DE102011082808A1 - Lighting device with semiconductor light source and phosphor area - Google Patents
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- 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]
Abstract
Die Leuchtvorrichtung (11) weist mindestens eine Auflagefläche (12), auf welcher mindestens eine Halbleiterlichtquelle (18–20) und mindestens ein Leuchtstoffbereich (13–15) vorhanden sind, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich (13–15) durch mindestens eine Halbleiterlichtquelle (18) bestrahlbar ist.The lighting device (11) has at least one support surface (12) on which there is at least one semiconductor light source (18-20) and at least one phosphor region (13-15), the at least one phosphor region (13-15) being formed by at least one semiconductor light source ( 18) can be irradiated.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, auf welcher mindestens eine Halbleiterlichtquelle und mindestens ein Leuchtstoffbereich vorhanden sind, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich durch die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bestrahlbar ist. Die Leuchtvorrichtung ist besonders geeignet zur gleichzeitigen Anzeige von Information und zur Allgemeinbeleuchtung. The invention relates to a lighting device on which at least one semiconductor light source and at least one phosphor region are present, wherein the at least one phosphor region can be irradiated by the at least one semiconductor light source. The lighting device is particularly suitable for the simultaneous display of information and general lighting.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leuchtvorrichtung der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an improved lighting device of the type described above.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine Auflagefläche, auf welcher mindestens eine Halbleiterlichtquelle und mindestens ein Leuchtstoffbereich vorhanden sind, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich durch mindestens eine Halbleiterlichtquelle bestrahlbar ist. The object is achieved by a lighting device, comprising at least one support surface, on which at least one semiconductor light source and at least one phosphor region are present, wherein the at least one phosphor region can be irradiated by at least one semiconductor light source.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und der mindestens eine Leuchtstoffbereich sind also insbesondere auf der gleichen oder gemeinsamen Auflagefläche angeordnet oder angebracht und z.B. nicht auf gegenüberliegenden, separaten Auflageflächen. The at least one semiconductor light source and the at least one phosphor region are therefore arranged or mounted in particular on the same or common support surface and, for example, not on opposite, separate bearing surfaces.
Unter einem Leuchtstoffbereich kann insbesondere ein Bereich der Auflagefläche verstanden werden, welcher mit einem oder mehreren wellenlängenumwandelnden Leuchtstoffen belegt ist. Unter einem Leuchtstoff wird insbesondere ein Stoff verstanden, welcher in der Lage ist, auf ihn einfallendes Licht einer (ersten) Primärwellenlänge zumindest teilweise in Licht einer (zweiten) Sekundärwellenlänge umzuwandeln ("Wellenlängenkonversion"). Dabei ist die Sekundärwellenlänge zumeist größer als die Primärwellenlänge ("Down Conversion"). Die Primärwellenlänge kann insbesondere UV-Licht oder sichtbarem Licht (z.B. blauem Licht) entsprechen. Die Sekundärwellenlänge kann insbesondere sichtbarem Licht (z.B. blauem, rotem oder grünem Licht) oder Infrarotlicht entsprechen. A phosphor region may, in particular, be understood as meaning a region of the support surface which is covered with one or more wavelength-converting phosphors. A phosphor is understood in particular as meaning a substance which is capable of converting at least partially light incident on it of a (first) primary wavelength into light of a (second) secondary wavelength ("wavelength conversion"). The secondary wavelength is usually greater than the primary wavelength ("down conversion"). In particular, the primary wavelength may correspond to UV or visible light (e.g., blue light). In particular, the secondary wavelength may correspond to visible light (e.g., blue, red, or green light) or infrared light.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen. Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color may be monochrome (e.g., red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g., white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; e.g. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser.
Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie einen großflächigen und dabei sehr dünnen Aufbau (geringer Höhe) ermöglicht. Dies wiederum ermöglicht eine sehr leichte Leuchtvorrichtung, die einen geringen Materialverbrauch aufweist. Zudem kann so Information unter Beibehaltung einer Beleuchtungsfunktion dargestellt werden. This lighting device has the advantage that it allows a large area and very thin structure (low height). This in turn allows a very light emitting device, which has a low material consumption. In addition, so information can be displayed while maintaining a lighting function.
