DE102014112546A1 - Lichtverteilvorrichtung und Leuchtvorrichtung - Google Patents

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Ansgar Niehoff
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lichtverteilvorrichtung (10) mit einer Lichtleiterplatte (12), einem flächigen Schutzelement (14) aus einem lichtdurchlässigen Material mit einer ersten Seite (24) und einer der ersten Seite (24) entgegengesetzten zweiten Seite (26), und einem flächigen Reflektorelement (16) mit einer ersten Seite (18) und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite (20). Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchtvorrichtung (68) mit einer derartigen Lichtverteilvorrichtung (10).

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtverteilvorrichtung mit einer Lichtleiterplatte, einem flächigen Schutzelement und einem flächigen Reflektorelement. Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchtvorrichtung mit einer derartigen Lichtverteilvorrichtung.
  • Lichtverteilvorrichtungen bzw. Lichtverteilelemente der eingangs genannten Art finden z.B. in Deckenleuchten Verwendung und sind infolge des Vorsehens einer Lichtleiterplatte mit einer Lichtaustrittsfläche zum Schaffen einer Leuchtvorrichtung nach Art einer Flächenleuchte vorgesehen, und zwar mit einem flächigen Licht bzw. mit einem über eine vergleichsweise große Fläche austretenden Lichts. Das meist über die Seitenfläche der Lichtleiterplatte in diese eingekoppelte Licht kann insbesondere das Licht von mehreren Leuchtdioden sein, wie z.B. aus der DE 20 2011 000 598 U1 bekannt. Aus der DE 10 2004 037 033 A1 ist die Verwendung einer Prismen-Lichtleiterplatte zur Schaffung einer Hintergrundbeleuchtungseinheit für eine Flüssigkristalldisplay-Vorrichtung bekannt.
  • Bei den Lichtverteilvorrichtungen bzw. Lichtverteilelementen der eingangs genannten Art ist das flächige Reflektorelement dafür vorgesehen, in die Lichtleiterplatte eingekoppeltes bzw. eingestrahltes Licht, welches an vorgesehenen Umlenkmitteln, insbesondere in Form von Streukörpern, zu dem Reflektorelement gelenkt wird, zu der Lichtaustrittsfläche hin zu reflektieren.
  • Das flächige Schutzelement bzw. flächige Auflageelement besteht meist aus einem transluzenten Material und dient zum einen als wirksamer Schutz für die Lichtaustrittsfläche (z.B. vor Kratzern). Ferner kann das Schutzelement durch geeignete Wahl des transluzenten Materials auch eine optische Barriere darstellen, die eine Sichtbarkeit z.B. von Umlenkmitteln in Form von Streukörpern oder eine Sichtbarkeit der Leuchtmittel von außerhalb der Lichtverteilvorrichtung bzw. Leuchtvorrichtung erschwert oder ausschließt, einhergehend mit der Schaffung eines homogenen Lichts.
  • Um bei den bekannten Lichtverteilvorrichtungen eine möglichst über die gesamte Lichtaustrittsfläche gleichmäßige Lichtauskopplung zu schaffen, sind das flächige Schutzelement und/oder das Reflektorelement unter Ausbildung eines Luftspalts von der Lichtleiterplatte beabstandet, der sich bei über die gesamte Lichtaustrittsfläche hinweg erstreckt bzw. der sich über die zu der Lichtaustrittsfläche entgegengesetzten Fläche der Lichtleiterplatte zur Gänze hinweg erstreckt. Auf diese Weise kann bei den bekannten Lösungen eine übermäßige Lichtauskopplung in naher Umgebung der jeweiligen Leuchte, die eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte erschwert bzw. unmöglich macht, vermieden werden. Zur Realisierung dieser Beabstandung sind das Reflektorelement, die Lichtleiterplatte und das Schutzelement bei den bekannten Lösungen z.B. mittels aufwendiger umlaufender Rahmen oder dergleichen aufeinanderfolgend angeordnet.
  • Zugrundeliegende Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lichtverteilvorrichtung anzugeben, die baulich einfach aufgebaut ist und eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte ermöglicht.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Lichtverteilvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Lichtverteilelement umfasst eine Lichtleiterplatte, ein flächiges Schutzelement mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite und ein Reflektorelement mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite.
  • Flächiges Schutzelement
  • Das Schutzelement besteht aus einem lichtdurchlässigen Material mit einem Brechungsindex, der innerhalb eines Bereichs von 1,2 bis 2,5 liegt.
  • Das Schutzelement kann vorteilhaft insbesondere als äußere Begrenzungsschicht bzw. Barriereschicht dienen, um die Leuchtvorrichtung vor mechanischer Beschädigung oder Beschädigungen, welche durch Eindringen von Flüssigkeiten, Gasen oder Dämpfen hervorgerufen werden können, zu schützen. Derartige Beschädigungen sind beispielsweise Spannungsrissbildung und/oder Trübung und/oder Quellen und/oder Verfärben.
  • Das Schutzelement, das insbesondere in Form einer Schutzschicht ausgebildet sein kann, weist vorzugsweise eine sehr gute Beständigkeit bzw. eine sehr gute Chemikalienbeständigkeit auf, und zwar insbesondere gegenüber Substanzen auf, die in der DIN 68861 genannt werden. Bei diesen Substanzen handelt es sich insbesondere um 10 %-ige Essigsäure, 48 %-iger-Ethylalkohol, Aceton, Reinigungsmittel und Desinfektionsmittel.
  • Zudem weist das Schutzelement vorzugsweise eine ausreichende Abrieb- und Kratzbeständigkeit auf. In Anlehnung an die DIN 53754 soll im Taber-Abraser-Test nach 50 Touren bei einer Kraft von 5N der Abrieb kleiner 30 mg betragen. Vorzugsweise zeigt das Schutzelement sowohl nach einer Woche Lagerung der Leuchtvorrichtung bzw. der Lichtverteilvorrichtung bei 70 °C als auch bei einer Stunde Beaufschlagung mit 100 °C Wasserdampf kein Ablösen von der Lichtleiterplatte oder eine Beschädigung durch Quellen, Rissbildung, Trübung oder Verfärben.
  • Das flächige Schutzelement bzw. Auflageelement besteht vorzugsweise aus einem transluzenten Material, so dass dieses vorteilhaft auch eine optische Barriere bereitstellt, die eine Sichtbarkeit z.B. von Umlenkmitteln in Form von Streukörpern innerhalb der Lichtleiterplatte oder eine Sichtbarkeit der Leuchtmittel von außerhalb der Lichtverteilvorrichtung bzw. Leuchtvorrichtung erschwert oder ausschließt, einhergehend mit der Schaffung eines homogenen Lichts.
  • Insbesondere kann das flächige Schutzelement aus einem anorganischen Glas und/oder Polymermaterial und/oder einer Lackschicht und/oder einer Sol-Gel-Beschichtung und/oder einer Beschichtung, aufgebracht in einem physikalischen Beschichtungsverfahren, und/oder einer Kombination bzw. einer schichtweisen Kombination hieraus bestehen.
  • Das flächige Schutzelement kann in Form einer Lackschicht und/oder einer Sol-Gel-Schicht und/oder in Form einer Kombination hieraus ausgebildet sein und in dieser Ausbildung kann das flächige Schutzelement dann ein thermisch und/oder chemisch und/oder strahlenhärtendes System und/oder eine Kombination sein bzw. hieraus bilden.
  • Chemisch härtende Systeme umfassen Polymerisationen und/oder Polyadditionsreaktionen und/oder Polykondensationsreaktionen und/oder Hydrosilylierungsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen. Strahlenhärtende Systeme sind insbesondere photochemisch härtende Systeme wie UV und/oder NIR und/oder Elektronenstrahlen und/oder Mikrowellen.
  • Zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit und der Chemikalienbeständigkeit, insbesondere als Schutz gegen Quellen kann das flächige Schutzelement aus einem vernetzten Polymer bestehen. Die Vernetzung kann photochemisch und/oder durch aktinische und/oder ionisierende Strahlung und/oder chemisch durch Zugabe von Peroxiden und/oder Katalysatoren und/oder Initiatoren erfolgen.
  • Das Polymermaterial kann ausgewählt sein aus bzw. das Polymermaterial kann umfassen Polycarbonat oder PMMA oder Polyamid oder PET oder biaxialorientertes PET oder PBT oder Silikon oder Polyurethan oder Polystyrolhomopolymer oder Polystyrolcopolymer oder Polypropylen oder Polyethylen oder einem Ionomer oder Ethylenvinylacetat oder Ethylenvinylalkohol oder Ethylen-Acrylatcopolymer, wie beispielsweise Ethylen-Ethylacrylat- oder Ethylen-Butylacryltat- oder Ethylen-Metylacrylat-Copolymere, oder Polysulfon oder Polyethersulfon oder COC.
  • Bestandteile der Lackschicht sind z.B. ausgewählt aus bzw. können umfassen Epoxyverbindungen und/oder Acrylat und/oder ein Methacrylat und/oder eine polyfunktionelle Verbindung, wie beispielsweise ethoxyliertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Tripropylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Diethylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltetra(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltri(meth)acrylat und/oder Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat und/oder 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat und/oder Neopentylglycoldie(meth)acrylat und o/oder Polyester(meth)acrylate und/oder fettsäuremodifizierte Polyester(meht)acrylate und/oder propoxyliertes Glyceryltri(meth)acrylat und/oder ethoxyliertes Bisphenol-A-di(meth)acrylat und/oder Isobornylacrylat und/oder aminomodifizierte Polyether(meth)acrylate und/oder aliphatische Urethan(meth)acrylate und/oder Silikon(meth)acrylate und/oder Epoxyacrylate.
  • Ist das flächige Schutzelement eine Sol-Gel-Schicht, so weist diese wenigstens eine Silanverbindungen und/oder eine Silikatverbindung und/oder einen Kieselsäureester und/oder eine Mischung hieraus auf.
  • Die Silanverbindung ist ausgewählt aus bzw. kann umfassen Allyltrialkoxysilane und/oder Allyldialkoxysilane und/oder Allylmonoalkoxysilane und/oder Undecenyltrialkoxysilane und/oder Vinyltrialkoxysilane und/oder Vinyldialkoxysilane und/oder Vinylmonoalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan und/oder Trialkoxysilan und/oder Glcidyloxypropylalkoxysilan und/oder Carbamate und/oder Aminosilane und/oder 3-Mercaptopropyltrialkoxysilane.
