DE102017102044A1

DE102017102044A1 - Strahlungsemittierendes Filament

Info

Publication number: DE102017102044A1
Application number: DE102017102044.6A
Authority: DE
Inventors: Ee Lian Lee; Tilman Eckert; Dr. Bertram Ralph; Kok Eng Ng; Anuarul Ikhwan Mat Nazri
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2018-08-02
Also published as: WO2018141861A1

Abstract

Strahlungsemittierendes Filament (100) mit einem Träger (110), wobei auf dem Träger (110) wenigstens zwei Leuchtchips (120) angeordnet sind, wobei der Träger (110) an gegenüberliegenden Enden jeweils einen elektrischen Kontakt (130, 140) aufweist, wobei die Leuchtchips (120) mit den Kontakten (130, 140) elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Träger (110) wenigstens im Bereich der Leuchtchips (120) von einer hülsenförmigen optischen Schicht (170) umgeben ist, wobei die optische Schicht (170) wenigstens drei plane Außenflächen (180, 190, 200) aufweist, wobei die drei planen Außenflächen (180, 190, 200) in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Filament und ein Verfahren zur Herstellung des Filaments.
Im Stand der Technik ist es bekannt, strahlungsemittierende Filamente mit Leuchtchips bereitzustellen, wobei die Leuchtchips auf einem Träger angeordnet sind. Der Träger und die Leuchtchips sind mit einer Leuchtschicht versehen. Die Leuchtschicht ist ausgebildet, um die elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips in der Wellenlänge zu verschieben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes strahlungsemittierendes Filament und ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten strahlungsemittierenden Filaments bereitzustellen.
Die Aufgaben der Erfindung werden durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Ein Vorteil des beschriebenen Filaments besteht darin, dass die Abstrahlrichtung der elektromagnetischen Strahlung mithilfe von einfachen Mitteln geformt werden kann. Dazu weist das strahlungsemittierende Filament eine optische Schicht auf, die den Träger und die Leuchtchips hülsenförmig umgibt. Die optische Schicht weist wenigstens drei plane Außenflächen auf, wobei die drei planen Außenflächen in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind. Mithilfe der wenigstens drei planen Außenflächen kann eine gewünschte Streuung oder Lenkung des Lichtes erreicht werden. Somit übernimmt die optische Schicht eine optische Streu- und/oder Führungsfunktion.
In einer einfachen Ausführungsform sind die drei planen Außenflächen über eine gesamte Länge des Trägers ausgebildet.
Dadurch wird über die gesamte Länge des Trägers eine gleichmäßige Streuung und/oder Lenkung der Strahlung erreicht.
In einer Ausführungsform ist der Träger in eine Leuchtschicht eingebettet. Die Leuchtschicht umgibt den Träger und die Leuchtchips hülsenförmig. Die Leuchtschicht weist ein Matrixmaterial und einen Leuchtstoff auf. Der Leuchtstoff ist ausgebildet, um eine elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips in der Wellenlänge zu verschieben. Die Leuchtschicht ist von der optischen Schicht umgeben. Somit kann die vorteilhafte Lenkung oder Streuung der elektromagnetischen Strahlung durch die optische Schicht auch bei Verwendung einer Leuchtschicht eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Leuchtschicht verwendet werden, um blaues Licht wenigstens teilweise in rotes Licht oder grünes Licht umzuwandeln. Insbesondere kann mithilfe der Leuchtschicht beispielsweise ein blaues Licht der Leuchtchips in weißes Licht umgewandelt werden.
Die Verwendung von drei planen Außenflächen stellen einfache geometrische Mittel dar, mit denen eine gewünschte Lenkung der elektromagnetischen Strahlung erreicht werden kann. In einer einfachen Ausführungsform sind die planen Außenflächen mit der optischen Schicht in einer ersten Ebene senkrecht zur Längsachse des Filaments angeordnet. Beispielsweise können die drei planen Außenflächen die Form eines gleichschenkligen Dreieckes darstellen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die einzelnen planen Außenflächen, die im Querschnitt eine Außenkontur der optischen Schicht bilden, auch unterschiedliche Längen aufweisen. Zudem können die drei Außenflächen abhängig von der gewählten Ausführungsform jeweils mit einem gleichen Winkel aneinander angrenzen oder mit unterschiedlichen Winkeln paarweise aneinander angrenzen. Somit kann mithilfe der planen Außenflächen eine Außenkontur der optischen Schicht über eine gesamte Länge des Filaments ausgebildet werden.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Außenfläche in einer zweiten Ebene, die durch die Längsachse des Filaments angeordnet ist, die Außenflächen aufweisen. Auf diese Weise kann nicht nur eine Lenkung der elektromagnetischen Strahlung in der Ebene senkrecht zur Längsachse beeinflusst werden, sondern die elektromagnetische Strahlung kann auch senkrecht zu einer Ebene der Längsachse des Filaments in einer gewünschten Weise gestreut und/oder optisch gelenkt werden. Auf diese Weise können Unterschiede in der Strahlungsleistung entlang der Längsachse des Filaments ausgeglichen werden. Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform auch entlang der Längsachse des Filaments Strahlungsmaxima oder gewünschte Verläufe von Strahlungsintensitäten eingestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die optische Schicht in der ersten Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Filaments eine Außenkontur in Form eines Vieleckes auf. Dadurch können mehrere plane Flächen eingesetzt werden, um eine gewünschte Streuung und/oder Lenkung der elektromagnetischen Strahlung zu erreichen. Insbesondere kann die Außenkontur des Vieleckes eingesetzt werden, um eine gleichmäßige Verteilung der elektromagnetischen Strahlung in der ersten Ebene zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die optische Schicht in der ersten Ebene eine Außenkontur in Form eines Sternes auf. Die Form des Sternes entspricht einem in Bezug auf einen Mittelpunkt rotationssymmetrischen Vieleck. Dadurch steht eine Vielzahl von planen Außenflächen zur Verfügung, die eine gewünschte Verteilung, Streuung und/oder Lenkung der elektromagnetischen Strahlung in der ersten Ebene ermöglichen.
