DE202010001155U1 - Lichtleiterplatte mit phosphorhaltigen Strukturelementen - Google Patents
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Abstract
Lichtleiterplatte, aufweisend
– eine erste Flachseite (2),
– eine zu der ersten Flachseite (2) parallele zweite Flachseite (4) und
– eine Stirnseite (6),
wobei die Stirnseite (6) zur Einkopplung von Licht vorgesehen ist und die zweite Flachseite (4) zur Auskopplung des über die Stirnseite (6) eingekoppelten Lichts vorgesehen ist und
wobei die erste Flachseite (2) Strukturelemente (8) aufweist, die zur Auskopplung des Lichts dienen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strukturelemente (8) Phosphor aufweisen.
– eine erste Flachseite (2),
– eine zu der ersten Flachseite (2) parallele zweite Flachseite (4) und
– eine Stirnseite (6),
wobei die Stirnseite (6) zur Einkopplung von Licht vorgesehen ist und die zweite Flachseite (4) zur Auskopplung des über die Stirnseite (6) eingekoppelten Lichts vorgesehen ist und
wobei die erste Flachseite (2) Strukturelemente (8) aufweist, die zur Auskopplung des Lichts dienen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strukturelemente (8) Phosphor aufweisen.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Lichtleiterplatte mit einer ersten Flachseite und einer dazu parallelen zweiten Flachseite sowie einer Stirnseite, wobei die Stirnseite zur Einkopplung von Licht vorgesehen ist und die zweite Flachseite zur Auskopplung des Lichts. Die erste Flachseite weist Strukturelemente auf, die zur Auskopplung des Lichts dienen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsanordnung mit einer derartigen Lichtleiterplatte sowie eine Leuchte mit einer solchen Beleuchtungsanordnung.
- Eine entsprechende Lichtleiterplatte ist aus einer Beleuchtungsanordnung bekannt, bei der zur Einkopplung Licht von einer LED (Licht emittierende Diode) genutzt wird, die blaues Licht emittiert; das blaue Licht wird vor der Einkopplung in die Lichtleiterplatte durch ein Lichtbeeinflussungselement, das Phosphor aufweist, in weißes Licht umgewandelt.
- Bei der bekannten Anordnung besteht die Gefahr, dass durch Wärme, die durch den Betrieb der LED entsteht, der Phosphor des Lichtbeeinflussungselements negativ beeinträchtigt wird. Zudem ist für den Fall, dass die spektrale Zusammensetzung des weißen Lichts vor Auskopplung aus der Lichtleiterplatte noch modifiziert werden soll, ein gesondertes weiteres Lichtbeeinflussungselement erforderlich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtleiterplatte anzugeben, mit der eine verbesserte Auskopplung von weißem Licht möglich ist. Außerdem soll eine entsprechende Beleuchtungsanordnung sowie eine entsprechende Leuchte angegeben werden.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den in den unabhängigen Ansprüchen genannten Gegenständen gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Gemäß der Erfindung ist eine Lichtleiterplatte vorgesehen, die eine erste Flachseite, eine zu der ersten Flachseite parallele zweite Flachseite und eine Stirnseite aufweist, wobei die Stirnseite zur Einkopplung von Licht vorgesehen ist und die zweite Flachseite zur Auskopplung des über die Stirnseite eingekoppelten Lichts vorgesehen ist. Die erste Flachseite weist Strukturelemente auf, die zur Auskopplung des Lichts dienen. Die Strukturelemente weisen Phosphor auf.
- Auf diese Weise kann der Phosphor derart räumlich entfernt von einer entsprechenden Lichtquelle, die zur Einkopplung des Lichts über die Stirnseite dient, angeordnet werden, dass eine möglicherweise negativ wirkende Erwärmung des Phosphors, hervorgerufen durch den Betrieb der Lichtquelle, vermieden werden kann. Zudem ist ermöglicht, an unterschiedlichen Stellen der ersten Flachseite Strukturelemente vorzusehen, die sich in ihrer Phosphor-Zusammensetzung unterscheiden, so dass auf diese Weise an den unterschiedlichen Stellen der Lichtleiterplatte Licht unterschiedlicher spektraler Zusammensetzungen, also beispielswiese unterschiedlicher Weiß-Töne, ausgekoppelt wird.
