DE102015218491A1

DE102015218491A1 - Bandförmiges LED-Licht

Info

Publication number: DE102015218491A1
Application number: DE102015218491.9A
Authority: DE
Inventors: Kazuo Ishibashi
Original assignee: Atex Co Ltd
Current assignee: Atex Co Ltd
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2016-09-29
Also published as: CN106016013A; US9841151B2; US20160281969A1

Abstract

Bandförmiges LED-Licht mit: einer LED-Einheit (20) mit Vielzahl an LEDs (11), die Licht in eine Lichtabstrahlrichtung emittieren, wobei die Vielzahl an LEDs (11) linear in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind; einem bandförmigen Isoliergehäuse (30) mit einem Hohlraum (31) und einer Trennwand (32), wobei die LED-Einheit (20) in den Hohlraum (31) eingesetzt ist und zumindest ein Teil des Lichts die Trennwand (32) durchdringt; und einem lichtstreuenden Teil (34) der außen an dem bandförmigen Isoliergehäuse (30) durchgehend angeordnet ist, wobei der lichtstreuende Teil (34) einen offenen Hohlraum (33) und einen den offenen Hohlraum (33) umgebenden gekrümmten Abschnitt einschließt und der gekrümmte Abschnitt aus lichtstreuendem Material hergestellt ist und das Licht streut das die Trennwand (32) und den offenen Hohlraum (33) durchdrungen hat. Zum Emittieren von Licht sind die LEDs (11) der LED-Einheit (20) mit elektrischen Leitungen verbunden. Die LED-Einheit (20) ist so ausgebildet, dass sie in eine zu der Lichtabstrahlrichtung seitliche Richtung gebogen werden kann. Das bandförmige Isoliergehäuse (30) und der lichtstreuende Teil (34) sind aus einem flexiblen Material hergestellt.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein bandförmiges LED-Licht.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Beim Betrieb einer Vielzahl an LEDs (lichtemittierende Dioden) vom SMD-Typ (Oberflächenbestückungstyp), die in einer linearen Anordnung auf einem Schaltungsträger montiert wurden, ist die Lichtabstrahlrichtung üblicherweise senkrecht zu dem Schaltungsträger. Wenn der Schaltungsträger unter Verwendung einer bandförmigen flexiblen Leiterplatte FPC („Flexible Printed Circuit”) die sich leicht biegen lässt hergestellt wurde, kann das lichtemittierende Modul als solches auch gegen die Lichtabstrahlrichtung gebogen werden. Derartige Produkte werden hergestellt und sind als sogenannte „Lichtstreifen” erhältlich.
Sofern das bandförmige lichtemittierende Modul nicht verdreht wird, ist es bei dieser Struktur schwierig, das Modul in eine zu der Lichtabstrahlrichtung der LEDs senkrechte Richtung (seitliche Richtung der bandförmigen flexiblen Leiterplatte) zu biegen. Die flexible Leiterplatte muss eine Breite von nicht weniger als 7 Millimeter aufweisen, damit zum Ausbilden eines Schaltkreises darauf Teile montiert werden können. Daher kann das Modul nicht in der seitlichen Richtung gebogen werden.
Damit das flexible Leiterplattensubstrat in der seitlichen Richtung, senkrecht zu der Lichtabstrahlrichtung, gebogen werden kann, können LEDs eines Typs mit seitlicher Abstrahlung oder vom Bullet-Typ verwendet werden. Wenn LEDs vom Typ mit seitlicher Abstrahlung verwendet werden, kann das bandförmige Substrat der flexiblen Leiterplatte in der seitlichen Richtung senkrecht zu der Lichtabstrahlrichtung gebogen werden, da die Lichtabstrahlrichtung der LEDs gleich der Breitenrichtung des Substrats ist. Dasselbe gilt für LEDs vom Bullet-Typ. Das Dokument 1 ( japanische ungeprüfte Patentanmeldung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) mit der Veröffentlichungsnummer 2004-526185 ), das Dokument 2 (eingetragenes japanisches Gebrauchsmuster Nr. 3098840 ) und das Dokument 3 (eingetragenes japanisches Patent Nr. 3897260 ) offenbaren Beispiele von flexiblen lichtemittierenden Modulen, welche LEDs vom Bullet-Typ verwenden.
Als ein Beispiel, bei dem keine flexible Leiterplatte verwendet wird, offenbart das Dokument 4 ( japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 9-297549 ) ein flexibles lineares lichtemittierendes Modul, das wie folgt aufgebaut ist. Das heißt, zwei oder mehr Paare an positiven und negativen Zuleitungen sind spiralförmig oder mit Überschneidungen angeordnet. Zwischen den Paaren ist eine Vielzahl an LEDs und strombegrenzenden Widerständen in Reihe geschaltet, um eine Serienschaltung auszubilden. Eine oder mehrere der Serienschaltungen sind parallel geschaltet. Zudem sind die Zuleitungen und andere Bauteile mit einem weichen und durchscheinenden synthetischen Harz bedeckt, um das flexible, lineare und lichtemittierende Modul auszubilden.
Das Dokument 5 ( US-Patent Nr. 7377787 ) schlägt eine Beleuchtungsvorrichtung vor, die Folgendes umfasst:
elektrische Komponenten (LEDs);
einen Schaltungsträger mit Reitern bzw. Laschen, auf welchen die LEDs befestigt und für eine Benutzung angeschlossen sind; und
ein lichtstreuendes Bauteil zum Empfangen von Licht, das von den LEDs abgestrahlt wird,
wobei der Schaltungsträger mit Reitern bzw. Laschen Folgendes einschließt:
ein flexibles Substrat von vorbestimmter Länge,
eine auf dem flexiblen Substrat ausgebildete Leiterbahn und
Laschen, die entlang einer Seitenkante des flexiblen Substrats angeordnet sind,
wobei eine oder mehrere der elektrischen Komponenten an den entsprechenden Laschen mit der Leiterbahn verbunden sind und
die Laschen aus einer ersten Position, in der die Laschen mit dem Rest des Substrats fluchten, in eine zweite Position gebogen werden können, in der die Laschen mit einem Winkel (90 Grad) relativ zu dem Rest des Substrats ausgerichtet sind.
Auch wenn, wie oben erwähnt, LEDs für eine Oberflächenbestückung auf der flexiblen Leiterplatte montiert sind, wird das Licht immer in der seitlichen Richtung senkrecht zu der Oberfläche der flexiblen Leiterplatte emittiert. Das heißt, das Licht wird nicht immer in einer Form abgestrahlt, zu der die flexible Leiterplatte gebogen ist.
Demgegenüber wird bei der Verwendung von LEDs mit seitlicher Abstrahlung oder vom Bullet-Typ das Licht immer in einer Form abgestrahlt, zu der die flexible Leiterplatte gebogen ist. Jedoch ist die Variation hinsichtlich der Helligkeit und Farbe so gering, dass damit unterschiedliche Kundenwünsche nicht zufriedengestellt werden können. Dies ist darin begründet, dass LEDs mit seitlicher Abstrahlung oder vom Bullet-Typ nur für spezielle Anwendungen verwendet werden.
Das Dokument 4 offenbart ein flexibles lineares lichtemittierendes Modul, das keine flexible Leiterplatte verwendet. Aus diesem Grund sind ein Schritt zum darauf Montieren der LEDs und ein weiterer Schritt zum Verdrehen der Zuleitungen notwendig. Dies bereitet daher Probleme bei einer Massenfertigung.
Das Dokument 5 offenbart einen Schaltungsträger und ein Lichtsystem, welches diesen verwendet. Hierbei tritt das Problem auf, dass ein Teil des von den LEDs emittierten Lichts durch den Schaltungsträger selbst abgeblockt wird, wenn die LEDs unterhalb des Schaltungsträgers angeordnet sind. Dies ist darin begründet, dass die LEDs so montiert sind, dass das Innere der Laschen senkrecht zu dem Schaltungsträger gebogen ist.
Wenn die LEDs außerhalb der Laschen montiert sind, wird das Lichtsystem insgesamt zu hoch. Dies ist darin begründet, dass sowohl die LEDs als auch das lichtstreuende Bauteil nach außerhalb der Laschen ausgerichtet sein müssen.
In dem Dokument 5 sind die LEDs an Positionen befestigt, die in Bezug auf den Schaltungsträger nach außen versetzt sind. Wenn die LEDs an der Mittelachse angeordnet werden, muss der Schaltungsträger gegenüber der Mittelachse versetzt werden. Wenn die Konstruktion in einem gebogenen Zustand verwendet wird, tritt daher das Problem auf, dass der Schaltungsträger einer Spannung unterliegt.
Um den auf den Laschen befestigten LEDs einen elektrischen Strom zuzuführen, sind darüber hinaus Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger ausgebildet. In dem Dokument 5 kann die Breite des Schaltungsträgers nicht schmäler als ein vorgegebener Wert sein, da auf dem allgemeinen Schaltungsträger alle Leiterbahnen der positiven und negativen Seite ausgebildet sind. Daher ist eine Größenverkleinerung des Schaltungsträgers deutlich beschränkt.
Im Hinblick auf das oben Dargelegte haben die Anmelder in dem Dokument 6 ( japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2013-118169 ) ein bandförmiges LED-Licht vorgeschlagen, das Folgendes umfasst:
einen Schaltungsträger zum Montieren von LEDs,
eine lichtemittierende Einheit und
ein transparentes oder durchscheinendes flexibles Isolationsmaterial, welches die lichtemittierende Einheit bedeckt,
wobei der Schaltungsträger zum Montieren von LEDs Folgendes einschließt:
ein langes bandförmiges flexibles Substrat,
einen LED-Befestigungsabschnitt, bei dem LEDs in der Form eines Arrays auf einem Mittenbereich in der Breitenrichtung des langen bandförmigen flexiblen Substrats montiert sind und
ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, welche mindestens zwei Zuleitungsmuster zum Zuleiten von elektrischem Strom zu den LEDs einschließen, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat an den beiden Seiten des LED-Befestigungsabschnitts in der Breitenrichtung positioniert sind,
wobei die lichtemittierende Einheit ausgebildet wird durch:
Befestigen der LEDs und elektrischer Bauteile auf dem Schaltungsträger zum Montieren von LEDs und
Falten von zumindest einem von dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat gegen den LED-Befestigungsabschnitt.
Liste des zitierten Stands der Technik

Dokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) mit der Veröffentlichungsnummer 2004-526185
Dokument 2: Eingetragenes japanisches Gebrauchsmuster Nr. 3098840
Dokument 3: Eingetragenes japanisches Patent Nr. 3897260
Dokument 4: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 9-297549
Dokument 5: US-Patent Nr. 7377787
Dokument 6: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. 2013-118169

Das Dokument 6 kann ein bandförmiges LED-Licht bereitstellen, das in eine zu der Lichtabstrahlrichtung senkrechte Richtung gebogen werden kann und das ferner lang, kompakt und wasserdicht ist. Darüber hinaus steht dessen Schaltungsträger kaum unter Spannung. Die bandförmige Lichtquelle kann jedoch nicht ein gleichmäßiges, kontinuierliches und gleichförmiges Licht abstrahlen. Das ist darin begründet, dass es derart aufgebaut ist, dass die LEDs lediglich als punktförmige Lichtquellen linear angeordnet sind.
In einer Ausführungsform des Dokuments 6 ist ein festes und halbkreisförmiges lichtstreuendes Gehäuse um die Abdeckung der lichtemittierenden Einheit angepasst, um das von den LEDs emittierte Licht in einer Längsrichtung des Schaltungsträgers zum Montieren von LEDs zu streuen, wodurch eine lineare Lichtquelle ausgebildet wird. Im Hinblick auf diese Struktur treten folgende Probleme auf.
Die Dicke eines lichtstreuenden Teils in dem lichtstreuenden Gehäuse wird zu groß. Das von einer LED-Lichtquelle in einem LED-Licht-emittierenden Teil emittierte Licht wird zu stark abgeschwächt. Hinsichtlich der Chromatizität wird das von dem lichtstreuenden Teil abgestrahlte Licht zu einem mattgelben Licht umgewandelt, wodurch der visuelle Beleuchtungseffekt auf die Hälfte reduziert wird. Darüber hinaus variiert die Helligkeitsintensität in Abhängigkeit von dem Betrachtungswinkel.
Um diese Probleme zu lösen, ist ein Verfahren zum Bereitstellen eines lichtstreuenden Teils auf einer oberen Oberfläche eines Isoliergehäuses, in welchem die lichtemittierende Einheit eingesetzt ist, gewünscht.
Gemäß diesem Verfahren darf die Dicke des lichtstreuenden Teils nicht geringer als 5 Millimeter sein, um einen Streifen von gleichmäßigem und einheitlichem Licht zu erreichen. Das heißt, die Dicke des lichtstreuenden Abschnitts wird zu groß.
Das von den LEDs emittierte Licht wird derart abgeschwächt, dass die benötigte Lichtstärke nicht erreicht werden kann. Darüber hinaus wird die Farbe des abgestrahlten Lichts gegenüber der ursprünglichen Farbe des von den LEDs emittierten Lichts verschlechtert.
Im Hinblick auf das oben Dargelegte ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bandförmiges LED-Licht bereitzustellen, bei dem die Farbe und Stärke des von den LEDs ursprünglich emittierten Lichts beibehalten werden und das Licht gleichmäßig und einheitlich abstrahlen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um das oben aufgezeigte Problem zu lösen, umfasst das bandförmige LED-Licht gemäß der vorliegenden Erfindung:
eine LED-Einheit mit einer Vielzahl an linear in vorbestimmten Intervallen angeordneten LEDs, wobei die Vielzahl an LEDs Licht in eine Lichtabstrahlrichtung emittieren,
ein bandförmiges Isoliergehäuse mit einem Hohlraum und einer Trennwand, wobei die LED-Einheit in den Hohlraum eingesetzt ist, die Trennwand aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist und zumindest ein Teil des Lichts die Trennwand durchdringt, und
einen lichtstreuenden Teil bzw. Diffusor der außen an dem bandförmigen Isoliergehäuse durchgehend angeordnet ist, wobei der lichtstreuende Teil einen offenen Hohlraum und einen den offenen Hohlraum umgebenden gekrümmten Abschnitt einschließt und der gekrümmte Abschnitt aus lichtstreuendem Material hergestellt ist und das Licht streut das die Trennwand und den offenen Hohlraum durchdrungen hat.
In der vorliegenden Erfindung tritt zumindest ein Teil des Lichts, das von den LEDs in der in dem bandförmigen Isoliergehäuse untergebrachten LED-Einheit emittiert wird, durch die Trennwand hindurch, wird in den offenen Hohlraum zwischen der Trennwand und dem lichtstreuenden Teil abgestrahlt und wird dann auf den den gekrümmten Abschnitt einschließenden lichtstreuenden Teil abgestrahlt. An dem lichtstreuenden Teil wird das Licht durch das lichtstreuende Material in sowohl die Breitenrichtung als auch die Längsrichtung des lichtstreuenden Teils gestreut. Eine geeignete Auswahl der vorgegebenen Abstände bei der Anordnung der LEDs macht es möglich, dass das von dem lichtstreuenden Teil nach außen abgestrahlte Licht nicht als eine Punktlichtquelle wahrgenommen wird sondern als eine lineare kontinuierliche Lichtquelle.
Zum Emittieren von Licht können die LEDs in der LED-Einheit mit elektrischen Leitungen verbunden werden. Die LED-Einheit kann so ausgebildet werden, dass man sie so falten kann, dass sie seitlich zu der Lichtabstrahlrichtung steht. Das bandförmige Isoliergehäuse und der lichtstreuende Teil können aus einem flexiblen Material hergestellt sein. Dies macht es möglich, dass der Aufbau des bandförmigen LED-Lichts selbst flexibel ist.
Das flexible bandförmige Isoliergehäuse umfasst die Trennwand und den lichtstreuenden Teil, welche einstückig bzw. integral durch ein Zweifarbenformen ausgebildet werden können. Obwohl die Trennwand und der lichtstreuende Teil aus verschiedenartigen Materialien gebildet sein können, unabhängig davon, ob das lichtstreuende Material darin enthalten ist, ermöglicht das Zweifarbenformen ein integrales, d. h. einstückiges, Ausbilden der Trennwand und des lichtstreuenden Teils.
Der zwischen dem Hohlraum des bandförmigen Isoliergehäuses und der LED-Einheit vorhandene Luftspalt kann zum Abdichten bzw. Versiegeln mit zumindest einem von einem synthetischen Harz und einem synthetischen Gummi gefüllt sein. Es kann der gesamte Luftspalt entlang der gesamten Länge des bandförmigen Isoliergehäuses gefüllt sein. Alternativ dazu kann lediglich ein Teil des Luftspalts gefüllt sein, wobei dieser Teil in der Nähe der Öffnungen an beiden Enden des bandförmigen Isoliergehäuses liegt. Wenn der Luftspalt zwischen dem Hohlraum des bandförmigen Isoliergehäuses und der LED-Einheit mit zumindest einem von einem synthetischen Harz und einem synthetischen Gummi gefüllt ist, verfügt das bandförmige LED-Licht eine feuchtigkeitsbeständige und wasserdichte Konstruktion und kann auch geeignet im Außenbereich verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein bandförmiges LED-Licht zur Verfügung, das wunderbar gleichmäßig und gleichförmig ein zu dem von den LEDs ursprünglich emittierten Licht vergleichbares Licht bei geringerer Abschwächung emittieren kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in zerlegtem Zustand;
2 ist eine Schnittansicht eines Beispiels der einstückigen bzw. integralen Ausbildung eines Isoliergehäuses und eines lichtstreuenden Teils gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels der einstückigen Ausbildung des Isoliergehäuses und des lichtstreuenden Teils gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine Darstellung, welche die Abstrahlcharakteristiken einer LED der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
5A ist eine Schnittansicht des lichtstreuenden Teils und eines Schaltungsträgers, welche die lineare Lichtquelle bilden, und 5B ist ein Graph, welcher die Leuchtdichteneigenschaften gemäß der vorliegenden Erfindung aufzeigt;
6(a) bis (6c) sind Darstellungen der Messung der Chromatizität bei der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und einem Vergleichsbeispiel;
