DE102015208462A1

DE102015208462A1 - Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015208462A1
Application number: DE102015208462.0A
Authority: DE
Inventors: Klaus Stockwald
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer schaltbaren Lichtquelle (24, 50) zur Emission von Licht und einer aus einem Schichtmaterial gebildeten Nanostrukturschicht (2), die von dem Licht durchsetzt wird, wobei die Nanostrukturschicht (2) mit einer ersten Seitenfläche (3) an einem mit einem Gas gefüllten Volumen (4) angeordnet ist, welches Gas einen Brechungsindex nGas hat, und mit einer zweiten Seitenfläche (5) an einem Festkörper (6) mit einem Brechungsindex nFestkörper angeordnet ist, und wobei das Schichtmaterial mit einer Struktur geformt ist, aufgrund welcher in die Nanostrukturschicht (2) ein zu dem Gas in dem Volumen identisches Gas anteilig eingelagert ist, und wobei die Struktur in zu der Dickenrichtung (7) senkrechten Schichtrichtungen (8) auf einer Größenskala > 1 µm homogen gefasst ist und sich infolgedessen in der Nanostrukturschicht (2) ein in den Schichtrichtungen (8) homogener effektiver Brechungsindex neff einstellt, von dem ein über die Dickenrichtung (7) gemittelter Wert zwischen den Brechungsindizes nGas und nFestkörper liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer schaltbaren Lichtquelle und einer Nanostrukturschicht.
Stand der Technik
Bei den vorliegend in Rede stehenden Lichtquellen kann es sich bspw. um LEDs handeln, die direkt in eine Leuchte oder in ein Leuchtmittel zum Einsetzen in eine Leuchte, etwa als Glühlampen-Ersatz, integriert sein können. Andererseits kann als Lichtquelle bspw. auch ein Leuchtstoffelement vorgesehen sein, welches mit einer beabstandet dazu angeordneten Pumpstrahlungsquelle angeregt wird und auf diese Anregung hin ein Konversionslicht emittiert. Letzteres kann dann für sich oder auch in Mischung mit einem nicht konvertierten Teil der Pumpstrahlung genutzt werden; solche Lichtquellen hoher Leuchtdichte finden bspw. im Projektionsbereich Anwendung.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Beleuchtungsvorrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer schaltbaren Lichtquelle zur Emission von Licht und einer aus einem Schichtmaterial gebildeten Nanostrukturschicht mit einer ersten Seitenfläche und einer dazu in Bezug auf eine Dickenrichtung entgegengesetzten zweiten Seitenfläche, wobei die Lichtquelle und die Nanostrukturschicht derart relativ zueinander angeordnet sind, dass zumindest ein Teil des Lichts auf eine der beiden Seitenflächen fällt, die Nanostrukturschicht durchsetzt und an der entgegengesetzten Seitenfläche austritt, wobei die Nanostrukturschicht mit der ersten Seitenfläche an einem mit einem Gas gefüllten Volumen angeordnet ist, welches Gas einen Brechungsindex n_Gas hat, und mit der zweiten Seitenfläche an einem Festkörper mit einem Brechungsindex n_Festkörper angeordnet ist, und wobei das Schichtmaterial mit einer Struktur geformt ist, aufgrund welcher in die Nanostrukturschicht ein zu dem Gas in dem Volumen identisches Gas anteilig eingelagert ist, und wobei die Struktur in zu der Dickenrichtung senkrechten Schichtrichtungen auf einer Größenskala > 1 µm homogen gefasst ist und sich infolgedessen in der Nanostrukturschicht ein in den Schichtrichtungen homogener effektiver Brechungsindex n_eff einstellt, von dem ein über die Dickenrichtung gemittelter Wert zwischen den Brechungsindizes n_Gas und n_Festkörper liegt.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird. Jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen.
Wie nachstehend weiter im Detail deutlich wird, kann es sich bei dem Festkörper bspw. um den Hüllkolben eines Leuchtmittels, etwa in der Form eines Glühlampen-Hüllkolbens, oder etwa auch um die Abdeckscheibe einer Leuchte handeln. Der Brechungsindex n_Festk. des Festkörpers ist größer als der Brechungsindex n_Gas des Gases (ein Hüllkolben-Füllgas oder in der Regel Luft), es läge ohne Nanostrukturschicht also ein mitunter erheblicher Brechungsindexsprung vor. Dieser kann bspw. sogenannte Fresnel-Reflexionen zur Folge haben, was den Anteil des dann auch tatsächlich nutzbaren Lichts verringert.
Der effektive Brechungsindex n_eff der Nanostrukturschicht liegt zwischen den Brechungsindizes von Gas und Festkörper, wobei diese Anpassung durch die anteilige Gaseinlagerung in die Nanostrukturschicht erreicht wird. Infolge derer ist der effektive Brechungsindex n_eff geringer als der Brechungsindex n_Schichtmat. des Schichtmaterials (der Nanostrukturschicht). Die Nanostrukturschicht kann vorteilhafterweise auch direkt in den Festkörper, bspw. den Hüllkolben eines Leuchtmittels, eingeformt werden; die Struktur kann also bildlich gesprochen in dessen Oberfläche eingeprägt werden. Gegenüber einem alternativ denkbaren Ansatz, nämlich der Beschichtung mit einem Material, dessen Brechungsindex bereits originär zwischen den Brechungsindizes von Gas und Festkörper liegt, kann mit der Nanostrukturschicht die Brechungsindexanpassung bereits in das Bauteil selbst integriert sein. Ein Negativ der Struktur kann bspw. in einem Formwerkzeug berücksichtigt sein und die Struktur so gleichzeitig mit der Herstellung des Bauteils „aufgebracht“ werden.
Die Struktur der Nanostrukturschicht ist in den Schichtrichtungen auf einer Größenskala oberhalb 1 µm und damit oberhalb des sichtbaren Spektralbereichs (380 nm bis 780 nm) homogen. Die Struktur „verschwindet“ bei entsprechend grober Auflösung, also bei einer Mittelung auf besagter Größenskala. Das von der Lichtquelle emittierte Licht kann die Struktur der Nanostrukturschicht nicht auflösen, weswegen sich der in den Schichtrichtungen homogene effektive Brechungsindex einstellt.
