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Die Erfindung betrifft ein Leuchtband, aufweisend ein bandförmiges Substrat mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle, welche Halbleiterlichtquelle an mindestens einer Flachseite des Substrats angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf flexible LED-Bänder, insbesondere zur Allgemeinbeleuchtung oder zur Dekorationsbeleuchtung.
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Es sind Leuchtbänder der betreffenden Art bekannt, bei denen mehrere Halbleiterlichtquellen in Form von Leuchtdioden (LEDs) in Reihe auf einem bandförmigen Substrat in Form einer flexiblen Leiterplatte angeordnet sind. Beispielsweise werden solche LED-Leuchtbänder von der Fa. OSRAM als „LINEARlight FLEX“ angeboten. Die Leiterplatte ist dabei an entsprechenden Kontaktfeldern mit den LEDs bestückt, wobei elektrische Verbindungsleiter als Leiterbahnen ausgebildet sind. Zum elektrischen Anschluss des LED-Leuchtbands weist es endseitig mit den Leiterbahnen verbundene Steckverbinder auf, welche mit passenden Gegensteckelementen zusammenwirken. Die Gegensteckelemente können beispielsweise Flachbandkabel der Fa. OSRAM vom Typ „CONNECTsystem für LINEARlight Flex“ umfassen.
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Zur Bereitstellung eines IP-Schutzes sind von der Fa. OSRAM LED-Leuchtbänder vom Typ „LINEARlight FLEX Protect ADVANCED“ bekannt, bei denen die Leuchtdioden und die Leiterbahnen von lichtdurchlässigem Silikon bedeckt sind.
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Es ist zur Bereitstellung eines IP-Schutzes auch bekannt, LED-Leuchtbänder in ein U-förmiges Profil einzulegen und dort mit lichtdurchlässigem Silikon zu vergießen.
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Jedoch haben solche LED-Leuchtbänder den Nachteil, dass sie eine begrenzte Länge aufweisen und für größere Längen mehrere LED-Leuchtbänder zusammengesetzt werden müssen. Auch ist ein Layout eines LED-Leuchtbands fest und nur aufwändig abzuändern. Zudem sind solche LED-Leuchtbänder vergleichsweise teuer.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtband, aufweisend ein bandförmiges Substrat mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle, welche Halbleiterlichtquelle an mindestens einer Flachseite des Substrats angeordnet ist. Das Substrat ist ein Flachbandkabel mit mehreren Adern, wobei mindestens eine Ader zumindest abschnittsweise an mindestens einer Flachseite abisoliert ist und die Halbleiterlichtquelle abisolierte Bereiche (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „Kontaktbereiche“ bezeichnet) mindestens einer Ader elektrisch kontaktiert.
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Als Flachseite oder Flachseiten eines Bandes sind dabei insbesondere die Seite bzw. Seiten anzusehen, die parallel zu Flächen sind, welche durch die Längserstreckung der einzelnen Stränge des Flachkabels (und damit des Flachkabels insgesamt) und eine die Mittelachsen der Kabel verbindende Linie aufgespannt ist. Insbesondere ist dies die flächenmäßig größte Seite des Flachkabels.
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Durch die Verwendung eines Flachbandkabels anstelle einer vergleichsweise teuren Leiterplatte ist das Leuchtband besonders preisgünstig und zudem praktisch ohne Längenbeschränkung herstellbar, z.B. im Rahmen eines Endlosprozesses. Produktlängen können flexibel eingestellt werden und auch von einem Kunden durch Schneiden selbst konfektioniert werden. Zusätzlich sind viele unterschiedliche Flachbandkabel (z.B. mit unterschiedlichen Leiterbahndicken, Leiterbahnformen, Leiterbahnmaterialien, Farbe der Isolierung usw.) kommerziell erhältlich. Zudem lässt sich eine elektrische Verschaltung besonders einfach einbringen und ändern, z.B. durch Einbringung von Unterbrechungen der Adern oder einfaches Anlöten von Kabeln, ggf. sogar noch bei einer Montage oder durch einen Endkunden. Außerdem sind für handelsübliche Flachbandkabel viele genormte handelsübliche Stecker und Endstücke erhältlich, und zwar auch mit IP-Schutz, UL-Zulassung und/oder ähnlichen Zertifizierungen. Darüber hinaus weisen Adern eines Flachbandkabels typischerweise einen höheren Querschnitt auf als eine Leiterbahn einer Leiterplatte, wodurch wiederum höhere Stromdichten ermöglicht werden. Höhere Stromdichten vereinfachen oder ermöglichen erst eine Parallelschaltung von Halbleiterlichtquellen.
