DE10025563B4 - Module for the arrangement of electric light-emitting elements, which can be integrated into a luminaire housing, and method for producing such a module - Google Patents

Module for the arrangement of electric light-emitting elements, which can be integrated into a luminaire housing, and method for producing such a module Download PDF

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Abstract

Modul für die Anordnung von elektrischen lichtemittierenden Elementen
– mit einer Mehrzahl von elektrischen lichtemittierenden Elementen (1),
– mit einem mechanisch flexibel ausgebildeten metallischen Gitter (2), das Leiterbahnen (20) aufweist, die mit den lichtemittierenden Elementen (1) mechanisch und elektrisch verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
das metallische Gitter (2) von mechanisch stabilisierendem Material (3) derart umgeben und in das Material (3) flächig eingebunden ist, daß das flexibel ausgebildete metallische Gitter versteift ist und die lichtemittierenden Elemente an Stellen, an denen sie ausstrahlen, vom Material freigespart sind. Module for the arrangement of electric light-emitting elements
With a plurality of electrical light-emitting elements (1),
With a mechanically flexible metallic grid (2), which has conductor tracks (20) which are mechanically and electrically connected to the light-emitting elements (1),
characterized in that
the metallic lattice (2) is surrounded by mechanically stabilizing material (3) and integrated into the material (3) in such a way that the flexibly formed metallic lattice is stiffened and the light-emitting elements are freed from the material at places where they emit light ,

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für die Anordnung von elektrischen lichtemittierenden Elementen mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen und mit einem mechanisch flexiblen metallischen Gitter, das Leiterbahnen aufweist, die mit den lichtemittierenden Elementen mechanisch und elektrisch verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Moduls, bei dem das metallische Gitter zu einer festgelegten geometrischen Anordnung geformt wird.The The present invention relates to a module for the arrangement of electrical light emitting elements having a plurality of light emitting elements and with a mechanically flexible metallic grid, the tracks having, with the light emitting elements mechanically and electrically are connected, and a method for producing such Module in which the metallic grid to a fixed geometric Arrangement is formed.

Elektrische lichtemittierende Elemente, die in einer Mehrzahl auf einem Modul zu einem sogenannten Array angeordnet sind, werden in unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt. Derartige Module, insbesondere für die Anordnung von lichtemittierenden Dioden (sogenannte LEDs), sind beispielsweise aus dem Bereich der Außen- und Innenbeleuchtung von Kraftfahrzeugen bekannt. Insbesondere für Rücklichter oder Bremsleuchten und dergleichen werden in zunehmendem Maße lichtemittierende Dioden anstelle von konventionellen Glühlampen eingesetzt. Die lichtemittierende Dioden weisen eine längere Lebensdauer, einen besseren Wirkungsgrad bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Strahlungsenergie im sichtbaren Spektralbereich und damit verbunden eine geringere Wärmeabgabe sowie insgesamt einen geringeren Platzbedarf auf. Im Aufbau muß jedoch zunächst ein gewisser Mehraufwand getrieben werden, denn aufgrund der relativ geringen Leuchtdichte einer Einzeln lichtemittierenden Diode im Vergleich zu einer Glühlampe muß eine zu einem Array geformte Anzahl von lichtemittierenden Dioden aufgebaut werden.electrical light-emitting elements, which in a majority on a module are arranged in a so-called array, are in different Applications used. Such modules, in particular for the arrangement of light-emitting diodes (so-called LEDs), for example, are made the field of foreign and interior lighting of motor vehicles. Especially for taillights or brake lights and the like are becoming increasingly light-emitting Diodes used instead of conventional light bulbs. The light-emitting Diodes have a longer duration Lifetime, better conversion efficiency of electrical energy in radiant energy in the visible spectral range and associated with a lower heat emission and a total of one less space required. In the construction, however, must first some extra work, because of the relatively low Luminance of a single light-emitting diode in comparison to a light bulb must have one too An array formed number of light-emitting diodes become.

Zur Realisierung eines flachen Beleuchtungsmoduls mit elektrischen lichtemittierenden Elementen, insbesondere LEDs, sind mehrere Ausführungen bekannt. In US 5 519 596 A ist ein Modul mit lichtemittierenden Dioden beschrieben, welches aus einem metallischen Rahmen aufgebaut ist, der starre Abschnitte, in denen lichtemittierende Dioden zwischen elektrisch leitenden Stegen kontaktiert sind, und flexible Abschnitte aufweist, die zwischen den starren Abschnitten eingesetzt sind. Die flexiblen Abschnitte sind jeweils aus einer metallischen, kammartigen und verbiegbaren Struktur aufgebaut.To realize a flat lighting module with electrical light-emitting elements, in particular LEDs, several embodiments are known. In US 5 519 596 A there is described a light emitting diode module constructed of a metallic frame having rigid portions in which light emitting diodes are contacted between electrically conductive lands and flexible portions interposed between the rigid portions. The flexible sections are each constructed of a metallic, comb-like and bendable structure.

