CN103635744A - 具有填料的发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光装置,其包括具有构成发光装置的光出射面的透明部段的预成型的发光体和平面的发光件基座,该发光件基座具有至少一个发光件、特别是一个或多个LED以及用于发光件的电触点装置,其中发光件基座装入发光体的缺口中并且接着通过与发光体的透明部段不同的填料在硬化处理之后固定在发光体处。
Description
技术领域
本发明涉及一种特别是基于LED技术的发光装置,该发光装置具有结实的耐用的结构,以及涉及这种发光装置的制造方法。
背景技术
发光装置是耐用的和耐劳损的,以及用于使用在潮湿室内、在冷藏室内或在受到爆炸危险的房间内,通常需要其完全封闭发光件。在使用耐用的发光件、例如LED(发光二极管,对此也理解为有机发光二极管)时,该发光件在发光装置的使用寿命内不必更换,可以完全和持久地密封发光件。
在DE202008012002U1中描述了一个特别结实的发光装置的实例。为了使用在沿海地区发光装置由一排LED构成,这些LED布置在U形通道中并且从光出射侧完全通过透明的填料来注入。填料的表面构成发光装置的光出射侧。
由DE202009002127U1已知了一种LED发光装置,其中LED完全严密地抗湿度影响地被密封。在这种发光装置中LED也装入预制的壳体中,接着利用透明的填料填充该壳体,其中填料形成用作光出射侧的壳体盖。
光学技术上前面所述的发光装置显现的缺点是,它常常只具有较差的光学特性,因为光出射面由随后施加的填料构成。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种容易制造的发光装置,该发光装置是十分耐用地抗外部影响的,具有高的光学特性并且还是容易制造的。
本发明通过发光装置来实现,其包括具有构成发光装置的光出射面的透明部段的预成型的发光体和平面的发光件基座,该发光件基座具有至少一个发光件、特别是一个或多个LED以及用于发光件的电触点装置,其中发光件基座装入发光体的缺口中并且接着通过与发光体的透明部段不同的填料在硬化处理之后固定在发光体处。
通过使用以透明的部段来定义发光装置的光出射面的、预成型的发光体可以达到高的光学特性。发光件基座的浇注不会或仅仅极小地作用于产生的光分布,因为表面通过能够以相应高的光学特性制造的预制的发光体来构造,经过该表面光束离开发光装置。此外填料的使用提供了一种制造发光装置的特别简单的可能性,因为在浇注之后填料的表面不必再加工,以便产生高的光学特性。此外预制的发光体提供了这样的优点,即在预制中光折射的或光反射的(全反射)部件已经可以被集成。此外通过浇注达到发光装置的高密封性例如用于使用在潮湿室内、冷却室内或甚至在受到爆炸危险的房间内。
根据一个优选的实施方式,用于装入发光件基座的缺口由相对设置的部件构成,该部件形状配合地接合至发光件基座。特别优选的是在相对设置的部件与发光件基座之间的卡槽连接。可替换地相对设置的部件也可以具有实现将发光件基座从一侧推入到发光体中。这种实施方式具有优点,在利用填料最终固定发光体之前,发光件基座在通过形状配合连接预定的位置预安装在发光装置基座处。根据一个优选的实施方式,通过缺口的相对设置的部件完全在所有方向上确定相对于发光体的、发光件基座的位置。
根据一个优选的实施方式,发光件基座以具有发光件的侧面相对于透明部段来布置。在这个实施方式中发光件的光束直接射入用于从发光装置出射的透明部段。根据可替换的实施方式,发光件基座也可以在透明部段的一侧布置在缺口中。在这个实施方式中,在发光体的内部设置光偏转部件、例如反射器或者光折射部件、例如棱镜,以使发光件的光线转向发光体的透明部段。
根据一个优选的实施方式,的缺口在发光体的、与透明部段相对设置的背面上构成。在这个实施方式中,发光件基座可以从后面以背侧的、用于封闭发光体的盖体的方式装入于缺口中。
根据一个可替换的实施方式,缺口也可以作为向透明部段侧向地敞开的凹槽构成。在这个实施方式中,发光件基座从侧面插入发光体中。在这个实施方式中优选地这个凹槽完全用透明的填料来浇注。然而因为填料的表面不构成发光装置的光出射面,而是预制的发光体的透明部段构成该光出射面,所以发光装置的光学特性不会由于填料表面中的不平度而受影响。
根据一个优选的实施方式,发光件、特别是发光件基座的布置有发光件的整个的侧面保持无填料。例如在发光件与透明部段之间构成空腔。在这个实施方式中,光束不由填料来吸收,因为填料不处于发光体的导光的部分。对于具有高的光穿透性的填料本身由于杂质、例如气泡根本不能防止光散射或光吸收。