Der Brechungsindex n_Gas des Gases beträgt höchstens 1,1, vorzugsweise höchstens 1,01, jener des Festkörpers (n_Festk.) mindestens 1,4, vorzugsweise mindestens 1,5. Der effektive Brechungsindex n_eff liegt (über die Dickenrichtung gemittelt) bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 1,2, 1,21, 1,22 bzw. 1,23; davon unabhängig liegen vorteilhafte Obergrenzen von n_eff bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 1,35, 1,3, 1,29, 1,28 bzw. 1,27. Der Brechungsindex n_Schichtmat. des Schichtmaterials beträgt bevorzugt mindestens 1,4, weiter bevorzugt mindestens 1,5; vorteilhafte Obergrenzen können (davon unabhängig) bspw. bei 1,7, 1,6 bzw. 1,5 liegen. Generell wird im Rahmen dieser Offenbarung der Brechungsindex bei einer Wellenlänge von λ = 589 nm betrachtet.
Das Schichtmaterial an sich hat einen über die Nanostrukturschicht homogenen Brechungsindex n_Schichtmat.; der effektive Brechungsindex n_eff ergibt sich dann zusammen mit dem Gas. Dieses ist „anteilig eingelagert“, es durchsetzen dann also bspw. zur Dickenrichtung senkrechte Schnittebenen jeweils sowohl Gas als auch Schichtmaterial. Im Allgemeinen kann das Gas bspw. auch ein Füllgas in einem Hüllkolben sein, das bspw. im Vergleich zu Luft einen höheren Helium-Anteil hat. Bevorzugt ist das Gas jedoch Luft, grenzt die Nanostrukturschicht mit ihrer ersten Seitenfläche also an ein Luftvolumen und ist auch Luft in die Nanostrukturschicht eingelagert.
Die „erste Seitenfläche“ der Nanostrukturschicht ist eine Tangentialebene an das Schichtmaterial, welche also nicht dessen Struktur folgt, sondern dann bspw. gemeinsam mit dieser das Gas gedacht einschließt (vgl. 1b zur Illustration). Die Gaseinlagerung kann im Allgemeinen auch tatsächlich zu dem Gasvolumen hin abgeschlossen, also geschlossenporig in das Schichtmaterial integriert sein; bevorzugt ist die Gaseinlagerung in der Nanostrukturschicht druckfluidisch mit dem Gasvolumen verbunden, ist die Gaseinlagerung zur ersten Seitenfläche hin also offen. Die erste Seitenfläche grenzt das Gasvolumen und die Nanostrukturschicht dann also nur begrifflich voneinander ab, tatsächlich ist ein Gasaustausch möglich (zwischen Nanostrukturschicht und Gasvolumen).
Im Falle einer in den Festkörper eingeformten, monolithisch damit ausgebildeten Nanostrukturschicht (siehe unten im Detail) ergibt sich die „zweite Seitenfläche“ als Tangentialebene an die Gaseinlagerungen, soll die Nanostrukturschicht also in Dickenrichtung per definitionem so weit wie die Lufteinlagerungen reichen. Ist die Nanostrukturschicht andererseits mit einer Materialgrenze dazwischen auf den Festkörper aufgebracht, entspricht die zweite Seitenfläche dieser Materialgrenze, hat die Nanostrukturschicht in der Dickenrichtung also eine durch die Erstreckung des Schichtmaterials vorgegebene Dicke. Die an dem Festkörper „angeordnete“ Nanostrukturschicht grenzt also entweder an diesen oder ist monolithisch damit.
Wie bereits eingangs dargestellt, kann die „schaltbare“ Lichtquelle einerseits unmittelbar selbst schaltbar sein, etwa im Falle der LED als Lichtquelle. Andererseits kann sie etwa im Falle des Leuchtstoffelements als Lichtquelle mit beabstandet dazu angeordneter Pumpstrahlungsquelle auch mittelbar schaltbar sein, nämlich über die ihrerseits unmittelbar schaltbare Pumpstrahlungsquelle; durch Ein-/Ausschalten der Pumpstrahlungsquelle wird die Anregung des Leuchtstoffelements und damit das Konversionslicht ein-/ausgeschaltet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der effektive Brechungsindex n_eff in der Nanostrukturschicht zwar in deren Schichtrichtungen homogen, nimmt er aber von der ersten zu der zweiten Seitenfläche hin zu. Dies wird mit einem entlang der Dickenrichtung von der ersten zur zweiten Seitenfläche hin zunehmenden Anteil des Schichtmaterials an der Nanostrukturschicht erreicht. Es ist also in der Dickenrichtung ein effektiver Brechungsindexgradient ausgebildet, was bspw. die Fresnel-Verluste weiter reduzieren hilft.
In bevorzugter Ausgestaltung hat die Nanostrukturschicht eine in der Dickenrichtung genommene Dicke von mindestens 100 nm, wobei mindestens 125 nm weiter bevorzugt und mindestens 150 nm besonders bevorzugt sind. Vorteilhafte Obergrenzen liegen bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 400 nm, 350 nm, 300 nm bzw. 250 nm, wobei Ober- und Untergrenze im Allgemeinen auch unabhängig voneinander von Interesse sein können. Die Dicke wird als über die Nanostrukturschicht gebildeter Mittelwert genommen, und zwar zwischen erster und zweiter Seitenfläche (welche bevorzugt parallel zueinander sind).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schichtmaterial Siliziumdioxid, welches in der Nanostrukturschicht eine über die Dickenrichtung über den Erstreckungsbereich der Gaseinlagerung gemittelte Porosität von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 35 %, weiter bevorzugt mindestens 40 %, hat; vorteilhafte Obergrenzen liegen bei höchstens 60 %, 55 % bzw. 50 % (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt), wobei Ober- und Untergrenze im Allgemeinen auch unabhängig voneinander von Interesse sein können. Vorzugsweise nimmt die Porosität von der ersten zur zweiten Seitenfläche hin ab (und damit n_eff zu). Bevorzugt kann aber auch eine über die Dickenrichtung im Wesentlichen konstante Porosität sein. Im Allgemeinen ist auch eine geschlossenporige Struktur denkbar, bevorzugt ist sie offenporig.