7 ist eine graphische Darstellung, welche Chromatizitätswerte des Lichts von dem lichtstreuenden Teil in Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht;
8(a) bis 8(c) sind Darstellungen der Messung der Chromatizität bei der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und einem Vergleichsbeispiel;
9 ist eine graphische Darstellung, welche Chromatizitätswerte des Lichts von dem lichtstreuenden Teil in Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung und einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht;
10A ist eine Draufsicht der gesamten Einheit des Schaltungsträgers zur LED-Montage in Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, und 10B ist eine vergrößerte Draufsicht einer Schaltung davon;
11 ist eine Darstellung, die einen Zustand der Verdrahtung der LEDs und elektrischer Bauteile für eine Montage auf dem Schaltungsträger in Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
12 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung eines Schritts der Montage von LEDs und elektrischen Bauteilen auf dem Schaltungsträger und weiterer Schritte der Verarbeitung des Schaltungsträgers zu einer lichtemittierenden Einheit mit T-förmigem Querschnitts gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, wobei 12(a) eine Draufsicht ist und 12(b) bis 12(e) Schnittansichten von vorne sind;
13A ist eine Seitenansicht einer lichtemittierenden Einheit U gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, 13B ist eine Schnittansicht von vorne und 13C ist eine Draufsicht davon; und
14 ist eine perspektivische Darstellung der Ausführungsform 2 gemäß der vorliegenden Erfindung in zerlegtem Zustand.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es werden nun konkret Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. 1 zeigt ein bandförmiges LED-Licht gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.
Das bandförmige LED-Licht umfasst eine LED-Einheit 20, ein bandförmiges Isoliergehäuse 30 und einen lichtstreuenden Teil 34.
In der LED-Einheit 20 sind eine Vielzahl an LEDs 11 mit vorgegebenen Abständen (in vorgegebenen Intervallen) linear angeordnet. Zum Emittieren von Licht ist jede der LEDs 11 mit Stromversorgungskabeln 15 und 16 verbunden. Die LED-Einheit 20 ist so ausgebildet, dass sie in eine zu der Lichtabstrahlrichtung der LED 11 seitlichen Richtung gebogen werden kann.
Das bandförmige Isoliergehäuse 30 umfasst im Inneren davon einen Hohlraum 31, und die LED-Einheit 20 ist in den Hohlraum 31 eingesetzt. Das bandförmige Isoliergehäuse umfasst ferner eine Trennwand 32, die zur Lichtabstrahlrichtung hin ausgerichtet ist. Zumindest ein Teil des Lichts kann die Trennwand 32 durchdringen.
Der lichtstreuende Teil 34 ist außerhalb der Trennwand 32 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 durchgehend angeordnet. Der lichtstreuende Teil 34 ist aus einem lichtstreuenden Material hergestellt, um Licht zu streuen, das die Trennwand 32 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 und einen offenen Hohlraum 33 durchdrungen hat.
Zumindest ein Teil des von der LED 11 emittierten Lichts durchläuft die Trennwand 32, strahlt mit ungefähr 180 Grad in den offenen Hohlraum 33 ab und dringt in den lichtstreuenden Teil 34 ein.
Das Licht erreicht dann das Innere des lichtstreuenden Teils 34, der einen gekrümmten und halbkreisförmigen Abschnitt aufweist, und wird dadurch gestreut.
Als Folge davon wird ein gleichmäßiges und gleichförmiges Licht von der gesamten Oberfläche des lichtstreuenden Teils 34 nach außen abgestrahlt.
In dieser Ausführungsform ist der lichtstreuende Teil 34 in der Form eines gekrümmten und halbkreisförmigen Abschnitts ausgebildet. Alternativ dazu können die beiden Seiten eines oberen Abschnitts eines Bodenteils nahe der Trennwand 32 des lichtstreuenden Teils 34 linear ausgebildet werden und können dann mit dem halbkreisförmigen Abschnitt in einem gleichmäßigen Übergang verbunden werden.
In der LED-Einheit 20 kann jede der LEDs 11 direkt mit den Stromversorgungskabeln 15 und 16 verbunden sein. Alternativ dazu kann jede der LEDs 11 auf einer flexiblen Leiterplatte (FPC) montiert sein und sind leitfähige Teile davon mit einem synthetischen Harz und/oder synthetischen Gummi versiegelt, um eine Einheit auszubilden. Als die LED-Einheit 20 kann eine Einheit verwendet werden, die eine Struktur aufweist, die in eine zu der Lichtabstrahlrichtung seitliche Richtung gebogen werden kann, wie in dem Dokument 6 angegeben.
In dem Fall, bei dem die LED-Einheit 20 die Struktur aufweist, die gebogen werden kann, wird vorzugsweise Silikongummi als synthetischer Gummi zum Versiegeln der leitfähigen Teile der LED-Einheit 20 verwendet. Wenn das bandförmige Isoliergehäuse 30, in welche die LED-Einheit 20 eingesetzt ist, ebenfalls aus einem flexiblen Material hergestellt ist, ist das gesamte bandförmige flexible LED-Licht als solches flexibel.
Von den Teilen, welche das bandförmige Isoliergehäuse 30 umgeben, ist zumindest die Trennwand 32 lichtdurchlässig (transparent oder transluzent). Der lichtstreuende Teil ist aus einem lichtstreuenden Material hergestellt, das gebildet wird durch Mischen eines lichtstreuenden Mittels zu mindestens einem von einem lichtdurchlässigen synthetischen Harz und einem lichtdurchlässigen synthetischen Gummi.
In einigen Fällen sind alle oder ein Teil der von der Trennwand 32 verschiedenen Flächen des bandförmigen Isoliergehäuses 30 aus einem lichtstreuenden Material hergestellt. Im Fall von 2 sind beispielsweise alle von der Trennwand 32 verschiedenen Bestandteile des bandförmigen Isoliergehäuses 30 aus dem lichtstreuenden Material hergestellt.
Im Fall von 3 sind die Trennwand 32 und ein unterer Teil 35 aus zumindest einem von dem lichtdurchlässigen synthetischen Harz und dem lichtdurchlässigen synthetischen Gummi hergestellt und ist der Rest davon aus einem lichtstreuenden Material hergestellt.
Im Hinblick auf eine Kostenersparnis für das Formgebungsverfahren wird zur Ausbildung des bandförmigen Isoliergehäuses 30 das üblicherweise verwendete Zweifarbenformen verwendet.
Durch das Gießen von zwei Arten von Materialien von zumindest dem lichtdurchlässigen synthetischen Harz und dem lichtdurchlässigen synthetischen Gummi und dem lichtstreuenden Material mit dem lichtstreuenden Mittel in eine Metallform, die in eine Zweifarbenformgebungsmaschine eingebaut ist, ist es möglicht, das mit dem lichtstreuenden Teil 34 ausgestattete bandförmige Isoliergehäuse 30 einstückig auszubilden.
Obwohl anorganische und kostengünstige Teilchen wie Siliziumdioxid, Calciumcarbonat und Bariumsulfat als das lichtstreuende Mittel verwendet werden können, ist es bevorzugt, Silikonteilchen und/oder Acrylteilchen in Mikrogröße, welche die Reflexion von einfallendem Licht unterdrücken, zu verwenden.
Das lichtdurchlässige synthetische Harz und der lichtdurchlässige synthetische Gummi können aus im Handel verfügbaren Materialien ausgewählt werden. Beispielweise wird Polyetherharz vorzugsweise als das lichtdurchlässige synthetische Harz verwendet und wird Silikongummi vorzugsweise als der lichtdurchlässige synthetische Gummi verwendet.
4 ist eine Darstellung, welche die relative Lichtintensität einer LED in der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Charakteristiken der relativen Lichtintensität in der Breitenrichtung der LED 11 sind unter Verwendung von nahezu kreisförmigen Konturlinien aufgezeigt, die die lichtemittierende Oberfläche der LED 11 kontaktieren. Die Fußpunkte der Konturlinien berühren die Oberfläche der LED 11.
