DE102017116151A1

DE102017116151A1 - Leuchtmittel mit selbstleuchtender Schicht

Info

Publication number: DE102017116151A1
Application number: DE102017116151.1A
Authority: DE
Inventors: Lambert Frye; Bernd Pilhoefer
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Ein Leuchtmittel weist ein Gehäuse und elektrische Anschlüsse zum Verbinden des Leuchtmittels mit einer Fassung auf. Das Leuchtmittel weist ferner eine selbstleuchtende Schicht auf, die auf einem Basiskörper im Inneren des Gehäuses oder auf dem Gehäuse selbst angeordnet sein kann und bei Versorgung mit elektrischer Energie Licht emittiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtmittel, insbesondere ein Retrofit-Leuchtmittel auf der Basis von Halbleiter-Lichtquellen, d.h. ein Leuchtmittel insbesondere geeignet zum Ersetzen von herkömmlichen Glühlampen und Leuchtstofflampen.
Stand der Technik
Es ist eine Vielzahl von Retrofit-Leuchtmittel bekannt, die dazu dienen sollen, ineffiziente Lampen zu ersetzen. Diese Retrofit-Leuchtmittel benutzen üblicherweise Halbleiter-Lichtquellen, insbesondere LED-Chips, für die Erzeugung von Licht.
Dabei ist es eine Herausforderung, eine gleichmäßige Lichtverteilung, wie sie z.B. durch Glühlampen und Leuchtstofflampen gegeben ist, zu erreichen. Da LED-Chips Licht stark gerichtet abstrahlen, sind hierfür aufwändige Optiken erforderlich oder es müssen mehrere LED-Chips verwendet werden, die in geeigneter Weise angeordnet und mit elektrischer Energie versorgt werden müssen.
Ferner sind für den Betrieb von LED-Chips meistens elektronische Treiber erforderlich, die in den stark begrenzten verfügbaren Platz im Inneren des Leuchtmittels eingebaut werden müssen.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Leuchtmittel bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Leuchtmittel mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein Leuchtmittel gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse kann einem zu ersetzenden Leuchtmittel nachempfunden sein und beispielsweise die Form einer Glühlampe (Glühbirnenform, Kerzenform, etc.) oder einer Leuchtstoffröhre aufweisen. Das Leuchtmittel weist ferner elektrische Anschlüsse auf, die dazu geeignet sind, das Leuchtmittel mit einer entsprechenden Fassung zu verbinden und dadurch mit elektrischer Energie zu versorgen. Die elektrischen Anschlüsse können beispielsweise in einen Schraubsockel (Edisonsockel), Bayonettsockel, Stiftsockel (Bipin-Sockel), usw. integriert oder als solcher ausgeführt sein. Die elektrischen Anschlüsse (bzw. der Sockel mit den elektrischen Anschlüssen) sind mit dem Gehäuse fest (vorzugsweise unlösbar) verbunden.
Das erfindungsgemäße Leuchtmittel weist ferner eine selbstleuchtende Schicht auf. Unter einer selbstleuchtenden Schicht wird hier eine Schicht verstanden, die bei Versorgung mit elektrischer Energie geeigneter Parameter (Spannung, Strom) elektromagnetische Strahlung emittiert.
Vorzugsweise weist die selbstleuchtende Schicht eine Vielzahl von kleinen, insbesondere unregelmäßig geformten Leuchtdioden-Chips (LED-Chips) auf. Die LED-Chips können in eine elektrisch nichtleitende Trägermasse eingebettet sein. Die selbstleuchtende Schicht kann zwei elektrisch leitende Schichten aufweisen, zwischen denen die LED-Chips angeordnet sind. Vorzugsweise ist zumindest eine der elektrisch leitenden Schichten für die von den LED-Chips erzeugte Wellenlänge zumindest teilweise transparent. Die transparenten, elektrisch leitenden Schichten können beispielsweise aus leitfähigen Polymeren hergestellt werden, beispielsweise aus Polyethylen-Dioxithiophen (z.B. erhältlich unter der Bezeichnung „Orgacon“ von Agfa-Gaevert NV).