Das poröse Siliziumdioxid wird bevorzugt in einem Sol-Gel-Verfahren aufgebracht. Dazu wird zunächst in etwa einem Sprüh-, Tauch- oder Spin-Coating-Verfahren ein Präkursorenfilm aufgebracht. Mögliche Silizium-Präkursoren sind bspw. Tetramethylorthosilicat oder Tetraethylorthosilicat. Es kann bspw. eine Mischung aus einem Kieselsäure-Tetramethylester, Tetramethylorthosilicat und Methanol vorgesehen werden, wobei derart mit Alkohol verdünnt wird, dass nach einer Gastrocknung, etwa in einer Atmosphäre aus Wasserdampf und Ammoniak, eine poröse Siliziumdioxidschicht mit einer Porosität von bspw. 45 % verbleibt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Struktur der Nanostrukturschicht regelmäßig aufgebaut, sind also die strukturbildenden Einzelstrukturen untereinander gleich aufgebaut und auch regelmäßig angeordnet, nämlich in Form eines zweidimensionalen Bravais-Gitters. Die aus dem Schichtmaterial gebildeten „Einzelstrukturen“ sind jeweils in zur Dickenrichtung senkrechten Schnittebenen von dem übrigen Schichtmaterial getrennt, gehen aber (in anderen Schnittebenen) gleichwohl in dieses über. Diese Einzelstrukturen sind nun in Form eines zweidimensionalen Bravais-Gitters angeordnet, also schiefwinklig, quadratisch, rechteckig, hexagonal oder zentriert-rechteckig. Die Gitterpunkte, auch als Basis bezeichnet, sind dabei jeweils mit einer der Einzelstrukturen besetzt.
Die Einzelstrukturen können, egal ob regel- oder unregelmäßig angeordnet, bspw. jeweils die Form eines Kegels, insbesondere eines geraden Kegels, haben. Es kann auch eine Pyramidenform bevorzugt sein, so können die Einzelstrukturen also bspw. jeweils die Form einer regelmäßigen Pyramide haben, bevorzugt einer quadratischen Pyramide. Die Pyramidenspitzen bzw. Kegelspitzen weisen dann in Richtung der ersten Seitenfläche, also zu dem Gasvolumen hin; in der Nanostrukturschicht nimmt dann der Brechungsindex zu den Grundflächen der Kegel/Pyramiden hin zu.
Im Falle einer (solchen oder einer nachstehend beschriebenen) Nanostrukturschicht mit Einzelstrukturen ist das Schichtmaterial bevorzugt ein Kunststoffmaterial, etwa Polymethylmethacrylat, Polyurethan/Polyurea oder ein Acryllack. Eine solche Nanostrukturschicht wird bevorzugt in einem Spritzgussschritt strukturiert, wobei einerseits die Struktur eben auch direkt in die Oberfläche des Bauteils selbst eingeformt sein kann (siehe unten im Detail), wenn das Formwerkzeug mit einem entsprechenden Negativ gefasst ist. Die Nanostrukturschicht kann auch als gesonderte Komponente in einem Mehrkomponenten-Spritzgussverfahren an das Bauteil angespritzt werden, es wird dann also in einem ersten Schritt das Bauteil gespritzt und in einem zweiten Schritt mit einem entsprechend negativ strukturierten Formwerkzeug die Nanostrukturschicht angespritzt.
Ein Formwerkzeug mit einem Negativ als „Prägestempel“ zur Erzeugung der Nanostrukturschicht kann bspw. von einem optisch strukturierten Fotolack, also einer Lithographiestruktur, ausgehend gefasst werden. Die Struktur kann bspw. in Nickel abgeformt und die Nickelabform wiederum in ein Nickelblech umkopiert werden, welches dann als Negativ in dem Spritzgusswerkzeug dient. Ein solches Negativ kann jedoch bspw. auch von einer harten Oxid- oder Nitridschicht, etwa Titanaluminiumnitrid, Titanoxid oder Molybdännitrid, ausgehend hergestellt werden. Das Negativ kann über ein Reaktiv-Lacksystem, z. B. Zwei-Komponenten-Polyurethan, auf das Spritzgusswerkzeug übertragen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Einzelstrukturen derart angeordnet (im Allgemeinen nicht zwingend regelmäßig), dass jede der Einzelstrukturen zu ihrer jeweils nächstbenachbarten Einzelstruktur einen Abstand von mindestens 100 nm, vorzugsweise mindestens 150 nm, weiter bevorzugt mindestens 175 nm, und von höchstens 400 nm, vorzugsweise höchstens 300 nm, besonders bevorzugt höchstens 250 nm, hat (Ober- und Untergrenze können dabei im Allgemeinen auch unabhängig voneinander von Interesse sein). Je Einzelstruktur wird der Abstand zur „nächstbenachbarten“ Einzelstruktur betrachtet, also zu jener Einzelstruktur, zu welcher der Abstand am kleinsten ist. Für die Abstandsermittlung wird eine senkrechte Projektion der jeweiligen Einzelstrukturen in eine zur Dickenrichtung senkrechten Ebene genommen und werden die jeweiligen Flächenschwerpunkte und deren Abstände zueinander zugrunde gelegt (ein Flächenschwerpunkt je projizierter Einzelstruktur).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Einzelstrukturen jeweils eine in der Dickenrichtung genommene Höhe von mindestens 50 nm, vorzugsweise mindestens 75 nm, besonders bevorzugt mindestens 100 nm, und von höchstens 300 nm, vorzugsweise höchstens 275 nm, besonders bevorzugt höchstens 250 nm (Ober- und Untergrenze sollen wiederum auch unabhängig voneinander offenbart sein). Die Höhe wird in der Dickenrichtung genommen, und zwar eben jeweils soweit eine Einzelstruktur vorliegt, die jeweilig betrachtete Einzelstruktur also in zur Dickenrichtung senkrechten Schnittebenen vom übrigen Schichtmaterial separiert ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Lichtquelle bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Leuchtstoffelement, das mit einer beabstandet dazu angeordneten Pumpstrahlungsquelle angeregt wird und auf diese Anregung hin Konversionslicht emittiert. Bei der anregenden Pumpstrahlung kann es sich im Allgemeinen bspw. auch um UV-Strahlung handeln, bevorzugt ist blaues Pumplicht. Wenngleich das Leuchtstoffelement das Konversionslicht in der Regel isotrop emittiert, gibt es zumindest anordnungsbedingt eine Abstrahlfläche, an welcher das Konversionslicht abgeführt wird. Die Nanostrukturschicht kann hier insoweit besondere Vorteile bieten, als eine typische Abstrahlcharakteristik Lambertsch ist, also das Licht unter entsprechend (unterschiedlich) großen Einfallswinkeln auf die Nanostrukturschicht treffen kann. Diese verringert die Reflektivität auch bei großen Einfallswinkeln, vgl. 7 zur Illustration.
