专利名称：发光模块和发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有至少一个柔性的带形载体的、用于多个热源的发光模块，以及一种具有至少一个发光模块的发光装置。
背景技术：
例如发光二极管的产生热量的电子构件必须热连接在散热的组件上(冷却体、壳体等等)。在弯曲的壳体形状或冷却体形状中，如FR4印刷电路板或金属芯印刷电路板的标准电路载体不能够直接地连接。那么，能够应用金属芯印刷电路板的侧向的热连接，但是这导致差的散热，或者能够使用特有的挤压型材或具有平坦的表面或平坦的铣削成型部的冷却体几何形状，这意味着高的生产耗费和安装耗费，例如借助螺钉或夹紧连接件的安装。此外，已知配备有发光二极管、在所述发光二极管的纵向方向上可弯曲的柔性的带(LED柔性带)。因此例如已知Osram(欧司朗)公司的LINEARlight Flex系列产品，其中能够以在辊子上缠绕的方式获得LED带(例如LMlX系列)，其中整个模块根据规格包括 120至600个LED。带有10个LED的最小单元的基本尺寸(长X宽)为140mmX 10mm。LED 带的最小的弯曲半径为2cm。LED带具有自粘的背侧。但是不提供LED柔性带在相对于它的宽度或横向延伸弯曲的基底上的平坦的安装。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于将发光模块简单地固定在相对于它的宽度延伸弯曲的基底上和改进发光模块在该基底上的散热的可能性。所述目的根据独立权利要求所述的特征得以实现。特别是可从从属权利要求中获得优选的实施形式。所述目的借助于一种发光模块得以实现，所述发光模块具有至少一个用于多个光源的柔性的载体，其中，所述载体设置为能够在其宽度的至少一部分上弯曲或变形。所述发光模块也能够设置为至少部分地横向于它的纵向延伸弯曲。所述载体能够以电路载体或者电路板的形式存在。除了光源，还有其它电子构件、特别是其它热源也能够优选与所述光源成排地设置在所述载体上。热源的可能的另一实施形式可以是如驱动组件或电阻的电子构件。根据一个改进形式，所述载体能够是带形的载体。在此，载体能够是窄的载体，也就是说，它的特别是能够通过光源的定向确定的纵向延伸比它的横向延伸或宽度更长。可替代地，载体也能够是宽的载体，也就是说，它的纵向延伸比它的横向延伸或宽度更短。光源能够包括半导体光源和/或其它类型的光源。至少一个半导体光源能够具有至少一个二极管激光器和/或至少一个发光二极管。所述发光二极管能够以单色或多色， 例如白色的方式放射。在存在多个发光二极管时，所述发光二极管能够例如同色地(单色或多色地)和/或不同色地发光。因此，一个LED组能够具有多个LED芯片(“LED簇”)， 所述LED芯片能够共同产生例如“冷白”或“暖白”的白色混合光。为了产生白色的混合光，所述LED簇优选包括以基色红(R)、绿(G)和蓝(B)发光的LED芯片。在这种情况下， 能够产生一种色彩或多种色彩，特别是绿色和红色也能够通过典型的蓝色LED的磷转换产生。在此，单种色彩或多种色彩也能够由多个LED同时产生；因此RGB、RRGB, RGGB, RGBB, RGGBB等等的组合是可能的。但是，色彩组合不限于R、G和B。也能够应用多于三种色彩， 例如为了产生高的色彩还原，具有(磷转换的)白的(W)和黄的(Y)LED的R、G、B组合是有利的。特别是为了产生暖白的色调例如也能够有利地存在少于三种色彩，即，一种或多种红色或黄色LED和/或磷转换的LED，特别是以白色(W)或薄荷绿色(M)的形式存在。在具有不同的色彩 的LED中，所述LED也能够被控制为，使得LED组在可调节的RGB色彩范围中放射。为了从蓝光和黄光的混合光中产生白色的光，也能够使用设有磷光物质的LED芯片， 例如使用表面贴装技术，例如使用所谓的芯片级转换技术。也能够应用其它方法，如借助于转换技术的红/绿组合。