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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit einem optoelektronischen Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung des Leuchtmittels.
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Stand der Technik
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Gegenwärtig entwickelte Lichtquellen zeichnen sich gegenüber konventionellen Glühlampen beispielsweise durch eine erhöhte Energieeffizienz aus. Ein Beispiel hierfür sind Licht emittierende optoelektronische Bauelemente aus einem halbleitenden Material (im Rahmen dieser Offenbarung auch als „LED” abgekürzt), beispielsweise anorganische oder auch organische Leuchtdioden. Als nachteilig werden jedoch gelegentlich die erzeugte Lichtstimmung und der ästhetische Eindruck empfunden, den ein Betrachter von einem Leuchtmittel mit einer solchen Lichtquelle erhält; deshalb gibt es beispielsweise Entwicklungen dahingehend, die Farbtemperatur einer entsprechenden Lichtquelle jener einer konventionellen Glühlampe anzunähern.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaftes Leuchtmittel mit einem optoelektronischen, Licht emittierenden Bauelement anzugeben.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe ein Leuchtmittel mit einem zumindest teilweise lichtdurchlässigen Hüllkolben, der insbesondere auch transparent sein kann, einem den Hüllkolben (zumindest mittelbar) tragenden Sockelelement und einem Streukolben, der zumindest abschnittsweise dazu ausgelegt ist, Licht zu streuen; dabei ist der Streukolben innerhalb des Hüllkolbens angeordnet und wird von dem Sockelelement getragen (zumindest mittelbar), wobei innerhalb des Streukolbens das optoelektronische Licht emittierende Bauelement (im Folgenden als „Bauelement” abgekürzt) vorgesehen ist, und zwar in dem das Licht streuenden Abschnitt des Streukolbens.
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Ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel kann etwa insofern vorteilhaft sein, als der Streukolben (der streuende Abschnitt davon) das Bauelement abdecken kann, jedenfalls in Bezug auf gewisse Blickrichtungen. Ein Betrachter sieht das Bauelement also beispielsweise im ausgeschalteten Zustand nicht bzw. allenfalls schemenhaft, was auch aus ästhetischen Gründen ansprechender sein kann.
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Das Bauelement kann beispielsweise hinsichtlich seitlichen Blickrichtungen (senkrecht zur Längsrichtung des Leuchtmittels blickend) und/oder Blickrichtungen von „vorne” betreffend verdeckt sein; in besagter Längsrichtung des Leuchtmittels (im Folgenden „Längsrichtung”) sind das Sockelelement und der Hüllkolben aufeinanderfolgend angeordnet, das Sockelelement wird üblicherweise in einer zur Längsrichtung entgegengesetzten Richtung in einen Sockel gesetzt, etwa gesteckt oder geschraubt. Sofern der Hüllkolben eine rotationssymmetrische Form hat, liegt die Rotationsachse in der Regel parallel zur Längsrichtung.
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Erfindungsgemäß ist der Streukolben zusätzlich zum Hüllkolben vorgesehen und innerhalb davon angeordnet; „innerhalb” bezieht sich jedenfalls auf eine senkrecht zur Längsrichtung liegende Projektions- bzw. Schnittebene, in welcher Hüll- und Streukolben beispielsweise die Form zweier ineinander geschalteter, vorzugsweise konzentrischer Kreise haben können. Im Allgemeinen sind für Hüll- und/oder Streukolben gleichwohl auch andere Querschnittsformen möglich, etwa elliptische Formen bzw. auch solche mit geraden Seitenflächen.
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Auf eine senkrecht zur Längsrichtung liegende, Streukolben und Bauelement (das Bauelement vorzugsweise mittig) durchsetzende Schnittebene bezieht sich die Angabe „innerhalb” hinsichtlich der Anordnung von Bauelement und Streukolben; in dieser Schnittebene umgibt ein Außenwandbereich des Streukolbens das Bauelement. Die von besagtem Außenwandbereich eingeschlossene Fläche kann beispielsweise um in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 100%, 200%, 300%, 400% bzw. 500% größer als die in derselben Schnittebene genommene Fläche des Bauelements sein.
