DE102017129779A1

DE102017129779A1 - Lightengine für ein Leuchtmittel und Leuchtmittel

Info

Publication number: DE102017129779A1
Application number: DE102017129779.0A
Authority: DE
Inventors: Lambert Frye; Bernd Pilhöfer
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2019-06-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lightengine (1) für ein Leuchtmittel und ein entsprechendes Leuchtmittel mit einer Lightengine (1) zum Erzeugen von Flächenlicht, welche kostengünstig sind und ein vielfaltiges Einsetzen der Lightengine erlauben. Entsprechend weist die Lightengine (1) einen streifenförmigen Träger (2) sowie eine Mehrzahl von auf dem Träger (2) angeordneten LEDs (3) auf. Die LEDs (3) sind dabei mittels mindestens einer im Träger (2) integrierten Leiterbahn (4) elektrisch miteinander verbunden. Weiterhin weist der Träger (2) mindestens einen flexiblen Richtungsänderungsabschnitt (20) auf. Dadurch kann die Lightengine (1) gebogen und/oder gefaltet werden, so dass diese an eine Geometrie des Leuchtmittels angepasst werden kann und weiterhin ein Flächenlicht bereitgestellt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lightengine für ein Leuchtmittel und ein Leuchtmittel mit einer Lightengine zum Erzeugen von Flächenlicht.
Stand der Technik
Zum Erzeugen von Flächenlicht sind unter anderem Saphirträger mit Chip-On-Board Techniken sowie flächige und mit LEDs bestückte PCB bekannt. Diese Lösungen erfordern in der Regel spezielle Maschinen und Verfahrensschritte, wodurch diese teuer und zeitaufwändig in der Herstellung sind. Gleichzeitig bieten diese festen LED Anordnungen wenig Flexibilität in der Anwendung bzw. sind diese oft für ein bestimmtes Leuchtmittel ausgebildet.
Alternativ werden mehrere Lightengines verwendet, welche entweder parallel nebeneinander oder quadratisch angeordnet sind. Die unterschiedlichen Lightengines erfordern jedoch eine elektrisch leitfähige Verbindung miteinander, welche in der Regel mittels Drähten und Löten hergestellt wird. Folglich ist die Verwendung mehrerer Lightengines mit mehreren Verfahrensschritten, zusätzlichem Aufwand und ebenfalls hohen Kosten verbunden.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lightengine für ein Leuchtmittel sowie ein entsprechendes Leuchtmittel bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch eine Lightengine und ein Leuchtmittel mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird eine Lightengine für ein Leuchtmittel vorgeschlagen, welche einen streifenförmigen Träger und eine Mehrzahl von auf dem Träger angeordneten LEDs aufweist. Die LEDs sind mittels mindestens einer im Träger integrierten Leiterbahn elektrisch miteinander verbunden. Der Träger weist dabei mindestens einen flexiblen Richtungsänderungsabschnitt auf.
Ein flexibler Richtungsänderungsabschnitt hat unter anderem den Vorteil, dass die Lightengine an zumindest einer Stelle gebogen oder abgewinkelt werden kann. Dadurch kann die Lightengine, wenn diese beispielsweise in einem Kolben angeordnet ist und/oder daran befestigt wird, nicht nur besser an eine Geometrie des Kolbens angepasst werden, sondern kann auch die Beleuchtung bzw. die Richtung des emittierenden Lichts variiert werden. Weiterhin kann auf dieser Weise mit einer einzelnen Lightengine Flächenlicht erzeugt und kann auf eine Anordnung mit mehreren, einzeln angeordneten und elektrisch verbundenen Lightengines verzichtet werden.
Der flexible Richtungsänderungsabschnitt kann beispielsweise dadurch bereitgestellt sein, dass der Träger in einem entsprechenden Abschnitt eine geringere Steifheit oder im Vergleich zum restlichen Träger eine geringere Höhe aufweist. Beispielsweise kann der Träger im Richtungsänderungsabschnitt ein folienartiges Material aufweisen oder daraus bestehen.
Bevorzugt sind die LEDs in Serie und/oder im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Beispielsweise sind die LEDs linear auf dem Träger angeordnet. Die linear angeordneten LEDs können dabei LED-Blöcke bilden, welche ebenfalls in Reihe oder parallel auf dem Träger angeordnet sein können. Alternativ kann aber auch eine nicht-lineare Anordnung der LEDs vorgesehen sein, wobei die LEDs beispielsweise in einer Längsrichtung des Trägers versetzt zueinander oder zackenförmig angeordnet sind.
Die serielle bzw. lineare Anordnung der LEDs hat weiterhin den Vorteil, dass ein relativ einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren bereitgestellt werden kann. So kann auf eine kompliziertere Schaltung verzichtet werden.
Beispielsweise kann durch eine lineare Anordnung eine kontinuierliche Lightengine hergestellt werden, wobei die Lightengine entsprechend einer vorgesehener Größe und Geometrie für ein Leuchtmittel abgeschnitten und gebogen und/oder abgewinkelt werden kann. Ebenfalls kann durch die Anordnung der LEDs in einer Ebene einen für Flächenlicht erforderlichen Lichtbereich bereitgestellt werden.
Ebenfalls können die jeweiligen LEDs in Serie und/oder parallel elektrisch leitfähig miteinander in Verbindung stehen. Mit anderen Worten können die LEDs in einer einzelnen Reihe angeordnet sein, wobei die LEDs mit den benachbarten LEDs elektrisch verbunden sind. Alternativ kann aber auch eine nicht-lineare Anordnung der LEDs vorgesehen sein.
