Leuchtdiodenanordnung und Leuchtmittel insbesondere mit solch einer Leuchtdiodenanordnung

Es wird eine Leuchtdiodenanordnung angegeben. Darüber hinaus wird ein Leuchtmittel angegeben, das insbesondere eine solche Leuchtdiodenanordnung umfassen kann. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst die Leuchtdiodenanordnung einen Piezo-Transformator . Im Vergleich beispielsweise zu einem magnetisch arbeitenden Transformator zeichnet sich ein Piezo- Transformator durch seine hohe Effizienz und sein kleines Volumen aus. Der Piezo-Transformator enthält oder besteht aus wenigstens einem keramischen Material. Insbesondere kann der Piezo-Transformator als keramisches Material ein Blei- Zirkonat-Titanat (PZT) enthalten. Ferner ist es möglich, dass der Piezo-Transformator frei von Schwermetallen ist. Piezo- Transformatoren sind beispielsweise in den Druckschriften DK 176870 Bl und US 2007/0024254 AI beschrieben, deren

Offenbarungsgehalt hiermit ausdrücklich durch Rückbezug aufgenommen ist. Der Piezo-Transformator weist bevorzugt zumindest eine ausgangseitige Anschlussstelle auf. An der ausgangseitigen Anschlussstelle stellt der Piezo-Transformator elektrischen Strom und Spannung zum Betreiben eines an die ausgangseitige Anschlussstelle anzuschließenden Bauelements zur Verfügung. Der Piezo-Transformator kann dabei mehr als eine

ausgangseitige Anschlussstelle umfassen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst die Leuchtdiodenordnung eine Hochvolt-Leuchtdiode, die einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip umfasst. Bei einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip handelt es sich vorliegend um einen Leuchtdiodenchip, der zumindest zwei aktive Bereiche umfasst, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Jeder der aktiven Bereiche ist dabei im Betrieb des Hochvolt-Leuchtdiodenchips zur Erzeugung von

elektromagnetischer Strahlung vorgesehen. Der Hochvolt- Leuchtdiodenchip kann dabei zwei oder mehr aktive Bereiche umfassen, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Zum

Beispiel umfasst der Hochvolt-Leuchtdiodenchip zehn oder mehr aktive Bereiche, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Die aktiven Bereiche können vertikal übereinander gestapelt und/oder lateral nebeneinander angeordnet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung ist die Hochvolt-Leuchtdiode elektrisch an die ausgangseitige Anschlussstelle des Piezo- Transformators angeschlossen. Das heißt, über die

ausgangseitige Anschlussstelle des Piezo-Transformators wird die Hochvolt-Leuchtdiode vom Piezo-Transformator mit Strom und Spannung versorgt. Die Hochvolt-Leuchtdiode kann dabei aus dem Hochvolt- Leuchtdiodenchip bestehen oder den Hochvolt-Leuchtdiodenchip enthalten. Enthält die Hochvolt-Leuchtdiode den Hochvolt- Leuchtdiodenchip, so kann die Hochvolt-Leuchtdiode neben dem Hochvolt-Leuchtdiodenchip weitere Komponenten, wie

beispielsweise weitere (Hochvolt) -Leuchtdiodenchips, ESD-

Schutzkomponenten, Gehäusekomponenten und ähnliches umfassen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst die Leuchtdiodenanordnung einen Piezo-Transformator, der zumindest eine ausgangseitige

Anschlussstelle aufweist und eine Hochvolt-Leuchtdiode, die einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip umfasst. Die Hochvolt- Leuchtdiode ist dabei elektrisch an die ausgangseitige

Anschlussstelle des Piezo-Transformators angeschlossen und der Hochvolt-Leuchtdiodenchip umfasst zumindest zwei aktive Bereiche, die zueinander in Reihe geschaltet sind.

Der hier beschriebenen Leuchtdiodenanordnung liegt dabei unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass bei der

Verwendung einer Hochvolt-Leuchtdiode, an der im Vergleich zu einer herkömmlichen Leuchtdiode relativ viel Spannung im Betrieb abfällt, ein Effizienzvorteil gegenüber der

Verwendung herkömmlicher Leuchtdioden erreicht werden kann, der sich aus der kleineren Spannungsdifferenz zwischen der Netzspannung, die eingangseitig am Piezo-Transformator anliegt, und der Hochvolt-Leuchtdiodenbetriebsspannung ergibt. Ferner ergibt sich durch die Verwendung eines Piezo- Transformators ein Platzvorteil, da die Leuchtdiodenanordnung aufgrund des relativ geringen Volumens des Piezo- Transformators im Vergleich zu einem magnetisch arbeitenden Transformator die Leuchtdiodenanordnung besonders klein ausgeführt werden kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung fällt am Hochvolt-Leuchtdiodenchip der Hochvolt-Leuchtdiode eine Spannung von wenigstens 4 V ab . Beispielsweise fällt am Hochvolt-Leuchtdiodenchip eine