Diese Anordnung weist eine gewisse Flexibilität auf, um das Modul in dreidimensionaler Anordnung formen und in ein Leuchtengehäuse einbauen zu können, das beispielsweise eine gekrümmte Gehäuseform aufweist. Das beschriebene Schaltungskonzept erlaubt jedoch nur die Anordnung von einer Reihe von lichtemittierenden Dioden in einem Modulabschnitt. Die LEDs sind dabei in einer sogenannten Matrixschaltung verschaltet, in der Parallelschaltungen von einzelnen LEDs jeweils eines Modulabschnitts über die verbiegbaren Strukturen hintereinander geschaltet sind. Das Modul wird außerdem von den LEDs zusammengehalten, so daß dieses nicht auseinanderfällt. Durch die Parallelschaltung der LEDs kann eine unkontrollierte Stromaufteilung in Folge von Spannungsunterschieden der einzelnen LEDs auftreten. Außerdem sind beispielsweise Reihenschaltungen von einzelnen LEDs auf diese Weise nicht möglich.These Arrangement has a certain flexibility to the module in three-dimensional Form arrangement and to be able to install in a luminaire housing, the for example, a curved Body shape having. However, the described circuit concept only allows the arrangement of a series of light emitting diodes in one Module section. The LEDs are in a so-called matrix circuit interconnected, in the parallel circuits of individual LEDs respectively of a module section via the bendable structures are connected in series. The Module will be added as well held together by the LEDs so that it does not fall apart. By the parallel connection of the LEDs can be an uncontrolled current distribution due to voltage differences of the individual LEDs occur. Furthermore are, for example, series connections of individual LEDs on these Way not possible.

In EP 0 364 806 A2 ist ein flächenhafter Strahler beschrieben, bei dem flächenhaft verteilte Lumineszenz-Halbleiterkörper durch eine Leiterbahnstruktur miteinander verbunden und die einzelnen Lumineszenz-Halbleiterkörper von Gehäusekörpern umgeben sind. Die Leiterbahnstruktur zwischen den einzelnen Gehäusekörpern ist derart beweglich ausgebildet, daß der Strahler in eine beliebig gekrümmte Form gebracht werden kann.In EP 0 364 806 A2 a surface-mounted radiator is described, in which areally distributed luminescent semiconductor bodies are interconnected by a conductor track structure and the individual luminescent semiconductor bodies are surrounded by housing bodies. The conductor track structure between the individual housing bodies is designed to be movable so that the radiator can be brought into an arbitrarily curved shape.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Modul für die Anordnung von elektrischen lichtemittierenden Elementen der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine freiliegende und vielseitige Anordnung und Verschaltung einer vergleichsweise großen Anzahl von lichtemittierenden Elementen erlaubt und welches bei der Herstellung für eine Vielzahl von geometrischen Anordnungen angepaßt werden kann.The The object of the present invention is to provide a module for the arrangement of electrical light-emitting elements of the type mentioned indicate which an exposed and versatile arrangement and Interconnection of a comparatively large number of light-emitting Elements allowed and which in the manufacture for a variety can be adapted by geometric arrangements.

Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zugehöriges Verfahren zur Herstellung eines Moduls der eingangs genannten Art anzugeben, so daß eine vielseitige Anordnung und Beschaltung einer vergleichsweise großen Anzahl von lichtemittierenden Elementen ermöglicht ist und das Modul in einer Vielzahl von geometrischen Anordnung einsetzbar ist.Farther It is an object of the present invention, an associated method for the preparation of a module of the type mentioned, so that one versatile arrangement and wiring of a relatively large number is made possible by light-emitting elements and the module in a variety of geometric arrangement can be used.

Die Aufgabe betreffend das Modul wird gelöst durch ein Modul mit dem Merkmalen des Anspruches 1.The Task concerning the module is solved by a module with the Features of claim 1.

Die Aufgabe betreffend das Verfahren zur Herstellung des Moduls wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Moduls für elektrische lichtemittierende Elemente, bei dem ein mechanisch flexibles metallisches Gitter bereitgestellt wird, das Leiterbahnen aufweist, und elektrische lichtemittierende Elemente mechanisch und elektrisch mit den Leiterbahnen verbunden werden, bei dem das metallische Gitter zu einer festgelegten geometrischen Anordnung geformt wird, und bei dem das metallische Gitter nach der Formung in ein mechanisch stabilisierendes Material eingegossen oder mit einem mechanisch stabilisierenden Material eingespritzt wird.The Task concerning the method of making the module solved by a method for producing a module for electrical Light-emitting elements, in which a mechanically flexible metallic Grid is provided, which has tracks, and electrical light-emitting elements mechanically and electrically with the conductor tracks be connected, in which the metallic grid to a fixed geometric arrangement is formed, and in which the metallic Grid after forming in a mechanically stabilizing material cast in or with a mechanically stabilizing material is injected.

Da das metallische Gitter von einem mechanisch stabilisierenden Material umgeben und in das Material flächig eingebunden ist, können die Leiterbahnen des metallischen Gitters gemäß den elektrischen Anforderungen angeordnet werden, ohne daß ein Stabilitätsverlust des metallischen Gitters und des Moduls eintreten kann. Die mechanische Stabilität des metallischen Gitters und des Moduls wird durch das stabilisierende Material hergestellt. Durch das Vorsehen des mechanisch stabilisierenden Materials wird also eine Entkopplung der mechanischen Anforderungen und der elektrischen Anforderungen an das metallische Gitter bewirkt. Das erfindungsgemäße Modul ermöglicht somit eine vielseitige Anordnung, einer vergleichsweise großen Anzahl von lichtemittierenden Elementen, insbe sondere von lichtemittierenden Dioden, mit unterschiedlicher Beschaltung.There the metallic lattice of a mechanically stabilizing material surrounded and flat in the material is involved the tracks of the metallic grid according to the electrical requirements be arranged without a loss of stability of the metallic grid and the module can occur. The mechanical stability of the metallic grid and the module is stabilized by the Material produced. By providing the mechanically stabilizing So material becomes a decoupling of mechanical requirements and the electrical requirements of the metallic grid causes. The module according to the invention allows thus a versatile arrangement, a comparatively large number of light-emitting elements, in particular special of light-emitting Diodes, with different wiring.

