DE102014206179A1

DE102014206179A1 - Leuchtvorrichtung, Vorrichtung mit einer Leuchtvorrichtung und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102014206179A1
Application number: DE102014206179.2A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Bock
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2014-04-01
Publication date: 2015-10-01

Abstract

Es wird eine Leuchtvorrichtung mit einem Leuchtkörper mit einem ersten und einem von dem ersten Kontakt getrennten zweiten Kontakt beschrieben, wobei die Leuchtvorrichtung zumindest eine Öffnung durch den Leuchtkörper aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leuchtvorrichtung, eine Vorrichtung mit einer solchen Leuchtvorrichtung und ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vorrichtung, wobei es sich bei der Vorrichtung beispielsweise um ein Textil, wie z. B. ein Kleidungsstück, ein Tragwerk für eine Architektur, ein KFZ-Teil oder ein Möbelstück wie z. B. einen Lampenschirm oder ein Kunstwerk wie z. B. eine Skulptur oder ein Bild oder dergleichen handeln kann.
Derzeit sind aktiv leuchtfähige Applikationen auf Kleidung oder anderen Trägermaterialoberflächen nicht sehr verbreitet, da z. B. Leuchtdioden nur schwer auf nicht metallischen Oberflächen befestigt werden können.
Wünschenswert wäre demnach eine Leuchtvorrichtung, die ein einfaches Befestigen und Kontaktieren auf einer Trägermaterialoberfläche ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass eine Leuchtvorrichtung einfach auf einer Trägermaterialoberfläche, wie z. B. einem Textil oder Lampenschirm, befestigt werden kann, indem eine Öffnung durch den Leuchtkörper der Leuchtvorrichtung das Fädeln eines Fadens oder einer elektrisch leitfähigen Leitung durch den Leuchtkörper derart ermöglicht, dass die an der Leuchtvorrichtung angeordneten Kontakte kontaktiert werden können. Beispielsweise kann einer der beiden Kontakte des Leuchtkörpers an einer Öffnung oder zwischen einem Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper hindurch freiliegen bzw. angeordnet sein, da auf diese Weise durch ein Fädeln einer elektrisch leitfähigen Leitung durch die Öffnung bzw. die Öffnungen nicht nur die Befestigung oder zumindest ein Beitrag zur Befestigung, sondern auch eine Kontaktierung ermöglicht wird. Alternativ kann die Leuchtvorrichtung auch mit einem normalen Faden am Trägermaterial befestigt sein, wenn beide Kontakte der Leuchtvorrichtung so angeordnet sind, dass sie von der Oberfläche des Trägermaterials kontaktiert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Öffnung bzw. ein Paar von Öffnungen das Hindurchfädeln einer elektrisch leitfähigen Leitung durch den Leuchtkörper. Durch die Anordnung eines Kontaktes an der Öffnung, wird der Kontakt durch die elektrisch leitfähige Leitung kontaktiert. Weiterhin trägt die elektrisch leitfähige Leitung zur Befestigung des Leuchtkörpers an einer Trägermaterialoberfläche bei.
Die elektrisch leitfähige Leitung kann des Weiteren isoliert bzw. mit einer Außenisolation ausgeführt sein, um ein unbeabsichtigtes Kontaktieren und dadurch mögliches Kurzschließen zu verhindern. In dem Fall wird die Isolierung an der Stelle der Kontaktierung z. B. durch Erwärmen, lokal entfernt. Hierdurch kann eine weitere Fixierung des Leuchtkörpers entstehen.
Gemäß einer weiterer Ausführungsform wird auch der zweite Kontakt an einer weiteren Öffnung durch den Leuchtkörper angeordnet. Hiermit kann die Leuchtvorrichtung ausschließlich durch Fädeln mit zwei elektrisch leitfähigen Leitungen kontaktiert, sowie befestigt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Anmeldung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung werden nachfolgend Bezug nehmen auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, unter welchen
1 eine schematische Darstellung einer Leuchtvorrichtung zeigt, durch deren Öffnung im Leuchtkörper eine elektrisch leitfähige Leitung hindurch gefädelt ist, um die Leuchtvorrichtung an einem Trägermaterial zu kontaktieren und zu befestigen;
2 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers mit zwei Öffnungen durch den Leuchtkörper zeigt, jeweils kontaktiert und befestigt mit einer elektrisch leitfähigen Leitung;
3 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers mit einem Paar von Öffnungen und einem Oberflächenkontakt auf der Rückseite des Leuchtkörpers zeigt;
4 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers mit einem Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper hindurch zeigt, wobei der Kontakt zwischen den Öffnungen ausgeführt ist;
5 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei beide Kontakte jeweils durch ein Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper ausgeführt werden;
6 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei die Leuchtfläche explizit dargestellt ist;
7 eine schematische Seitenschnittansicht, bei der eine Leuchtdiode als Leuchtmittel an der Oberfläche des Leuchtkörpers angeordnet ist und mit je einem Anschluss den Kontakt an der Öffnung durch den Leuchtkörper sowie den Kontakt an der Rückseite des Leuchtkörpers kontaktiert;
8 eine schematische Detailansicht eines Kontaktes an der Öffnung durch den Leuchtkörper zeigt, wobei die Kontaktfläche die gesamte Innenfläche der Öffnung einnimmt;