“传统的”容积转换也是可能的。LED组也能够具有多个白色的单个芯片，因此能实现光通量的简单的可量测性。单独的LED和/或LED组能够配备有适用于光线导向的透镜，例如菲涅尔透镜(Fresnel-Linsen)、准直仪等等。代替或者除了例如以 InGaN或者AlInGaP为基础的无机发光二极管，通常还能够使用有机LED (OLED)。因此，载体能够柔性地构成，即，所述载体由柔性的或挠性的基本材料制成。载体能够设置成可一次或多次弯曲。可能的基本材料例如能够包括聚酯、FR4、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)和/或PI (聚酰亚胺)。附加地或可替代地，所述载体能够构造用于实现可弯曲性或可变形性。为此，所述载体例如能够具有如膨胀缝的至少一个变薄部，更确切地说，是在载体的上侧或底侧上。一个实施形式能够为，所述载体在至少在光源的下方延伸的条带上不设置成用于弯曲，并且在相对于光源侧向延伸的至少一个条带上设置成用于弯曲。因此能够避免由于弯曲而失去光源的固定和触点接通，并且因此导致功能缺失。一个实施形式也能够为，所述载体至少在至少一个侧向延伸的条带上具有至少一个热扩展面。因此能够提高热扩展面的尺寸，并且因此改善了发光模块的热源的冷却。热扩展面能够通过良好导热的材料形成，例如通过铜覆层。此外，一个实施形式能够为，至少一个热扩展面的至少一部分通过至少一个带状导线形成。通过所述带状导线的用于导电和导热的双重功能能够更廉价地制造所述发光模块，因为能够节省用于单独的带状导线的材料。带状导线的形状、数量和分布不受限制，并且例如能够包括直线的或弯曲的、例如蜿蜒状地延伸的带状导线和/或变宽的且再次变窄的带状导线。此外，一个实施形式能够为，至少一个设置成用于弯曲的条带包括至少一个支承面。因此，能够极大改善从载体到基底上的散热，所述载体放置在所述基底上。为了固定在基底上，支承面能够具有粘合层，特别是由导热的粘合剂组成的粘合层。另一实施形式也能够为，发光模块具有至少一个沿着载体的纵向方向延伸的膨胀缝。因此能够实现载体的可弯曲性并且/或者能够实现预定的弯曲棱边的良好的限定。在一个实施形式中，至少一个膨胀缝能够位于在光源的下方延伸的条带和侧向延伸的条带之间的边界上，并且因此消除侧向延伸的条带和在光源的下方延伸的条带在弯曲的方面的影响。因此防止了在光源的下方的延伸条带的弯曲，并且因此防止了光源或者其它电子构件或热源的因弯曲而导致的松脱。一个实施形式也能够为，发光 模块具有至少一个反射器。因此能够限定地构成光线导向。那么，一个改进形式也能够为，反射器作为载体的反射面或作为安置在载体上的、 单独地制成的反射元件存在或构造。反射面例如能够通过将热扩展面抛光为镜面或通过涂覆至少一个反射层形成。载体的反射面例如能够以金属的或介电的镜面层或者金属的和/ 或介电的镜面复合层的形式存在。所述目的也能够通过具有弯曲的基底和至少一个这样的发光模块的照明器得以实现，其中，所述发光模块的在其宽度上弯曲的部分至少部分地平坦地固定在所述基底上。 换句话说，所述发光模块的至少在它的宽度的一部分上弯曲的支承面与所述基底连接。因此，发光模块也能够固定在沿宽度方向高度弯曲的基底上。在没有其它辅助机构的情况下， 这使得简单的固定变得容易，所述辅助机构此外例如能够构成为极附粘性的。此外，因此可实现发光模块与基底的在光学上有利的几何形状一致的匹配。一个实施形式能够为，所述基底以管的形式构成，并且至少一个发光模块纵向地设置在管中，使得至少一个发光模块至少部分地安装在管的弯曲的内表面上。因此，发光模块能够以简单的方式固定在管上，并且能够实现将热量良好地传递到管上。至少一个发光模块能够插入预制的管中，或者安装在打开的基底上，并且与基底共同地再形成管。一个实施形式也能够为，光源以多排的形式设置在所述基底上。因此，在管中，例如合成的光束的张角能够变大。这例如对于构造为荧光灯管改装灯的发光装置能够是有利的。