Es ist grundsätzlich möglich, beispielsweise nach oben abstrahlbare Halbleiterlichtquellen (z.B. sog. Top-LEDs) zu verwenden, deren Hauptabstrahlrichtung parallel zu einer Flächennormalen der Auflagefläche steht und die also ihr Licht senkrecht zu der Auflagefläche abstrahlen. Um das Licht dieser nach oben abstrahlbaren Halbleiterlichtquellen auf mindestens einen Leuchtstoffbereich zu richten (welche hierbei nicht direkt anstrahlbar sind), kann eine nach oben abstrahlbare Halbleiterlichtquelle mit einer rückstrahlenden Optik ausgerüstet sein, oder der Halbleiterlichtquelle kann mindestens ein optisches Element, z.B. eine reflektierende, insbesondere totalreflektierende, Schicht, nachgeschaltet sein, welche das Licht der Halbleiterlichtquelle zumindest teilweise auf mindestens einen Leuchtstoffbereich umlenkt. It is in principle possible, for example, to use semiconductor light sources which can be emitted upward (for example so-called top LEDs) whose main emission direction is parallel to a surface normal of the support surface and which therefore emit their light perpendicular to the support surface. In order to direct the light of these semiconductor light sources which can be emitted upward onto at least one phosphor area (which can not be directly illuminated here), a semiconductor light source which can be emitted upward can be equipped with a retroreflective optic, or the semiconductor light source can comprise at least one optical element, e.g. a reflective, in particular totally reflecting, layer, downstream, which deflects the light of the semiconductor light source at least partially on at least one phosphor region.
Die Leuchtvorrichtung kann eine oder mehrere Auflageflächen aufweisen, die aneinander angrenzen und/oder voneinander beabstandet sind. The lighting device may have one or more contact surfaces, which adjoin one another and / or are spaced apart from one another.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterquelle mindestens eine seitlich abstrahlende Halbleiterlichtquelle umfasst. Unter einer seitlich abstrahlenden Halbleiterlichtquelle kann insbesondere eine Halbleiterlichtquelle verstanden werden, deren Hauptabstrahlrichtung schräg zu einer Flächennormalen der Auflagefläche steht, insbesondere senkrecht dazu und somit parallel zu der Oberfläche der Auflagefläche (z.B. bei einer sog. "Side-LED"). Dadurch ist es möglich, zumindest einen Teil des von der seitlich abstrahlenden Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Lichts direkt auf mindestens einen Leuchtstoffbereich zu richten, was einen Aufbau der Leuchtvorrichtung vereinfacht und eine Lichtausbeute erhöht. It is an embodiment that the at least one semiconductor source comprises at least one laterally emitting semiconductor light source. A laterally emitting semiconductor light source can be understood in particular to mean a semiconductor light source whose main emission direction is oblique to a surface normal of the support surface, in particular perpendicular thereto and thus parallel to the surface of the support surface (for example in the case of a so-called "side LED"). This makes it possible to direct at least a portion of the emitted light from the side emitting semiconductor light source directly to at least one phosphor region, which simplifies a structure of the lighting device and increases a light output.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass auf der Auflagefläche Halbleiterlichtquellen mit unterschiedlichen Lichtabstrahlrichtungen angeordnet sind. So kann die Leuchtvorrichtung besonders vielfältige Lichtmuster oder Bilder erzeugen. Beispielsweise können auf der Auflagefläche sowohl seitlich abstrahlende Halbleiterlichtquellen als auch nach oben abstrahlende Halbleiterlichtquellen angeordnet sein. It is still an embodiment that are arranged on the support surface semiconductor light sources with different Lichtabstrahlrichtungen. Thus, the lighting device can produce particularly diverse light patterns or images. For example, both laterally emitting semiconductor light sources and upwardly emitting semiconductor light sources can be arranged on the support surface.
