Kombinierte Primär- und Vorsatzoptik aus Flüssigsilikonkautschuk für LED-Anwendungen (T08)

用于 LED 应用的由液体硅橡胶制成的组合主光学器件和附加光学器件 (T08)

• 批准号: 232603818
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: CRC/Transregios (Transfer Project)
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2012-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/232603818?language=en
• 关键词: Kombinierte; Prim; und; Vorsatzoptik; aus

Das Ziel des Projekts besteht in der Herstellung einer hochpräzisen Optik für LED-Anwendungen aus Flüssigsilikonkautschuk (LSR), einer Werkstoffklasse, die durch Materialweiterentwicklungen erst seit kurzem auf dem optischen Markt verfügbar ist und den geforderten Randbedingungen genügen kann. Dabei soll dem Massenmarkt der LED Rechnung getragen werden, so dass ein massentaugliches Herstellungsverfahren zum Einsatz kommen soll. Die Vorteile der spritzgießfähigen, hochtransparenten Werkstoffklasse der Flüssigsilikonkautschuke nutzend sollen zudem die Kapselung der LED und die Vorsatzoptik zur gezielten Lichtlenkung in einem Bauteil zusammengefasst werden. Durch den Übergang zwischen der Primäroptik, der eigentlichen Kapselung des Halbleiters, und der Vorsatzoptik ergeben sich im konventionellen Aufbau einer LED-Anwendung bereits bis zu 15 % Verluste der Lichtleistung. Durch die Kombination der beiden Elemente in einem Bauteil sollen die Verluste minimiert werden. Ein besonderes Augenmerk bei diesem Projekt liegt insbesondere in der Abformqualität der Optiken aus Flüssigsilikonkautschuken. Diese sollen hochpräzisen Anwendungen im Bereich der Beleuchtungsoptik genügen. Dafür wird ein Demonstrator aus dem Automobil-Bereich hergestellt, an dem forschungsrelevante Fragestellungen wie Materialhaftung von LSR-Materialien an unterschiedlichen LED-Gehäusen oder die Herstellung von Mikrostrukturen zur gezielten Lichtverteilung und Lichtauskopplung untersucht werden können. Zur Herstellung und Umspritzung der LEDs muss ein geeignetes Werkzeugkonzept entwickelt werden, um eine Umspritzung der LED ohne eine Beschädigung des feinen Bonddrahts zu ermöglichen und dennoch eine hohe Abformgenauigkeit zu erlangen. Im Vorfeld wird eine simulative Betrachtung des Umspritzens der LEDs durchgeführt, um den Abformprozess der hochpräzisen Optiken mit möglichst wenig Iterationsschleifen durchführen zu können. Durch den Einsatz von modernen Simulationstools soll auch der Vernetzungsvorgang des additiv wirkenden 2-Komponenten-Flüssigsilikonkautschuks abgebildet werden, um möglichst zeit- und kosteneffizient die Bauteile in der geforderten Qualität herstellen zu können. Insbesondere stellen die hohen Ansprüche bei der Replikation von komplexen Optikkomponenten in einer neuen Werkstoffklasse einen Schwerpunkt der Untersuchungen dar. Ein weiterer Fokus der Untersuchungen liegt auf einer geeigneten Spritzgießprozesstechnik, die einen erheblichen Einfluss auf die erreichbaren Qualitäten der Optikkomponenten aus Flüssigsilikonkautschuk haben wird. Der Einfluss der Prozesstechnik und der Werkzeugtechnik wird durch festgelegte Qualitätskennwerte und eine Funktionsprüfung ausgewertet und bestimmt. Einen Fokus in der Analyse der hergestellten Bauteile wird der mechanische Belastungstest darstellen, um eine Beschädigung des LED-Halbleiterkristalls auszuschließen. Durchgeführt werden ebenfalls Parametervariationen, um zum einen optimale Herstellbedingungen für das Umspritzen des LED-Halbleiters zu ermitteln, und zum anderen die geforderte Qualität, wie z.B. eine geforderte Lichtverteilung, der Optikkomponenten zu erlangen. Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse bewerten zu können, sollen zudem die Einlegeteile, unterschiedliche Bauformen von LEDs und das eingesetzte Material variiert werden. Durch die angedachten Untersuchungen kann eine neue Materialklasse für beleuchtungsoptische LED-Anwendungen erschlossen werden, die durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und hochpräzise Abformung überzeugt und damit die weitere Ausbreitung von energieeffizienten LEDs fördert.