一个改进形式能够为，至少一个载体具有多排光源。一个改进形式也能够为，各具有一排光源的多个载体相互设置成排。通常，一个改进形式能够为，至少一个载体的底侧安置在基底上，特别是管上。因此，例如在管中使用的情况下，光源指向内腔中，并且因此，由光源发出的光射入管中。因此能够实现的优点是，使用所述管作为用于光源的光学元件(例如作为散射层)。此外，至少一个发光模块通过所述管全面地保护。所述管能够完全地或部分地由透光的材料组成。在一个改进形式中，所述材料能够是透明的。在另一改进形式中，所述材料是不透明的；因此，能够改进从所述管向外发光的均勻化。在另一实施形式中，发光装置或它的周面能够具有至少一个透光窗口，并且在其它方面是不透光的，不透光的区域能够用作遮光板。此外，不透光的区域的材料能够在导热性和/或高的强度方面得到优化。一个改进形式能够为，至少一个透光窗口固定所述发光模块，特别是固定至少一个载体，例如将其压在发光模块的基底上。因此在没有单独的固定机构的情况下，能够实现将发光模块特别可靠地固定在发光装置上。一个可替代的实施形式能够为，至少一个载体的顶侧安置在所述基底上，特别是管上。因此，在管中使用的情况下，光源例如指向外，并且不再向内指向管内。为了实现将载体平坦地放置在基底上，并且不将光源放置在基底上，所述光源伸入设置在管中的至少一个凹口中。所述至少一个凹口尤其能够是贯通部，因此简化了光源的直接冷却。
在下面的附图中借助于实施例示意 地说明本发明。在此，为了清楚，相同的或起到相同作用的元件设有相同的附图标记。图1示出根据第一实施形式的具有发光模块的发光装置的前视图；图2示出根据第一实施形式的发光装置的部分斜视图；图3示出根据第一实施形式的发光装置的发光模块的底视图；图4示出根据第一实施形式的发光装置的发光模块的前视图；图5示出根据第二实施形式的发光装置的前视图；图6示出根据第三实施形式的发光装置的前视图；图7示出根据第四实施形式的发光装置的前视图；图8示出根据第五实施形式的发光装置的前视图；图9示出根据第五实施形式的发光装置的斜视图；图10示出根据第六实施形式的发光装置的前视图；图11示出根据第七实施形式的发光装置的斜视图；图12示出根据第八实施形式的发光装置的剖视图；图13示出根据第九实施形式的发光装置的发光模块的底视图。
具体实施例方式图1示出根据第一实施形式的发光装置1的前视图，并且图2示出根据第一实施形式的发光装置1的斜视图。所述发光装置1具有发光模块2，所述发光模块安置在具有管3的形式的基底上。发光模块2包括柔性的带形载体4，所述载体用于多个热源，即光源 6和需要时的电子构件，所述热源具有向上射入管3的内腔5中的发光二极管的形式(“顶部LED”)。载体4在它的宽度的一部分上弯曲，使得所述载体4不在中央的条带7上弯曲， 所述中央的条带在光源6的下方且略微凸出于所述光源地侧向延伸，并且所述载体4在两个侧面的条带8上弯曲，所述侧面的条带相对于光源6侧向延伸。因此，发光模块2借助载体4的侧面的条带8平坦地安置在管3的弯曲的内侧9上，并且在中央的条带7和管3之间具有空隙。固定能够通过将侧面的条带8粘在管3的内侧9上而实现。因此，侧面的条带8形成载体4的支承面。在这里，例如各一个热扩展面位于相应的侧面的条带8的底侧 10上，所述热扩展面通过由铜组成的带状导线形成，如下面在图3中更精确地说明。由于载体4在中央的条带7内是不弯曲的，因此防止了光源6由于弯曲导致的松脱或者电接触的中断的可能性。通过平坦地安置在管3上能够实现发光模块2在管3上的良好的附着和大面积的热传递。在发光模块2工作时，由光源6发射的光射入管3的内腔5中。在所示出的实施形式中，所述管3由电绝缘的且奶白色透光的塑料或玻璃组成，以至于所述光基本上从管3 的相对于发光模块2的上半部作为基本上散射的光射出，并且所述发光模块2不可见或不清晰地可见。发光装置1例如能够用作具有定向的发光特性的荧光灯管改装灯。