Das erfindungsgemäße Modul kann außerdem bei der Herstellung für eine Vielzahl von geometrischen Anordnungen angepaßt werden, da das metallische Gitter mechanisch flexibel ist. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das metallische Gitter zu einer festgelegten geometrischen Anordnung geformt und nach der Formung in das mechanisch stabilisierende Material eingegossen oder mit dem mechanisch stabilisierenden Material eingespritzt. Dadurch ist es möglich, das Modul an unterschiedliche Gehäuseformen eines Leuchtengehäuses anzupassen. Außerdem ist es möglich, eine vergleichsweise flache Anordnung des Moduls herzustellen, das in ein flaches Leuchtengehäuse beispielsweise eines Kraftfahrzeugs integriert werden kann.The module according to the invention can also in the production for a variety of geometric arrangements are adapted because the metallic grid is mechanically flexible. According to the method of the invention the metallic grid becomes a fixed geometric one Arrangement shaped and after forming in the mechanically stabilizing Material cast in or with the mechanically stabilizing material injected. This makes it possible adapt the module to different housing shapes of a luminaire housing. Furthermore Is it possible, to produce a comparatively flat arrangement of the module, the in a flat luminaire housing For example, a motor vehicle can be integrated.

Als elektrisch lichtemittierende Elemente werden vorzugsweise lichtemittierende Dioden (LEDs) verwendet. Diese werden mit den Leiterbahnen des metallischen Gitters mechanisch und elektrisch verbunden, vorzugsweise mit Hilfe der sogenannten Oberflächenmontagetechnik SMT (Surface-Mount Technology) oder alternativen Lötverfahren. Dies hat beispielsweise den Vorteil, daß für eine optimale Wärmeableitung von den LEDs gesorgt ist. Es ist jedoch auch möglich, prinzipiell LEDs zu verwenden, die mit Hilfe der sogenannten Snap-Technik auf der Leiterplatte befestigt werden. Es können allgemein unterschiedliche Methoden zur Befestigung der LEDs verwendet werden, solange sichergestellt ist, daß während des Aufbringens der LEDs ein maximaler zulässiger Wärmeeintrag in die LEDs nicht überschritten wird. Bevorzugt werden bekannte LEDs verwendet, die vergleichsweise kompakt sind und somit eine Anordnung einer Vielzahl von LEDs auf dem Modul erlauben.When electrically light-emitting elements are preferably light-emitting Diodes (LEDs) used. These are connected to the tracks of the metallic Gratings mechanically and electrically connected, preferably with the help of the so-called surface mounting technology SMT (Surface-Mount Technology) or alternative soldering. This has the advantage, for example, that for optimum heat dissipation taken care of by the LEDs. However, it is also possible, in principle, to LEDs use that with the help of the so-called snap technique on the circuit board be attached. It can generally used different methods for attaching the LEDs as long as it is ensured that during the application of the LEDs a maximum allowable heat input not exceeded in the LEDs becomes. Preferably, known LEDs are used, which comparatively are compact and thus an array of a variety of LEDs on allow the module.

Gegenüber Modulen, die in einem flexiblen Zustand in ein Leuchtengehäuse eingebaut werden, weist das erfindungsgemäße Modul den weiteren Vorteil auf, daß während der Montage eine erhöhte Stabilität vorhanden ist und das Modul als ein Bauteil in ein Leuchtengehäuse eingebaut werden kann. Das zu einem festen Bauteil verbundene Modul kann einfach weiterverarbeitet werden. Zudem läßt sich ein solches Beleuchtungsmodul verhältnismäßig flach herstellen, da die Leiterbahnen in das stabilisierende Material integriert sind.Opposite modules, which are installed in a flexible housing in a luminaire housing be, has the module of the invention the further advantage that during the Mounting an increased stability available is and installed the module as a component in a luminaire housing can be. The module connected to a solid component can be simple be further processed. In addition, such a lighting module can be produce relatively flat, because the tracks are integrated into the stabilizing material.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Modul in ein Leuchtengehäuse integriert, so daß das stabilisierende Material eine abschließende Gehäusewand des Leuchtengehäuses bildet. Dadurch wird die Montage des Moduls in das Leuchtengehäuse zusätzlich vereinfacht. Beispielsweise ist das Modul noch mit einer zusätzlichen optischen Frontabdeckung zu versehen, die auf das Modul in einfacher Weise aufgesetzt werden kann. Das Modul bildet in diesem Fall eine Rückwand des Leuchtengehäuses. Ist die optische Abdeckung hingegen nicht erforderlich, so kann eine Montage des Moduls entfallen.In a preferred embodiment the invention, the module is integrated into a lamp housing, so that the stabilizing Material a final housing wall of the lamp housing forms. As a result, the assembly of the module in the lamp housing is additionally simplified. For example, the module is still with an additional optical front cover to be provided, which are placed on the module in a simple manner can. The module forms in this case a rear wall of the lamp housing. is the optical cover, however, not required, so can a Assembly of the module omitted.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Moduls weist dieses einzelne Abschnitte des metallischen Gitters auf, in denen jeweils mehrere der lichtemittierenden Elemente angeordnet sind. Dadurch ist es beispielsweise möglich, durch geeignete Ausgestaltung der Winkelstellung der einzelnen Modulabschnitte eine gewünschte Leuchtdichteverteilung zu bewirken, um bestimmte Anforderungen an das Beleuchtungsmodul zu erfüllen.In an embodiment the module according to the invention has this single sections of metallic lattice, in each arranged a plurality of the light-emitting elements are. This makes it possible, for example, by suitable design the angular position of the individual module sections a desired luminance distribution to effect certain lighting module requirements to fulfill.