Spannung von 10, 12, 24, 90, 110 oder 230 Volt ab. Der

Hochvolt-Leuchtdiodenchip kann also mit einer relativ hohen Spannung von wenigstens 4 V betrieben werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung weist der Piezo-Transformator

wenigstens zwei ausgangseitige Anschlussstellen auf, wobei an jede ausgangseitige Anschlussstelle eine Hochvolt-Leuchtdiode mit einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip elektrisch angeschlossen ist. Dabei umfasst jeder Hochvolt-Leuchtdiodenchip zumindest zwei aktive Bereiche, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Das heißt, vom Piezo-Transformator werden über

unterschiedliche ausgangseitige Anschlussstellen

unterschiedliche Hochvolt-Leuchtdioden mit Betriebsstrom und Spannung versorgt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst zumindest eine der Hochvolt- Leuchtdioden mehr als einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip, wobei jeder Hochvolt-Leuchtdiodenchip zumindest zwei aktive

Bereiche umfasst, die zueinander in Reihe geschaltet sind. Die Hochvolt-Leuchtdiodenchips können sich dabei durch ihre optischen und elektrischen Eigenschaften voneinander

unterscheiden. Beispielsweise können sich die Hochvolt- Leuchtdiodenchips in ihrer Spannungsaufnahme voneinander unterscheiden. Ferner können die Hochvolt-Leuchtdiodenchips elektromagnetische Strahlung mit voneinander

unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Insbesondere sind Kombinationen aus blaues Licht, weißes Licht, mintfarbenes Licht, rotes Licht, warmweißes Licht und/oder kaltweißes Licht emittierenden Hochvolt-Leuchtdiodenchips möglich. Die unterschiedlichen Hochvolt-Leuchtdiodenchips können fest miteinander verdrahtet sein oder durch variable

Steuerelemente wie zum Beispiel Schalter, Transistoren, Potenziometer, Fotowiderstände oder temperaturabhängige Widerstände mit unterschiedlichen Strömen versorgt werden. Ferner können die unterschiedlichen Hochvolt- Leuchtdiodenchips auch mit unterschiedlichen Ausgängen des Piezo-Transformators verbunden sein, die unterschiedliche Spannungen und Maximalströme zur Verfügung stellen können. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass die Hochvolt- Leuchtdioden durch Hochvolt-Leuchtdiodenchips gebildet sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung ist an zumindest einer der

ausgangseitigen Anschlussstellen des Piezo-Transformators mehr als eine Hochvolt-Leuchtdiode angeschlossen. Die

Hochvolt-Leuchtdioden, die an einem Ausgang des Piezo- Transformators angeschlossen sind, können beispielsweise zueinander in Reihe, parallel zueinander oder in

Kombinationen von Reihen- und Parallelschaltung miteinander verdrahtet sein.

Wieder ist es möglich, dass die Hochvolt-Leuchtdioden dabei wenigstens einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip umfassen oder aus einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip jeweils bestehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung ist zumindest eine der Hochvolt- Leuchtdioden oder zumindest einer der Hochvolt- Leuchtdiodenchip mit Wechselspannung betreibbar. Ein mit Wechselspannung betreibbarer Hochvolt-Leuchtdiodenchip kann beispielsweise dadurch erreicht sein, dass eine erste Gruppe von aktiven Bereichen des Hochvolt-Leuchtdiodenchips

zueinander in Reihe geschaltet ist und dass eine zweite

Gruppe von aktiven Bereichen des Hochvolt-Leuchtdiodenchips zueinander in Reihe geschaltet ist, wobei die erste Gruppe zur zweiten Gruppe antiparallel geschaltet ist. Neben einer antiparallelen Verschaltung der aktiven Bereiche des

Hochvolt-Leuchtdiodenchips ist auch die Verschaltung in einer Wheatstone' sehen Brückengleichrichter-Schaltung möglich. Für den Fall, dass es sich um eine Hochvolt-Leuchtdiode handelt, die mit Wechselspannung betreibbar ist, kann die Hochvolt-Leuchtdiode mehrere in Reihe und antiparallel zueinander geschaltete Hochvolt-Leuchtdiodenchips umfassen. Ferner ist es möglich, dass die Hochvolt-Leuchtdiode einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip und einen in die Leuchtdiode integrierten Gleichrichter umfasst.

Sind die Hochvolt-Leuchtdioden oder die Hochvolt- Leuchtdiodenchips der Leuchtdiodenanordnung nicht mit

Wechselspannung betreibbar, so umfasst die

Leuchtdiodenanordnung vorzugsweise wenigstens einen

Gleichrichter, der dem Piezo-Transformator vor- oder

nachgeschaltet sein kann. Ferner können weitere elektronische Komponenten zur Glättung und/oder Leistungsfaktor- Verbesserung in der Leuchtdiodenanordnung vorhanden und mit dem Piezo-Transformator und/oder der Hochvolt-Leuchtdiode verbunden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung stellt jede der ausgangseitigen

Anschlussstellen des Piezo-Transformators eine vorgebbare Ausgangsspannung und einen vorgebbaren maximalen