Obwohl der Richtungsänderungsabschnitt grundsätzlich in einem beliebigen Bereich des Trägers vorgesehen sein kann, ist der Richtungsänderungsabschnitt bevorzugt in einer Längsrichtung des Trägers zwischen zwei LEDs angeordnet. Der Richtungsänderungsabschnitt kann somit beispielsweise zwischen zwei benachbarten LEDs oder auch zwischen zwei Reihen von LEDs vorgesehen sein.
Dies hat den Vorteil, dass die LEDs nicht flexibel ausgebildet oder die Konfiguration der LEDs nicht an eine mögliche Richtungsänderung und/oder an eine mögliche Überlappung von Bereichen des Trägers angepasst sein müssen. Weiterhin wird durch eine Anordnung des Richtungsänderungsabschnitts zwischen zwei LEDs die Ausrichtung des emittierenden Lichts nicht ungewollt geändert und kann somit ein im Wesentlichen homogenes Licht bereitgestellt werden.
Durch den Richtungsänderungsabschnitt kann die Lightengine, wie vorstehend erläutert, gebogen und abgewinkelt werden. Die Lightengine kann somit derart ausgerichtet sein, dass Enden des Trägers nebeneinander angeordnet sind oder zumindest teilweise überlappen.
Beispielsweise kann die Lightengine im Richtungsänderungsabschnitt gebogen werden, sodass der Träger in der Längsrichtung um 180° gebogen wird und die Enden des Trägers im Wesentlichen nebeneinander angeordnet sind. Die Enden können sich alternativ auch teilweise überlappen, so dass der Träger beispielsweise eine im Wesentlichen geschlossene Tropfenform oder Flügelform aufweisen kann. Weiterhin kann der Richtungsänderungsabschnitt derart gebogen sein, dass eine durch die Biegung bereitgestellte Zugspannung minimiert wird, um eine Streckung des Trägers und der Leiterbahnen weitestgehend zu verhindern. Beispielsweise kann der Richtungsänderungsabschnitt dazu schlaufenförmig ausgerichtet sein.
Um einen für Flächenlicht erforderlichen Lichtbereich bereitzustellen, sind die LEDs bevorzugt in einer Ebene angeordnet. Darunter können auch minimale Abweichungen aus der ebenmäßigen Anordnung enthalten sein. Beispielsweise umfasst der Träger mehrere Richtungsänderungsabschnitte und ist in diesen Abschnitten gebogen, wobei der Träger derart ausgerichtet ist, dass die LEDs Licht in im Wesentlichen einer Richtung emittieren. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Träger in einem Richtungsänderungsabschnitt um beispielsweise 180° gebogen wird, so dass die LEDs Licht in sich gegenüberliegenden Richtungen emittieren. Ebenfalls kann der Träger in regelmäßigen Abständen in einem Richtungsänderungsabschnitt gebogen werden, so dass der Träger eine im Wesentlichen runde oder ovale Form aufweist, wobei die LEDs radial voneinander beabstandet sind, sich jedoch in einer Ebene befinden. Mit anderen Worten können die LEDs beispielsweise umlaufend angeordnet sein. Weiterhin können Enden des Trägers dabei einander überlappen, beispielsweise um eine geschlossene runde Form bereitzustellen. Entsprechend kann für die Ebene im Wesentlichen umlaufendes oder omnidirektionales Licht bereitgestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Richtungsänderungsabschnitt ein Faltbereich. Der Träger kann dabei bevorzugt eine ungerade Form und/oder einen Winkel aufweisen.
Dies hat den Vorteil, dass der Träger im Richtungsänderungsabschnitt gefaltet werden kann. Dies hat nicht nur den Vorteil, dass eine Wölbung oder Schlaufenbildung im Richtungsänderungsabschnitt vermieden und mit dem Träger somit Platz gespart werden kann, sondern auch, dass die LEDs der Lightengine, bei einem an eine gewünschte Anordnung und Geometrie der Lightengine in einem Leuchtmittel angepassten Richtungsänderungsabschnitt, homogen angeordnet sein können und das Flächenlicht in Bezug auf die Trägeroberfläche maximiert werden kann. Die Länge des Faltbereichs kann dabei an einen gewünschten Winkelbereich angepasst sein. Beispielsweise kann eine Länge des Faltbereichs vorgesehen sein, welche einen Winkel zwischen 90° und 180° ermöglicht. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass eine Streckung des Trägers und der Leiterbahnen minimiert werden kann.
Die Länge des Faltbereichs ist in einer Längsrichtung des Trägers bevorzugt größer als die quer zur Längsrichtung verlaufende Breite des Trägers. Bevorzugt ist die Länge mindestens zwei Mal so groß als die Breite des Trägers. Entsprechend kann die Länge an die erwünschte Ausrichtung der Lightengine angepasst sein.
Während eine Länge des Faltbereichs in einer Längsrichtung des Trägers, welche kleiner als die quer zur Längsrichtung verlaufende Breite des Trägers ist, bereits einen Winkel unter 90° ermöglichen kann, hat beispielsweise eine Länge des Faltbereichs, welche größer als die Breite des Trägers ist, den Vorteil, dass die Lightengine beispielsweise eine ungerade Form oder Winkel aufweisen kann, wobei die Lightengine im Faltbereich beispielsweise um mehr als 90° gefaltet oder um 90° gefaltet und um 180° wieder zurückgefaltet werden kann. So kann die Lightengine beispielsweise einen Winkel von 120° aufweisen oder einen 90° Winkel aufweisen, wobei die LEDs durchgehend und im Wesentlichen homogen auf dem Träger verteilt sind. Entsprechend kann der Faltbereich auch für andere Winkelbereiche größer oder kleiner als 90° und/oder zum Bereitstellen von emittierendem Licht in verschiedenen Richtungen konfiguriert sein.