Die US 2012/0164796 A1 offenbart die Herstellung einer Suspension von LED-Chips in einer Flüssigkeit oder einem Gel. Die Offenbarung dieses Dokuments wird durch Bezugnahme vollständig hier eingebunden. Die in der US 2012/0164796 A1 als „LED-Tinte“ bezeichnete Suspension kann mittels bekannter Druckverfahren (z.B. Flexodruck, Siebdruck, etc.) wie herkömmliche Druckfarben auf ein Substrat gedruckt werden. Der Begriff „LED-Tinte“ wird auch im Folgenden für derartige LED-Suspensionen verwendet, auch wenn die Suspension mittels anderer Verfahren als Drucken aufgetragen wird. Beispielswiese kann die LED-Tinte auch mittels eines Tauch- oder eines Sprühverfahrens aufgebracht werden.
Das Substrat kann eine elektrisch leitende Schicht aufweisen, die zur Versorgung der LED-Chips mit elektrischer Energie dient. Im Anschluss kann die LED-Tinten-Schicht mit einer weiteren elektrisch leitenden Schicht versehen werden.
Die Form der LED-Chips ist vorzugsweise derart, dass sich die LED-Chips beim Auftragen der LED-Tinte auf das Substrat überwiegend in eine vorbestimmte Lage ausrichten, sodass die elektrischen Anschlüsse der LED-Chips mit den beiden elektrisch leitenden Schichten in elektrisch leitender Verbindung stehen.
Die LED-Chips haben vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 10 µm bis etwa 50 µm, vorzugsweise von etwa 20 µm bis etwa 30 µm, und eine Höhe von etwa 5 µm bis etwa 25 µm, vorzugsweise von etwa 5 µm bis etwa 15 µm.
Wird das erfindungsgemäße Leuchtmittel über die elektrischen Anschlüsse mit elektrischer Energie versorgt, so kann diese Energie über einen elektronischen Treiber, der sowohl mit den elektrischen Anschlüssen als auch mit der selbstleuchtenden Schicht, d.h. mit den beiden leitenden Schichten auf beiden Seiten der LED-Tinte, elektrisch leitend verbunden ist, der selbstleuchtenden Schicht zugeführt werden und die LED-Chips in dieser zum Leuchten bringen.
In einer Ausführungsform besteht das Gehäuse zumindest teilweise aus einem transluzenten, insbesondere transparenten, Material. Beispielsweise kann das Gehäuse aus Glas oder Kunststoff bestehen. Dies ermöglicht es, dass Licht, das im Inneren des Gehäuses des Leuchtmittels von der selbstleuchtenden Schicht erzeugt wird, durch das Gehäuse nach außen dringen kann. Das Gehäuse kann auch nur abschnittsweise aus einem transluzenten, insbesondere transparenten, Material bestehen. Beispielsweise kann eine Vorderseite des Gehäuses transparent sein, während die Rückseite des Gehäuses lichtundurchlässig ist.
Vorzugsweise ist das Gehäuse aus einem steifen Material, d.h. aus einem Material, das bewirkt, dass sich das Gehäuse unter Einwirkung der Gewichtskraft nicht oder nur unwesentlich verformt.
In einer Ausführungsform weist das Leuchtmittel einen im Inneren des Gehäuses angeordneten Grundkörper auf. Der Grundkörper ist zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht versehen. Der Grundkörper kann die Form einer Platte (z.B. rund, elliptisch, polygonal - auch mit abgerundeten Ecken), einer Kugel, eines Polyeders (z.B. Würfels), eines Zylinders, usw. aufweisen. Vorzugsweise ist die gesamte Außenseite des Grundkörpers mit der selbstleuchtenden Schicht versehen. Dadurch kann eine gleichmäßige Lichtabstrahlung erreicht werden.