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Unter einem Leuchtband mag grundsätzlich jede bandförmige Leuchtvorrichtung mit den betreffend genannten Merkmalen angesehen werden.
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Ein Bereitstellen der mindestens einen abisolierten Ader kann beispielsweise durch Schaben, Schneiden, Lasern oder durch Bezug als fertig konfektioniertes Vorprodukt erreicht werden.
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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"), z.B. in einer Vergussmasse. 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.
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Dass eine Halbleiterlichtquelle Kontaktbereiche mindestens einer Ader elektrisch kontaktiert, mag umfassen, dass die Halbleiterlichtquelle Kontaktbereiche nur einer Ader oder mehrerer Adern, insbesondere von zwei Adern, elektrisch kontaktiert. Der elektrische Kontakt mag z.B. durch Löten oder einen elektrisch leitfähigen Haftvermittler wie Lotpaste oder Leitkleber erfolgen. Die Lotpaste oder der Leitkleber mag beispielsweise mittels Druckens, Dispensens oder Jettens aufgebracht werden. Die Halbleiterlichtquelle mag allgemein insbesondere stoffschlüssig mit dem mindestens einen Kontaktbereiche verbunden sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Substrat ein mechanisch flexibles bzw. biegsames Substrat ist. Dies ermöglicht eine besonders vielfältige Anbringung und lässt sich durch die vielen am Markt erhältlichen flexibles Flachbandkabel besonders einfach erreichen. Jedoch ist das Flachbandkabel nicht darauf beschränkt und mag z.B. auch starr ausgebildet sein.
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Allgemein mag eine Ader aus einem einzelnen Draht oder aus einer Litze aus mehreren Einzeldrähten bestehen.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mindestens eine abisolierte Ader mindestens eine Unterbrechung aufweist und mindestens eine Halbleiterlichtquelle Kontaktbereiche elektrisch kontaktiert, welche durch eine jeweilige Unterbrechung getrennt sind. Mittels der Unterbrechung können auf einfache Weise mehrere elektrisch voneinander getrennte Kontaktbereiche auf einer einzigen Ader erzeugt werden. Dies mag insbesondere für eine serielle Anordnung und Verschaltung mehrerer Halbleiterlichtquellen an einer Ader vorteilhaft sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass die Unterbrechung als eine Durchführung durch das Leuchtband ausgestaltet ist, wodurch sie sich besonders leicht herstellen lässt, z.B. durch Stanzen, Bohren, Schneiden, Fräsen, Lasern oder andere materialabtragende Verfahren.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Kontaktbereiche zumindest einer Ader sich an einem kontinuierlich abisolierten Abschnitt dieser Ader befinden. Dies vereinfacht eine Herstellung des Leuchtbands.
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Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Ader zumindest an einer Flachseite über ihre gesamte Länge abisoliert ist. So wird ein besonders einfacher Zugang zu der Ader bereitgestellt.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das Leuchtband mindestens eine nicht an einer Flachseite abisolierte Ader aufweist. Die nicht abisolierte Ader trägt nicht zur elektrischen Verschaltung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle bei, mag aber eine Stabilität des Leuchtbands erhöhen. Zudem stellt eine solche Ader ein Mittel zur Wärmeableitung dar, wozu sie insbesondere mit mindestens einem Kühlkörper verbunden sein mag. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine randseitig angeordnete Ader nicht abisoliert ist.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Leuchtband zumindest an abisolierten Bereichen der mindestens einen Flachseite von einer lichtdurchlässigen Abdeckung, insbesondere Vergussmasse, abgedeckt ist. Die Vergussmasse stellt einen Schutz, insbesondere IP-Schutz, für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle und die abisolierten Bereiche der Flachseiten zur Verfügung.