Ausgangsstrom bereit. Das heißt insbesondere, dass der

Ausgangsstrom, der vom Piezo-Transformator zur Verfügung gestellt wird, begrenzt ist. Bei der Strombegrenzung handelt es sich um eine inhärente Eigenschaft eines Piezo- Transformators . Die Ansteuerung der Hochvolt-Leuchtdiode der Leuchtdiodenanordnung kann daher spannungsgetrieben erfolgen, ohne dass sich zu hohe Schwankungen oder Spitzen in der

Stromstärke für die Hochvolt-Leuchtdiode ergeben. Durch die spannungsgetriebene Ansteuerung ergibt sich eine sehr

einfache und daher preiswerte Gestaltung eines Treibers der Leuchtdiodenanordnung, insbesondere kann auf eine aufwändige Konstantstromelektronik als Treiber verzichtet werden. Ferner ergibt sich durch die Strombegrenzung des Piezo- Transformators eine reduzierte Alterung der Hochvolt- Leuchtdioden, da zu hohen Spitzenströmen durch die Verwendung des Piezo-Transformators vorgebeugt ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung unterscheiden sich die Ausgangsspannung und/oder der maximale Ausgangsstrom von zwei

unterschiedlichen ausgangseitigen Anschlussstellen

voneinander. Im Extremfall kann der Piezo-Transformator an jeder ausgangseitigen Anschlussstelle einen Ausgangsstrom und/oder eine Ausgangsspannung zur Verfügung stellen, die sich vom Ausgangsstrom und/oder der Ausgangsspannung der restlichen ausgangseitigen Anschlussstellen des Piezo- Transformators unterscheidet. Auf diese Weise ist

insbesondere die Verwendung von verschiedenfarbigen Hochvolt- Leuchtdioden an unterschiedlichen ausgangseitigen

Anschlussstellen des Piezo-Transformators besonders einfach, so dass die Leuchtdiodenanordnung Licht in einem besonders großen Farbraum erzeugen kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Piezo- Transformators ist der Piezo-Transformator rahmenartig ausgebildet, wobei der Piezo-Transformator zumindest eine der Hochvolt-Leuchtdioden seitlich umschließt. Da der Piezo- Transformator mit einem keramischen Material gebildet ist, sind unterschiedlichste Formgebungen für den Piezo- Transformator möglich. Insbesondere ist es möglich, dass der Piezo-Transformator einen Durchbruch aufweist. Der Piezo- Transformator ist dann rahmenartig oder als Rahmen

ausgebildet, in dem Sinne, dass ein Durchbruch im Piezo- Transformator in lateraler Richtung vom Material des Piezo- Transformators umschlossen ist. Die Hochvolt-Leuchtdioden der Leuchtdiodenanordnung können in diesem Durchbruch angeordnet werden, so dass die Hochvolt-Leuchtdioden der

Leuchtdiodenanordnung oder zumindest eine Hochvolt- Leuchtdiode der Leuchtdiodenanordnung seitlich vom Piezo- Transformator umschlossen ist.

Vorteilhaft kann zumindest eine Leuchtdiode der

Leuchtdiodenanordnung so direkt auf einem Anschlussträger oder einem Kühlkörper befestigt werden, auf dem ebenfalls der rahmenartig ausgebildete Piezo-Transformator angeordnet ist. Der Piezo-Transformator ist in diesem Fall nicht zwischen dem Anschlussträger, dem Kühlkörper und der Hochvolt-Leuchtdiode angeordnet, sondern er umgibt die Hochvolt-Leuchtdiode seitlich. Im Betrieb von der Hochvolt-Leuchtdiode erzeugte Wärme muss also nicht durch den Piezo-Transformator abgeführt werden, um beispielsweise zum Kühlkörper zu gelangen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst die Leuchtdiodenanordnung einen Anschlussträger, der eine Montagefläche aufweist. Bei dem Anschlussträger handelt es sich beispielsweise um eine

Leiterplatte, wie eine bedruckte Leiterplatte oder eine

Metallkernplatine. Der Anschlussträger umfasst beispielsweise einen elektrisch isolierenden Grundkörper. In und/oder auf den isolierenden Grundkörper sind Leiterbahnen und/oder elektrische Kontaktstellen strukturiert. Die

Leuchtdiodenanordnung umfasst ferner in dieser Ausführungsform zumindest eine Hochvolt-Leuchtdiode, die an der Montagefläche des Anschlussträgers befestigt und

elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden ist. Der Piezo-Transformator ist ebenfalls mit dem Anschlussträger elektrisch leitend verbunden und die zumindest eine Hochvolt- Leuchtdiode ist über den Anschlussträger an die

ausgangseitige Anschlussstelle des Piezo-Transformators angeschlossen. Das heißt, die elektrische Verbindung zwischen der zumindest einen Hochvolt-Leuchtdiode der

Leuchtdiodenanordnung und dem Piezo-Transformator erfolgt über den Anschlussträger.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der

Leuchtdiodenanordnung umfasst die Leuchtdiodenanordnung ein Mittel zur mechanischen Entkopplung. Das Mittel zur

mechanischen Entkopplung ist zischen dem Piezo-Transformator und dem Anschlussträger und/oder dem Kühlkörper angeordnet und befindet sich mit den genannten Komponenten zum Beispiel in direktem Kontakt. Das Mittel zur mechanischen Entkopplung umfasst zum Beispiel ein elastisches oder federndes Material. Das Mittel zur mechanischen Entkopplung behindert die

Übertragung von Schwingungen des Piezo-Transformators , die während dessen Betrieb auftreten, auf zum Piezo-Transformator benachbarte Komponenten.