Beispielsweise kann die Anordnung der planen Flächen der Außenkontur dazu eingesetzt werden, um eine gleichmäßige Verteilung der elektromagnetischen Strahlung in der ersten Ebene zu erreichen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Außenfläche der optischen Schicht in der zweiten Ebene, das heißt parallel zur Längsachse des Filaments, eine gezackte Oberfläche auf. Mithilfe der gezackten Oberfläche, die rotationssymmetrisch um die mittige Längsachse der optischen Schicht ausgebildet ist, kann eine verbesserte gleichmäßige Verteilung der elektromagnetischen Strahlung erreicht werden.
In einer weiteren Ausführungsform umhüllt die optische Schicht den gesamten Träger mit der Leuchtschicht, wobei nur noch die Kontakte des Trägers aus der optischen Schicht herausragen. Somit wird gleichzeitig ein mechanischer Schutz für den Träger mithilfe der optischen Schicht bereitgestellt.
Mit den beschriebenen optischen Schichten kann eine gleichmäßigere Verteilung der Strahlung senkrecht zur Längserstreckung des Filaments und/oder entlang der Längserstreckung des Filaments mit einfachen Mitteln erreicht werden. Die optische Schicht übernimmt eine Linsenfunktion und/oder eine Streufunktion.
In einer Ausführung weist die optische Schicht auf einer Außenfläche ringförmige Ausnehmungen und ringförmige Stege auf, wobei die Stege und die Ausnehmungen rotationssymmetrisch um eine mittige Längsachse der optischen Schicht angeordnet sind. Dadurch kann eine bessere Verteilung der elektromagnetischen Strahlung der Leuchtchips entlang der Längsachse des Filaments erreicht werden.
In einer weiteren Ausführung sind die Stege im Querschnitt in einer Ebene durch die Längsachse dreieckförmig ausgebildet. Diese einfache Form des Dreieckes eignet sich gut für eine gewünschte Verteilung der Strahlung entlang der Längsachse des Filaments.
Zum Herstellen des strahlungsemittierenden Filaments wird ein Träger mit wenigstens zwei Leuchtchips bereitgestellt. Der Träger weist an gegenüberliegenden Enden jeweils einen elektrischen Kontakt auf. Die Leuchtchips sind mit den elektrischen Kontakten elektrisch leitend verbunden. Der Träger ist wenigstens im Bereich der Leuchtchips mit einer optischen Schicht versehen. Die optische Schicht wird in der Weise ausgebildet, dass wenigstens drei plane Außenflächen in einem vorgegebenen Winkel zueinander ausgebildet werden.
