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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung umfassend wenigstens ein Leuchtmittel, welches anregendes Licht einer ersten Wellenlänge emittiert und wenigstens ein mit Abstand zu dem Leuchtmittel angeordnetes Substrat, auf welchem eine Beschichtung aus einem Leuchtstoff aufgebracht ist, wobei der Leuchtstoff, wenn er von dem mit der ersten Wellenlänge emittierten Licht angestrahlt wird, dieses Licht mindestens teilweise in reaktives Licht einer zweiten Wellenlänge konvertiert.
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Organische Leuchtdioden (sogenannte OLEDs) sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. In der Regel liegen diese als flache zumeist im Umriss rechteckige OLED-Panels vor, die zu einer Seite hin Licht flächig abgeben. OLEDs werden zum einen als Leuchtmittel in der Lichttechnik eingesetzt und geben in diesem Fall meistens weißes Licht ab. Dabei werden mit Hilfe einer kathodischen und einer anodischen Elektrodenschicht Schichten organischer Farbstoffe zum Leuchten angeregt. Zusätzlich zu den eigentlichen Emitterschichten weisen LEDs zumeist Lochleitungsschichten auf, die auf die Anode aufgebracht werden. Wenn eine höhere Lichtstärke erzielt werden soll, werden oft mehrere sogenannte „stacks“ mit einem Schichtaufbau der vorgenannten Art übereinander gelegt. In manchen Fällen werden mehrere stacks mit in verschiedenen Farben emittierenden Emitterschichten übereinander gelegt, wobei ebenfalls jeder stack eine Anodenschicht und eine Kathodenschicht benötigt.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, OLEDs für größere leuchtende Flächen zur Abgabe von Effektlicht zu verwenden, beispielsweise für leuchtende Tapeten oder dergleichen. Diese Anwendungen scheitern jedoch bislang daran, dass bedingt durch das Herstellungsverfahren, OLEDs immer noch vergleichsweise teuer sind. Größere Flächen können nur mit einer größeren Anzahl einzelner OLED-Panels abgedeckt werden, da in der Regel gewisse Abmessungen eines einzelnen OLED-Panels herstellungsbedingt nicht überschritten werden können. Auch wenn man OLED-Schichten auf ein flexibles Substrat wie beispielsweise Dünnglas aufbringt, um größere Flächen mit einer OLED-Beschichtung zu erhalten, sind die bislang bekannten Verfahren immer noch sehr kostspielig, zum einen, da die Beschichtungsmaterialien sehr teuer sind und zum anderen, da mehrere Schichten nacheinander aufgebracht werden müssen.
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Herkömmliche OLEDs weisen oft einen komplexen Schichtaufbau (stack) auf, den man insbesondere verwendet, um eine höhere Lichtausbeute zu erzielen, wobei in diesem Fall jede dieser Schichtenfolge zwei Elektrodenschichten benötigt. Bei einer der gängigen Methoden zur Herstellung von OLEDs werden unterschiedliche Beschichtungsmaterialien für die einzelnen Schichten nacheinander auf einem plattenförmigen Substrat wie beispielsweise einer dünnen Glasplatte abgeschieden. Je mehr Schichten bei einem solchen komplexen Aufbau nacheinander abgeschieden werden müssen, desto aufwändiger wird der Herstellungsprozess, weil nach Aufbringung einer Schicht Teile der Apparatur gereinigt werden müssen. Außerdem ist es bei den heute üblichen Herstellungsverfahren oft so, dass ein großer Anteil des teuren Beschichtungsmaterials im Herstellungsprozess verloren geht. Somit steigen die Herstellkosten in jedem Fall proportional mit der Anzahl der nacheinander aufzubringenden Schichten. Eine Vereinfachung des Schichtenaufbaus kann daher zu einer erheblichen Kostensenkung bei der Herstellung des OLED-Leuchtmittels führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine neuartige Beleuchtungseinrichtung auf Basis einer organischen LED (OLED) zu schaffen, bei der das OLED-Leuchtmittel einen vergleichsweise einfachen konstruktiven Aufbau hat und kostengünstig herstellbar ist, so dass sich auch größere Flächen mit einer solchen OLED-Beleuchtungseinrichtung zu vertretbaren Kosten bedecken lassen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Gemäß der Erfindung umfasst die Beschichtung auf dem Substrat eine OLED-Beschichtung. Mit anderen Worten, durch das anregende Licht des Leuchtmittels wird eine mit Abstand von diesem Leuchtmittel angebrachte OLED-Beschichtung zum Leuchten gebracht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die vorzugsweise großflächig auf das Substrat aufgebrachte OLED-Beschichtung nur eine einfache Schichtenfolge (stack) auf und das anregende Licht wird im Wesentlichen nur in einer Lichtfarbe emittiert. Dieser Aspekt verdeutlicht, dass mit der vorliegenden Erfindung anders als im Stand der Technik nicht unbedingt angestrebt wird, dass die Beleuchtungseinrichtung eine maximale Lichtausbeute liefert, wozu herkömmliche OLEDs zumeist mehrere OLED-Schichtenfolgen übereinander aufweisen, sondern die Erzeugung von diffusem Licht, welches sich für eine Effektbeleuchtung eignet, steht im Vordergrund. Mit einfachen OLED-stacks lassen sich so kostengünstig großflächige Leuchtmittel mit weniger großer Lichtstärke schaffen, die diffus abstrahlen und keine zusätzlichen Diffusoren benötigen. Zudem bildet in diesem Fall im Prinzip das Leuchtmittel selbst, welches durch Anregung reaktives Licht erzeugt, bereits die Beleuchtungseinrichtung. Wenn man über eine größere Fläche Licht mit einer vergleichsweise geringen Lichtstärke abstrahlt, ergibt sich eine für den Benutzer als angenehm empfundene Effektbeleuchtung, die keine Blendwirkung erzeugt und daher auch keine weiteren optischen Elemente zur Lichtlenkung oder Lichtstreuung benötigt.
