DE102011005547A1

DE102011005547A1 - Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102011005547A1
Application number: DE102011005547A
Authority: DE
Inventors: Peter Frey
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-20
Also published as: WO2012123329A1

Abstract

Die Leuchtvorrichtung (1), insbesondere Halbleiterleuchtvorrichtung, weist einen Reflektor (5) mit einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d) auf, wobei an die reflektierende Wand (9) ein Stützkörper (11) flächig anschließt und der Stützkörper (11) ein an die reflektierende Wand (9) angeformter Spritzgusskörper ist. Das Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (1) und weist mindestens die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d), und Anspritzen eines Stützkörpers (11) an die reflektierende Wand (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit einem Reflektor. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Halbleiterleuchtvorrichtung, welche mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweist, deren Licht direkt oder indirekt auf den Reflektor strahlbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Leuchtvorrichtung.
Es sind LED-Leuchtvorrichtungen bekannt, bei denen ein Reflektor sehr nahe an eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) herangebracht wird. Aufgrund einer Bestrahlung durch die LEDs und auch einer Wärmeentwicklung der Leuchtdiode(n) kann ein solcher Reflektor hohen Temperaturen ausgesetzt sein. Deshalb werden häufig Reflektoren aus Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt. Aufgrund einer nur geringen Formbarkeit von PTFE werden die Reflektoren bisher aus einem Block herausgearbeitet, was aufwändig und teuer ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu lösen und insbesondere einen einfach herstellbaren und preiswerten temperaturbeständigen Reflektor bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Reflektor mit einer reflektierenden Wand geringer Wandstärke, wobei an die reflektierende Wand ein Stützkörper flächig anschließt und der Stützkörper ein an die reflektierende Wand angeformter Spritzgusskörper ist. Dadurch braucht der Reflektor nicht mehr aus einem Block herausgearbeitet zu werden. Vielmehr genügt es, die dünne reflektierenden Wand aus einem Block zu lösen und durch den Spritzguss-Stützkörper zu verstärken. Ein Spritzgusskörper ist weit einfacher und preiswerter in eine vorbestimmte Form zu bringen als ein nachzubearbeitender Körper. Zudem ermöglicht eine Wahl eines Materials des Stützkörpers optimierte Funktionseigenschaften, z. B. eine höhere Elastizität als das Material der reflektierenden Wand.
Die reflektierende Wand ist folglich teilweise von dem Stützkörper bedeckt. Der nicht von dem Stützkörper bedeckte Teil kann zumindest teilweise als eine Reflexionsfläche zur Reflexion von Licht dienen bzw. eingerichtet und vorgesehen sein. Die Kontaktfläche mit dem Stützkörper kann reflektierend oder nicht-reflektierend ausgebildet sein.
Die Leuchtvorrichtung ist insbesondere eine Halbleiterleuchtvorrichtung, welche mindestens eine Halbleiterlichtquelle als Lichtquelle aufweist.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein (”remote phosphor”). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat (”Submount”) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand Polytetrafluorethylen (PTFE) aufweist. Dadurch wird eine reflektierende Wand aus einem temperaturstabilen, reflektierenden Material bereitgestellt, welches sich als dünnes Material leicht aus einem Polytetrafluorethylen-Block lösen lässt.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand (vollständig) aus Polytetrafluorethylen besteht. Dies ermöglicht ein einfaches Herauslösen aus einem Polytetrafluorethylen-Vollblock.
Es ist eine alternative spezielle Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand ein mit Polytetrafluorethylen versetztes Gewebe aufweist. Dies ermöglicht eine vereinfachte und flexible Formgebung. Das mit Polytetrafluorethylen versetzte Gewebe kann insbesondere ein mit Polytetrafluorethylen beschichtetes Gewebe sein.
Es ist außerdem eine Weiterbildung, dass der Stützkörper aus Polyetherimid (PEI) oder Polybutylenterephthalat (PBT) besteht.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand schalenförmig ausgestaltet ist. Insbesondere kann sich in einem Boden des Reflektors eine Öffnung befinden, in deren Bereich sich die mindestens eine Lichtquelle der Leuchtvorrichtung befindet. Der Reflektor kann insbesondere eine im Profil elliptisch, parabolisch oder hyperbolisch geformte Innenseite aufweisen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Innenseite der reflektierenden Wand eine Reflexionsfläche aufweist und an deren Außenseite der Stützkörper angeformt ist. Unter einer Reflexionsfläche kann insbesondere eine Fläche verstanden werden, welche zur Reflexion von Licht der mindestens einen Lichtquelle vorgesehen und eingerichtet ist. Die Innenseite kann insbesondere vollständig als die Reflexionsfläche dienen.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Außenseite der reflektierenden Wand umlaufend von dem Stützkörper umgeben ist, was eine besonders gute, allseitige Haftung ermöglicht.