Als Verfahren zur Herstellung der optischen Schicht kann ein Spritzgussverfahren oder ein Spritzpressverfahren oder ein Formverfahren verwendet werden. Mithilfe dieser Verfahren kann die optische Schicht einfach und präzise mit der gewünschten Außenkontur am Filament ausgebildet werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung eines strahlungsemittierenden Filaments,
2 einen Querschnitt durch das Filament der 1 senkrecht zu einer Längserstreckung,
3 einen Querschnitt durch ein Filament senkrecht zu einer Längserstreckung des Filaments mit einer optischen Schicht, die eine dreieckförmige Außenkontur aufweist,
4 eine perspektivische Darstellung des Filaments der 3,
5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Filaments senkrecht zu einer Längserstreckung des Filaments mit einer optischen Schicht, die eine quadratische Außenkontur aufweist,
6 eine schematische perspektivische Darstellung des Filaments der 5,
7 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Filaments senkrecht zur Längserstreckung des Filaments mit einer optischen Schicht, die eine fünfeckige Außenkontur aufweist,
8 eine schematische perspektivische Darstellung des Filaments der 7,
9 einen Querschnitt durch ein Filament senkrecht zur Längserstreckung des Filaments mit einer optischen Schicht, die eine sternförmige Außenkontur aufweist,
10 eine perspektivische Darstellung des Filaments der 9,
11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Filaments senkrecht zur Längserstreckung des Filaments mit einer optischen Schicht, die eine runde Außenkontur aufweist,
12 eine perspektivische Darstellung des Filaments der 11,
13 ein Formwerkzeug mit einem strahlungsemittierenden Filament,
14 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Ausbildung eines Filaments mit einer optischen Schicht mithilfe eines Formverfahrens,
15 einen Querschnitt durch ein Filament, wobei die optische Schicht ringförmige Ausnehmungen und ringförmigen Stege aufweist,
16 einen vergrößerten Teilausschnitt der 15,
17 einen vergrößerten Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform der 15,
18 einen schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments, das gemäß 11 ausgebildet ist und die optische Schicht eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist,
19 einen schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments, das gemäß 7 ausgebildet ist und die optische Schicht eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist,
20 einen schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments, das gemäß 9 ausgebildet ist und die optische Schicht eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist,
21 einen schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments, das gemäß 3 ausgebildet ist und die optische Schicht eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist,
22 einen schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments, das gemäß 5 ausgebildet ist und die optische Schicht eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist.

1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein strahlungsemittierendes Filament 100 mit einem Träger 110, auf dem mehrere Leuchtchips 120 angeordnet sind. Der Träger 110 weist an gegenüberliegenden Enden elektrische Kontakte 130, 140 auf. Zudem sind auf dem Träger 110 elektrische Leitungen vorgesehen, die die Leuchtchips 120 mit den elektrischen Kontakten 130, 140 verbinden. Die Leuchtchips 120 können seriell und/oder parallel mit den elektrischen Kontakten 130, 140 elektrisch leitend verbunden sein. Die elektrischen Kontakte 130, 140 können beispielsweise in Form von Metallstreifen ausgebildet sein. Der Träger 110 kann aus einem transparenten Material, insbesondere aus Siliziumcarbid oder Glas bestehen. Die Leuchtchips 120 können z.B. in Form von Halbleiterchips als Halbleiterdioden oder als Halbleiterlaserdioden ausgebildet sein. Die Leuchtchips 120 können als Oberflächenemitter oder Volumenemitter ausgebildet sein. Ein Filament 100 kann wenigstens zwei Leuchtchips 120 aufweisen. Zudem kann ein Filament 100 nicht nur Leuchtchips in einer Reihe, sondern auch parallel in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet aufweisen.
Das Filament 100 ist mit einer Leuchtschicht 150 versehen. Die Leuchtschicht 150 umgibt den gesamten Träger 110 und die Leuchtchips 120. Die Leuchtschicht 150 weist einen Leuchtstoff auf, der ausgebildet ist, um die elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips 120 zu absorbieren und mit einer veränderten Wellenlänge zu emittieren. Beispielsweise kann ein Leuchtmaterial in Form eines roten Phosphor oder in Form eines grünen Phosphor ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine KSF Phosphorverbindung oder eine MGF Phosphorverbindung verwendet werden. Zudem kann die Leuchtschicht 150 ein Matrixmaterial wie zum Beispiel Silikon aufweisen, in das der Leuchtstoff eingebettet ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch auf die Leuchtschicht 150 verzichtet werden. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Leuchtschicht 150 nur auf den Leuchtchips 120 und nicht auf dem Träger 110 angeordnet sein.
Die Leuchtchips 120 sind ausgebildet, um bei einer entsprechenden Stromversorgung eine elektromagnetische Strahlung zu erzeugen. Die elektromagnetische Strahlung kann im infraroten Bereich, im sichtbaren Bereich oder im ultravioletten Bereich liegen. Beispielsweise können die Leuchtchips 120 ausgebildet sein, um blaues Licht, rotes Licht oder grünes Licht zu emittieren. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform der Träger 110 Leuchtchips 120 aufweisen, die elektromagnetische Strahlung, das heißt Licht mit verschiedenen Wellenlängen emittieren.
Die elektrischen Kontakte 130, 140 ragen aus der Leuchtschicht 150 heraus. Der Träger 110 weist eine längliche, streifenförmige Form auf, die sich in einer Längsachse entlang einer x-Achse erstreckt. Eine Breite des Trägers 110 ist entlang einer y-Achse angeordnet. Die Leuchtchips 120 sind auf einer Oberseite des Trägers 110 angeordnet, wobei die Oberseite im Wesentlichen parallel zu einer z-Achse ausgerichtet ist. Die z-Achse, y-Achse und x-Achse bilden ein orthogonales Koordinatensystem.