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Indem nun erfindungsgemäß neben dem Hüllkolben ein das Bauelement (zumindest teilweise) abdeckender Streukolben vorgesehen ist, kann der Hüllkolben beispielsweise auch transparent, also durchsichtig („klar”), gestaltet werden und wird das Bauelement für einen Betrachter gleichwohl nicht sichtbar. Dies kann beispielsweise insofern vorteilhaft sein, als zur Abdeckung derselben Blickrichtungen ein kleinerer Bereich diffus streuend („matt”) gestaltet werden muss, wenn (nur) der im Vergleich zum Hüllkolben kleinere (innerhalb davon liegende) Streukolben mattiert wird. Dies kann schon in Kostenhinsicht von Interesse sein, etwa wenn ein Mattieren mit einer Beschichtung einen zusätzlichen, flächenabhängigen Materialaufwand bedeutet.
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Die Erfinder haben auch festgestellt, dass bei manchen Designleuchten das Leuchtmittel selbst, insbesondere der Hüllkolben, ein Teil des Gestaltungskonzepts sein kann; für das Gesamterscheinungsbild der Leuchte kann beispielsweise auch ein transparenter Hüllkolben von Interesse sein, der sich gegenüber einem diffus streuenden zurücknimmt. Bei einem erfindungsgemäßen Leuchtmittel kann der Hüllkolben optisch ansprechend gestaltet werden, auch transparent, und verdeckt der Streukolben gleichwohl das Bauelement.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist der Hüllkolben also transparent; in aller Allgemeinheit betrifft die Erfindung gleichwohl auch ein Leuchtmittel mit einem matten Hüllkolben.
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Das erfindungsgemäße Vorsehen eines Streukolbens zusätzlich zu einem Hüllkolben (auch zu einem matten Hüllkolben) kann nämlich insofern Vorteile bieten, als bei der Formgebung des Streukolbens mehr Freiheitsgrade bestehen können. So kann beispielsweise die Form des Hüllkolbens vorgeben sein, etwa aufgrund einer ästhetischen Anforderung (zum Beispiel „Erscheinungsbild einer konventionellen matten Glühbirne”) bzw. wegen einer vorstehend beschriebenen Vereinheitlichung von Teilen in der Fertigung; demgegenüber kann die Form des Streukolbens beispielsweise dahingehend optimiert werden, dass eine Anpassung der Lichtverteilung in die Umgebung, also beispielweise mehr Licht seitlich abgegeben wird, oder an die Anordnung und Orientierung des leuchtenden Bauelements darin erfolgt.
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Der streuende (beispielsweise diffus und/oder gerichtet streuende) Abschnitt des Streukolbens kann insofern auch als „virtuelle Lichtquelle” betrachtet werden; vereinfacht gesprochen wird das von dem Bauelement emittierte Licht durch den Streukolben nämlich auf andere Richtungen verteilt, kann also eben beispielsweise eine Abstrahlung zur Seite hin verstärkt werden.
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Sofern im Rahmen dieser Offenbarung auf die Ausbreitung von Licht Bezug genommen wird, soll dies selbstverständlich nicht implizieren, dass zur Erfüllung des Gegenstands auch eine entsprechende Lichtausbreitung erfolgen muss; es wird eine Vorrichtung beschrieben, die für eine entsprechende Lichtausbreitung ausgelegt ist.
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Das Licht wird an dem „streuenden” Abschnitt des Streukolbens gestreut, was im Rahmen dieser Offenbarung zunächst ganz allgemein eine Wechselwirkung, etwa mit Streuzentren (beispielsweise Partikeln), bezeichnet, die zu einer Lichtausbreitung in einer von der ursprünglichen Richtung abweichenden Richtung führt; die resultierenden Richtungen sind stärker zufallsverteilt. Insofern kann auch die Absorption von Licht (Pumplicht) durch Leuchtstoffpartikel mit einer anschließend mehr oder weniger zufallsverteilten Emission von konvertiertem Licht eine diffuse Streuung darstellen.