Die Nanostrukturschicht ist in direktem optischen Kontakt mit dem Leuchtstoffelement vorgesehen, das Licht soll zwischen Leuchtstoffelement und Nanostrukturschicht also bspw. allenfalls ein Zwischenmaterial mit einem Brechungsindex n_zw ≥ 1,2, vorzugsweise ≥ 1,3, besonders bevorzugt ≥ 1,4, durchsetzen. Das Zwischenmaterial kann bspw. ein Glasträger sein, an dessen eine Seite das Leuchtstoffelement und an dessen entgegengesetzte Seite die Nanostrukturschicht grenzt. Bevorzugt ist die Nanostrukturschicht jedoch direkt auf das Leuchtstoffelement aufgebracht; es ist dann also das Leuchtstoffelement selbst der Festkörper.
In bevorzugter Ausgestaltung wird das Leuchtstoffelement in Transmission betrieben, fällt die Pumpstrahlung also auf eine der Abstrahlfläche entgegengesetzte Einstrahlfläche des Leuchtstoffelements (bei dem im Allgemeinen auch möglichen Betrieb in Reflexion fallen Einstrahl- und Abstrahlfläche zusammen). Bevorzugt ist dann eine weitere Nanostrukturschicht vorgesehen, und zwar in direktem optischen Kontakt mit dem Leuchtstoffelement, der Einstrahlfläche in Bezug auf die Pumpstrahlung vorgelagert.
Generell sollen im Rahmen dieser Offenbarung, soweit von einer „weiteren Nanostrukturschicht“ die Rede ist, für diese sämtliche für die (erste) Nanostrukturschicht als bevorzugt offenbarten Ausgestaltungen ebenfalls als bevorzugt offenbart sein. Auch die weitere Nanostrukturschicht vermittelt einen Übergang zwischen einem Festkörper und einem Gasvolumen, also zwischen n_Festkörper und n_Gas. Vorliegend erhöht die weitere Nanostrukturschicht die Pumpstrahlungseffizienz, hilft sie also mehr von der Pumpstrahlung in das Leuchtstoffelement einzukoppeln.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Festkörper ein Transmissionsfenster, bspw. aus Glas oder vorzugsweise Kunststoff, und ist die Lichtquelle über ein Gasvolumen, vorzugsweise Luft, dazu beabstandet angeordnet. Die Lichtquelle ist vorzugsweise eine LED, was besonders bevorzugt auf einen gehäusten LED-Chip zu lesen ist. Auch LEDs haben meist eine Lambertsche Abstrahlcharakteristik, es wird auf den vorstehend genannten Vorteil verwiesen. Das Gasvolumen kann dann einerseits gleich dem Gasvolumen sein, an welchem die Nanostrukturschicht angeordnet ist, letztere kann also auf der der Lichtquelle zugewandten Seite des Transmissionsfensters angeordnet sein. Andererseits kann die Nanostrukturschicht auch auf der der Lichtquelle abgewandten Seite des Transmissionsfensters angeordnet sein.
Das „Transmissionsfenster“ kann im Allgemeinen bspw. auch transluzent sein, also zwar licht-, aber nicht blickdurchlässig, etwa aufgrund in das Transmissionsfenstermaterial eingebetteter Streupartikel. Vorzugsweise ist es transparent, also auch blickdurchlässig. Das Transmissionsfenster kann bspw. die Form einer Scheibe haben, also plan sein, oder sich etwa im Falle eines Hüllkolbens auch gekrümmt erstrecken, bspw. der Form eines Glühlampen-Hüllkolbens oder der (teil-)zylindrischen Form einer Leuchtstofflampe entsprechend. In einer Dickenrichtung des Transmissionsfensters, die im letztgenannten Beispiel senkrecht zur Zylinderachse liegt, wird die Dicke des Transmissionsfensters genommen, in den jeweilig dazu senkrechten Schichtrichtungen dessen Flächenerstreckung. Unabhängig von der Form im Einzelnen soll die Erstreckung des Transmissionsfensters in der Fläche erheblich größer als dessen Dicke sein, bspw. um mindestens das 10- bzw. 20-fache.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nanostrukturschicht in eine Oberfläche des Transmissionfensters eingeformt, sind also die Nanostrukturschicht und das übrige Transmissionsfenster monolithisch miteinander ausgebildet. „Monolithisch“ meint, von statistisch verteilten Einschlüssen abgesehen im Inneren frei von Materialgrenzen zwischen unterschiedlichen Materialien bzw. Materialien unterschiedlicher Herstellungsgeschichte. Bevorzugt ist das Transmissionsfenster ein Spritzgussteil und ist die Nanostrukturschicht bereits im Formwerkzeug berücksichtigt (siehe vorne).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Nanostrukturschicht eintrittsseitig des Transmissionsfensters vorgesehen, also der Lichtquelle zugewandt. Bevorzugt ist dann an der entgegengesetzten Austrittseite eine weitere Nanostrukturschicht angeordnet (für welche wiederum sämtliche für die erste Nanostrukturschicht als bevorzugt offenbarten Merkmale offenbart sein sollen). Die weitere Nanostrukturschicht vermittelt den Übergang von dem Transmissionsfenster in ein bspw. außerhalb einer Leuchte / eines Leuchtmittels angeordnetes Luftvolumen. Bezogen auf den Lichtpfad von der Lichtquelle nach außen nimmt dann also in der (ersten) Nanostrukturschicht der effektive Brechungsindex n_eff zu und in der weiteren Nanostrukturschicht ab.
