DE202008002044U1 - Flexibles LED-Stablicht-Gerät - Google Patents

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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

Ein flexibles LED(Leuchtdioden)-Stablicht-Gerät, dieses besteht aus:
zumindest einem positiven Draht und mindestens einem negativen Draht, welche parallel zueinander stehen,
einer Häufung von blanken LED-Chips, von denen jeder vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven und dem negativen Draht verbunden ist; und
aus einem Verpackungsmaterial zum Verkapseln des positiven Drahts, des negativen Drahts und der blanken LED-Chips in einem flexiblen LED-Stablicht-Gerät.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf flexible LED(Leuchtdiode)-Stablicht-Geräte und insbesondere auf flexible LED-Stablicht-Geräte mit einem LED-Beleuchtungsfeld mit reduziertem Umfang und anderen vorteilhaften Merkmalen.
  • Stand der Technik
  • In 1 ist eine konventionelle LED-Lampe zu sehen. Die LED-Lampe besteht aus einem positiven Pol 11, der einen positiven Anschluss 111 hat, und einem negativen Pol 12 mit einem negativen Anschluss 121. Weiterhin besteht sie aus einem LED-Chip 10 – normalerweise bezieht sich dies auf einen blanken bzw. nackten bzw. unverkapselten bzw. unverglasten LED-Chip –, welcher auf dem negativen Pol 12 aufgesteckt ist, einem verbindenden Anschluss 13, der den positiven Pol 11 und den LED-Chip 10 verbindet, und Verpackungsmaterial bzw. Gehäusematerial bzw. Verkappungsmaterial 14 (z.B. Epoxidharz, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat, Polymid und Polyacrylat), welches die oben beschriebenen Komponenten umhüllt, wobei nur der positive Anschluss 111 und der negative Anschluss 121 aus dem Verpackungsmaterial hinausragen, so dass sie in elektrischem Kontakt mit einer Steckfassung bzw. Sockel (nicht gezeigt) stehen. Letztere ist wiederum jeweils elektrisch mit einem positiven Draht (nicht gezeigt) bzw. einem negativen Draht (nicht gezeigt) verbunden.
  • Ein konventionelles flexibles LED-Stablicht-Gerät 100, welches eine Häufung von LED-Einheiten (nicht nummeriert) beinhaltet, die als Leuchtfeld angeordnet sind, wird in 2 gezeigt. Der positive Anschluss 111 und der negative Anschluss 121 von jeder LED-Einheit ragt heraus, so dass sie jeweils elektrisch mit einem positiven Draht 15 und einem negativen Draht 16 verbunden werden können. Die LED-Einheiten sind jeweils genauso wie die LED-Lampe aus 1 konstruiert. Das flexible LED-Stablicht-Gerät 100 ist von Verpackungsmaterial bzw. Gehäusematerial bzw. Verkappungsmaterial (nicht nummeriert) eingeschlossen bzw. umschlossen.
  • Aus folgenden Gründen ist dieses flexible LED-Stablicht-Gerät 100 nachteilig. Der positive Anschluss 111 und der negative Anschluss 121 jeder LED-Einheit müssen jeweils in einem zeitaufwendigen Lötprozess mit dem positiven Draht 15 und dem negativen Draht 16 verbunden werden. Daher sind sowohl die Produktion als auch der Ertrag niedrig. Der Durchmesser θ1 des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes 100 ist wegen der Häufung bzw. Vielzahl der LED-Einheiten, die jeweils die Pole 11, 12, einen LED-Chip 10, einen verbindenden Draht 13 und Verpackungsmaterial 14 beinhalten, recht groß. Dadurch sind die Anwendungen für das flexible LED-Stablicht-Gerät 100 begrenzt.
  • Daher wird ständig nach Verbesserungen der Verwertung bzw. Verwendungsmöglichkeiten flexibler LED-Stablicht-Geräte gesucht.
  • Kurze Beschreibung der Erfindung
  • Es ist ein Ziel der Erfindung, ein flexibles LED-Stablicht-Gerät bereitzustellen, welches zumindest aus positiven Drähten und zumindest aus negativen Drähten besteht und zudem parallel verlaufen. Weiterhin besteht es aus einer Häufung von blanken LED-Chips, welche vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven Draht und dem negativen Draht verbunden sind. Darüber hinaus weist es ein Verpackungsmaterial zum Verkapseln der positiven Drähte und der negativen Drähte sowie der blanken LED-Chips in ein flexibles LED-Stablicht-Gerät auf.