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Die Vergussmasse mag z.B. Silikon, Polyimid, PVC, PE, PP usw. sein oder umfassen. Die Vergussmasse mag z.B. für eine hohe Lichtausbeute transparent oder z.B. für ein homogeneres Lichtabstrahlmuster transluzent (opak, milchig) sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Abdeckung eine flexible Abdeckung ist, da so die Biegbarkeit des Flachbandkabels beibehalten werden kann, z.B. aus Silikon.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Abdeckung eine lichtdurchlässige Vergussmasse ist. Diese weist den Vorteil einer einfachen und sicheren Aufbringung auf. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass die Vergussmasse Hohlräume oder Kavitäten des Leuchtbands ausfüllen kann, z.B. Unterbrechungen in einer Ader. Die Vergussmasse erhöht zudem eine mechanische Stabilität des Leuchtbands.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Leuchtband an seiner mindestens einen nicht abisolierten randseitigen Ader, falls vorhanden, frei von der Abdeckung ist. Dies ermöglicht eine höhere Wärmeabgabe und spart an Material für die Abdeckung. Zudem kann die randseitige Ader ein Überlaufen einer Vergussmasse verhindern, falls eine solche verwendet wird, z.B. indem die nicht entfernte Isolierung als Stoppkante wirkt.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Substrat nur an einer Flachseite abisolierte Kontaktbereiche bereitstellt. Dies erhöht eine mechanische Stabilität des Leuchtbands. An der nicht abisolierten Seite kann das Leuchtband einfach befestigt werden, z.B. mittels eines doppelseitigen Klebebands. Die Verwendung eines doppelseitigen Klebebands weist den weiteren Vorteil auf, dass es als ein dichter Boden für eine Unterbrechung einer Ader dienen kann, so dass bei Verwendung von Vergussmasse als Abdeckung diese nicht durchtropft.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine abisolierte Ader als eine Stromzuführungsleitung dient und mit mindestens einer Ader, welche durch die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kontaktiert ist, elektrisch verbunden ist. Dadurch lässt sich eine besonders vielgestaltige elektrische Verdrahtung erreichen, insbesondere ein einfaches Vorsehen von elektrisch parallelen Stromzweigen. Auch können so auf einfache Weise mehrere Kontaktbereiche bereitstellende Adern unabhängig elektrisch bespeist werden. Unter einer Stromzuführungsleitung mag insbesondere eine abisolierte Ader verstanden werden, an welcher keine Halbleiterlichtquelle befestigt ist bzw. welche keinen Kontaktbereich für eine Halbleiterlichtquelle bereitstellt. Vielmehr mag eine als Stromzuführungsleitung dienende Ader, z.B. im Sinne einer „Stromschiene“, mit anderen Adern elektrisch verbunden sein, welche Kontaktbereiche bereitstellen. Es wird bevorzugt, dass das Leuchtband mindestens zwei als Stromzuführungsleitungen dienende Adern aufweist, z.B. als Plus- und Minus-Pol oder als spannungsführende Ader und als Erde. Die als Stromzuführungsleitungen dienenden Adern mögen insbesondere außerhalb von Kontaktbereiche bereitstellenden Adern angeordnet sein. Die als Stromzuführungsleitungen dienenden Adern mögen beispielsweise über ein Kabel oder ein SMD-Verbindungselement mit einer jeweilige Kontaktbereiche bereitstellenden Ader elektrisch verbunden sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Leuchtband mehrere Kontaktbereiche bereitstellende Adern aufweist. Dadurch mag das Leuchtband mit einer hohen Zahl von Halbleiterlichtquellen bestückt werden. Ein anderer Vorteil wir dann erreicht, wenn die Halbleiterlichtquellen von unterschiedlicher Art sind und an jeder Ader nur Halbleiterlichtquellen der gleichen Art angeordnet sind, insbesondere an dieser Ader elektrisch seriell verschaltet. So lassen sich die Halbleiterlichtquellen der gleichen Art gruppenweise ansteuern, z.B. durch Einstellen eines Betriebsstroms durch die gemeinsame Ader. Insbesondere falls Halbleiterlichtquellen verwendet werden, welche Licht unterschiedlicher Farbe abstrahlen (z.B. rot, grün, grünweißlich, gelb und/oder blau), lässt sich so durch Einstellen jeweiliger elektrischer Betriebsströme in den Adern ein zugehöriger Lichtstrom einstellen und dadurch wiederum ein (Summen-)Farbort eines Mischlichts aus den einzelnen Farbanteilen. Die Halbleiterlichtquellen unterschiedlicher Farbe können in anderen Worten als individuell treibbare Farbstränge ausgestaltet sein. Insbesondere mag jede Ader die Halbleiterquellen einer gleichen Art elektrisch kontaktieren.