In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Modulabschnitte des metallischen Gitters eine Verbindung zu einer gemeinsamen Spannungsquelle auf, wobei das metallische Gitter zwischen den Modulabschnitten ansonsten keine weitere elektrische Verbindung aufweist. Dadurch ist es möglich, die lichtemittierenden Elemente in den einzelnen Modulabschnitten unterschiedlich zu verschalten, ohne daß dies Auswirkungen auf benachbarte Modulabschnitte bewirkt.In a development of the invention, the module sections of metallic grid connects to a common voltage source, the metal grid between the module sections otherwise has no further electrical connection. This makes it possible for the different light emitting elements in the individual module sections to interconnect without this Effects on adjacent module sections causes.

Das metallische Gitter des erfindungsgemäßen Moduls hat insbesondere die vorteilhafte Eigenschaft, daß eine vergleichsweise gute Wärmeleitfähigkeit gegeben ist. Durch das Einspritzen mit dem stabilisierenden Material beziehungsweise Eingießen in das stabilisierende Material wird die Wärmeleitung zusätzlich erhöht, da in diesem Falle kein Wärmewiderstand durch Luftspalte wie bei montierten Leiterplatten entsteht. Die vergleichsweise gute Wärmeleitfähigkeit hat insbesondere den Vorteil, daß die lichtemittierenden Elemente, insbesondere lichtemittierenden Dioden mit einer vergleichsweise großen Strahlungsleistung betrieben werden können, da eine gute Wärmeabfuhr gewährleistet ist.The metallic grid of the module according to the invention has in particular the advantageous property that a comparatively good thermal conductivity given is. By injecting with the stabilizing material or pouring in the stabilizing material, the heat conduction is additionally increased because in this case no thermal resistance created by air gaps as mounted circuit boards. The comparatively good thermal conductivity has the particular advantage that the light-emitting elements, in particular light-emitting diodes with a comparatively great radiant power can be operated because a good heat dissipation guaranteed is.

Zum Zwecke der guten Wärmeabfuhr und/oder zur Herstellung eines elektrischen Kontakts weist das metallische Gitter in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Moduls an einer äußeren Begrenzung des Moduls einen Kontakt auf, der zur Herstellung einer thermischen und/oder elektrisch leitfähigen Verbindung dient.For the purpose of good heat dissipation In one embodiment of the module according to the invention, the metallic lattice has a contact at an outer boundary of the module, which serves to produce a thermal and / or electrically conductive connection, and / or for producing an electrical contact.

Um eine Verbesserung der Wärmeabfuhr zu erreichen, weist das metallische Gitter in einer Weiterbildung ein Formelement aus einem wärmeabführenden Stoff auf, das mit dem metallischen Gitter wärmeleitend verbunden ist. Dieses Formelement ist beispielsweise in Form von Kühlrippen ausgebildet, die in das metallische Gitter integriert sind. Durch die Kühlrippen wird die Oberfläche des metallischen Gitters vergrößert, so daß eine bessere Kühlung erreicht werden kann.Around an improvement in heat dissipation to reach, the metallic lattice in a further development a molded element of a heat-dissipating Cloth, which is thermally conductively connected to the metallic grid. This Form element is formed, for example in the form of cooling fins, in the metallic grid are integrated. Through the cooling fins becomes the surface of the metallic lattice, so that one better cooling can be achieved.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das stabilisierende Material als Kunststoff ausgebildet. Es können hierbei verschiedene Arten von Kunststoffen verwendet werden, wie sie beispielsweise für die Herstellung von Leuchtengehäusen Anwendung finden.In an advantageous embodiment the invention, the stabilizing material is formed as plastic. It can Different types of plastics are used, such as for example for the production of luminaire housings Find application.

Das Material beziehungsweise der Kunststoff kann in einer vorteilhaften Weiterbildung derart beschaffen sein, daß eine charakteristische optische Wirkung des Moduls insgesamt bewirkt ist. Beispielsweise kann der Kunststoff derart ausgestaltet sein, daß sich eine reflektierende Frontfläche des Moduls ergibt, beispielsweise für den Einsatz als Rückleuchte in einem Kraftfahrzeug. Alternativ dazu kann auch eine streuende Wirkung der Frontfläche erreicht werden, so daß die optische Wirkung der lichtemittierenden Elemente unter einstrahlendem Licht besser hervortritt.The Material or the plastic can in an advantageous Training be designed such that a characteristic optical effect the module is effected in total. For example, the plastic be designed such that a reflective front surface of the module, for example, for use as a tail light in a motor vehicle. Alternatively, a scattering Effect of the front surface be achieved so that the optical effect of the light-emitting elements under einstrahlendem Light stands out better.

Gegenüber der Verwendung von bekannten sogenannten Flexboards für die Verwendung in flexiblen LED-Modulen weist das erfindungsgemäße Modul insbesondere den Vorteil auf, daß durch die Verwendung eines metallischen Gitters eine im Vergleich dazu höhere Wärmeleitfähigkeit gegeben ist. Außerdem wird eine bei der Anwendung von Flexboards relativ aufwendige Montage der Module in beispielsweise dreidimensionaler Anordnung weitgehend vermieden, da das erfindungsgemäße Modul kompakt zu einem fest verbundenen Bauteil geformt ist.Opposite the Use of known so-called flexboards for use in flexible LED modules, the module according to the invention has the particular advantage on that through the use of a metallic grid one in comparison higher thermal conductivity given is. Furthermore becomes a relatively complex installation when using flexboards the modules largely in, for example, three-dimensional arrangement avoided because the module of the invention compact is formed into a firmly connected component.