  • Beispiele hierfür sind:
    Vinyltrimethoxysilan und/oder Vinyltriethoxysilan und/oder Vinyltriisopropoxysilan und/oder Vinyltributoxysilan und/oder Vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silan und/oder Vinyl-tris(2-ethoxyethoxy)silan und/oder Vinyldimethylmethoxysilan und/oder Vinyldimethoxysilan und/oder Vinylphenyldimethoxysilan und/oder Vinylphenyldiethoxysilan und/oder Vinyldiethoxysilan und/oder Vinylmethyldiethoxysilan und/oder Vinylphenylmethylmethoxysilan und/oder Allyltrimethoxysilan und/oder Allyldimethoxysilan und/oder Allylmethyldimethoxysilan und/oder Allyltriethoxysilan und/oder Allyldimethoxysilan und/oder Allylmethyldimethoxysilan und/oder Allyldiethoxysilan und/oder Allylmethyldiethoxysilan und/oder Undecenyltrimethoxysilan und/oder Allyloxyundecyltrimethoxysilan und/oder 1,3-Diallyltetramethyldisiloxan und/oder Vinyltriacetoxysilan und/oder 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan und/oder Vinyltetramethyldisiloxan und/oder 1,3-Divinyltetraphenyldisiloxan und/oder 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan und/oder 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan und/oder N-Trimethoxysilylmethyl-O-methyl-carbamat und/oder N-Dimethoxy(methyl)silylmethyl-O-methylcarbamat und/oder N-Methyl[3-(trimethoxysilyl)-propyl]carbamat und/oder 3-Aminopropyltrimethoxysilan und/oder N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan und/oder N-(n-Butyl)aminopropyltrimethoxysilan und/oder Bis(3-triethoxysilylpropyl)amin und/oder Bis(3-trimethoxysilylpropyl)amin und/oder oligomere Amino/Alkyl-Alkoxysilane.
  • Das physikalische Beschichtungsverfahren kann eines der folgenden Beschichtungsverfahren sein: CVD (Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PVD (Physical-Vapor-Deposition) und/oder PECVD (Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)und/oder LPCVD (Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition)und/oder TCVD (Thermical-Chemical-Vapor-Deposition).
  • Verbindungsschicht
  • Die Verbindungsschicht besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, das wenigstens bereichsweise oder zur Gänze einen Brechungsindex aufweist, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte liegt bzw. die Verbindungsschicht weist wenigstens bereichsweise oder zur Gänze einen derartigen Brechungsindex auf. Oder in anderen Worten: Die Verbindungsschicht besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, das wenigstens bereichsweise oder zur Gänze einen Brechungsindex aufweist, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials liegt, aus dem die Lichtleiterplatte besteht.
  • Die erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch die Verbindungsschicht aus dem lichtdurchlässigen Material aus, welche die Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte mit der ersten Seite des flächigen Schutzelements stoffschlüssig verbindet und welche wenigstens bereichsweise oder zur Gänze den Brechungsindex aufweist, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte liegt.
  • Durch Vorsehen der Verbindungsschicht, welche die Lichtaustrittfläche stoffschlüssig mit der ersten Seite des Schutzelements verbindet bzw. durch Vorsehen der Verbindungsschicht, welche die Lichtaustrittsfläche und die erste Seite des Schutzelements vorzugsweise vollständig bedeckt und stoffschlüssig miteinander verbindet, kann auf den bei bekannten Lösungen vorgesehenen Luftspalt zwischen dem Schutzelement und der Lichtaustrittsfläche, der sich bei den bekannten Lösungen über die gesamte Lichtaustrittsfläche hinweg erstreckt und mittels eines aufwendigen umlaufenden Rahmens realisiert werden muss, vorteilhaft verzichtet werden, einhergehend mit der Schaffung einer baulich einfachen Lichtverteilvorrichtung. Denn auch dadurch, dass die Verbindungsschicht wenigstens bereichsweise oder zur Gänze aus einem Material mit einem Brechungsindex besteht, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte liegt, kann über die über die gesamte Lichtaustrittsfläche eine gleichmäßige Lichtauskopplung geschaffen werden. Aufgrund des Vorsehens dieses Unterschieds des Material-Brechungsindex zwischen der Verbindungsschicht und der Lichtleiterplatte kann der Grenzwinkel (gemessen zur Normalen auf der Lichtaustrittsfläche) der aus der Optik bekannten Totalreflexion derart wirksam auf ein Maß eingestellt werden, dass keine übermäßige Lichtauskopplung in naher Umgebung der jeweiligen Leuchte erfolgt, sondern eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte.
  • Der Grenzwinkel wird durch Vorsehen dieses Unterschieds des Material-Brechungsindex auf ein Maß eingestellt, bei dem der Anteil des Lichts, der an dem Übergang von der Lichtleiterplatte zu der Verbindungsschicht total reflektiert wird, derart hoch genug ist, dass eine übermäßige Lichtauskopplung in naher Umgebung der jeweiligen Leuchte wirksam vermeiden wird und eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte erfolgt.
  • Die dann an dem Übergang von der Lichtleiterplatte zu der Verbindungsschicht total reflektierten Lichtanteile können dann vorteilhaft z.B. infolge eines weiteren Umlenkens an dem wenigstens einen Umlenkmittel in größerer Entfernung von der jeweiligen Leuchte durch die Lichtaustrittsfläche, die Verbindungsschicht und das Schutzelement hindurch in die Umgebung der Lichtverteilvorrichtung gelenkt werden, wobei dann der sich zur Normalen auf der Lichtaustrittsfläche bemessende Einfallwinkel bzw. Einstrahlwinkel kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion.
  • Die Verbindungsschicht kann insbesondere wenigstens bereichsweise oder zu Gänze aus einem Material mit einem Brechungsindex kleiner als 1,4 bestehen.
  • Die Verbindungsschicht kann bevorzugt wenigstens eine Polymerschicht und/oder eine Klebeschicht und/oder eine Sol-Gel-Schicht und/oder eine Lackschicht sein. Ebenso kann die Verbindungsschicht durch ein physikalisches Beschichtungsverfahren aufgebracht worden sein.
  • Die Verbindungsschicht kann aus einer Kombination aus Polymer- und/oder Klebeschicht und/oder Sol-Gel-Schicht und/oder Schichten, die mittels eines physikalischen Beschichtungsverfahrens erzeugt wurden, bestehen.
  • Die Verbindungsschicht ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Haftfestigkeit der Verbindungsschicht sowohl zu dem flächigen Schutzelement als auch zur Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte größer als 5 N/cm beträgt.
  • Die Verbindungsschicht ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtdurchlässigkeit, das heißt der Transmissionsgrad im sichtbaren Bereich des Lichtes, zwischen 70 % und 98 % beträgt.
  • Die Verbindungsschicht kann als transparente oder transluzente Schicht ausgebildet sein. Im Fall einer transluzenten Schicht kann die Verbindungsschicht als Diffusor wirken.
  • Die Dicke der Verbindungsschicht kann vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 100 µm liegen.
  • Ebenso kann die Verbindungsschicht geschäumt sein und einen Porendurchmesser im Bereich 5 nm bis 20 µm aufweisen. Besonders bevorzugt sind nanoporöse Schäume mit Porendurchmesser 5 nm bis 500 nm.
  • Ist die Verbindungsschicht eine Polymerschicht, so kann diese aus Polyurethan oder haftungsmodifizierten Polyolefinen oder Polyolefin-Copolymeren oder Ionomere oder Butylacrylat-Methylacrylat-Copolymer oder Polyesterelastomeren oder Silikon-Urethan-Copolymeren oder Silikon-Polyharnstoff-Copolymeren oder Silikon-Urethanacrylat-Copolymer oder Fluorpolymeren oder Mischungen hieraus bestehen.
  • Haftungsmodifizierte Polyolefine sind mit Maleinsäureanhydrid oder Glycidylmethacrylat funktionalisiertes Polypropylen oder Polyethylene oder Ethylenvinylacetat.
  • Die Polyolefin-Copolymere können ausgewählt sein aus bzw. umfassen Ethylenvinylacetat oder Ethylen-Acrylatcopolymere, wie beispielsweise Ethylen-Ethylacrylat oder Ethylen-Butylacryltat- oder Ethylen-Metylacrylat-Copolymere.
  • Die Fluorpolymere sind Fluorhomopolymere und/oder Fluorcopolymere, ausgewählt aus bzw. umfassend ETFE und/oder PVDF und/oder FEP und/oder THV und/oder EFEP und/oder PTFE und/oder ETCFE und/oder Teflon AF und/oder CYTOP und/oder HYFLON AD und/oder fluorhaltigen Silikonen und/oder fluorhaltigen Polyurethanen.
  • Um eine ausreichende Haftung der Verbindungsschicht zur Lichtaustrittsseite bzw. Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte und/oder zu dem flächigen Schutzelement zu erreichen, können die Fluorhomopolymere und/oder Fluorcopolymere mit Amino- und/oder Imino- und/oder Amido- und/oder Epoxy- und/oder Hydroxy- und/oder Carbonsäure- und/oder Sulfonsäure- und/oder Methacrylsäure- und/oder Maleinsäureanhydridgruppen modifiziert sein. Die Fluorhomopolymere und/oder Fluorcopolymere können aber auch dehydrofluorierte Fluorpolymere sein.
  • Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen mit einem glycidylmethacrylatfunktionalisierten ETFE, ETFE-g-GMA, oder einem glycidylmethacrylatfunktionalisierten THV, THV-g-GMA.
  • Um eine ausreichende Haftung der vorzugsweise polymerbasierten Verbindungsschicht auf der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte und/oder dem flächigen Schutzelement zu erreichen, kann wenigstens eine Seite der polymerbasierten Verbindungsschicht durch Corona-Entladung oder Beflammen oder Plasmabeschichtungsverfahren oder Aerolverfahren oder Excimer oder Mikrowellenanregung oder Laser oder UV-Strahlung oder ionisierende Strahlung oder aktinische Strahlung oder durch Behandlung mit Schwefelsäure oder Natronlauge an der Oberfläche aktiviert werden. Die Aktivierung kann in Gegenwart eines reaktiven Gases und/oder inerten Gases und/oder durch Pfropfen mit olefinisch ungesättigten Monomeren, wie beispielsweise Acrylsäure und/oder Methylmethacrylat und/oder Vinylacetat und/oder Glycidylmethacrylat und/oder Maleinsäureanhydrid, erfolgen.
  • Wenn die Verbindungsschicht eine Klebeschicht ist, so umfasst diese vorzugsweise wenigstens ein Bindemittel, ausgewählt aus bzw. aufweisend Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylbutyral und/oder Polyvinylpyrrolidon und/oder Polyethylenvinylacetat-copolymeren und/oder Polyvinylacetat und/oder Acrylaten und/oder Methacrlyaten und/oder Urethanen und/oder Polyestern und/oder Polyethern und/oder Urethanacrylaten und/oder Cyanmethylacrylaten und/oder Cyanoethylacrylaten und/oder Cyanomethylmethacrylaten und/oder Cyanoethylmethacrylaten und/oder (Meth)acrylsäurederivaten und/oder Polymethylmethacrylat und/oder Epoxyharzen und/oder Silikonen und/oder Silikoncopolymeren und/oder Fluorpolymeren und/oder lineare oder verzweigte Vinylhydrogenpolysiloxanen und/oder Mischungen hiervon.
