DE102007043401A1

DE102007043401A1 - Leuchtvorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102007043401A1
Application number: DE102007043401A
Authority: DE
Inventors: Bakuri Dr. Lanchava; Robert Kraus
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-03-19
Also published as: CN101803478A; CN101803478B; US20100301378A1; WO2009033716A4; EP2189049A1; WO2009033716A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung angegeben, bei dem ein Träger, auf dem Leuchtmittel angebracht sind, mit Füllmaterial versehen wird, bei dem eine obere Außenschicht auf dem Füllmaterial angebracht wird und bei dem die Anordnung aus Träger, Füllmaterial und oberer Außenschicht auf eine vorgegebene Dicke reduziert wird. Ferner wird eine Leuchtvorrichtung angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung der Leuchtvorrichtung.
Existierende LED-Leuchtvorrichtungen weisen oftmals den Nachteil auf, dass sie wenig robust sowie die Verfahren zu deren Herstellung verhältnismäßig aufwendig sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Leuchtvorrichtung vorzuschlagen, die eine hohe Robustheit aufweist sowie ein effizientes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe wird zunächst ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung angegeben,

– bei dem ein Träger, auf dem Leuchtmittel angebracht sind, mit Füllmaterial versehen wird;
– bei dem eine obere Außenschicht auf dem Füllmaterial angebracht wird;
– bei dem die Anordnung aus Träger, Füllmaterial und oberer Außenschicht auf ein vorgegebene Dicke reduziert wird.

Hierdurch wird eine robuste Leuchtvorrichtung hergestellt, wobei insbesondere bei einer vorgegebenen Temperatur die Reduktion auf die gewünschte Dicke erfolgt. Das Füllmaterial garantiert eine hohe Festigkeit bzw. Robustheit der Leuchtvorrichtung und insbesondere nach Aushärten des Füllmaterials ist ein Trennen, z. B. mittels Zersägens, in Teil-Leuchtvorrichtungen möglich.
Eine Weiterbildung ist es, dass das Leuchtmittel eine Leuchtdiode ist.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Dicke anhand mindestens einer Walze, insbesondere anhand zweier Walzen eingestellt wird.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass der Träger ein Flex-Board ist, das mit den Leuchtmitteln bestückt ist.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass das Füllmaterial zwischen den Träger und die obere Außenschicht eingebracht wird.
Im Rahmen der Herstellung kann somit auch das Füllmaterial zwischen Schichten eingebracht werden und anschließend die Leuchtvorrichtung auf eine vorgegebene Dicke reduziert werden.
Eine andere Ausgestaltung besteht darin, dass das Füllmaterial eines der folgenden Materialien umfasst:

– Kunststoff, insbesondere Thermoplast oder Schaumstoff;
– Papier.

Zur Verstärkung kann das Füllmaterial Glasfaser, Kohlefaser oder Gesteinsmehl umfassen oder aufweisen.
Insbesondere kann das Füllmaterial mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen:

– wasserabweisend;
– lichtdurchlässig;
– teillichtdurchlässig.