Bei der Herstellung des Moduls kann das Layout des metallischen Gitters für die Ansteuerung der lichtemittierenden Elemente wie bei herkömmlichen Leiterplattenmaterialien erstellt werden. Das Layout wird beispielsweise über ein Stanzwerkzeug auf das Metallgitter übertragen. Die lichtemittierenden Elemente, insbesondere LEDs, werden dann beispielsweise durch eine Standard SMT-Montage an dem metallischen Gitter befestigt. Das Metallgitter kann mittels eines Biegewerkzeugs in die gewünschte geometrische Anordnung gebracht werden und anschließend mit dem stabilisierenden Material eingespritzt werden. Etwaige vorgesehene Verbindungsstege in dem metallischen Gitter, die während der Montage zur Stabilisierung beitragen, werden nach dem Eingießen beziehungsweise Einspritzen beispielsweise durch Stanzen entfernt. Die mechanische Stabilität des Moduls wird dadurch nicht beeinflußt. Etwaige durch das Stanzen beziehungsweise Entfernen der Verbindungsstege entstehende Löcher in der Ummantelung werden vorzugsweise an schließend wieder versiegelt, um beispielsweise Gehäuseanorderungen wie Dichtigkeit oder ähnlichem zu entsprechen.at the production of the module can be the layout of the metallic grid for the Control of the light-emitting elements as in conventional Printed circuit board materials are created. For example, the layout will be over Transfer the punching tool to the metal grid. The light-emitting Elements, in particular LEDs, are then for example by a Standard SMT mounting attached to the metal grid. The metal grid can by means of a bending tool in the desired geometric arrangement be brought and then be injected with the stabilizing material. Any planned Connecting webs in the metallic grid, which during the Mounting contribute to stabilization, after pouring respectively Injection, for example, removed by punching. The mechanical stability of the module is not affected. Eventual through the punching or removing the connecting webs resulting holes in the sheath are preferably sealed again at closing to for example housing requirements like tightness or the like correspond to.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments and further developments are characterized in dependent claims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawing Figures closer explained. Show it:

1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls, 1 a side view of an embodiment of a module according to the invention,

2 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls, 2 a top view of an embodiment of a module according to the invention,

3 eine Draufsicht und Seitenansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Moduls während der Herstellung, 3 a top view and side views of an embodiment of the module according to the invention during manufacture,

4 eine Draufsicht eines beispielhaften metallischen Gitters während der Herstellung, 4 a top view of an exemplary metallic grid during manufacture,

5 ein elektrisches Prinzipschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls. 5 an electrical schematic diagram of an embodiment of a module according to the invention.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Moduls 10, welches lichtemittierende Elemente 1, zum Beispiel in Form von lichtemittierenden Dioden aufweist. Die LEDs 1 sind mit einem mechanisch flexiblen metallischen Gitter 2 mechanisch und elektrisch verbunden. Das metallische Gitter 2 ist insbesondere in Längs- und Querrichtung in gewissem Maß komprimierbar beziehungsweise expandierbar und dadurch leicht verbiegbar. In das metallische Gitter 2 sind Leiterbahnen integriert, die zur Verschaltung der LEDs 1 dienen. Das metallische Gitter 2 ist von einem mechanisch stabilisierenden Material 3 umgeben und in das Material 3 flächig eingebunden. Das Material 3 ist beispielsweise als Kunststoff ausgeführt. Das metallische Gitter 2 dient als Leiterplatte mit einem beliebigen Schaltungslayout. Der Kunststoff 3 dient zur Fixierung und Versteifung des metallischen Gitters 2. Das metallische Gitter 2 kann dabei ganzflächig von dem Kunststoff umgeben sein oder auch nur partiell. An den Stellen des Moduls 10, an denen die LEDs 1 ausstrahlen, sind jeweils Freisparungen vorgesehen. 1 shows an embodiment of a module 10 , which light-emitting elements 1 , for example in the form of light-emitting diodes. The LEDs 1 are equipped with a mechanically flexible metallic grid 2 mechanically and electrically connected. The metallic grid 2 is in particular in the longitudinal and transverse directions to some extent compressible or expandable and thus easily bendable. In the metallic grid 2 are interconnects integrated to interconnect the LEDs 1 serve. The metallic grid 2 is of a mechanically stabilizing material 3 surrounded and in the material 3 integrally integrated. The material 3 is designed for example as plastic. The metallic grid 2 serves as a printed circuit board with any circuit layout. Plastic 3 serves to fix and stiffen the metallic grid 2 , The metallic grid 2 can be surrounded over the entire surface of the plastic or only partially. In the places of the module 10 at which the LEDs 1 are each provided with recesses.