Es ist eine Weiterbildung, dass Licht mindestens einer der Halbleiterlichtquellen direkt (d.h., ohne in einem signifikanten Maß auf einen Leuchtstoffbereich zu treffen) aus der Leuchtvorrichtung abgegeben wird, insbesondere von einer nach oben strahlenden Halbleiterlichtquelle. Eine solche Halbleiterlichtquelle ist also keinem Leuchtstoffbereich zugeordnet und mag insbesondere mindestens eine nach oben abstrahlende und/oder mindestens eine seitlich abstrahlende Halbleiterlichtquelle umfassen. It is a further development that light from at least one of the semiconductor light sources is emitted directly (i.e., without striking a phosphor region to any significant extent) from the light emitting device, in particular from an upwardly radiating semiconductor light source. Such a semiconductor light source is therefore not associated with a phosphor region and may in particular comprise at least one upwardly emitting and / or at least one laterally emitting semiconductor light source.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtstoffbereich mehrere Leuchtstoffbereiche umfasst und jedem Leuchtstoffbereich eine Halbleiterlichtquelle zugeordnet ist. Dadurch kann eine effektive Beleuchtung der Leuchtstoffbereiche und damit eine hochgradige Wellenlängenumwandlung sichergestellt werden. Zudem wird so eine individuelle Beleuchtung von Leuchtstoffbereichen und folglich eine variable Lichtabstrahlung von der Leuchtvorrichtung ermöglicht. It is a further embodiment that the at least one phosphor region comprises a plurality of phosphor regions and each phosphor region is assigned a semiconductor light source. As a result, an effective illumination of the phosphor areas and thus a high-grade wavelength conversion can be ensured. In addition, an individual illumination of phosphor areas and consequently a variable light emission from the lighting device is thus made possible.
Dass jedem Leuchtstoffbereich eine Halbleiterlichtquelle zugeordnet ist, kann insbesondere bedeuten, dass zumindest einem Leuchtstoffbereich genau eine Halbleiterlichtquelle zugewiesen ist, dass zumindest einem Leuchtstoffbereich mehrere Halbleiterlichtquellen zugewiesen sind (also zumindest ein Leuchtstoffbereich durch mehrere Halbleiterlichtquellen bestrahlbar ist, insbesondere durch Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Primärwellenlänge, insbesondere falls der Leuchtstoffbereich mehrere Leuchtstoffe aufweist) und/oder dass mehreren Leuchtstoffbereichen eine gleiche Halbleiterlichtquelle zugewiesen ist. The fact that each phosphor region is assigned a semiconductor light source can mean, in particular, that at least one phosphor region is assigned to at least one phosphor region, ie at least one phosphor region can be irradiated by a plurality of semiconductor light sources, in particular by semiconductor light sources of different primary wavelengths, in particular if Phosphor region comprises a plurality of phosphors) and / or that a plurality of phosphor regions is assigned a same semiconductor light source.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und der mindestens eine Leuchtstoffbereich von einer transparenten Schicht, insbesondere Silikonschicht, bedeckt sind. Dadurch wird erstens ein Schutz der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und des mindestens einen Leuchtstoffbereich bereitgestellt, und zweitens kann so ein möglicherweise nicht direkt auf einen Leuchtstoffbereich gerichteter Teil des von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahlten Lichts durch Reflexion, insbesondere interne Totalreflexion (TIR), an einer Oberfläche der transparenten Schicht auf einen Leuchtstoffbereich reflektiert werden, was eine Lichtausbeute weiter erhöht. Die innere Totalreflexion kann insbesondere durch eine seitlich abstrahlende Halbleiterlichtquelle ausgenutzt werden. It is yet another embodiment that the at least one semiconductor light source and the at least one phosphor region are covered by a transparent layer, in particular a silicone layer. Firstly, a protection of the at least one semiconductor light source and of the at least one phosphor region is provided, and secondly, a part of the light emitted by the at least one semiconductor light source may not reflect directly on a phosphor region by reflection, in particular internal total reflection (TIR), on a surface the transparent layer to be reflected on a phosphor region, which further increases a luminous efficacy. The total internal reflection can be exploited in particular by a laterally emitting semiconductor light source.
Die transparente Schicht kann insbesondere ein Vergussmaterial aufweisen oder sein, so dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und der mindestens eine Leuchtstoffbereich von der transparenten Schicht vergossen sind. The transparent layer may in particular comprise or be a potting material, so that the at least one semiconductor light source and the at least one phosphor region are potted by the transparent layer.