9 eine schematische Detailansicht eines Kontaktes an der Öffnung durch den Leuchtkörper zeigt, wobei die Kontaktfläche nur einen Teil der Oberfläche der Öffnung einnimmt;
10 eine schematische Detailansicht eines Kontaktes an der Öffnung durch den Leuchtkörper zeigt, wobei die Kontaktfläche den Rand der Öffnung durch den Leuchtkörper einnimmt;
11 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei die Geometrie von der bisher als rundem Plättchen dargestellten Leuchtvorrichtung abweicht und hier einen dreieckigen Leuchtkörper zeigt;
12 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei die Geometrie von der bisher als rundem Plättchen dargestellten Leuchtvorrichtung abweicht und hier einen tropfenförmiger Leuchtkörper zeigt;
13 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei die Geometrie von der bisher als rundem Plättchen dargestellten Leuchtvorrichtung abweicht und hier einen quadratisch ausgeführten Leuchtkörper zeigt;
14 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers zeigt, wobei die Geometrie von der bisher als rundem Plättchen dargestellten Leuchtvorrichtung abweicht und hier einen quadratisch ausgeführten Leuchtkörper mit abgerundeten Ecken zeigt und zusätzlich quadratische Öffnungen aufweist;
15 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers mit einer lateralen Öffnung durch den Leuchtkörper, kontaktiert und befestigt mit einer elektrisch leitfähigen Leitung, sowie einem Kontakt an der Rückseite des Leuchtkörpers zeigt;
16 eine schematische Detailansicht eines Kontaktes an der Öffnung durch den Leuchtkörper zeigt, wobei die Kontaktfläche einen Ring um die Öffnung durch den Leuchtkörper einnimmt;
17 eine schematische Darstellung von Leuchtvorrichtungen zeigt, die über elektrisch leitfähige Leitungen untereinander kontaktiert und befestigt sind;
18 eine schematische Darstellung einer Leuchtvorrichtung zeigt, deren beide Kontakte an den Außenkanten der Oberfläche des Leuchtkörpers angeordnet sind, wobei die Leuchtvorrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Faden festgezurrt und am ersten Kontakt kontaktiert ist und der zweite Kontakt durch ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial kontaktiert ist;
19 eine schematische Darstellung einer Leuchtvorrichtung zeigt, deren Kontakte auf der Oberfläche des Leuchtkörpers angeordnet sind, wobei die Leuchtvorrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Faden festgezurrt und am ersten Kontakt kontaktiert ist und der zweite Kontakt durch ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial kontaktiert ist;
20 eine schematische Darstellung einer Leuchtvorrichtung zeigt, deren beide Kontakte an den Außenkanten der Oberfläche des Leuchtkörpers angeordnet sind, wobei die Leuchtvorrichtung so zwischen zwei Trägermaterialien angeordnet ist, dass je ein Kontakt des Leuchtkörpers je ein Trägermaterial kontaktiert, das die gleiche Polung wie der Kontakt aufweist und durch Fäden an den Trägermaterialien befestigt ist.
Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird beschrieben, wie die Leuchtvorrichtung durch Fädeln mit einem Faden oder mit einer elektrisch leitfähigen Leitung, wie z. B. eines leitfähigen Fadens, an einer Trägermaterialoberfläche, wie z. B. eines Kleidungsstückes, befestigt und kontaktiert wird. Dabei gibt es verschiedene Ausführungsformen. In Gestalt einer Paillette besitzt die Leuchtvorrichtung einen Kontakt an einer Öffnung durch den Leuchtkörper oder an der Vorderseite des Leuchtkörpers, sodass dieser an einer elektrisch leitfähigen Leitung hängt oder festgezurrt wird. Der zweite Kontakt wird an der Rückseite des Leuchtkörpers ausgeführt. Im Unterschied dazu besitzt der Knopf mehrere Öffnungen im Leuchtkörper, wodurch ein Befestigen und Kontaktieren ausschließlich durch die elektrisch leitfähigen Leitungen erfolgen kann. Weiterhin ist auch eine Kontaktierung ohne elektrisch leitfähige Leitungen möglich, indem die Leuchtvorrichtung derart an zwei Trägermaterialien unterschiedlicher Polung befestigt wird, dass der erste Kontakt des Leuchtkörpers das erste Trägermaterial und der zweite Kontakt des Leuchtkörpers das zweite Trägermaterial polungsrichtig kontaktiert. Wird die Leuchtvorrichtung an Wechselspannung betrieben, ist keine explizite Polung vorhanden und kann daher vernachlässigt werden. Der Leuchtkörper enthält dabei beispielsweise eine LED oder eine OLED, oder besteht direkt aus dem Wafer der Leuchtdiode, bzw. kann aus einem vereinzelten Stück des Wafers wie z. B. einem LED Chip bestehen. Der Leuchtkörper kann also eine teilweise oder komplett lichtdurchlässige Ummantelung für z. B. eine LED oder eine OLED sein oder aus dem Substratmaterial z. B. Galliumnitrid, Silizium oder Glas des Wafers herausgeschnittener, also vereinzelter Chip sein, bei dem die Funktionsschichten des Leuchtkörpers durch eingearbeitete Öffnungs- und Rückseitenkontakte kontaktiert werden.
1 zeigt eine Leuchtvorrichtung 10, die einen Leuchtkörper 12 aufweist. Der Leuchtkörper 12 kann, wie es später noch beschrieben wird, beispielsweise eine LED, eine OLED oder dergleichen umfassen, die in beispielsweise ein transparentes Material eingegossen ist oder auf einem Trägerkörper aufgebracht ist.
