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Die Erfindung betrifft eine Leuchtenanordnung mit einem Gehäuse, einer Leiterplatte, und mit einem flächigen Leuchtmittel, insbesondere einer organischen Leuchtdiode.
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Stand der Technik
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DE 10 2007 061 473 A1 und
WO 2009/122325 A1 offenbaren Leuchtenanordnungen mit organischen Leuchtdioden, die auf Stege eines Rahmes aufgelegt und mit elektrisch leitenden Bereichen auf den Stegen mit Anschlusskontaktflächen auf einer Oberfläche in einem Randbereich der organischen Leuchtdioden kontaktiert werden.
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DE 10 2008 013 031 A1 beschreibt ein optoelektronisches Bauelement mit einem Substrat, auf dem mehrere getrennt voneinander angeordnete Elektrodensegmente, elektrische Verbindungen zu den Elektrodensegmenten und einer Stromführung angeordnet ist. Auf den Elektrodensegmenten ist eine funktionelle Leuchtdiodenschicht aufgebracht, die ihrerseits wiederum eine Elektrodenschicht trägt.
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DE 20 2009 013 278 U1 beschreibt ein gehäustes LED-Modul, das innerhalb eines verschließbaren Gehäuses angeordnet ist. Die elektrische Kontaktierung einer Steckverbindung mit Leuchtdioden erfolgt über mindestens einer Klammer.
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DE 10 2010 002 728 A1 offenbart ein Leuchtmodul mit einer Leiterplatte, auf der Leuchtdioden aufgelötet sind. Ein optisches Element ist mit einem Raststift und einer Rastfeder an dem Leuchtmodul verrastet.
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Aufgabe der Erfindung
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Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leuchtenanordnung zu schaffen, die einen möglichst einfachen Aufbau und einfache Montage sowie eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe wird mit der Leuchtenanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Leiterplatte elektrische Bauelemente zur Ansteuerung des flächigen Leuchtmittels trägt, die Leiterplatte und das flächige Leuchtmittel parallel zueinander sowie mit Randbereichen überlappend oder mit Randbereichen aufeinander stoßend und versetzt zueinander im Gehäuse aufgenommen sind, und Anschlusskontakte der Leiterplatte elektrisch leitend mit zugeordneten Anschlusskontaktflächen des flächigen Leuchtmittels verbunden sind.
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Es wird ein Modul bestehend aus Gehäuse, einer zur Ansteuerung des flächigen Leuchtmittels dienenden Bauelemente tragenden Leiterplatte und dem flächigen Leuchtmittel vorgeschlagen, bei dem die Anschlusskontaktflächen des flächigen Leuchtmittels an einen Randbereich der Leiterplatte angrenzen und mit dieser kontaktiert werden.
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Das flächige Leuchtmittel ist damit nicht wie üblich auf eine Leiterplatte aufgebracht und dort aufgelötet, sondern versetzt zu der Leiterplatte angeordnet, so dass sich die Leiterplatte und das flächige Leuchtmittel nur an Randbereichen überlappen.
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Andererseits wird das flächige Leuchtmittel auch nicht mit Anschlusskontakten versehen, deren fliegenden Zuleitungen dann zu einer beabstandet zum Leuchtmittel angeordneten Leiterplatte führen.
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Durch die aufeinander stoßende oder überlappende Anordnung von Leiterplatte und flächigem Leuchtmittel ist eine einfache Montage des flächigen Leuchtmittels in dem Gehäuse und eine Kontaktierung des flächigen Leuchtmittels mit der Leiterplatte möglich. Zudem wird die Bauhöhe durch diese Maßnahme sehr gering gehalten.
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In einer Ausführungsform können die Leiterplatte und das flächige Leuchtmittel mit zugeordneten Stirnseitenkanten aufeinander stoßend angeordnet sein. Die elektrisch leitende Kontaktierung von flächigem Leuchtmittel und Leiterplatte erfolgt dann durch mindestens einen Kontaktarm, der von dem an das Leuchtmittel angrenzenden Randbereich der Leiterplatte in Richtung Leuchtmittel abragt und mit mindestens einem zugeordneten Anschlusskontakt der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden ist. Auf der Seite, die der Leiterplatte gegenüberliegt, d. h. am freien Ende des Kontaktarmes, liegt der mindestens eine Kontaktarm dann auf einer zugeordneten Anschlusskontaktfläche des flächigen Leuchtmittels unter Ausübung einer Kontaktkraft zur elektrisch leitenden Kontaktierung auf. Der Kontaktarm ist sozusagen in der Art eines Federarms ausgebildet und hat z. B. durch Realisierung aus einem Metallblech mit Federstahllegierung Federeigenschaften.