Die Verwendung von Silikon als dem Material der transparenten Schicht weist den Vorteil auf, dass Silikon widerstandsfähig ist, als Vergussmaterial verwendbar ist und zudem elastisch verformbar ist, so dass eine Verformung der Auflagefläche von dem darauf befindlichen Silikon mitgemacht werden kann. The use of silicone as the material of the transparent layer has the advantage that silicone is resistant, can be used as a potting material and is also elastically deformable, so that a deformation of the support surface of the silicone thereon can be mitmachen.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die transparente Schicht von einer transparenten Glasschicht abgedeckt ist. Die Glasschicht (z.B. vorliegend in Form einer dünnen Glasplatte) stellt eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen und chemischen Belastungen bereit. Zudem ermöglicht die Glasschicht eine besonders wirkungsvolle Reflexion von schräg abgestrahlten Lichtanteilen der Halbleiterlichtquellen, insbesondere von seitlich abstrahlenden Halbleiterlichtquellen. It is also an embodiment that the transparent layer is covered by a transparent glass layer. The glass layer (e.g., in the form of a thin glass plate in the present case) provides a particularly high resistance to mechanical and chemical stresses. In addition, the glass layer allows a particularly effective reflection of obliquely emitted light components of the semiconductor light sources, in particular laterally emitting semiconductor light sources.
Alternativ zu der Glasschicht kann aber auch jede andere transparente Schicht verwendet werden, z.B. eine Kunststoffschicht. As an alternative to the glass layer, however, any other transparent layer may also be used, e.g. a plastic layer.
Die transparente Schicht kann insbesondere auch als ein Filter für bestimmte Spektralanteile von Licht verwendet werden, beispielsweise für Primärlicht. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls nur wellenlängenumgewandeltes Sekundärlicht aus der Leuchtvorrichtung austreten soll. Beispielsweise mag die mindestens eine Halbleiterlichtquelle eine UV-Lichtquelle sein, und die Leuchtstoffbereiche mögen das davon ausgestrahlte UV-Primärlicht in z.B. rotes, grünes bzw. blaues Sekundärlicht umwandeln. Um zu verhindern, dass UV-Licht aus der Leuchtvorrichtung austritt, mag die transparente Schicht als ein UV-Filter für das UV-Primärlicht dienen. In particular, the transparent layer can also be used as a filter for certain spectral components of light, for example for primary light. This is particularly advantageous if only wavelength-converted secondary light is to emerge from the lighting device. For example, the at least one semiconductor light source may be a UV light source, and the phosphor regions may like the UV primary light emitted therefrom in e.g. convert red, green or blue secondary light. To prevent UV light from leaking out of the light device, the transparent layer may serve as a UV filter for the UV primary light.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtstoffbereich mehrere Leuchtstoffbereiche umfasst, welche in einem regelmäßigen Muster auf der Auflagefläche verteilt sind. Dadurch wird eine Erzeugung eines bildpunktartig aufgebauten Bilds durch die Leuchtvorrichtung ermöglicht. Insbesondere können dazu die Leuchtstoffbereiche zumindest teilweise unterschiedliche Leuchtstoffe aufweisen und folglich Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge abstrahlen. It is also an embodiment that the at least one phosphor region comprises a plurality of phosphor regions, which are distributed in a regular pattern on the support surface. This makes it possible to generate a picture-like image by the lighting device. In particular, for this purpose, the phosphor regions can at least partially have different phosphors and consequently emit secondary light of different wavelengths.
Jedoch mögen die Leuchtstoffbereiche auch unregelmäßig auf der Auflagefläche verteilt sein. However, the phosphor areas may also be irregularly distributed on the support surface.