Der Leuchtkörper 12 umfasst zwei Kontakte, über die der Leuchtkörper 12 mit Spannung versorgt werden kann. Ein erster Kontakt ist bei dem Ausführungsbeispiel von 1 an einer Öffnung 15 angeordnet bzw. liegt dort frei, wobei die Öffnung 15 durch den Leuchtkörper 12 hindurch verläuft. In 1 ist eine Option gezeigt, wobei der erste Kontakt 55 auf der Innenseite der Öffnung 15 angeordnet ist. Weitere Alternativen hierzu werden bzgl. der nachfolgenden Figuren beschrieben. 1 zeigt die Leuchtvorrichtung 10 in einem Zustand, bei dem dieselbe an einem Trägermaterial 30 befestigt ist, wie z. B. einem Textil, wie z. B. einem Kleidungstück, oder einem Lampenschirm. Die Befestigung wird zumindest teilweise über eine elektrisch leitfähige Leitung 20 realisiert, die durch die Öffnung 15 gefädelt ist, und damit zusätzlich zur Befestigung auch eine Kontaktierung des ersten Kontaktes an der Öffnung 15 realisiert. Wie es in 1 gezeigt ist, kann zur Befestigung der Leuchtvorrichtung 10 an dem Trägermaterial 30 die elektrisch leitfähige Leitung 20 nicht nur durch die Öffnung 15, sondern auch durch das Trägermaterial 30 gefädelt sein, wie z. B. entlang der elektrisch leitfähigen Leitung 20 an einer Stelle vor der Öffnung 15 und an einer Stelle nach der Öffnung 15. Wiederum alternativ könnte natürlich die elektrisch leitfähige Leitung 20 an dem Trägermaterial 30 auch anders befestigt sein. Als elektrisch leitfähige Leitung 20 kann z. B. ein elektrisch leitfähiger Faden oder eine Litze oder ein Draht oder ein Flachbandkabel dienen.
Die elektrisch leitfähige Leitung 20 kann außenisoliert, oder an der Oberfläche leitend sein. Wenn die elektrisch leitfähige Leitung 20 außenisoliert ist, ist die Isolierung beispielsweise an der Stellen, wo sie den Kontakt 55 kontaktiert, unterbrochen. Dies kann z. B. durch Erwärmen, Ätzen, Kratzen, Löten, Pressen, Bestrahlen oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte geschehen, nachdem die elektrisch leitfähige Leitung 20 durch die Öffnung 15 gefädelt wurde. Durch einige dieser Verfahren, z. B. dem Erwärmen, Löten, Pressen oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte, kann zusätzlich zur Kontaktierung eine mechanische Fixierung des Leuchtkörpers 12 an der elektrisch leitfähigen Leitung 20 erreicht werden. Des Weiteren sind auch andere Verfahren zum Kontaktieren der elektrisch leitfähigen Leitung 20 mit dem Kontakt 55, sowie der zusätzlichen Fixierung, denkbar.
Die in 1 gezeigte Ausführung mit einer Öffnung 15 im Leuchtkörper wird nachfolgend Paillette genannt. Sie lässt sich einfach auf die elektrisch leitfähige Leitung 20 auffädeln. Dabei ist es auch möglich, mehrere Pailletten auf die elektrisch leitfähige Leitung 20 aufzufädeln und so parallel zu betreiben. Beispielsweise wird dann jede Leuchtvorrichtung an einer eigenen Schlaufe der elektrisch leitfähigen Leitung 20 aufgehängt. Die Paillette kann dabei z. B. als Verzierung von Kleidungsstücken wie z. B. Kleidern oder Röcken eingesetzt werden, oder z. B. auch als Kette oder Gürtel genutzt werden.
Ein zweiter Kontakt 25 ist bei der Paillette von 1 an der Oberfläche des Leuchtkörpers 12 angeordnet und kann, wie in 1 gezeigt, auf der Rückseite des Leuchtkörpers 12 ausgeführt sein. Die Kontaktierung erfolgt dabei über das Trägermaterial 30. Die Oberfläche des Trägermaterials 30 kann ganzflächig leitfähig sein und der zweite Kontakt 25 wird über das Trägermaterial 30 kontaktiert, indem die Leuchtvorrichtung beispielsweise auf der Oberfläche aufliegt. Dann ist die elektrisch leitfähige Leitung beispielsweise an den Stellen isoliert, an denen der Faden das Trägermaterial 30 berührt bzw. durch dasselbe gefädelt ist. Die Oberfläche des Trägermaterials 30 kann jedoch auch an der Stelle der Kontaktierung des Kontaktes 25 lokal leitfähig gemacht werden, z. B. durch Erwärmen, Ätzen, Kratzen, Löten, Pressen, Bestrahlen oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte, oder durch das Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Stoffes bzw. einer elektrisch leitfähigen Applikation. Durch diese Verfahren kann z. B. eine vorhandene Isolierung auf dem Trägermaterial 30 lokal entfernt werden, oder das Trägermaterial 30 ist von sich aus nicht leitfähig und wird erst durch das Auftragen einer zusätzlichen leitfähigen Schicht lokal leitfähig.
Die Paillette kann weiterhin lose auf dem Trägermaterial 30 aufliegen, sodass die Kontaktierung an der Oberfläche des Leuchtkörpers 12 zeitweise unterbrochen werden kann. So kann z. B. in dem Fall der Verwendung der Leuchtvorrichtung als Paillette an einem Kontakt 55, bei Bewegungen ein Blinkeffekt des Leuchtkörpers 12 entstehen. Weiterhin kann die Paillette auch auf der Trägermaterialoberfläche fixiert werden, um ein durchgehendes Leuchten zu ermöglichen. Die mechanische Fixierung kann an dem Kontakt 25 z. B. durch einen leitfähigen, thermischen Schmelzkleber realisiert sein.