Es wird ferner ein Leuchtmittel angegeben. Das Leuchtmittel umfasst zumindest eine Leuchtdiodenanordnung, die einen

Piezo-Transformator, der zumindest eine eingangseitige

Anschlussstelle und zumindest eine ausgangseitige

Anschlussstelle aufweist und eine Leuchtdiode, die einen

Leuchtdiodenchip umfasst, aufweist. Bei der Leuchtdiode und dem Leuchtdiodenchip kann es sich um eine Hochvolt- Leuchtdiode und einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip handeln wie sie oben beschrieben sind. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei der Leuchtdiode um eine handelsübliche

Leuchtdiode handelt, die lediglich einen aktiven Bereich umfassen und/oder an der im Betrieb eine Spannung von weniger 4V abfällt.

Insbesondere kann es sich bei der Leuchtdiodenanordnung um eine hier beschriebene Leuchtdiodenanordnung handeln, die eine Hochvolt-Leuchtdiode mit einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip umfasst. Das heißt, sämtliche für die Leuchtdiodenanordnung offenbarten Merkmale sind auch für das Leuchtmittel offenbart und umgekehrt.

Ferner sind die Merkmale der hier beschriebenen

Leuchtdiodenanordnung bei einer Verwendung im hier

beschriebenen Leuchtmittel auch ohne die Merkmale der

Hochvolt-Leuchtdiode oder des Hochvolt-Leuchtdiodenchips offenbart. Das heißt, im Leuchtmittel kann eine

Leuchtdiodenanordnung Verwendung finden, die mit

herkömmlichen Leuchtdioden und/oder Leuchtdiodenchips gebildet ist, ansonsten aber einige oder alle Merkmale der oben beschriebenen Leuchtdiodenanordnung aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel einen Gehäusekörper, der ein Volumen umschließt, in dem die Leuchtdiodenanordnung vollständig angeordnet ist. Der Gehäusekörper dient beispielsweise dazu, die Leuchtdiodenanordnung vor Berührung und anderen

mechanischen Einwirkungen zu schützen. Der Gehäusekörper ist beispielsweise mit einem Metall und/oder einem Kunststoff und/oder einem Glas und/oder einem keramischen Material gebildet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Leuchtmittel ferner einen Sockel, der zumindest einen

Sockelkontakt umfasst. Bei dem Leuchtmittel handelt es sich vorzugsweise um ein so genanntes „Retrofit". Das heißt, aufgrund der Ausbildung des Sockels kann das Leuchtmittel anstelle herkömmlicher Glühlampen oder Halogenlampen

Verwendung finden. Je nachdem, wo das Leuchtmittel als

Retrofit Verwendung finden soll, kann der Sockel als

Schraubsockel, Röhrensockel, Stecksockel, Stiftsockel oder ähnliches ausgeführt sein. Das Leuchtmittel ist dabei nicht auf eine bestimmte Anzahl, Betriebsspannung, Emissionsfarbe und/oder Verschaltung der Leuchtdioden des Leuchtmittels beschränkt. Das Leuchtmittel ist besonders variabel und für verschiedene Leistungsklassen, beispielsweise bis zirka 50 W Leistungsaufnahme, sowie beliebige Abstrahlprofile wie

„Downlight", „Spotlight", und „Omnidirectional" geeignet.

Über den zumindest einen Sockelkontakt, typischerweise zumindest zwei Sockelkontakte, wird die Leuchtdiodenanordnung des Leuchtmittels von außerhalb des Leuchtmittels mit elektrischem Strom versorgt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist die Leuchtdiode elektrisch an die ausgangseitige

Anschlussstelle des Piezo-Transformators angeschlossen und die zumindest eine eingangseitige Anschlussstelle des Piezo- Transformators ist mit dem zumindest einem Sockelkontakt elektrisch leitend verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Leuchtmittel zumindest eine Leuchtdiodenanordnung mit einem Piezo-Transformator, der zumindest eine eingangseitige

Anschlussstelle und zumindest eine ausgangseitige Anschlussstelle aufweist und mit einer Leuchtdiode, die einen Leuchtdiodenchip umfasst. Ferner umfasst das Leuchtmittel einen Gehäusekörper, der ein Volumen umschließt, in dem die Leuchtdiodenanordnung vollständig angeordnet ist, einen

Sockel, der zumindest einen Sockelkontakt umfasst, wobei die Leuchtdiode elektrisch an die ausgangseitige Anschlussstelle des Piezo-Transformator angeschlossen ist und die zumindest eine eingangseitige Anschlussstelle des Piezo-Transformators mit dem zumindest einen Sockelkontakt elektrisch leitend verbunden ist.