Ein logischer Bildpunkt der Leuchtvorrichtung kann durch eine lokale Gruppe oder Cluster mehrerer Leuchtstoffbereiche mit unterschiedlichen Leuchtstoffen gebildet werden, z.B. durch eng benachbarte Leuchtstoffbereiche, welche Sekundärlicht der Farben rot, grün bzw. blau abstrahlen oder auch weitere Farben abstrahlen können, z.B. bernsteinfarben ("amber"). Eine Farbe bzw. ein Farbeindruck des von den Leuchtstoffbereichen eines Bildpunkts erzeugten Mischlichts kann bei einer individuellen Bestrahlung der Leuchtstoffbereiche durch eine jeweils zugeordnete Halbleiterlichtquelle beispielsweise mittels einer Einstellung der Strahlintensitäten der Halbleiterlichtquellen variiert werden. A logical pixel of the lighting device can be formed by a local group or cluster of several phosphor areas with different phosphors, for example by closely adjacent phosphor areas which emit secondary light of the colors red, green or blue or can also emit further colors, eg amber ("amber"). ). A color or a color impression of the mixed light generated by the phosphor regions of a pixel can be varied by an individually assigned semiconductor light source, for example by means of an adjustment of the beam intensities of the semiconductor light sources in the case of individual irradiation of the phosphor regions.
Um unterschiedliche Anteile am Spektrum des durch einen Bildpunkt erzeugten Mischlichts einstellen zu können (z.B. um einen Anteil von ca. 5:3:1 für rotes, grünes bzw. blaues Licht zur Farbmischung zu weißem Licht zu erreichen), können die Zahl der Leuchtstoffbereiche, Größe der Leuchtstoffbereiche und/oder Dichte des Leuchtstoffs der Leuchtstoffbereiche gezielt eingestellt werden. In order to be able to set different proportions of the spectrum of the mixed light generated by a pixel (eg in order to achieve a proportion of about 5: 3: 1 for red, green or blue light for color mixing to white light), the number of phosphor regions, Size of the phosphor regions and / or density of the phosphor of the phosphor regions can be adjusted specifically.
Alternativ mag ein logischer Bildpunkt durch einen Leuchtstoffbereich mit einem Leuchtstoff oder insbesondere mit mehreren Leuchtstoffen gebildet werden, wobei die mehreren Leuchtstoffe ein multichromes Mischlicht erzeugen. Eine solche Weiterbildung kann besonders eng angeordnet werden, was eine hohe Bildauflösung ergibt. Alternatively, a logical pixel may be formed by a phosphor region with a phosphor or, in particular, with a plurality of phosphors, the plurality of phosphors producing a multichromic mixed light. Such a development can be arranged particularly tight, resulting in a high image resolution.
Die Form der Leuchtstoffbereiche ist nicht beschränkt. Jedoch wird eine regelmäßige Grundform bevorzugt, um eine in alle Richtungen zumindest ungefähr gleichmäßige Auflösung zu ermöglichen. Insbesondere können die Leuchtstoffbereiche kreisförmig, quadratisch, sechseckig oder achteckig ausgeformt sein. Insbesondere die quadratische, sechseckige oder achteckige Grundform ermöglicht eine hohe Flächenbedeckung. Jedoch ist die Form der Leuchtstoffbereiche nicht beschränkt (insbesondere nicht auf eine punktartige Grundform) und kann z.B. auch eine linienartige oder freiförmige Grundform aufweist. The shape of the phosphor areas is not limited. However, a regular basic shape is preferred to allow at least approximately uniform resolution in all directions. In particular, the phosphor regions may be formed circular, square, hexagonal or octagonal. In particular, the square, hexagonal or octagonal basic shape allows a high surface coverage. However, the shape of the phosphor regions is not limited (especially not to a dot-like basic shape) and may be e.g. also has a linear or free-form basic shape.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Auflagefläche eine Oberfläche eines Kühlkörpers ist. Dies ermöglicht eine effektive Wärmeabfuhr der Abwärme der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und der Stokes-Wärme des mindestens einen Leuchtstoffbereichs, und zwar auch dann, wenn die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und der mindestens eine Leuchtstoffbereich von einer Schicht bedeckt sind. It is also an embodiment that the support surface is a surface of a heat sink. This enables effective heat removal of the waste heat of the at least one semiconductor light source and the Stokes heat of the at least one phosphor region, even if the at least one semiconductor light source and the at least one phosphor region are covered by a layer.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Auflagefläche eine Oberfläche einer plastisch verformbaren Platte ist. So kann die Licht abstrahlende Fläche der Leuchtvorrichtung vielfältig geformt werden, und zwar auch noch bei einer Endmontage. Ferner kann so die Auflagefläche auch noch nach einer Aufbringung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und des mindestens einen Leuchtstoffbereichs verformt werden. It is yet another embodiment that the support surface is a surface of a plastically deformable plate. Thus, the light-emitting surface of the lighting device can be shaped manifold, even in a final assembly. Furthermore, the support surface can thus also be deformed after application of the at least one semiconductor light source and the at least one phosphor region.