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Zusätzlich zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle mag das Flachbandkabel auf analoge Weise mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen bestückt sein, z.B. mit oberflächenmontierten Bauelementen („SMDs“). Zumindest einige dieser Bauelemente mögen einen Treiber oder einen Teil eines Treibers für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle darstellen.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtbands, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines Flachbandkabels mit mehreren Adern; (b) Abisolieren zumindest eines Abschnitts zumindest einer Ader an mindestens einer Flachseite des Flachbandkabels; und (c) Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle an einer zugehörigen Flachseite so, dass sie mit Kontaktbereichen der mindestens einen abisolierten Ader elektrisch verbunden ist. Das Verfahren weist die gleichen Vorteile auf wie das Leuchtband und kann analog ausgestaltet werden. Insbesondere ermöglicht dieses Verfahren eine Verwendung einfacher volumentauglicher Prozessschritte.
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So ist es eine Ausgestaltung, dass sich dem Schritt des Abisolierens ein Schritt eines Einbringens mindestens einer Unterbrechung in einen abisolierten Abschnitt mindestens einer Ader anschließt und der Schritt des Befestigens ein elektrisches Verbinden zumindest einer Halbleiterlichtquelle an durch eine Unterbrechung getrennten Kontaktbereichen einer gemeinsamen Ader umfasst.
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Auch ist es eine Ausgestaltung, dass das Verfahren zusätzlich einen Schritt eines Vergießens des Leuchtbands mit einer lichtdurchlässigen Vergussmasse zumindest an abisolierten Stellen der mindestens einen Flachseite des Flachbandkabels aufweist.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das Verfahren einen Schritt eines Aufbringens eines elektrisch leitfähigen Haftvermittlers auf mindestens einen Abschnitt mindestens einer abisolierten Ader aufweist. Bei dem elektrisch leitfähigen Haftvermittler mag es sich beispielsweise um Lotpaste (insbesondere bei temperaturbeständigen Isolationen, z.B. bei Silikon oder Polyimid) oder um Leitkleber (insbesondere bei weniger temperaturbeständigen Isolationen aus z.B. PVC, PE, PP) handeln. Der Haftvermittler kann insbesondere vor oder nach einem Einbringen einer Unterbrechung aufgebracht werden.
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Dem Aufbringen des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers mag sich der Schritt des Befestigens der zumindest einen Halbleiterlichtquelle anschließen.
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Der Schritt des Befestigens der zumindest einen Halbleiterlichtquelle mag ein Bestücken mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und/oder mit mindestens einem elektrischen oder elektronischen Bauelement am Ort des elektrisch leitfähigen Haftvermittlers, und damit an einem zugehörigen Kontaktbereich, umfassen.
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Dem Befestigen zumindest einer Halbleiterlichtquelle kann sich ein Temperaturprozess mit erhöhter Temperatur anschließen, z.B. zum Aufschmelzen der Lotpaste oder zum Aushärten des Leitklebers.
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Es ist noch eine Weiterbildung für ein nur an einer Flachseite bzw. einseitig abisoliertes oder bestücktes Flachbandkabel, dass sich ein Schritt eines Anbringens z.B. eines doppelseitigen Klebebands an der nicht abisolierten bzw. nicht bestückten Flachseite anschließt. Dadurch können insbesondere bei der Unterbrechung der Ader(n) entstandene Löcher oder Durchführungen in der einseitigen Isolation abgedeckt werden.