2 zeigt einen Querschnitt durch das Filament 100 der 1 in der z-y-Ebene. Der Träger 110 weist eine Dicke entlang der z-Achse auf, die kleiner ist als eine Breite entlang der y-Achse. Die Leuchtchips 120 sind auf einer Oberseite 160 des Trägers 110 angeordnet. Die Leuchtschicht 150 umgibt sowohl den Träger 110 als auch den Leuchtchip 120. In der dargestellten Ausführungsform weist die Leuchtschicht 150 im Querschnitt eine Kreisform auf. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Leuchtschicht 150 auch andere Formen aufweisen. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Leuchtschicht 150 auch Streupartikel wie zum Beispiel Titanoxid aufweisen. Weiterhin kann abhängig von der gewählten Ausführungsform die Leuchtschicht 150 wenig oder keinen Leuchtstoff aufweisen und beispielsweise nur Streupartikel aufweisen.
3 zeigt einen Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung durch ein Filament 100, das gemäß der Ausführungsform der 1 und 2 ausgebildet ist und mit einer optischen Schicht 170 versehen ist. Der Querschnitt ist in der z-y-Ebene angeordnet. Die optische Schicht 170 weist drei plane Außenflächen 180, 190, 200 auf. Die Außenflächen 180, 190, 200 sind als plane Flächen ausgebildet und weisen jeweils die gleiche Länge in der z-y-Ebene auf. Zudem gehen die Außenflächen 180, 190, 200 jeweils mit dem gleichen Winkel ineinander über. Somit stellt die in der z-y-Ebene dargestellte Außenfläche der optischen Schicht 170 ein gleichschenkliges Dreieck dar.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die einzelnen Außenflächen 180, 190, 200 auch unterschiedlich lang sein und in unterschiedlichen Winkeln aneinander angrenzen. Beispielsweise kann die erste Außenfläche größer sein als die zweite und die dritte Außenfläche. Zudem kann jede der Außenflächen 180, 190, 200 eine unterschiedliche Breite in der z-y-Ebene aufweisen.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Träger 110 in der Weise in der optischen Schicht 170 angeordnet, dass die Oberseite 160 des Trägers 110 parallel zur zweiten Außenfläche 190 angeordnet ist. Zudem sind die Leuchtchips 120 in Richtung auf eine Spitze 210 der Außenfläche ausgerichtet. Der Leuchtchip 120 ist mit einer Mitte entlang einer ersten Symmetrieachse 220 ausgerichtet, die durch die Spitze 210 geht und senkrecht auf der zweiten Außenfläche 190 steht. Die Spitze 210 wird durch einen Übergangsbereich der ersten und der dritten Außenfläche 180, 190 gebildet.
4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das Filament 100 der 3. Dabei ist zu erkennen, dass der erste und der zweite elektrische Kontakt 130, 140 aus der optischen Schicht 170 herausragen. Die Außenflächen 180, 190, 200 sind entlang der x-Richtung als plane Flächen ausgebildet. Die Spitze 210 ist in der perspektivischen Darstellung Teil des Übergangsbereiches 230 der ersten und der dritten Außenfläche 180, 190.
5 zeigt einen Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung einer weiteren Ausführungsform eines Filaments 100, das gemäß der Ausführung der 1 und 2 ausgebildet ist. Das Filament 100 ist mit der Leuchtschicht 150 versehen. Zudem ist eine optische Schicht 170 vorgesehen, die die Leuchtschicht 150 umgibt. Die optische Schicht 170 weist vier plane Außenflächen 180, 190, 200, 240 auf. Die erste und die dritte Außenfläche 180, 200 sind parallel zueinander angeordnet. Die zweite und die vierte Außenfläche 190, 240 sind parallel zueinander angeordnet. Zudem sind die vier Außenflächen jeweils in einem 90-Grad-Winkel zu der benachbarten Außenfläche angeordnet. Damit bildet die Außenfläche der optischen Schicht 170 in dieser Ausführungsform die Außenkontur eines Quadrates. Die Außenflächen 180, 190, 200, 240 weisen in der z-y-Ebene jeweils die gleiche Länge auf.
Abhängig von der gewählten Ausführungsform könnten auch die erste und die dritte Außenfläche 180, 200 eine größere oder eine kleinere Breite als die zweite und die vierte Außenfläche 190, 240 aufweisen. Zudem könnten abhängig von der gewählten Ausführungsform jeweils zwei Außenflächen in einem Winkel ungleich 90 Grad ineinander übergehen. In der dargestellten Ausführungsform ist der Träger 110 mit der Oberseite 160 parallel zu einer zweiten Symmetrieachse 250 angeordnet. Die zweite Symmetrieachse 250 ist durch einen ersten und einen zweiten Eckbereich 260, 270 geführt. Der erste Eckbereich 260 wird durch einen Übergangsbereich zwischen der ersten und der zweiten Außenfläche 180, 190 gebildet. Der zweite Eckbereich 270 wird durch einen Übergangsbereich zwischen der dritten und der vierten Außenfläche 200, 240 gebildet. Zudem ist der Leuchtchip 120 mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Eckbereich 260, 270 angeordnet.