Eine Weiterbildung ist es, dass die obere Außenschicht Öffnungen aufweist.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass zwischen das Füllmaterial und die obere Außenschicht eine Schutzschicht angebracht wird.
Eine weitere Ausgestaltung ist es, dass unterhalb der Trägerschicht eine untere Außenschicht angebracht wird.
Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass zwischen der Trägerschicht und der unteren Außenschicht eine Klebeschicht angebracht wird.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass auf der Trägerschicht eine Steckeinheit vorgesehen ist. Insbesondere kann die Steckeinheit eine Kombination aus einem Stecker und einer Buchse umfassen, wobei der Stecker und die Buchse ineinander greifen.
Im Rahmen einer Weiterbildung wird entlang einer Verbindungsachse zwischen dem Stecker und der Buchse eine Trennung durchgeführt.
Diese Trennung kann insbesondere durch ein Zersägen entlang der Verbindungsachse erfolgen, wobei die Trennung insbesondere derart erfolgt, dass die Steckeinheit nicht beschädigt oder zerstört wird.
Eine nächste Ausgestaltung besteht darin, dass die Trennung entlang der Verbindungsachse durchgeführt wird, insbesondere mittels Ansägen von oben und von unten und/oder von mindestens einer Seite.
Eine alternative Weiterbildung ist es, dass die Steckeinheit zwei Buchsen und/oder eine Doppelbuchse umfasst. Insbesondere können die beiden Buchsen einstückig ausgeführt sein.
Auch ist es eine Ausgestaltung, dass in die zwei Buchsen Stifte eingesetzt sind. Insbesondere kann eine Trennung entlang der Verbindungsachse der beiden Buchsen durchgeführt werden. Eine solche Trennung kann durch ein Zersägen entlang der Verbindungsachse erfolgen.
Auch ist es möglich, dass eine Doppelbuchse, in die Stifte eingesetzt wurden, entlang einer Soll-Trennstelle durchtrennt, insbesondere zersägt, wird.
Die obige Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Leuchtvorrichtung hergestellt nach dem hierin beschriebenen Verfahren.
Weiterhin wird die obige Aufgabe gelöst durch eine Leuchtvorrichtung umfassend

– eine Trägerschicht umfassend Leuchtmittel;
– eine obere Außenschicht;
– ein Füllmaterial, das zwischen der oberen Außenschicht und der Trägerschicht vorgesehen ist.

Eine Weiterbildung besteht darin, dass die Trägerschicht ein mit den Leuchtmitteln bestücktes Flex-Board ist.
Insbesondere kann das Leuchtmittel eine Leuchtdiode (LED) sein.
Das Füllmaterial kann eines der folgenden Materialien umfassen:

– Kunststoff, insbesondere Thermoplast oder Schaumstoff;
– Papier.

Zur Verstärkung kann das Füllmaterial Glasfaser, Kohlefaser oder Gesteinsmehl umfassen oder aufweisen.
Weiterhin kann das Füllmaterial mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweisen:

– wasserabweisend;
– lichtdurchlässig;
– teillichtdurchlässig.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass die obere Außenschicht Öffnungen aufweist.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass zwischen dem Füllmaterial und der oberen Außenschicht eine Schutzschicht vorgesehen ist.
Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass unterhalb der Trägerschicht eine untere Außenschicht vorgesehen ist, wobei die untere Außenschicht insbesondere eine Aluminiumlegierung aufweist.
Ferner kann zwischen der Trägerschicht und der unteren Außenschicht eine Klebeschicht vorgesehen sein.
Auch ist es möglich, dass auf der Trägerschicht eine Steckeinheit vorgesehen ist.
Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung weist die Leuchtvorrichtung entlang einer Seitenfläche eine Schnittfläche auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.
Es zeigen:
1 einen schematischen Querschnitt durch eine Leuchtvorrichtung;
2 ein Herunterdrücken der Leuchtvorrichtung auf eine vorgegebene Dicke;
3 eine schematische Darstellung, in der die Reduktion der Höhe der Anordnung bis zu der vorgegebenen Dicke anhand zweier Walzen erreicht wird;
4 eine Leuchtvorrichtung umfassend einen Stecker und eine Buchse, wobei die Leuchtvorrichtung an einer Verbindung derselben eine Soll-Trennstelle aufweist;
5 eine Leuchtvorrichtung umfassend eine Doppelbuchse, wobei die Leuchtvorrichtung eine Soll-Trennstelle durch die Doppelbuchse aufweist.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Leuchtvorrichtung umfassend ein Flex-Board 3, das mit Leuchtmitteln, hier LEDs 4, bestückt ist. Das Flex-Board 3 ist über eine Klebeschicht 15 mit einer unteren Außenschicht 1 verbunden. Auf dem Flex-Board 3 ist Füllmaterial 7 vorgesehen, auf dem Füllmaterial 7 sind eine Schutzschicht 16 und darüber eine obere Außenschicht 2, die insbesondere Öffnungen 14 aufweist, angebracht.
Die hier vorgestellte Leuchtvorrichtung weist insbesondere eine untere Außenschicht 1, ein bestücktes LED-Modul (Flex-Board 3 mit LEDs 4) sowie Füllmaterial 7 und eine obere Außenschicht 2 auf. Die restlichen in 1 gezeigten Komponenten sind optional und können zum Teil oder vollständig die Leuchtvorrichtung ergänzen.
Die Außenschichten 1 und 2 haben im wesentlichen eine Schutzfunktion gegenüber der Leuchtvorrichtung. Sie sind insbesondere so ausgeführt, dass ein Lichtaustritt durch die Außenschichten 1 und/oder 2 jeweils flächig oder z. B. nur an dafür vorgesehenen Stellen möglich ist.
Insbesondere können die Außenschichten 1 und 2 zumindest eine der folgenden Eigenschaften aufweisen:

– zumindest teilweise lichtdurchlässig;
– diffus streuend;
– Öffnungen an vorgegebenen Stellen.

Darüber hinaus ist es möglich, die Außenschichten 1 und/oder 2 abhängig von der jeweiligen Anwendung zumindest teilweise als eine reflektierende Schicht auszugestalten (z. B. diffus oder spiegelnd, metallisch glänzend, o. ä.).
Ein LED-Modul umfasst insbesondere den Träger mit den LEDs, insbesondere ein mit LEDs bestücktes Flex-Board oder eine mit LEDs bestückte Platine.
Das LED-Modul kann dabei ausgeführt sein als ein funktionsfähiges Leuchtmodul mit Leuchtmitteln, insbesondere mit Leuchtdioden, die unterschiedliche Farben aufweisen. Ferner kann das Leuchtmodul elektrische Leitungen, Schaltungen, z. B. Strombegrenzer oder Treiber, sowie Anschlusskontakte, die auf einer Unterlage angeordnet sind, aufweisen. Diese Unterlage kann als die untere Außenschicht 1 der Leuchtvorrichtung dienen.
Insbesondere können die Anschlüsse oder Anschlusskontakte derart beschaffen sein, dass eine einfache Trennung der Leuchtvorrichtung in Teilbereiche möglich ist. Dabei kann bevorzugt ein modulares Konzept mehrerer (zusammensteckbarer) Leuchtvorrichtungen und somit effizient eine große lineare oder flächige Leuchtvorrichtung realisiert werden.
Als Füllmaterial können insbesondere eines der folgenden Materialien vorgesehen sein:

– Kunststoff;
– Thermoplast;
– Schaumstoff.

Dabei weist das Füllmaterial bevorzugt mindestens eine der folgenden Eigenschaften auf:

– wasserabweisend;
– lichtdurchlässig;
– teillichtdurchlässig.