In 1 ist außerdem eine Seitenansicht eines Leuchtengehäuses 30 dargestellt, in welches das Modul 10 eingesetzt ist. Das Gehäuse 30 weist in dieser Ausführungsform eine Frontplatte 31 auf, die transparent für optische Strahlung ist, sowie nicht dargestellte Nuten, mit deren Hilfe das Modul 10 mit der Frontplatte 31 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Modul 10 sicher und verhältnismäßig einfach mit der Frontplatte 31 verbunden werden, so daß die LEDs 1 des Moduls 10 in einer definierten Abstrahlrichtung emittieren. Der Kunststoff 3, der das metallische Gitter 2 umgibt, bildet in dieser Ausführungsform eine abschließende Gehäuserückwand 32 des Leuchtengehäuses 30.In 1 is also a side view of a light housing 30 represented, in which the module 10 is used. The housing 30 has a front panel in this embodiment 31 on, which is transparent to optical radiation, and not shown grooves, with the help of the module 10 with the front panel 31 connected is. That way, the module can 10 safe and relatively easy with the front panel 31 be connected so that the LEDs 1 of the module 10 emit in a defined direction of emission. Plastic 3 holding the metallic grid 2 surrounds forms in this embodiment, a final housing rear wall 32 of the luminaire housing 30 ,

Durch eine geeignete Auswahl des Kunststoffs 3 lassen sich unterschiedliche optische Eigenschaften beziehungsweise charakteristische optische Wirkungen des Moduls 10 bewirken. Dadurch kann insbesondere die Leuchtdichteverteilung beeinflußt werden, es kann auch die optische Wirkung des Moduls 10 bezüglich von außen einstrahlendem Licht beeinflußt werden. Durch gezielte Formung des Moduls 10 beziehungsweise durch geeignete Winkelstellung der LEDs kann außerdem ebenfalls die Leuchtdichteverteilung verändert werden, um bestimmte Anforderungen an das Leuchtenmodul 10 zu erfüllen. Das Modul 10 ist in 1 derart geformt, daß die LEDs entlang einer gemeinsamen optischen Achse in einer gemeinsamen Richtung abstrahlen.By a suitable choice of the plastic 3 can be different optical properties or characteristic optical effects of the module 10 cause. As a result, in particular the luminance distribution can be influenced, it can also the optical effect of the module 10 be influenced with respect to externally einstrahlendem light. By targeted shaping of the module 10 or by appropriate angular position of the LEDs can also be changed also the luminance distribution to certain requirements of the lamp module 10 to fulfill. The module 10 is in 1 shaped such that the LEDs radiate along a common optical axis in a common direction.

Die transparente Frontfläche 31 kann in einer Ausgestaltung eine Vielzahl von Linsen zur Bündelung des von den LEDs 1 emittierten Lichts enthalten. Es kann auch vorgesehen sein, daß zusätzliche optische Elemente zur Strahlführung und/oder Strahlbündelung vor die Lichtaustrittsfläche der LEDs 1 gesetzt werden.The transparent front surface 31 In one embodiment, a plurality of lenses for bundling the of the LEDs 1 emitted light. It can also be provided that additional optical elements for beam guidance and / or beam focusing in front of the light exit surface of the LEDs 1 be set.

Das metallische Gitter 2 aus 1 weist jeweils an den äußeren Begrenzungen des Moduls 10 Kontakte 4 auf, die zur Herstellung einer thermischen und elektrischen leitfähigen Verbindung dienen. Dadurch ist eine gute Wärmeabfuhr des Moduls 10 gewährleistet. Die Wärmeabfuhr kann durch Vorsehen eines in 1 nicht dargestellten Formelements weiter verbessert werden, das beispielsweise in Form von Kühlrippen ausgeführt ist.The metallic grid 2 out 1 indicates each at the outer limits of the module 10 contacts 4 on, which serve to produce a thermal and electrical conductive connection. This is a good heat dissipation of the module 10 guaranteed. The heat dissipation can be achieved by providing a in 1 not shown element elements are further improved, which is carried out for example in the form of cooling fins.

In 2 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Moduls 10 dargestellt. Die LEDs 1 sind in den Freisparungen 5 der Kunststoffummantelung 3 angeordnet. Das Modul 10 weist einzelne Modulabschnitte M1 bis M3 auf, in denen jeweils mehrere der LEDs 1 angeordnet sind. Die Modulabschnitte M1 bis M3 sind durch die geformten Bereiche FB voneinander getrennt. Die Freisparungen 5 können eine beliebige Geometrie, beispielsweise quadratisch oder rund, aufweisen.In 2 is a plan view of an embodiment of a module according to the invention 10 shown. The LEDs 1 are in the recesses 5 the plastic casing 3 arranged. The module 10 has individual module sections M1 to M3, in each of which several of the LEDs 1 are arranged. The module sections M1 to M3 are separated from each other by the shaped sections FB. The recesses 5 can have any geometry, such as square or round.

Anhand von 3 wird im folgenden ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Moduls näher erläutert.Based on 3 In the following, a method for producing such a module will be explained in more detail.

3a zeigt ein metallisches Gitter 2, das mit einem Layout für die Ansteuerung der LEDs 1 wie bei herkömmlichen Leiterplattenmaterialien erstellt ist. Das Layout wird beispielsweise über ein Stanzwerkzeug auf das Metallgitter 2 übertragen. Durch die voneinander getrennten Leiterbahnen, die an einzelnen nicht dargestellten Stellen noch zusammengehalten werden, wird eine gewisse mechanische Flexibilität des metallischen Gitters 2 erreicht. Die LEDs 1 werden mit den Leiterbahnen des metallischen Gitters 2 mechanisch und elektrisch verbunden, beispielsweise mit Hilfe einer Standard SMT-Montage. 3b zeigt eine entsprechende Seitenansicht der Anordnung nach 3a. 3a shows a metallic grid 2 that has a layout for driving the LEDs 1 as created with conventional printed circuit board materials. The layout is for example via a punching tool on the metal grid 2 transfer. Due to the separate conductor tracks, which are still held together at individual points, not shown, a certain mechanical flexibility of the metallic grid 2 reached. The LEDs 1 be with the tracks of the metallic grid 2 mechanically and electrically connected, for example by means of a standard SMT assembly. 3b shows a corresponding side view of the arrangement according to 3a ,