根据一个可替换的实施方式,填料设计为透明的并且优选地完全填充在发光件与透明部段之间的区域。在这个实施方式中,特别是可以相应于透明部段的折射率选择填料的折射率或者准确地说选择朝向发光件的透明部段,以便可以在将光束从填料转入透明部段中时防止光反射。然而在这个实施方式中光出射面的表面也由预制的发光体构成,以使得填料的表面的不均匀性不对发光装置的光学特性起消极作用。
在完全浇注在发光件与透明部段之间的区域时优选地这样选择填料的折射率,以使得该折射率不同于在朝向发光件的侧面上的透明部段的折射率,即不多于其15%、优选地不多于其5%,以便保持在填料与透明部段之间的界面处的光反射为微小的。
根据一个优选的实施方式,透明部段具有非平面的表面几何形状,该表面几何形状由于光折射引起从发光件射出的光束的光分布的改变。可以相应于期望的光分布曲线选择透明部段的表面几何形状。透明部段可以例如以透镜的方式起作用。根据其他的实施方式,透明部段甚至可以具有起全反射作用的棱镜面,以使得光束也通过在透明部段中反射在期望的方向上偏转。
根据一个优选的实施方式,发光体设计为纵向延伸的轮廓,并且发光件基座沿轮廓具有多个发光件、特别是一行或多个例如平行的行的LED。为了均匀地照明内部空间可以例如沿边缘或在冷却设备的扶手上嵌入发光装置。利用传统的方法密封非常窄的和长的发光装置是相对成本过高的,因为经过这个长度可以容易使壳体变形。然而通过浇注发光件基座可以容易建立密封。此外发光装置的硬化的填料带来附加的机械稳定性。
根据一个优选的实施方式,在发光件基座与透明部段之间的区域中、优选地空腔中布置光转向的部件、特别是反射器。为此反射器用于产生期望的光分布。因为反射器或其他的光转向部件完全封闭地布置在发光体中,所以由于杂质或湿度也能够不影响反射面的光学特性。
根据一个优选的实施方式,在发光件基座处和/或在发光体处通过填料固定有弹簧部件。为此弹簧部件可以用于将发光装置固定在期望的安装地点,例如在冰柜的框架或扶手上。
根据一个优选的实施方式,填料覆盖发光件基座的、未由发光体或发光体中的空腔来遮盖的整个表面。由此发光件基座从所有的侧面被密封。通过填料可以相对于导电的部分建立接触防护并且构成发光件基座的防潮密封的密封层。由此在发光装置上设置的所有的电子部件或焊接点是防腐蚀的并且所有导电的导线在唯一的加工步骤中通过填料不能接近外部,以便例如防止导电的火花放电。
平面的发光基座可以根据不同的实施方式一体地或由多个部分、例如印刷电路板部段来构成。
根据一个优选的实施方式,发光件基座的电连接导线的末端部段同样浇注在填料中。填料在这种情况下也用作电连接导线的释放张力件。
此外本发明的另一个方面涉及一种用于生产前述实施方式的发光装置的方法,其中这种方法在两个时间连续的方法步骤中包括首先发光件基座预装配在发光体处以及在接着的方法步骤中浇注填料。与在唯一的加工步骤中浇注发光件的方法相比,更容易进行这种制造方法,因为不必再加工用于达到高的光学特性的填料的表面。此外这种预装配显示出优点,在填料必要时在单独的机器中施加之前,已经确定发光件基座的位置和由此发光件的位置。
附图说明
本发明的其他的特征和优点根据下面所述的优选的实施方式结合附图来说明。
图1示出通过发光装置的第一实施方式的横截面图;
图2示出通过发光装置的第二实施方式的横截面图,该发光装置安装在冷却设备的扶手上;
图3在横截面图中示出根据图2的实施方式的发光体;
图4示出通过根据具有光射束的另一个的实施方式的发光装置的横截面图;
图5示出通过发光装置的另一个实施方式的横截面图;以及
图6示出通过发光装置的另一个实施方式的横截面图。
具体实施方式
关于图1示出本发明的第一实施方式。发光件具有在横截面上近似U形的壳体2,其在所示出的实施方式中完全由透明的材料制造。发光件基座4以平面的印刷电路板的形式插入发光体2的底部。发光件基座保持在发光体2的缺口中,该发光体在两个相对设置的侧具有凸出部6,其形状配合地抵靠在发光件基座4的边缘上。在发光件基座4的、朝向发光体2的侧面上在一行上布置多个LED8,其中在根据图1的截面图中仅仅看到通过LED的截面。
在发光件基座4的、反向于LED8的侧面上利用填料10完全覆盖发光件基座4的表面。为了制造发光装置首先将发光件基座4插入发光体2的敞开的背部的缺口,直到发光件基座4形状配合地抵靠在凸出部6上。才接着施加填料10。