Für eine haltbare Befestigung kann die reflektierende Wand an ihrer Kontaktfläche mit dem Stützkörper mindestens einen Vorsprung aufweisen, insbesondere mindestens einen hinterschnittenen Vorsprung. So lässt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen der reflektierenden Wand und dem Stützkörper herstellen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine (typische) Wandstärke der reflektierenden Wand nicht mehr als 1 mm beträgt. Eine reflektierende Wand mit einer solchen Wandstärke lässt sich noch vergleichsweise einfach ohne eine aufwändige Nachbearbeitung aus einem Block lösen.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die Wandstärke der reflektierenden Wand nicht mehr als 0,3 mm, insbesondere nicht mehr als 0,1 mm, beträgt. Eine reflektierende Wand mit einer solchen Wandstärke lässt sich noch besonders einfach ohne eine aufwändige Nachbearbeitung aus einem Block lösen. Zudem ist die reflektierende Wand mit einer solchen Wandstärke noch gut handhabbar und ermöglicht zudem einen nur geringen Materialverbrauch.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass an dem Stützkörper mindestens ein Funktionsbereich ausgebildet ist. Dieser Funktionsbereich kann beispielsweise einer Befestigung und/oder einer Justage (korrekten Positionierung und/oder Ausrichtung usw.) des Reflektors dienen. Ein solcher Funktionsbereich lässt sich mittels eines Spritzgießens einfach bereitstellen.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass von dem Stützkörper mindestens ein Funktionselement zumindest teilweise umspritzt ist. Das mindestens eine Funktionselement kann insbesondere ein separat hergestelltes Element sein. Das Funktionselement kann insbesondere aus einem zu dem Stützkörper unterschiedlichen Material bestehen. So wird eine besonders hohe Funktionsflexibilität erreicht. Das mindestens eine Funktionselement kann beispielsweise eine Bohrung, einen Haken, einen Bolzen, einen Stift usw. umfassen.
Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere eine Fahrzeug-Leuchtvorrichtung oder ein Teil davon sein, z. B. ein Scheinwerfer oder eine Scheinwerferlampe. Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere ein Leuchtsystem, eine Leuchte, ein Leuchtmodul oder eine Lampe sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens die folgenden Schritte: Bereitstellen einer reflektierenden Wand geringer Wandstärke, und Anspritzen eines Stützkörpers an die reflektierende Wand.
Das Verfahren kann analog zu der oben beschriebenen Leuchtvorrichtung ausgestaltet sein.
In der folgenden Figur wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben.
Die Fig. zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 1 mit einem Träger 2, z. B. einer Leiterplatte, und einer an einer Vorderseite 3 des Träger 2 angeordneten Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode 4. An der Vorderseite 3 des Trägers 2 ist ferner ein Reflektor 5 angeordnet. Der Reflektor 5 weist in seinem Boden eine Öffnung 6 auf, in deren Bereich sich die Leuchtdiode 3 befindet. Die Leuchtdiode 3 strahlt folglich Licht teilweise direkt aus einer durch einen oberen freien Rand 7 des Reflektors 5 definierten Lichtaustrittsebene E aus. Ein anderer Teil des Lichts wird an einer schalenförmig (hier: elliptisch) Innenseite 8 des Reflektors 5 reflektiert und läuft erst nach einer oder mehreren Reflexionen an der Innenseite 8 durch die Lichtaustrittsebene E.
Der Reflektor 5 weist eine schalenförmige reflektierende Wand 9 mit einer zumindest im Wesentlichen konstanten Wandstärke d auf. Die Innenseite der reflektierenden Wand 9 entspricht der als Reflexionsfläche dienenden Innenseite 8 des Reflektors 5. Die reflektierende Wand 9 weist in ihrem Boden die Öffnung 6 auf. Die reflektierende Wand 9 besteht aus Polytetrafluorethylen mit einer Wandstärke von ca. 0,1 mm.
An einer der Innenseite 8 entgegengesetzten Außenseite 10 der reflektierenden Wand 9 ist an ihrem größten Teil (bis auf einen schmalen Ring im Bereich des freien Rands 7) ein Stützkörper 11 angeformt, welcher sich also flächig an die reflektierende Wand 9 anschließt. Der Stützkörper 11 ist hier an die reflektierende Wand 9 angespritzt worden und stellt folglich einen Spritzgusskörper dar.
An dem Stützkörper 11 sind mehrere Funktionsbereiche integral ausgebildet, und zwar in Form von Schraubdurchführungen 12 für eine Verschraubung des Reflektors 5 an dem Träger 2.
Der Stützkörper 11 weist ferner mehrere Funktionselemente 13 auf, die von dem Stützkörper 11 teilweise umspritzt ist. Die Funktionselemente 13 bestehen aus einem anderen Material als der Stützkörper 11, z. B. aus Metall, und dienen hier einer Handhabung und Justage des Reflektors 5.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So mag die reflektierende Wand 9 auch aus einem mit Polytetrafluorethylen versetzten, insbesondere beschichteten, Gewebe bestehen.
Auch sind andere Reflektorformen möglich, z. B. ein Halbschalenreflektor.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtvorrichtung
2: Träger
3: Vorderseite des Trägers
4: Leuchtdiode
5: Reflektor
6: Öffnung
7: freier Rand des Reflektors
8: Innenseite des Reflektors
9: reflektierende Wand
10: Außenseite der reflektierenden Wand
11: Stützkörper
12: Schraubdurchführung
13: Funktionselement
d: Wandstärke
E: Lichtaustrittsebene