  • Das flexible LED-Stablicht-Gerät wird in einem Prozess vorbereitet, welcher aus folgenden Schritten besteht: Platzieren jeweils eines positiven Drahtes und eines negativen Drahtes an vorbestimmten Positionen in einer Gussform. Platzieren von einer Häufung von blanken LED-Chips an vorbestimmten Positionen in der Gussform. Verbinden jedes einzelnen blanken LED-Chips mit dem positiven Draht und dem negativen Draht vermittels Anschlussdrähten. Einspritzen von geschmolzenem Verpackungsmaterial auf bzw. in die Gussform, welche den positiven und den negativen Draht sowie die blanken LED-Chips enthält. Nachbehandeln bzw. Aushärten des Verpackungsmaterials, um ein flexibles LED-Stablicht-Gerät zu produzieren.
  • Im flexiblen LED-Stablicht-Gerät kann das Verpackungsmaterial jedes Material sein, welches nach dem Aushärten transparent und flexibel ist, so wie etwa wärmehärtendes Kunstharz, Epoxidharz, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat, Polymid, Polyacrylat usw.
  • Im flexiblen LED-Stablicht-Gerät können die positiven und negativen Drähte weiterhin mit Isolationsmaterial ummantelt werden, ausgenommen dort, wo die blanken LED-Chips aufgesteckt werden.
  • Das oben Dargestellte und weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung mit beigefügten Zeichnungen deutlich.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine konventionelle LED-Lampe in Längsschnitt-Perspektive.
  • 2 zeigt einen Teil eines konventionellen flexiblen LED-Stablicht-Gerätes, welches einen LED-Leuchtbauteil besitzt.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm des Fertigungsprozesses zur Herstellung von flexiblen LED-Stablicht-Geräten auf der Basis der vorliegenden Erfindung.
  • 4 zeigt einen Teil einer ersten Konfiguration eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes auf der Basis der vorliegenden Erfindung in Längsschnitt-Perspektive. Dabei handelt es sich bei den LED um eine rote oder gelbe LED.
  • 5 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 4.
  • 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Teils einer zweiten Konfiguration eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Dabei handelt es sich bei den LED um eine blaue oder grüne LED.
  • 7 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A der 6.
  • 8 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils der ersten Konfiguration eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Letzteres beinhaltet einen zweiten positiven Draht und einen zweiten negativen Draht sowie eine Häufung von Gruppen, welche entlang der Drähte sequentiell geordnete rote LEDs, blaue LEDs, gelbe LEDs und grüne LEDs haben.
  • 9 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer zweiten Konfiguration eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Letzteres beinhaltet zusätzlich einen Schalter zwischen der Energiequelle und den positiven Drähten. Der Schalter wird geschaltet, um den ersten positiven Draht und eine Häufung von Gruppen, welche entlang der Drähte sequentiell angeordnete gelbe LEDs und rote LEDs aufweisen, zu verbinden.
  • 10 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer dritten Konfiguration eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Letzteres beinhaltet zusätzlich einen Schalter zwischen der Energiequelle und den positiven Drähten. Der Schalter wird geschaltet, um den zweiten positiven Draht und eine Häufung von Gruppen, welche entlang der Drähte sequentiell angeordnete gelbe LEDs und rote LEDs aufweisen, zu verbinden.
  • 11 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer vierten Konfiguration eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiblen LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Hierbei wird mit einem zusätzlichen Schalter der erste positive Draht und der zweite positive Draht verbunden. Weiterhin wird eine Häufung von Gruppen, welche entlang der Drähte sequentiell angeordnete gelbe LEDs und rote LEDs aufweisen, bereitgestellt.
  • 12 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils einer fünften Konfiguration eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiben LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung. Dabei werden zusätzlich mit einem Schalter zwei separate Bereiche eines positiven Drahtes verbunden. Weiterhin wird eine Häufung von Gruppen, welche entlang der Drähte sequentiell angeordnete gelbe LEDs und rote LEDs aufweisen, bereitgestellt.
  • 13 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung eines Teils eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels des flexiben LED-Stablicht-Geräts auf der Basis der vorliegenden Erfindung.
  • 14 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie B-B der 13
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Das flexible LED-Stablicht-Gerät der vorliegenden Erfindung kann als flexibles LED-Stablichtgerät jeglicher Farbe implementiert werden. Der hier beschriebene LED-Chip bezieht sich auf rote, gelbe, blaue und/oder grüne LED-Chips.