In 1 ist der Kontakt 55 an der Öffnung 15 des Leuchtkörpers als positiver Pol, sowie der Kontakt an der Rückseite des Leuchtkörpers als negativer Pol dargestellt. Dies ist nur beispielhaft zu sehen und schließt insbesondere nicht eine umgekehrte Polung sowie die Nutzung mit Wechselstrom aus.
2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel von 1 dadurch, dass das Trägermaterial zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Weiterhin ist hier der zweite Kontakt 25 analog zum ersten Kontakt 55 an einer Öffnung 35 durch den Leuchtkörper freiliegend ausgeführt und nicht wie in 1 auf der Rückseite des Leuchtkörpers. Zur Kontaktierung und weiteren Befestigung des zweiten Kontaktes, wird eine weitere elektrisch leitfähige Leitung durch die Öffnung 35 gefädelt. Die elektrisch leitfähige Leitung 27 kann die gleichen Merkmale aufweisen, wie die elektrisch leitfähige Leitung 20 durch die erste Öffnung 15. Die Befestigung am Trägermaterial 30 kann in diesem Ausführungsbeispiel alleine durch die elektrisch leitfähigen Leitungen 20 und 27 erfolgen. Weiterhin benötigt das Trägermaterial 30 keine leitfähige bzw. lokal leitfähige Oberfläche.
Das Ausführungsbeispiel in 3 unterscheidet sich von 1 durch eine weitere Öffnung im Leuchtkörper. An diesem Paar von Öffnungen 15a und 15b liegt dabei der gleiche Kontakt 55 frei, d. h. Kontakte, die dem gleichen Pol zugeordnet sind. Dabei kann der Kontakt 55, wie in 3 gezeigt, an der Innenfläche der beiden Öffnungen angeordnet sein. Gemäß 3 kann die Paillette mit einer elektrisch leitfähigen Leitung festgespannt werden, indem die elektrisch leitfähige Leitung 20 zunächst von der Rückseite durch die Öffnung 15a und darauffolgend von der Vorderseite durch die Öffnung 15b gefädelt wird. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die beiden Kontakte 55 in den beiden Öffnungen 15a und 15b mit zwei voneinander getrennten elektrisch leitfähigen Leitungen 20 zu kontaktieren und so eine Redundanz der Kontakte 55 und der Halterung der Leuchtvorrichtung 10 an dem in 3 nicht gezeigten Trägermaterial herzustellen.
Das Ausführungsbeispiel in 4 unterscheidet sich in der Anordnung des ersten Kontaktes 55 von dem Ausführungsbeispiel in 3. Der Kontakt 55 ist hier örtlich zwischen dem Paar von Öffnungen 15a und 15b angeordnet, wie z. B. an der Vorderseite des Leuchtkörpers 12 an einer Position, die örtlich zwischen den Öffnungen 15a und 15b liegt. Dies kann zu einer einfacheren und dauerhafteren Kontaktierung führen, da die elektrisch leitfähige Leitung 20 an einer Stelle aufliegt, die geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt sein kann, als es an den Öffnungen 15a und 15b der Fall sein kann.
5 erweitert das Ausführungsbeispiel von 3, ähnlich wie das Ausführungsbeispiel von 2, das Ausführungsbeispiel von 1 erweiterte. Beide Kontakte 55 sind durch je ein Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper ausgeführt. Wird jeweils eine separate elektrisch leitfähige Leitung von der Rückseite durch die Öffnungen 15a bzw. 35a und anschließend von der Vorderseite durch die Kontakte 15b und 35b geführt, so kann diese Anordnung als Knopf genutzt werden, der auch funktionalen Ansprüchen genügen kann. Die Rückseite der Leuchtvorrichtung kann dabei dem Trägermaterial sowie die Vorderseite einem außenstehenden Beobachter zugewandt sein. Vorteilhaft bei dieser Anordnung ist die Tatsache, dass der Leuchtkörper an der Oberfläche des Trägermaterials festgezurrt werden kann und so auch größerer mechanischer Beanspruchung standhalten kann. Wie schon in den vorigen Ausführungsbeispielen dargelegt, kann die Kontaktierung durch die Öffnungen 15a und 15b bzw. 35a und 35b erfolgen, oder wahlweise auch zwischen dem Paar von Öffnungen 15a und 15b und an dem Paar von Öffnungen 35a und 35b oder auch umgekehrt. Neben der Ausführung mit insgesamt vier Öffnungen sind auch Ausführungen mit einer beliebigen Anzahl von Öffnungen denkbar, deren Polarität ebenfalls beliebig angeordnet werden kann.