Die plattenförmige Leuchtvorrichtung kann einseitig oder beidseitig mit Halbleiterlichtquellen bestückt sein. Jede der Seiten der Platte kann also grundsätzlich als eine Auflagefläche dienen. The plate-shaped lighting device can be equipped on one or both sides with semiconductor light sources. Each of the sides of the plate can therefore basically serve as a support surface.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Platte eine Aluminiumplatte ist. Diese weist die Vorteile auf, dass sie eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, leicht verformbar und zudem preiswert ist. Jedoch sind insbesondere auch andere Werkstoffe mit einer guten Wärmeleitfähigkeit (λ > ca. 15 W/(m K)) einsetzbar, insbesondere Metalle, z.B. Kupfer. It is a development that the plate is an aluminum plate. This has the advantages that it has a very high thermal conductivity, easily deformable and is also inexpensive. However, in particular other materials with a good thermal conductivity (λ> about 15 W / (m K)) can be used, in particular metals, e.g. Copper.
Grundsätzlich sind beliebig geformte Auflageflächen nutzbar, z.B. ringförmig oder ringsektorförmig geformte Auflageflächen. In principle, any shaped support surfaces are usable, e.g. annular or annular sector shaped bearing surfaces.
Die Platte kann insbesondere als ein Blech, insbesondere als ein Feinblech mit einer Dicke von weniger als 3 mm, insbesondere als eine Folie mit einer Dicke von 100 Mikrometern oder weniger, ausgebildet sein. Das Blech ermöglich eine besonders einfache Verformbarkeit sowie ein besonders geringes Gewicht und einen besonders geringen Materialverbrauch. The plate may in particular be formed as a sheet, in particular as a sheet with a thickness of less than 3 mm, in particular as a sheet with a thickness of 100 micrometers or less. The sheet allows a particularly simple deformability and a very low weight and a particularly low material consumption.
Die Platte kann insbesondere einseitig bestückt sein und mit ihrer anderen Seite auf eine Unterlage aufklebbar oder anderweitig befestigbar sein, insbesondere auf eine Unterlage in Form eines Kühlkörpers, insbesondere flächig, beispielsweise über ein thermisches Schnittstellenmaterial (TIM; "Thermal Interface Material") wie eine Wärmeleitfolie oder eine Wärmeleitpaste. In particular, the plate can be fitted on one side and can be adhesively attached or otherwise fastened to a support on its other side, in particular to a support in the form of a heat sink, in particular flat, for example via a thermal interface material (TIM) such as a heat conducting foil or a thermal grease.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass alle Halbleiterlichtquellen Licht der gleichen Farbe abstrahlen. Dadurch wird ein Hintergrundlicht der gleichen Farbe über die Licht abstrahlende Fläche der Leuchtvorrichtung erzeugt, was einen gleichartigen Farbeindruck über die Fläche unterstützt. It is still an embodiment that all semiconductor light sources emit light of the same color. As a result, a background light of the same color is generated via the light-radiating surface of the lighting device, which supports a similar color impression over the surface.
Auf der Auflagefläche können auch elektrische Leitungen, insbesondere Leiterbahnen, zur Versorgung der Halbleiterlichtquelle(n) vorhanden sein. Auch können auf der Auflagefläche elektronische Bauteile vorhanden sein, insbesondere zum Ansteuern der Halbleiterlichtquelle(n). On the support surface and electrical lines, in particular conductor tracks, to supply the semiconductor light source (s) may be present. Also, electronic components may be present on the support surface, in particular for driving the semiconductor light source (s).