Der Grundkörper kann mittels Befestigungselementen mit dem Gehäuse des Leuchtmittels oder mit dessen Sockel verbunden sein. Die Befestigungselemente können auch elektrische Leitungen aufweisen, um die selbstleuchtende Schicht mit elektrischer Energie zu versorgen. Beispielsweise können die Befestigungselemente aus Draht gefertigt sein.
In einer Ausführungsform ist das Gehäuse auf seiner Innenseite zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht versehen. Das von der selbstleuchtenden Schicht erzeugte Licht kann dann durch das transluzente, vorzugsweise transparente, Gehäuse nach außen dringen. Auch dadurch kann eine gleichmäßige Lichtabstrahlung erreicht werden. Insbesondere kann hiermit die Anmutung einer herkömmlichen Glühlampe (insbesondere einer solchen mit mattem Kolben, ohne dass es einer tatsächlichen Mattierung, die zu hohen Verlusten führt, bedarf) oder Leuchtstofflampe (insbesondere Leuchtstoffröhre) erreicht werden. Wenn die Innenseite des Gehäuses mit der selbstleuchtenden Schicht versehen ist, steht im Vergleich zu einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Grundkörpers auch eine größere Fläche für die selbstleuchtende Schicht zur Verfügung, wodurch das Leuchtmittel mehr Licht emittieren kann.
In einer Ausführungsform ist das Gehäuse auf seiner Außenseite zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht versehen. Hier treffen die oben für die Ausführungsform mit selbstleuchtender Schicht auf der Innenseite des Gehäuses beschriebenen Vorteile ebenfalls zu. Des Weiteren findet auch keine Absorption oder Streuung im Material des Gehäuses statt (auch wenn diese bei einem transparenten Gehäuse gering sein mag).
Bei Ausführungsformen, bei denen die selbstleuchtende Schicht auf das Gehäuse aufgetragen ist, wird der Innenraum des Gehäuses nicht durch die Light Engine (also die Anordnung der einzelnen LED-Chips ggf. auf Platinen und/oder mit Kühlkörpern) belegt. Dadurch steht dieser Platz beispielsweise für den Treiber zur Verfügung, was insbesondere die Herstellung von Retrofit-Lampen in kleiner Bauform vereinfacht.
Vorzugsweise ist außerhalb der selbstleuchtenden Schicht noch eine Schutzschicht angeordnet. Diese kann die selbstleuchtende Schicht vor Beschädigung schützen. Die Schutzschicht ist vorzugsweise aus einem transparenten Material, z.B. aus Glas, Kunststoff, usw.
In einer Ausführungsform weist das Leuchtmittel eine Spiegelschicht auf, die dazu dienen kann, das nach innen abgestrahlte Licht nach außen zu reflektieren und so die Lichtausbeute zu erhöhen. Die Spiegelschicht reflektiert das von der selbstleuchtenden Schicht emittierte Licht zumindest teilweise. Die Spiegelschicht kann beispielsweise aus Aluminium oder Silber sein.
Ebenso kann auch eine der beiden elektrisch leitenden Schichten, die zu Versorgung der LED-Chips mit elektrischer Energie dienen, reflektierend ausgeführt sein und so als Spiegelschicht dienen.
Vorzugsweise ist die Spiegelschicht innerhalb der selbstleuchtenden Schicht angeordnet. „Innerhalb“ ist hier bezogen auf das Leuchtmittel bzw. das Gehäuse zu sehen. Damit ist nicht gemeint, dass die Spiegelschicht sich zwischen Schichten der selbstleuchtenden Schicht befindet z.B. zwischen leitender Schicht und LED-Tinte.
Wenn die selbstleuchtende Schicht auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet ist, kann die Spiegelschicht ebenfalls auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet sein und zwar zwischen Gehäuse und selbstleuchtender Schicht. Alternativ kann die Spiegelschicht auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet sein.
Wenn die selbstleuchtende Schicht auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet ist, kann die Spiegelschicht vorzugsweise auf der Innenseite der selbstleuchtenden Schicht angeordnet sein. Unter der Innenseite der selbstleuchtenden Schicht ist dabei die Oberfläche der selbstleuchtenden Schicht zu verstehen, die nicht am Gehäuse anliegt oder zum Gehäuse hin orientiert ist.