Der vorgesehene mindestens eine Richtungsänderungsabschnitt ermöglicht, dass die Lightengine für eine große Vielfalt an Anwendungen und Leuchtmittelgeometrien einsetzbar ist. Für eine noch einfachere Handhabung der Lightengine kann der Träger auch vollständig flexibel sein. In diesem Fall können jedoch ebenfalls einen oder mehrere Richtungsänderungsabschnitte vorgesehen sein, welche anzeigen, wo der Träger gebogen bzw. gefaltet werden sollte, um eine gewünschte Ausrichtung der Lightengine zu erhalten. Beispielsweise können am flexiblen Träger Richtungsänderungsabschnitte zwischen zwei LEDs vorgesehen sein, wie vorstehend beschrieben.
In einer Ausführungsform weist der Träger mindestens zwei Richtungsänderungsabschnitte auf und ist als eine im Wesentlichen geschlossene mehreckige oder mäanderförmige Geometrie ausgebildet.
Beispielsweise kann die Lightengine zwei oder mehr Richtungsänderungsabschnitte aufweisen und ist die Lightengine in diesen Abschnitten jeweils um etwa 180° gebogen, so dass die Lightengine als sinusoidale, wellenförmige oder mäanderförmige Lightengine ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine hohe LED-Dichte in einem möglichst kleinen Bereich mit nur einer Lightengine erreicht werden kann und gleichzeitig erwünschtes Flächenlicht bereitgestellt wird.
Alternativ können beispielsweise Faltbereiche vorgesehen sein, welche eine möglichst genaue und scharfe Abwinklung der Lightengine ermöglichen. So können auch Mehrecken, beispielsweise, Dreiecke, Rechtecke, Quadrate, Fünfecke, oder Sechsecke, oder Trapezformen mit einem entsprechenden Faltungsgrad bereitgestellt werden. Es können dabei Winkel vorgesehen sein, welche größer als 90° sind, beispielsweise für Fünfecke oder Sechsecke. Es kann auch eine Länge des Faltbereichs in einer Längsrichtung des Trägers vorgesehen sein, welche kleiner als die quer zur Längsrichtung verlaufende Breite des Trägers ist, um beispielsweise Winkel kleiner als 90° zu ermöglichen, beispielsweise 60° für Dreiecke, wobei der Faltbereich einen kleineren Abschnitt des Trägers erfordert. Ebenfalls kann die Lightengine dabei mäanderförmig ausgebildet sein, so dass unterschiedliche Längen des Trägers zwischen den Richtungsänderungsabschnitten und eine entsprechende Faltung der Lightengine die erwünschte Geometrie bereitstellen.
Um emittierendes Licht in unterschiedlichen Richtungen bereitzustellen, können die LEDs zumindest teilweise an sich gegenüberliegenden Oberflächen des Trägers angeordnet sein. Die LEDs an der gegenüberliegenden Oberfläche des Trägers überlappen dabei bevorzugt nicht oder nur Teilweise mit einem Richtungsänderungsabschnitt. Entsprechend kann beispielsweise Flächenlicht in zumindest zwei Richtungen bereitgestellt werden.
Die Lightengine kann weiterhin zwei elektrisch leitfähige Elemente zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den LEDs und einer Stromquelle aufweisen, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente auf dem Träger angeordnet sind. Bevorzugt sind die elektrisch leitfähigen Elemente integrierte Leiterbahnen. Die Stromquelle kann dabei als unmittelbare Stromquelle, beispielsweise in Form eines Akkus oder einer Batterie, oder auch mittels eines Treibers vorgesehen sein.
Die Anordnung der elektrisch leitfähigen Elemente auf dem Träger ermöglicht, dass die Elemente in einem Fertigungsabschnitt der Lightengine implementiert werden können, so dass das Herstellungsverfahren, insbesondere wenn die Elemente als integrierte Leiterbahnen ausgebildet sind, vereinfacht wird.
Um eine vereinfachte elektrische Verbindung der Lightengine zu ermöglichen, sind die LEDs bevorzugt mittels zwei im Träger integrierten Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden und sind die elektrisch leitfähigen Elemente an einem Ende des Trägers angeordnet.
Dies hat unter anderem der Vorteil, dass die Lightengine beispielsweise in einen Kolben eingeführt und darin gehalten werden kann, wobei eine elektrische Verbindung der Lightengine mit beispielsweise einer Stromquelle oder einem Treiber lediglich an einem Ende des Trägers vorgesehen ist. Entsprechend wird die Handhabung und die elektrische Verbindung der Lightengine erleichtert.
Zum Fixieren der Lightengine in einem Leuchtmittel weist die Lightengine bevorzugt weiterhin mindestens eine Klebfläche auf. Bevorzugt überlappt sich die Klebfläche zumindest teilweise mit einem Richtungsänderungsabschnitt. Entsprechend kann die Lightengine mit einem Klebstoff in bzw. von dem Leuchtmittel gehalten werden. Durch die teilweise Überlappung mit dem Richtungsänderungsabschnitt wird weiterhin ein zusätzlicher Halt für die gebogenen bzw. gefalteten Teile der Lightengine gewährleistet. Die Anordnung der mindestens einen Klebfläche ist jedoch nicht auf den Richtungsänderungsabschnitt beschränkt. Die mindestens eine Klebfläche kann ebenfalls außerhalb des Richtungsänderungsabschnitts angeordnet sein.