Die eintrittsseitige Nanostrukturschicht ist vorzugsweise monolithisch mit dem übrigen Transmissionsfenster ausgebildet; die austrittsseitige, weitere Nanostrukturschicht ist bevorzugt eine gesondert auf das Transmissionsfenster aufgebrachte Kunststoffschicht. Diese Kunststoffschicht wird vorzugsweise in einem zweiten Spritzgussschritt, im Anschluss an das Spritzgießen des Transmissionsfensters aufgespritzt. Dazu kann das Transmissionsfenster in ein weiteres, die Kunststoffschicht berücksichtigendes Formwerkzeug eingelegt werden.
Diese Kombination aus einer eintrittsseitig direkt eingeformten Nanostrukturschicht und einer weiteren, austrittsseitig als gesonderte Schicht aufgebrachten Nanostrukturschicht kann etwa insoweit vorteilhaft sein, als für die äußere Schicht ein bspw. gut mit einem Lösungsmittel zu reinigendes und/oder UV-stabilisiertes Material, insbesondere Polyurethan-Material, gewählt werden kann. Dieses Material kann bspw. auch etwas elastischer als das Material des Transmissionsfensters, etwa Polycarbonat, sein, was aufgrund der Rückprallelastizität eine gewisse Kratz- und Berührungsunempfindlichkeit ergeben kann.
Die Erfindung betrifft auch eine Leuchte mit einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung und einem Gehäuse, in welchem die Lichtquelle, insbesondere die LED, untergebracht ist. Das Transmissionsfenster deckt das Gehäuse dann zu einer Seite hin ab. Bevorzugt ist in diesem Fall zumindest eine Seitenfläche des Transmissionsfensters plan, bevorzugt die Austrittsseite. Eintrittsseitig kann das Transmissionsfenster bspw. auch zur Lichtformung mit einer Linsenstruktur gefasst sein, sich also bspw. zu der Lichtquelle hin wölben und so auch die mit der Leuchte erzeugte Lichtverteilung mit bestimmen. Andererseits kann auch ein im Gesamten planes Transmissionsfenster (mit jeweils planer Eintritts- und Austrittsfläche) bevorzugt sein. „Plan“ meint hierbei jeweils von der bzw. einer weiteren Nanostrukturschicht abgesehen.
Zusätzlich zu der LED kann in dem Gehäuse der Leuchte bspw. auch eine Treiber-/Steuerelektronik für den Betrieb der LED vorgesehen sein. Auch im Falle des Leuchtmittels kann eine solche Treiber-/Steuerelektronik bevorzugt in das Leuchtmittel integriert sein, etwa gemeinsam mit der LED im Hüllkolben angeordnet oder im Sockel des Leuchtmittels untergebracht sein.
Wie bereits dargestellt, betrifft die Erfindung auch ein Leuchtmittel mit einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung und einem Sockel, wobei das Transmissionsfenster der Hüllkolben ist. Die LED ist mit dem Sockel elektrisch betreibbar verbunden, vorzugsweise über eine zwischengeschaltete Treiberelektronik. Das Leuchtmittel ist bevorzugt für einen Betrieb an Netzspannung (mindestens 100 V) eingerichtet.
Vorzugsweise ist das Leuchtmittel als Glühlampen-Ersatz oder als Leuchtstofflampen-Ersatz ausgelegt. Der Sockel kann also bspw. ein Edison-Sockel sein, bevorzugt mit der Gewindekennung E27. Im Falle des Leuchtstofflampen-Ersatzes kann der Sockel bspw. ein G-Sockel sein, etwa G5 oder G13.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer vorliegend offenbarten Beleuchtungsvorrichtung, wozu die Lichtquelle vorgesehen und die Nanostrukturschicht aus dem Schichtmaterial gebildet wird. Im Übrigen wird bezüglich weiterer Verfahrensdetails ausdrücklich auf die vor- und auch nachstehende Offenbarung verwiesen, insbesondere die Details zum Aufbringen/Herstellen der Nanostrukturschicht betreffend.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den verschiedenen Anspruchskategorien unterschieden wird.
Im Einzelnen zeigt
1a eine Schrägansicht auf eine Nanostrukturschicht einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
1b einen schematischen Schnitt durch eine Nanostrukturschicht gemäß 1a;
2 ein erstes Leuchtmittel mit einem Hüllkolben mit einer Nanostrukturschicht darauf;
3a, b ein zweites Leuchtmittel mit einem Hüllkolben mit einer Nanostrukturschicht darauf;
4a, b verschiedene Leuchten mit einer Abdeckscheibe mit einer Nanostrukturschicht darauf;
4c eine Schrägansicht einer Abdeckscheibe für eine weitere Leuchte;
5a, b ein in Reflexion betriebenes, mit einer Nanostrukturschicht versehenes Leuchtstoffelement als Lichtquelle;
6 ein in Transmission betriebenes, mit zwei Nanostrukturschichten versehenes Leuchtstoffelement als Lichtquelle;
7 die Reflektivität einer glatten Kunststoffoberfläche im Vergleich zur Reflektivität einer mit einer Nanostrukturschicht versehenen Kunststoffoberfläche, jeweils in Abhängigkeit vom Einfallswinkel.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine Schrägansicht einer aus pyramidenförmigen Einzelstrukturen 1 aufgebauten Nanostrukturschicht 2. Das Schichtmaterial ist klares Polyurethan, das in entsprechender Form mit einem die Struktur bildenden Formwerkzeug spritzgegossen werden kann.