Wenn Krümmung und Position des Halbkreises des lichtstreuenden Teils 34 derart ausgestaltet sind, dass eine untere Oberfläche des lichtstreuenden Teils 34 von einer der Konturlinien einbeschrieben ist, wird die Leuchtdichte des von dem lichtstreuenden Teil 34 abgegebenen Lichts in der Breitenrichtung gleichförmig.
5 veranschaulicht eine lineare Lichtquelle, die aufgebaut ist unter Verwendung einer Vielzahl an LEDs und des lichtstreuenden Teils gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 5A gezeigt, sind die LEDs 11 vom SMD-Typ mit ungefähr 0,3 W (0,3 Watt) in Abständen von ungefähr 10 mm auf einem Schaltungsträger 10 angeordnet. Die LEDs 11 emittieren Licht mit 50 bis 120 mW. Zwischen den LEDs 11 und dem offenen Hohlraum 33 ist die Trennwand 32 angeordnet, und der lichtstreuende Teil 34 ist nahe dem offenen Hohlraum 33 an einer Stelle mit einem Abstand d in der vertikalen Richtung von der Trennwand 32 entfernt platziert.
Die Dicke des lichtstreuenden Teils 34 beträgt vorzugsweise 1 mm bis 5 mm und weiter bevorzugt 2 mm bis 3 mm. Unter diesen Bedingungen geht das von den LEDs 11 emittierte Licht direkt in den lichtstreuenden Teil 34 und wird dann von diesem gestreut. Das von dem lichtstreuenden Teil 34 abgestrahlte Licht wird vom menschlichen Auge als ein sanftes und diffuses Licht wahrgenommen.
Wenn die Dicke weniger als 1 mm beträgt, nimmt der Lichtstreuungseffekt des lichtstreuenden Teils ab. Wenn demgegenüber die Dicke mehr als 5 mm beträgt, verwandelt sich das den lichtstreuenden Teil 34 durchlaufende Licht hinsichtlich der Chromatizität in ein mattes Gelb oder dergleichen und nimmt die Abschwächung des Lichts zu.
Im Allgemeinen ist die Leuchtdichtenverteilung des von einer einfachen LED 11 emittierten Lichts vergleichbar mit einer Gauß'schen Verteilung um eine optische Achse der LED 11.
Bei der Leuchtdichtenverteilung des Lichts von dem lichtstreuenden Teil 34 überlappen in der horizontalen Richtung die Fußteile der Gauß'schen Verteilungskurve der LEDs 11, so dass die überlappenden Fußteile sich addieren, um dadurch einen höheren Wert zu ergeben, wie dies in 5B mit C-2 bezeichnet ist, wodurch die Leuchtdichtenverteilung des Lichts insgesamt nahezu gleichmäßig wird.
Da die Leuchtdichtenverteilung sich in Abhängigkeit von dem offenen Hohlraum 33 mit dem Abstand d zwischen dem lichtstreuenden Teil 34 und der Trennwand 32 ändert, ist es notwendig, den Abstand d geeignet festzusetzen, um die Leuchtdichtenverteilung gleichmäßig zu machen.
Wenn der Abstand d zu gering ist, tritt das von den LEDs emittierte Licht aus dem lichtstreuenden Teil 34 punktförmig nach außen und wird der Leuchtdichtenwert davon hoch bleiben. Die Leuchtdichtenverteilung variiert in der horizontalen Richtung jedoch beträchtlich, wie dies in 5B mit C-1 bezeichnet ist, und ist der Gebrauchswert als ein LED-Licht um die Hälfte verringert.
Wenn demgegenüber der Abstand d zu groß ist, wird die Leuchtdichtenverteilung in der horizontalen Richtung gleichmäßig, wie dies in 5B mit C-3 bezeichnet ist. Die Leuchtdichte des lichtstreuenden Teils 34 kann jedoch nicht den für ein Beleuchtungssystem notwendigen Leuchtdichtenwert von 3000 cd/m² erreichen.
Der Abstand d sollte vorzugsweise auf 5 bis 15 Millimeter, weiter bevorzugt 5 bis 9 Millimeter, festgesetzt werden. Dann kann der Leuchtdichtenwert des lichtstreuenden Teils 34 den notwendigen Leuchtdichtenwert von 3000 cd/m² oder mehr erreichen. Gleichzeitig variiert die Leuchtdichtenverteilung in der horizontalen Richtung geringfügig, wie dies in 5B mit C-2 bezeichnet ist, wobei dessen Ungleichmäßigkeit auf einen so kleinen Wert kontrolliert werden kann, dass das menschliche Auge dies nicht wahrnimmt.
Die untere Oberfläche der Trennwand 32 und die obere Oberfläche der LEDs 11 sind derart positioniert, dass diese Oberflächen miteinander in Kontakt stehen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Abstand der LEDs 11 zu der unteren Oberfläche des lichtstreuenden Teils für jedes Produkt ohne Abweichung ein gleichbleibender Wert ist. Demgemäß kann eine Variation der Leuchtdichtenverteilung für einzelne Produkte vermieden werden.
Aus folgenden Gründen ist zwischen der Trennwand 32 und dem lichtstreuenden Teil 34 der offene Hohlraum 33 ausgebildet.
Wenn der offene Hohlraum 33 des lichtstreuenden Teils 34 weggelassen wird und ein lichtstreuendes Material eingefüllt wird, um anstelle des offenen Hohlraums 33 ein massives Teil zu bilden, wird die Dicke des lichtstreuenden Teils 34 zu groß für eine Erhöhung des Grads an gestreutem Licht, welches von den LEDs 11 emittiert wurde, und wird von der oberen Oberfläche des lichtstreuenden Teils 34 nicht in ausreichendem Maße abgestrahlt.
Als Folge davon nimmt die Leuchtdichte ab, so dass das Licht düster erscheint, verwandelt sich das von dem lichtstreuenden Teil 34 abgegebene Licht hinsichtlich der Chromatizität in mattes Gelb oder dergleichen und verringert sich der visuelle Beleuchtungseffekt um die Hälfte.
Es werden nun Ergebnisse von tatsächlichen Messungen diskutiert. 6 zeigt Darstellungen, welche aufzeigen, wie Elemente angeordnet sind, wenn das Ausmaße einer Abschwächung des Lichts und die Änderung der Farbtemperatur gemessen werden in einem Fall, bei dem ein offener Hohlraum bereitgestellt wird und der lichtstreuende Teil darin angeordnet ist, und in einem anderen Fall, bei dem der offene Hohlraum nicht bereitgestellt wird, wobei anstelle des offenen Hohlraums dieser vollständig mit lichtstreuendem Material gefüllt ist.
Um eine Lichtquelle zu bilden, werden sechs LEDs vom SMD-Typ in Abständen von 10 mm linear angeordnet und werden die LEDs mit jeweils 70 mW pro LED betrieben. Als ein Chromatizitätsmessgerät 50 wird ein Kolorimeter mit einem Lichtabschirmzylinder Nr. 52001 (Yokogawa Meters & Instruments Corporation) verwendet. Wie in 6(a) gezeigt, ist der Abstand zwischen der LED 40 und dem Chromatizitätsmessgerät 50 auf 21 mm eingestellt.
In dem Fall, bei dem zwischen der LED 40 und dem lichtstreuenden Teil 42 ein offener Hohlraum bereitgestellt wird, wie in 6(b) gezeigt, wird unter der Bedingung, dass die Luftstrecke 5,5 mm beträgt und das lichtstreuende Teil 42 eine Dicke von 2 mm aufweist, das von dem lichtstreuenden Teil 42 ausgehende Licht gleichmäßig und gleichförmig.
In dem anderen Fall, bei dem kein offener Hohlraum bereitgestellt wird und stattdessen das lichtstreuende Material eingefüllt ist, wie in 6(c) gezeigt, wird unter der Bedingung, dass das lichtstreuende Teil 43 eine Dicke von 6 mm aufweist, das Licht des lichtstreuenden Teils 43 gleichmäßig und gleichförmig.
Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung der Leuchtdichte und Chromatizität in diesen Fällen. 7 ist ein Chromatizitätsdiagramm, auf welchem die Chromatizitätsdaten dieser Fälle graphisch dargestellt sind.
Wie aus 7 deutlich wird, ist in dem Fall #13, bei welchem kein offener Hohlraum bereitgestellt ist und der lichtstreuende Teil massiv ist, die Farbtemperatur merklich zu der gelben Seite verschoben und wandelt sich das Licht in ein mattes Gelb um, im Vergleich mit dem Fall #12, bei dem der offene Hohlraum bereitgestellt wird. Darüber hinaus wird offensichtlich, dass die Leuchtdichte in dem Fall #13 um die Hälfte verringert ist. Hierbei bezeichnet das Symbol #11 in 7 die Chromatizitätsdaten in einem Fall ohne einen lichtstreuenden Teil.
Angesichts der obigen Ergebnisse kann festgestellt werden, dass es nicht wirksam ist, die Dicke des lichtstreuenden Materials zu erhöhen, um:

– zum Erhalt eines gleichmäßigen und gleichförmigen Lichts einen Zustand zu verhindern, bei dem die Positionen der LED-Lichtquellen in einem punktartigen Muster erscheinen, und/oder
– eine Farbverschiebung und Abschwächung des Lichts zu verringern.

Im Gegensatz dazu sollte die lichtstreuende Schicht dünn ausgebildet werden mit einer Dicke von ungefähr 2 mm und sollte die lichtstreuende Schicht mit einem Abstand von ungefähr 5 mm entfernt von den LEDs angeordnet sein. Tabelle 1

LS (lichtstreuend)	(a) kein LS-Teil	(b) Hohlraum + LS-Teil	(c) nur LS-Teil
x (Chromatizität)	0,3615	0,3793	0,4042
y (Chromatizität)	0,3482	0,3556	0,3835
L (Leuchtdichte [cd/m²])	23.440	7.361	3.203

In dem anderen Fall, bei dem der offene Hohlraum zwischen der Trennwand 32 und dem lichtstreuenden Teil 34 nicht bereitgestellt wird und stattdessen zumindest eines von dem lichtdurchlässigen synthetischen Harz und dem lichtdurchlässigen Gummi eingefüllt ist, um ein transparentes Teil auszubilden, wie in 5A gezeigt, wird das transparente Teil leicht durch UV-Strahlen erodiert, was zu einem dem Fehlverhalten führt, dass die Leuchtfarbe des Lichts sich zu einem matten Gelb oder dergleichen verwandelt und die Abschwächung des Lichts zunimmt.
Nachfolgend wird das Ergebnis einer Messung der Chromatizität des Lichts von dem lichtstreuenden Teil beschrieben, wenn sich die Farbe des transparenten Teils in Gelb verwandelt.
8 veranschaulicht ein experimentelles Verfahren. Eine der LEDs 40 vom SMD-Typ wird als eine Lichtquelle mit 45 mW betrieben.
8(a) zeigt den Fall, bei dem das von der LED abgestrahlte Licht direkt gemessen wird. 8(b) zeigt den Fall, bei dem ein transparentes Vinylchloridmaterial 44 von 4 mm als Füllmaterial verwendet wird und bei dem ferner ein lichtstreuender Teil 42 mit 2 mm auf einer Oberseite davon angeordnet ist. 8(c) zeigt den Fall, bei dem ein aus Vinylchloridmaterial hergestelltes Substrat 45 mit einer Dicke von 4 mm anstelle des in 8(b) verwendeten transparenten Vinylchloridmaterials 44 verwendet wird. Man ließ das Vinylchloridmaterial 45 während fünf Jahren stehen, und es nahm eine gelbe Farbe an.
Die Tabelle 2 zeigt die mittels des Chromatizitätsmessgeräts 50 gemessenen Ergebnisse. Da die Farbe des festen transparenten Teils sich in Gelb umgewandelt hat, ist die Leuchtdichte von 3.239 cd/m² auf 2.448 cd/m² verringert, was einer Abnahme von 25% entspricht.
9 zeigt die gemessenen Chromatizitätswerte auf einem Chromatizitätsdiagramm. Das mit #21 bezeichnete Symbol zeigt die Chromatizität für den Fall, bei dem das von der LED abgestrahlte Licht direkt gemessen wurde, das mit #22 bezeichnete Symbol zeigt die Chromatizität für den Fall, bei dem das transparente Vinylchloridmaterial 44 und der lichtstreuende Teil 42 überlappend verwendet wurden, und das mit #23 bezeichnete Symbol zeigt die Chromatizität für den Fall, bei dem das verschlechterte Vinylchloridmaterial 45, dessen Farbe sich in Gelb umgewandelt hat, und der lichtstreuende Teil 42 überlappend verwendet wurden.