  • Mit Bezug auf 3 wird ein Prozess zur Herstellung eines flexiblen LED-Stablichtgeräts in Übereinstimmung mit der Erfindung dargestellt. Der Prozess besteht aus den folgenden Schritten:
  • In Schritt S1 werden ein positiver Draht und ein negativer Draht in die jeweiligen Furchen einer Gussform platziert. Dabei wird der positive Anschluss so eingepasst, dass er mit dem positiven Anschluss einer Energiequelle verbunden ist und der negative Draht wird so eingepasst, dass er mit dem negativen Anschluss selbiger Energiequelle verbunden ist.
  • In Schritt S2 wird jede Häufung der blanken LED-Chips an einer vorherbestimmten Position in die Gussform positioniert. Dann werden die blanken LED-Chips vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven Draht und mit dem negativen Draht verbunden.
  • In Schritt S3 wird geschmolzenes Verpackungsmaterial (z.B. wärmehärtendes Kunstharz, etwa Epoxidharz, Polycarbonat, Polyethylen-Terephthalat, Polyethylen-Naphthalat, Polymid und Polyacrylat etc.) auf die oben beschriebenen Komponenten, welche positive und negative Drähte sowie blanke LED-Chips beinhalten, gespritzt, um diese zu verkapseln. Nach dem Aushärten liegen nur der positive Anschluss des positiven Drahtes und der negative Anschluss des negativen Drahtes frei, welche so eingepasst werden können, dass sie jeweils elektrisch mit den positiven und negativen Anschlüssen einer Energiequelle verbunden werden können.
  • In Übereinstimmung mit dem vorliegenden Prozess ist durch das direkte Aufstecken der blanken LED-Chips im flexiblen LED-Stablicht-Gerät der Durchmesser θ2 (siehe 4 und 13) des zylindrischen flexiblen LED-Stablicht-Geräts relativ klein.
  • Mit Bezug auf die 4 und 7 wird eine erste bevorzugte Ausführung des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. In den 4 und 5 wird eine erste Konfiguration der ersten bevorzugten Ausführung des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. Das flexible LED-Stablicht-Gerät 70 hat die Form eines langen Zylinders. Es besteht aus einem positiven Draht 30, einem negativen Draht 40, einer Häufung von äquidistanten blanken LED-Chips 50, welche zu einem Leuchtfeld arrangiert werden und einem Verpackungsmaterial 60 zum Verkapseln der Drähte 30, 40. Die blanken LED-Chips 50 mit nur einem positiven Anschluss auf dem positiven Draht 30 und einem negativen Anschluss auf dem negativen Draht 40 liegen frei, um jeweils für eine elektrische Verbindung zum positiven und negativen Anschluss der Energiequelle hergerichtet zu werden, wie später noch genauer dargestellt wird.
  • Der blanke LED-Chip 50 ist ein roter oder gelber LED-Chip 50'. Seine positive Elektrode 51 ist auf der Oberseite lokalisiert und seine negative Elektrode 52 auf der Unterseite. Die negative Elektrode 52 ist direkt elektrisch mit dem negativen Draht 40 verbunden. Weiterhin verbindet ein verbindender Anschlussdraht 511 elektrisch den positiven Draht 30 mit der positiven Elektrode 51.
  • In den 6 und 7 wird eine zweite Konfiguration der ersten bevorzugten Ausführung des flexiblen LED-Stablicht-Geräts in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. Das flexible LED-Stablicht-Gerät 70 hat die Form eines langen Zylinders. Es besteht aus einem positiven Draht 30, einem negativen Draht 40, einer Häufung von äquidistanten blanken LED-Chips 50'', welche zu einem Leuchtfeld arrangiert werden und einem Verpackungsmaterial 60 zum Verkapseln der Drähte 30, 40 und einem Verpackungsmaterial 60 zum Verkapseln der Drähte 30, 40. Die blanken LED-Chips 50'' mit nur einem positiven Anschluss auf dem positiven Draht 30 und einem negativen Anschluss auf dem negativen Draht 40 liegen frei, um jeweils für eine elektrische Verbindung zum positiven und negativen Anschluss der Energiequelle hergerichtet zu werden, wie später noch genauer dargestellt wird. Der blanke LED-Chip 50 ist ein blauer oder grüner LED-Chip 50''. Seine positive Elektrode 51 und seine negative Elektrode 52 sind beide auf der Oberseite lokalisiert. Weiterhin verbindet ein verbindender Anschlussdraht 511 elektrisch den positiven Draht 30 mit dem positiven Anschluss 51 und ein zweiter verbindender Anschlussdraht 511 verbindet jeweils elektrisch den negativen Draht 40 mit dem positiven Anschluss 52.