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Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Leiterplatte mit ihrem Anschlusskontakte aufweisenden Randbereich überlappend zu dem Anschlussflächen aufweisenden Randbereich des flächigen Leuchtmittels angeordnet ist. Dabei hat das flächige Leuchtmittel eine Abstufung mit reduzierter Dicke des flächigen Leuchtmittels an dem Randbereich, der die Anschlusskontaktflächen aufweist. Die Leiterplatte taucht dann in diese Abstufung am Randbereich des flächigen Leuchtmittels ein und grenzt mit ihrer Stirnseite an eine Stirnwand der Abstufung an. Auf diese Weise lässt sich die Bauhöhe der Leuchtenanordnung erheblich reduzieren.
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Bei dieser Ausführungsform ist vorteilhaft, wenn die Kontaktierung mit Hilfe mindestens eines Kontaktelementes erfolgt, das den in die Abstufung eintauchenden Randbereich der Leiterplatte beidseits übergreift und den elektrisch leitenden Kontakt mit mindestens einem zugeordneten Anschlusskontakt der Leiterplatte und mindestens einer zugeordneten Anschlusskontaktfläche des flächigen Leuchtmittels steht. Mit Hilfe eines solchen separaten mindestens einen Kontaktelements, das auf die Leiterplatte aufgeschoben ist, kann ein zuverlässiger, langzeitstabiler elektrischer Kontakt zwischen Leiterplatte und flächigem Leuchtmittel bei möglichst geringer Bauhöhe erreicht werden. Zudem ermöglicht ein solches Kontaktelement eine einfache Montage der Leuchtenanordnung, insbesondere beim Einbau des flächigen Leuchtmittels in das Gehäuse und Auflegen des flächigen Leuchtmittels auf die Leiterplatte.
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Das Kontaktelement hat vorzugsweise zwei einander gegenüberliegende und durch einen Spalt zur Aufnahme der Leiterplatte voneinander beabstandete Anlageabschnitte und einen von einem der Anlageabschnitte weg ragenden Kontaktabschnitt. Die Anlageabschnitte sind durch einen Verbindungsabschnitte miteinander verbunden. Der Kontaktabschnitt hat dabei an der von den Anlageabschnitten weg weisenden Seite mindestens einen Kontaktbereich zur elektrisch leitenden Kontaktierung einer zugeordneten Anschlusskontaktfläche des flächigen Leuchtmittels. Auf diese Weise gelingt es, das Kontaktelement auf einer Seite an einem Anlageabschnitt elektrisch leitend mit der Leiterplatte zu kontaktieren und auf der gegenüberliegenden Seite mit Hilfe des vom dortigen Anlageabschnitte weg ragenden Kontaktabschnitts den Kontakt mit dem flächigen Leuchtmittel herzustellen. Bei dieser Ausführungsform kann die Bauhöhe trotz des zwischen die Leiterplatte und flächigen Leuchtmittel liegenden Kontaktabschnitts sehr gering gehalten werden.
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Der Verbindungsabschnitt des Kontaktelementes hat vorzugsweise mindestens zwei durch einen Freiraum voneinander beabstandete Verbindungsbereiche, die in einander gegenüberliegende separate Anlagearme übergehen. Diese Anlagearmes des Anlageabschnitts, auf dessen Seite sich der Kontaktabschnitt befindet, sind vorzugsweise mit einem Verbindungssteg miteinander verbunden, wobei der Kontaktabschnitt an diesem Verbindungssteg ausgebildet ist. Mit Hilfe dieses an den freien Ende der Anlagearme sich anschließenden Verbindungssteges und des an sich von diesem Verbindungssteg abgehenden Kontaktabschnitts wird ein Federelement zur Kontaktierung der Anschlusskontaktfläche einer organischen Leuchtdiode geschaffen, der sehr flachbauend ist und seine Federkraft aus dem Verbindungssteg erhält.