Im Vorherigen wurde bisher das äußere Erscheinungsbild der Leuchtvorrichtung beschrieben. Dieselbe kann in Form einer Paillette oder eines Knopfes ausgebildet sein. Im Fall der Paillette besitzt die Leuchtvorrichtung einen Pol an einem Kontakt an der Rückseite der Leuchtvorrichtung und in Form eines Knopfes ist der zweite Pol an einem Kontakt an einer weiteren Öffnung durch den Leuchtkörper angeordnet. Der erste Pol ist jeweils an einem Kontakt an einer Öffnung bzw. einem Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper angeordnet. Die Kontakte werden z. B. durch eine elektrisch leitfähige Leitung oder ein elektrisch leitfähiges Trägermaterial kontaktiert. Durch die Kontaktierung mit der elektrisch leitfähigen Leitung kann des Weiteren auch eine Befestigung der Leuchtvorrichtung mit dem Trägermaterial einhergehen. Im Folgenden wird nun ausführlicher auf mögliche Ausführungen der Leuchtquelle sowie der Anordnung der Kontakte in den Öffnungen durch den Leuchtkörper eingegangen. Weiterhin werden noch ergänzende Ausführungsbeispiele zu alternativen Erscheinungsbildern beschrieben.
6 zeigt exemplarisch, dass die Leuchtvorrichtung 10 so ausgebildet sein könnte, dass dieselbe ausgelegt ist, um an 100% der Außenoberfläche des Leuchtkörpers zu leuchten. Die Leuchtfläche 45 nimmt also 100% der Außenoberfläche des Leuchtkörpers sein. Jedoch ist auch eine kleinere Leuchtfläche 45 von mindestens 10% der Oberfläche des Leuchtkörpers 12 oder sogar weniger denkbar. Die eigentliche Leuchtquelle 60 kann dabei an der Oberfläche oder im Inneren eines lichtdurchlässigen Leuchtkörpers 12 angeordnet sein. So kann eine Varianz in der visuellen Gestaltung erzielt werden, da die Leuchtquelle 60 an der Oberfläche des Leuchtkörpers 12 auch vornehmlich eine flächige Abstrahlung ermöglichen kann, wohingegen mit einer Leuchtquelle 60 im Inneren des Leuchtkörpers 12 der Effekt eines scheinenden Leuchtkörpers 12 erzielt werden kann. Die Leuchtquelle ist beispielsweise in eine lichtdurchlässige Kunststoffform eingegossen, die z. B. aus durchsichtigem oder milchigen Kunststoff bestehen kann. Die Lichtemission kann beispielsweise als punktförmiger oder großflächiger Strahler, oder auch als diffuses Leuchten ausgeführt werden. Ebenso sind weitere Ausführungsformen denkbar.
7 zeigt die Anordnung der Leuchtquelle 60 am Leuchtkörper 12. Als Leuchtquellen können beispielsweise Leuchtdioden, diese schließen LEDs und OLEDs ein, genutzt werden. Es sind aber auch jegliche andere Leuchtmittel denkbar. Die Leuchtquelle 60 kann sich, wie in 7 gezeigt, an der Oberfläche des Leuchtkörpers 12 befinden, oder auch im Inneren des Leuchtkörpers 12. Weiterhin ist es z. B. auch denkbar, direkt einen LED Wafer, der beispielsweise durch eine lichtdurchlässige Oberflächenbehandlung geschützt wird, als Leuchtkörper 12 vorzusehen. Gespeist wird die Leuchtquelle 60 über den Kontakt 55 in der Öffnung 15, mit dem die Leuchtquelle 60 durch die Leitung 65 verbunden ist, sowie über den Kontakt 35 auf der Rückseite des Leuchtkörpers 12, mit dem die Leuchtquelle 60 durch die Leitung 65 verbunden ist.
8 bis 10 und 16 zeigen Detaildarstellungen der Öffnung 15 durch den Leuchtkörper 12 und die Anordnung eines Kontaktes 55 an demselben. Die Öffnungen 15 von 8–10 stehen stellvertretend für alle vorherigen Öffnungen 15, 15a, 15b, 35, 35a, 35b, an denen die Kontakte 55 oder 35 freiliegen, die in den Figuren gezeigt oder nur erwähnt wurden. Der Querschnitt der Öffnung 15 kann dabei an der Außenoberfläche des Leuchtkörpers eine Fläche von größer oder gleich 0,1 mm² einnehmen. Die Öffnung kann aber auch einen geringeren Querschnitt aufweisen. Der Kontakt 55 kann die gesamte Innenfläche der Öffnungen durch den Leuchtkörper einnehmen wie es in 8 gezeigt ist. Hier kann es jedoch zu einem unbeabsichtigten Kontakt mit dem leitenden Trägermaterial kommen. Daher ist es ebenso möglich, nur einen Teil, wie z. B. einem bezogen auf die Längsachse der Öffnung 55 in der Mitte liegenden Teil der Innenfläche (9) oder auch nur die Kante an der Vorderseite der Öffnung durch den Leuchtkörper (10) oder einen Ring um die Öffnung durch den Leuchtkörper (16), der auch in die Kante des Leuchtkörpers übergehen kann und auch unterbrochen, also z. B. ein Teilkreis sein kann, als Kontakt vorzusehen. Dies hat den Vorteil, dass die elektrisch leitfähige Leitung, die möglicherweise nur einen eingeschränkten Biegeradius aufweist, einfacher kontaktiert werden kann.