Zum Fixieren der Lightengine in einem Leuchtmittel kann die Oberfläche des Trägers weiterhin mindestens eine Fläche aufweisen, welche im aufgenommenen Zustand der Lightengine in dem Leuchtmittel kraftschlüssig von einem federnden Element gehalten wird und/oder welche mindestens einen Vorsprung, eine Aussparung und/oder eine Verdickung aufweist, welche im aufgenommenen Zustand der Lightengine in dem Leuchtmittel formschlüssig mit einer Aufnahme im Eingriff steht. Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche auch dazu konfiguriert sein, um im aufgenommenen Zustand der Lightengine in dem Leuchtmittel ein dauerhaft formbares Element aufzunehmen und davon gehalten zu werden. Bevorzugt ist die Fläche dabei in einer Längsrichtung des Trägers zwischen zwei LEDs angeordnet und/oder überlappt diese zumindest teilweise mit einem Richtungsänderungsabschnitt.
Beispielsweise kann ein Verschieben der Lightengine durch einen entsprechenden Druck auf die Fläche verhindert werden. Ebenfalls kann die Fläche einen Vorsprung aufweisen, welche beim Einschieben in einer Aufnahme des Leuchtmittels von einem Schlitz und/oder einer Aussparung gehalten wird. Auch kann die Fläche durch eine sequenzielle Beschichtung mit beispielsweise einem Metallstreifen, wodurch eine Sandwich-Konstruktion bereitgestellt wird, und durch Verformung des Metallstreifens gehalten werden.
Es wird weiterhin ein Leuchtmittel vorgeschlagen, welches ein Gehäuse mit Kontaktstiften oder Kontaktflächen zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Lightengine und einer Stromquelle aufweist. Das Leuchtmittel weist weiterhin mindestens eine vorstehend beschriebene Lightengine auf, welche mit den Kontaktstiften oder Kontaktflächen in einer elektrisch leitfähigen Verbindung steht. Die Lightengine ist bevorzugt in dem Richtungsänderungsabschnitt gebogen oder gefaltet.
Eine Stromquelle kann dabei als unmittelbare Stromquelle, beispielsweise in Form eines Akkus oder einer Batterie, oder auch mittels eines Treibers vorgesehen sein, wobei der Treiber bevorzugt in dem Leuchtmittel angeordnet ist und mit der Lightengine elektrisch leitfähig verbunden ist. Der Treiber kann jedoch ebenfalls separat zum Leuchtmittel vorgesehen sein.
Dadurch, dass die Lightengine mindestens einen Richtungsänderungsabschnitt aufweist, können Leuchtmittel mit verschiedenen Geometrien hergestellt werden, wobei die Lightengine an die Geometrie durch Biegen und/oder Falten der Richtungsänderungsabschnitte angepasst ist. Weiterhin wird dadurch ein Flächenlicht bereitgestellt, wobei lediglich eine Lightengine erforderlich ist. Folglich wird durch den mindestens einen Richtungsänderungsabschnitt ebenfalls eine einfache Herstellung eines Leuchtmittels ermöglicht.
Für eine ebenfalls vereinfachte elektrische Verbindung der Lightengine mit der Stromquelle, den Kontaktstiften und/oder Kontaktflächen sind die LEDs bevorzugt mittels zwei im Träger integrierten Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden und sind die elektrisch leitfähigen Elemente an einem Ende des Trägers angeordnet, wie vorstehend erläutert. Somit kann das andere Ende des Trägers sich beispielsweise an einem anderen Ende des Kolbens befinden, ohne dass die elektrische Verbindung dadurch erschwert wird.
Zum Befestigen der Lightengine in dem Leuchtmittel, weist das Leuchtmittel bevorzugt mindestens eine Aufnahme auf, wobei die Lightengine von der der Aufnahme kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten wird. Die Lightengine kann beispielsweise einen Vorsprung aufweisen, welcher von einem Schlitz oder einer Aussparung in dem Leuchtmittel gehalten wird, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Lightengine und dem Leuchtmittel besteht. Ebenfalls kann die Aufnahme eine Feder aufweisen, welche im Aufgenommenen Zustand der Lightengine in dem Leuchtmittel Druck auf eine entsprechende Fläche der Lightengine ausübt und somit die Lightengine kraftschlüssig fixiert.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 schematische Darstellung einer Seitenansicht einer Lightengine mit einem Richtungsänderungsabschnitt;
2A schematische Darstellung einer Draufsicht einer Lightengine mit einem Richtungsänderungsabschnitt zwischen zwei LEDs;
2B schematische Darstellung einer Draufsicht einer Lightengine mit zwei Richtungsänderungsabschnitten, jeweils zwischen zwei LEDs;
3A schematische Darstellung einer Draufsicht einer in einem Faltbereich gefalteten Lightengine mit einem 90° Winkel;
3B schematische Darstellung gemäß 3A, wobei die Lightengine im Faltbereich um 180° zurückgefaltet ist;
3C schematische Darstellung gemäß 3A, wobei die Lightengine im Faltbereich mit einem 90° Winkel weiter gefaltet ist;
3D schematische Darstellung gemäß 3B, wobei die Lightengine in einem zweiten Faltbereich mit einem 90° Winkel weiter gefaltet und um 180° zurückgefaltet ist;
3E schematische Darstellung gemäß 3A, wobei die Lightengine im Faltbereich um 90° und um 180° weitergefaltet ist;
3F schematische Darstellung gemäß 3E,wobei die Lightengine auf gegenüberliegenden Oberflächen des Trägers LEDs aufweist;
3G schematische Darstellung gemäß 3B oder 3D, wobei Lightengine weitere Faltbereiche aufweist und als mäanderförmiges Rechteck ausgebildet ist;
3H schematische Darstellung gemäß 3C, wobei die Lightengine in dem Faltbereich mit einem Winkel kleiner als 90° und größer als 90° gefaltet ist;
3I schematische Darstellung gemäß 3D, wobei die Lightengine in den Faltbereichen mit einem Winkel jeweils größer und kleiner als 90° gefaltet ist;
4A schematische Darstellung einer Seitenansicht einer flexiblen Lightengine, welche in einem Richtungsänderungsabschnitt schlaufenmäßig gebogen ist;
4B schematische Darstellung einer Draufsicht einer flexiblen Lightengine, welche in einem Richtungsänderungsabschnitt schlaufenmäßig gebogen ist und mit alternativer Ausrichtung der LEDs; und
5 schematische Darstellung einer Draufsicht einer flexiblen Lightengine, welche in Richtungsänderungsabschnitten gebogen und mäanderförmig ausgebildet ist.