  • In Bezug auf die 8 und 12 wird eine zweite bevorzugte Ausführung des flexiblen LED-Stablicht-Gerätes in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. In einer ersten Konfiguration der zweiten bevorzugten Ausführung (siehe 8) wird ein zweiter positiver Draht 30' und ein zweiter negativer Draht 40' in eine parallele Beziehung zu den Drähten 30 und 40 gebracht. Weiterhin wird eine Häufung von Gruppen, die sequenziell arrangierte rote (R) LED-Chips 50', blaue (B) LED-Chips 50'', gelbe (Y) LED-Chips 50' und grüne (G) LED-Chips 50'' besitzen, geliefert. Dabei sind die roten LED-Chips 50' elektrisch mit dem positiven Draht 30 und dem zweiten negativen Draht 40' verbunden. Die gelben LED-Chips 50' sind elektrisch mit dem positiven Draht 30 und dem zweiten negativen Draht 40' verbunden. Die blauen LED-Chips 50'' sind elektrisch mit dem zweiten positiven Draht 30' und dem negativen Draht 40 verbunden. Und die grünen LED-Chips 50'' sind jeweils elektrisch mit dem zweiten positiven Draht 30' und dem negativen Draht 40 verbunden. Eine 18 Volt hohe Gleichspannung (DC 18 V) wird in einen elektrischen Stromkreis geleitet, welcher aus einem positiven Draht 30 und einem zweiten negativen Draht 40' besteht. Eine 27 Volt hohe Gleichspannung (DC 27 V) wird in einen elektrischen Stromkreis geleitet, der jeweils aus einem zweiten positiven Draht 30' und einem negativen Draht 40 besteht. Als Resultat wird ein farbenfrohes flexibles LED-Stablicht-Gerät produziert.
  • In einer zweiten Konfiguration der zweiten bevorzugten Ausführung (siehe 9) wird zusätzlich eine Schalter (z.B. ein Kippschalter) zwischen der Energiequelle (DC 18 V) und dem ersten positiven Draht 30 oder dem zweiten positiven Draht 30' hinzugefügt. Und der Schalter (S) wird geschaltet, um den positiven Draht 30 anzuschließen. Weiterhin wird eine Häufung von Gruppen, die sequenziell arrangierte gelbe und rote LED-Chips besitzen, bereitgestellt. Dabei sind die gelben LED-Chips elektrisch mit dem zweiten positiven Draht 30' und dem zweiten negativen Draht 40' verbunden. Die roten LED-Chips sind jeweils elektrisch mit dem positiven Draht 30 und dem negativen Draht 40 verbunden. Die roten LED-Chips werden erleuchtet, wenn der Schalter (S) so geschaltet wird, dass er sich mit dem ersten positiven Draht 30 verbindet.
  • In einer dritten Konfiguration der zweiten bevorzugten Ausführung (sieh 10) werden die gelben LED-Chips, wenn der Schalter (S) so geschaltet wird, dass er sich mit einem zweiten positiven Draht 30' verbindet, in ein Leuten versetzt. Durch ein sequenzielles und wiederholtes Ausführen der zweiten und dritten Konfigurationen der zweiten bevorzugten Ausführung (d.h. durch wiederholtes Umschalten des einen Endes des Schalters (S) zwischen dem positiven Draht 30 und dem zweiten positiven Draht 30') wird ein Blink-Effekt erreicht.
  • Bei einer vierten Konfiguration der zweiten bevorzugten Ausführung (siehe 11) wird zusätzlich ein Schalter (S) zwischen dem positiven Draht 30 und dem zweiten positiven Draht 30' bereitgestellt, wobei der Schalter (S) derart geschalten werden kann, um entweder den positiven Draht 30 mit einem anderen positiven Draht 30 oder dem zweiten positiven Draht 30' zu verbinden. Die gelben LED-Chips werden erleuchtet, wenn der Schalter (S) so geschaltet wird, dass der positive Draht 30 mit einem zweiten positiven Draht 30' verbunden wird.