Wie anhand der Symbole #22 und #23 in 9 ersichtlich ist, wanderte die Chromatizität zu der orangefarbenen Seite und veränderte sich das Licht zu einer matten Farbe. Tabelle 2

	(a) direkte Messung	(b) transparentes Vinylchlorid	(c) verschlechtertes Vinylchlorid
x (Chromatizität)	0,4415	0,4559	0,4751
y (Chromatizität)	0,3832	0,3896	0,4009
L (Leuchtdichte [cd/m²])	11.510	3.239	2.448

Um ein derartiges Problem zu lösen, wird zwischen der Trennwand 32 und dem lichtstreuenden Teil 34 der offene Hohlraum 33 bereitgestellt.
Wenn die Trennwand 32 aus einem lichtstreuenden Material, welches ein lichtstreuendes Mittel enthält, hergestellt ist, streut die Trennwand 32 das Licht, so dass die Leuchtdichte des die Vorderseite des lichtstreuenden Teils 34 erreichenden Lichts verringert ist, wodurch die Trennwand 32 dunkler erscheint.
Aus diesem Grund ist die Trennwand 32 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 lichtdurchlässig ausgebildet.
Auch wenn das Substrat der Trennwand aus mindestens einem von dem lichtdurchlässigen synthetischen Harz und dem lichtdurchlässigen synthetischen Gummi hergestellt ist, kann das Licht nicht mit einem Anteil von 100% hindurchgehen.
Wenn die Dicke der Trennwand 32 größer wird, nimmt die Leuchtdichte geringfügig ab und verändert sich die Chromatizität des Lichts auch geringfügig von Weiß zu Gelb. Demgemäß ist es bevorzugt, dass die Dicke der Trennwand 32 innerhalb des Bereichs von 1 bis 2 mm liegt.
In dem anderen Fall, bei dem zwischen der Trennwand und dem lichtstreuenden Teil kein offener Hohlraum bereitgestellt wird und bei dem stattdessen ein transparentes synthetisches Harz und ein lichtstreuendes Material eingefüllt sind, nimmt ferner das Gesamtgewicht um 20 bis 30 Prozent zu.
Da das erfindungsgemäße bandförmige Produkt zur Beleuchtung einer Decke und einer Wand eines Gebäudes verwendet wird, sollte das Produkt möglichst leicht sein.
Im Fall der Beleuchtung einer Decke wird an der Decke zuerst eine Aufnahme befestigt, welche eine Nut einschließt, deren Breite zu dem Produkt passt, und wird dann das Produkt in die Nut eingesetzt, um dadurch fixiert zu werden.
Ein schweres Gesamtgewicht kann dazu führen, dass das Produkt sich aus der Nut löst und nach unten durchhängt. Im schlimmsten Fall kann das Produkt vollständig nach unten fallen. Angesichts dessen sollte der Teil zwischen der Trennwand und dem lichtstreuenden Teil vorzugsweise hohl sein.
Wie oben erwähnt, sind 2 und 3 Schnittansichten, welche Ausführungsbeispiele eines Isoliergehäuses und des lichtstreuenden Teils in der Ausführungsform 1 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
In dem Beispiel in 2 weist lediglich die Trennwand 32 eine Lichtdurchlässigkeit auf und sind das bandförmige Isoliergehäuse 30 und der lichtstreuende Teil 34 aus dem lichtstreuenden Material hergestellt.
In diesem Beispiel tritt das von den LEDs 11 emittierte Licht von dem lichtstreuenden Teil 34 nach außen. Darüber hinaus tritt auch ein Teil an gestreutem Licht von einem Seitenabschnitt 36 nach außen. Das heißt, das Licht tritt aus nahezu dem gesamten bandförmigen Isoliergehäuse 30 nach außen.
In dem Beispiel in 3 weisen die Trennwand 32 und ein unterer Teil 35 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 eine Lichtdurchlässigkeit auf und sind ein oberer Teil des bandförmigen Isoliergehäuses 30 und der lichtstreuende Teil aus dem lichtstreuenden Material hergestellt.
In dem Beispiel in 3 muss der untere Teil nicht notwendigerweise eine Lichtdurchlässigkeit aufweisen, da das von den LEDs 11 kommende Licht naturgemäß nicht den unteren Teil 34 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 erreicht.
Welche Bestandteile aus dem lichtstreuenden Material hergestellt werden, kann sich in Abhängigkeit davon ändern, wo das bandförmige LED-Licht verwendet wird. Es können auch von 2 und 3 verschiedene Fälle in Betracht gezogen werden. Das Zweifarbenformen ermöglicht das Ausbilden von Bauteilen je nach Wunsch auch in derartigen Fällen.
Als Nächstes zeigen 10 bis 13 Ausführungsformen eines Schaltungsträgers zur Montage von LEDs darauf als ein Bestandteil der LED-Einheit 20. Die LED-Einheit 20 wird in den Hohlraum 31 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 eingesetzt, wie in 2 und 3 gezeigt. Der Schaltungsträger in der Ausführungsform ist derselbe wie er in Dokument 6 angegeben wird.
10A ist eine Draufsicht auf die gesamte Einheit, und 10B ist eine vergrößerte Draufsicht auf eine Schaltung. Der wie in 10A und 10B gezeigte ”Schaltungsträger zur LED-Montage” in dieser Ausführungsform wird nachfolgend der Einfachheit halber als „Schaltungsträger” bezeichnet.
Der Schaltungsträger 10 ist wie folgt aufgebaut. In einem Mittenteil in der Breitenrichtung eines langen, flexiblen und bandförmigen Substrats ist ein Abschnitt 1 zur Montage von LEDs ausgebildet. Auf dem Abschnitt 1 zur Montage von LEDs ist eine Vielzahl an LEDs in Form eines Arrays montiert.
Auf beiden Seiten des Abschnitts 1 zur Montage von LEDs in der Breitenrichtung sind ein erstes Substrat 2 und ein zweites Substrat 3 vorgesehen. Auf dem ersten Substrat 2 und dem zweiten Substrat 3 sind Stromversorgungsmuster zum Zuführen von Strom zu der Vielzahl an LEDs ausgebildet.
Der Abschnitt 1 zur Montage von LEDs, das erste Substrat 2 und das zweite Substrat 3 sind so ausgebildet, dass sie zueinander faltbar sind.
In dieser Ausführungsform sind der Abschnitt 1 zur Montage von LEDs und das erste Substrat 2 mit einem Verbindungsstück 4 verbunden, welches an beiden Enden davon ausgeschnittene Abschnitte 4a und 4b aufweist. Der Abschnitt 1 zur Montage von LEDs und das zweite Substrat 3 sind mit einem Verbindungsstück 5 verbunden, welches an beiden Enden davon ausgeschnittene Abschnitte 5a und 5b aufweist.
Da es schwierig ist, die Breite eines Teils des Verbindungsstücks 5 zu verringern, um ein oder mehrere Paare an Stromversorgungsmustern durchzuleiten, kann das Ausbilden der ausgeschnittenen Abschnitte 5a und 5b in einigen Fällen weggelassen werden.
Unter Verwendung der Verbindungsstücke sind beide Enden in der Breitenrichtung des flexiblen Substrats mit dem ersten Substrat 2 und dem zweiten Substrat 3 verbunden. Auf dem flexiblen Substrat sind in Intervallen eigenständige und inselförmige Abschnitte zur Montage von LEDs ausgebildet, um den Abschnitt 1 zur Montage von LEDs auszubilden.
Nach dem Falten des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 gegen den Abschnitt 1 zur Montage von LEDs und dem Überlappen der Rückseitenflächen des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 (siehe 12(e)) sind die inselförmigen Abschnitte zur Befestigung von LEDs eigenständig positioniert, wodurch sie trennende Abstände zwischen der Vielzahl an inselförmigen Abschnitten zur Montage von LEDs ausbilden.
In dem Schritt des Biegens des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 senkrecht zu einer Oberfläche des Abschnitts 1 zur Montage von LEDs und auch in dem anderen Schritt des Biegens der oberen Abschnitte des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 senkrecht zu den verbleibenden Abschnitten erfährt aus diesem Grund der Abschnitt zur Montage von LEDs lediglich eine geringe Spannung und können die Biegeschritte leicht durchgeführt werden.
Auf dem Abschnitt 1 zur Montage von LEDs ist eine LED-Anschlussfläche P1 eines Stromversorgungsmusters ausgebildet. Auf der LED-Anschlussfläche P1 ist eine LED vom Oberflächenbestückungstyp befestigt. Auf dem ersten Substrat 2 ist ein Stromversorgungsmuster P2 zum Anlegen einer positiven Spannung von einer Gleichstromspannungsquelle ausgebildet. Zudem ist auf dem zweiten Substrat 3 ein Massemuster P3 für eine Verbindung mit Masse der Gleichstromspannungsquelle ausgebildet.
An dem Stromversorgungsmuster P2 und dem Massemuster P3 sind Durchgangslöcher H1 und H2 ausgebildet. An den gegenüberliegenden Oberflächen der Muster P2 und P3 sind durch Löten externe elektrische Leitungen mit den Durchgangslöchern H1 und 2 verbunden.
Zusätzlich zu dem Massemuster P3 sind auf dem zweiten Substrat 3 eine Widerstandsanschlussfläche P4 und eine Diodenanschlussfläche P5 ausgebildet. In einer Einheit des Schaltungsträgers 10 sind vier Schaltkreise C1 bis C4 ausgebildet, die jeweils denselben Aufbau aufweisen. Wie in 11 gezeigt, schließt der Aufbau die LEDs 1 bis 24 (LED1 bis LED24), die Widerstände R1 bis R8 und die einen Rückstrom blockierenden Dioden D1 bis D4 ein.
In der Ausführungsform 1 weist eine Einheit des Schaltungsträgers 10 eine Länge L von 240 mm, eine Breite von 24 mm, eine Substratdicke von 100 μm und eine Kupferfolie (leitfähiges Muster) mit einer Dicke von 35 bis 50 μm auf. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
10(a) zeigt den Fall, bei dem die vier Schaltkreise eine Einheit ausbilden. Um eine lineare Lichtquelle zu erlangen, deren Länge ein oder mehrere Meter erreicht, werden die Stromversorgungsmuster P2 und die Massemuster P3 der Vielzahl an Einheiten mit externen elektrischen Leitungen vorzugsweise parallel verschaltet, um dadurch ein Lichtsystem mit einer gewünschten Länge auszubilden.