In einer Ausführungsform weist das Leuchtmittel ferner elektrisch leitende Strukturen auf, die zwischen dem Gehäuse und der selbstleuchtenden Schicht angebracht sind. Die elektrisch leitfähigen Strukturen können mit den elektrischen Anschlüssen oder den Ausgängen eines Treibers elektrisch leitend verbunden sein. Vorzugsweise haben die elektrisch leitfähigen Strukturen einen geringeren ohmschen Widerstand als die innere elektrisch leitende Schicht der selbstleuchtenden Schicht. Die elektrisch leitfähigen Strukturen können beispielsweise eine Metallschicht (z.B. aus Kupfer, Aluminium, etc.) aufweisen. Insbesondere bei einem rohrförmigen Gehäuse können die elektrisch leitfähigen Strukturen entlang einer longitudinalen Richtung und/oder entlang einer Umfangsrichtung am Gehäuse verlaufen.
In einer Ausführungsform weist das Leuchtmittel ferner eine Konversionsschicht auf, die zur Umwandlung des von der selbstleuchtenden Schicht emittierten Lichts in Licht mit anderer Wellenlänge dient. Insbesondere kann von der selbstleuchtenden Schicht emittiertes UV-Licht in Licht mit anderen Wellenlängen - vorzugsweise im sichtbaren Bereich - umgewandelt werden. Durch geeignete Auswahl des in der Konversionsschicht verwendeten Leuchtstoffs lässt sich auch die Farbtemperatur des Leuchtmittels einstellen.
In weiteren Ausführungsformen können noch andere Schichten verwendet werden. Beispielsweise können Farbfilter zum Einsatz kommen, um ein vom Leuchtmittel emittiertes Licht mit einer oder (bei abschnittsweiser Verwendung von verschiedenen Farbfiltern) mehreren bestimmten Farben zu erreichen.
Ferner kann mindestens eine Streuschicht verwendet werden, um die Lichtverteilung weiter zu homogenisieren.
Wie oben beschrieben lässt sich die LED-Tinte mittels bekannter Druckverfahren auf ein Substrat aufdrucken. Hierzu wird die Viskosität der LED-Tinte mittels einer geeigneten Zusammensetzung aus Lösungsmittel und Viskositätsmodifikator entsprechend eingestellt. In einer Ausführungsform wird daher die selbstleuchtende Schicht auf die Außenseite des Gehäuses durch ein Druckverfahren aufgebracht, bei dem die selbstleuchtende Schicht auf das Gehäuse bzw. auf eine bereits auf das Gehäuse aufgebrachte elektrisch leitende Schicht aufgedruckt wird. Das Aufdrucken der LED-Tinte auf das Gehäuse ist insbesondere dann einfach möglich, wenn das Gehäuse in zumindest einer Richtung gerade ist, also beispielsweise bei einem Leuchtmittel mit einem zylindrischen, rohrförmigen Gehäuse (z.B. für als Ersatz für eine Leuchtstoffröhre).
Alternativ dazu kann die selbstleuchtende Schicht auf die Außenseite oder die Innenseite des Gehäuses bzw. auf eine bereits auf das Gehäuse aufgebrachte elektrisch leitende Schicht durch ein Tauchverfahren aufgebracht werden, z.B. indem das Gehäuse in eine LED-Tinte eingetaucht und dadurch mit der LED-Tinte beschichtet wird. Die Viskosität der LED-Tinte und die Dichte der LED-CHIPS in der Suspension werden hierfür so eingestellt, dass die LED-CHIPS vorzugsweise in einer einlagigen Schicht aufgetragen werden. Wenn die selbstleuchtende Schicht auf der Außenseite des Gehäuses angeordnet werden soll, wird bei einem auf mehreren Seiten offenen Gehäuse (z.B. in Rohrform) vorzugsweise zuvor mindestens ein Ende des Gehäuses so verschlossen, dass die LED-Tinte nicht in das Innere eindringen kann, sodass die selbstleuchtende Schicht lediglich auf der Außenseite aufgebracht wird.