  • Ist die Verbindungsschicht eine Sol-Gel-Schicht, so weist diese wenigstens eine Silanverbindung und/oder eine Fluorsilikatverbindung und/oder einen Kieselsäureester auf.
  • Die Silanverbindung kann ausgewählt sein aus bzw. die Silanverbindung kann umfassen Allyltrialkoxysilane und/oder Allyldialkoxysilane und/oder Allylmonoalkoxysilane und/oder Undecenyltrialkoxysilane und/oder Vinyltrialkoxysilane und/oder Vinyldialkoxysilane und/oder Vinylmonoalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan und/oder Trialkoxysilan und/oder Glcidyloxypropylalkoxysilan und/oder Carbamate und/oder Aminosilane und/oder 3-Mercaptopropyltrialkoxysilane und/oder, Fluorsilane.
  • Beispiele hierfür sind Vinyltrimethoxysilan und/oder Vinyltriethoxysilan und/oder Vinyltriisopropoxysilan und/oder Vinyltributoxysilan und/oder Vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silan und/oder Vinyl-tris(2-ethoxyethoxy)silan und/oder Vinyldimethylmethoxysilan und/oder Vinyldimethoxysilan und/oder Vinylphenyldimethoxysilan und/oder Vinylphenyldiethoxysilan und/oder Vinyldiethoxysilan und/oder Vinylmethyldiethoxysilan und/oder Vinylphenylmethylmethoxysilan und/oder Allyltrimethoxysilan und/oder Allyldimethoxysilan und/oder Allylmethyldimethoxysilan und/oder Allyltriethoxysilan und/oder Allyldimethoxysilan und/oder Allylmethyldimethoxysilan und/oder Allyldiethoxysilan und/oder Allylmethyldiethoxysilan und/oder Undecenyltrimethoxysilan und/oder Allyloxyundecyltrimethoxysilan und/oder 1,3-Diallyltetramethyldisiloxan und/oder Vinyltriacetoxysilan und/oder 1,3-Divinyltetramethyldisiloxan und/oder Vinyltetramethyldisiloxan und/oder 1,3-Divinyltetraphenyldisiloxan und/oder 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan und/oder 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan und/oder N-Trimethoxysilylmethyl-O-methyl-carbamat und/oder N-Dimethoxy(methyl)silylmethyl-O-methylcarbamat und/oder N-Methyl[3-(trimethoxysilyl)-propyl]carbamat und/oder 3-Aminopropyltrimethoxysilan und/oder N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilan und/oder N-(n-Butyl)aminopropyltrimethoxysilan und/oder Bis(3-triethoxysilylpropyl)amin und/oder Bis(3-trimethoxysilylpropyl)amin und/oder oligomere Amino/Alkyl-Alkoxysilane und/oder Perfluoroctyltriethoxysilan und/oder Trifluorpropylsilane und/oder Polyfluoralkylsilane.
  • Die Fluorsilikatverbindung kann ausgewählt sein aus bzw. die Fluorsilikatverbindung kann umfassen Tris(pentafluorethyl)difluorsilikat und/oder Bis(pentafluorethyl)trifluorsilikat und/oder Tri(n-heptafluorpropyl)difluorsilikat und/oder Bis(n-heptafluorpropyl)trifluorsilikat und/oder Tris(n-nonafluorbutyl)difluorsilikat und/oder Bis(n-nonafluorbutyl)trifluorsilikat und/oder Tris(n-tridecafluorhexyl)difluorsilikat und/oder Bis(n-tridecafluorhexyl)trifluorsilikat.
  • Ist die Verbindungsschicht eine Lackschicht, so weist diese vorzugsweise wenigstens ein Acrylat und/oder ein Methacrylat und/oder eine polyfunktionelle Verbindung, wie beispielsweise ethoxyliertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Tripropylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Diethylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltetra(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltri(meth)acrylat und/oder Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat und/oder 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat und/oder Neopentylglycoldie(meth)acrylat und o/oder Polyester(meth)acrylate und/oder fettsäuremodifizierte Polyester(meht)acrylate und/oder propoxyliertes Glyceryltri(meth)acrylat und/oder ethoxyliertes Bisphenol-A-di(meth)acrylat und/oder Isobornylacrylat und/oder aminomodifizierte Polyether(meth)acrylate und/oder aliphatische Urethan(meth)acrylate und/oder Silikon(meth)acrylate und/oder Epoxyacrylate und/oder fluorhaltige Verbindungen auf.
  • Beispiele für fluorhaltige Verbindungen sind fluorhaltige Homo- und/oder Copolymere mit einem Brechungsindex kleiner als 1,4, welche als Monomere Tetrafluorethylen und/oder Vinylidenfluorid und/oder Fluorethylen und/oder Hexafluorpropen und/oder Perfluor-2,2-dimethyl-1,3dioxol und/oder Fluoralkyl(meth)acrylate.
  • Bei den physikalischen Beschichtungsverfahren kann es sich um CVD (Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PVD (Physical-Vapor-Deposition) und/oder PECVD (Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)und/oder LPCVD (Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition) und/oder TCVD (Thermical-Chemical-Vapor-Deposition) handeln.
  • Wenn die Verbindungsschicht in Form einer Schicht, umfassend eine Klebeschicht und/oder eine Sol-Gel-Schicht und/oder eine Lackschicht, ausgebildet ist, kann diese ein thermisch und/oder chemisch und/oder strahlenhärtendes System und/oder eine Kombination hieraus sein bzw. bilden.
  • Chemisch härtende Systeme umfassen Polymerisationen und/oder Polyadditionsreaktionen und/oder Polykondensationsreaktionen und/oder Hydrosilylierungsreaktionen und/oder Vernetzungsreaktionen. Strahlenhärtende Systeme sind insbesondere photochemisch härtende Systeme wie UV und/oder NIR und/oder Elektronenstrahlen und/oder Mikrowellen.
  • Vorzugsweise enthält die Verbindungsschicht zur Reduzierung des Brechungsindex mikro- und/oder nanoskalige Verbindungen und/oder Bestandteile, wie nanoskalige Partikel und/oder Kristalle und/oder nanoporöse Materialien, welche aus Solen und/oder Gelen und/oder Metallen und/oder Metalloxiden und/oder Metallsulfiden und/oder dotierten Metalloxiden und/oder Silikaten und/oder fluorhaltigen Verbindungen erhalten werden können und/oder Mischungen hiervon sind.
  • Insbesondere können mikro- und/oder nanoskalige Verbindungen und/oder Bestandteile verwendet werden, welche einen negativen Brechungsindex aufweisen.
  • Vorteilhaft werden die mikro- und/oder nanoskaligen Verbindungen und/oder Bestandteile zur Reduzierung des Brechungsindex der Verbindungsschicht in einer Konzentration von 0,01–5 Gew.-% und mit einer Partikelgröße kleiner als 30 µm verwendet, um den Gesamtbrechungsindex der Verbindungsschicht zu reduzieren.
  • Mikro- und/oder nanoskalige Verbindungen und/oder Bestandteile sind vorzugsweise ausgewählt aus bzw. umfassen vorzugsweise Magnesiumfluorid und/oder Calciumfluorid und/oder Natriumfluorid und/oder Zirkonfluorid und/oder Titanfluorid und/oder Aluminiumfluorid und/oder Zinnfluorid und/oder Aerogel und/oder pyrogener Kieselsäure und/oder polymere Hohlglaskugeln und/oder glasbasierte Hohlkugeln und/oder Zeolithe und/oder Graphen. Die fluorhaltigen Verbindungen der Verbindungsschicht sind vorzugsweise ausgewählt aus bzw. umfassen vorzugsweise Fluoralkylacrylate und/oder Fluoralkylmethacrylate und/oder Fluoralkylalkohole und/oder Fluoralkylester und/oder Fluoralkylolefine und/oder Fluorsilane und/oder Fluorsilikone und/oder Fluorsilikate und/oder Mischungen hiervon.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform der Lichtverteilvorrichtung umfasst die Verbindungsschicht eine erste lichtdurchlässige Teilschicht, eine zweite lichtdurchlässige Teilschicht und eine dritte lichtdurchlässige Teilschicht, wobei die zweite Teilschicht zwischen der ersten und der dritten Teilschicht angeordnet ist, wobei die zweite Teilschicht aus dem Material mit dem Brechungsindex besteht, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte liegt, wobei die erste Teilschicht stoffschlüssig mit der ersten Seite des Schutzelements verbunden ist, wobei die dritte Teilschicht stoffschlüssig mit der Lichtaustrittsfläche verbunden ist.
  • Bei dieser praktischen Ausführungsform dienen die erste und dritte Teilschicht als Haftvermittler, wenn für Materialen gemäß der zweiten Teilschicht eine direkte stoffschlüssige Verbindung zwischen der Lichtaustrittsfläche und der ersten Seite des Schutzelements nicht möglich ist. Auf diese Weise können für die zweite Teilschicht vorteilhaft Materialen zum Einsatz kommen, die je nach Anwendung, insbesondere auch sehr gute optische Eigenschaften mit sich bringen können, jedoch keine hinreichend stabile stoffschlüssige Verbindung zwischen der Lichtaustrittsfläche und der ersten Seite des Schutzelements bewerkstelligen können.
  • Vorzugweise weist die zweite Teilschicht eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 10 µm bis 100 µm auf und die erste und die dritte Teilschicht weist jeweils eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 10 µm auf, so dass vorteilhaft insgesamt gesehen, eine die Baugröße der Lichtverteilvorrichtung nur unwesentlich vergrößernde bzw. beeinflussende Verbindungsschicht bereitgestellt wird. Da die erste und dritte Teilschicht jeweils lediglich die Funktion eines Haftvermittlers haben, können diese vorteilhaft mit der angegebenen sehr geringen Dicke ausgeführt werden, so dass diese keinen wesentlichen Einfluss auf die optischen Eigenschaften der Lichtverteilvorrichtung haben. Der Brechungsindex des Materials aus dem die erste und/oder dritte Teilschicht besteht, liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1,2 bis 2,5, so dass die erste und dritte Teilschicht optisch sehr gut an die zweite Teilschicht angepasst sind.
  • Die erste und die dritte Teilschicht können insbesondere in Form einer Klebeschicht und/oder einer Polymerschicht und/oder Sol-Gel-Schicht und/oder Lackschicht ausgebildet sein, um eine sehr wirksame Haftvermittlung bewerkstelligen zu können.