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 Seitenansicht einer Lightengine 1 gezeigt, wobei auf einem streifenförmigen Träger 2 eine Mehrzahl von LEDs 3 angeordnet sind. Die LEDS 3 sind dabei durch integrierte Leiterbahnen 4 elektrisch miteinander verbunden. Die Anzahl der LEDs 3, gemäß 1 vier, kann dabei grundsätzlich beliebig sein. Es können also auch mehr oder weniger LEDs 3 auf dem Träger 2 angeordnet sein.
Um die Lightengine 1 zu biegen bzw. zu verformen, weist der Träger 2 bzw. der Streifen weiterhin einen flexiblen Richtungsänderungsabschnitt 20 auf. Der Richtungsänderungsabschnitt 20 erstreckt sich in der Ausführungsform gemäß 1 im Bereich, worin die LEDs 3 angeordnet sind, so dass die Lightengine 1 in diesem Bereich gebogen werden kann.
Der Richtungsänderungsabschnitt 20 kann jedoch auch einen kleineren Bereich umfassen, wie in 2A in einer Draufsicht schematisch gezeigt. In der Ausführungsform gemäß 2A ist der Richtungsänderungsabschnitt 20 zwischen zwei LEDs 3 bzw. zwei Reihen von LEDs 3 angeordnet, wobei die Länge der für die elektrische Verbindung zwischen zwei LEDs 3 erforderlichen Leiterbahnen 4 entsprechend angepasst ist. Die sich in einer Längsrichtung des Trägers 2 erstreckende Länge des Richtungsänderungsabschnitts 20 ist dabei an die erwünschte Geometrie der Lightengine angepasst, so dass der Richtungsänderungsabschnitt 20 beispielsweise mehrfach und/oder in verschiedene Richtungen gebogen werden kann. In der Ausführungsform gemäß 2A ist die Länge mindestens zwei Mal so groß wie die Breite des Trägers 2.
Weiterhin sind zwei elektrisch leitfähige Elemente 5 auf dem Träger 2 angebracht, jeweils an einem Ende 22, 24 des Trägers 2, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente 5 mit einer entsprechenden LED 3 elektrisch leitfähig verbunden sind. Dadurch, dass die LEDs 3 in Serie geschaltet bzw. linear angeordnet sind, kann mit den elektrisch leitfähigen Elementen 5 eine elektrische Verbindung der Lightengine 1 mit beispielsweise einem Treiber oder einer Stromquelle hergestellt werden. Die LEDs 3 können alternativ ebenfalls parallel elektrisch geschaltet sein.
Es können ebenfalls mehrere Richtungsänderungsabschnitte 20 vorgesehen sein, welche jeweils zwischen zwei LEDs 3 angeordnet sind. Eine beispielhafte Ausführungsform ist in 2B gezeigt. Die Richtungsänderungsabschnitte 20 sind kleiner als der Richtungsänderungsabschnitt 20 gemäß 2A. Obwohl die relative Biegung dadurch eingeschränkter sein kann, hat dies den Vorteil, dass eine durchgehende Beleuchtung bzw. einen regelmäßigen Abstand zwischen den LEDs bereitgestellt werden kann, wobei eine Biegung weiterhin stufenweise erfolgen kann.
Vorliegend sind zwei Richtungsänderungsabschnitte 20 vorgesehen. Es können aber ebenfalls Richtungsänderungsabschnitte 20 zwischen jedem LED-Paar vorgesehen sein, wodurch sowohl die Handhabung der Lightengine 1 als auch das Herstellungsverfahren vereinfacht werden.
Die elektrisch leitfähigen Elemente 51, 52 sind an einem Ende 22 des Trägers 2 angeordnet. Die LEDs 3 sind dabei durch zwei Leiterbahnen 41, 42 elektrisch miteinander verbunden, wobei die Leiterbahnen 41, 42 mit den elektrisch leitfähigen Elementen 51, 52 in Serie verbunden sind und diese somit Plus- und Minuspole bilden. Dies hat den Vorteil, dass die Lightengine 1 einfach in ein Leuchtmittel eingeführt werden kann, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Lightengine 1 und einem Treiber nur an einem Ende 22 hergestellt werden kann. Die Leiterbahnen 41, 42 können alternativ ebenfalls parallel angeordnet sein.
