirkt wird. Die Lichtquelle 13 beleuchtet eine Abbildungsebene, die in einem Abstand d zu der Lichtquelle angeordnet ist, wobei ein Öffnungswinkel des von einem Segment abgestrahlten Lichts mit bezeichnet ist. In Figur 5 ist ferner die Pixelgröße des von dem einen Segment erzeugten Pixels dargestellt.
In Figur 6 sind die optischen Anforderungen, die an eine derartige Lichtquelle 13 in verschiedenen Anwendungen gestellt werden könnten, tabellarisch aufgeführt. Als Anwendungen werden dabei ein Büro, insbesondere ein Schreibtisch, ein Restaurant, ein Museum, ein Leselicht und ein Geschäft
betrachtet .
Das LED Modul 1 ermöglicht es, einen Raumbereich zu beleuchten und dabei einen bestimmten Raumwinkelbereich des Raumbereichs hervorzuheben, indem in dem Raumwinkelbereich eine größere Helligkeit und/oder eine andere Farbe als bei der Beleuchtung des übrigen Raumbereichs verwendet werden. Da für jedes Pixel des LED Moduls 1 Farbe und Helligkeit einstellbar sind, kann der hervorzuhebende Raumwinkelbereich verändert und angepasst werden. Auf diese Weise wird ein LED Modul geschaffen, das ein schwenkbares Spotlight aufweist. Als Spotlight kann dabei der in seiner Beleuchtung hervorgehobene Raumwinkelbereich
bezeichnet werden.
Das LED Modul 1 ist dazu ausgestaltet, eine Beleuchtung zu erzeugen, bei der im gesamten Abstrahlbereich der Lichtquelle eine Grundausleuchtung bereitgestellt wird und ferner gezielt einzelne Raumwinkelbereiche mit einer höheren Lichtintensität und/oder verschiedenen korrelierten Farbtemperaturen
hervorgehoben werden. Dazu kann das LED Modul 1 mit einer Sekundäroptik kombiniert werden, die das von den Leuchtdioden 4 emittierte Licht in verschiedene Raumwinkelbereiche lenkt.
Die Möglichkeit, einzelne Raumwinkel durch die Beleuchtung hervorzuheben, kann in einer Beleuchtung eingesetzt werden, die beispielsweise in einem Geschäft verwendet wird. Dabei können die Augenbewegungen eines Betrachters mittels einer Kamera ermittelt werden. Aus den ermittelten Augenbewegungen kann ein Sichtbereich des Betrachters errechnet werden. Das LED Modul 1 kann nunmehr derart angesteuert werden, dass die
Helligkeit und/oder die Farbe der Leuchtdioden 4 der einzelnen Segmente 3a-3d derart eingestellt werden, dass ein Spotlight mit einer hervorgehobenen Beleuchtung entsteht und dieses stets dem Sichtbereich des Betrachters folgt. Dadurch können bestimmte Bereiche gezielt in ihrer Beleuchtung akzentuiert werden. Es wird eine adaptive Steuerung in der Ausleuchtung eines Regals oder eines Verkaufsbereichs bereitgestellt.
Bezugs zeichenliste
1 LED Modul
2 Träger
3a, 3b, 3c, 3d Segment
4 Leuchtdiode
5 Oberfläche des Trägers
6 Treiberchip
7 Leiterbahn
8 keramisches Material
9 Multi-LED Chips
10 Submount
11 Ansteuerchip
12 FarbkonversionsSchicht
13 Lichtquelle

Claims

Patentansprüche
1. LED Modul (1) aufweisend
einen Träger (2) mit zumindest zwei Segmenten (3a-3d) , wobei jedes Segment (3a-3d) dazu ausgestaltet ist, Licht zu emittieren und wobei jedes der Segmente (3a-3d) zumindest zwei Leuchtdioden (4) aufweist, die sich in ihrer Farbe unterscheiden,
wobei das LED Modul (1) dazu ausgestaltet ist, für jedes der Segmente (3a-3d) eine Helligkeit und eine Farbe des emittierten Lichts separat einzustellen.
2. LED Modul (1) gemäß dem vorherigen Anspruch,
wobei das LED Modul (1) dazu ausgestaltet ist, die
Helligkeit für jede Leuchtdiode (4) separat einzustellen.
3. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Leuchtdioden (4) eines Segments (3a-3d) derart dicht aneinander angeordnet sind, dass ein von den
Leuchtdioden (4) eines Segments (3a-3d) abgestrahltes Licht sich zu einem einzigen Pixel überlagert.
4. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein Abstand benachbarter Leuchtdioden (4) eines Segments weniger als 200 ym beträgt.
5. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein Abstand benachbarter Leuchtdioden (4) eines Segments (3a-3d) kleiner ist als der kürzeste Abstand zwischen einer Leuchtdiode (4) eines Segments (3a) und einer Leuchtdiode (4) eines anderen Segments (3b) .
6. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Träger (2) einen Mehrschichtaufbau aufweist, und/oder wobei der Träger (2) ein Substrat aufweisend eine keramisches Material (8) aufweist, und das keramische Material (8) zumindest eines aus Aluminiumnitrid,
Aluminiumoxid oder einer Varistorkeramik aufweist.
7. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das LED Modul (1) eine Sekundäroptik aufweist, die die dazu ausgestaltet, ein von den Segmenten (3a-3d) abgestrahltes Licht in verschiedene Raumwinkel abzulenken.
8. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das LED Modul (1) frei von einer Primäroptik ist.
9. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zumindest ein Segment (3a-3d) Leuchtdioden (4) aufweist, die in Flip-Chip Bauweise auf dem Träger (2) befestigt sind,
und/oder
wobei zumindest ein Segment (3a-3d) Leuchtdioden (4) aufweist, die als Chip Scale Package ausgebildet sind.
10. LED Modul (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zumindest ein Segment (3a-3d) einen Multi-LED Chip (9) aufweist, auf dem mehrere Leuchtdioden (4) angeordnet sind .
11. LED Modul (1) gemäß dem vorherigen Anspruch,
wobei der Multi-LED Chip (9) einen Ansteuerchip (11) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, die Leuchtdioden (4) des Multi-LED Chips (9) anzusteuern, und auf dem die
Leuchtdioden (4) des Multi-LED Chips (9) angeordnet sind.
12. Verwendung des LED Moduls (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche zur Beleuchtung eines Raumbereichs, wobei die Helligkeit und die Farbe der Segmente (3a-3d) derart eingestellt sind, dass ein Raumwinkelbereich des
Raumbereichs durch eine Helligkeit und/oder eine Farbe des abgestrahlten Lichts hervorgehoben wird.
13. Verwendung des LED Moduls (1) gemäß dem vorherigen
Anspruch,
wobei durch eine Einstellung der Helligkeit und/oder der Farbe der Segmente (3a-3d) der hervorgehobene
Raumwinkelbereich verändert wird.
14. Verwendung des LED Moduls (1) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei mittels einer Kamera eine Augenbewegung eines
Menschen erfasst wird und
wobei die Helligkeit und die Farbe der Segmente (3a-3d) derart eingestellt werden, dass der in seiner Beleuchtung hervorgehobene Raumwinkelbereich einem anhand der
erfassten Augenbewegung errechneten Sichtbereich des
Menschen folgt.
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