  • Insbesondere können die erste und/oder die dritte Teilschicht aus einer Klebeschicht, bestehend aus Acrylaten und/oder Styrolacrylaten und/oder Urethanen und/oder Polyestern und/oder Polyethern und/oder Urethanacrylaten und/oder Cyanmethylacrylaten und/oder Cyanoethylacrylaten und/oder Cyanomethylethacrylaten und/oder (Meth)acrylsäurederivaten und/oder Epoxyharzen und/oder Silikonen und/oder Silikoncopolymeren und/oder linearen oder verzweigten Vinylhydrogenpolysiloxanen und / oder Polyvinylalkohol und/oder Polyvinylbutyral und/oder Polyvinylpyrrolidon und/oder Polyethylenvinylacetat-Copolymeren und/oder Polyvinylacetat und/oder Mischungen hiervon zusammengesetzt sein.
  • Insbesondere kann die erste und/oder die dritte Teilschicht aus einer Polymerschicht, bestehend aus Polyamid und/oder Silikon und/oder Silikon-Urethan-Copolymer oder Silikon-Polyharnstoff-Copolymer oder Silikon-Urethanacrylat-Copolymer und/oder Polyurethan und/oder Polystyrolcopolymer und/oder einem Ionomer und/oder Butylacrylat-Methylacrylat-Copolymer und/oder Ethylenvinylacetat und/oder Ethylenvinylalkohol und/oder Ethylen-Acrylatcopolymer, wie beispielsweise Ethylen-Ethylacrylat- oder Ethylen-Butylacryltat- oder Ethylen-Metylacrylat-Copolymere, und/oder einem haftungsmodifiziertem Polyolefin und/oder einer Mischung hieraus zusammengesetzt sein.
  • Haftungsmodifizierte Polyolefine sind mit Maleinsäureanhydrid oder Glycidylmethacrylat funktionalisiertes Polypropylen oder Polyethylene oder Ethylenvinylacetat.
  • Insbesondere können die erste und/oder die dritte Teilschicht aus einer Sol-Gel-Schicht bestehen, umfassend Silanverbindungen und/oder eine Silikatverbindung und/oder Kieselsäureestern und/oder eine Mischung hieraus.
  • Insbesondere kann die erste und/oder die dritte Teilschicht aus einer Lackschicht, bestehend aus Epoxyverbindungen und/oder Acrylat und/oder ein Methacrylat und/oder einer polyfunktionellen Verbindung, wie beispielsweise ethoxyliertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Tripropylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Trimethylolpropantri(meth)acrylat und/oder Diethylenglycoldi(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltetra(meth)acrylat und/oder Pentaerythritoltri(meth)acrylat und/oder Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat und/oder 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat und/oder Neopentylglycoldie(meth)acrylat, und/oder Polyester(meth)acrylat und/oder fettsäuremodifiziertem Polyester(meht)acrylat und/oder propoxyliertes Glyceryltri(meth)acrylat und/oder ethoxyliertes Bisphenol-A-di(meth)acrylat und/oder Isobornylacrylat und/oder aminomodifiziertes Polyether(meth)acrylat und/oder aliphatischem Urethan(meth)acrylat und/oder Silikon(meth)acrylat und/oder Epoxyacrylat und/oder UV-vernetzbares Silikonelastomer und/oder einer Mischung hieraus zusammengesetzt sein.
  • Darüber hinaus können die erste und die dritte Teilschicht durch ein physikalisches Beschichtungsverfahren aufgebracht worden sein, wobei es sich bei dem physikalischen Beschichtungsverfahren um CVD (Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PVD (Physical-Vapor-Deposition) und/oder PECVD (Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor-Deposition) und/oder PICVD (Plasma-Impulse-Chemical-Vapor-Deposition)und/oder LPCVD (Low-Pressure-Chemical-Vapor-Deposition)und/oder TCVD (Thermical-Chemical-Vapor-Deposition) handeln kann.
  • Bevorzugt können im Rahmen einer Extrusionsherstellung der Lichtverteilvorrichtung die erste und/oder die dritte Teilschicht durch Oberflächenbeschichtung bzw. Oberflächenaktivierung bei einem vorgesehenen Laminierprozess bzw. Kaschierprozess aufgebracht werden.
  • Die Oberflächenaktivierung kann mittels Plasma, Corona, CVD, PECVD, PVD und/oder Aerosolverfahren erfolgen, wobei ein atmosphärisches Plasma gegebenenfalls in Gegenwart eines Gases oder Aerosols oder eines Gas- und/oder Aerosolgemisches zum Einsatz kommen kann.
  • Lichtleiterplatte
  • Die Lichtleiterplatte weist eine Lichtaustrittsfläche auf, die parallel zu der ersten Seite des flächigen Schutzelements angeordnet und über eine Verbindungsschicht stoffschlüssig mit der ersten Seite des Schutzelements verbunden ist bzw. welche über eine Verbindungsschicht stoffschlüssig mit der ersten Seite des Schutzelements vollflächig bzw. flächig verbunden ist.
  • Die Lichtverteilvorrichtung weist wenigstens ein Umlenkmittel zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche hin auf.
  • Die Lichtleiterplatte besteht aus einem lichtdurchlässigen Material, dessen Brechungsindex innerhalb eines Bereichs von 1,4 bis 2,5 liegt. Die Lichtleiterplatte kann aus einem Polymermaterial oder aus einem anorganischen Werkstoff bestehen. Vorzugsweise kann die Lichtleiterplatte aus Polycarbonat oder PMMA oder einem anorganischen Glas oder Silikon oder PET oder PBT oder COC oder Acrylatharz oder Polystyrolhomopolymer oder Polystyrolcopolymer oder Polyurethan oder Polyamid oder Polypropylen oder Polyethylen oder Ionomer oder Ethyl-Acrylat-Copolymer oder Polysulfon oder Polyethersulfon bestehen, einhergehend mit einer hohen bzw. guten Lichtdurchlässigkeit. Ebenso sind Mischungen und/oder schichtweise Kombinationen hiervon möglich.
  • Die Lichtleiterplatte kann darüber hinaus Additive, insbesondere mikro- und/oder nanoskalige Additive enthalten, die zu einer Erhöhung des Brechungsindex und/oder zu einer diffusen Lichtstreuung führen. Die mikro- und/oder nanoskaligen Additive sind von sphärischer und/oder elliptischer und/oder polyederartiger Gestalt und weisen glatte und/oder raue und/oder mikroraue und/oder mikrostrukturierte und/oder texturierte Oberflächen und/oder Kombinationen hiervon auf.
  • Nanoskalige Additive weisen Partikelgrößen von kleiner als 300 nm, vorzugsweise kleiner als 50 nm auf. Die Partikelgrößen mikroskaliger Additive liegen vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 µm bis 200 µm.
  • Mikro- und/oder nanoskalige Additive sind beispielhaft mikro- und/oder nanoskalige Verbindungen und/oder Bestandteile, wie mikro- und/oder nanoskalige Partikel und/oder Kristalle, welche Sole und/oder Gele und/oder Metalle und/oder Metalloxide und/oder Metallsulfide und/oder dotierte Metalloxide und/oder Silikate und/oder Mischungen hiervon sind.
  • Mikro- und/oder nanoskalige Additive zur Erhöhung des Brechungsindex der Lichtleiterplatte enthalten als Metall und/oder Metallion z.B. Silber und/oder Zink und/oder Zirkonium und/oder Titan und/oder Barium und/oder Calcium und/oder Silizium und/oder Antimon und/oder Yttrium und/oder Aluminium und/oder Eisen und/oder Indium und/oder Zinn Magnesium und/oder Natrium und/oder Lithium und/oder Kupfer und/oder Gold.
  • Mikro- und/oder nanoskalige Additive zur Erhöhung des Brechungsindex der Lichtleiterplatte sind ausgewählt aus bzw. umfassen Silber und/oder Zinksulfid und/oder Zirkonoxid und/oder Titandioxid und/oder Bariumsulfat und/oder Seltenerdmetalloxiden und/oder Lanthanoxid und/oder Antimonoxid und/oder Yttriumoxid und/oder Aerogel und/oder pyrogene Kieselsäure und/oder Aluminiumoxid und/oder Indiumzinnoxid und/oder Indiumoxid und/oder Aluminiumzinnoxid und/oder Silikatpartikel und/oder Mikroglaskugeln und/oder Mikrohohlglaskugeln und/oder Mikroglaskeramikkugeln und/oder vernetzte Polymerpartikel, wie beispielsweise Polymethylmethacrylatpartikel (TECHPOLYMER MBX oder MBP oder MB-C), vernetzte Polybutylmethacrylatpartikel BMX, vernetzte Acrylsäureester ARX, vernetztes Polystyrol SBX), oder Polymethylsilsesquioxan-Mikrospheren (DIASPHERE, TOSPEARL) oder Composite-Mikrospheren aus Polymethylsilsesquioxan mit Aluminiumoxid- und/oder Titandioxid-Oberflächenmodifizierung (KOBO).
  • Um eine bessere Dispergierbarkeit der Partikel im Matrixwerkstoff der Lichtleiterplatte zu erreichen bzw. ein Agglomerieren der Partikel zu vermeiden, sind diese idealerweise an der Partikeloberfläche mit einer Organosilanverbindung modifiziert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Füllstoffpartikel monodispers vorliegen und bei Füllstoffkonzentrationen kleiner als 5 Gew.-% ein ausreichender Abstand der Partikel zueinander von größer 1 µm eingestellt werden kann, was vorteilhaft zu einer gleichmäßigen Lichtverteilung in der Lichtleiterplatte führt.
  • Derartige Organosilanverbindungen sind ausgewählt aus bzw. umfassen Allyltrialkoxysilane oder Allyldialkoxysilane und/oder Allylmonoalkoxysilane und/oder Undecenyltrialkoxysilane und/oder Vinyltrialkoxysilane und/oder Vinyldialkoxysilane und/oder Vinylmonoalkoxysilan und/oder Tetraalkoxysilan und/oder Trialkoxysilan und/oder Glcidyloxypropylalkoxysilan und/oder Carbamate und/oder Aminosilane und/oder 3-Mercaptopropyltrialkoxysilane.
  • Beabstandungsmittel
  • Eine der Lichtaustrittsfläche entgegengesetzte und zu dieser parallele Lichtleiterplatten-Fläche ist parallel zu der ersten Seite des Reflektorelements ausgerichtet. Diese Lichtleiterplatten-Fläche weist einen Abstand von höchstens einem Millimeter zu der ersten Seite des Reflektorelements auf. Diese Lichtleiterplatten-Fläche ist über wenigstens ein zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements angeordnetes Beabstandungsmittel mit der ersten Seite des Reflektorelements stoffschlüssig beabstandet verbunden.