Als weiteres Verfahren für das Aufbringen der LED-Tinte auf das Gehäuse kann ein Sprühverfahren verwendet werden, bei dem die LED-Tinte auf das Gehäuse aufgesprüht wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung einer wie oben beschriebenen selbstleuchtenden Schicht für Flächenstrahler und insbesondere für selbstleuchtende Schilder (z.B. Verkehrsschilder, Hinweisschilder, Werbeschilder, etc.). Hierzu wird eine selbstleuchtende Schicht auf ein Substrat aufgetragen. Der Auftrag kann vollflächig erfolgen oder nur in zuvor bestimmten Bereichen. Das Substrat kann starr oder flexibel sein. Das Substrat kann mit Befestigungsmitteln wie beispielsweise eine Klebeschicht versehen sein.
Auf die selbstleuchtende Schicht wird dann ein Farbfilter abschnittsweise so aufgebracht, dass die gewünschte Darstellung erreicht wird. Eine Spiegelschicht zwischen Substrat und selbstleuchtender Schicht kann verwendet werden, um die Lichtausbeute zu erhöhen. Die weiteren oben beschriebenen Details, können - soweit technisch sinnvoll - auch hier verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung einer wie oben beschriebenen selbstleuchtenden Schicht für ein Flächenlicht auf der Basis einer flexiblen Folie. Die flexible Folie kann mit einer Klebeschicht versehen sein, die das Aufkleben des Flächenlichts auf einem Untergrund ermöglicht. Die weiteren oben beschriebenen Details, können - soweit technisch sinnvoll - auch hier verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung einer wie oben beschriebenen selbstleuchtenden Schicht für Fahrzeugleuchten. Insbesondere können beispielsweise das Rücklicht, das Bremslicht und/oder die Blinker eines Fahrzeugs als erfindungsgemäßes Leuchtmittel ausgeführt sein. Hierzu kann anstelle eines Gehäuses mit Innenraum auch nur ein im Wesentlichen flächiges Substrat verwendet werden, das auf einer Seite mit einer selbstleuchtenden Schicht versehen ist. Das Substrat kann auch eine flexible Folie aufweisen, die mit einer Klebeschicht versehen sein kann. Auf die Außenseite der Fahrzeugleuchte kann ein Farbfilter aufgebracht werden, um die erforderliche Farbe der Fahrzeugleuchte (z.B. rot oder orange) zu erhalten.
Das Substrat kann transluzent, vorzugsweise transparent, sein. Dann kann die selbstleuchtende Schicht auf der zum Fahrzeug zeigenden Seite des Substrats angeordnet sein, wodurch sie durch das Substrat vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Das Substrat kann auch lichtundurchlässig sein. Dann kann die selbstleuchtende Schicht auf der vom Fahrzeug weg weisenden Seite des Substrats angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann eine Schutzschicht oder eine transluzente, vorzugsweise transparente, Abdeckung vorgesehen sein.
Eine Spiegelschicht kann verwendet werden, um die Lichtausbeute zu erhöhen. Die weiteren oben beschriebenen Details, können - soweit technisch sinnvoll - auch hier verwendet werden.
Eine Fahrzeugleuchte und auch andere Leuchtmittel können auch mittels eines Flächenlichts auf der Basis einer flexiblen Folie, wie oben beschrieben, hergestellt werden.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels;
2a und 2b schematische Darstellungen weiterer Ausführungsformen von Light Engines für ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel;
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels;
4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem Querschnitt der Ausführungsform aus 3; und
5 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels dargestellt. Das Leuchtmittel hat die Form einer herkömmlichen Glühbirne und weist einen transparenten (klaren) oder tranluzenten (matten) Kolben 1 aus Glas oder Kunststoff sowie einen Schraubsockel 2 (Edisonsockel) auf. Im Schraubsockel sind zwei elektrische Anschlüsse 3 vorgesehen, die durch den Außenkontakt (Gewinde) und den zentralen Fußkontakt gebildet werden. Der Schraubsockel 2 kann auch den elektronischen Treiber (nicht dargestellt) zumindest teilweise aufnehmen.