Mit einer ersten, in 1a dem Betrachter zugewandten Seitenfläche 3 grenzt die Nanostrukturschicht 2 an ein Luftvolumen 4, vgl. den schematischen Schnitt gemäß 1b. Mit einer dazu entgegengesetzten, zweiten Seitenfläche 5 grenzt die Nanostrukturschicht 2 an einen Festkörper 6, etwa ein Leuchtstoffelement oder ein Transmissionsfenster (siehe unten im Detail).
Die Einzelstrukturen 1 haben jeweils eine in der Dickenrichtung genommene Höhe von rund 200 nm. Der in jeweils einer der zur Dickenrichtung 7 senkrechten Schichtrichtungen 8 genommene Abstand zwischen zwei jeweils nächstbenachbarten Einzelstrukturen 1 liegt bei rund 200 nm.
Mit den Einzelstrukturen 1 ist die Nanostrukturschicht 2 derart strukturiert, dass Luft in die Nanostrukturschicht 2 eingelagert ist (zwischen den Pyramiden). Aufgrund der Strukturgrößen stellt sich ein effektiver Brechungsindex n_eff ein, zu dem anteilig der Brechungsindex n_Schichtmat. des Polyurethan und der Brechungsindex n_Luft der eingelagerten Luft beitragen. Der effektive Brechungsindex n_eff ist in Bezug auf die Schichtrichtungen 8 homogen.
Da mit der Pyramidenstruktur jedoch der Anteil an eingelagerter Luft zur ersten Seitenfläche 3 hin zunimmt, nimmt der effektive Brechungsindex n_eff in derselben Richtung ab. Es stellt sich in der Nanostrukturschicht 2 ein Brechungsindexgradient ein. Indem der Brechungsindex zur ersten Seitenfläche 3 hin dem Brechungsindex n_Luft der Luft angenähert ist und zur zweiten Seitenfläche 5 hin dem Brechungsindex n_Schichtmat. des Schichtmaterials und damit den Brechungsindex n_Festk. des Festkörpers angenähert ist, wird ein weicher Übergang geschaffen und werden bspw. Fresnel-Verluste verringert.
2 zeigt ein erstes Leuchtmittel 20, und zwar einen Glühlampen-Ersatz mit einem Hüllkolben 21 als Transmissionsfenster, der an einem Sockel 22 montiert ist. In dem Hüllkolben 21 ist ein Träger 23, nämlich eine zum Quader gebogene Leiterplatte (nicht im Einzelnen dargestellt), angeordnet. Auf den Seitenflächen des Trägers 23 sind LEDs 24 montiert, die über eine nicht dargestellte Treiberelektronik elektrisch leitend mit dem Sockel 22 verbunden sind.
Der Hüllkolben 21 ist nun mit zwei Nanostrukturschichten versehen, wobei die erste Nanostrukturschicht 2a monolithisch mit dem übrigen Hüllkolben 21 ausgebildet, nämlich in dessen Eintrittsseite eingeformt ist. Der Hüllkolben 21 ist aus zwei jeweils für sich spritzgegossenen Halbschalen (die Trennebene liegt in der Zeichenebene) aufgebaut; die Nanostrukturschicht 2 wird mit einem entsprechenden Negativ in dem Formwerkzeug gleich beim Spritzgießen der jeweiligen Halbschale aus einem thermoplastischen Material, etwa Polycarbonat, mit eingebracht.
Das entsprechende Spritzgussteil wird dann in ein zweites Formwerkzeug eingelegt, und es wird die zweite Nanostrukturschicht 2b als zweite Komponente eines Mehrkomponenten-Spritzgussverfahrens auf die Austrittsseite aufgespritzt. Auch hier weist das Formwerkzeug ein Negativ der Nanostrukturschicht 2b auf, wird die Struktur also gleichzeitig mit dem Aufspritzen geschaffen. Die zweite Komponente ist Polyurethan.
3 zeigt ein weiteres Leuchtmittel 30, nämlich einen Leuchtstofflampen-Ersatz. Es ist also ein zylindrischer Hüllkolben 31 zwischen zwei endseitigen Sockeln 32 gehalten (G13-Sockel). Der Hüllkolben 31 ist wiederum mit zwei Nanostrukturschichten 2a, b versehen, nämlich einer ersten, eintrittsseitig direkt eingeformten Nanostrukturschicht 2a und einer in einem zweiten Spritzgussschritt austrittsseitig angeformten zweiten Nanostrukturschicht 2b. Der Hüllkolben 31 ist aus Polycarbonat vorgesehen, das Schichtmaterial der zweiten Nanostrukturschicht 2b ist Polyurethan. Die Anordnung der LEDs in dem Hüllkolben 31 ist vorliegend nicht im Einzelnen Gegenstand; die LEDs können bspw. auf einer beidseitig bestückten, sich länglich zwischen den einander entgegengesetzten Sockeln 32 erstreckenden Leiterplatte angeordnet sein.
Die 4a, b zeigen jeweils eine Leuchte 40 mit einem Gehäuse 41, in dem jeweils mehrere LEDs 24 angeordnet sind. Bei jeder der Leuchten 40 ist das jeweilige Gehäuse 41 mit einem für das von den jeweiligen LEDs 24 emittierte Licht transmissiven Transmissionsfenster 42 abgedeckt. Zur Erhöhung der Effizienz kann das Gehäuse 41 innenseitig auch verspiegelt sein bzw. kann gesondert ein Reflektor in der Leuchte 40 angeordnet werden.