发光模块2例如能够与Osram(欧司朗)公司的LINEARlight Flex系列产品类似地制成，特别是作为在卷对卷(Rolle-zu-Rolle)方法中的几乎连续的带。图3示出在不弯曲的状态下的发光模块2的底视图。光源6设置在载体4的顶侧上的在这里以虚线绘出的位置上，并且仅示例地并联地相互电连接。为此，光源6分别连接在两个由铜组成的共同的电线11、12上，在所述电线之间能够施加电势。通常所述光源6和需要时如驱动组件的其它热源的连接也能够以其它的方 式进行，并且例如也需要仅一个或两个以上的电线。电线11、12基本上在载体4的底侧上且在相应的侧面的条带8上延伸， 并且在那里扩宽到相应的侧面的条带8的几乎整个宽度上，以便在管或另一基底上提供大的能导热的支承面。通过所述支承面，由发光模块2的包括光源6的热源所产生的热量能够有效地散出。基本上没有带状导线在中央的条带7上延伸，但是这通常不是必需的。图4从前面示出发光模块2的细节图。为了避免中央的条带7的弯曲或翘曲，也载有光源6的顶侧13侧向紧靠在光源6的旁边具有沿发光模块2的纵向方向(在这里因此垂直于观察面)延伸的膨胀缝14。因此避免了在将载体4安置在管上时，侧面的条带8 的弯曲部向上转到中央的条带7上。更确切地说，在膨胀缝14上，侧面的条带8相对于中央的条带7形成角度。通过设置在朝向实现弯曲的那一侧(在这里为顶侧13)上，不妨碍电线11、12的分布。膨胀缝能够在电路板的总长上延伸，但是或者也能够是中断的，以便例如能够实现在表面上的带状导线或热扩展面。图5示出根据第二实施形式的发光装置15的前视图。所述发光装置15与发光装置1的区别在于，管16具有平坦的展平部17，发光模块2的中央的条带7能够匹配地且平坦地安置在所述展平部上。因此也能够实现将中央的条带7机械地和/或热地连接在管16 上。图6示出根据第三实施形式的发光装置18的前视图。与第一实施形式的发光装置1相反，现在，将在中央的条带7和管3之间的间隙用例如为金属条带或导热材料(TIM ； “热介面材料”)的至少可导热的材料19填充。因此，在管3不匹配的情况下，能够实现中央的条带7在管3上的机械连接和/或热连接。图7示出根据第四实施形式的具有发光模块21的发光装置20的前视图。与前面说明的实施形式相反，也装配有光源6的载体4的侧面的条带8的向上弯曲的顶侧13铺设有例如为镜面的铝覆层或铝薄膜的反射层22。因此能够实现更高的光输出和/或例如聚焦的改进的光线导向。可替代地能够在载体4上安置单独制成的反射元件。所述单独制成的反射元件例如能够是金属的反射器或装配有例如为金属喷涂层的镜面层的塑料反射器。图8示出根据第五实施形式的发光装置23的前视图。发光装置23具有带有载体 25的发光模块24，所述发光模块包括设置为两个纵排的光源6。因此形成三个侧面的条带 8和在光源6的各排下方的两个中央的条带7，其中，中间的侧面的条带8为两排光源6的一个“共同的”侧面的条带8。所述发光装置23具有的优点是，所述发光装置能够产生比单排的发光装置更高的光强并且具有更宽的发射角。如果与单排的实施形式相比，不是为了提高光强，而是为了使光线的出射角变宽，也能够设有光源6的相对于纵向方向在排之间交替的结构。基本上也能够设置两排以上的光源。图9示出根据第五实施形式的发光装置26的斜视图。发光装置26具有带有不透光的基体28的管27和直接在发光模块2的上方固定在基体28上的透光的且透明的或不透明的透光窗口 29。因此，基体28能够承担遮光板的功能，并且限定地限制从发光装置26射出的光线。此外，现在基体28能够简单地由例如金属(钢板、铝等等)的廉价的导热材料组成，并且因此用作冷却体。透光窗口 29例如能够由塑料、玻璃或玻璃陶瓷组成。图10示出根据第六实施形式的发光装置30的前视图。所述发光装置30具有管 31，所述管具有用于使光源6穿过的一个或多个贯通部43。因此可能的是，发光模块32借助它的顶侧，特别是借助载体34的侧面的条带8的顶侧33平坦地且导热地固定在管31的内侧9上。因此，光源6不再发射到管31的内腔5中，而是直接向外发射。这具有的优点是，不会发生光辐射通过管31吸收和减弱。在所述实施形式中，例如具有导电的带状导线的形式的热扩展面能够设置在载体 34的顶侧33上，并且需要时已存在的膨胀缝或类似的薄部能够例如设置在背侧35上。