In 3A ist der Richtungsänderungsabschnitt 20 als Faltbereich 20 ausgebildet. Die Länge des Faltbereichs 20 ist dabei größer als die Breite der Lightengine 1, so dass die Lightengine 1 im Faltbereich um 90° gefaltet werden kann, wie in 3A gezeigt. Die Lightengine 1 kann jedoch, je nach Ausbildung des Faltbereichs 20, ebenfalls in anderen Winkelbereichen gefaltet werden, beispielsweise um 120° oder 60°.
Die LEDs 3 sind dabei auf einer Oberfläche 2A des Trägers angeordnet, so dass die LEDs 3 von einem Ende 22 bis zum Faltbereich 20 von der Oberfläche 2A licht emittieren können, wobei keine LEDs auf der Oberfläche 2B zwischen dem Faltbereich und dem anderen Ende 24 vorgesehen sind. Dies gilt entsprechend für die Oberfläche 2B zwischen dem Ende 22 und dem Faltbereich 20 (nicht gezeigt). Zwischen dem Faltbereich 20 und dem Ende 24 kann die Oberfläche 2A (nicht gezeigt) jedoch ebenfalls LEDs aufweisen, so dass Licht in entgegengestellten Richtungen emittiert werden kann.
Der Faltbereich 20 hat somit den Vorteil, dass die LEDs 3 in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Lightengine 1 ebenfalls eine Richtungsänderung aufweist. Weiterhin hat eine Faltung gegenüber einer Biegung den Vorteil, dass die Lightengine 1 kleiner dimensioniert werden kann.
Obwohl die Lightengine 1 in 3A nur einmal gefaltet ist, sind auch andere Anordnungen durch eine entsprechende Faltung und Ausgestaltung des Faltbereichs 20 möglich. Beispielsweise ist die Lightengine 1 gemäß der 3B im Faltbereich 20 um 180° zurückgefaltet. Entsprechend wird eine im Wesentlichen durchgehende Anordnung der LEDs 3 in einer Ebene mittels der Oberfläche 2A und der entsprechenden Faltung des Faltbereichs 20 bereitgestellt.
Eine alternative Anordnung der Lightengine 1 ist in 3C schematisch gezeigt. Wie in 3A ist die Lightengine 1 in dem Faltbereich 20 um 90° gefaltet, so dass die die LEDs 3 aufweisende Oberfläche 2A und die Oberfläche 2A des Faltbereichs 20 im Faltbereich 20 zueinander ausgerichtet sind. Der Faltbereich 20 ist jedoch in der Ausführungsform gemäß der 3C größer dimensioniert, um weitere Faltungen und Richtungsänderungen zu ermöglichen. Entsprechend ist die Lightengine 1 gemäß 3C im Faltbereich 20 um weitere 90° gefaltet, so dass die LEDs 3 nicht nur in einer Ebene, sondern ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind. Somit wird eine größere LED-Fläche bzw. Dichte und ein entsprechendes verbessertes Flächenlicht mit nur einer Lightengine 1 bereitgestellt.
Die Enden 22, 24 der Lightengine 1 sind durch die Faltung der Lightengine 1 zudem nebeneinander angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass ein elektrisch leitfähiger Kontakt nur an einer Seite der Lightengine 1 bzw. des Trägers erforderlich ist und das Einführen der Lightengine 1 in ein Leuchtmittel gleichzeitig vereinfacht wird.
In der Ausführungsform gemäß 3D weist die Lightengine 1 einen zweiten Faltbereich 20 auf. Die Oberfläche 2A des Trägers 2 weist dabei in dem Bereich zwischen den Faltbereichen 20 ebenfalls LEDs auf. Der erste und zweite Faltbereich 20 sind jeweils um 90° gefaltet und um 180° zurückgefaltet, ähnlich wie in 3B, so dass die LEDs 3 im Wesentlichen durchgehend angeordnet sind und eine homogene Beleuchtung bereitgestellt wird.
Eine Anordnung der LEDs 3 in entgegengesetzten Richtungen wird in der Ausführungsform gemäß 3E gezeigt. Die Lightengine 1 ist dabei wie 3C ausgebildet und zunächst wie in 3A im Faltbereich 20 um 90° gefaltet, so dass die die LEDs 3 aufweisende Oberfläche 2A und die Oberfläche 2A des Faltbereichs 20 im Faltbereich 20 zueinander ausgerichtet sind. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 3C ist die Lightengine 1 um weitere 90° gefaltet, wobei die Oberflächen 2B im Faltbereich 20 zueinander ausgerichtet sind, und um 180° weitergefaltet, so dass die Oberflächen 2A und 2B im Faltbereich zueinander ausgerichtet sind. Dadurch sind die die LEDs 3 aufweisende Bereiche der Lightengine 1 im Wesentlichen parallel zueinander und in einer Ebene ausgerichtet, wobei die LEDs 3 Licht in entgegengesetzten Richtungen emittieren können.