Wie in 3c dargestellt, wird das Metallgitter 2 beispielsweise mittels eine Biegewerkzeugs in die gewünschte geometrische, in diesem Fall dreidimensionale Anordnung gebracht. Im Anschluß daran wird das Modul mit einem Kunststoff 3 eingespritzt, so daß das metallische Gitter 2 flächig eingebunden ist und durch den Kunststoff 3 mechanisch stabilisiert ist (3d). Durch gezielte Formgebung und Auswahl des Kunststoffmaterials kann beispielsweise eine gezielte Reflektorgeometrie für die optische Ausleuchtung hergestellt werden.As in 3c shown, the metal grid 2 For example, by means of a bending tool in the desired geometric, in this case three-dimensional arrangement brought. Following this, the module is made with a plastic 3 injected so that the metallic grid 2 is integrally bonded and through the plastic 3 mechanically stabilized ( 3d ). By targeted shaping and selection of the plastic material, for example, a specific reflector geometry for the optical illumination can be produced.

4 zeigt eine Draufsicht eines beispielhaften metallischen Gitters 2, das Metallteile 20 als Leiterbahnen aufweist. Die LEDs 1 sind dabei in einzelnen Modulabschnitten M11 und M12 angeordnet. Da das metallische Gitter hier noch nicht in Kunststoff eingebunden ist, sind Verbindungsstege 23 vorgesehen, die einen Zusammenhalt der Metallteile 20 gewährleisten. Die Verbindungsstege 23 bleiben beim Stanzen des metallischen Gitters 2 vorerst stehen. Nach dem Einspritzen beziehungsweise Eingießen des metallischen Gitters 2 in den Kunststoff 3 werden die Metallteile 20 an den Verbindungsstegen 23 getrennt, indem die Verbindungsstege 23 beispielsweise durch Stanzen entfernt werden. Das metallische Gitter 2 ist außerdem an seinen Metallteilen 20 mit einem Formelement 24 verbunden, das in Form von Kühlrippen ausgeführt ist. 4 shows a plan view of an exemplary metallic grid 2 , the metal parts 20 having conductor tracks. The LEDs 1 are arranged in individual module sections M11 and M12. Since the metallic grid is not yet incorporated in plastic, are connecting webs 23 provided a cohesion of metal parts 20 guarantee. The connecting bridges 23 remain when punching the metallic grid 2 for the time being. After injection or pouring of the metallic grid 2 in the plastic 3 become the metal parts 20 at the connecting bridges 23 separated by the connecting webs 23 be removed for example by punching. The metallic grid 2 is also on his metal parts 20 with a form element 24 connected, which is designed in the form of cooling fins.

In 5 ist ein elektrisches Prinzipschaltbild für die Modulanordnung nach 4 gezeigt. Sie zeigt die LEDs 1, die in mehreren Reihenschaltungen angeordnet sind, die jeweils parallel zueinander geschaltet sind. Dabei bildet ein Modulabschnitt M11 beziehungsweise M12 nach 4 jeweils eine Reihenschaltung aus LEDs 1. Die LEDs 1 sind an der Anode 21 und Kathode 22 mit einer gemeinsamen Spannungsquelle Q verbunden. Sind die Verbindungsstege 23 nach 4 durch trennt, so besteht zwischen den Modulabschnitten M11 und M12 bis auf die Verbindung zur gemeinsamen Spannungsquelle Q keine elektrische Verbindung. Mit der Reihenschaltung der LEDs 1 ergibt sich beispielsweise der Vorteil, daß eine definierte Stromaufteilung für die LEDs 1 erreicht werden kann. Durch die elektrische Trennung der Modulabschnitte kann innerhalb der Modulabschnitte M11 beziehungsweise M12 im Prinzip jede beliebige Schaltung realisiert werden. Die mechanische Stabilität des metallischen Gitters 2 ist unabhängig davon durch das Kunststoffmaterial 3, das zur Fixierung und Versteifung nach dem Entfernen der Verbindungsstege 23 dient, hergestellt.In 5 is an electrical schematic diagram for the module assembly according to 4 shown. It shows the LEDs 1 which are arranged in a plurality of series circuits, which are respectively connected in parallel with each other. In this case, a module section M11 or M12 forms after 4 each a series circuit of LEDs 1 , The LEDs 1 are at the anode 21 and cathode 22 connected to a common voltage source Q. Are the connecting bridges 23 to 4 through, there is no electrical connection between the module sections M11 and M12 except for the connection to the common voltage source Q. With the series connection of the LEDs 1 For example, there is the advantage that a defined current distribution for the LEDs 1 can be achieved. As a result of the electrical separation of the module sections, any circuit can in principle be realized within the module sections M11 or M12. The mechanical stability of the metallic grid 2 is independent of the plastic material 3 used for fixing and stiffening after removing the connecting webs 23 serves, manufactured.