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Im Allgemeinen könnte also beispielsweise als „diffus streuende” Schicht auch eine Leuchtstoffschicht vorgesehen sein; aufgrund der (verglichen mit der Fläche des Hüllkolbens) verhältnismäßig kleinen zu beschichtenden Fläche kann mit einem erfindungsgemäßen Streukolben dann beispielsweise Leuchtstoff eingespart werden. Bevorzugt ist gleichwohl eine Inertstreuung, bei der das (von dem Bauelement emittierte) Licht über die zufallsverteilte Ablenkung hinaus nicht mit beispielsweise den Streuzentren wechselwirkt, also insbesondere die Wellenlänge unverändert bleibt. Generell könnte beispielsweise auch an Leuchtstoffpartikeln eine Interstreuung erfolgen, wenn nämlich die Anregungswellenlänge(n) des Leuchtstoffs außerhalb des Spektrums des von dem Bauelement emittierten Lichts liegen; insoweit könnte beispielsweise ein UV-Leuchtstoff als Inertstreuer eingesetzt werden. Hinsichtlich weiterer möglicher und bevorzugter Inertstreuer wird auf die nachstehende Beschreibung und die abhängigen Ansprüche verwiesen. („Streuend” wird im Rahmen dieser Offenbarung auch als „matt” oder „mattiert” abgekürzt.)
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Das Sockelelement trägt den Hüllkolben und auch den Streukolben nicht notwendigerweise unmittelbar, die beiden (oder einer davon) können beispielsweise auch über ein Gehäuse mit dem Sockelelement verbunden sein, beispielsweise ein Kunststoffgehäuse. Der Streukolben kann also z. B. unmittelbar getragen werden von einem Gehäuse und/oder einem nachstehend weiter im Detail erläuterten Trägerelement.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und in der nachstehenden Beschreibung; bei der Darstellung der Merkmale wird dabei nicht immer im Einzelnen zwischen einem Leuchtmittel, einem Verfahren zu dessen Herstellung und entsprechenden Verwendungen unterschieden; die Offenbarung ist zumindest implizit im Hinblick auf sämtliche Kategorien zu verstehen.
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Vorzugsweise sind der Hüllkolben und/oder der Streukolben aus Glas; ein entsprechender Kolben kann beispielsweise durch Blasen, insbesondere durch Blasen in eine Klappform, hergestellt werden. Wenngleich für Hüll- und/oder Streukolben im Allgemeinen auch ein Kunststoffmaterial vorgesehen sein kann, kann Glas etwa insofern zu bevorzugen sein, als es üblicherweise weniger empfindlich gegenüber einer Schädigung durch UV-Licht oder Hitzeeinwirkung ist.
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Im Allgemeinen werden der Hüll- und/oder der Streukolben eher dünnwandig ausgebildet sein, was etwa im Zusammenhang mit dem bevorzugten Glasmaterial auch Gewichtsvorteile bieten kann. Bevorzugte Maximalwerte der Wandstärke des Hüllkolbens und/oder des Streukolbens können beispielsweise bei 6 mm, 5 mm, 4 mm bzw. 3 mm liegen; von einer solchen Obergrenze unabhängig können bevorzugte Minimalwerte der Wandstärke beispielsweise bei 0,5 mm, 0,75 mm, 1 mm, 1,25 mm bzw. 1,5 mm liegen. Ebenso kann die Wanddickenverteilung in der Längsrichtung, abhängig von der gewünschten Lichtverteilung, variieren.
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„Durchmesser” bezeichnet im Rahmen dieser Offenbarung im Allgemeinen einen Mittelwert aus größter und kleinster Ausdehnung in einer Ebene, der im bevorzugten Fall einer Kreisgeometrie dem Kreisdurchmesser entspricht.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist das Bauelement von einem sichtbaren, sockelelementseitigen Ende des Hüllkolbens um mindestens 5%, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, der in Längsrichtung genommenen, sichtbaren Länge des Hüllkolbens entfernt; ist der Hüllkolben also beispielsweise sockelelementseitig von einem Gehäuse umgeben, etwa aus Kunststoff oder einer Keramik, bezieht sich die Längenbetrachtung eben nicht auf den sich innerhalb des Gehäuse erstreckenden Teil des Hüllkolbens.