Bisher wurde der Leuchtkörper 12 als rundes Plättchen dargestellt. Aus 11 bis 14 wird nun deutlich, dass sich die Form der Leuchtvorrichtung nicht nur auf runde, flächige Formen beschränkt, sondern im Gegenteil jede weitere denkbare geometrische Form annehmen kann. Gleiches gilt auch für die Öffnungen durch den Leuchtkörper. Beispielhaft dargestellt sind hier ein dreieckiger (11), ein tropfenförmiger (12), ein quadratischer (13) sowie ein rechteckiger Leuchtkörper 12 mit abgerundeten Ecken (14). Denkbar sind weiterhin beispielsweise dreidimensionale Formen wie z. B. Kugeln, Ellipsoide, Pyramiden oder Quader. Als Beispiele für die Öffnung durch den Leuchtkörper sind die bereits beispielhaft gezeigten runden Öffnungen (11–13), wie auch quadratische Öffnungen (14) dargestellt. Alternativ ist auch jegliche weitere Form der Leuchtvorrichtung 10 sowie der Öffnung 15 durch den Leuchtkörper 12 denkbar, insbesondere auch solche Öffnungen 15, die keinen konstanten Querschnitt aufweisen, sondern gewölbt sein können. Ein sich in der Mitte zwischen Vorder- und Rückseite der Leuchtvorrichtung 10 verjüngender Querschnitt kann zu einer besseren Kontaktierung mit der elektrisch leitfähigen Leitung 20 führen.
Ein weiteres, alternatives Ausführungsbeispiel zeigt 15. Entgegen der bisher durchgängig gezeigten, in Dickenrichtung verlaufenden Öffnungen 15 durch einen flächigen Leuchtkörper 12, können die Öffnungen 15 auch lateral geführt sein, wie in 15 exemplarisch anhand der Paillette gezeigt. Dies kann vorteilhaft sein, da der Leuchtkörper 12 beim Fädeln durch die Öffnung 15 bereits parallel zum Trägermaterial 30 hängt und sich somit nicht so leicht verdrehen lässt. Dies kann einen stabileren Sitz der Paillette ermöglichen. Diese Ausführung kann sich z. B. gut als Paillette, wie auch als Kette eignen.
17 zeigt ein weiteres, alternatives Ausführungsbeispiel. Entgegen der bisher durchgängig verwendeten elektrisch leitfähigen Leitungen können in diesem Ausführungsbeispiel z. B. Fäden, beispielsweise handelsübliche Fäden, zur Befestigung der Leuchtvorrichtung 10 verwendet werden. Die Kontaktierung der Kontakte, die in diesem Beispiel an den Kanten der Außenoberfläche des Leuchtkörpers 12 angeordnet sind, erfolgt über die Oberfläche des Trägermaterials 30, das wie bereits beschrieben ganzflächig oder lokal leitfähig sein kann. Zur Kontaktierung wird die Leuchtvorrichtung derart mit je einem Faden an je einem Trägermaterial befestigt, dass die Kanten der Außenoberfläche des Leuchtkörpers je ein Trägermaterial berühren und somit kontaktieren. Weiterhin ist auch die Befestigung mit nur einem Faden denkbar. Hierbei wird nur ein Kontakt fest mit der Oberfläche des ersten Trägermaterials verbunden und der zweite Kontakt liegt frei auf der Oberfläche des zweiten Trägermaterials auf. Alternativ kann der Leuchtkörper durch Fädeln eines Fadens durch beide Öffnungen im Leuchtkörper auch an beiden Oberflächen des Trägermaterials befestigt werden. Der Leuchtkörper kann weiterhin locker zwischen den Trägermaterialien aufgehängt sein, sodass sich diese etwas aufeinander zu und voneinander wegbewegen können, ohne dass jedoch eine Verpolung stattfinden kann. Weiterhin kann mindestens ein Trägermaterial auch zumindest teilweise lichtdurchlässig ausgeführt sein, sodass die Leuchtvorrichtung durch das Trägermaterial hindurchscheinen kann. Neben den bereits genannten Trägermaterialien kann es sich z. B. auch um eine Folie handeln, die z. B. leitfähig ist oder mit den bereits genannten Verfahren leitfähig gemacht werden kann.
18 zeigt eine weitere, alternative Verwendungsmöglichkeit. In diesem Anwendungsfall befinden sich beide Kontakte an den Außenkanten der Außenoberfläche des Leuchtkörpers, je ein Kontakt an der Außenkante der Vorder- sowie Rückseite des Leuchtkörpers 12. Nach dem Fädeln mit der bereits vorher beschriebenen elektrisch leitfähigen Leitung liegt diese auf der Außenkante auf und kontaktiert einen Kontakt des Leuchtkörpers. Ist die elektrisch leitfähige Leitung isoliert kann diese mit den bereits beschriebenen Verfahren wie z. B. dem Erwärmen oder Löten an der Stelle des Kontaktes leitfähig gemacht werden und eine mechanische Fixierung herstellen. Der zweite Kontakt kann über die Außenoberfläche des Trägermaterials kontaktiert werden. Weiterhin können die Kontakte auch nur Teile der Außenkante einnehmen, also den Leuchtkörper nicht vollständig umschließen, oder zwischen der Öffnung 15 durch den Leuchtkörper und der Außenkante angeordnet sein.
Diesen Anwendungsfall zeigt 19. Zur besseren Kontaktierung kann der Kontakt 55 wie in 19 gezeigt dem Biegeradius der elektrisch leitfähigen Leitung entsprechend leicht erhöht oder aber alternativ auch flach auf der Vorderseite des Leuchtkörper angeordnet sein. Ist der Leuchtkörper rund ausgeführt und die Öffnung durch den Leuchtkörper nicht zentriert angeordnet, so reicht z. B. ein Kontakt an der schmalsten Stelle zwischen der Öffnung im Leuchtkörper und der Außenkante des Leuchtkörpers aus, da sich die Leitung automatisch dort festzurren lässt. Der zweite Kontakt 25 kann beliebig angeordnet sein, z. B. auf der Rückseite des Leuchtkörpers oder an einer Öffnung durch den Leuchtkörper. Weitere Ausführungsmöglichkeiten der Kontakte wurden bereits ausführlich beschrieben und können auch auf dieses Ausführungsbeispiel angewendet werden.