Jedenfalls fällt das LED-Licht auf eine Eintrittsseite 43 des Transmissionsfensters 42, durchsetzt dieses und tritt an einer Austrittsseite 44 aus. Die Eintrittsseite 43 des Transmissionsfensters 42 ist mit einer ersten, eingeformten Nanostrukturschicht 2a gefasst. Austrittsseitig ist eine zweite Nanostrukturschicht 2b aufgebracht. Die erste Nanostrukturschicht 2a wird gemeinsam mit dem übrigen Transmissionsfenster 42 in einem ersten Schritt spritzgegossen, die zweite Nanostrukturschicht 2b wird anschließend als zweite Komponente angespritzt.
Die Leuchten 40 gemäß den 4a und b sind weitgehend identisch aufgebaut, im Falle der Leuchte 40 gemäß 4b ist das Transmissionsfenster 42 eintrittsseitig 43, also den LEDs 24 zugewandt, jedoch mit einer Makrostruktur geformt. Die zu den LEDs 24 hin ausgewölbte Eintrittsseite 43 dient der Lichtformung, das Transmissionsfenster 42 deckt die Leuchte 41 also einerseits ab, schützt also bspw. vor Verschmutzung, beeinflusst aber andererseits auch die Lichtverteilung. Demgegenüber ist das Transmissionsfenster 42 der Leuchte 40 gemäß 4a von den Nanostrukturschichten 2a, b abgesehen eine plane Scheibe.
4c zeigt ein Transmissionsfenster 42 für eine weitere (im Übrigen nicht dargestellte) Leuchte, wobei der Blick in der Schrägansicht gemäß 4c auf die Eintrittsseite 43 des Transmissionsfensters fällt. Die Eintrittsseite 43 ist wiederum mit einer direkt eingeformten, ersten Nanostrukturschicht vorgesehen, wohingegen austrittsseitig eine angespritzte und dabei strukturierte Polyurethan-Schicht als zweite Nanostrukturschicht vorgesehen ist (in 4c jeweils nicht im Einzelnen dargestellt). Ein solches Transmissionsfenster 42 kann bspw. als Abdeckung einer SL10-Leuchte Einsatz finden.
Alternativ könnte der Transmissionskörper 42 als an sich mit nicht mikrostrukturierten Seitenflächen gefasstes Teil vorgesehen sein und in bspw. einem Tauchverfahren im Gesamten mit einer porösen Siliziumdioxid-Schicht beschichtet werden, vgl. die Ausführungen in der Beschreibungseinleitung zu dem Sol-Gel-Verfahren.
Bei den bislang gezeigten Leuchten/Leuchtmitteln waren die LEDs als Lichtquelle jeweils beabstandet zu den Hüllkolben bzw. den Abdeckungs-Transmissionsfenstern angeordnet. Bei der in 5a gezeigten Ausführungsform ist als Lichtquelle ein kreisringförmiges Leuchtstoffelement 50 vorgesehen, welches auf eine drehbar gelagerte Scheibe 51 aufgebracht ist. Die dem Leuchtstoffelement 50 zugewandte Seitenfläche 52 der Scheibe 51 ist mit hochreflektivem Silber beschichtet. Auf diese im Gesamten als Leuchtstoffrad bezeichnete Anordnung fällt Pumpstrahlung in Form eines Laserstrahls 53, und das Leuchtstoffelement 50 emittiert auf diese Anregung hin Konversionslicht 54. Das Leuchtstoffelement 50 kann bspw. aus mehreren Segmenten jeweils unterschiedlicher Leuchtstoffe aufgebaut sein, sodass bei einer Rotation des Leuchtstoffrads Konversionslicht 54 sequentiell unterschiedlicher Farbe abgegeben wird.
Wie die Detailansicht gemäß 5b illustriert, ist auf das Leuchtstoffelement 50 eine Nanostrukturschicht 2 aufgebracht; die Nanostrukturschicht 2 kann bspw. als Polyurea-Beschichtung oder als Schicht eines organisch-anorganischen Copolymers in Verbindung mit einem anschließenden Einprägen der Oberflächenstruktur aufgebracht sein.
Das Pumplicht 53 durchsetzt die Nanostrukturschicht 2 zu dem Leuchtstoffelement 50 hin; ebenso durchsetzt das auf diese Anregung hin abgegebene Konversionslicht 54 die Nanostrukturschicht 2. Die Effizienz wird so in zweierlei Hinsicht erhöht, nämlich bereits beim Einkoppeln des Pumplichts 53 und auch bei der Abfuhr des Konversionslichts 54.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform mit einem Leuchtstoffelement 50, welches in diesem Fall statisch angeordnet ist. Es kann bspw. als Lichtquelle in einem Automobilscheinwerfer dienen. Im Gegensatz zu dem in Reflexion betriebenen Leuchtstoffelement 50 gemäß 5 wird das Leuchtstoffelement 50 gemäß 6 in Transmission betrieben, fällt das Pumplicht 53 also auf eine Einstrahlseite 60 des Leuchtstoffelements 50 und wird das Konversionslicht 54 an der entgegengesetzten Abstrahlfläche 61 abgeführt.
Auf die Abstrahlfläche 61 ist eine erste Nanostrukturschicht 2a aufgebracht, und auch die Einstrahlfläche 60 ist mit einer (zweiten) Nanostrukturschicht 2b versehen. Die beiden Nanostrukturschichten 2a, b können auch gemeinsam aufgebracht werden, etwa als poröse Siliziumdioxid-Schichten in einem Tauchverfahren (siehe vorne).
7 zeigt die Reflektivität einer Oberfläche in Abhängigkeit vom Einfallswinkel. Die erste Kurve 70a entspricht dabei einer glatten Polymeroberfläche und dient als Referenz. Bei kleinen Einfallswinkeln (kleine Verkippung zu einer Flächennormalen) liegt die Reflektivität bei rund 5 %, sie nimmt dann ab Einfallswinkeln um 45 % zu und steigt bei Einfallswinkeln um die 60 % deutlich an.