6 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung des Filaments 100 der 5.
7 zeigt in einem Querschnitt in der z-y-Ebene eine weitere Ausführungsform eines Filaments 100, das gemäß den 1 und 2 ausgebildet ist und mit einer optischen Schicht 170 versehen ist. In dieser Ausführungsform weist die optische Schicht 170 fünf Außenflächen 180, 190, 200, 240, 280 auf. Die Außenflächen 180, 190, 200, 240, 280 weisen die gleiche Länge in der z-y-Ebene auf. Der Träger 110 ist mit der Oberseite 160 parallel zu der dritten Außenfläche 200 ausgerichtet. Zudem grenzen die erste und die fünfte Außenfläche 180, 280 in einer Spitze 210 aneinander. Die Spitze 210 ist in einer ersten Symmetrieachse 220 angeordnet, die senkrecht auf der dritten Außenfläche 200 steht und durch eine Mitte der dritten Außenfläche 200 geht. Die zweite und die vierte Außenfläche 190, 240 sind spiegelsymmetrisch zur ersten Symmetrieachse 220 angeordnet. Die erste und die fünfte Außenfläche 180, 280 sind ebenfalls spiegelsymmetrisch zur ersten Symmetrieachse 220 angeordnet. Der Leuchtchip 120 ist mittig zur ersten Symmetrieachse 220 angeordnet. Zudem sind die Leuchtchips 120 mittig zwischen der dritten Außenfläche 200 und der Spitze 210 angeordnet.
8 zeigt in eine schematische perspektivische Darstellung des Filaments 100 der 7.
9 zeigt in einem Querschnitt in der z-y-Ebene eine weitere Ausführungsform eines Filaments 100, das eine optische Schicht 170 aufweist. Das Filament 100 ist gemäß den 1 und 2 ausgebildet. Die optische Schicht 170 weist eine Außenfläche auf, die im Querschnitt der z-y-Ebene eine Sternform mit gleich großen Dreiecken 290, 300, 310, 320, 330, 340 entspricht. Die Dreieckformen 290, 300, 310, 320, 330, 340 sind identisch ausgebildet. Die Seitenflächen 350, 360 jeder Dreieckform sind gleich groß. Weiterhin grenzen die Seitenflächen 350, 360 jeder Dreieckform im gleichen Winkel aneinander. Der Träger 110 ist mit der Oberseite 160 parallel zu einer Mittenebene 370 angeordnet. Die Mittenebene 370 steht senkrecht zu einer ersten Symmetrieachse 220. Die erste Symmetrieachse 220 ist von einer Spitze 210 der ersten Dreieckform 290 zu einer Spitze 380 der vierten Dreieckform 320 geführt. Die Leuchtchips 120 sind mittig in Bezug auf die erste Symmetrieachse 220 angeordnet. Zudem ist das Filament 100 mit dem Leuchtchip 120 und dem Träger 110 mittig in Bezug auf die optische Schicht 170 angeordnet. Die Sternenform der Außenfläche der optischen Schicht 170 ist rotationssymmetrisch zu einer mittigen Längsachse 500. Die Längsachse 500 ist in einem Schnittpunkt zwischen der ersten Symmetrieachse 220 und der Mittenebene 370 angeordnet. Die Rotationssymmetrie ist jeweils für eine Drehung um 60° gegeben, da die Außenfläche sechs Dreiecke 290, 300, 310, 320, 330, 340 aufweist. Weist die optische Schicht 170 mit einer im Querschnitt sternenförmigen Außenfläche mehr oder weniger Dreiecke auf, so ist auch der Drehwinkel für eine Rotationssymmetrie größer oder kleiner.
10 zeigt eine perspektivische Darstellung des Filaments 100 der 9.
11 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Filaments 100 mit einer Schutzschicht 170. Das Filament 100 ist gemäß den 1 und 2 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform weist die Schutzschicht 170 eine Außenfläche auf, die im Querschnitt senkrecht zu einer Längserstreckung des Trägers eine Kreisform aufweist. Der Träger 110 mit dem Leuchtchip 120 und der Leuchtschicht 150 ist mittig in der optischen Schicht 170 angeordnet. Die erste Außenfläche 180 weist eine Kreisringform auf.
12 zeigt in eine schematische perspektivische Darstellung des Filaments 100 der 11.
13 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Formwerkzeug 390, 400, die einen Formraum 410 begrenzen. Im Formraum 410 ist das Filament 100 gemäß der Ausführungsform der 1 und 2 angeordnet. Die Formwerkzeuge 390, 400 weisen eine Innenkontur 420, 430 auf, die gemäß der gewünschten Kontur der Außenfläche der herzustellenden optischen Schicht 170 ausgebildet sind. Die Formwerkzeuge 390, 400 können verwendet werden, um mithilfe eines Spritzgussverfahrens oder eines Spritzpressverfahrens eine optische Schicht 170 herzustellen. Die optische Schicht 170 kann beispielsweise aus Epoxymaterial oder Silikon bestehen beziehungsweise Epoxymaterial oder Silikon aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können auch andere Materialien wie zum Beispiel Glas oder Polymere für die Ausbildung der optischen Schicht 170 verwendet werden.