Mit anderen Worten schaffen Ausführungsbeispiele der Erfindung einen Vorteil bei der Integration von LED Chips in Fäden und Textilien für Beleuchtungszwecke. Konventionelle LED können gelötet oder mit Drähten verbunden werden. Diese Verbindungstechnik kann prinzipiell sehr unflexibel sein. Für die Integration und den elektrischen Anschluss an Fäden wie es in 1 gezeigt wird, insbesondere wenn eine sehr große Anzahl von LED zu integrieren sind, kann die Montage sehr kompliziert, zeitaufwendig und teuer sein. Eine Änderung des LED Designs kann hier zu einer drastischen Vereinfachung der Integration in Fäden und Gewebe bewirken, da die LED auf leitfähige Fäden 20 bzw. 27 einfach aufgezogen werden können wie auf eine Kette.
Mittels ringförmiger LED, wobei der innere Ringbereich einen Kontakt 55 der LED darstellt oder einer LED, welche irgendeine Form aber auch viereckig sein kann, aber mit einem, zwei oder mehreren ringförmigen Kontaktlöchern 15 bzw. 35 ausgeführt sein kann, z. B. wie ein Knopf oder eine Paillette aussieht, kann mit leitfähigen Fäden durch annähen ein elektrischen Kontakt hergestellt werden bzw. diese LED Elemente können einfach auf leitende Fäden aufgezogen werden, bzw. mit leitfähigen Fäden verstrickt werden. Daraus können dann Gewebe erstellt werden, wobei die LED mit Lochkontakten sogar tragende Eigenschaften in den möglichen Geweben einnehmen können. Die Leuchtgewebe sind dabei weiterhin flexibel und biegsam und können in sehr großen Flächen oder als sehr lange Fäden aufgebaut werden. Eine mögliche Anordnung dieses Gewebes ist in 20 dargestellt. Die Leuchtkörper 12a–g sind dabei nicht wie bisher an einem Trägermaterial befestigt, sondern bilden eine gewebeartige Struktur, indem sie mit den elektrisch leitfähigen Leitungen 20a–d untereinander mechanisch verbunden und kontaktiert werden. Jede der elektrisch leitfähigen Leitungen ist dabei mit den Kontakten derselben Pole verbunden. Wie oben bereits beschrieben, können die elektrisch leitfähigen Leitungen z. B. über eine Außenisolation gegeneinander isoliert sein. Weiterhin ist auch ein Betrieb mit Wechselspannung möglich.
Dieses Design z. B. eines knopfartigen LED Bauelements erleichtert extrem die Verwendung in Fäden und Textilien. Eine Änderung des LED Designs kann hier zu einer drastischen Vereinfachung der Integration in Fäden und Gewebe bewirken, da die LED auf leitfähigen Fäden einfach aufgezogen werden können wie auf eine Kette. Das Design ist dabei ganz offensichtlich unterschiedlich zu den existierenden LED Bauelementen und es ist direkt von außen ersichtlich, ob es eingesetzt wurde. Dabei eigenen sich großflächige Textilien hervorragend für Beleuchtungszwecke in der Kleidungstechnologie, aber auch für Architekturanwendungen oder in Fahrzeugen.
Ganz allgemein kann die Leuchtvorrichtung aber auch als ein optoelektronisches Modul ausgeführt sein, welche aus verschiedensten Trägermaterialien wie Holz, Metall, Folien, Keramik, aber auch aus einem elektronischen Substratmaterial wie z. B. einer Platine bestehen kann und neben der Leuchtfunktion auch Sensorfunktionen beinhaltet. Die Leuchtvorrichtung kann auch so ausgeführt werden, dass optoelektronische Module mit verschiedenen Sensorfunktionen integriert werden und über die Löcher in der Vorrichtung montiert werden.

Claims

Leuchtvorrichtung (10) mit einem Leuchtkörper (12) mit einem ersten (55) und einem von dem ersten Kontakt getrennten zweiten (25) Kontakt, wobei die Leuchtvorrichtung zumindest eine Öffnung (15) durch den Leuchtkörper (12) aufweist.
Leuchtvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Kontakt an einer Öffnung durch den Leuchtkörper, oder zwischen einem Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper oder an einer Außenkante einer Außenoberfläche des Leuchtkörpers freiliegt.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Kontakt (25) an einer Außenoberfläche des Leuchtkörpers (12) freiliegt.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zweite Kontakt (25) an einer weiteren Öffnung (35) durch den Leuchtkörper freiliegt.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Öffnung eine Fläche von jeweils mindestens 0,1 mm² an zwei gegenüberliegenden Enden der Öffnung aufweist.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, deren Leuchtfläche (45) zwischen 10% und 100% einer Außenoberfläche des Leuchtkörpers einnimmt.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Leuchtkörper (12) eine Leuchtdiode als Leuchtquelle (60) aufweist, die an den ersten und zweiten Kontakt angeschlossen ist.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der vorigen Ansprüche, bei der der Leuchtkörper (12) als Plättchen ausgeführt ist.
Leuchtvorrichtung (10) gemäß Anspruch 8, wobei das Plättchen eine Vorderseite und eine Rückseite aufweist und der zweite Kontakt an der Rückseite freiliegt und sich nicht auf die Vorderseite erstreckt.