12 zeigt:
einen Schritt des Montierens der LED 11 vom Oberflächenbestückungstyp und der elektrischen Bauteile 12 (in diesem Beispiel ein Widerstand und eine Diode) auf dem Schaltungsträger 10,
einen Schritt des Lötens der elektrischen Leitungen 13 und 14 an das Stromversorgungsmuster P2 und das Massemuster P3 und
einen Schritt des Formens des gelöteten Schaltungsträgers zu einer lichtemittierenden Einheit U, die einen T-förmigen Querschnitt aufweist.
12(a) ist eine Draufsicht, und 12(b) bis 12(e) sind Schnittansichten von vorne.
12(b) zeigt einen Zustand, bei dem der Schaltungsträger 10 noch nicht gebogen wurde. Ausgehend von diesem Zustand werden unter Ausnutzung der ausgeschnittenen Abschnitte 4b und 5b als Biegeabschnitte die ausgeschnittenen Abschnitte 4b und 5b mit 90 Grad nach unten gebogen, wie in 12(c) gezeigt.
Unter Beibehaltung einer parallelen Anordnung des ersten Substrats und des zweiten Substrats nach unten werden die ausgeschnittenen Abschnitte 4a und 5a weiter gebogen, wie in 12(d) gezeigt.
Wie in 12(e) gezeigt, kommen schließlich die Rückseitenflächen der Verbindungsstücke 4 und 5 in Kontakt mit der Rückseitenfläche des Abschnitts 1 zur Montage von LEDs und kommen darüber hinaus die Rückseitenflächen des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 ebenfalls in Kontakt miteinander. Die in Kontakt stehenden Rückseitenflächen werden mittels eines Klebstoffs zusammengehalten, um die lichtemittierende Einheit U mit dem T-förmigen Querschnitt auszubilden.
Die lichtemittierende Einheit U kann als Ganzes in einer zu den Flächen von sowohl dem ersten Substrat 2 als auch dem zweiten Substrat 3 senkrechten Richtung frei gebogen werden. Dies ist möglich, da die Rückseitenflächen des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 zu einer flexiblen Platte verbunden wurden und der obere Abschnitt 1 zur Montage von LEDs, welcher den T-förmigen Querschnitt bildet, von dem benachbarten Abschnitt 1 zur Montage von LEDs getrennt ist.
13A ist eine Seitenansicht der lichtemittierenden Einheit U, 13B ist eine Vorderseitenansicht davon und 13C ist eine Draufsicht davon.
Wie in den Figuren gezeigt, ist eine Vielzahl an lichtemittierenden Einheiten U mit den elektrischen Leitungen 13 und 14, welche die Stromversorgung bilden, parallel geschaltet. Die Stromversorgungskabel 15 und 16 sind durch Löten mit den Enden der elektrischen Leitungen 13 und 14 einer ersten lichtemittierenden Einheit U verbunden. Als die elektrischen Leitungen 13 und 14 werden beispielsweise Kupferplatten, Einzelleitungen, Litzenleitungen und Drahtgeflechte verwendet, welche den Strom besser leiten als die Stromversorgungsmuster der leitfähigen Folien auf dem ersten Substrat 2 und dem zweiten Substrat 3.
Um eine LED-Einheit 20 mit T-förmigem Querschnitt herzustellen, kann das Äußere der Vielzahl an lichtemittierenden Einheiten U, die linear miteinander verbunden sind, mit einem lichtdurchlässigen Silikongummi versiegelt werden. Die hergestellte LED-Einheit 20 kann durch eine Öffnung des bandförmigen Isoliergehäuses 30 wie in 2 und 3 gezeigt in den Hohlraum 31 mit nahezu T-förmigem Querschnitt eingesetzt werden, um ein bandförmiges LED-Licht auszubilden.
Alternativ dazu kann die Vielzahl an lichtemittierenden Einheiten U, die linear miteinander verbunden sind, ohne ein Versiegeln mit dem lichtdurchlässigen Silikongummi durch die Öffnung des bandförmigen Isoliergehäuses 30 wie in 2 und 3 gezeigt in den Hohlraum 31 mit nahezu T-förmigem Querschnitt eingesetzt werden. Hierbei ist der Hohlraum 31 derart ausgebildet, dass die Einheiten U auf eine derartige Weise eingesetzt werden, dass die oberen Oberflächen der LEDs 11 entlang der unteren Oberfläche der Trennwand 32 gleiten.
Da die untere Oberfläche der Trennwand 32 und die oberen Oberflächen der LEDs 11 in Kontakt miteinander positioniert sind, ist sichergestellt, dass der Abstand der LEDs 11 zu der unteren Oberfläche des lichtstreuenden Teils 34 für jedes Produkt ohne Variation einen festen Wert aufweist. Als Folge davon kann eine Variation hinsichtlich der Leuchtdichtenverteilung für die einzelnen Produkte vermieden werden.
Danach wird der Luftspalt zwischen dem Hohlraum 31 und den LED-Einheiten U ausgehend von den Öffnungen an den Enden des bandförmigen Isoliergehäuses 30 bis zu einer Stelle, bei der das Versiegeln sichergestellt ist, gefüllt, wodurch der Luftspalt im Wesentlichen versiegelt wird.
Um den Verbrauch an Silikongummi zu verringern, kann ein Teil der Länge des bandförmigen Isoliergehäuses 30 nicht versiegelt werden. Dabei können die Versiegelungseigenschaften des bandförmigen LED-Lichts ebenfalls beibehalten werden.
Wie oben angegeben, wurde ein Silikongummi zum Versiegeln verwendet. Stattdessen kann auch ein synthetisches Harz zum Versiegeln verwendet werden, wie beispielsweise ein handelsübliches Epoxyharz oder dergleichen. Zudem wurde ein lichtdurchlässiges Material verwendet. Alternativ dazu kann auch ein nicht lichtdurchlässiges Material verwendet werden.
Das in 10 bis 13 dargestellte Substrat zum Montieren von LEDs ist lediglich ein Beispiel. Die für das bandförmige LED-Licht gemäß der vorliegenden Erfindung verwendete LED-Einheit 20 ist nicht darauf beschränkt.
14 zeigt eine LED-Einheit 21 gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.
Wie oben erwähnt, betrifft die LED-Einheit 20 in Ausführungsform 1 ein Beispiel, bei dem der versiegelnde transparente Silikongummi die lichtemittierende Einheit U in 13 umgibt.
In der Ausführungsform 2 umfasst die LED-Einheit 21 eine Vielzahl an lichtemittierenden Einheiten U, die linear miteinander verbunden sind.
Wie beispielsweise in 12 gezeigt sind die Rückseitenflächen des ersten Substrats 2 und des zweiten Substrats 3 miteinander verklebt. Die Rückseitenflächen des Abschnitts 1 zur Montage von LEDs und der Verbindungsstücke 4 und 5 können jedoch auch nicht verklebt sein.
In der Ausführungsform 2 wird die LED-Einheit 21 in den Hohlraum 31 des bandförmigen Isoliergehäuses 30 eingeführt und wird dann der Hohlraum 31 mit dem transparenten Silikongummi gefüllt, um dadurch ein flexibles bandförmiges LED-Licht auszubilden. Da die weiteren Strukturen und Effekte dieselben wie in Ausführungsform 1 sind, werden diese hier nicht näher erläutert.
Mit jeder der Ausführungsformen 1 und 2 gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein bandförmiges LED-Licht bereitgestellt werden, bei dem eine Abschwächung des Lichts gering ist und das ein gleichmäßiges und gleichförmiges nahezu weißes Licht abstrahlt.
Die LED-Einheiten 20 und 21 können in Bezug auf die Lichtabstrahlrichtung der LEDs 11 in eine seitlich Richtung gebogen werden, und das bandförmige Isoliergehäuse 30 ist aus einem flexiblen Material hergestellt. Demgemäß weist das bandförmige LED-Licht insgesamt eine flexible Struktur auf.
Die Trennwand 32 und der lichtstreuende Teil 34 werden durch das Zweifarbenformen ausgebildet. Damit können Materialien, deren optische Eigenschaften voneinander verschieden sind, einstückig geformt werden.
Der Luftspalt zwischen den LED-Einheiten 20 und 21 und der Hohlraum des bandförmigen Isoliergehäuses 30 sind zum Versiegeln mit dem synthetischen Harz oder dem synthetischen Gummi gefüllt. Demgemäß besitzt das bandförmige LED-Licht als solches einen feuchtigkeitsbeständigen und wasserdichten Aufbau und ist auch für eine Verwendung im Freien geeignet.
Das bandförmige LED-Licht gemäß der vorliegenden Erfindung kann auf gleichmäßige und gleichförmige Weise Licht abstrahlen, welches nahezu gleich dem ursprünglich von der LED-Lichtquelle emittierten weißen Licht ist und dessen Abschwächung gering ist. Demgemäß kann das bandförmige LED-Licht beispielsweise für eine Vielzahl verschiedener Innenraumlichtsysteme oder dekorativer Beleuchtungssystemen für den Außenbereich verwendet werden.
Indem die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist damit jedoch nicht beabsichtigt, dass die Erfindung auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt ist, und es können durch den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne vom Umfang oder Geist der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Abschnitt zur Montage von LEDs
2: Erstes Substrat
3: Zweites Substrat
4: Verbindungsstück
4a und 4b: Ausgeschnittener Abschnitt
5: Verbindungsstück
5a und 5b: ausgeschnittener Abschnitt
10: Substrat zur Montage von LEDs (Schaltungsträger)
11: LED
12: Elektrisches Bauteil (Widerstand, Diode)
13 und 14: Elektrische Leitung
15 und 16: Stromversorgungskabel
20 und 21: LED-Einheit
30: Bandförmiges Isoliergehäuse
31: Hohlraum
32: Trennwand
33: Offener Hohlraum
34: Lichtstreuender Teil (Diffusor)
40: LED
42 und 43: Lichtstreuender Teil (Diffusor)
44: Vinylchloridmaterial
45: Verschlechtertes Vinylchloridmaterial
50: Chromatizitätsmessgerät