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Die Angabe „sichtbar” betrifft Blickrichtungen senkrecht zur Längsrichtung, also einen seitlichen Blick auf das Leuchtmittel. Indem das Bauelement zu dem sockelelementseitigen, sichtbaren Ende des Hüllkolbens entsprechend beabstandet angeordnet wird, kann auch der „Ausgangspunkt” der Lichtemission entsprechend von dem Sockelelement weg, in den Hüllkolben hinein verlagert werden, was zur einer Optimierung der Lichtverteilung genutzt werden und auch die Gestaltungsmöglichkeiten erhöhen kann.
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Ein entsprechend angeordnetes (zugleich auch zum Sockelelement beabstandetes) Bauelement kann zudem etwa auch aus thermischen Gründen von Interesse sein. Es kann nämlich in dem Sockelelement bzw. einem daran anschließenden Gehäuse beispielsweise auch eine Steuer-/Treiberelektronik vorgesehen werden (soweit der Betrieb des Bauelements eine solche erfordert, diese also z. B. nicht in das Bauelement integriert ist). Auch das (Licht emittierende) Bauelement kann sich während des Betriebs erwärmen; indem dieses nun zum Sockelelement beabstandet angeordnet wird, kann sich gegebenenfalls die Temperatur verteilen und kann so unter Umständen einer lokalen Überhitzung vorgebeugt werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung sind der Hüllkolben und der Streukolben sockelelementseitig unmittelbar miteinander verbunden; die beiden Kolben können aber auch nur mittelbar über beispielsweise das Sockelelement oder ein Gehäuse miteinander verbunden sein. Im Falle unmittelbar miteinander verbundener Kolben können diese beispielsweise über eine Klebe- oder Schmelzverbindung miteinander verbunden sein, im bevorzugten Fall zweier Glaskolben beispielweise mittels Glaskleber oder durch lokales Verschmelzen des Glasmaterials.
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Je nach Verwendung sind der Hüll- und der Streukolben vorzugsweise fluiddicht, insbesondere gasdicht, miteinander verbunden.
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Zwischen Hüll- und Streukolben kann weiter bevorzugt ein Fluid eingeschlossen sein, beispielsweise eine Flüssigkeit oder vorzugsweise ein Gas (das auch als Mischung von Gasen vorliegen kann). Dazu können die beiden Kolben beispielsweise in einer definiert vorgegebenen Atmosphäre (nicht an Luft) oder etwa auch an Luft miteinander verbunden werden, wobei im letztgenannten Fall die Möglichkeit besteht, die eingeschlossene Luft anschließend durch ein Gas zu ersetzen, beispielsweise über einen vorzugsweise an den Hüllkolben angeformten Stutzen.
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Soweit im Allgemeinen auch ein evakuierter Zwischenraum zwischen Hüll- und Streukolben möglich ist, ist eine Füllung mit einem Fluid gleichwohl bevorzugt, weil das Fluid den Streukolben (und damit indirekt auch das Bauelement) durch Konvektion kühlen bzw. eine Wärmekapazität zur Verfügung stellen kann.
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Der Streukolben kann in einer senkrecht zur Längsrichtung des Hüllkolbens orientierten Schnittebene beispielsweise einen Außendurchmesser haben, der mindestens 10%, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 15%, 20%, 25%, 30%, des Innendurchmessers des Hüllkolbens in derselben Schnittebene beträgt. Eine entsprechend große Oberfläche kann beispielweise auch aus thermischen Gründen, wegen einer verbesserten Kühlung, von Interesse sein.
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Vorzugsweise ist der Streukolben als Hohlkörper ausgebildet und ist das Bauelement beabstandet dazu angeordnet, zumindest bereichsweise; das Bauelement liegt also allenfalls punktuell an einem Innenwandbereich des Streukolbens an. Im Allgemeinen wäre indes auch ein im Wesentlichen als Vollkörper ausgebildeter Streukolben möglich, in dem das Bauelement beispielsweise eingegossen sein könnte; ein entsprechender Streukolben könnte beispielsweise eine zapfenförmige Außenform haben und das Bauelement formschlüssig umschließen.
