DE102015209382A1 - Leuchtmittel, Beschichtung für ein Leuchtmittel und Beschichtungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Leuchtmittel mit mindestens einer Lichtquelle, mit mindestens einer lichtdurchlässigen Abschirmung, welche die Lichtquelle des Leuchtmittels von der Umgebung abschirmt, mit mindestens einem Sockel, welcher das Leuchtmittel in einer Leuchtenfassung fixiert und elektrisch kontaktiert und mit einer antireflektierenden Beschichtung an der Außenseite oder der Innenseite der Abschirmung vorgeschlagen. Ferner wird eine antireflektierende Beschichtung für ein Leuchtmittel vorgeschlagen. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Auftragen einer antireflektierenden Beschichtung auf ein Leuchtmittel vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Leuchtmittel, einer Beschichtung für ein Leuchtmittel und ein Beschichtungsverfahren für Leuchtmittel.
  • Leuchtmittel weisen mindestens eine Lichtquelle, eine die Lichtquelle gegen die Umgebung abschirmende lichtdurchlässige Abschirmung und mindestens einen Sockel auf, der das Leuchtmittel in einer Leuchtenfassung fixiert und elektrisch kontaktiert. Zu den Leuchtmitteln zählen beispielsweise Leuchtstoffröhren, Gasentladungslampen, Energiespar-Lampen und LED-Lampen.
  • Es ist bekannt, dass beispielsweise Leuchtstoffröhren als Abschirmung eine Glasröhre aufweisen, in deren Innerem ein Niederdruck-Plasma gezündet wird. Das Plasma erzeugt überwiegend UV-Strahlung mit nur geringen Anteilen von sichtbarem Licht. Um die Ausbeute an sichtbarem Licht zu erhöhen, wird die Innenseite der Glasröhre mit einem Leuchtstoff beschichtet. Das von diesem Leuchtstoff emittierte Licht dringt durch die Glasröhre und wird an die Umgebung abgegeben.
  • An der Grenzfläche zwischen Glasröhre und Umgebung ändert sich der Brechungsindex abrupt von ca. n = 1,52 (Kalk-Natron Glas) auf n = 1,0 (Luft). Aufgrund dieser Änderung werden bei senkrechter Einstrahlung über 4% der ausgesendeten Strahlung an dieser Grenzfläche in die Leuchtstoffröhre zurückreflektiert und gehen daher für die Lichterzeugung verloren. Auf diese Weise wird der Wirkungsgrad, also das Verhältnis der als sichtbares Licht abgegebenen Energie zur dafür aufgewendeten elektrischen Energie durch die Reflexionsverluste unnötig vermindert.
  • Entsprechende Nachteile ergeben sich bei anderen Leuchtmitteln an der Grenzfläche zwischen der Abschirmung der Lichtquelle und der Umgebung aufgrund der Änderung des Brechungsindex.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leuchtmittel zur Verfügung zu stellen, bei dem der Wirkungsgrad gegenüber bekannten Leuchtmitteln erhöht ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Leuchtmittel gelöst, bei dem die Abschirmung mit einer antireflektierenden Beschichtung ausgestattet ist. Diese Beschichtung bewirkt, dass möglichst wenig Licht, das von der Lichtquelle des Leuchtmittels erzeugt wird, beim Übergang von der Abschirmung in die Luft der Umgebung reflektiert wird. Die Reflexion wird reduziert.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die antireflektierende Beschichtung an der Außenseite der Abschirmung angeordnet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Beschichtung an der Innenseite der Abschirmung angeordnet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die antireflektierende Beschichtung so ausgebildet, dass der Brechungsindex über die Schichtdicke zunimmt. Dies wird als Gradientenschicht bezeichnet. Dadurch wird erreicht, dass die Antireflexwirkung bei Lichtaustritt unter flachen Winkeln (bezogen auf eine unbeschichtete Oberfläche der Abschirmung) größer ist als die Antireflexwirkung bei senkrechtem Lichtaustritt. Mit anderen Worten ist die Reflexion bei Lichtaustritt unter spitzem Winkel gegen die Oberfläche der Abschirmung kleiner ist als bei Lichtaustritt unter senkrechtem Winkel. Dies ist bei stab- oder röhrenförmigen Leuchtmitteln besonders vorteilhaft, da jedes Flächenelement der Leuchtstoffschicht seine Strahlung in den über ihm liegenden Halbraum emittiert, also ein bedeutender Anteil unter flachen Winkeln auf die Grenzfläche zwischen Abschirmung und Umgebung trifft.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die antireflektierende Beschichtung SiOx mit x >= 1 und/ oder MgF2 und/ oder Teflon auf. Dabei wird die Schichtdicke bevorzugt so gewählt, dass die Antireflexwirkung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums die maximale Wirkung besitzt.