  • Die erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Lichtleiterplatten-Fläche der Lichtleiterplatte, die der Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte entgegengesetzt ist, über wenigstens ein zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements angeordnetes Beabstandungsmittel mit der ersten Seite des Reflektorelements stoffschlüssig beabstandet verbunden ist. Auch auf diese Weise kann zur Beabstandung auf einen aufwendigen umlaufenden Rahmen verzichtet werden, einhergehend mit der Schaffung einer baulich einfachen Lichtverteilvorrichtung. Denn durch Vorsehen des wenigstens einen Beabstandungsmittels, das eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements herstellt, können insbesondere Bereiche (bzw. wenigstens ein Bereich) mit Luft zwischen der ersten Seite des Reflektorelements und der Lichtleiterplatten-Fläche realisiert werden, die infolge des Unterschieds des Brechungsindex zwischen dem Material, aus dem die Lichtleiterplatte besteht, und dem Brechungsindex von Luft, vorteilhaft eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte analog zu den bereits oben dargelegten Gründen ermöglichen können. Die an dem Übergang von der Lichtleiterplatte zur Luft total reflektierten Lichtanteile können vorteilhaft z.B. infolge eines Umlenkens an dem wenigstens einen Umlenkmittel in größerer Entfernung von der jeweiligen Leuchte auch durch die Lichtleiterplatten-Fläche hindurch zu dem Reflektorelement gelenkt werden, wo sie in die Lichtleiterplatte zurück reflektiert werden können und von wo aus sie ggf. über die Lichtaustrittsfläche aus der Lichtverteilvorrichtung heraus gelenkt bzw. heraus gestreut werden können.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Lichtverteilvorrichtung ist ein einziges Beabstandungsmittel vorgesehen, wobei das Beabstandungsmittel eine weitere Verbindungsschicht aus einem lichtdurchlässigen Material ist, über welche die Lichtleiterplatten-Fläche mit der ersten Seite des Reflektorelements stoffschlüssig verbunden ist. Auf diese Weise kann, eine baulich sehr kompakte und stabile Lichtverteilvorrichtung geschaffen werden, die insbesondere bei einem hoch reflektierenden Reflektorelement eine sehr gleichmäßige Lichtausstrahlung bereitstellen kann. Besonders bevorzugt nimmt die weitere Verbindungsschicht den Zwischenraum zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements vollständig ein, so dass besonders vorteilhaft eine baulich sehr kompakte und stabile Lichtverteilvorrichtung ohne Zwischenräume mit Luft geschaffen werden kann, in welche z.B. nachteilig Verunreinigungen bzw. Fremdkörper eintreten können.
  • Das Material der weiteren Verbindungsschicht weist einen Brechungsindex auf, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte liegt, so dass die bereits oben dargelegte gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte auch im Bereich des Reflektorelements analog zu dem bereits oben Dargelegtem unterstützend realisiert werden kann.
  • Vorzugsweise sind in der weiteren Verbindungsschicht eine Vielzahl von Umlenkmitteln in Form von Streukörpern zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche hin aufgenommen, so dass auch in der weiteren Verbindungsschicht wirksam zur Lichtauskopplung bzw. Lichtausstrahlung durch die Lichtaustrittsfläche beigetragen werden kann.
  • Die weitere Verbindungsschicht kann z.B. insbesondere eine Polymerschicht und/oder eine Klebeschicht oder eine UV-härtende Beschichtung oder eine Sol-Gel-Beschichtung sein. Die weitere Verbindungsschicht kann eine bei der Herstellung der Lichtverteilvorrichtung durch Extrusion im Weg der Coextrusion koextrudierte Polymerschicht sein. Die Verwendung einer koextrudierten Polymerschicht bringt den Vorteil mit sich, dass in einem Verfahrensschritt, beispielsweise durch Koextrusion ein kompaktes Lichtverteilelement bzw. eine kompakte Lichtverteilvorrichtung als flächiger Verbund zumindest aus Reflektor, Verbindungsschicht und Lichtleiterplatte kostengünstig hergestellt und durch individuellen Zuschnitt in Form gebracht werden kann.
  • Im Fall eines Reflektorelements, welches reflektierend ist oder eine hoch reflektierende Beschichtung aufweist, weist die weitere Verbindungsschicht insbesondere Fluorpolymere und/oder haftungsmodifizierte Fluorhomo- und/oder Fluorcopolymere und/oder Fluoralkylacrylate und/oder Fluoralkylmethacrylate und/oder Fluoralkylalkohole und/oder Fluoralkylester und/oder Fluoralkylolefine und/oder Fluorsilane und/oder Fluorsilikone oder Fluorsilikate mikro- und/oder nanoskalige Verbindungen und/oder Bestandteile zur Reduzierung des Brechungsindex auf.
  • Im Fall eines Reflektorelements, welches eine hochspiegelnde Beschichtung aufweist, besteht die weitere Verbindungsschicht aus einem transparenten Werkstoff.
  • Die weitere Verbindungsschicht kann eine Polymerschicht sein, bestehend aus Polyurethan und/oder haftungsmodifizierten Polyolefinen und/oder Polyolefin-Copolymeren, wie beispielsweise Ionomer oder Polyesterelastomer oder Ethylenvinylacetat oder Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer oder Ethylen-Ethylacrylat- oder Ethylen-Butylacryltat- oder Ethylen-Methylacrylat-Copolymere, und/oder Butylacrylat-Methylacrylat-Copolymer und/oder Silikon-Urethan-Copolymer und/oder Silikon-Polyharnstoff-Copolymer und/oder Silikon-Urethanacrylat-Copolymer und/oder Polyamid.
  • Haftungsmodifizierte Polyolefine können mit Maleinsäureanhydrid oder Glycidylmethacrylat funktionalisiertes Polypropylen oder Polyethylene oder Ethylenvinylacetat sein.
  • Die Dicke der weiteren Verbindungsschicht kann vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,5 µm bis 100 µm liegen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Vielzahl von Beabstandungsmitteln vorgesehen, wobei jedes Beabstandungsmittel ein Umlenkmittel zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte eingekoppelten bzw. eingestrahlten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche hin ist, welches in Form eines Streukörpers ausgebildet ist, also in Form eines Streukörpers zum Umlenken des Lichts durch Streuen des eingekoppelten Lichts an diesem.
  • Durch Vorsehen dieser Vielzahl von Streukörpern kann eine wirksame Umlenkung zu der Lichtaustrittsfläche hin realisiert werden, so dass neben der Beabstandung mittels der Streukörper vorteilhaft auch die Lichtverteilung unterstützt wird.
  • Bei den Streukörpern kann es sich um beliebige Streukörper handeln, die dazu eingerichtet sind, in die Lichtleiterplatte eigekoppeltes bzw. eingestrahltes Licht zu streuen bzw. die Umlenkung dieses Lichts durch Streuwirkung zu bewirken bzw. zu realisieren. Die Größe bzw. die Ausdehnung der Streukörper in Richtung ihrer größten Ausdehnung liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 20 µm bis 5 mm, besonders bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 50 µm bis 0,5 mm, wodurch – bei einer hinreichend großen Vielzahl an vorzugsweise voneinander beabstandeten Streukörpern – zu einer sehr gleichmäßigen Lichtauskopplung wirksam beigetragen werden kann. Die Streukörper können insbesondere in Form von an der Lichtleiterplatten-Fläche oder dem Reflektorelement (also der Fläche, die der Lichtaustrittsfläche entgegengesetzt ist) angeformten Körpern bzw. Streukörpern ausgebildet sein.
  • Besonders bevorzugt sind die Streukörper mit Abstand zueinander zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements angeordnet, um vorteilhaft eine sehr gleichmäßige Streuwirkung zu realisieren bzw. übermäßige sehr lokal wirkende Streuungen vorteilhaft zu vermeiden, wobei hierfür der kleinste vorgesehene Abstand zwischen zwei Streukörpern wenigstens 0,5 mm beträgt.
  • Die auch als Beabstandungsmitteln dienenden bzw. wirkenden Streukörper können bevorzugt z.B. auch in Form eines Schweißpunkts bzw. Schweißkörpers oder in Form eines Klebpunkts bzw. Klebekörpers ausgebildet sein. Dies kann z.B. dadurch realisiert werden, dass ein entsprechender Lack oder ein Harz oder ein Gel oder eine Dispersion oder ein Polymer bzw. eine Polymerzusammensetzung (z.B. in Form eines „Hotmelts“) z.B. durch Walzenauftragstechnik oder Siebdruck oder Digitaldruck oder 3D-Druck aufgetragen wird. Derartige als Beabstandungsmittel dienende bzw. wirkende Streukörper zeigen sehr gute Haftung sowohl auf dem Reflektorelement als auch auf der Lichtleiterplatte. Um eine Trennung von Reflektorelement und Lichtleiter herbeizuführen, ist mindestens eine Haftfestigkeit von 5 N/cm erforderlich.
  • Die als Beabstandungsmittel dienenden bzw. wirkenden Streukörper können Bindemittel aufweisen. Diese Bindemittel können vorzugsweise Acrylate und/oder Urethane und/oder Polyester und/oder Polyether und/oder Urethanacrylate und/oder Cyanmethylacrylate und/oder Cyanoethylacrylate und/oder Cyanomethylethacrylate und/oder (Meth)acrylsäurederivate und/oder Epoxyharze und/oder Silikone und/oder Silikoncopolymere, wie beispielsweise Silikon-Urethan-Copolymer, Silikon-Polyharnstoff-Copolymer, Silikon-Urethanacrylat-Copolymer, und/oder lineare oder verzweigte Vinylhydrogenpolysiloxane und/oder haftungsmodifizierte Polyolefine und/oder Polyolefin-Copolymeren, wie beispielsweise Ionomere oder Ethylenvinylacetat oder Ethylen-Glycidylmethacrylat-Copolymer oder Ethylen-Ethylacrylat- oder Ethylen-Butylacryltat- oder Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, oder Butylacrylat-Methylacrylat-Copolymer oder Polyamid umfassen. Haftungsmodifizierte Polyolefine können mit Maleinsäureanhydrid oder Glycidylmethacrylat funktionalisiertes Polypropylen oder Polyethylene oder Ethylenvinylacetat sein.
  • Die Streukörper bzw. Streuzentren können in-situ bei der Herstellung eines Haftverbundes der Lichtverteilvorrichtung erzeugt werden, z.B. durch punktuelles Verbinden durch Verschweißen und/oder Verkleben z.B. der obigen weiteren Verbindungsschicht oder z.B. einer auf dem Reflektor aufgebrachten Funktionsschicht. Das punktuelle Verbinden kann z.B. vorteilhaft durch beheizte Prägewalzen und/oder Tiefziehen und/oder Laserschweißen erfolgen.