第一到第六实施形式的前面已说明的发光模块具有带形的载体，使得所述载体的相应于光源的定向的纵向延伸显著大于所述载体的横向延伸(在宽度方向上的延伸)，例如比所述横向延伸大两倍。图11示出根据第七实施形式的发光装置36的斜视图。现在，用于发光模块38的例如由金属组成的基底37不再是管形的，而是形成波浪形。所述发光模块38安置在基底 37上的“波谷”中。与第一到第六实施形式的前面说明的发光模块相反，现在发光模块38具有带形的载体39，使得所述载体的相应于仅两个光源6的定向的纵向延伸小于所述载体的横向延伸。因此，在这里，带形构造涉及光源和/或载体的至少部分地定向的延伸。因此，在这里， 包含热扩散面的侧面的条带8的宽度远大于中央的条带7的宽度。图12示出根据第八实施形式的发光装置40的剖视图。发光装置40同样具有波浪形的基底41，在所述波浪形基底中，各一个单排的发光模块42在波谷和波峰上延伸。如在第一到第五实施形式中所示，发光模块42能够借助它的底侧固定在基底41上，或者如在第六实施形式中，借助它的顶侧固定在基底41上，其中，那么基底41具有用于光源6的至少一个贯通部。波浪形的基底41只是用于任意成型的基底的示例，在所述基底上能够在它的宽度上安置至少部分地弯曲的发光模块。图13示出发光模块44的底视图，在所述发光模块中，现在两个带状导线45、46分别部分地蜿蜒状地延伸，并且此外呈现变换的宽度。因此，通过带状导线45、46产生的热扩展面保持非常大。当然，本发明不局限于所示出的实施例。因此，电线的形状能够自由选择，并且例如蜿蜒地构成在两个光源之间。在每个侧面的条带多于一个电线的情况下，所述条带能够相同地或不同地构成，更确切地说，在所述条带的分布和/或尺寸方面(带状导线宽度等等)能够相同地或不同地构成。至少一个伸缩条带也能够设置成用于形成此外不设置成用于弯曲的载体的弯曲性或柔性；例如通过设置多个膨胀缝或其它局部的变薄部。此外，一个未示出的改进形式能够为，在基体上存在一个以上的透光窗口。一个未示出的改进形式也能够为，至少一个透光窗口同时固定至少一个载体。为此，透光窗口能够具有例如为杆的、伸入管的内腔中的适当的突起。光出射窗口也可以构成为光学元件，例如构成为透镜或准直仪。通常能够组合各个实施形式的特征，例如具有至少一个反射器和至少两排光源结构的实施形式是可能的。附图标记清单1发光 装置2发光模块3管4载体5内腔6光源7中央的条带8侧面的条带9管的内侧10侧面的条带的底侧11电线12电线13侧面的条带的顶侧14膨胀缝15发光装置16管17展平部18发光装置19导热材料20发光装置21发光模块22反射层23发光装置24发光模块25载体26发光装置27管28基体29透光窗口30发光装置31管32发光模块33顶侧34载体35底侧36发光装置37基底
38发光模块39载体40发光装置41基底42发光模块43贯通部
44发光模块45带状导线46带状导线
权利要求
1.发光模块(2；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，具有用于包括光源(6)的多个热源的、至少一个柔性的、特别是带形的载体(4 ；25 ；34 ；39)，其中，所述载体(4 ；25 ；34 ；39)设置为，在它的宽度的至少一部分上弯曲。
2.如权利要求1所述的发光模块(2；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，其中，所述载体(4 ;25 ； 34 ；39)在至少在所述光源(6)的下方延伸的条带(7)上不设置成用于弯曲，并且在相对于所述光源(6)侧向延伸的至少一个条带(8)上设置成用于弯曲。