Die Ausführungsform gemäß 3F entspricht im Wesentlichen die Ausführungsform gemäß 3E. Auf der Oberfläche 2B, außerhalb des Faltbereichs 20, sind jedoch ebenfalls LEDs 3 angeordnet, so dass Flächenlicht in verschiedenen Richtungen bereitgestellt wird. Zwar können in der Ausführungsform gemäß 3C ebenfalls LEDs 3 auf der Oberfläche 3B vorgesehen sein, die alternative Faltung im Faltbereich 20 gemäß 3F kann jedoch an eine Aufnahme in einem Leuchtmittel zum kraftschlüssigen oder formschlüssigen Befestigen der Lightengine 1 in einem Leuchtmittel angepasst sein.
In 3G weist die Ausführungsform mehrere Faltbereiche 20 auf. Die Oberfläche 2A weist zwischen den Faltbereichen 20 durchgehend LEDs auf. Die Faltbereiche 20 sind dabei gefaltet wie in der Ausführungsform gemäß 3B, so dass eine im Wesentlichen durchgehende Anordnung von LEDs 3 bereitgestellt wird. Nach dem dritten und vierten Faltbereich 20 ist die Länge der Oberfläche 2A um etwa eine Breite bzw. zwei Breiten des Trägers 2 verkürzt, so dass die Lightengine 1 eine mäanderförmige Anordnung in einem Rechteck aufweist. Somit wird mit einer Lightengine 1 ein homogenes Flächenlicht mit hoher LED-Dichte bereitgestellt. Obwohl elektrisch leitfähige Elemente an einem jeweiligen Ende 22, 24 der Lightengine 1 vorgesehen sein können, sind diese bevorzugt an einem Ende 22 vorgesehen, wobei die LEDs jeweils mittels zwei integrierten Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden sind.
Der Faltbereich 20 der Lightengine kann wie vorstehend beschrieben ebenfalls in anderen Winkelbereichen als 90° gefaltet werden, beispielsweise um 120° oder 60°. Eine entsprechende Anordnung der Lightengine 1 ist in 3H schematisch dargestellt. In dieser Ausführungsform, welche eine Alternative zur Ausführungsform gemäß 3C darstellt, ist die Lightengine 1 in dem Faltbereich zunächst mit einem Winkel kleiner als 90° gefaltet und anschließend mit einem Winkel größer als 90° gefaltet. Dadurch sind die die LEDs 3 nicht nur in einer Ebene, sondern ebenfalls parallel zueinander angeordnet, wobei die Enden 22, 24 in dieser Ausführungsform nicht nebeneinander sondern in einem dem Faltbereich 20 entsprechenden Winkel zueinander versetzt angeordnet sind. Entsprechend kann die Lightengine 1 an eine Geometrie angepasst werden, welche eine Kante oder Schräge aufweist, beispielsweise eine mehreckige Geometrie, um eine weitestgehend flächendeckende Lightengine 1 bereitzustellen.
Eine Ausführungsform mit einer durchgehenden LED-Anordnung ist in 3I schematische dargestellt. In dieser Ausführungsform, welche eine Alternative zur Ausführungsform gemäß 3D darstellt, wird die Lightengine 1 in einem ersten Faltbereich 20 zunächst mit einem Winkel größer als 90° gefaltet und in einem zweiten Faltbereich 20 mit einem Winkel kleiner als 90° gefaltet. Die Ausführungsform stellt somit eine Alternative zur Ausführungsform gemäß 3H dar, wobei eine homogenere LED-Anordnung bereitgestellt wird. Die Lightengine 1 kann ebenfalls einen flexiblen Träger 2 aufweisen, wie in der Ausführungsform gemäß 4A gezeigt. Die Lightengine 1 ist hier in einem Richtungsänderungsabschnitt schlaufenmäßig gebogen, wobei die Enden 22, 24 nebeneinander angeordnet sind. Der Richtungsänderungsabschnitt ist hier nicht spezifisch gezeigt, kann aber in einem Bereich der Lightengine 1 bzw. des Trägers 2 vorgesehen sein, worin keine LEDs 3 angeordnet sind. Durch die schlaufenmäßige Anordnung sind die LEDs 3 gemäß 4 zwar in einer Ebene angeordnet aber ausgerichtet, um Licht in entgegengesetzten Richtungen zu emittieren.
Obwohl in dem Richtungsänderungsabschnitt keine LEDs 3 angeordnet sind, kann dies ebenfalls vorgesehen sein, wobei die LEDs 3 in diesem Fall radial voneinander beabstandet sind um beispielsweise umlaufendes Licht bereitzustellen.
Die LEDs 3 können jedoch auch in einer Richtung Licht emittieren, beispielsweise in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Lightengine 1, wie in 4B gezeigt. Der Richtungsänderungsabschnitt ist in dieser Ausführungsform ebenfalls schlaufenmäßig gebogen (schematisch gezeigt), wobei der Träger 2 in einem Innenbereich 2C und einen Außenbereich 2D frei ausgebildet bzw. entspannt ist. Der Träger 2 wird somit nicht gestreckt.
Eine entsprechende Ausrichtung der LEDs 3 in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Lightengine 1 ist in 5 gezeigt. Die Lightengine 1 weist dabei wie in 4 einen flexiblen Träger 2 auf. Die Lightengine 1 ist hier in zwei Richtungsänderungsabschnitten schlaufenmäßig gebogen, so dass die Lightengine 1 mit einer mäanderförmigen Anordnung ausgebildet ist, wobei der Träger 2 in den Innenbereichen 2C und den Außenbereichen 2D ebenfalls frei ausgebildet bzw. entspannt ist. Der Träger 2 wird somit nicht gestreckt. Entsprechend wird eine im Wesentlichen durchgehende LED Anordnung bereitgestellt, wobei lediglich in den Richtungsänderungsabschnitten keine LEDs angeordnet sind. Alternativ können jedoch ebenfalls in diesen Bereichen LEDs vorgesehen sein.