14 zeigt in einer schematischen Darstellung ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Filaments 100 mit einer optischen Schicht 170. Dabei wird auf das Filament 100, das gemäß den 1 und 2 ausgebildet ist, ein formbares Material 440 aufgebracht. Das formbare Material 440 kann beispielsweise Silikon, ein Polymer, Epoxymaterial oder Glas sein. Anschließend wird das formbare Material 440 mit weiteren Formwerkzeugen 450, 460 in der Außenkontur in der Weise verformt, dass eine optische Schicht 170 mit der gewünschten Außenkontur, das heißt den gewünschten Außenflächen, erhalten wird.
15 zeigt einen Querschnitt in der z-x-Ebene durch ein Filament 100, das gemäß einem der vorhergehenden Beispiele ausgebildet ist. Bei diesen Ausführungsformen weist die optische Schicht 170 ringförmige Ausnehmungen 520 auf, die von ringförmigen Stegen 530 begrenzt sind. Die Ausnehmungen 520 und Stege 530 sind rotationssymmetrisch zu der mittigen Längsachse 500 der optischen Schicht 170 ausgebildet. Die Ausnehmungen 520 können im Querschnitt entlang der mittigen Längsachse 500 eine dreieckförmige Keilform aufweisen. In analoger Weise weisen auch die Stege 530 im Querschnitt entlang der mittigen Längsachse 500 eine dreieckförmige Keilform auf. Die Stege 530 und die Ausnehmungen 520 sind entlang der gesamten Länge des Trägers 110 angeordnet. Je mehr Länge der optischen Schicht 170 die Stege 530 und die Ausnehmungen 520 abdecken, umso gleichmäßiger wird die elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips 120 auch über die Enden des Trägers 110 hinaus in der Längsrichtung des Trägers 110 gestreut. Die Stege 530 sind in dem dargestellten Beispiel alle gleich ausgebildet. Die Ausnehmungen 520 sind in dem dargestellten Beispiel alle gleich ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Stege 530 entlang der Länge der optischen Schicht 170 auch unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Beispielsweise können die Stege 530 unterschiedliche Höhen und/oder Breiten aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Ausnehmungen 520 entlang der Länge der optischen Schicht 170 auch unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Beispielsweise können die Ausnehmungen 520 unterschiedliche Höhen und/oder Breiten aufweisen. Zudem können die Stege 530 in Form einer Stegspirale ausgebildet sein. Dabei sind die Ausnehmungen 520 dann auch in Form einer spiralförmigen Ausnehmung ausgebildet.
Die Stege 530 können auch nur in Form von Teilringstegen ausgebildet sein. Die Ausnehmungen 520 können z.B. auch nur in Form von teilringförmigen Ausnehmungen ausgebildet sein.
16 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt der 15. Die Stege 530 werden durch ringförmige Seitenflächen 540, 550 begrenzt. Die Seitenflächen 540, 550 sind rotationssymmetrisch zur mittigen Längsachse 500 angeordnet. Die Seitenflächen 540, 550 eines Steges 530 sind spiegelsymmetrisch zu einer Mittenebene 600 des Steges 530 angeordnet. Die Mittenebene 600 des Steges 530 ist in der z-y-Ebene angeordnet. Die Seitenflächen 540, 555 können als plane Flächen, als konvexe Flächen oder als konkave Flächen ausgebildet sein. Die Seitenflächen 540, 550 können z.B. einen Neigungswinkel 580 zwischen 10° und 89° bezogen auf die mittige Längsachse 500 des Filaments aufweisen. Die Seitenflächen 540, 550 der Stege 530 erstrecken sich jeweils von einer Grundlinie 560 bis zu einer Spitzenlinie 570. Im einfachsten Fall sind die Grundlinie 560 und die Spitzenlinie 570 als Kreislinien rotationsymmetrisch zur mittigen Längsachse 500 ausgebildet. Abhängig von der Kontur der Außenfläche der optischen Schicht 170 kann die Grundlinie 560 und/oder die Spitzenlinie 570 nicht kreisförmig, sondern eine gestufte Kontur aufweisen. Die Stege 530 sind in dem dargestellten Beispiel alle gleich ausgebildet. Die Ausnehmungen 520 sind in dem dargestellten Beispiel alle gleich ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Stege 530 entlang der Länge der optischen Schicht 170 auch unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Beispielsweise können die Stege 530 unterschiedliche Höhen und/oder Breiten aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführung können die Ausnehmungen 520 entlang der Länge der optischen Schicht 170 auch unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Beispielsweise können die Ausnehmungen 520 unterschiedliche Höhen und/oder Breiten aufweisen.