  • Reflektorelement
  • Das flächige Reflektorelement kann ein für den Fachmann in bekannter Weise ausgebildetes flächiges Reflektorelement sein, welches z.B. ein flächiges Trägerelement mit einer hochreflektierenden Beschichtung bzw. Spiegelbeschichtung umfasst. Insbesondere kann das flächige Reflektorelement in Form einer Folie oder eines Blechs mit einer hochreflektierenden Beschichtung bzw. Spiegelbeschichtung ausgebildet sein, wobei diese Beschichtung vorzugsweise einen Reflexionsgrad von wenigstens 80 % aufweist.
  • Insbesondere kann das Reflektorelement aus einer Folie oder einem Blech und einer Beschichtung gebildet sein, die auf eine Seite der Folie oder des Blechs aufgebracht ist, wobei die erste Seite des Reflektorelements die Seite mit der Beschichtung ist, und wobei die Beschichtung einen Reflexionsgrad von wenigstens 80 % aufweist, einhergehend mit einer sehr wirksamen Reflexion von Licht zurück in die Lichtleiterplatte.
  • Die Dicke des Reflektorelements kann vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 20 µm bis 300 µm liegen.
  • Das flächige Reflektorelement ist dafür vorgesehen, in die Lichtleiterplatte eingekoppeltes bzw. eingestrahltes Licht, welches z.B. an dem wenigstens einen Umlenkmittel, insbesondere in Form wenigstens eines Streukörpers, zu dem Reflektorelement gelenkt wird (oder welches direkt ohne vorherige Umlenkung auf das Reflektorelement trifft), in die Lichtleiterplatte zurück zu reflektieren, von wo aus es zu der Lichtaustrittsfläche hin gelangen bzw. gelenkt werden kann.
  • Bei dem Umlenkmittel zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte eingekoppelten bzw. eingestrahlten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche kann es sich um ein beliebiges dem Fachmann bekanntes Mittel handeln, welches für diese Umlenkung geeignet bzw. eingerichtet ist. Bei diesem Mittel kann es sich z.B. um eine in oder an der Lichtleiterplatte aufgenommene Reflexionsvorrichtung, wie z.B. einen Spiegel, handeln. Insbesondere kann es sich auch um einen Streukörper handeln, der insbesondere in der Lichtleiterplatte aufgenommen sein kann und auf ihn strahlendes Licht in viele Richtungen streuen kann, insbesondere zu der Lichtaustrittsfläche hin, aber auch zu dem Reflektorelement hin.
  • Besonders bevorzugt ist eine Vielzahl von Umlenkmitteln in Form von Streukörpern zum Umlenken des in die Lichtleiterplatte eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche hin. Die Streukörper ermöglichen ein wirksames Umlenken von in die Lichtleiterplatte eingekoppelten bzw. eingestrahlten Lichts, wobei insbesondere durch Vorsehen einer großen Vielzahl von in der Lichtleiterplatte verteilten Streukörpern über die gesamte Lichtaustrittsfläche ein sehr gleichmäßiger Lichtaustritt realisiert werden kann, einhergehend mit der Schaffung eines als sehr angenehm empfundenen Lichts.
  • Bei den Streukörpern kann es sich um beliebige Streukörper handeln, die dazu eingerichtet sind, die Umlenkung durch Streuwirkung zu bewirken bzw. zu realisieren. Die Größe bzw. die Ausdehnung der Streukörper in Richtung ihrer größten Ausdehnung liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 50 nm bis 200 µm, besonders bevorzugt innerhalb eines Bereichs von 100 nm bis 50 µm. Mit derartig dimensionierten Streukörpern kann bei möglichst gleichmäßiger Verteilung der Streukörper ein sehr gleichmäßiges, durch die Lichtaustrittsfläche austretendes Licht durch die Summe der Streuwirkungen aller Streukörper geschaffen werden.
  • Wie den obigen Ausführungen insgesamt zu entnehmen, ist die erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung vorteilhaft baulich einfach aufgebaut und ermöglicht vorteilhaft eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte. Durch die vorgesehenen stoffschlüssigen Verbindungen wird vorteilhaft eine Lichtverteilvorrichtung in Form bzw. nach Art eines einstückigen Verbunds bzw. Materialverbunds geschaffen, der stabil und rahmenlos ausgebildet werden kann, wobei durch die stoffschlüssigen Verbindungen auch ein von bekannten Lösungen bekanntes Delmaminieren einzelner Schichten der gesamten Vorrichtung vorteilhaft vermieden wird. Infolge ihres Aufbaus eignet sich die Lichtverteilvorrichtung auch vorteilhaft sehr gut für eine automatisierte Herstellung z.B. im Rahmen eines Extrusions- und/oder Koextrusions- und/oder Laminier- und/oder Kaschierprozesses.
  • Dass im Unterscheid zu den bekannten Lösungen infolge der stoffschlüssigen Verbindungen von flächigem Schutzelement, Lichtleiterplatte und Reflektorelement von einem aufwendigen umlaufenden Rahmen abgesehen werden kann, bringt insbesondere den Vorteil mit sich, dass die Handhabung wesentlich verbessert bzw. vereinfacht ist.
  • So kann während der Herstellung der Lichtverteilvorrichtung auf den Schutz der Lichtleiterplatte verzichtet werden, da dieser im Herstellverfahren ab initio durch das Aufbringen des flächigen Schutzelements und des Reflektorelements mittels der Verbindungsschicht bzw. der flächigen Verbindungsschicht sowie des Beabstandungsmittels vollflächig geschützt wird. Beschädigungen, die in der Regel durch Kratzer und Unachtsamkeiten bei der Bearbeitung der Lichtleiterplatte durch bspw. Aufbringen von Streustrukturen im Siebdruckverfahren entstehen, werden vermieden. Ein aufwändiger berührungsloser Transport, um Beschädigungen zu vermeiden, ist nicht erforderlich. Ebenfalls kann, da die Lichtleiterplatte nach Art eines Zwischenelements in dem einstückigen sandwichartigen Verbund aus Schutzelement, Verbindungsschicht, Lichtleiterplatte, Beabstandungsmittel und Reflektorelement eingebettet ist, die Weiterverarbeitung in Arbeitsbereichen ohne Reinraumanforderung erfolgen. Eine Einlagerung von Staub oder partikulären Verunreinigungen in den Bereichen zwischen Lichtleiterplatte und Schutzelement oder hin zum Reflektorelement ist vorteilhaft ausgeschlossen.
  • Besonders bevorzugt ist der Bereich zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche und der ersten Seite des Reflektorelements zur Umgebung der Lichtverteilvorrichtung hin verschlossen ausgebildet. Auf diese Weise kann vorteilhaft das Eindringen von Medien, wie z.B. Dämpfe, Gase, Feuchtigkeit, Reinigungsmitteln, Staub usw., welche einen schädigenden Einfluss auf die Lichtverteilvorrichtung haben können, wirksam unterbunden werden. Um diesen Bereich zur Umgebung hin zu verschließen, kann z.B. ein sich umlaufend um diesen Bereich erstreckendes bandförmiges Bedeckungsmittel, wie z.B. ein Polymerband oder dergleichen vorgesehen sein. Für die entsprechende Leuchtvorrichtung kann das bandförmige Bedeckungsmittel gleichzeitig ein Kantenband mit Leuchte und/oder Leuchtdiodenanordnung sein.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform der Lichtverteilvorrichtung weist die Lichtleiterplatte eine umlaufende Seitenfläche auf und das Reflektorelement besteht aus einem folienfömigen oder blechförmigen Material und weist wenigstens einen umgebogenen Randbereich auf, welcher mit der Seitenfläche flächig verbunden ist. Auf diese Weise kann die reflektierende Wirkung des Reflektorelements für das eingekoppelte Licht auch auf Bereiche der umlaufenden Seitenfläche der Lichtleiterplatte ausgedehnt werden, um z.B. bestimmte Bereiche der Seitenfläche je nach Anwendungsfall gezielt einerseits als reflektierende und/oder spiegelnde Bereiche ausbilden zu können und andererseits eine vollständige Kapselung der Lichtverteilvorrichtung insbesondere im Bereich der umlaufenden Seitenfläche vorzunehmen.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchtvorrichtung, umfassend eine erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung und wenigstens eine Leuchte, wobei die Lichtleiterplatte eine umlaufendende Seitenfläche aufweist, und wobei die Leuchte wenigstens eine Leuchtenlicht-Austrittsfläche aufweist, die zum Einkoppeln des Lichts der Leuchte in die Lichtleiterplatte an der Seitenfläche der Lichtleiterplatte anliegt. Die Leuchtvorrichtung weist die erfindungsgemäße Lichtverteilvorrichtung auf und kann daher auch vorteilhaft baulich einfach aufgebaut werden und zudem eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche der Lichtleiterplatte ermöglichen. Die Leuchte kann insbesondere wenigstens eine Leuchtdiode aufweisen, die sich bekannter Weise durch einen geringen Stromverbrauch auszeichnet.
  • Dadurch, dass die Leuchtenlicht-Austrittsfläche zum Einkoppeln des Lichts der Leuchte in die Lichtleiterplatte an der Seitenfläche der Lichtleiterplatte anliegt, kann vorteilhaft ein Einkoppeln des Lichts in die Lichtleiterplatte ohne großen Lichtverlust erfolgen, also ohne dass es zu einem großen bzw. wesentlichen Verlust der eingestrahlten Lichtenergie bzw. Strahlungsenergie z.B. infolge von Streuungen bzw. Reflexionen kommt.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform weist die Leuchte wenigstens eine Leuchtdiode auf und das Reflektorelement besteht aus einem folienfömigen oder blechförmigen Material, wobei die Leuchtdiode auf wenigstens einem umgebogenen Randbereich des Reflektorelements angeordnet ist, welcher der Seitenfläche zugewandt ist. Ebenfalls besteht z.B. die Möglichkeit, dass das Reflektorelement in dem umgebogenen Randbereich wenigstens eine Aussparung und/oder wenigstens eine Stanzung aufweist, die zur Aufnahme der wenigstens einen Leuchtdiode dient. So kann vorteilhaft auf baulich sehr einfache Weise eine Haltemöglichkeit für die Leuchtdiode der Leuchte bereitgestellt werden, deren Leuchtenlicht-Austrittsfläche zum Einkoppeln des Lichts der Leuchte in die Lichtleiterplatte an der Seitenfläche der Lichtleiterplatte anliegt. Das Reflektorelement übernimmt dadurch vorteilhaft neben der Lichtreflexion die weitere Funktionalität des stabilen Anordnen bzw. Haltens der Leuchtdiode. Besonders bevorzugt ist hierbei der umgebogene Randbereich ferner mit wenigstens einem Randabschnitt des Schutzelements flächig verbunden, wodurch zum einen die Stabilität der gesamten Leuchtvorrichtung vorteilhaft erhöht werden kann und zum anderen zumindest Bereiche des oder der Randabschnitte des Schutzelements von einer Lichtabstrahlung ausgenommen werden können, was je nach Anwendungsfall vorteilhaft bzw. erwünscht sein kann.