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Bevorzugt ist gleichwohl ein als Hohlkörper ausgebildeter Streukolben; dieser kann beispielweise innenseitig, und zwar dem Bauelement gegenüberliegend, eine dem Bauelement zugewandte, in Richtung zu dem Bauelement hin ausgebildete Wölbung aufweisen („Wölbung” soll nicht notwendigerweise einen „glatten” Verlauf implizieren, sondern beispielsweise auch kantige beziehungsweise spitz zulaufende Formen umfassen). Besonders bevorzugt hat die Wölbung in einer die Längsrichtung beinhaltenden Schnittebene betrachtet eine Keilform und zeigt die Keilspitze in Richtung des Bauelements, läuft die Keilform also in dieser Richtung zu.
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Die Wölbung kann beispielsweise durch einen entsprechenden Verlauf der Streukolbenwand gebildet sein, sodass die Außenwand des Streukolbens beispielsweise zu dem konvexen Verlauf der Innenwand parallel konkav ausgebildet sein kann; die Wölbung wird dann also beispielsweise durch eine entsprechende Einbuchtung der Streukolbenwand gebildet. Die Erfinder haben festgestellt, dass sich durch eine solche Ausbuchtung eine verbesserte Abstrahlung zur Seite hin (senkrecht zur Längsrichtung) erreichen lässt; dies ist beispielsweise insbesondere im Falle eines nach Mittelung schwerpunktmäßig in Längsrichtung abstrahlenden Bauelements von Interesse.
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Vorzugsweise erstreckt sich eine Montageebene des Bauelements im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung und liegt dementsprechend eine Hauptausbreitungsrichtung des von dem Bauelement emittierten Lichts (die als Schwerpunkt nach der Leistung gewichteter Ausbreitungsrichtungen gebildet sein kann) in Längsrichtung. Sofern ein weiteres Bauelement vorgesehen ist, wird dieses dann vorzugsweise in derselben Montageebene angeordnet, was beispielweise die Herstellung vereinfachen kann – es können nämlich beispielsweise dem Montieren der einzelnen Bauelemente zwischengeschaltete Rotationsbewegungen entfallen, die etwa notwendig sein können, um eine Mehrzahl seitlich abstrahlende Bauelemente umlaufend zu montieren. Trotz des/der schwerpunktmäßig in Längsrichtung abstrahlenden Bauelements/Bauelemente kann mit dem streuenden Abschnitt des Streukolbens auch eine Lichtverteilung zu den Seiten hin erreicht werden (gleichwohl kann beispielsweise immer noch ein gewisser Anteil des Lichts nach oben abgegeben werden); generell lassen sich beispielsweise Unterschiede in der Lichtverteilung ausgleichen.
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Das Bauelement ist innerhalb des Streukolbens vorgesehen, wird aber nicht notwendigerweise hinsichtlich sämtlicher Blickrichtungen von dem matten Abschnitt abgedeckt. Bevorzugt ist eine Abdeckung in Bezug auf sämtliche senkrecht zur Längsrichtung orientierte Blickrichtungen, also umlaufend; ferner kann eine Abdeckung an der dem Sockelelement entgegengesetzten Seite (Blickrichtung „von oben”) bevorzugt sein, im Besonderen in Verbindung mit einer seitlichen Abdeckung.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bauelement also bezogen auf sämtliche einem Halbraum zugeordneten Blickrichtungen abgedeckt; das Bauelement emittiert das Licht üblicherweise schwerpunktmäßig in diesen Halbraum (in welchem das Sockelelement nicht liegt).