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Insbesondere falls bei der Unterbrechung der Ader(n) keine Löcher oder Durchführungen entstanden sind, kann das doppelseitige Klebeband auch weggelassen werden oder erst nach dem Verguss aufgebracht werden.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt eine Schaltskizze eines erfindungsgemäßen Leuchtbands;
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2 zeigt eine Skizze einer Anordnung von Adern des Leuchtbands;
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3 zeigt eine Skizze einer Anordnung von elektrischen Bauelementen, elektrischen Verbindungselementen als auch Leuchtdioden auf den Adern des Leuchtbands;
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein Flachbandkabel mit den darin aufgenommenen Adern des Leuchtbands;
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5 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein Flachbandkabel mit mehreren einseitig abisolierten Adern;
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6 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus dem Flachbandkabel mit den abisolierten Adern;
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7 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem Flachbandkabel mit zusätzlich aufgebrachtem elektrisch leitfähigen Haftvermittler und Unterbrechungen;
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8 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem Flachbandkabel mit zusätzlich angebrachten elektrischen Elementen und Leuchtdioden;
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9 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Leuchtband an einer Leuchtdiode im Bereich eines zugehörigen Haftvermittlers;
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10 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Leuchtband an einer Leuchtdiode im Bereich einer zugehörigen Unterbrechung;
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11 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem Leuchtband mit zusätzlich aufgebrachter lichtdurchlässiger Vergussmasse;
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12 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Leuchtband an einer Leuchtdiode im Bereich des zugehörigen Haftvermittlers mit der zusätzlich aufgebrachten Vergussmasse; und
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13 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Leuchtband an einer Leuchtdiode im Bereich der zugehörigen Unterbrechung mit der zusätzlich aufgebrachten Vergussmasse.
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1 zeigt eine vereinfachte Schaltskizze eines Leuchtbands 1. Das Leuchtband 1 weist vier seriell verschaltete Leuchtdioden 2 auf, welche seriell mit einem elektrischen bzw. elektronischen Bauelement in Form eines Widerstandselements 3 verdrahtet sind. An diese Serienschaltung 2, 3 kann eine elektrische (Betriebs-)Spannung angelegt werden, wie durch die Polung „+“ und „–“ angedeutet. Mittels der elektrischen Betriebsspannung wird ein elektrischer Strom durch die Leuchtdioden 2 und den Widerstand 3 erzeugt, welcher die Leuchtdioden 2 zur Lichtabgabe anregt. Eine Helligkeit der Lichtabgabe kann z.B. durch eine Stromstärke eingestellt werden. Die Betriebsspannung mag beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Treibers erzeugt werden. Der Treiber mag beispielsweise den Strom auf einen vorbestimmten, ggf. variabel einstellbaren, Wert einstellen. Der Treiber mag beispielsweise eine Stromkonstanterschaltung aufweisen.
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2 zeigt eine Skizze einer Anordnung von parallel angeordneten Adern 4, 5, 6, 7, 8 des Leuchtbands 1, von denen die drei innenseitigen Adern 5 bis 7 als elektrische Leiter für die in 1 gezeigte Serienschaltung dienen. Und zwar weist eine mittige Ader 6 sechs Unterbrechungen 9 auf, während die links und rechts davon verlaufenden Adern 5 und 7 an die Betriebsspannung angelegt sind. Die beiden äußeren Adern 4 und 8 sind nicht stromführend geschaltet.
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3 zeigt das Leuchtband 1 aus 2 nun zusätzlich mit den Leuchtdioden 2, die auf beiden Seiten der vier mittleren Unterbrechungen 9 mechanisch und elektrisch mit der Ader 6 verbunden sind bzw. diese dort kontaktieren. Dazu mögen die Leuchtdioden 2 insbesondere zwei unterseitige Kontaktstellen aufweisen, welche direkt über der Ader 6 aufliegen, z.B. daran gehalten durch einen elektrisch leitfähigen Haftvermittler wie Lotpaste oder Leitkleber. Alternativ oder zusätzlich können die Leuchtdioden 2 jedoch auch auf eine andere Weise elektrisch kontaktiert werden, z.B. durch Bonddrähte.
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Zur elektrischen Verbindung mit den spannungsführenden innenseitigen Adern 5 und 7 sind das Widerstandselement 3 und ein elektrisches Leitungselement 10 mit geringem elektrischen Widerstand vorgesehen, welche von der Ader 5 zu der Ader 6 bzw. von der Ader 6 zu der Ader 7 führen. Diese Elemente 3 und 10 können insbesondere als oberfächenmontierte Bauelemente (SMDs) ausgebildet sein, was unter anderem deren Befestigung auf bzw. Kontaktierung mit den Adern 5, 6 bzw. 6, 7 über Lotpaste oder Leitkleber ermöglicht, insbesondere in einem gleichen Aufbringungs- oder Befestigungsschritt wie die Leuchtdioden 2. Die Adern 5 und 7 können auch als Stromzuführungsleitungen bezeichnet werden, da sie vornehmlich der Stromführung dienen und selbst nicht von Leuchtdioden 2 kontaktiert werden.