Claims (15)

Modul für die Anordnung von elektrischen lichtemittierenden Elementen – mit einer Mehrzahl von elektrischen lichtemittierenden Elementen (1), – mit einem mechanisch flexibel ausgebildeten metallischen Gitter (2), das Leiterbahnen (20) aufweist, die mit den lichtemittierenden Elementen (1) mechanisch und elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) von mechanisch stabilisierendem Material (3) derart umgeben und in das Material (3) flächig eingebunden ist, daß das flexibel ausgebildete metallische Gitter versteift ist und die lichtemittierenden Elemente an Stellen, an denen sie ausstrahlen, vom Material freigespart sind. Module for the arrangement of electric light-emitting elements - with a plurality of electric light-emitting elements ( 1 ), - with a mechanically flexible formed metallic grid ( 2 ), the tracks ( 20 ), which are connected to the light-emitting elements ( 1 ) are mechanically and electrically connected, characterized in that the metallic grid ( 2 ) of mechanically stabilizing material ( 3 ) surrounded and in the material ( 3 ) is integrated surface, that the flexibly formed metallic lattice is stiffened and the light-emitting elements at points where they emit, are freed from the material. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Elemente (1) als lichtemittierende Dioden ausgebildet sind.Module according to Claim 1, characterized in that the light-emitting elements ( 1 ) are formed as light-emitting diodes. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3) als Kunststoff ausgebildet ist.Module according to claim 1 or 2, characterized in that the material ( 3 ) is formed as a plastic. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (10) einzelne Modulabschnitte (M11, M12) des metallischen Gitters (2) aufweist, in denen jeweils mehrere der lichtemittierenden Elemente (1) angeordnet sind.Module according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the module ( 10 ) individual module sections (M11, M12) of the metallic grid ( 2 ), in each of which a plurality of the light-emitting elements ( 1 ) are arranged. Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulabschnitte (M11, M12) eine Verbindung zu einer gemeinsamen Spannungsquelle (Q) aufweisen und das metallische Gitter (2) zwischen den Modulabschnitten (M11, M12) ansonsten keine elektrische Vebindung aufweist.Module according to Claim 4, characterized in that the module sections (M11, M12) have a connection to a common voltage source (Q) and the metallic grid ( 2 ) between the module sections (M11, M12) otherwise has no electrical connection. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) an einer äußeren Begrenzung des Moduls (10) einen Kontakt (4) aufweist zur Herstellung einer thermisch und/oder elektrisch leitfähigen Verbindung.Module according to one of claims 1 to 5, characterized in that the metallic grid ( 2 ) at an outer boundary of the module ( 10 ) a contact ( 4 ) for producing a thermally and / or electrically conductive compound. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) ein Formelement (24) aus einem wärmeabführenden Stoff aufweist und mit dem Formelement (24) wärmeleitend verbunden ist.Module according to one of claims 1 to 6, characterized in that the metallic grid ( 2 ) a form element ( 24 ) comprises a heat-dissipating substance and with the molded element ( 24 ) is thermally conductively connected. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul (10) in einer dreidimensionalen Anordnung ausgerichtet ist.Module according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the module ( 10 ) is aligned in a three-dimensional arrangement. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Material (3) derart beschaffen ist, daß eine charakteristische optische Wirkung des Moduls (10) bewirkt ist.Module according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the material ( 3 ) is such that a characteristic optical effect of the module ( 10 ) is effected. Leuchtengehäuse, in welches ein Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche integriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das das Material (3) eine abschließende Gehäusewand (32) des Leuchtengehäuses (30) bildet.Luminaire housing, in which a module according to one of the preceding claims is integrated, characterized in that the material ( 3 ) a final housing wall ( 32 ) of the luminaire housing ( 30 ). Verfahren zur Herstellung eines Moduls für elektrische lichtemittierende Elemente mit den Merkmalen: es wird ein mechanisch flexibles metallisches Gitter (2) bereitgestellt, das Leiterbahnen (20) aufweist, es werden elektrische lichtemittierende Elemente (1) mechanisch und elektrisch mit den Leiterbahnen (20) verbunden, das metallische Gitter (2) wird zu einer festgelegten geometrischen Anordnung geformt, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) nach der Formung in ein mechanisch stabilisierendes Material (3) eingegossen oder mit einem mechanisch stabilisierenden Material (3) eingespritzt wird.Method for producing a module for electric light-emitting elements having the features: a mechanically flexible metallic grid ( 2 ), the printed conductors ( 20 ), there are electrical light-emitting elements ( 1 ) mechanically and electrically with the conductor tracks ( 20 ), the metallic grid ( 2 ) is formed into a fixed geometric arrangement, characterized in that the metallic grid ( 2 ) after shaping into a mechanically stabilizing material ( 3 ) or with a mechanically stabilizing material ( 3 ) is injected. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) in Kunststoff (3) eingegossen oder mit Kunststoff (3) eingespritzt wird.Method according to claim 11, characterized in that the metallic grid ( 2 ) in plastic ( 3 ) or with plastic ( 3 ) is injected. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (20) durch Verbindungsstege (23) miteinander verbunden sind und die Verbindungsstege (23) nach dem Eingießen bzw. Einspritzen entfernt werden.Method according to claim 11 or 12, characterized in that the printed conductors ( 20 ) by connecting webs ( 23 ) are interconnected and the connecting webs ( 23 ) are removed after pouring or injecting. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere der lichtemittierenden Elemente (1) in einzelnen Modulabschnitten (M11, M12) des metallischen Gitters (2) angeordnet werden, die durch Verbindungsstege (23) miteinander verbunden sind und die Verbindungsstege (23) nach dem Eingießen bzw. Einspritzen entfernt werden.Method according to one of Claims 11 to 13, characterized in that in each case a plurality of the light-emitting elements ( 1 ) in individual module sections (M11, M12) of the metallic grid ( 2 ) arranged by connecting webs ( 23 ) are interconnected and the connecting webs ( 23 ) are removed after pouring or injecting. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Gitter (2) zu einer dreidimensionalen Anordnung geformt wird.Method according to one of Claims 11 to 14, characterized in that the metallic grid ( 2 ) is formed into a three-dimensional arrangement.
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