光电子发光设备和制造光电子发光设备的方法与流程

本专利申请要求德国申请de102018133655.1的优先权，其公开内容由此通过引用并入。

本发明涉及一种光电子发光设备，具有载体和至少一个像素，所述至少一个像素具有三个发光元件，特别是led（led=lightemittingdiode，发光二极管）。

背景技术：

在例如集成到机动车辆的内部空间元件中的光电子发光设备的情况下，期望这些光电子发光设备能够被设计得特别紧凑。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是提供一种可以紧凑设计的光电子发光设备。

该任务通过具有权利要求1的特征的光电子发光设备来解决。本发明的优选实施方式和扩展在从属权利要求中加以说明。

根据本发明的光电子发光设备包括载体和至少一个像素，所述至少一个像素具有三个发光元件，特别是led，其中所述像素的发光元件布置在所述载体的上侧上并且每个发光元件具有中点，并且其中所述发光元件布置在位于所述载体的上侧上的假想中心点周围，使得所述发光元件的中点位于围绕所述中心点并具有限定半径的假想圆形轨道上。

通过将所述发光元件布置在所述载体的上侧上，使得所述发光元件的中点位于围绕所述中心点的圆形轨道上，在对应地选择所述圆形轨道的半径或直径的情况下，所述发光元件可以特别接近彼此地布置。每个发光元件可以用最初可流动然后硬化的粘接材料固定在所述载体的上侧上。在此，特别是由于所述发光元件的布置，即使在所述发光元件彼此相对靠近时也可以避免粘接材料蠕流到发光元件上，也称为“creeping”，而无需例如在所述载体的上侧上设置凹槽等来容纳多余的粘接材料。

每个发光点可以具有特别是长方体的基体，该基体具有四边形基面。所述基面中的相应假想对角线可以分别在所述基面或所述基体的相对的角之间延伸。在此，基面在平行于所述基体的底侧或上侧延伸的平面中伸展。

所述圆形轨道的半径可以至少对应于对角线长度的一半。由此可以确保所述发光元件可以围绕所述中心点布置，使得所述发光元件的中点位于所述圆形轨道上。相应发光元件的中点在此可以通过对角线的交点来定义。

所述圆形轨道的半径可以对应于所述对角线长度的一半与预给定的安全距离之和。通过所述安全距离特别是可以实现：所述发光元件可以沿着所述圆形轨道围绕所述中心点布置而在此过程中不会彼此碰撞。

所述安全距离可以在0μm和60μm之间的范围内。例如，所述安全距离可以至少接近10μm、20μm、30μm、40μm、50μm或60μm。

每个发光元件可以具有特别是长方体或立方体形状的基体，该基体带有四边形基面，其中每个发光元件的基体的角至少近似位于在相应发光元件的中点与所述中心点之间伸展的假想线上。因此，所述发光元件与传统布置相比旋转地布置在载体的上侧上。特别地，发光元件的相应角指向所述中心点。这导致尽管发光元件紧凑、接近紧密的布置，仍然在所述发光元件之间形成相对大的自由空间。由此可以避免用于将发光元件固定在载体上的尚未硬化的粘接材料蠕流。

在发光元件的情况下，其中每个发光元件的基体的角位于在相应发光元件的中点和所述中心点之间伸展的假想线上的上述布置可以对应于发光元件围绕所述中心点并且关于相邻的发光元件旋转120°。

每个发光元件可以具有带有四边形基面的基体，其中所述发光元件布置在所述载体的上侧上，使得相邻发光元件的基体的彼此相对的侧表面不彼此平行地伸展。每个发光元件因此可以例如相对于相邻的发光元件旋转。旋转轴优选穿过所述中心点并垂直于所述载体的上侧。由此可以实现发光元件相对于彼此相应旋转了120°。

从所述圆形轨道的圆周方向来看，所述发光元件可以彼此均匀地间隔开。由此可以实现发光元件围绕所述中心点并且沿着所述圆形轨道的圆周方向的均匀分布。

所述发光元件可以粘附或粘接在所述载体的上侧上。

光电子发光设备还可以具有光纤，由发光元件发射的光可以输入耦合到所述光纤中。在此可以规定，所述光纤的为了该输入耦合而设置的端部布置在发光元件上方一距离处。

光学元件，例如透镜，可以可选地设置在光纤的所述端部和所述发光元件之间，特别是为了提高输入耦合到光纤中的效率。

所述光纤可以特别是布置在发光元件上方，使得光轴的假想纵轴至少基本上穿过所述中心点。所述光纤的为了输入耦合而设置的端部因此在发光元件上方居中。由此可以通过简单的方式实现由三个发光元件发射的相应光的均匀输入耦合。

所述光电子发光设备可以具有标记，该标记特别是构造在所述载体的上侧上。所述载体可以是例如引线框，其中所述标记位于已经去除了非导电绝缘体的位置处。所述标记因此可以由被绝缘材料包围的金属区域、特别是铜区域形成。所述标记在此不仅可以设计成点状，也可以是其他形状，例如十字形标记或由多个点或点和线的组合组成的标记。