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass sich das Licht der Leuchtvorrichtung in einem Fernfeld zu einem Mischlicht von im Wesentlichen gleicher Farbe mischt. Dadurch kann die Leuchtvorrichtung im Fernfeld zur Allgemeinbeleuchtung mittels des Mischlichts eingesetzt werden und bei einer Betrachtung auf geringerer Nähe Information darstellen. Folglich lässt sich die Leuchtvorrichtung gleichzeitig zur Allgemeinbeleuchtung und zur Informationsübertragung nutzen. It is yet another embodiment that mixes the light of the lighting device in a far field to a mixed light of substantially the same color. This allows the lighting device in the far field for general lighting means be used of the mixed light and represent information when viewed at a closer proximity. Consequently, the lighting device can be used simultaneously for general lighting and information transmission.
Die Einstellung, ab wann das Fernfeld beginnt (Fernfeldgrenze), kann abhängig von einer gewählten Anwendung sein. Die Fernfeldgrenze mag insbesondere mindestens ca. 30 cm, insbesondere mindestens ca. 50 cm und insbesondere mindestens ca. 1 Meter betragen. Je weiter die Fernfeldgrenze ist, desto gröber oder schärfer kann die Auflösung eines Bilds gewählt werden. The setting of when the far field starts (far field boundary) may be dependent on a selected application. In particular, the far field boundary may be at least about 30 cm, in particular at least about 50 cm and in particular at least about 1 meter. The farther the far field boundary is, the coarser or sharper the resolution of an image can be selected.
Es ist eine Weiterbildung, dass das im Fernfeld wahrgenommene (im wesentliche farblich uniforme) Mischlicht einen Summenfarbort auf oder nahe der Planck-Kurve aufweist. It is a further development that the mixed light perceived in the far field (essentially color uniformly) has a sum color location on or near the Planck curve.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das im Fernfeld wahrgenommene Licht ein weißes (z.B. warm-weißes oder kalt-weißes) Licht ist. It is still a development that the light perceived in the far field is a white (e.g., warm white or cold white) light.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
Die Auflagefläche
Die Leuchtstoffbereiche
Die Versorgungsleitung
Die Leuchtstoffbereiche
Für einen gleichförmigen Farbeindruck über die Auflagefläche
Die Vergussschicht
Hierbei ist die transparente Vergussschicht
Die Verwendung der Glasschicht
Die obigen Figuren können auch verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung
Bei der Leuchtvorrichtung
Mit steigender Entfernung von der Leuchtvorrichtung
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiments, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
So ist eine Wellenlänge des wellenlängenumgewandelten Lichts allgemein nicht beschränkt, insbesondere nicht auf die Farben rot, grün und/oder blau. Thus, a wavelength of the wavelength-converted light is generally not limited, especially not to the colors red, green and / or blue.
Auch mag auf die Leuchtdioden
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1111
- Leuchtvorrichtung lighting device
- 1212
- Auflagefläche bearing surface
- 1313
- Leuchtstoffbereich Phosphor region
- 1414
- Leuchtstoffbereich Phosphor region
- 1515
- Leuchtstoffbereich Phosphor region
- 1616
- Aluminiumplatte aluminum plate
- 1717
- Versorgungsleitung supply line
- 1818
- seitlich abstrahlende Leuchtdiode laterally emitting LED
- 1919
- seitlich abstrahlende Leuchtdiode laterally emitting LED
- 2020
- nach oben abstrahlende Leuchtdiode upward emitting LED
- 2121
- Vergussschicht cast layer
- 2222
- freie Oberfläche free surface
- 3131
- Leuchtvorrichtung lighting device
- 3232
- Glasschicht glass layer
- 4141
- Leuchtvorrichtung lighting device
- B1B1
- Bildpunkt pixel
- B2B2
- Bildpunkt pixel
- G1G1
- Gruppe von geradlinig in Reihe angeordneten Leuchtstoffbereichen Group of linearly arranged in series phosphor areas
- G2G2
- Gruppe von matrixartig angeordneten Leuchtstoffbereichen Group of matrix-like arranged phosphor areas
- G3G3
- Gruppe von gekrümmt in Reihe angeordneten Leuchtstoffbereichen Group of curved luminescent phosphor regions
- P P
- Primärlicht primary light
- S S
- Sekundärlicht secondary light
- A A
- Ausschnitt neckline
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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