Im Inneren des Kolbens 1, der als Gehäuse des Leuchtmittels angesehen werden kann, ist eine Light Engine 4 angeordnet. Die Light Engine weist einen plattenförmigen Grundkörper 5 auf, der auf beiden Seiten mit einer selbstleuchtenden Schicht 6 versehen ist. Die selbstleuchtende Schicht 6 weist eine Schicht aus LED-Tinte auf, die zwischen zwei elektrisch leitenden Schichten angeordnet ist. Zumindest die äußere elektrisch leitende Schicht auf jeder Seite ist dabei transparent. Weitere Details zur selbstleuchtenden Schicht 6 sind unten im Zusammenhang mit 4 beschrieben.
Je nach der Wellenlänge des von den LED-Chips in der LED-Tinte erzeugten Lichts kann die selbstleuchtende Schicht 6 (d.h. die äußere elektrisch leitende Schicht der selbstleuchtenden Schicht 6) mit einer Konversionsschicht bedeckt sein, die das von den LED-Chips erzeugte Licht (z.B. UV-Licht) in Licht im sichtbaren Spektralbereich umwandelt.
Die beiden seitlichen Kanten des plattenförmigen Grundkörpers 5 sind mit leitfähigen Strukturen 7a, 7c (beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium) versehen, die eine gleichmäßige Versorgung mit elektrischer Energie über den ganzen Grundkörper 5 gewährleisten. Die leitfähige Struktur 7a auf einer der beiden Kanten kontaktiert dabei die innere elektrisch leitende Schicht der selbstleuchtenden Schicht 6, während die leitfähige Struktur 7c auf der anderen der beiden Kanten die äußere elektrisch leitende Schicht der selbstleuchtenden Schicht 6 kontaktiert.
Die beiden leitfähigen Strukturen 7a, 7c sind mit Anschlussdrähten 8 elektrisch verbunden, die von einem mit dem Kolben 1 mechanisch verbundenen Tellerfuß 9 gehalten werden und so die Light Engine 4 in der gewünschten Position halten. Die Anschlussdrähte 8 sind durch den Tellerfuß 9 hindurch geführt und mit den Ausgängen des elektronischen Treiber (nicht dargestellt) elektrisch verbunden.
Der plattenförmige Grundkörper 5 ist hier in Form eines Rechtsecks mit abgerundeten Kanten dargestellt, kann aber auch beliebige andere Formen aufweisen. Zwei solcher möglicher Formen sind in den 2a und 2b schematisch dargestellt.
In 2a hat der Grundkörper 5 die Form eines Rohres und ist oben offen. Die Außenseite des rohrförmigen Grundkörpers 5 ist mit einer selbstleuchtenden Schicht 6 wie oben beschrieben versehen. Zwei Anschlussdrähte 8 dienen zur Versorgung der selbstleuchtenden Schicht mit elektrischer Energie. Durch die dreidimensionale Gestaltung des Grundkörpers 5 gegenüber der im Wesentlichen zweidimensionalen Form in 1 wird die gleichmäßige Lichtabstrahlung in alle Richtungen verbessert.
In 2b hat der Grundkörper 5 die Form eines Quaders und ist oben geschlossen. Die Außenseite des rohrförmigen Grundkörpers 5 ist mit einer selbstleuchtenden Schicht 6 wie oben beschrieben versehen. Zwei Anschlussdrähte 8 dienen zur Versorgung der selbstleuchtenden Schicht mit elektrischer Energie. Die allseits geschlossene Form des Grundkörpers 5 ermöglicht eine weitere Verbesserung der gleichmäßigen Lichtabstrahlung in alle Richtungen.