Das Ziel des Projekts besteht in der Herstellung einer hochpräzisen Optik für LED-Anwendungen aus Flüssigsilikonkautschuk（LSR），einer Werkstoffklasse，die durch Materialweiterentwicklungen erst seit kurzem auf dem optischen Markt verfügbar ist und den geforderten Randbedingungen genügen kann.大部分的LED显示屏都是韦尔登的，所以这是一个可以直接使用的大屏幕。Die Vorteile der spritzgießfähigen，hochaperenten Werkstoffklasse der Flüssigsilikonkautschuke nutzend sollen zudem die Kapselung der LED and die Vorsatzoptik zur gezielten Lichtlenkung in einem Bauteil zusammengefasst韦尔登.通过Primäroptik、Halbleiters的eigentlichen Kapselung和Vorsatzoptik的Übergang zwischen，可以在传统的Aufbau中获得一个LED-Anwendung bereits bis zu 15% Verluste der Lichtleistung。在一个零件中组合好的元件可使韦尔登最小。Ein besonderes Augenmerk bei diesem Projekt liegt insbesondere in der Abformqualität der Optiken aus Flüssigsilikonkautschuken.这是一个非常重要的问题。Dafür将是一个来自Automobil-Bereich hergestellt的演示者，一个与LSR-Materialien的材料相关的研究Fragestellungen，一个不寻常的LED-Gehäusen或Mikrostrukturen的Herstellung zur gezielten Lichtvertilung和Lichtauskopplung untersucht韦尔登。Zur Herstellung and Umspritzung der LED muss ein geeignetes Werkzeugkonzept entwickelt韦尔登，um eine Umspritzung der LED ohne eine Beschädigung des feinen Bondrahts zu ermöglichen und dennoch eine hohe Abformgenauigkeit zu埃尔兰根. Im Vorfeld wird eine simulative Betrachtung des Umsprituals der LED durchgeführt，um den Abformprozess der hochpräzisen Optiken mit möglichst wenig Iterationsschleifen durchführen zu können.现代仿真工具的改进也可以通过添加两个组件--Flüssigsilikonkautschuks（模拟韦尔登）来实现，以提高产品质量。在一个新的工具包中，安装一个用于测量的Schwerpunkt。Ein weiterer Fokus der Untersuchungen liegt auf einer geigneten Spritzgießprozestechnik，die einen erheblichen Einfluss auf die erreichbaren Qualitäten der Optikomponenten aus Flüssigsilikonkautschuk haben wird.对工艺技术和制造技术的影响是通过质量保证和功能设计来实现的。在对高亮度发光器件的分析中，重点是对LED半导体发光器件的发光机理进行研究。Durchgeführt韦尔登ebenfalls Parameter Variationen，um zum einen optimale Herstellbedingungen für das Umspritzen des LED-Halbleiters zu ermitteln，und zum anderen die geforderte Qualität，wie z.B.一种光学元件的光致发光，它是埃尔兰根。Um die Übertragbarkeit der Ergebnisse bewerten zu können，sollen zudem die Einlegeteile，unterscheedliche Bauformen von LEDs und das eingesetzte Material variiert韦尔登.因此，我们可以使用一种新的材料来制造韦尔登，这种材料可以通过高温度和高精度来制造，并且可以降低LED的能耗。