17 zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt einer Ausführungsform der 15. Die Stege 530 werden durch ringförmige Seitenflächen 540, 550 begrenzt. Die Seitenflächen 540, 550 sind rotationssymmetrisch zur mittigen Längsachse 500 angeordnet. Die Seitenflächen 540, 550 eines Steges 530 sind spiegelsymmetrisch zu einer Mittenebene 600 des Steges 530 angeordnet. Die Mittenebene 600 des Steges 530 ist in der z-y-Ebene angeordnet. Die Seitenflächen 540, 555 sind als konvexe Flächen ausgebildet. Die Seitenflächen 540, 550 der Stege 530 erstrecken sich jeweils von einer Grundlinie 560 bis zu einer Spitzenlinie 570. Im einfachsten Fall sind die Grundlinie 560 und die Spitzenlinie 570 als Kreislinien rotationsymmetrisch zur mittigen Längsachse 500 ausgebildet. Abhängig von der Kontur der Außenfläche der optischen Schicht 170 kann die Grundlinie 560 und/oder die Spitzenlinie 570 nicht kreisförmig, sondern eine gestufte Kontur aufweisen.
18 zeigt in einem schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments 100, das gemäß 11 ausgebildet ist und die optische Schicht 170 eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist. Der Querschnitt ist durch die Spitzenlinie 570 geführt. Bei dieser Darstellung ist nur die Spitzenlinie 570 sichtbar. Die Grundlinie 560 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführung kann die Grundlinie 560 auch näher an der mittigen Längsachse 500 oder weiter davon entfernt als dargestellt angeordnet sein.
19 zeigt in einem schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments 100, das gemäß 7 ausgebildet ist und die optische Schicht 170 eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist. Der Querschnitt ist durch die Spitzenlinie 570 geführt. Bei dieser Darstellung ist nur die Spitzenlinie 570 sichtbar. Die Grundlinie 560 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführung kann die Grundlinie 560 auch näher an der mittigen Längsachse 500 oder weiter davon entfernt als dargestellt angeordnet sein.
20 zeigt in einem schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments 100, das gemäß 9 ausgebildet ist und die optische Schicht 170 eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist. Der Querschnitt ist durch die Spitzenlinie 570 geführt. Bei dieser Darstellung ist nur die Spitzenlinie 570 sichtbar. Die Grundlinie 560 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführung kann die Grundlinie 560 auch näher an der mittigen Längsachse 500 oder weiter davon entfernt als dargestellt angeordnet sein.
21 zeigt in einem schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments 100, das gemäß 3 ausgebildet ist und die optische Schicht 170 eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist. Der Querschnitt ist durch die Spitzenlinie 570 geführt. Bei dieser Darstellung ist nur die Spitzenlinie 570 sichtbar. Die Grundlinie 560 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführung kann die Grundlinie 560 auch näher an der mittigen Längsachse 500 oder weiter davon entfernt als dargestellt angeordnet sein.
22 zeigt in einem schematischen Querschnitt in der z-y-Ebene durch eine Ausführung des Filaments 100, das gemäß 5 ausgebildet ist und die optische Schicht 170 eine Außenkontur mit ringförmigen Stegen und ringförmigen Ausnehmungen gemäß der 15 aufweist. Der Querschnitt ist durch die Spitzenlinie 570 geführt. Bei dieser Darstellung ist nur die Spitzenlinie 570 sichtbar. Die Grundlinie 560 ist als gestrichelte Linie dargestellt. Abhängig von der gewählten Ausführung kann die Grundlinie 560 auch näher an der mittigen Längsachse 500 oder weiter davon entfernt als dargestellt angeordnet sein.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100: Filament
110: Träger
120: Leuchtchip
130: erster elektrischer Kontakt
140: zweiter elektrischer Kontakt
150: Leuchtschicht
160: Oberseite Träger
170: optische Schicht
180: erste Außenfläche
190: zweite Außenfläche
200: dritte Außenfläche
210: Spitze
220: erste Symmetrieachse
230: Kante
240: vierte Außenfläche
250: zweite Symmetrieachse
260: erster Eckbereich
270: zweiter Eckbereich
280: fünfte Außenfläche
290: erste Dreieckform
300: zweite Dreieckform
310: dritte Dreieckform
320: vierte Dreieckform
330: fünfte Dreieckform
340: sechste Dreieckform
350: erste Seitenfläche
360: zweite Seitenfläche
370: Mittenebene
380: zweite Spitze
390: erstes Formwerkzeug
400: zweites Formwerkzeug
410: Formraum
420: erste Innenkontur
430: zweite Innenkontur
440: formbares Material
450: weiteres erstes Formwerkzeug
460: weiteres zweites Formwerkzeug
500: mittige Längsachse
510: Außenfläche optische Schicht
520: Ausnehmung
530: Steg
540: erste Seitenfläche Steg
550: zweite Seitenfläche Steg
560: Grundlinie
570: Spitzenlinie
580: Neigungswinkel
600: Mittenebene Steg

Claims

Strahlungsemittierendes Filament (100) mit einem Träger (110), wobei auf dem Träger (110) wenigstens zwei Leuchtchips (120) angeordnet sind, wobei der Träger (110) an gegenüberliegenden Enden jeweils einen elektrischen Kontakt (130, 140) aufweist, wobei die Leuchtchips (120) mit den Kontakten (130, 140) elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Träger (110) wenigstens im Bereich der Leuchtchips (120) von einer hülsenförmigen optischen Schicht (170) umgeben ist, wobei die optische Schicht (170) wenigstens drei plane Außenflächen (180, 190, 200) in einer Ebene senkrecht zur Längsachse aufweist, wobei die drei planen Außenflächen (180, 190, 200) in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind.