Die zweite Kurve 70b illustriert im Vergleich dazu die Reflektivität an einer Polymeroberfläche, die mit einer Nanostrukturschicht versehen ist. Bei kleinen Einfallswinkeln liegt die Reflektivität bei nur rund 1,3 %, lässt sich also andererseits (aufgrund verringerter Reflexionen) die Effizienz entsprechend erhöhen. Die Reflektivität nimmt zwar auch im Falle der Oberfläche mit Nanostrukturschicht zu größeren Einfallswinkeln hin zu, sie bleibt jedoch durchwegs kleiner als die Reflektivität der glatten Oberfläche.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung mit einer schaltbaren Lichtquelle (24, 50) zur Emission von Licht und einer aus einem Schichtmaterial gebildeten Nanostrukturschicht (2) mit einer ersten Seitenfläche (3) und einer dazu in Bezug auf eine Dickenrichtung (7) entgegengesetzten zweiten Seitenfläche (5), wobei die Lichtquelle (24, 50) und die Nanostrukturschicht (2) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass zumindest ein Teil des Lichts auf eine der beiden Seitenflächen (3, 5) fällt, die Nanostrukturschicht (2) durchsetzt und an der entgegengesetzten Seitenfläche (3, 5) austritt, wobei die Nanostrukturschicht (2) mit der ersten Seitenfläche (3) an einem mit einem Gas gefüllten Volumen (4) angeordnet ist, welches Gas einen Brechungsindex n_Gas hat, und mit der zweiten Seitenfläche (5) an einem Festkörper (6) mit einem Brechungsindex n_Festkörper angeordnet ist, und wobei das Schichtmaterial mit einer Struktur geformt ist, aufgrund welcher in die Nanostrukturschicht (2) ein zu dem Gas in dem Volumen identisches Gas anteilig eingelagert ist, und wobei die Struktur in zu der Dickenrichtung (7) senkrechten Schichtrichtungen (8) auf einer Größenskala > 1 µm homogen gefasst ist und sich infolgedessen in der Nanostrukturschicht (2) ein in den Schichtrichtungen (8) homogener effektiver Brechungsindex n_eff einstellt, von dem ein über die Dickenrichtung (7) gemittelter Wert zwischen den Brechungsindizes n_Gas und n_Festkörper liegt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher entlang der Dickenrichtung (7) der Anteil des Schichtmaterials an der Nanostrukturschicht (2) von der ersten (3) zu der zweiten Seitenfläche (5) hin zunimmt und so auch der effektive Brechungsindex von der ersten (3) zu der zweiten Seitenfläche (5) hin zunimmt.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Nanostrukturschicht (2) eine in der Dickenrichtung (7) genommene Dicke von mindestens 100 nm und von höchstens 400 nm hat.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher das Schichtmaterial Siliziumdioxid ist und die daraus gebildete Struktur derart porös ist, dass die Porosität der Nanostrukturschicht (2) bei mindestens 30 % und höchstens 60 % liegt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Struktur der Nanostrukturschicht (2) insoweit regelmäßig ist, als die Struktur bildende, aus dem Schichtmaterial geformte Einzelstrukturen (1) untereinander gleich aufgebaut und in Bezug auf die Schichtrichtungen (8) in Form eines zweidimensionalen Bravais-Gitters angeordnet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Struktur der Nanostrukturschicht (2) bildende, aus dem Schichtmaterial geformte Einzelstrukturen (1) derart angeordnet sind, dass jede der Einzelstrukturen (1) zu ihrer jeweils nächstbenachbarten Einzelstruktur (1) einen Abstand von mindestens 100 nm und von höchstens 400 nm hat.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Struktur bildende, aus dem Schichtmaterial geformte Einzelstrukturen (1) der Nanostrukturschicht (2) jeweils eine in der Dickenrichtung (7) genommene Höhe von mindestens 50 nm und von höchstens 300 nm haben.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Lichtquelle (24, 50) ein Leuchtstoffelement (50) ist, welches mit einer beabstandet dazu angeordneten, zur Emission von Pumpstrahlung (53) ausgelegten Pumpstrahlungsquelle angeregt wird und auf die Anregung hin an einer Abstrahlfläche (61) Konversionslicht (54) emittiert, wobei die Nanostrukturschicht (2) in direktem optischen Kontakt mit dem Leuchtstoffelement (50), in Bezug auf das an der Abstrahlfläche (61) emittierte Konversionslicht (54) der Abstrahlfläche (61) nachgelagert angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach 8, bei welcher das Leuchtstoffelement (50) in Transmission betrieben wird, also die Pumpstrahlung (53) auf eine der Abstrahlfläche (61) entgegengesetzte Einstrahlfläche (60) des Leuchtstoffelements (50) fällt, wobei eine weitere Nanostrukturschicht (26) in direktem optischen Kontakt mit dem Leuchtstoffelement (50) der Einstrahlfläche (60) in Bezug auf die Pumpstrahlung (53) vorgelagert angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher der Festkörper (6) ein Transmissionsfenster (21, 31, 42) ist und die Lichtquelle (24) eine LED ist, wobei das Transmissionsfenster (21, 31, 42) zu der LED über ein Gasvolumen beabstandet angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die Nanostrukturschicht (2) in eine Oberfläche des Transmissionsfensters (21, 31, 42) eingeformt ist, also die Nanostrukturschicht (2) und das übrige Transmissionsfenster (21, 31, 42) monolithisch miteinander ausgebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach 10 oder 11, bei welcher die Nanostrukturschicht (2a) eintrittsseitig des Transmissionsfensters (21, 31, 42) angeordnet ist und austrittsseitig eine weitere Nanostrukturschicht (2b) angeordnet ist.
Leuchte (40) mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einem Gehäuse (41), in welchem die LED angeordnet ist, wobei das Transmissionsfenster (42) das Gehäuse (41) zu einer Seite hin abdeckt und zumindest eine Seitenfläche des Transmissionsfensters (42) plan ist.
Leuchtmittel (20, 30) mit einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 und einem Sockel (22, 32), wobei das Transmissionsfenster (21, 31) als Hüllkolben ausgebildet ist, in welchem die LED angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten: – Vorsehen der Lichtquelle (24, 50); – Bilden der Nanostrukturschicht (2) aus dem Schichtmaterial.