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die antireflektierende Beschichtung so auf die Abschirmung des Leuchtmittels aufgebracht, dass sich über die Schichtdicke eine Variation der chemischen Zusammensetzung ergibt, die so gestaltet ist, dass der Brechungsindex von oben nach unten zunimmt. Dies wird als Gradientenschicht bezeichnet.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die antireflektierende Beschichtung so aufgebracht, dass die Schicht eine über die Schichtdicke variierende Porosität aufweist, die so gestaltet ist, dass der Brechungsindex von oben nach unten zunimmt. Dies wird als Gradientenschicht bezeichnet.
  • Weitere Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.
  • Sämtliche Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Claims (24)

  1. Leuchtmittel mit mindestens einer Lichtquelle, mit mindestens einer lichtdurchlässigen Abschirmung, welche die Lichtquelle des Leuchtmittels von der Umgebung abschirmt, mit mindestens einem Sockel, welcher das Leuchtmittel in einer Leuchtenfassung fixiert und elektrisch kontaktiert, mit einer antireflektierenden Beschichtung an der Außenseite oder der Innenseite der Abschirmung.
  2. Leuchtmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung an der Außenseite der Abschirmung angeordnet ist.
  3. Leuchtmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung an der Innenseite der Abschirmung angeordnet ist.
  4. Leuchtmittel nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung SiOx enthält, wobei x >= 1.
  5. Leuchtmittel nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung MgF2 enthält
  6. Leuchtmittel nach eine der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung Teflon enthält.
  7. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Brechungsindex der antireflektierenden Beschichtung von der dem Inneren des Leuchtmittels zugewandten Seite der Beschichtung zu der dem Äußeren des Leuchtmittels zugewandten Seite der Beschichtung ändert.
  8. Leuchtmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex abnimmt.
  9. Leuchtmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex zunimmt.
  10. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die chemische Zusammensetzung der antireflektierenden Beschichtung über die Schichtdicke der Beschichtung ändert.
  11. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antireflektierende Beschichtung eine Porosität aufweist, die sich über die Schichtdicke der Beschichtung ändert.
  12. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Leuchstoffröhre ist und die Abschirmung als Röhre ausgebildet ist.
  13. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel eine Energiesparlampe ist.
  14. Leuchtmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel LEDs als Lichtquelle aufweist.
  15. Antireflektierende Beschichtung für ein Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie SiOx enthält, wobei x >= 1.
  16. Antireflektierende Beschichtung für ein Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie MgF2 enthält.
  17. Antireflektierende Beschichtung für ein Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, dass sie Teflon enthält.
  18. Antireflektierende Beschichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Brechungsindex über die Schichtdicke ändert.
  19. Antireflektierende Beschichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Brechungsindex über die Schichtdicke zunimmt.
  20. Antireflektierende Beschichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Porosität aufweist, die sich über die Schichtdicke ändert.
  21. Antireflektierende Beschichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität über die Schichtdicke zunimmt.
  22. Verfahren zum Auftragen einer antireflektierenden Beschichtung auf ein Leuchtmittel, dadurch gekennzeichnet, dass SiOx mit x >= 1 und/ oder MgF2 und/ oder Teflon an der Oberfläche einer Abschirmung des Leuchtmittels aufgetragen wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung derart aufgetragen wird, dass der Brechungsindex über die Schichtdicke zunimmt oder abnimmt.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Zusammensetzung des Beschichtungsstoffes während des Auftrags geändert wird.
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