Filament (100) nach Anspruch 1, wobei die Leuchtchips (120) und wenigstens ein Abschnitt des Trägers (110) in eine Leuchtschicht (150) eingebettet sind, wobei die Leuchtschicht (150) den Träger (110) und die Leuchtchips (120) hülsenförmig umgibt, wobei die Leuchtschicht (150), wobei die Leuchtschicht (150) ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips (120) in der Wellenlänge zu verschieben, und wobei die Leuchtschicht (150) von der optischen Schicht (170) umgeben ist.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenflächen (180, 190, 200) der optischen Schicht (170) in einer ersten Ebene senkrecht zu einer Längsachse des Filaments (100) angeordnet sind.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Außenflächen (180, 190, 200) in einer zweiten Ebene durch eine Längsachse des Filaments (100) angeordnet sind.
Filament (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die optische Schicht (170) in der ersten Ebene eine Außenkontur mit den drei Außenflächen in Form eines Dreieckes (180, 190, 200) aufweist.
Filament (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die optische Schicht (170) in der ersten Ebene eine Außenkontur in Form eines Vieleckes mit planen Außenflächen (180, 190, 200, 240, 280) aufweist.
Filament (100) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die optische Schicht (170) in der ersten Ebene eine Außenkontur in Form eines Sternes (290, 300, 310, 320, 330, 340) aufweist.
Filament (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Außenfläche der optischen Schicht (170) in der zweiten Ebene eine gezackte Oberfläche aufweist, und wobei die gezackte Oberfläche rotationssymmetrisch um eine mittige Längsachse (500) der optischen Schicht (170) ausgebildet ist.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Schicht (170) mit einem Spritzgussverfahren, mit einem Spritzpressverfahren oder mit einem Formverfahren hergestellt ist.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Schicht (170) den Träger (110) mit der Leuchtschicht (150) umhüllt, und wobei die Kontakte (130, 140) aus der optischen Schicht (170) herausragen.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtschicht (150) den Träger (110) und die Leuchtchips (120) umhüllt.
Filament (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Schicht (170) auf einer Außenfläche ringförmige Ausnehmungen (520) und ringförmige Stege (530) aufweist, wobei die Stege (530) und die Ausnehmungen (520) rotationssymmetrisch um eine mittige Längsachse (150) der optischen Schicht angeordnet sind.
Filament nach Anspruch 12, wobei die Stege (530) im Querschnitt in einer Ebene durch die Längsachse (500) dreieckförmig ausgebildet sind.
Verfahren zum Herstellen eines strahlungsemittierenden Filaments (100), wobei ein Träger (110) mit wenigstens zwei Leuchtchips (120) bereitgestellt wird, wobei der Träger (110) an gegenüberliegenden Enden jeweils einen elektrischen Kontakt (130, 140) aufweist, wobei die Leuchtchips (120) mit den elektrischen Kontakten (130, 140) elektrisch leitend verbunden sind, wobei der Träger (110) wenigstens im Bereich der Leuchtchips (120) mit einer optischen Schicht (170) versehen wird, wobei die optische Schicht (170) mit wenigstens drei planen Außenflächen (180, 190, 200) ausgebildet wird, wobei die drei planen Außenflächen (180, 190, 200) in einem vorgegebenen Winkel zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Leuchtchips (120) und wenigstens ein Abschnitt des Trägers (110) in eine Leuchtschicht (150) eingebettet werden, so dass die Leuchtschicht (150) den Träger (110) und die Leuchtchips (120) hülsenförmig umgibt, wobei die Leuchtschicht (150) ausgebildet ist, um eine elektromagnetische Strahlung der Leuchtchips (120) in der Wellenlänge zu verschieben, wobei die Leuchtschicht (150) mit einer hülsenförmigen optischen Schicht (170) versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die optische Schicht (170) mit einem Spritzgussverfahren oder mit einem Spritzpressverfahren oder mit einem Formverfahren hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Leuchtschicht (150) auf den gesamten Träger (110) aufgebracht wird, so dass die Leuchtschicht (150) den Träger (110) und die Leuchtchips (120) umhüllt.