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-526185 [0004, 0015]
JP 3098840 [0004, 0015]
JP 3897260 [0004, 0015]
JP 9-297549 [0005, 0015]
US 7377787 [0006, 0015]
JP 2013-118169 [0014, 0015]

Claims

Bandförmiges LED-Licht mit: einer LED-Einheit mit einer Vielzahl an linear in vorbestimmten Intervallen angeordneten LEDs (11), wobei die Vielzahl an LEDs (11) Licht in eine Lichtabstrahlrichtung emittieren, einem bandförmigen Isoliergehäuse (30) mit einem Hohlraum (31) und einer Trennwand (32), wobei die LED-Einheit in den Hohlraum (31) eingesetzt ist, die Trennwand (32) aus einem lichtdurchlässigen Material hergestellt ist und zumindest ein Teil des Lichts die Trennwand (32) durchdringt, und einem lichtstreuenden Teil (34) der außen an dem bandförmigen Isoliergehäuse (30) durchgehend angeordnet ist, wobei der lichtstreuende Teil (34) einen offenen Hohlraum (33) und einen den offenen Hohlraum (33) umgebenden gekrümmten Abschnitt einschließt und der gekrümmte Abschnitt aus lichtstreuendem Material hergestellt ist und das Licht streut das die Trennwand (32) und den offenen Hohlraum (33) durchdrungen hat.
Bandförmiges LED-Licht nach Anspruch 1, wobei: die Vielzahl an LEDs (11) mit einer Vielzahl an elektrischen Leitungen (13, 14) verbunden sind; die LED-Einheit so ausgebildet ist, dass sie in eine zu der Lichtabstrahlrichtung seitliche Richtung gebogen werden kann, und das bandförmige Isoliergehäuse (30) und der lichtstreuende Teil (34) aus einem flexiblen Material hergestellt sind.
Bandförmiges LED-Licht nach Anspruch 1 oder 2, wobei das bandförmige Isoliergehäuse (30) und der lichtstreuende Teil (34) durch ein Zweifarbenformen einstückig ausgebildet sind.
Bandförmiges LED-Licht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: ein Luftspalt zwischen dem Hohlraum (31) des bandförmigen Isoliergehäuses (30) und der in den Hohlraum (31) eingesetzten LED-Einheit vorhanden ist und der Luftspalt mit zumindest einem von einem synthetischen Harz und einem synthetischen Gummi gefüllt ist.