Claims

Leuchtvorrichtung (1), insbesondere Halbleiterleuchtvorrichtung, aufweisend einen Reflektor (5) mit einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d), wobei – an die reflektierende Wand (9) ein Stützkörper (11) flächig anschließt und – der Stützkörper (11) ein an die reflektierende Wand (9) angeformter Spritzgusskörper ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Wand (9) Polytetrafluorethylen aufweist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die reflektierende Wand (9) aus Polytetrafluorethylen besteht.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die reflektierende Wand (9) ein mit Polytetrafluorethylen versetztes Gewebe aufweist.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reflektierende Wand (9) schalenförmig ausgestaltet ist, deren Innenseite (8) eine Reflexionsfläche aufweist und an deren Außenseite (10) der Stützkörper (11) angeformt ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wandstärke (d) der reflektierenden Wand (9) nicht mehr als 1 mm beträgt.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Wandstärke (d) der reflektierenden Wand (9) nicht mehr als 0,3 mm, insbesondere nicht mehr als 0,1 mm, beträgt.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Stützkörper (11) mindestens ein Funktionsbereich (12) ausgebildet ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Stützkörper (11) mindestens ein Funktionselement (13) zumindest teilweise umspritzt ist.
Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (1), aufweisend mindestens die folgenden Schritte: – Bereitstellen einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d), und – Anspritzen eines Stützkörpers (11) an die reflektierende Wand (9).