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Eine solche Anordnung weist den Vorteil auf, dass die Leuchtdioden 2 auch elektrisch parallel verschaltet werden können, z.B. auch als verschiedene Stränge. Dazu können insbesondere die äußersten Unterbrechungen 9 dienen, welche z.B. eine mehrfache, elektrisch parallele Anordnung des gezeigten Satzes der Leuchtdioden 2 (oder anderer Sätze von Leuchtdioden) auf der gleichen Ader 6 ermöglichen.
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4 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht ein mechanisch flexibles oder biegsames Substrat in Form eines Flachbandkabels 11 des Leuchtbands 1 mit mehreren parallel verlaufenden Adern 4 bis 8, die von einer Isolierung 12 umhüllt sind. Dieses Flachbandkabel 11 kann als Ausgangsprodukt zur Herstellung des Leuchtbands 1 hergenommen werden und mag z.B. in einem Endlos- oder Quasi-Endlos-Prozess hergestellt worden sein.
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5 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht das Flachbandkabel 11 mit den innenseitigen Adern 5 bis 7 an einer oberen Flachseite 15o einseitig abisoliert, d.h., dass dort die Isolierung 12 bis zu den Adern 5 bis 7 entfernt worden ist. Das Abisolieren kann beispielsweise durch einseitiges Abschaben usw. geschehen. Alternativ mag das abisolierte Flachbandkabel 11 bereits als Vorprodukt oder Zwischenprodukt bezogen und bereitgestellt werden.
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6 zeigt in Draufsicht einen Ausschnitt aus dem abisolierten Flachbandkabel 11 mit seiner Längsachse L. Die nicht abisolierten randseitigen Adern 4 und 8 sind typischerweise unter der Isolierung 12 nicht sichtbar und hier gestrichelt und farblich zurückgenommen dargestellt. Die innenseitigen Adern 5 bis 7 sind über ihre gesamte Länge einseitig abisoliert bzw. von der Isolierung 12 befreit.
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An mindestens einem in Bezug auf seine Längsachse L endseitigen Bereich mag das Flachbandkabel 11 beispielsweise mit einem Steckverbinder o.ä. (o. Abb.) zum Anschluss an ein weiteres Leuchtband, an einen Treiber usw. ausgerüstet sein.
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7 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem abisolierten Flachbandkabel 11 gemäß 6 mit mehreren Bereichen („Kontaktbereichen“ 14), an denen zusätzlich elektrisch leitfähiger Haftvermittler 13 wie Lotpaste oder Leitkleber lokal aufgebracht ist. Die Kontaktbereiche 14 der abisolierten Ader 6 dienen zur Kontaktierung der Leuchtdioden 2 bzw. des Widerstandselements 3 und des Leitungselements 10. Zur Kontaktierung der Leuchtdioden 2 sind Kontaktbereiche 14 bezüglich der Längsrichtung auf beiden Seiten der durch Stanzen usw. in die mittlere Ader 6 eingebrachten Unterbrechungen 9 vorhanden. Die als Stromzuführungsleitungen dienenden Adern 5 und 7 weisen nur Kontaktbereiche 14 für das Widerstandselement 3 und das Leitungselement 10 auf, aber nicht für die Leuchtdioden 2. Die Adern 5 und 7 weisen hier keine Unterbrechungen auf.