  • Wenn in den obigen und den nachfolgenden Ausführungen von der „Lichtdurchlässigkeit“ die Rede ist, so ist damit gemeint, dass diese Lichtdurchlässigkeit zumindest für einen Teil des Spektrums des sichtbaren Licht oder für das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts vorliegt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1A eine sehr schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Lichtverteilvorrichtung,
  • 1B eine sehr schematische Schnittdarstellung einer dreiteiligen Verbindungsschicht,
  • 2 eine sehr schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Lichtverteilvorrichtung,
  • 3 eine sehr schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Lichtverteilvorrichtung,
  • 4 eine sehr schematische dreidimensionale Darstellung einer Lichtverteilvorrichtung unter anderem zur Veranschaulichung der Lage einer Schnittebene,
  • 5 eine sehr schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leuchtvorrichtung, und
  • 6, 7 eine sehr schematische Schnittdarstellung und eine schematische Draufsicht zur Veranschaulichung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Leuchtvorrichtung.
  • Die Lichtverteilvorrichtung 10 nach 1A umfasst eine Lichtleiterplatte 12 und ein flächiges Schutzelement 14 aus einem lichtdurchlässigen Material, wobei das Schutzelement 14 eine erste Seite 24 und eine der ersten Seite 24 entgegengesetzte zweite Seite 26 aufweist. Ferner umfasst die Lichtverteilvorrichtung nach 1A ein flächiges Reflektorelement 16 mit einer ersten Seite 18 und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite 20.
  • Die Lichtverteilvorrichtungen 10 nach den 1A, 2 und 3 weisen jeweils eine quaderförmige Ausbildung auf – vgl. hierzu 4, die sehr schematisch (ohne sämtliche Details) die dreidimensionale Ausbildung der Lichtverteilvorrichtungen 10 gemäß den 1 bis 3 zusammen mit einer Schnittebene 62, welcher die Schnittdarstellungen zugrunde liegen, zeigt.
  • Die Lichtleiterplatte 12 weist eine Lichtaustrittsfläche 22 auf, die parallel zu der ersten Seite 24 des Schutzelements 14 angeordnet und über eine Verbindungsschicht 28 stoffschlüssig mit der ersten Seite 24 des Schutzelements 14 verbunden ist. Die Verbindungsschicht 28 bedeckt die Lichtaustrittsfläche 22 und die erste Seite 24 des Schutzelements 14 vollständig.
  • Die Lichtleiterplatte 12 besteht aus einem lichtdurchlässigen Polymermaterial dessen Brechungsindex 1,59 beträgt.
  • Die Lichtleiterplatte 12 weist eine der Lichtaustrittsfläche 22 entgegengesetzte und zu dieser parallele Lichtleiterplatten-Fläche 32 auf. Diese Lichtleiterplatten-Fläche 32 ist zu der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 parallel ausgerichtet und weist einen Abstand von 100 µm zu der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 auf. Das Reflektorelement 16 ist in Form einer reflektierenden Metallfolie ausgebildet.
  • Die Verbindungsschicht 28 besteht aus einem lichtdurchlässigen Polymermaterial mit glycidylmethacrylatfunktionalisierten ETFE mit einem Brechungsindex von 1,38.
  • Das Schutzelement 14 ist in Form einer lichtdurchlässigen Sol-Gel-Beschichtung mit einem Brechungsindex von 1,4 ausgebildet.
  • Die Verbindungschicht 28 kann bei einer alternativen Ausführungsform (vgl. 1B) eine erste lichtdurchlässige Teilschicht 40 aus EVA, eine zweite lichtdurchlässige Teilschicht 42 aus einem lichtdurchlässigen Polymermaterial mit glycidylmethacrylatfunktionalisierten ETFE und eine dritte lichtdurchlässige Teilschicht 44 aus EVA umfassen.
  • Hierbei ist die zweite Teilschicht 42 zwischen der ersten und der dritten Teilschicht 40, 44 angeordnet, wobei die zweite Teilschicht 42 aus dem Material mit dem Brechungsindex besteht, der das 0,6-fache bis 0,9-fache des Brechungsindex des Polymermaterials beträgt, aus dem die Lichtleiterplatte 12 besteht. Die erste Teilschicht 40 ist stoffschlüssig mit der ersten Seite 24 des Schutzelements 14 verbunden und die dritte Teilschicht 44 ist stoffschlüssig mit der Lichtaustrittsfläche 22 verbunden.
  • Die Lichtleiterplatten-Fläche 32 ist über eine Vielzahl von zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche 32 und der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 angeordneten Beabstandungsmitteln 34 mit der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 stoffschlüssig beabstandet verbunden. Jedes Beabstandungsmittel 34 ist ein Umlenkmittel 30 zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte 12 eingekoppelten Lichts (vgl. Pfeile) zu der Lichtaustrittsfläche 22 hin und jedes Umlenkmittel 30 ist in Form eines Streukörpers 38 zum Umlenken des Lichts durch Streuen des eingekoppelten Lichts an diesem ausgebildet. Die in den Figuren gezeigte Vielzahl der Streukörper 38, die mit Abstand zueinander zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche 32 und der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 angeordnet sind, ist zur Vereinfachung der Darstellung auf nur wenige beschränkt, ist jedoch in konkreter Ausführung deutlich höher. Die Streuköper 38 sind als Beabstandungsmittel in Form von Anformungen an der Lichtleiterplatten-Fläche 32 ausgebildet und weisen jeweils eine maximale Ausdehnung höchstens 5 mm auf.
  • In der Lichtleiterplatte 12 sind ferner eine weitere Vielzahl von Umlenkmitteln 30 in Form von Streukörpern 38 zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte 12 eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche 22 hin aufgenommen. Jeder Streukörper 38 ist in Form einer nanoskaligen Verbindung ausgebildet, die in der Lichtleiterplatte 12 aufgenommen ist.
  • Dadurch, dass die Verbindungsschicht 28 aus dem Material mit dem Brechungsindex von 1,38 besteht, der zwischen dem 0,6-fachen und 0,9-fachen des Brechungsindex des Polymermaterials liegt, aus dem die Lichtleiterplatte 12 besteht, kann über die gesamte Lichtaustrittsfläche 22 eine gleichmäßige Lichtauskopplung geschaffen werden. Aufgrund des Vorsehens dieses Unterschieds des Material-Brechungsindex zwischen der Verbindungsschicht 28 und der Lichtleiterplatte 12 kann der Grenzwinkel θc (gemessen zur Normalen 58 auf der Lichtaustrittsfläche 22 – vgl. 1, dort schematisch veranschaulicht) der aus der Optik bekannten Totalreflexion derart wirksam auf ein Maß eingestellt werden, dass keine übermäßige Lichtauskopplung in naher Umgebung der jeweiligen Leuchte erfolgt, die Licht (vgl. Pfeile in 1) in die Lichtleiterplatte 12 einkoppelt bzw. einstrahlt sondern eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche 22 der Lichtleiterplatte 12. Der Grenzwinkel θc wird durch Vorsehen dieses Unterschieds des Material-Brechungsindex auf ein Maß eingestellt, bei dem der Anteil des Lichts, der an dem Übergang von der Lichtleiterplatte 12 zu der Verbindungsschicht 28 total reflektiert wird, derart hoch genug ist, dass eine übermäßige Lichtauskopplung in naher Umgebung der jeweiligen Leuchte wirksam vermeiden und eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 erfolgt.
  • Die dann an dem Übergang von der Lichtleiterplatte 12 zu der Verbindungsschicht 28 total reflektierten Lichtanteile können dann vorteilhaft z.B. infolge eines weiteren Umlenkens an den Streukörpern 38 in größerer Entfernung von der jeweiligen Leuchte durch die Lichtaustrittsfläche 22, die Verbindungsschicht 28 und das Schutzelement 14 hindurch in die Umgebung der Lichtverteilvorrichtung 10 gelenkt werden 7 (vgl. auch entsprechende Pfeile in 1A), wobei dann der sich zur Normalen 58 auf der Lichtaustrittsfläche 22 bemessende Einfallwinkel kleiner ist als der Grenzwinkel θc der Totalreflexion.
  • Durch Vorsehen der Beabstandungsmittel 34 jeweils in Form der Streukörper 38, die eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche 32 und der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 herstellen, können Bereiche mit Luft 60 zwischen der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 und der Lichtleiterplatten-Fläche 32 realisiert werden, die infolge des Unterschieds des Brechungsindex zwischen dem Material, aus dem die Lichtleiterplatte 12 besteht, und dem Brechungsindex von Luft, vorteilhaft eine gleichmäßige Lichtauskopplung über die gesamte Lichtaustrittsfläche 22 der Lichtleiterplatte 12 analog zu den bereits oben dargelegten Gründen ermöglichen können. Die an dem Übergang von der Lichtleiterplatte 12 zur Luft 60 total reflektierten Lichtanteile können z.B. infolge eines Umlenkens an den Streukörpern 38 in der Lichtleiterplatte 12 in größerer Entfernung von der jeweiligen Leuchte 50 (vgl. hierzu auch 5) durch die Lichtleiterplatten-Fläche 32 hindurch zu dem Reflektorelement 16 gelenkt werden, wo sie in die Lichtleiterplatte 12 zurück reflektiert werden können und von wo aus sie über die Lichtaustrittsfläche 22 in die Umgebung der Lichtverteilvorrichtung 10 gelenkt bzw. ausgekoppelt werden können.
  • Der der Bereich zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche 32 und der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 ist zur Umgebung der Lichtverteilvorrichtung 10 hin verschlossen ausgebildet. Um diesen Bereich zur Umgebung hin zu verschließen, ist ein sich umlaufend um diesen Bereich erstreckendes Bedeckungsmittel in Form eines Polymerbands 64 vorgesehen.
  • Die Lichtverteilvorrichtung nach 2 unterscheidet sich von der nach 1 dadurch, dass ein einziges Beabstandungsmittel 34 vorgesehen ist, wobei das Beabstandungsmittel 34 eine weitere Verbindungsschicht 36 ist, über welche die Lichtleiterplatten-Fläche 32 mit der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 stoffschlüssig verbunden ist. Die weitere Verbindungsschicht 36 besteht aus einer lichtdurchlässigen Sol-Gel-Beschichtung mit einem Brechungsindex, der – wie das Material der Verbindungsschicht 28 – zwischen dem 0,6-fachen und 0,9-fachen des Brechungsindex des Polymermaterials liegt, aus dem die Lichtleiterplatte 12 besteht. Die weitere Verbindungsschicht 36 nimmt den Zwischenraum zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche 32 und der ersten Seite 18 des Reflektorelements 16 vollständig ein.