Durch die Verwendung des Piezo-Transformators im

Leuchtmittel, der sich insbesondere durch sein kleines

Volumen auszeichnet, steht im Leuchtmittel beispielsweise besonders viel Platz für die Leuchtdiodenanordnung und damit die lichterzeugende Komponente des Leuchtmittels zur

Verfügung. Ferner ergibt sich durch den Piezo-Transformator eine galvanischen Trennung. Dies erlaubt es, eine zweite Isolation des Anschlussträgers der Leuchtdiodenanordnung zum Gehäusekörper hin einzusparen oder eine Isolation dünner aus zuführen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels umfasst das Leuchtmittel einen Kühlkörper, der thermisch leitend mit der zumindest einen Leuchtdiodenanordnung

verbunden ist, wobei der Kühlkörper vollständig im vom

Gehäusekörper umschlossenen Volumen angeordnet ist. Der

Kühlkörper nimmt dabei wenigstens 20 % des Volumens, das vom Gehäusekörper umschlossen ist, ein. Vorzugsweise füllt der Kühlkörper wenigstens 30 %, besonders bevorzugt wenigstens 40 % des Volumens aus. Dies ist dadurch ermöglicht, dass

vorliegend ein Piezo-Transformator Verwendung findet, der sich durch sein gegenüber einem magnetisch arbeitenden Transformator reduziertes Volumen auszeichnet. Auf diese Weise ist es möglich, dass beispielsweise Kühlrippen des Kühlkörpers weit in das vom Gehäusekörper umschlossene

Volumen hineinragen und somit eine besonders große Kühlfläche des Kühlkörpers und eine daraus resultierende besonders gute Kühlung durch den Kühlkörper erreicht ist. Ferner bietet das größere zur Verfügung stehende Volumen des Kühlkörpers auch mehr Freiheiten beim Design des Kühlkörpers, was eine

besonders variable Gestaltung des Leuchtmittels erlaubt.

Durch die gesteigerte Wärmeabfuhr am Kühlkörper verbessern sich bei gegebenem Lichtstrom auch die Effizienz und die Betriebsdauer der Leuchtdioden und der Treiberschaltung für die Leuchtdioden. Um den Piezo-Transformator in das Leuchtmittel zu

integrieren, wird vorzugsweise eine Frequenz-gebende

Transistorschaltung eingesetzt. Zur Erhaltung der maximalen Effizienz des Piezo-Transformators bei schwankenden

Temperaturen, beispielsweise aufgrund der Abwärme der

Leuchtdioden des Leuchtmittels, kann an eine oder alle ausgangseitigen Anschlussstellen des Piezo-Transformators ein Feedback-Element verbunden sein, welches der

Transistorschaltung zur Optimierung der Betriebsfrequenz die Ausgangsleistung des Piezo-Transformators rückkoppelt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leuchtmittels ist der Piezo-Transformator zwischen dem Sockel und dem

Anschlussträger der Leuchtdiodenanordnung angeordnet.

Beispielsweise können der Piezo-Transformator und der zumindest eine Anschlussträger an einander gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers angeordnet sein. Im Folgenden werden die hier beschriebene

Leuchtdiodenanordnung sowie das hier beschriebene

Leuchtmittel anhand von Ausführungsbeispielen und den

dazugehörigen Figuren näher erläutert.

Die Figuren 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B zeigen schematische

Ansichten von hier beschriebenen

Leuchtdiodenanordnungen . Die Figuren 4A, 4B und 5 zeigen schematische Ansichten von hier beschriebenen Leuchtmitteln.

Die Figuren 6 und 7 zeigen schematische Ansichten von

Hochvolt-Leuchtdiodenchips, wie sie vorliegend zum Einsatz kommen können.

Die Figur 8 zeigt eine schematische Schaltskizze einer hier beschriebenen Leuchtdiodenanordnung . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu

betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Die Figur 1A zeigt anhand einer schematischen

Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiodenanordnung. Die

Leuchtdiodenanordnung umfasst einen Piezo-Transformator 1, der beispielsweise mit einem keramischen Material gebildet ist. Der Piezo-Transformator 1 umfasst ausgangseitige Anschlussstellen 11 sowie zumindest eine eingangseitige

Anschlussstelle 12.

Weiter umfasst die Leuchtdiodenanordnung einen

Anschlussträger 3, bei dem es sich beispielsweise um eine

Leiterplatte oder eine Metallkernplatine handelt. Der Piezo- Transformator 1 ist an einer Montagefläche 3a am

Anschlussträger 3 befestigt. Dabei ist zwischen Piezo- Transformator 1 und Anschlussträger 3 ein Mittel zur

mechanischen Entkopplung 13 angeordnet. Das Mittel zur mechanischen Entkopplung 13 umfasst zum Beispiel ein

elastisches oder federndes Material. Das Mittel zur

mechanischen Entkopplung 13 behindert die Übertragung von Schwingungen des Piezo-Transformators 1, die während dessen Betrieb auftreten, auf den Anschlussträger 3.