In 3 ist schematisch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels dargestellt. Das Leuchtmittel hat die Form einer herkömmlichen Leuchtstoffröhre und weist einen transparenten (klaren) oder transluzenten (matten) rohrförmigen Kolben 1 aus Glas oder Kunststoff sowie zwei Endkappen 10 mit jeweils zwei stiftförmigen elektrischen Anschlüssen 3 auf. In zumindest einer Endkappe 10 kann auch der elektronische Treiber (nicht dargestellt) zumindest teilweise angeordnet sein.
Die Innenseite des Kolbens 1, der als Gehäuse des Leuchtmittels angesehen werden kann, ist mit einer selbstleuchtenden Schicht 6 versehen. Die selbstleuchtende Schicht 6 weist eine Schicht aus LED-Tinte auf, die zwischen zwei elektrisch leitenden Schichten angeordnet ist. Zumindest die zum Kolben 1 hin angeordnete (äußere) elektrisch leitende Schicht ist dabei transparent. Die innere elektrisch leitende Schicht ist vorzugsweise reflektierend für das von den LED-Chips emittierte Licht.
Kontaktflächen 11 stellen eine elektrische Verbindung zwischen den elektrisch leitenden Schichten der selbstleuchtenden Schicht 6 und den elektrischen Anschlüssen 3 her.
Je nach der Wellenlänge des von den LED-Chips in der LED-Tinte erzeugten Lichts kann zwischen der selbstleuchtenden Schicht 6 (d.h. der äußeren elektrisch leitenden Schicht der selbstleuchtenden Schicht 6) und dem Kolben 1 eine Konversionsschicht 12 angeordnet sein, die das von den LED-Chips erzeugte Licht (z.B. UV-Licht) in Licht im sichtbaren Spektralbereich umwandelt.
Der Aufbau der Schichten auf der Wand des Kolbens 1 ist in der ausschnittweisen Querschnittdarstellung, die in 4 gezeigt ist, nochmals vergrößert dargestellt. Direkt auf der Innenwand des Kolbens 1 befindet sich die Konversionsschicht 12. Im Anschluss daran (in Richtung innen) befindet sich die selbstleuchtende Schicht 6. Diese weist eine erste elektrisch leitende Schicht 6a auf, die direkt auf die Konversionsschicht 12 aufgebracht ist. Auf der ersten elektrisch leitenden Schicht 6a ist eine Schicht 6b aus LED-Tinte mittels eines Tauchverfahrens aufgebracht, auf dieser wiederum eine zweite elektrisch leitende Schicht 6c. Die LED-Tinte weist, wie oben erläutert, eine Vielzahl von LED-Chips mit einem Durchmesser von etwa 10 µm bis etwa 50 µm, vorzugsweise von etwa 20 µm bis etwa 30 µm, und einer Höhe von etwa 5 µm bis etwa 25 µm, vorzugsweise von etwa 5 µm bis etwa 15 µm auf, die in einer nichtleitenden Trägermasse eingebettet sind. Die Höhe der LED-Chips bestimmt auch im Wesentlichen die Dicke der Schicht 6b aus LED-Tinte. Jede LED weist zwei elektrische Anschlüsse auf, die jeweils mit den beiden elektrisch leitenden Schichten 6a, 6c in elektrisch leitender Verbindung stehen.
Wenn die LED-Chips über die zwei elektrisch leitenden Schichten 6a, 6c mit elektrischer Energie mit geeigneten Parametern (Spannung, Strom) versorgt werden, emittieren sie beispielsweise UV-Licht (z.B. im Wellenlängenbereich von etwa 255 nm bis etwa 280 nm). Die erste elektrisch leitende Schicht 6a ist zumindest für diese Wellenlänge teilweise transparent, sodass zumindest ein Teil des emittierten UV-Lichts durch die erste elektrisch leitende Schicht 6a auf die Konversionsschicht 12 trifft und dort in Licht im sichtbaren Spektralbereich umgewandelt wird. Das umgewandelte Licht tritt dann durch die Wand des Kolbens 1 nach außen.