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung des als Hohlkörper ausgestalteten Streukolbens ist das Bauelement auf einem Trägerelement vorgesehen, das sich von dem sockelelementseitigen Ende des Hüllkolbens bis zu dem das Licht diffus streuenden Abschnitt des Streukolbens erstreckt, und zwar zumindest abschnittsweise innerhalb des Streukolbens und zu diesem beabstandet. Das Trägerelement kann beispielsweise als Metall- oder Keramikteil vorgesehen sein und etwa durch Gießen in eine Form oder durch eine Bearbeitung, z. B. Drehen bzw. Sintern, hergestellt werden.
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Das Material des Trägerelements kann dabei auch in Abhängigkeit von den thermischen Randbedingungen gewählt werden, also etwa in Abhängigkeit von der Verlustleistung des Bauelements; das Trägerelement kann insofern auch die Funktion eines Kühlkörpers übernehmen. Ferner können in dem Trägerelement beispielsweise auch der elektrischen Versorgung des Bauelements dienende Leitungen geführt werden bzw. könnte auch das Trägerelement selbst stromführend ausgelegt sein.
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Das Trägerelement ist, wie bereits erwähnt, innerhalb des Streukolbens angeordnet, hat also zumindest abschnittsweise einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Streukolbens, beispielsweise um mindestens 5%, 10% bzw. 15% kleiner (in einer zur Längsrichtung senkrechten Schnittebene betrachtet). Wird zur Veranschaulichung angenommen, dass sowohl der mattierte Abschnitt des Streukolbens als auch das Trägerelement (beispielsweise durch eine entsprechende Lackierung) in farblicher Hinsicht gleichmäßig (beispielsweise weiß) erscheinen, kann das Trägerelement aufgrund des geringeren Durchmessers optisch unauffälliger/ansprechender sein.
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Insofern kann es bevorzugt sein, dass der mattierte Abschnitt des Streukolbens das Bauelement zwar überdeckt (bezogen auf Blickrichtungen senkrecht zur Längsrichtung), jedoch in Richtung zum Sockelelement hin nicht erheblich darüber hinausreicht, also vorzugsweise um nicht mehr als das 10-, 5- bzw. 3-fache der in Längsrichtung genommenen Bauelementhöhe darüber hinausreicht.
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Im Allgemeinen können die Streueigenschaften des streuenden Abschnitts beispielsweise auch durch in das „Volumenmaterial” des Streukolbens eingebettete Streuzentren erreicht werden, beispielsweise durch Lufteinschlüsse oder Titanoxid-Partikel. Vorzugsweise werden die Streueigenschaften jedoch durch eine Oberflächenbehandlung eingestellt, was auch in Kostenhinsicht vorteilhaft sein kann.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mattierung durch eine Beschichtung erreicht, etwa durch Silikonisieren. Soweit hinsichtlich der Umweltverträglichkeit eines entsprechenden Verfahrens Bedenken bestehen, kommen die Vorteile der vorliegenden Erfindung in besonderer Weise zum Tragen – die zu mattierende Fläche ist kleiner, wenn der Streukolben und nicht der größere Hüllkolben mattiert wird.
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Eine weitere Möglichkeit zur Oberflächenbehandlung besteht in einer Anrauung der Oberfläche, beispielsweise durch Anätzen oder einen mechanischen Materialabtrag, also beispielsweise durch Schleifen oder vorzugsweise Sandstrahlen.
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Eine weitere Möglichkeit zur Mattierung besteht darin, auf den Streukolben eine Oberflächenbeschichtung aufzubringen, beispielsweise eine organische Matrix mit darin eingebetteten Streupartikeln (eine solche Beschichtung kann z. B. durch Tauchen, Sprühen oder Streichen aufgebracht werden). Die Beschichtung hat vorzugsweise eine Streuwirkung, beispielsweise im Falle einer Leuchtstoffschicht; im Allgemeinen kann auf dem Streukolben jedoch z. B. auch zumindest bereichsweise eine reflektierende Schicht vorgesehen werden.
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In bevorzugter Ausgestaltung wird ein Außenwandbereich des Streukolbens oberflächenbehandelt; anschließend wird der Streukolben in den Hüllkolben gesetzt und mit diesem besonders bevorzugt unmittelbar verbunden.