填料10优选地通过塑料材料、特别是由热塑性塑料或热固性塑料。优选地是环氧树脂、聚氨酯或基于硅酮的填料。
LED8与发光件基座4电连接,在该发光件基座上设置刻印的导体电路和用于LED的触点。通过将填料10施加在发光件基座4的背面上所有的导体电路完全覆盖在外侧上,以便提供防潮和接触防护。此外通过填料10发光件基座4机械地固定在发光体2中。
在发光件基座4的、装备有LED8的表面与发光体2之间的区域中构成空腔,该空腔在这个实施方式中不被填充。
LED8的光束通过发光体2的表面射出,该发光体安全设计为透明的壳体3。发光体2的形状设计为,以使得为了达到期望的光分布LED8的光束锥通过光折射来转向。
关于图2和3示出本发明的其他的实施方式,对于相应于前面所述的实施方式的部件使用相同的标号。
发光体2以在横截面上近似V形的来设计,其中侧边的部段3由透明的材料构成。这个部段用作发光装置的光出射面。发光体2的剩余区域由塑料或由金属构成。发光体2的与透明的部段3相对设置的内侧罩上反射涂层5或者配有平展的金属反射器。
发光体2在相对设置的侧边之间构成缺口,该缺口具有相对设置的、朝向内部的凸出部6。凸出部通常可以在发光装置的纵向方向(垂直于图2和3的投影面)延伸。凸出部中的一个设计为具有斜切的助滑面的定位横档6’。为了安装发光装置发光件基座4插入发光体2中,直到发光件基座4的背面搭在定位横档6’后部上。在这个位置已经固定了发光件基座。接着在预定的距离上将片簧12夹在发光体2上。通过将填料10施加在发光件基座4的背面上不但将发光件基座4而且将片簧12固定在发光体2处。在这个实施方式中填料10完全覆盖发光件基座4的背面,以便保护电触点免受接触和免受潮气。在发光件基座4的、朝向反射器5的侧面上安装一行LED,其光束部分地经由反射器5并且部分地直接通过透明部段3从发光体2射出。在这个实施方式中反射器5弯曲成凹形,以便达到期望的光束方向。
在发光体2中,在透明部段3的上部区域在凸出部6的后部在一侧上安装用于加固的铝板轨(Aluminiumblechschiene)14并且作为对抗发光体中的热应力的措施。可替换地也可以设置玻璃网或者其他用于加固的纤维状组织。发光体2在这个实施方式中由共挤出(co-extrudierten)塑料制造,其中部段3由透明的塑料制造,该部段在这个实施方式中设计为光散射的,而发光体的剩余的部段由不透光的塑料或由金属构成。
根据图2和3的实施方式的发光装置设置用于安装在存在的装配框架16中,该装配框架在这个实施方式中由冰柜的扶手构成。为了将发光装置固定在装配框架16中凸出部18位于发光体的、与弹簧12相对设置的侧面上,该凸出部装入装配框架16的相应的凹槽中。在发光体的相对设置的侧面上发光装置12利用弹簧12可伸缩地挤压抵靠装配框架的连接片20。
关于图4-6示出发光装置的三个其他的实施方式,其中对于相应于前面所述的实施方式的部件使用相同的参考标号。
在这个实施方式中在由复合推压塑料制造的发光体2中构成侧面的凹槽。在凹槽上部的区域3在三个实施方式中采用不同的几何形状,以便产生期望的折射和/或光反射。
在这个凹槽中插入发光件基座4。利用透光的填料10填充这个凹槽。填料10这样选择,以使得在硬化状态时的折射率几乎等于发光体2的透明部段3的折射率。由此在光束从填料3转入发光体的透明部段3中时可以广泛地防止光反射。
发光体2的透明部段3具有用于光折射和/或用于光反射的不同的表面设计方案,以便产生期望的光分布。根据按照图4的实施方式构成两个凹形的部段,该部段在附图中连续地垂直于投影面延伸并且作为线性的偏转透镜起作用,该偏转例如透镜扩展光束。两个凹形的部段确保将光束分成两个子光束,该子光束偏转向发光体2的垂直的中心面的两侧。
根据按照图5的实施方式透明部段在LED8的上方中心处具有凹形的部段,其以凸透镜的方式起作用。此外在凹形的部段旁边设置两个对称的侧边部段。侧边部段的外侧面具有相对于LED8的主射束方向的角度,以便在外表面至少部分地发生全反射。由此光束在LED的主射束方向聚焦。
根据图6与图5相比设置两个不对称的侧边部段,其由不对称的凹形的部段连接。这个实施方式产生关于发光装置的垂直的中心面的不对称的光分布。
参考标号表
2 发光体
3 透明部段
4 发光件基座
6 凸出部
6’ 定位横档
8 LED
10 填料
12 弹簧
14 加固件
16 安装框架
18 凸出部
20 连接片。
Claims (17)