- Vorzugsweise bestehen die Strukturelemente aus Phosphor. Dies ermöglicht einen besonders hohen Wirkungsgrad mit Bezug auf die spektrale Veränderung des Lichts bei der Wechselwirkung mit den Strukturelementen.
- Vorteilhaft mit Bezug auf die Herstellung sind die Strukturelemente auf der ersten Flachseite der Lichtleiterplatte aufgedruckt, vorzugsweise mittels Siebdruckverfahren.
- Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die erste Flachseite Vertiefungen aufweist, in denen die Strukturelemente angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich das diffuse Streuverhalten der Strukturelemente positiv beeinflussen bzw. verstärken.
- Vorteilhaft sind die Strukturelemente ungleichmäßig auf der ersten Flachseite angeordnet und/oder unterschiedlich groß. Auf diese Weise lässt sich die Verteilung des Lichts, das von der Lichtleiterplatte über die zweite Flachseite abgegeben wird, gezielt beeinflussen. Beispielswiese kann auf diese Weise eine verhältnismäßig gleichförmige Abstrahlung erzielt werden, indem die Strukturelemente mit zunehmendem Abstand von der entsprechenden Lichtquelle dichter oder mit zunehmender Fläche ausgebildet sind.
- Vorteilhaft umfassen die Strukturelemente ein erstes Strukturelement und ein zweites Strukturelement, wobei das erste Strukturelement einen Phosphor einer ersten Art aufweist und das zweite Strukturelement einen Phosphor einer zweiten Art, die sich von der ersten Art unterscheidet. Hierdurch lässt sich erzielen, dass von der Lichtleiterplatte über das erste Strukturelement ein Licht einer anderen spektralen Zusammensetzung abgegeben wird als über das zweite Strukturelement. Auf diese Weise lässt sich eine Lichtabgabe der Lichtleiterplatte bewirken, die – über den Bereich der zweiten Flachseite hinweg – an unterschiedlichen Stellen spektral unterschiedlich ist.
- Vorteilhaft sind die Strukturelemente über ein Trägerelement miteinander verbunden. Bei dem Trägerelement kann es sich insbesondere um eine Metallplatte handeln. Dies ermöglicht eine besonders effektive Kühlung der Strukturelemente. Außerdem kann die Metallplatte reflektierend gestaltet sein, so dass dadurch der Wirkungsgrad der Lichtleiterplatte vergrößert ist.
- Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Beleuchtungsanordnung vorgesehen, die eine erfindungsgemäße Lichtleiterplatte aufweist.
- Vorzugsweise weist die Beleuchtungsanordnung weiterhin eine Lichtquelle zur Einkopplung des Lichts über die Stirnseite auf.
- Vorzugsweise ist dabei die Lichtquelle derart ausgebildet, dass sie blaues Licht abstrahlen kann. Durch Wechselwirkung mit Phosphor lässt sich blaues Licht in weißes Licht umwandeln. Insbesondere kann die Lichtquelle wenigstens eine LED umfassen, die blaues Licht abstrahlen kann.
- Weiterhin weist die Beleuchtungsanordnung vorteilhaft einen plattenförmigen Reflektor auf, der an die erste Flachseite der Lichtleiterplatte angrenzend angeordnet ist. Bei dem Reflektor kann es sich insbesondere um eine Metallplatte handeln; auf diese Weise ist eine besonders effektive Kühlung der Strukturelemente ermöglicht.
- Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Leuchte vorgesehen, die eine erfindungsgemäße Beleuchtungsanordnung aufweist.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Querschnittskizze zu einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung und -
2 eine Skizze zu einer Variante mit Bezug auf die Ausbildung der Strukturelemente auf der ersten Flachseite der Lichtleiterplatte. -
1 zeigt eine Querschnittskizze zu einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Lichtleiterplatte. Die Lichtleiterplatte weist eine erste Flachseite2 und eine zu der ersten Flachseite2 parallele zweite Flachseite4 sowie eine Stirnseite6 auf. Die Stirnseite6 ist dabei zur Einkopplung von Licht vorgesehen. Hierzu kann die Beleuchtungsanordnung insbesondere eine Lichtquelle10 aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass sie blaues Licht abstrahlen kann. Beispielsweise kann es sich bei der Lichtquelle10 um eine LED handeln oder um mehrere LEDs, die längs der Stirnseite6 in einer Reihe angeordnet sind. - Zur Auskopplung des über die Lichtquelle
10 in die Lichtleiterplatte eingekoppelten Lichts ist die zweite Flachseite4 vorgesehen. Hierzu weist die erste Flachseite2 Strukturelemente8 auf. Die Strukturelemente8 können hierzu insbesondere derart ausgebildet sein, dass sie das über die Stirnseite6 eingekoppelte Licht derart diffus streuen, dass das so gestreute Licht im weiteren Verlauf zumindest teilweise die Lichtleiterplatte über die zweite Flachseite4 verlässt. - Die Strukturelemente
8 weisen Phosphor auf oder bestehen aus Phosphor. Durch Wechselwirklung mit Phosphor lässt sich blaues Licht in weißes Licht umwandeln. - Auf diese Wiese wird ermöglicht, dass von der Lichtleiterplatte bzw. von der Beleuchtungsanordnung weißes Licht über die zweite Flachseite
4 abgegeben wird. - Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung lässt sich der Phosphor der Strukturelemente
8 derart weit von der Lichtquelle10 entfernt anordnen, dass eine Erwärmung, hervorgerufen durch den Betrieb der Lichtquelle10 , den Phosphor nicht negativ beeinträchtigen kann. - Die Strukturelemente
8 erfüllen somit erfindungsgemäß eine Doppelfunktion. Sie dienen nicht nur zur Auskopplung des Lichts aus der Lichtleiterplatte, sondern bewirken auch eine spektrale Veränderung des Lichts. - Die Strukturelemente
8 lassen sich beispielswiese dadurch bilden, dass Phosphor auf die erste Flachseite2 der Lichtleiterplatte aufgedruckt wird. Hierzu eignet sich beispielsweise ein Siebdruckverfahren. - Wie in der Skizze der
2 gezeigt, kann alternativ oder ergänzend auch vorgesehen sein, dass die erste Flachseite2 der Lichtleiterplatte Ausnehmungen bzw. Vertiefungen20 aufweist, in denen die Strukturelemente8 angeordnet sind. Die Vertiefungen20 können dabei derart ausgebildet sein, dass sie die Auskopplung des Lichts, das über die Stirnseite6 eingekoppelt worden ist, weiter fördern. Die phosphorhaltigen Strukturelemente8 können dabei – beispielswiese mit einem geringfügigen Abstand – innerhalb der Vertiefungen20 angeordnet sein. - Die Strukturelemente
8 können weiterhin über ein Trägerelement miteinander verbunden sein. Bei dem Trägerelement kann es sich beispielsweise um eine Metallplatte12 handeln. Mit der Metallplatte12 lässt sich erzielen, dass die zur ersten Flachseite2 der Lichtleiterplatte weisende Oberfläche der Metallplatte12 reflektierend wirkt, so dass der Wirkungsgrad der Beleuchtungsanordnung hierdurch insgesamt gesteigert werden kann. Außerdem lässt sich durch entsprechende Dimensionierung erzielen, dass sie Metallplatte12 als Kühlkörper für die Strukturelemente8 wirkt. - Ein entsprechender plattenförmiger Reflektor ist auch bei der in
1 gezeigten Ausführung mit Bezug auf eine Verbesserung des Wirkungsgrads vorteilhaft möglich. - Der Reflektor kann dabei entsprechend an die erste Flachseite
2 der Lichtleiterplatte angrenzend angeordnet sein. Auch bei diesem Reflektor kann es sich um eine Metallplatte handeln. Wird dabei der Reflektor derart angeordnet, dass er die Strukturelemente8 kontaktiert, so kann er auch in diesem Fall als Kühlkörper für die Strukturelemente8 dienen. - Ein entsprechender Reflektor ist allerdings nicht zwingend erforderlich. Insbesondere kann vorgehen sein, dass eine Lichtabgabe der Lichtleiterplatte auch über die erste Flachseite
2 erfolgen kann. In diesem Fall ist dementsprechend vorteilhaft kein solcher Reflektor vorgesehen. Beispielsweise kann eine Leuchte mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsanordnung vorgesehen sein, bei der über die zweite Flachseite4 eine Lichtabgabe zur Erzeugung einer Direktbeleuchtung vorgesehen ist und über die erste Flachseite2 eine weitere Lichtabgabe zur Erzeugung einer indirekten Beleuchtung. - Wie in der Skizze der