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Soweit ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels im Allgemeinen also die Schritte
- – Anordnen des Streukolbens innerhalb des Hüllkolbens,
- – Anordnen des Bauelements innerhalb des Streukolbens und
- – Verbinden von Hüllkolben, Streukolben und innerhalb davon angeordnetem Bauelement
aufweist, können im Einzelnen dann beispielsweise die Reihenfolge der einzelnen Schritte (oder auch der Teilschritte der Schritte) variiert werden.
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Es können zum Beispiel zunächst Hüll- und Streukolben miteinander und das Bauelement mit einem Trägerelement verbunden werden; anschließend wird das Trägerelement mit dem darauf vorgesehenen Bauelement in den Streukolben (und damit auch in den Hüllkolben) eingeführt und daran befestigt, entweder unmittelbar oder über das Sockelelement bzw. ein Gehäuse.
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Andererseits kann beispielsweise auch zunächst ein Trägerelement mit dem Sockelelement verbunden, dann der Streukolben aufgesetzt und erst anschließend der Hüllkolben montiert werden.
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Das Bauelement kann beispielsweise mit dem Trägerelement verbunden werden; anschließend wird der Streukolben mit dem Trägerelement verbunden, in den Hüllkolben eingeführt und daran befestigt, entweder unmittelbar oder über das Sockelelement bzw. ein Gehäuse.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines entsprechenden Leuchtmittels als Nachrüstteil, also beispielsweise zum Ersetzen einer Glühlampe, für eine Leuchte mit einem konventionellen Sockel. Das Sockelelement kann beispielsweise als Schraubsockelelement („Edisonsockel”), Bajonettsockelelement oder Stiftsockel-, Glasquetschsockel- bzw. Stecksockelelement ausgebildet sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und in dieser Form offenbart sein sollen.
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Im Einzelnen zeigt:
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1 ein Leuchtmittel mit einem ersten Typ Streukolben;
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2 ein Leuchtmittel mit einem zweiten Typ Streukolben;
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3 ein Sockelelement mit Trägerelement und darauf montierter LED;
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4 verschiedene Streukolbenformen.
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Bevorzugte Ausführung der Erfindung
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel 1 mit einem Hüllkolben 2 aus Glas, der die Form eines Hüllkolbens einer konventionellen Glühlampe hat. Der Hüllkolben 2 ist an einem Kunststoffgehäuse 4, welches ein sockelelementseitiges Ende des Hüllkolbens 2 abdeckt und einfasst, und an dem Trägerelement 6 montiert. Das Kunststoffgehäuse 4 ist mit dem Sockelelement 3 verbunden, einem Schraubsockel des Typs E27.
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Innerhalb des Hüllkolbens 2 ist ein Streukolben 5 vorgesehen, dessen dem Sockelelement 3 abgewandtes Ende 5a mattiert ist; die Oberfläche des Streukolbens 5 ist in dem Abschnitt 5a angeraut. In einem in Richtung zum Sockelelement 3 hin daran anschließenden Abschnitt 5b ist der Streukolben 5 hingegen nicht oberflächenbehandelt, das Glas ist transparent. Auch der Hüllkolben 2 ist transparent.
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Innerhalb des Streukolbens 5 ist ein Trägerelement 6 vorgesehen, nämlich ein anhand von 3 weiter im Detail erläutertes Bauteil (vorliegend ein Aluminium-Drehteil). Das Trägerelement 6 erstreckt sich in Längsrichtung 7 bis in den diffus streuenden Abschnitt 5a des Streukolbens 5 hinein; auf diesem dem Sockelelement 3 entgegengesetzten Ende des Trägerelements 6 ist eine LED 8 montiert.
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Die Hauptausbreitungsrichtung des Lichts der LED 8 liegt in Längsrichtung 7. Das von der LED 8 in den dem Sockelelement 3 entgegengesetzten Halbraum (in der Figur nach oben) emittierte Licht wird von dem Streukolben 5, konkret von dem Abschnitt 5a davon, gestreut; dem Streukolben 5 nachgelagert wird mehr Licht zur Seite hin abgegeben als dem Streukolben 5 vorgelagert (zwischen LED 8 und Streukolben 5).