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Für einen preiswerten Aufbau bei einfacher Montage ist das Gehäuse vorzugsweise zweiteilig mit einem Oberteil und einem Unterteil ausgebildet. Das Oberteil kann mit dem Unterteil vorzugsweise mittels Rastelementen verrastet werden. Denkbar ist aber auch ein Verkleben oder Verschweißen von Oberteil und Unterteil, was Bauraum für Rastelemente spart. Nach Einbau der Leiterplatte mit dem Bauelementen kann das Gehäuse durch Zusammenbau von Oberteil und Unterteil fertig gestellt werden. In einer Öffnung in dem Oberteil kann dann das flächige Leuchtmittel eingesetzt werden. Das flächige Leuchtmittel ist bei dieser Ausführungsform in eine Öffnung eingebaut, die den mit Anschlusskontakten versehenen Randbereich der Leiterplatte frei lässt. Nach Einsetzen des flächigen Leuchtmittels in diese Öffnung wird die Öffnung durch dieses flächige Leuchtmittel verschlossen und die Anschlusskontaktbereiche des flächigen Leuchtmittels sind mit den Anschlusskontakten der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. Das flächige Leuchtmittel kann dabei nach Einsetzen in die Öffnung des Gehäuses eingeklebt oder mit dem Gehäuse verrastet werden.
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Optional ist auch denkbar, dass das flächige Leuchtmittel mit dem Oberteil des Gehäuses verbunden und das Oberteil mit bereits integriertem flächigem Leuchtmittel auf das Unterteil aufsetzbar oder aufschiebbar und mittels verrasten, verkleben, verschweißen oder ähnlichem mit dem Unterteil verbindbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 – Skizze einer Leuchtenanordnung in perspektivischer Ansicht;
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2a)–e) – Skizzen unterschiedlicher Montageabläufe zur Befestigung eines flächigen Leuchtmittels an einem Gehäuse;
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3 – Skizze der Anordnung einer Leiterplatte auf Stoß angrenzend an das flächige Leuchtmittel;
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4 – Skizze der überlappenden Anordnung von Leiterplatte und flächigem Leuchtmittel.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 lässt eine Leuchtenanordnung 1 mit einem Gehäuse 2 und einer Öffnung 3 auf der Oberseite des Gehäuses 2 eingebautes flächiges Leuchtmittel 4 in Form einer organischen Leuchtdiode OLED erkennen. Dieses flächige Leuchtmittel 4 hat an einem Randbereich über die Länge des Randbereichs verteilt an seiner Unterseite Anschlusskontaktflächen 5 zur elektrischen Kontaktierung des flächigen Leuchtmittels 4 zu dessen Betrieb. Die Anschlusskontaktflächen 5 sind für die Anode und Kathode einer organischen Leuchtdiode vorgesehen.
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Für den Betrieb eines solchen flächigen Leuchtmittels 4 ist eine Ansteuerungselektronik erforderlich. Hierzu sind auf einer Leiterplatte 6 die notwendigen elektronischen Bauelemente 7 aufgebracht und mit zugehörigen Leiterbahnen auf der Leiterplatte 6 miteinander verschaltet. Weiterhin sind auf der Leiterplatte 6 Leiteranschlusskontakte 8 aufgelötet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Leiteranschlusskontakt 8 als oberflächenmontierbarer SMD (surface mounted divice) Kontakt sehr flachbauend ausgebildet.
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Die elektrische Kontaktierung der Elektronik 7 auf der Leiterplatte 6 mit der Anode bzw. Kathode des Flächenleuchtmittels 4 über die Anschlusskontaktflächen 5 erfolgt mit Hilfe von Kontaktelementen 9, die mit zugeordneten Anschlusskontakten 10 versehenen Randbereich der Leiterplatte 6 beidseits übergreifen und auf der Unterseite beispielsweise mit einer Vorwölbung in eine Durchkontaktierung des Kontaktbereichs 10 eintauchen. Damit ist das Kontaktelement 9 an einer definierten Position auf der Leiterplatte 6 festgelegt. Auf der gegenüberliegenden Seite hat das Kontaktelement einen in Richtung flächigen Leuchtmittels 4 weisenden Federarm 12, der auf einer zugeordneten Anschlusskontaktfläche 5 des flächigen Leuchtmittels zu dessen elektrischen Kontaktierung aufliegt.