Der hier vorgestellte Ansatz eignet sich bevorzugt auch zur Herstellung einer flächigen, insbesondere einer linearen, Leuchtvorrichtung.
Dabei wird das bestückte Flex-Board 3 mit Füllmaterial 7 versehen. Die obere Außenschicht 2 wird auf das Füllmaterial 7 aufgebracht und bis zu einer vorgegebenen Dicke heruntergedrückt. Überflüssiges Füllmaterial 7 kann dabei seitlich entweichen (siehe 2).
Insbesondere können hierbei unterschiedliche funktionale Einheiten, d. h. verschiedene Träger mit unterschiedlichen Bauteilen und verschiedenen Funktionen in Form von Bändern ("Endlosbändern") in einem Walzverfahren zusammengefügt werden.
3 zeigt eine schematische Darstellung, in der die Reduktion der Höhe der Anordnung bis zu der vorgegebenen Dicke anhand zweier Walzen 5 und 6 erreicht wird. Bei einer vorgegebenen Prozesstemperatur werden die einzelnen Schichten zu einem Schichtsystem zusammengeführt (gewalzt). Die Außenschichten 1, 2 sind bevorzugt aus einer Aluminium-Legierung und werden entsprechend von oben bzw. von unten durch die Walzen 6 und 5 zusammengepresst. Dabei wird insbesondere das Füllmaterial zu einer Füllschicht geformt.
Optional kann eine Klebeschicht 15 zwischen der ersten Außenschicht 1 und dem Flex-Board 3 und/oder zwischen dem Füllmaterial 7 und der zweiten Außenschicht 2 vorgesehen sein. Auch kann eine Klebeschicht zwischen dem bestückten Flex-Board 3 und dem Füllmaterial 7 vorgesehen werden.
Ein weiterer Aspekt des hier vorgestellten Lösungsansatzes besteht darin, dass eine Steckeinheit auf der Trägerschicht vorgesehen ist. Eine solche Steckeinheit dient bspw. als Stecker-Konzept einem Anschluss weiterer Bauteile, z. B. von Leuchten. Insbesondere kann das Stecker-Konzept genutzt werden, um mehrere insbesondere flächige (Teil-)Leuchtvorrichtungen nach deren Trennung zusammenzustecken und dabei Flächenleuchten in nahezu beliebiger Form und mit nahezu beliebigem Ausmaß bereitzustellen.
Gemäß 4 werden hierzu sog. Männchen-Weibchen-Paare (d. h. Stecker 8 und Buchse 9) auf bzw. entlang einer sog. Soll-Trennstelle 10 angeordnet, insbesondere gelötet. Beim Zertrennen (z. B. Zersägen) der Leuchtvorrichtung an dieser Soll-Trennstelle 10 wird erreicht, dass Stecker 8 und Buchse 9 auseinander gezogen werden können. Insbesondere ist beim Zertrennen zu beachten, dass das Stecker-Buchse-Paar nicht beschädigt wird. Dies kann z. B. erreicht werden, indem die Leuchtvorrichtung von oben und von unten, ggf. auch von mindestens einer Seite, angesägt wird.
Bevorzugt ist dabei das Flex-Board 3 so ausgelegt und mit Soll-Trennstellen 10 versehen, dass nach dem Zertrennen die erhaltene (Teil-)Leuchtvorrichtung eine gleiche Anzahl von Stecker 8 und Buchsen 9 an gegenüberliegenden Enden (oder Seiten) aufweist, so dass die somit erhaltenen (Teil-)Leuchtvorrichtungen zum Zusammenschließen in Blöcken geeignet sind.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß 5 ist das Flex-Board 3 entlang der Soll-Trennstelle 10 mit zwei Buchsen oder einer (einstückigen) Doppelbuchse 11 bestückt, wobei die Buchsen bevorzugt mit eingesetzten Stiften 13 miteinander verbunden sind. Beim Trennen, z. B. Zersägen, entlang der Soll-Trennstelle 10 werden die Stifte 13 durchtrennt bzw. durchgesägt. Dabei entstehen im wesentlichen glatte Flächen, d. h. durch die Stiftstümpfe ausgefüllte Öffnungen in den Buchsen 11. Die Stiftstümpfe werden erst beim eigentlichen Steckvorgang durch die Finger des Steckers in die Tiefe der Buchse geschoben. Nicht verwendete Buchsen bleiben somit durch diese Stiftstümpfe vor äußeren Einflüssen geschützt.
Weitere Vorteile:
Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht eine Massenproduktion von Leuchtvorrichtungen mit nahezu beliebig großen (Leucht-)Flächen zum Einsatz z. B. als Gebäude-Wände, Mauerabdeckungen, etc.
Weiterhin können mechanische Eigenschaften und insbesondere eine Robustheit der Leuchtvorrichtung anhand der hier vorgestellten Sandwich-Struktur deutlich erhöht werden.
Auch eignen sich die Außenschichten sowie die Füllschicht als Schutz vor äußeren Einflüssen, z. B. vor Feuchtigkeit. Dadurch wird eine höhere Zuverlässigkeit der Leuchtvorrichtung erreicht.
Die vorgestellten Steckerkonzepte erlauben eine zuverlässige und kontaktsichere Verbindung der Leuchtvorrichtung auch nach deren Trennung (z. B. mittels Zersägen in Teilbereiche).