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Das Trägerelement 6 ist weiß lackiert und nimmt sich dementsprechend im Gesamteindruck des Leuchtmittels 1 zurück. Ein Betrachter kann durch den Hüllkolben 2 aus Klarglas blicken und sieht den matten Abschnitt 5a des Streukolbens 5 sowie den sich innerhalb dessen klaren Abschnitts 5b erstreckenden Teil des Trägerelements 6 als weiße Elemente, was die optische Erscheinung insgesamt unaufdringlich macht.
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2 zeigt ein Leuchtmittel 1, dessen Hüllkolben 2, Gehäuse 4 und Sockelelement 3 jenen der Ausführungsform gemäß 1 entsprechen; auch das Trägerelement 6 und die darauf vorgesehene LED 8 sind baugleich zu jenen gemäß 1.
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Sofern sich der Streukolben 5 des Leuchtmittels 1 gemäß 1 allerdings endseitig aufweitet, um in grober Näherung die Form einer Kugel zu beschreiben, ist der Streukolben 5 des Leuchtmittels 1 gemäß 2 demgegenüber als Zylinder ausgebildet, auch endseitig.
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An einer dem Sockelelement 3 entgegengesetzten Stirnseite ist der zylinderförmige Streukolben 5 jedoch nach innen gewölbt (2); die Stirnseite hat die Form eines zum Bauelement 8 hin zulaufenden Trichters, was die Lichtverteilung z. B. zur Seite hin verbessert. Sich zuvor schwerpunktmäßig in Längsrichtung 7 ausbreitendes Licht wird (auch) zur Seite hin gestreut.
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3 zeigt ein Sockelelement 3 mit Gehäuse 4 und Trägerelement 6, und zwar (noch) ohne Hüll- und Streukolben.
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In dem Trägerelement 6, an dessen dem Sockelelement 3 abgewandten Ende, ist eine Ausnehmung vorgesehen, in welcher der Kontaktierung der LED 8 dienende Kabel 31 bis zu einer das Trägerelement 6 in Längsrichtung 7 durchsetzenden Durchgangsöffnung geführt sind.
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Die vorliegend vorgesehene LED 8 kann ohne externe Treiberelektronik betrieben werden; die Leitungen 31 sind im Sockelelement 3 direkt mit den Kontaktstellen für Außenkontakt (Gewindekontakt) und Fußkontakt verbunden. (In dem Sockelelement 3 bzw. auch dem Gehäuse 4 und/oder dem Trägerelement 6 selbst könnte jedoch selbstverständlich auch eine Treiberelektronik vorgesehen sein.)
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In 3 ist ein das halbleitende Substrat der LED 8 tragendes Gehäuse 32 der LED 8 zu erkennen; die elektrische Kontaktierung erfolgt vorliegend rückseitig (eine vorderseitige Kontaktierung kann auch von Interesse sein, weil dann die Rückseite zur thermischen Kontaktierung zur Verfügung steht). An der Vorderseite des Gehäuses 32 ist ein Leuchtstoffelement 33 vorgesehen, nämlich Silikon mit eingebetteten Leuchtstoffpartikeln zur Konversion des von dem halbleitenden Substrat emittierten Lichts.
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4 zeigt verschiedene Möglichkeiten der Gestaltung des dem Sockelelement 3 abgewandten Ende des Streukolbens 5, also insbesondere verschiedene Möglichkeiten, den matten Abschnitt 5a zu formen. Bei den Streukolben 5 in der Figur links und in der Mitte springt der Durchmesser beim Übergang von dem klaren Abschnitt 5b zum matten Abschnitt 5a.
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Der in der Figur linke Streukolben 5 ist endseitig abgerundet, wohingegen der in der Figur mittlere Streukolben 5 zylinderförmig ausgebildet ist. Der in der Figur rechte Streukolben 5 weitet sich endseitig und ist insofern der Form einer Reflektorlampe nachempfunden.