3.如权利要求2所述的发光模块(2；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，其中，所述载体(4 ；25 ； 34 ；39)至少在至少一个相对于所述光源(6)侧向延伸的条带(8)上具有至少一个热扩展面(11,12 ；45,46)。
4.如权利要求3所述的发光模块(2；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，其中，所述至少一个热扩展面(11,12 ；45,46)的至少一部分通过至少一个带状导线(11,12 ；45,46)形成。
5.如上述权利要求之一所述的发光模块(2；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，其中，至少一个设置成用于弯曲的所述条带(8)具有至少一个支承面。
6.如上述权利要求之一所述的发光模块(2)，具有至少一个沿着所述载体(4)的纵向方向延伸的膨胀缝(14)。
7.如上述权利要求之一所述的发光模块(21)，具有至少一个反射器(22)。
8.如权利要求7所述的发光模块(21)，其中，所述反射器作为单独制成的构件存在，或者所述反射器(22)以镜面层的形式涂覆在所述载体(4)上。
9.发光装置(1；20 ；23 ；26 ；30 ；36 ；40)，具有弯曲的基底(3 ；16 ；27 ；31 ；41)和如上述权利要求之一所述的至少一个发光模块(2 ；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)，其中，所述发光模块 (2 ；21 ；24 ；32 ；38 ；42 ；44)的在其宽度上弯曲的部分⑶至少部分地平坦地固定在所述基底(3 ；16 ；27 ；31 ；41)上。
10.如权利要求9所述的发光装置(1；20 ；23 ；26 ；30)，其中，所述基底以管(3 ；16 ；27 ； 31)的形式构成，并且所述至少一个发光模块(2 ；21 ；24 ；32 ；44)纵向设置在所述管(3 ；16 ； 27 ；31)中，使得所述至少一个发光模块(2 ；21 ；24 ；32 ；44)至少部分地安装在所述管(3 ； 16 ；27 ；31)的弯曲的内侧(9)上。
11.如权利要求9或10之一所述的发光装置(23)，其中，所述光源(6)设置为多排。
12.如权利要求9到11之一所述的发光装置(1；20 ；23 ；26)，其中，所述至少一个载体 (4 ；25)的底侧(10)安置在所述管上。
13.如权利要求12所述的发光装置(26)，具有至少一个透光窗口(29)。
14.如权利要求13所述的发光装置(26)，其中，所述至少一个透光窗口(29)固定所述至少一个载体(4)。
15.如权利要求9到11之一所述的发光装置(30)，其中，所述至少一个载体(34)的顶侧(33)安置在所述管(31)上，并且，所述光源(6)伸入至少一个设置在所述管(31)中的贯通部(43)中。
全文摘要
本发明涉及一种发光模块(2)，其具有用于包括光源(6)在内的多个热源的、至少一个柔性的、特别是带形的载体(4)，其中，所述载体设置为在它的宽度的至少一部分上弯曲。本发明还涉及一种发光装置，其具有弯曲的基底(9)和至少一个发光模块，其中，所述发光模块的在其宽度上弯曲的部分至少部分地平坦地固定在所述基底上。
文档编号F21S4/00GK102449384SQ201080023390
公开日2012年5月9日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月28日
发明者克里斯蒂安·埃尔博, 托比亚斯·弗罗斯特, 拉尔夫·贝尔特拉姆, 斯特芬·施特劳斯 申请人:欧司朗股份有限公司