Durch die homogene Anordnung der LEDs wird ein Flächenlicht mit hoher LED-Dichte der Lightengine 1 bereitgestellt. Zudem wird die Handhabung der Lightengine 1 durch die flexible Ausbildung des Trägers und die Schlaufenform in den Richtungsänderungsabschnitten verbessert.
Obwohl elektrisch leitfähige Elemente 51, 52 an einem jeweiligen Ende 22, 24 der Lightengine 1 vorgesehen sein können, sind diese gemäß 5 an einem Ende 22 vorgesehen, wobei die LEDs jeweils mittels zwei integrierten Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden sind. Somit ist eine elektrische Kontaktierung an dem anderen Ende 24 der Lightengine zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung nicht erforderlich, sondern kann dies nur an einem Ende 22 erfolgen.
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: Lightengine
2: Träger
2A: Erste Oberfläche
2B: Zweite Oberfläche
2C: Innenbereich
2D: Außenbereich
20: Richtungsänderungsabschnitt / Faltbereich
22: Erstes Ende
24: Zweites Ende
3: LED
4: Leiterbahn
41: Erste Leiterbahn
42: Zweite Leiterbahn
5: Elektrisch leitfähiges Element
51: Erstes elektrisch leitfähiges Element
52: Zweites elektrisch leitfähiges Element

Claims

Lightengine (1) für ein Leuchtmittel, aufweisend: - einen streifenförmigen Träger (2); - eine Mehrzahl von auf dem Träger (2) angeordneten LEDs (3); - wobei die LEDs (3) mittels mindestens einer im Träger (2) integrierten Leiterbahn (4) elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Träger (2) mindestens einen flexiblen Richtungsänderungsabschnitt (20) aufweist.
Lightengine (1) gemäß Anspruch 1, wobei die LEDs (3) in Serie und/oder im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.
Lightengine (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Richtungsänderungsabschnitt (20) in einer Längsrichtung des Trägers zwischen zwei LEDs (3) angeordnet ist.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Enden (22, 24) des Trägers (2) nebeneinander angeordnet sind oder zumindest teilweise überlappen.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Richtungsänderungsabschnitt (20) ein Faltbereich ist und wobei der Träger (2) bevorzugt eine ungerade Form und/oder einen Winkel aufweist.
Lightengine (1) gemäß Anspruch 5, wobei die Länge des Faltbereichs (20) in einer Längsrichtung des Trägers (2) größer als die quer zur Längsrichtung verlaufende Breite des Trägers (2) ist, wobei die Länge bevorzugt mindestens zwei Mal so groß als die Breite des Trägers (2) ist.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Träger (2) mindestens zwei Richtungsänderungsabschnitte (20) aufweist und wobei der Träger (2) als eine im Wesentlichen geschlossene mehreckige oder mäanderförmige Geometrie ausgebildet ist.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die LEDs (3) zumindest teilweise an sich gegenüberliegenden Oberflächen (2A, 2B) des Trägers (2) angeordnet sind.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend zwei elektrisch leitfähige Elemente (5) zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen den LEDs (3) und einer Stromquelle, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente (5) auf dem Träger (2) angeordnet sind, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente bevorzugt integrierte Leiterbahnen sind.
Lightengine (1) gemäß Anspruch 9, wobei die LEDs (3) mittels zwei im Träger (2) integrierten Leiterbahnen (41, 42) elektrisch miteinander verbunden sind und wobei die elektrisch leitfähigen Elemente (51, 52) an einem Ende (22, 24) des Trägers (2) angeordnet sind.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, ferner aufweisend mindestens eine Klebfläche zum Fixieren der Lightengine (1) in einem Leuchtmittel, wobei die Klebfläche bevorzugt zumindest teilweise mit einem Richtungsänderungsabschnitt (20) überlappt.
Lightengine (1) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (2A, 2B) des Trägers (2) zum Fixieren der Lightengine (1) in einem Leuchtmittel mindestens eine Fläche aufweist, - welche im aufgenommenen Zustand der Lightengine (1) in dem Leuchtmittel kraftschlüssig von einem federnden Element gehalten wird; - welche mindestens einen Vorsprung, eine Aussparung und/oder eine Verdickung aufweist, welche im aufgenommenen Zustand der Lightengine (1) in dem Leuchtmittel formschlüssig mit einer Aufnahme im Eingriff steht; und/oder - welche konfiguriert ist, um im aufgenommenen Zustand der Lightengine (1) in dem Leuchtmittel ein dauerhaft formbares Element aufzunehmen und davon gehalten wird, wobei die Fläche bevorzugt in einer Längsrichtung des Trägers zwischen zwei LEDs (3) angeordnet ist und/oder zumindest teilweise mit einem Richtungsänderungsabschnitt (20) überlappt.
Leuchtmittel, aufweisend: - ein Gehäuse mit Kontaktstiften oder Kontaktflächen, zum Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Lightengine und einer Stromquelle, und - mindestens eine Lightengine (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, welche mit den Kontaktstiften oder Kontaktflächen in einer elektrisch leitfähigen Verbindung steht.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 13, wobei die Lightengine (1) in dem Richtungsänderungsabschnitt (20) gebogen oder gefaltet ist.
Leuchtmittel gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner aufweisend mindestens eine Aufnahme, wobei die Lightengine (1) von der Aufnahme kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten wird.