1: untere Außenschicht
2: obere Außenschicht
3: Träger, insbesondere Flex-Board
4: Leuchtdiode, LED
5: untere Walze
6: obere Walze
7: Füllmaterial
8: Stecker
9: Buchse
10: Soll-Trennstelle
11: Doppelbuchse
12: Buchsenloch
13: Stecker-Stift
14: Öffnungen in der Außenschicht
15: Klebeschicht
16: Schutzschicht

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Leuchtvorrichtung – bei dem ein Träger (3), auf dem Leuchtmittel (4) angebracht sind, mit Füllmaterial (7) versehen wird; – bei dem eine obere Außenschicht (2) auf dem Füllmaterial (7) angebracht wird; – bei dem die Anordnung aus Träger (3), Füllmaterial (7) und oberer Außenschicht (2) auf ein vorgegebene Dicke reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Leuchtmittel eine Leuchtdiode ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dicke anhand mindestens einer Walze, insbesondere anhand zweier Walzen eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger ein Flex-Board ist, das mit den Leuchtmitteln bestückt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Füllmaterial zwischen den Träger und die obere Außenschicht eingebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Füllmaterial eines der folgenden Materialien umfasst: – Kunststoff; – Thermoplast; – Schaumstoff; – Papier.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Füllmaterial mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: – wasserabweisend; – lichtdurchlässig; – teillichtdurchlässig.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Füllmaterial Glasfaser, Kohlefaser oder Gesteinsmehl umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die obere Außenschicht Öffnungen aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen das Füllmaterial und die obere Außenschicht eine Schutzschicht angebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem unterhalb der Trägerschicht eine untere Außenschicht angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem zwischen der Trägerschicht und der unteren Außenschicht eine Klebeschicht angebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf der Trägerschicht eine Steckeinheit vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Steckeinheit eine Kombination aus einem Stecker und einer Buchse umfasst, wobei der Stecker und die Buchse ineinander greifen.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem entlang einer Verbindungsachse zwischen dem Stecker und der Buchse eine Trennung durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Trennung entlang der Verbindungsachse durchgeführt wird, insbesondere mittels Ansägen von oben und von unten und/oder von mindestens einer Seite.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Steckeinheit zwei Buchsen und/oder eine Doppelbuchse umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die zwei Buchsen einstückig ausgeführt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, bei dem in die zwei Buchsen Stifte eingesetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem eine Trennung entlang der Verbindungsachse der beiden Buchsen durchgeführt wird.
Leuchtvorrichtung hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20.
Leuchtvorrichtung umfassend – eine Trägerschicht (3) umfassend Leuchtmittel (4); – eine obere Außenschicht (2); – ein Füllmaterial (7), das zwischen der oberen Außenschicht (2) und der Trägerschicht (3) vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 22, bei der die Trägerschicht ein mit den Leuchtmitteln bestücktes Flex-Board ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23, bei der das Leuchtmittel eine Leuchtdiode ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei der das Füllmaterial eines der folgenden Materialien umfasst: – Kunststoff; – Thermoplast; – Schaumstoff; – Papier.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, bei der das Füllmaterial mindestens eine der folgenden Eigenschaften aufweist: – wasserabweisend; – lichtdurchlässig; – teillichtdurchlässig.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei dem das Füllmaterial Glasfaser, Kohlefaser oder Gesteinsmehl umfasst.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 27, bei der die obere Außenschicht Öffnungen aufweist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28, bei der zwischen dem Füllmaterial und der oberen Außenschicht eine Schutzschicht vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 29, bei der unterhalb der Trägerschicht eine untere Außenschicht vorgesehen ist, wobei die untere Außenschicht insbesondere eine Aluminiumlegierung aufweist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, bei der zwischen der Trägerschicht und der unteren Außenschicht eine Klebeschicht vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 31, bei der auf der Trägerschicht eine Steckeinheit vorgesehen ist.
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 32, die entlang einer Seitenfläche eine Schnittfläche aufweist.