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Die Leiterplatte 6 mitsamt Elektronik 7 und aufgeschobenem Kontaktelement 9 ist in das Unterteil 2a des in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteiligen Gehäuses 2 eingebaut. Anschließend wird ein Oberteil 2b des Gehäuses 2 auf das Unterteil 2a gesetzt und mittels geeigneter Rastelement 13 mit einem Unterteil 2a verrastet. Denkbar ist aber auch ein Verschweißen oder Verkleben des Oberteils 2b mit dem Unterteil 2a des Gehäuses 2. Das Unterteil 2a des Gehäuses hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen die Seitenkanten des flächigen Leuchtmittels 4 umgebenden Rahmen 14, der in seiner Höhe mit der Oberfläche des flächigen Leuchtmittels 4 abschließt. Auch das Oberteil des Gehäuses 2 liegt auf der Ebene des flächigen Leuchtmittels 4, so dass eine an der Oberseite ebene Leuchtanordnung erhalten wird.
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Das flächige Leuchtmittel 4 wird nach dem Einsetzen in das Gehäuse 2 dort verklebt. Hierzu ist eine Klebenut 14 zwischen Gehäuse 2 und flächigem Leuchtmittel 4 vorgesehen. Deutlich wird, dass das flächige Leuchtmittel 4 an dem die Anschlusskontaktflächen 5 aufweisenden Randbereich eine Abstufung A mit reduzierter Dicke des flächigen Leuchtmittels 4 hat. Die Leiterplatte 6 taucht in diese Abstufung A ein und grenzt mit ihrer Stirnseite an eine Stirnwand der Abstufung A an. Damit kann die erforderliche Bauhöhe für die Leuchtenanordnung 1 reduziert werden.
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2a) bis 2e) lassen verschiedene Ausführungsformen zur Montage des flächigen Leuchtmittels 4 an einem Gehäuse 2 zur Befestigung erkennen.
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2a) ist eine Skizze der Ausführungsform gemäß 1 in der Seitenansicht mit ein- oder zweiteiligem Gehäuse. Deutlich wird, dass das flächige Leuchtmittel 4 in eine Öffnung 3 des Gehäuses 2 eingesetzt und dort eingeklebt oder gegebenenfalls verrastet wird. Das Gehäuse 2 umschließt das flächige Leuchtmittel 4.
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2b) lässt eine andere Ausführungsform mit einem zweiteiligen Gehäuse mit einem Unterteil 2a und einem Oberteil 2b erkennen. Das flächige Leuchtmittel 4 ist in das Oberteil 2b des Gehäuses 2 eingebaut. Das Unterteil 2a des Gehäuses 2 nimmt eine Leiterplatte mit daran angeordneter Ansteuerungselektronik für das flächige Leuchtmittel 4 auf.
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In der Ausführungsform gemäß 2b) wird das Oberteil 2b mit daran angebautem flächigen Leuchtmitteln 4 auf das Unterteil 2a aufgesetzt und durch Aufschieben verrastet, wobei das Aufschieben in mit dem nach links gerichteten Pfeil dargestellten Richtung und das Aufsetzen durch den nach unten gerichteten Pfeil dargestellte Richtung erfolgt.
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In der Ausführungsform gemäß 2c) wird das Oberteil mitsamt flächigem Leuchtmittel 4 auf das Unterteil 2a aufgeschoben und verrastet, wie durch den Pfeil skizziert ist.
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Zur Verrastung können vom Oberteil 2b und/oder vom Unterteil 2a Rastelemente 15 abragen, die in zugeordnete Rastöffnungen eintauchen.
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In der Ausführungsform gemäß 2d) wird das Oberteil 2b mitsamt flächigem Leuchtmittel 4 auf das Unterteil 2a des Gehäuses 2 aufgesetzt und beim Aufsetzen in Pfeilrichtung ohne Verschiebung verrastet.
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Bei der Ausführungsform gemäß 2e) wird das Oberteil 2b mitsamt flächigem Leuchtmittel 4 durch Klappen mittels eines Drehgelenkes 16 an dem Unterteil 2a festgelegt und verrastet.