Die zweite elektrische leitende Schicht 6c reflektiert vorzugsweise das erzeugte UV-Licht zumindest teilweise. Dadurch wird Licht, dass von der selbstleuchtenden Schicht 6 ausgehend nach innen emittiert wird, zumindest teilweise reflektiert und in der Konversionsschicht 12 ebenfalls in sichtbares Licht umgewandelt, sodass die Lichtausbeute erhöht wird.
In 5 ist schematisch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Entkeimungslampe dargestellt. Die Ausführungsform gemäß 5 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform gemäß 3. Gleiche Komponenten werden daher nicht nochmals beschrieben. Die hier dargestellte Ausführungsform weist zusätzlich noch leitfähige Strukturen 7a, 7c (Leiterbahnen) entlang der elektrisch leitenden Schichten 6a, 6c auf, die jeweils mit den Kontaktflächen 11 elektrisch leitend verbunden sind. Die leitfähigen Strukturen 7a, 7c erstrecken sich entlang der longitudinalen Ausdehnung des rohrförmigen Kolbens 1 und stehen mit den elektrisch leitenden Schichten 6a, 6c in elektrisch leitender Verbindung. Dabei ist eine erste leitfähige Struktur 7a direkt auf dem rohrförmigen Kolben 1 aufgebracht, d.h. zwischen dem rohrförmigen Kolben 1 und der ersten elektrisch leitenden Schicht 6a. Eine zweite leitfähige Struktur 7c befindet sich außerhalb der selbstleuchtenden Schicht 6, auf der zweiten elektrisch leitenden Schicht 6c. Da die erste leitfähige Struktur 7a unterhalb der selbstleuchtenden Schicht 6 verläuft, ist sie in dieser Abbildung gestrichelt dargestellt. Selbstverständlich ist die tatsächliche erste leitfähige Struktur 7a durchgehend ausgebildet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Kolben, Gehäuse
2: Schraubsockel
3: elektrische Anschlüsse
4: Light Engine
5: Grundkörper
6: selbstleuchtende Schicht
6a: erste elektrisch leitende Schicht
6b: Schicht aus LED-Tinte
6c: zweite elektrisch leitende Schicht
7a: erste leitfähige Struktur
7b: zweite leitfähige Struktur
8: Anschlussdrähte
9: Tellerfuß
10: Endkappen
11: Kontaktflächen
12: Konversionsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2012/0164796 A1 [0010]

Claims

Leuchtmittel aufweisend ein Gehäuse (1), elektrische Anschlüsse (3) zum Verbinden des Leuchtmittels mit einer Fassung und eine selbstleuchtende Schicht (6).
Leuchtmittel nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) zumindest teilweise aus einem transluzenten, insbesondere transparenten, Material besteht.
Leuchtmittel nach Anspruch 2, ferner aufweisend einen im Inneren des Gehäuses angeordneten Grundkörper (5), wobei der Grundkörper (5) zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht (6) versehen ist.
Leuchtmittel nach Anspruch 2, wobei das Gehäuse (1) auf seiner Innenseite zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht (6) versehen ist.
Leuchtmittel nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (1) auf seiner Außenseite zumindest teilweise mit der selbstleuchtenden Schicht (6) versehen ist.
Leuchtmittel nach Anspruch 5, ferner aufweisend eine auf der selbstleuchtenden Schicht (6) angeordnete Schutzschicht.
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 4-6, ferner aufweisend eine Spiegelschicht (6c).
Leuchtmittel nach einem der Ansprüche 4-7, ferner aufweisend elektrisch leitende Strukturen (7), die zwischen dem Gehäuse (1) und der selbstleuchtenden Schicht (6) angebracht sind.
Leuchtmittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner aufweisend eine Konversionsschicht (12) zur Umwandlung des von der selbstleuchtenden Schicht (6) emittierten Lichts in Licht mit anderer Wellenlänge.
Leuchtmittel nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Gehäuse (1) rohrförmig ist oder die Form einer Glühlampe hat.