Die mechanische Entkopplung 13 ist zum Beispiel mit einem synthetischen Gummi, Kautschuk, einem Elastomer, einem

Thermoplast oder einem elektrisch isolierten Metall in Form einer Feder gebildet.

An dem Anschlussträger 3 sind auf der Montagefläche 3a ferner die Hochvolt-Leuchtdioden 2 angeordnet. Jede Hochvolt- Leuchtdiode 2 kann aus einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 bestehen oder zumindest einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 enthalten .

Der vom Piezo-Transformator im Betrieb bereitgestellte Strom wird zum Beispiel über Bonddrähte 22 zu den Hochvolt- Leuchtdioden 2 geleitet. Dabei kann an jeder ausgangseitigen Anschlussstelle 11 genau eine Hochvolt-Leuchtdiode 2 mit dem Piezo-Transformator verbunden sein. Ferner ist es möglich, dass an einer ausgangseitigen Anschlussstelle 11 mehrere Hochvolt-Leuchtdioden 2 angeschlossen sind.

Die Leuchtdiodenanordnung 7 umfasst ferner einen Kühlkörper 4, der beispielsweise aus einem Metall wie Kupfer besteht oder ein Metall enthält. Der Kühlkörper 4 ist an der dem Piezo-Transformator 1 abgewandten Seite des Anschlussträgers 3 angeordnet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1A sind im Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit der Figur 1B beschrieben ist, die Hochvolt-Leuchtdioden 2, die je

zumindest einen Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 umfassen oder aus einem Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 bestehen, an der dem Anschlussträger 3 abgewandten Seite des Piezo-Transformators 1 befestig und elektrisch angeschlossen.

Nachteilig kann es sich beim Ausführungsbeispiel der Figur IBerweisen, dass von den Hochvolt-Leuchtdiodenchips 2 im Betrieb erzeugte Wärme durch den Piezo-Transformator 1 treten muss, um zum Kühlkörper 4 zu gelangen.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 2A und der schematischen Draufsicht der Figur 2B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen

Leuchtdiodenanordnung 7 näher erläutert. In diesem

Ausführungsbeispiel ist der Piezo-Transformator 1

rahmenartig, vorliegend als Ring ausgebildet. Der Piezo- Transformator 1 ist ebenfalls, das heißt genauso wie die Hochvolt-Leuchtdioden 2, an der Montagefläche 3a des

Anschlussträgers 3 befestigt und dort elektrisch mit dem Anschlussträger 3 und über den Anschlussträger 3 mit den Hochvolt-Leuchtdioden 2 verbunden. Zwischen Piezo- Transformator 1 und Anschlussträger 3 ist das Mittel zur mechanischen Entkopplung 13 angeordnet. An der dem Hochvolt- Leuchtdioden 2 und dem Piezo-Transformator abgewandten Seite des Anschlussträgers 3 ist der Kühlkörper 4 angeordnet. Das heißt, von den Hochvolt-Leuchtdioden 2 im Betrieb erzeugte

Wärme muss nicht durch den Piezo-Transformator treten, um zum Kühlkörper 4 zu gelangen. Darüber hinaus umgibt der Piezo- Transformator 1 die Hochvolt-Leuchtdioden 2 seitlich und stellt auf diese Weise einen mechanischen Schutz für die Hochvolt-Leuchtdioden 2 dar.

Der Piezo-Transformator umfasst also eine Ausnehmung, die rahmenartig durch das Material des Piezo-Transformators 1 umgeben ist. In dieser Ausnehmung oder in diesem Durchbruch sind die Hochvolt-Leuchtdioden 2 auf dem Anschlussträger 3 angeordnet. Dabei ist es auch möglich, dass die Hochvolt- Leuchtdioden 2 direkt auf den Kühlkörper 4 aufgebracht sind, das heißt dass der Kühlkörper 4 auch die Aufgaben des

Anschlussträgers 3 übernimmt.

Beim im Verbindung mit den Figuren 2A und 2B beschriebenen Ausführungsbeispiel können anstatt oder zusätzlich zu den Hochvolt-Leuchtdioden 2 oder den Hochvolt-Leuchtdiodenchips 21 auch herkömmliche Leuchtdioden 8 und/oder herkömmliche Leuchtdiodenchips 81 Verwendung finden.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3A und der schematischen Draufsicht der Figur 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen

Leuchtdiodenanordnung 7 näher erläutert. In diesem

Ausführungsbeispiel ist der Piezo-Transformator 1 im

Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 2A, 2B derart angeordnet, dass er auch den Anschlussträger 3 rahmenartig seitlich umgibt. Der Piezo-Transformator selbst kann an zumindest zwei Seiten vom Kühlkörper 4 umschlossen sein, was zu einer verbesserten Wärmeabfuhr vom Piezo-Transformator 1 führt. Zwischen Piezo-Transformator 1, Anschlussträger 3 und Kühlkörper 14 ist das Mittel zur mechanischen Entkopplung 13 angeordnet .