所述标记可以用于确定假想中心点的额定位置和/或用于定位发光元件的中点的相应额定位置。例如将发光元件布置在所述载体的上侧上的机器可以被设计为识别所述标记，并且所述基于标记全自动地确定所述中心点的额定位置和/或用于定位发光元件的中点的相应额定位置。然后，所述机器可以以对应的方式在所述载体上布置发光元件，并在必要时将发光元件接线。

本发明还涉及一种用于制造光电子发光设备的方法，其中所述方法具有以下步骤：

•在载体的上侧上构造出标记，

•特别是借助于至少一个预给定规则，并从所述标记开始确定载体上侧上的假想中心点，

•从所述标记和/或所述中心点开始，并且特别是使用至少一个其他预给定规则，为像素的三个发光元件确定假想的三个位置点，使得所述三个位置点位于围绕所述中心点的假想圆形轨道上，所述圆形轨道具有限定的半径，

•将三个发光点布置在所述载体的上侧上，使得每个发光元件的中点分别布置在所述三个位置点之一上。

这种方法例如可以由上面已经提到的用于将发光元件布置在诸如引线框的载体上的机器来执行。用于从所述标记开始确定所述中心点的规则可以例如预给定说明所述中心点相对于所述标记的位置的坐标。所述机器然后可以基于这些坐标从所述标记开始确定假想的中心点。

用于为像素的三个发光元件确定三个假想位置点的规则例如可以包括所述三个发光元件在圆形轨道的圆周方向上彼此均匀地间隔开。

根据该方法的一种扩展，借助于所述标记和/或所述中心点可以将光纤的端部布置在所述发光元件上方一距离处，使得所述光纤的假想纵轴至少基本上穿过所述中心点。因此，所述光纤可以布置在所述发光元件上方，使得所述光纤居中地布置在所述发光元件上方。由此可以实现由所述发光元件发射的光均匀输入耦合到所述光纤中。

根据该方法的一种扩展，每个发光点可以具有基体，该基体具有四边形的、特别是正方形或矩形的基面，其中相应的假想对角线分别在两个相对的角之间延伸，并且其中所述圆形轨道的半径被定义为使得该半径至少等于或大于所述对角线长度的一半。在该方法中，所述圆形轨道的半径可以被定义为，使得该半径对应于所述对角线长度的一半与预给定的安全距离之和。

在该方法中特别是可以规定，从所述圆形轨道的圆周方向上看，所述发光元件彼此均匀间隔地布置在所述载体上。

可以规定，所述发光元件布置为使得每个发光元件的基体的角至少近似地位于在相应发光元件的中点和所述中心点之间延伸的假想线上。还可以规定，所述发光元件布置在所述载体的上侧上，使得相邻发光元件的基体的彼此相对的侧表面彼此不平行地伸展。

附图说明

下面示例性地参考附图描述本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的光电子设备的变体的俯视图，

图2示意性地示出了图1的设备的透视图，

图3示意性地示出了根据本发明的用于制造光电子发光设备的方法的变体的图示，

图4示意性地示出了在光电子发光设备的载体上的标记的示例性设计，

图5示意性地示出了在光电子发光设备的载体上的标记的另一示例性设计，以及

图6示意性地示出了具有光纤的图1的光电子发光设备的侧剖视图。

具体实施方式

图1和图2中所示的光电子发光设备包括诸如引线框的载体11，和至少一个像素13，在所示的示例中所述至少一个像素被设计为rgb像素并且具有三个发光元件15a、15b和15c。每个光元件15a、15b和15c被设计为led。为了实现rgb像素，这些发光元件之一可以发射蓝光，这些发光元件之一可以发射红光，并且这些发光元件之一可以发射绿光。在此，rgb代表红色、绿色和蓝色，并且通过对发光元件15a、15b和15c的对应的单独操控，可以与rgb颜色模型相对应地以本身已知的方式实现不同的颜色。

在图1和图2的光电子发光设备中，像素13的发光元件15a、15b和15c布置在载体11的上侧17上。每个发光元件15a、15b和15c具有中点m。此外，发光元件15a、15b、15c布置在位于载体11的上侧17上的假想中心点z周围，使得发光元件15a、15b和15c的中点m位于具有限定的半径r的围绕中心点z的假想圆形轨道k上。

每个发光元件具有基体19，基体19具有四边形（这里是正方形）的基面。相应的假想对角线d分别在基体19的两个相对的角e之间延伸。

相应发光元件15a、15b和15c的中点m由对角线d的交点定义。此外，圆形轨道k的半径r可以至少对应于对角线d长度的一半。优选地，圆形轨道k的半径r对应于对角线d长度的一半与预给定安全距离s的总和。如果安全距离s大于0，则导致发光元件15a、15b和15c的面向中心点z的角e不在中心点z处接触，而是与安全距离s相对应地与中心点z间隔开。在此，安全距离s可以是例如40μm，其中另外的值也是可能的，例如在0μm和60μm之间的范围内。