Leuchtvorrichtung gemäß einem der vorigen Ansprüche, die als Paillette oder Knopf ausgeführt ist.
Vorrichtung, die eine Vielzahl von Leuchtkörpern gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei der erste Kontakt an einer Öffnung oder zwischen einem Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper freiliegt und der zweite Kontakt (55) an einer weiteren Öffnung oder zwischen einem weiteren Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper freiliegt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die ersten Kontakte der Leuchtkörper durch Fädeln mit einer elektrisch leitfähigen Leitung verbunden und kontaktiert werden und wobei die zweiten Kontakte der Leuchtkörper durch Fädeln mit einer elektrisch leitfähigen Leitung verbunden und kontaktiert werden.
Vorrichtung, die eine Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1–10 aufweist, wobei die Leuchtvorrichtung mit mindestens einem Faden an mindestens einem Trägermaterial befestigt ist, wobei der erste Kontakt des Leuchtkörpers ein erstes Trägermaterial kontaktiert und der zweite Kontakt des Leuchtkörpers ein zweites Trägermaterial kontaktiert.
Vorrichtung, an der ein Leuchtkörper (12) einer Leuchtvorrichtung (10) mit einer elektrisch leitfähigen Leitung (20) befestigt ist, die einen ersten Kontakt (55) eines Leuchtkörpers kontaktiert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die elektrisch leitfähige Leitung (10) als elektrisch leitfähiger Faden oder Litze oder Draht oder Flachbandkabel ausgeführt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die Vorrichtung ein Textil oder Lampenschirm ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei der erste Kontakt an einer Öffnung (15) durch den Leuchtkörper (12), durch die die elektrisch leitfähige Leitung gefädelt ist, oder zwischen einem Paar von Öffnungen (15a und 15b) durch den Leuchtkörper freiliegt, durch das die elektrisch leitfähige Leitung gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–17, wobei die Leuchtvorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1–10 ausgeführt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–18, wobei ein zweiter Kontakt (25) des Leuchtkörpers (12) an einer Außenoberfläche freiliegt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–18, wobei ein zweiter Kontakt (25) des Leuchtkörpers (12) an einer weiteren Öffnung (35) durch den Leuchtkörper freiliegt, durch die eine weitere elektrisch leitfähige Leitung gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–19, das ferner ein Trägermaterial (30) mit einer elektrisch leitfähigen Trägermaterialoberfläche aufweist, wobei der Leuchtkörper (12) so an dem Trägermaterial (30) befestigt ist, dass ein zweiter Kontakt (25) des Leuchtkörpers von der Trägermaterialoberfläche kontaktiert ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei das Trägermaterial (30) als Stoff, Gewebe, Folie, Stahlfolie, Platine, Plastik oder Blech ausgeführt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 21 oder 22, wobei eine elektrisch leitfähige Folie oder ein elektrisch leitfähiges Spray oder ein weiteres elektrisch leitfähiges Trägermaterial (30) an der Stelle appliziert ist, an der die Trägermaterialoberfläche elektrisch leitfähig ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 21–23, wobei der zweite Kontakt (25) des Leuchtkörpers (12) auf der Trägermaterialoberfläche befestigt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–24, wobei der erste Kontakt (55) an einer Öffnung (15) des Leuchtkörpers freiliegt und wobei die elektrisch leitfähige Leitung (20) durch die Öffnung gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–25, wobei ein zweiter Kontakt (25) des Leuchtkörpers (12) durch eine zweite elektrisch leitfähige Leitung (27) kontaktiert ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–26, wobei ein zweiter Kontakt (25) an einer weiteren Öffnung (35) des Leuchtkörpers (12) freiliegt und wobei eine weitere elektrisch leitfähige Leitung (27) durch die Öffnung (35) gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–25, wobei die elektrisch leitfähige Leitung (15) durch ein Paar von Öffnungen durch den Leuchtkörper gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei ein zweiter Kontakt (25) des Leuchtkörpers (12) von einer weiteren elektrisch leitfähigen Leitung (27) kontaktiert ist, der durch ein weiteres Paar von Öffnungen (35a und 35b) durch den Leuchtkörper gefädelt ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–29, wobei die elektrisch leitfähige Leitung (20) eine Außenisolierung aufweist, die an einer Stelle, an der der erste Kontakt (55) kontaktiert ist, unterbrochen ist.
Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit Befestigen einer Leuchtvorrichtung (10) an der Vorrichtung unter Kontaktierung eines Kontaktes (55) der Leuchtvorrichtung mit einem elektrisch leitfähigen Faden (20).
Verfahren gemäß Anspruch 31, wobei die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14–30 ausgeführt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 31 oder 32, wobei das Trägermaterial durch Erwärmen, Ätzen, Kratzen, Löten, Pressen, Bestrahlen, Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Stoffes oder Applikation oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte, an der Stelle elektrisch leitfähig wird, wo die Trägermaterialoberfläche der Leuchtvorrichtung kontaktiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 31 oder 32, wobei die elektrisch leitfähige Leitung isoliert ist und durch Erwärmen, Ätzen, Kratzen, Löten, Pressen, Bestrahlen oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte elektrisch leitfähig wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31–34, wobei die elektrisch leitfähige Leitung (20) zum Befestigen und Kontaktieren durch eine Öffnung (15) durch den Leuchtkörper (12) gefädelt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31–35, wobei die elektrisch leitfähige Leitung durch Erwärmen, Löten, Pressen oder Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tinte an einer Öffnung durch den Leuchtkörper befestigt wird.