Beim im Verbindung mit den Figuren 3A und 3B beschriebenen Ausführungsbeispiel können anstatt oder zusätzlich zu den Hochvolt-Leuchtdioden 2 oder den Hochvolt-Leuchtdiodenchips 21 auch herkömmliche Leuchtdioden 8 und/oder herkömmliche Leuchtdiodenchips 81 Verwendung finden.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 4A ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels näher erläutert. Das Leuchtmittel weist eine Leuchtdiodenanordnung 7 auf, die beispielsweise wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 3 angegeben,

ausgeführt sein kann. Die Leuchtdiodenanordnung 7 kann

Hochvolt-Leuchtdioden 2 mit Hochvolt-Leuchtdiodenchips 21 und/oder herkömmliche Leuchtdioden 8 mit herkömmlichen

Leuchtdiodenchips 81 umfassen. Das Leuchtmittel umfasst einen Gehäusekörper 5, der vorliegend mit einem reflektierendem Metall oder einem reflektierend beschichteten Kunststoff gebildet sein kann. Der Gehäusekörper 5 umschließt ein

Volumen 51, in dem die Leuchtdiodenanordnung 7 mit dem Piezo- Transformator 1 vollständig angeordnet ist.

Das Leuchtmittel umfasst ferner einen Sockel 6, mit

Sockelkontakten 61, über die das Leuchtmittel von außerhalb mit Strom und Spannung versorgt werden kann. Vorliegend ist der Sockel 6 als Stecksockel ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4A ist der Piezo- Transformator an einer dem Anschlussträger 3 abgewandten Seite des Kühlkörpers 4 angeordnet. Der Piezo-Transformator 1 ist damit zwischen dem Sockel 6 und dem Anschlussträger 3 angeordnet. Zur elektrischen Isolation der Sockelkontakte 61 sowie der elektrischen Verbindungen 62, die durch den

Kühlkörper 4 hindurch zum Anschlussträger 3 reichen, ist zwischen Sockel 6 und Piezo-Transformator 1 eine elektrische Isolierung 52 angeordnet.

Der Piezo-Transformator 1 ist über ein Mittel zur

mechanischen Entkopplung 13 - zum Beispiel über ein Elastomer - schwingend am Gehäusekörper 5 befestigt. Der Kühlkörper 4 nimmt in diesem Ausführungsbeispiel einen besonders großen Anteil des Volumens 51, das vom

Gehäusekörper 5 umschlossen ist ein. Vorliegend nimmt der Kühlkörper 4 zirka ein Drittel des umschlossenen Volumens 51 ein .

In Verbindung mit der Figur 4B ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sockel 6 als

Schraubsockel ausgebildet. Der Piezo-Transformator 1 ist an der den Leuchtdioden 2, 8 abgewandten Seite des

Anschlussträger 3 schwingungsgedämpft an diesem befestigt. Der Piezo-Transformator 1 ist von Kühlrippen 41 des

Kühlkörpers seitlich umgeben. Die Kühlrippen 41 des

Kühlkörpers 4 können auf diese Weise besonders weit in das Gehäuse 5 ragen, so dass sie einen großen Teil des Volumens 51 einnehmen. Somit wird der Wärmeaustausch mit der

Umgebungsluft maximiert.

In Verbindung mit der Figur 5 ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Leuchtmittels erläutert. In diesem

Ausführungsbeispiel ist der Piezo-Transformator gemeinsam mit den Leuchtdioden 2, 8 auf der Montagefläche 3a des

Anschlussträgers 3 angeordnet und elektrisch angeschlossen. Der Kühlkörper 4 befindet sich an der der Montagefläche 3a abgewandten Seite des Anschlussträgers 3. Kühlrippen 41 des Kühlkörpers 4 ragen in das umschlossene Volumen 51.

Vorliegend nimmt der Kühlkörper 4 über 50 % des Volumens 51, das vom Gehäusekörper 5 umschlossen ist, ein. Ein solches Leuchtmittel erweist sich hinsichtlich seiner thermischen Eigenschaften als besonders vorteilhaft.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 6 ist eine Hochvolt-Leuchtdiode 21 näher erläutert, wie sie in hier beschriebenen Leuchtdiodenanordnungen und

Leuchtmitteln zum Einsatz kommen kann. Die Hochvolt- Leuchtdiode 21 umfasst einen Träger 205, der beispielsweise mit einem elektrisch leitenden oder einem elektrisch

isolierenden Material gebildet sein kann. Falls der Träger elektrisch leitend ist, ist eine Isolierschicht 206a auf dem Träger 205 angeordnet.

Auf dem Träger 205 ist eine Kontaktschicht 208 aufgebracht, die zur Kontaktierung von aktiven Bereichen 200, die zur Strahlungserzeugung vorgesehen sind, dient. Die

Kontaktschicht 208 ist zumindest stellenweise von einer

Isolierschicht 206b bedeckt, die beispielsweise mit

Siliziumdioxid gebildet ist. Die Isolierschicht 206b weist Öffnungen 207 auf, in denen ein elektrisch leitender Kontakt zwischen der Kontaktschicht 208 und den aktiven Bereichen 200 ermöglicht ist. Der Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 gliedert sich dabei in wenigstens zwei und höchstens n= (t _e - _| - _z V 2 / Uf) Pixel 210. UNetz ist dabei die Netzspannung und Uf ist die

Vorwärtsspannung, die an einem aktiven Bereich 200 des

Hochvolt-Leuchtdiodenchips abfällt .