如在图1中可见，发光元件15a、15b和15c布置为使得相应发光元件的面向中心点z的角e至少近似位于在相应发光元件的中点m和中心点z之间延伸的假想线上。此外，发光元件15a、15b和15c布置为使得相邻发光元件15a、15b和15c的基体19的彼此相对的侧表面sf彼此不平行地伸展。此外，从所述圆形轨道的圆周方向u看，发光元件15a、15b和15c彼此均匀地间隔开。

特别地，发光元件15a、15b和15c可以布置在载体11上，使得例如第一发光元件15a取向为使得面向中心点z的角e位于在第一发光元件15a的中点m和中心点z之间延伸的假想线上。第二发光元件15b可以布置成使得它相对于第一发光元件15a围绕中心点z旋转了至少基本上120°。以对应的方式，第三发光元件15c可以布置成使得它从第二发光元件15b开始围绕中心点z再旋转了120°。

为了将发光元件15a、15b和15c固定在载体11的上侧17上，可以通过粘接剂粘附或粘接所述发光元件。通过如图1所示将发光元件15a、15b和15c沿着圆形轨道k的圆周方向u布置，在发光元件15a、15b和15c之间产生了相对较大的自由空间，由此可以避免粘接剂在发光元件的侧向外表面上蠕流，并且特别是可以避免位于发光元件的上侧的光出射表面被至少部分覆盖。特别地，图1中所示的配置允许发光元件15a、15b和15c的更紧凑的布置，特别是例如与其中发光元件的中点m形成三角形并且基体19的彼此相对的侧表面彼此平行取向的发光元件布置相比（参见图3）。这里，彼此相对的、平行取向的侧表面之间的最小距离可以约为60μm，特别是如果将t形槽蚀刻到载体11中，所述t形槽用于容纳多余的粘接剂以避免粘接剂蠕流到发光元件的上侧。

在根据图1和图2的配置中的发光元件15a、15b和15c的布置可以通过机器进行。将电导体21敷设到相应发光元件的上侧上以便将该发光元件与载体11上侧上的相应接触部位23电连接也可以通过机器进行。在根据图1和图2布置发光元件15a、15b、15c时，最小可能距离可能受到机器布置精度的限制。

如参考图6所示的，光电子发光设备还可以具有光纤25，其中光纤25的端部25a布置在发光元件15a、15b和15c上方一距离处。光纤的假想纵轴l在此至少基本上垂直地穿过中心点z。光纤25由此位于光元件15a、15b和15c上方居中，使得由三个发光元件15a、15b和15c发射的光可以进行特别有效和均匀的输入耦合。在此，发光元件15a、15b和15c优选被构造为表面发射器，从而这些发光元件在它们的上侧上具有光出射面。在此，这些发光元件的上侧面向光纤25的端部25a。

图3用于图解一种用于制造光电子发光设备、例如根据图1和图2的发光设备的方法。在该方法中，在载体11的上侧17上构造出标记27。

该标记例如可以被设计为十字形，如图3所示。载体11例如可以是引线框。在这方面，标记27可以是被未去除的环绕绝缘层包围的暴露的铜。标记27可以例如由用于敷设发光元件15a、15b和15c的机器自动检测。然后所述机器可以使用标记27来确定假想中心点z的额定位置和/或用于定位发光元件15a、15b和15c的中点m的相应额定位置。

特别地，在该方法中可以规定，借助于预给定的规则从标记27开始确定中心点z。例如，可以在载体11的上侧17的平面中定义坐标系ks。在该坐标系ks的坐标中，例如可以说明中心点z如何相对于标记27移位。如图3中示例性示出的，中心点z可以例如相对于标记27沿着x方向移位了路段a。

在该方法中，还从标记27和/或中心点z开始，特别是借助于其他预给定的规则确定用于定位光电子设备的像素的三个发光元件15a、15b和15c的中点m的三个假想位置点。在此，这三个位置点通过以下方式确定，即它们位于围绕中心点z的圆形轨道k上，该圆形轨道具有限定的半径r（参见图1）。

此外，三个发光元件15a、15b和15c用机器布置在载体11的上侧17上，使得每个发光元件15a、15b和15c的中点m分别布置在三个位置点之一上。

借助于标记27和/或中心点z，光纤25的端部25a（参见图6）也可以布置在发光元件15a、15b和15c上方的一距离处，使得光纤25的纵轴l至少基本上穿过中心点z。

如图4所示，标记27不仅可以以十字形显示，还可以借助于另外的符号显示。例如，根据图4的标记27可以显示为立方体的“5”。

根据图5，标记27可以由圆形包围中点的多个小圆形成。

附图标记列表

11载体

13像素

15a发光元件

15b发光元件

15c发光元件

17上侧

19基体

21电导体

23接触部位

25光纤

25a端部

27标记

m中点

z中心点

k圆形轨道

r半径

d对角线

e角

s安全距离

sf侧表面

u圆周方向

l纵轴

ks坐标系

a路段