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8 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem abisolierten Flachbandkabel 11 gemäß 7 mit den zusätzlich angebrachten bzw. damit bestückten elektrischen Bauelementen 3 und 10 und Leuchtdioden 2. Das Anbringen oder Befestigen dieser Bauelemente 2, 3, 10 kann insbesondere durch Aufsetzen unterseitiger elektrischer Kontakte oder Kontaktfelder auf den Haftvermittler 13 und folgendes thermisches Behandeln, insbesondere Erwärmen, geschehen. Durch die Unterbrechungen 9 wird sichergestellt, dass der in der Ader 6 fließende Strom durch die Bauelemente 2, 3, 10 fließt und nicht daran vorbei. Dazu sind die Leuchtdioden 2 insbesondere an Kontaktstellen 14 der gleichen Ader 6 angebracht, welche durch eine Unterbrechung 9 voneinander getrennt sind. Die elektrischen oder elektronischen Bauelemente 3 und 10 sind jeweils an Kontaktstellen 14 angebracht, welche sich auf unterschiedlichen Adern 5, 6 bzw. 6, 7 befinden und durch eine entsprechende Luftstrecke und/oder die Isolierung 12 voneinander getrennt sind.
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9 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht auf eine Schnittebene A-A aus 8 das bestückte Flachbandkabel 11 an einer Leuchtdiode 2 im Bereich eines zugehörigen Haftvermittlers 13 bzw. Kontaktstelle 14. Auf der nicht abisolierten unteren Flachseite 15u ist ein doppelseitiges Klebeband 16 aufgeklebt worden, wodurch sich das Flachbandkabel 11 zur Montage des Leuchtbands 1 einfach unterseitig aufkleben lässt.
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10 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht auf eine Schnittebene B-B aus 8 das bestückte Flachbandkabel 11 an einer Leuchtdiode 2 im Bereich einer zugehörigen Unterbrechung 9. Die Durchbrechung 9 stellt einen Hohlraum 17 in dem Flachbandkabel 11 bereit, welcher durch das doppelseitige Klebeband 16 unterseitig abgeschlossen ist. Oberseitig schließt die Leuchtdiode 2 den Hohlraum 17 nicht ab, sondern ist aufgrund des Haftvermittlers 13 angehoben. Also ist der Hohlraum 17 oberseitig gegen die Umgebung offen.
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11 zeigt in Draufsicht den Ausschnitt aus dem Leuchtband 1, bei welchem das Flachbandkabel 1 im Bereich der abisolierten Adern 5 bis 7 mit einer zusätzlich aufgebrachten lichtdurchlässigen Vergussmasse 18, z.B. Silikon, versehen ist. Die Vergussmasse 18 mag transparent oder transluzent sein, bettet die Bauelemente 2, 3, 10 ein und deckt sie dadurch ab. Dabei sind die nicht abisolierten bzw. die weiterhin vollständig von der Isolierung 12 umgebenen Adern 4, 8 nicht von der Vergussmasse 18 bedeckt und damit frei von der Vergussmasse 18.
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12 zeigt das Leuchtband 1 aus 11 als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht auf die Schnittebene A-A aus 8. Die Isolierung 12 oberhalb der außenliegenden Adern 4, 8 dient auch als Stoppkante für die Vergussmasse 18
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13 zeigt das Leuchtband 1 aus 11 als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht auf die Schnittebene B-B aus 8. Der Hohlraum 17 ist auch mit der Vergussmasse 18 gefüllt worden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So können auch mehrere mit Leuchtdioden bestückte oder kontaktierte Adern vorhanden sein, die sich beispielsweise an gemeinsame oder jeweilige Stromzuführungsleitungen anschließen lassen. Beispielsweise mag jeweils eine Ader mit Leuchtdioden einer bestimmten Farbe bestückt oder kontaktiert sein. Für Leuchtdioden mehrerer Farben ist dann bevorzugt eine entsprechende Zahl solcher Adern vorgesehen.
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Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leuchtband2 Leuchtdiode
- 3
- Widerstandselement
- 4
- außenliegende Ader
- 5
- innenliegende Ader
- 6
- innenliegende, mittige Ader
- 7
- innenliegende Ader
- 8
- außenliegende Ader
- 9
- Unterbrechung
- 10
- Leitungselement
- 11
- Flachbandkabel
- 12
- Isolierung
- 13
- Haftvermittler
- 14
- Kontaktbereich
- 15o
- obere Flachseite
- 15u
- untere Flachseite
- 16
- doppelseitiges Klebeband
- 17
- Hohlraum
- 18
- lichtdurchlässige Vergussmasse
- A-A
- Schnittebene
- B-B
- Schnittebene
- L
- Längsachse