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3 lässt eine Ausführungsform einer Leuchtenanordnung 1 ohne zugehöriges Gehäuse erkennen. Deutlich wird, dass die Leiterplatte 6 mit darauf aufgebrachter Elektronik 7 und Leiteranschlussklemmen 8 neben dem flächigen Leuchtmittel 4 angeordnet ist. Die Leiterplatte 6 und das flächige Leuchtmittel 4 sind dabei mit ihren Stirnseitenkanten aufeinander stoßend angeordnet. Dabei erstreckt sich von dem an das flächige Leuchtmittel 4 angrenzenden Randbereich der Leiterplatte 6 mindestens ein Kontaktarm 17 in Richtung des flächigen Leuchtmittels 4. Der Kontaktarm 17 ragt von der Leiterplatte 6 hervor, um unter Ausübung einer Kontaktkraft auf einer zugeordneten Anschlusskontaktfläche 5 des flächigen Leuchtmittels 4 elektrisch leitend aufzuliegen. An der Leiterplatte 6 ist eine elektrisch leitende Verbindung des Kontaktarms 17 mit mindestens einem zugeordneten Anschlusskontakt 10 vorgesehen. Diese elektrisch leitende Verbindung kann auch zum mechanischen Halten des Kontaktarms 17 an eine Leiterplatte 6 genutzt werden. Der Kontaktarm 17 ist in geeigneter Weise gekrümmt und vorzugsweise aus Federstahlblech gefertigt, um mittels Federkraft einen Kontaktdruck auf die zugeordnete Anschlusskontaktfläche 5 des flächigen Leuchtmittels ausüben zu können.
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4 lässt eine zweite Ausführungsform der Leuchtenanordnung 1 ohne Gehäuse erkennen. Diese Ausführungsform entspricht der in 1 bereites dargestellten Ausführungsform. Deutlich wird, dass die Leiterplatte 6 und das flächige Leuchtmittel 4 mit ihren Randbereichen, die die Anschlusskontakte 10 bzw. Anschlusskontaktflächen 5 aufweisen, überlappend angeordnet sind. Erkennbar ist, dass das flächige Leuchtmittel 4 eine Abstufung A hat, so dass an dem die Anschlusskontaktflächen aufweisenden Randbereich die Dicke des flächigen Leuchtmittels 4 geringer als im übrigen Bereich des flächigen Leuchtmittels 4 ist. Erkennbar ist, dass die Leiterplatte 6 mindestens teilweise in diese Abstufung A am Randbereich des flächigen Leuchtmittels 4 eintaucht und mit Ihrer Stirnseite an einen Stirnrand der Abstufung A angrenzt. Die elektronischen Bauelemente 7 zur Ansteuerung des flächigen Leuchtmittels 4 können auf der Unterseite der Leiterplatte 6 angeordnet sein, dies ist zur optimalen Ausnutzung des Bauraums und zur Reduzierung der Bauhöhe vorteilhaft. Denkbar ist aber auch, dass elektrische Bauelemente 7 vollständig oder vorzugsweise teilweise auf der Oberseite der Leiterplatte 6 angeordnet sind. Dies ist insbesondere bei der Ausführungsform gemäß 4 unter Ausnutzung des Höhenunterschieds der Oberseite der in die Abstufung A eintauchenden Leiterplatte 6 und die Oberseite des flächigen Leuchtmittels 4 möglich.
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Denkbar ist auch, dass elektrische Bauelemente 7, insbesondere die Bauelemente mit der größten Bauhöhe, in Öffnungen der Leiterplatte 6 eingebracht sind, um die Bauhöhe der Leiterplatte 6 zur Aufnahme des elektrischen Bauelementes 7 mit auszunutzen. Die Kontaktierung erfolgt dann an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 6, beispielsweise mittels von der Leiterplatte in die Aufnahmeöffnung 19 hineinragenden Kontaktfahnen 20. Auch eine Verrastung von Bauelementen 7 in Aufnahmeöffnungen 9 mit fliegender Verdrahtung ist denkbar.
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In den dargestellten und insbesondere in den in den 1 und 4 dargestellten Ausführungsformen kann der Anschlusskontakt 9 auch anderweitig ausgeführt sein, wobei mindestens ein sich zwischen Leiterplatte 6 und flächigem Leuchtmittel 4 erstreckende Federarm 12 vorhanden sein sollte. Denkbar ist dabei, dass die elektrische Kontaktierung der Anschlusskontakte 9 mit der Leiterplatte 6 an der an das flächige Leuchtmittel 4 angrenzenden Seite erfolgt und nicht wie in 1 und 4 an der diametral gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 6.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007061473 A1 [0002]
- WO 2009/122325 A1 [0002]
- DE 102008013031 A1 [0003]
- DE 202009013278 U1 [0004]
- DE 102010002728 A1 [0005]