  • Die Lichtverteilvorrichtung 10 nach 3 unterscheidet sich von der nach 2 lediglich dadurch, dass das Reflektorelement 16 – das in Form einer reflektierenden Metallfolie ausgebildet ist – einen umgebogenen Randbereich 48 aufweist, und dass die weitere Verbindungschicht 36 eine umgebogene Anformung 72 aufweist, wobei der umgebogene Randbereich 48 über die Anformung 72 stoffschlüssig und flächig mit der Lichtleiterplatte 12, der Verbindungsschicht 28 und dem Schutzelement 14 im umlaufenden Seitenbereich der Lichtverteilvorrichtung 10 verbunden ist.
  • Die Leuchtvorrichtung 68 nach 5 umfasst eine Lichtverteilvorrichtung 10 gemäß 1 und eine Leuchte 50 mit einer Mehrzahl von Leuchtdioden 54, wobei in der Schnittdarstellung nach 5 nur eine Leuchtdiode 54 gezeigt ist. Die Lichtleiterplatte 12 weist eine umlaufendende Seitenfläche 46 auf und die Leuchte 50 weist für jede Leuchtdiode 54 eine Leuchtenlicht-Austrittsfläche 52 auf, die zum Einkoppeln des Lichts der Leuchte 50 in die Lichtleiterplatte 12 an der Seitenfläche 46 der Lichtleiterplatte 12 anliegt. Die Leuchte 50 samt der Leuchtdioden 54 ist in einem umlaufenden polymeren Kantenband 70 aufgenommen, welches mit der Seitenfläche 46 stoffschlüssig verbunden ist.
  • Bei einer zu der Leuchtvorrichtung 68 nach 5 alternativen Leuchtvorrichtung kann von dem Polymerband 64 abgesehen werden und die Funktionalität von dem umlaufenden Kantenband 70 übernommen bzw. mit übernommen werden.
  • Die Leuchtenlicht-Austrittsfläche 52 jeder Leuchtdiode 54 ist an jeweils einer von mehreren Schichten 66 der Leuchte 14 vorgesehen, über welche die Leuchte 14 mit der Seitenfläche 46 verbunden ist, wobei für jede Leuchtdiode 54 der Leuchte 50 jeweils eine Schicht 66 vorgesehen ist. Die Schicht 66 ist in Form einer Klebeschicht ausgebildet und stellt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der Leuchte 50 bzw. der jeweiligen Leuchtdiode 54 und der Seitenfläche 46 her.
  • Bei der sehr schematischen Darstellung einer Leuchtvorrichtung 68 mit einer Lichtverteilvorrichtung 10 nach 6 sind die Leuchtdioden 54 auf vier umgebogenen Randbereichen 48 des Reflektorelements 16 angeordnet (vgl. 7, welche die Randbereiche 48 im noch unverbogenen Zustand zeigt), welche der Seitenfläche 46 zugewandt sind. Die umgebogenen Randbereiche 48 sind ferner jeweils mit einem abgeschrägten Randabschnitt 56 des Schutzelements 14 flächig verbunden. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das Reflektorelement 16 in jedem umgebogenen Randbereich 48 vier Aussparungen (hier nicht veranschaulicht) aufweist, die jeweils zur Aufnahme einer der Leuchtdioden 54 dienen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Lichtverteilvorrichtung
    12
    Lichtleiterplatte
    14
    Schutzelement
    16
    Reflektorelement
    18
    erste Seite des Reflektorelements
    20
    zweite Seite des Reflektorelements
    22
    Lichtaustrittsfläche
    24
    erste Seite des Schutzelements
    26
    zweite Seite des Schutzelements
    28
    Verbindungsschicht
    30
    Umlenkmittel
    32
    Lichtleiterplatten-Fläche
    34
    Beabstandungsmittel
    36
    weitere Verbindungsschicht
    38
    Streukörper
    40
    erste Teilschicht
    42
    zweite Teilschicht
    44
    dritte Teilschicht
    46
    Seitenfläche
    48
    umgebogener Randbereich
    50
    Leuchte
    52
    Leuchtenlicht-Austrittsfläche
    54
    Leuchtdiode
    56
    Randabschnitt
    58
    Normale
    60
    Luft
    62
    Schnittebene
    64
    Polymerband
    66
    Schicht
    68
    Leuchtvorrichtung
    70
    Kantenband
    72
    Anformung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202011000598 U1 [0002]
    • DE 102004037033 A1 [0002]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 68861 [0011]
    • DIN 53754 [0012]

Claims (15)

  1. Lichtverteilvorrichtung (10) mit einer Lichtleiterplatte (12), einem flächigen Schutzelement (14) mit einer ersten Seite (24) und einer der ersten Seite (24) entgegengesetzten zweiten Seite (26), und einem flächigen Reflektorelement (16) mit einer ersten Seite (18) und einer der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite (20), wobei die Lichtleiterplatte (12) eine Lichtaustrittsfläche (22) aufweist, die parallel zu der ersten Seite (24) des Schutzelements (14) angeordnet und über eine Verbindungsschicht (28) stoffschlüssig mit der ersten Seite (24) des Schutzelements (14) verbunden ist, wobei die Lichtverteilvorrichtung (10) wenigstens ein Umlenkmittel (30) zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte (12) eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche (22) hin aufweist, wobei die Lichtleiterplatte (12) aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, dessen Brechungsindex innerhalb eines Bereichs von 1,4 bis 2,5 liegt, wobei eine der Lichtaustrittsfläche (22) entgegengesetzte und zu dieser parallele Lichtleiterplatten-Fläche (32) zu der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) parallel ausgerichtet ist und einen Abstand von höchstens einem Millimeter zu der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) aufweist, wobei die Lichtleiterplatten-Fläche (32) über wenigstens ein zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche (32) und der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) angeordnetes Beabstandungsmittel (34) mit der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) stoffschlüssig beabstandet verbunden ist, wobei die Verbindungsschicht (28) aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, das wenigstens bereichsweise einen Brechungsindex aufweist, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte (12) liegt, wobei das Schutzelement (14) aus einem lichtdurchlässigen Material mit einem Brechungsindex besteht, der innerhalb eines Bereichs von 1,2 bis 2,5 liegt.
  2. Lichtverteilvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein einziges Beabstandungsmittel (34) vorgesehen ist, wobei das Beabstandungsmittel (34) eine weitere Verbindungsschicht (36) aus einem lichtdurchlässigen Material ist, über welche die Lichtleiterplatten-Fläche (32) mit der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) stoffschlüssig verbunden ist, wobei das Material der weiteren Verbindungsschicht (36) einen Brechungsindex aufweist, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte (12) liegt.
  3. Lichtverteilvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der weiteren Verbindungsschicht (36) eine Vielzahl von Umlenkmitteln (30) in Form von Streukörpern (38) zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte (12) eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche (22) hin aufgenommen sind.
  4. Lichtverteilvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Verbindungsschicht (36) den Zwischenraum zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche (32) und der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) vollständig einnimmt.
  5. Lichtverteilvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Beabstandungsmitteln (34) vorgesehen sind, wobei jedes Beabstandungsmittel (34) ein Umlenkmittel (30) zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte (12) eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche (22) hin ist, welches in Form eines Streukörpers (38) ausgebildet ist.
  6. Lichtverteilvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Streukörper (38) mit Abstand zueinander zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche (32) und der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) angeordnet sind.
  7. Lichtverteilvorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich zwischen der Lichtleiterplatten-Fläche (32) und der ersten Seite (18) des Reflektorelements (16) zur Umgebung der Lichtverteilvorrichtung (10) hin verschlossen ausgebildet ist.
  8. Lichtverteilvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Umlenkmitteln in Form von Streukörpern (38) zum Umlenken von in die Lichtleiterplatte (12) eingekoppelten Lichts zu der Lichtaustrittsfläche (22) hin in der Lichtleiterplatte (12) aufgenommen sind.
  9. Lichtverteilvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht (28) eine erste lichtdurchlässige Teilschicht (40), eine zweite lichtdurchlässige Teilschicht (42) und eine dritte lichtdurchlässige Teilschicht (44) umfasst, wobei die zweite Teilschicht (42) zwischen der ersten und der dritten Teilschicht (40, 44) angeordnet ist, wobei die zweite Teilschicht (42) aus dem Material mit dem Brechungsindex besteht, der zwischen dem 0,6-fachen und dem 0,9-fachen des Brechungsindex des Materials der Lichtleiterplatte (12) liegt, wobei die erste Teilschicht (40) stoffschlüssig mit der ersten Seite (24) des Schutzelements (14) verbunden ist, wobei die dritte Teilschicht (44) stoffschlüssig mit der Lichtaustrittsfläche (22) verbunden ist.
  10. Lichtverteilvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilschicht (42) eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 10 µm bis 100 µm aufweist, und dass die erste und die dritte Teilschicht (40, 44) jeweils eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 10 µm aufweist.
  11. Lichtverteilvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleiterplatte (12) eine umlaufende Seitenfläche (46) aufweist, und dass das Reflektorelement (16) aus einem folienfömigen oder blechförmigen Material besteht und wenigstens einen umgebogenen Randbereich (48) aufweist, welcher mit der Seitenfläche (46) flächig verbunden ist.
  12. Lichtverteilvorrichtung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reflektorelement (16) aus einer Folie oder einem Blech und einer Beschichtung gebildet ist, die auf eine Seite der Folie oder des Blechs aufgebracht ist, wobei die erste Seite (18) des Reflektorelements (16) die Seite mit der Beschichtung ist, und wobei die Beschichtung einen Reflexionsgrad von wenigstens 80 % aufweist.
  13. Leuchtvorrichtung (68) umfassend eine Lichtverteilvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und wenigstens eine Leuchte (50), wobei die Lichtleiterplatte (12) eine umlaufendende Seitenfläche (46) aufweist, und wobei die Leuchte (50) wenigstens eine Leuchtenlicht-Austrittsfläche (52) aufweist, die zum Einkoppeln des Lichts der Leuchte (50) in die Lichtleiterplatte (12) an der Seitenfläche (46) der Lichtleiterplatte (12) anliegt.
  14. Leuchtvorrichtung (68) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte (50) wenigstens eine Leuchtdiode (54) aufweist und das Reflektorelement (16) aus einem folienfömigen oder blechförmigen Material besteht, wobei die Leuchtdiode (54) auf wenigstens einem umgebogenen Randbereich (48) des Reflektorelements (16) angeordnet ist, welcher der Seitenfläche (46) zugewandt ist.
  15. Leuchtvorrichtung (68) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der umgebogene Randbereich (48) ferner mit wenigstens einem Randabschnitt (56) des Schutzelements (14) flächig verbunden ist.
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