1 dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die Strukturelemente8 ungleichmäßig auf der ersten Flachseite2 angeordnet sind und/oder unterschiedlich groß sind. Beispielsweise kann also der Bedruckungsgrad ortsabhängig sein. Auf diese Weise lässt sich die Verteilung des Lichts, das über die zweite Flachseite4 der Lichtleiterplatte abgegeben wird, beeinflussen. Insbesondere kann zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Lichtabgabe vorgesehen sein, dass die Strukturelemente8 mit zunehmendem Abstand von der Lichtquelle10 dichter werdend angeordnet sind und/oder jeweils eine zunehmend größere Fläche der ersten Flachseite2 bedecken. - Wie weiterhin in
1 angedeutet, kann vorgesehen sein, dass die Strukturelemente8 ein erstes Strukturelement81 und ein zweites Strukturelement82 umfassen, wobei das erste Strukturelement81 einen Phosphor einer ersten Art aufweist und das zweite Strukturelement82 einen Phosphor einer zweiten Art, die sich von der ersten Art unterscheidet. Beispielswiese kann das erste Strukturelement81 eine erste Phosphor-Zusammensetzung aufweisen und das zweite Strukturelement82 eine zweite Phosphor-Zusammensetzung. Unterschiedliche Phosphor-Zusammensetzungen erzeugen im Allgemeinen bei Wechselwirkung mit blauem Licht unterschiedlich weißes Licht. Somit lässt sich erzielen, dass von der Lichtleiterplatte Licht abgegeben wird, das an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Weiß-Töne hat. - Vorteilhaft ist eine Beleuchtungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Lichtleiterplatte als Bestandteil einer Leuchte vorgesehen. Dabei kann insbesondere die zweite Flachseite
4 der Lichtleiterplatte als Abstrahlfläche der Leuchte dienen.
Claims (14)
- Lichtleiterplatte, aufweisend – eine erste Flachseite (
2 ), – eine zu der ersten Flachseite (2 ) parallele zweite Flachseite (4 ) und – eine Stirnseite (6 ), wobei die Stirnseite (6 ) zur Einkopplung von Licht vorgesehen ist und die zweite Flachseite (4 ) zur Auskopplung des über die Stirnseite (6 ) eingekoppelten Lichts vorgesehen ist und wobei die erste Flachseite (2 ) Strukturelemente (8 ) aufweist, die zur Auskopplung des Lichts dienen, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (8 ) Phosphor aufweisen. - Lichtleiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Strukturelemente (
8 ) aus Phosphor bestehen. - Lichtleiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Strukturelemente (
8 ) auf der ersten Flachseite (2 ) der Lichtleiterplatte aufgedruckt sind, vorzugsweise mittels Siebdruckverfahren. - Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Flachseite (
2 ) Vertiefungen aufweist, in denen die Strukturelemente (8 ) angeordnet sind. - Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Strukturelemente (
8 ) ungleichmäßig auf der ersten Flachseite (2 ) angeordnet sind und/oder unterschiedlich groß sind. - Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Strukturelemente (
8 ) ein erstes Strukturelement (81 ) und ein zweites Strukturelement (82 ) umfassen, wobei das erste Strukturelement (81 ) einen Phosphor einer ersten Art aufweist und das zweite Strukturelement (82 ) einen Phosphor einer zweiten Art, die sich von der ersten Art unterscheidet. - Lichtleiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Strukturelemente (
8 ) über ein Trägerelement miteinander verbunden sind. - Lichtleiterplatte nach Anspruch 7, bei der das Trägerelement eine vorzugsweise reflektierende Metallplatte (
12 ) ist. - Beleuchtungsanordnung, aufweisend – eine Lichtleiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
- Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend – eine Lichtquelle (
10 ) zur Einkopplung des Lichts über die Stirnseite (6 ). - Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 10, bei der die Lichtquelle (
10 ) blaues Licht abstrahlen kann, wobei die Lichtquelle (10 ) vorzugsweise wenigstens eine LED umfasst. - Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, weiterhin aufweisend – einen plattenförmigen Reflektor, der an die erste Flachseite (
2 ) der Lichtleiterplatte angrenzend angeordnet ist. - Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 12, bei der der Reflektor eine Metallplatte ist.
- Leuchte, aufweisend – eine Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
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