  • Bei einer fünften Konfiguration der zweiten bevorzugten Ausführung (siehe 12) werden die roten LED-Chips erleuchtet, wenn der Schalter (S) so geschaltet wird, dass der positive Draht 30 mit einem anderen positiven Draht 30 verbunden wird. Durch ein sequenzielles und wiederholtes Ausführen der vierten und fünften Konfigurationen der zweiten bevorzugten Ausführung (d.h. durch wiederholtes Umschalten des einen Endes des Schalters (S), so dass ein positiver Draht 30 entweder mit einem weiteren positiven Draht oder dem zweiten positiven Draht 30' verbunden wird) wird ein Blink-Effekt an der zweiten Hälfte des flexiblen LED-Stablicht-Geräts erreicht.
  • In Bezug auf die 13 und 14 wird ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des flexiblen LED-Stablicht-Geräts in Übereinstimmung mit der Erfindung gezeigt. Die dritte bevorzugte Ausführung hat grundsätzlich die gleiche Struktur wie die erste bevorzuget Ausführung, die in 4 gezeigt wurde. Allerdings besteht der Unterschied, dass eine PVC-Schicht 71 um das flexible LED-Stablicht-Gerät 70 geformt wird, um ein größeres flexibles LED-Stablicht-Gerät 700 zu formen. Zwei Anschlussdrähte 711, die aus einem leitenden Material (z.B. Kupfer) bestehen, sind jeweils an den anderen Enden des positiven Drahtes 30 und des negativen Drahtes 40 gebogen und erstrecken sich entlang der PVC-Schicht 71 (d.h. sie formen zwei U-Figuren). Jeder LED-Chip 50 ist ein roter oder gelber LED-Chip 50' und seine positive Elektrode 51 ist auf der Oberseite lokalisiert. Seine negative Elektrode 52 ist an der Unterseite lokalisiert. Die negative Elektrode 52 ist direkt elektrisch mit dem negativen Draht 40 verbunden. Weiterhin verbindet ein verbindender Anschlussdraht 511 den positiven Draht 30 elektrisch mit der positiven Elektrode 51.
  • Die Erfindung hat die folgenden Vorteile. Der Herstellungsprozess ist schnell, da der zeitaufwendige Lötprozess eliminiert wird. Daher ist sowohl die Produktion effizienter als auch der Ertrag hoch. Der Durchmesser θ2 (siehe 4 und 13) des zylindrischen flexiblen LED-Stablicht-Geräts ist relativ schmal, da einige Komponenten eliminiert werden (d.h. es ist kompakter). Daher gibt es viele Anwendungsmöglichkeiten für das flexible LED-Stablicht-Gerät.
  • Zwar wurde die hier veröffentlichte Erfindung anhand spezifischer Ausführungsbeispiele beschrieben, doch können von technisch versierten Personen eine Häufung bzw. Vielzahl von Modifikationen und Veränderungen an dieser ausgeführt werden, ohne dass Umfang und Geist der vorgestellten Erfindung verlassen würden.

Claims (6)

  1. Ein flexibles LED(Leuchtdioden)-Stablicht-Gerät, dieses besteht aus: zumindest einem positiven Draht und mindestens einem negativen Draht, welche parallel zueinander stehen, einer Häufung von blanken LED-Chips, von denen jeder vermittels Anschlussdrähten mit dem positiven und dem negativen Draht verbunden ist; und aus einem Verpackungsmaterial zum Verkapseln des positiven Drahts, des negativen Drahts und der blanken LED-Chips in einem flexiblen LED-Stablicht-Gerät.
  2. Das flexible LED-Stablicht-Gerät aus Schutzanspruch 1, bei dem die positiven und negativen Drähte zusätzlich mit einem isolierenden Material umhüllt sind, davon ausgenommen sind die Stellen, die mit den Anschlüssen der LED-Chips verbunden sind.
  3. Das flexible LED-Stablicht-Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 2, bei dem die blanken LED-Chips aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus blanken roten LED-Chips, blanken blauen LED-Chips, blanken gelben LED-Chips und blanken grünen LED-Chips besteht.
  4. Das flexible LED-Stablicht-Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 3, das zumindest aus zwei positiven Drähten und zwei anderen Drähten besteht.
  5. Das flexible LED-Stablicht-Gerät nach einem der Schutzansprüche 1 bis 4, das zusätzlich einen Schalter zwischen den positiven Drähten und einer Energiequelle und zum Umschalten zwischen den positiven Drähten beinhaltet.
  6. Das flexible LED-Stablicht-Gerät aus Schutzanspruch 4, welches weiterhin einen Schalter zwischen den positiven Drähten beinhaltet, so dass zwischen diesen umgeschaltet werden kann.
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