Jedes Pixel 210 umfasst eine p-Kontaktschicht 212, die zwischen der Isolierschicht 206b und dem p-leitenden Bereich 202 angeordnet ist. An der p-Kontaktschicht 212 ist der p- seitige Anschluss 211 des Hochvolt-Leuchtdiodenchips 21 elektrisch angeschlossen. Somit werden beide

Ladungsträgersorten von der Emissionsseite des Hochvolt- Leuchtdiodenchips abgewandten Seite aus lateral, also über die aktiven Bereiche 200 verteilt - und den jeweiligen leitenden Bereichen 201, 202 zugeführt.

Die Pixel sind vorliegend in Reihe geschaltet, wobei der p- leitende Bereich 202 eines Pixels 210 mit dem n-leitenden Bereich 201 eines benachbarten Pixels elektrisch leitend verbunden ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 sind die Pixel 210 und damit die aktiven Bereiche 200 der Hochvolt-Leuchtdiode lateral benachbart zueinander angeordnet. In Verbindung mit der Figur 7 ist eine alternative Ausführung einer Hochvolt-Leuchtdiode, wie sie vorliegend zum Einsatz kommen kann, beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel sind die aktiven Bereiche 200, die zueinander in Reihe geschaltet sind, vertikal übereinander gestapelt angeordnet. In den aktiven Bereichen 200 kann elektromagnetische Strahlung mit gleichen oder unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt werden. Zwischen der n-leitenden Schicht 201 und der p-leitenden Schicht 202, die im Hochvolt-Leuchtdiodenchip 21 aneinander grenzen, kann ein Tunnelkontakt angeordnet sein.

Neben den Halbleiterschichten des Hochvolt-Leuchtdiodenchips 21 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 7 ein Vorwiderstand 209 auf dem Träger 204 angeordnet. Ein Hochvolt- Leuchtdiodenchip wie er in der Figur 7 beschrieben ist, ist in einem anderen Zusammenhang beispielsweise auch in der Druckschrift WO 2008/040300 AI angegeben, die vorliegend ausdrücklich per Rückbezug aufgenommen ist.

Die Figur 8 zeigt eine schematische Schaltskizze einer hier beschriebenen Leuchtdiodenanordnung. Die

Leuchtdiodenanordnung der Figur 8 umfasst folgende

Komponenten: Induktivitäten LI, L2, einen Gleichrichter Bl, Feldeffekttransistoren 301, einen Versorgungseingang 302, den Piezo-Transformator 1, die Leuchtdioden beziehungsweise

Leuchtdiodenchips 2, 21, 8, 81 der Leuchtdiodenanordnung, einen Hilfsausgang 303, einen Gleichrichter und

Tiefpassfilter (rectifier, low pass filter) 304, einen

Maximumdetektor 305 und einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO - voltage controlled Oszillator) 306. Um den

Piezotransformator 1 beispielsweise in das hier beschriebene Leuchtmittel zu integrieren kann eine Frequenz-gebende

Transistorschaltung eingesetzt werden. Zur Erhaltung der maximalen Effizienz des Piezo-Transformators 1 bei

schwankenden Temperaturen, beispielsweise aufgrund der

Abwärme der Leuchtdioden des Leuchtmittels, kann an eine oder alle ausgangsseitigen Anschlussstellen des Piezo- Transformators 1 ein Feedbackelement verbunden sein, welches der Transistorschaltung zur Optimierung der Betriebsfrequenz die Ausgangsleistung des Piezo-Transformators 1 rückkoppelt. Der spannungsgesteuerte Oszillator 306 der in der Figur 8 gezeigten Schaltung kann die Frequenzen in Abhängigkeit von der Eingangsspannung verändern. Der spannungsgesteuerte Oszillator 306 ist dabei so ausgelegt, dass mindestens der Frequenzresonanzbereich über alle Temperaturen und Lasten angesteuert werden kann. Beispielsweise direkt an den spannungsgesteuerten Oszillator 306 ist der Maximumdetektor 305 angeschlossen.

Der Maximumdetektor 305 ist ein Regler, der das Signal für den spannungsgesteuerten Oszillator 306 derart regelt, dass die Spannung am Ausgang der nachfolgenden Komponente

Gleichrichter und Tiefpassfilter 304 immer das mögliche Maximum, also das Maximum der Energieübertragung, erreicht.

Beispielsweise direkt an den Maximumdetektor ist der

Gleichrichter und Tiefpassfilter 304 angeschlossen. Diese Komponente erzeugt ein Signal proportional zum Spitzenwert der übertragenen Leistung am Hilfsausgang 303 des Piezo- Transformators 1.

Am Versorgungseingang 302 bilden die Feldeffekttransistoren 301 eine Leistungsstufe zur Ansteuerung der Primärseite des Piezo-Transformators 1. Dabei ist es möglich, diese

Ansteuerung alternativ, beispielsweise mit einem Transistor aus zuführen . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102010023342.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.