1.一种发光装置,所述发光装置包括具有构成所述发光装置的光出射面的透明部段的预成型的发光体(2)和平面的发光件基座(4),所述发光件基座具有至少一个发光件(8)、特别是一个或多个LED以及用于所述发光件(8)的电触点装置,其中所述发光件基座(4)装入所述发光体(2)的缺口中并且接着通过与所述发光体(2)的所述透明部段不同的填料(10)在硬化处理之后固定在所述发光体(2)处。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中所述缺口由相对设置的部件(6,6’)构成,所述部件形状配合地接合至所述发光件基座(4),特别是达到与所述发光件基座的卡槽连接或者设置用于将所述发光件基座推入到所述发光体中。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其中设置所述缺口的所述相对设置的部件(6,6’),以使得所述发光件基座(4)在通过浇注固定在所述发光体(2)处之前已经保持在位置中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述发光件基座(4)以具有所述发光件(8)的侧面相对于所述透明部段(3)来布置或者在所述透明部段(3)的一侧布置在所述缺口中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述缺口在所述发光体(2)的与所述透明部段(3)相对设置的背面上构成。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的发光装置,其中所述缺口由向所述透明部段(3)侧向地敞开的凹槽构成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述发光件(8)、特别是所述发光件基座的布置有所述发光件(8)的整个的侧面保持无所述填料(10)。
8.根据权利要求7所述的发光装置,其中在所述发光件(8)与所述透明部段(3)之间构成空腔。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,其中所述填料(10)是透明的并且优选地完全填充在所述发光件(8)与所述透明部段(3)之间的区域。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其中所述填料(10)具有折射率,所述折射率不同于在朝向所述发光件的侧面上的所述透明部段(3)的折射率,即小于其15%。
11.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述透明部段(3)具有非平面的表面几何形状,所述表面几何形状由于光折射和/或光反射引起从所述发光件射出的光束的光分布的改变。
12.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述发光体(2)设计为纵向延伸的轮廓,并且所述发光件基座(4)沿所述轮廓具有多个发光件(8)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中在所述发光体(2)中在所述发光件基座(4)与所述透明部段(3)之间的区域中、优选地空腔中布置光转向的部件、特别是反射器(5)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中在所述发光件基座(4)处和/或在所述发光体(2)处通过所述填料(10)固定有弹簧部件(12)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述填料(10)覆盖所述发光件基座(4)的、未由所述发光体(2)或所述发光体中的所述空腔来遮盖的整个表面并且特别是构成电绝缘和/或所述发光件基座(2)的防潮密封的密封层。
16.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置,其中所述发光件基座(4)的电连接导线的末端部段通过所述填料(10)来浇注。
17.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的发光装置的方法,其中在第一方法步骤中所述发光件基座(4)预装配在所述发光体(2)处并且在接着的方法步骤中施加所述填料(10)。
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