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Im Gegensatz zur Aufbringung eines einfachen anorganischen Leuchtstoffs beispielsweise ähnlich einer Tapete auf eine Wandfläche hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass sich mittels einer OLED-Schichtenfolge nicht nur monochromatisches farbiges sondern auch weißes Licht mit einer vergleichsweise hohen Lichtausbeute und somit hohem Wirkungsgrad erzeugen lässt, wobei Substanzen verwendet werden, die ungiftig und somit ökologisch unbedenklich sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung emittiert das wenigstens eine Leuchtmittel ultraviolettes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 315 nm bis 380 nm oder mit einer Wellenlänge im Bereich von 200 nm bis 315 nm oder mit einer Wellenlänge im Bereich von 100 nm bis 200 nm emittiert. Die Verwendung von ultraviolettem Licht, beispielsweise so genanntem „Schwarzlicht“ mit einer Wellenlänge im nahen UV-Bereich hat den Vorteil, dass der Benutzer die Lichtquelle, die das anregende Licht erzeugt, nicht oder kaum wahrnimmt. Dieses Leuchtmittel, welches das anregende Licht erzeugt, kann an beliebiger Stelle mit Abstand zu demjenigen Bereich, der mit dem OLED-Leuchtstoff versehen ist, angebracht werden und somit gegebenenfalls auch in einem Bereich, in dem die direkte Einsicht des Betrachters nicht gegeben ist und somit eine gesundheitliche Beeinträchtigung des Betrachters durch die Bestrahlung vermieden wird. Das Leuchtmittel kann somit durch eine geeignete Vorrichtung für den Betrachter abgeschirmt werden, so dass die anregende Strahlung nur auf die OLED-Fläche trifft, die mit dem Leuchtstoff versehen ist, nicht aber unkontrolliert in die Umgebung abgegeben wird.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das wenigstens eine Leuchtmittel auch blaues Licht oder violettes Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von 380 nm bis 490 nm als anregendes Licht abstrahlen. Dieses kurzwellige sichtbare Licht ist ausreichend energiereich, so dass es die mit der OLED-Beschichtung versehene Fläche zum Leuchten anregen kann.
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Gemäß einer besonders bevozugten Weiterbildung der Erfindung weist die OLED-Beschichtung eine OLED-Schichtenfolge ohne Elektroden auf. Mit einfachen OLED-stacks lassen sich so kostengünstig großflächige Leuchtmittel mit weniger großer Lichtstärke schaffen, die diffus abstrahlen und keine zusätzlichen Diffusoren benötigen. Ohne eine Erhöhung der Lichtstärke durch Überlagerung mehrerer OLED-stacks vermeidet man zu hohe Kosten für die Beleuchtungseinrichtung. Im Rahmen der Erfindung ist auch eine vereinfachte Fertigung der Beleuchtungseinrichtung in der Weise denkbar, dass werkseitig eine OLED-Schicht auf einen flächigen Träger wie beispielsweise eine Folie oder Dünnglas aufgebracht wird und die Zertrennung als Arbeitsgang entfällt, da dieser mit der OLED-Schicht versehene Träger direkt gegebenenfalls großflächig vor Ort auf ein Substrat, beispielsweise eine Wand oder eine Decke eines Raumes aufgebracht werden kann.
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Vorteilhaft ist weiterhin im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass die OLED-Schichtenfolge auf dem Substrat keine Bestromung benötigt, so dass nicht nur die Elektrodenschichten, sondern auch eine elektrische Versorgung über Zuleitungen sowie Einrichtungen wie Transformatoren etc. entfallen können.
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Gemäß einer möglichen vorteilhaften Variante der Erfindung kann die OLED-Beschichtung bei Anregung beispielsweise im Wesentlichen weißes Licht emittieren. Diese Variante ist vor allem dann sinnvoll, wenn eine dezente Effektbeleuchtung mit einem dem natürlichen Tageslicht ähnlichen Spektrum gewünscht ist. Alternativ dazu kann das reaktive Licht aber auch farbig sein, indem eine entsprechende farbig abstrahlende OLED-Schicht auf Flächen oder nur bestimmte Teilflächen eines Substrats aufgebracht wird, beispielsweise um bestimmte optische Effekte oder Stimmungen durch Lichtfarben zu erzeugen.
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Gemäß einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass unterschiedliche Flächenbereiche auf dem Substrat mit verschiedenen OLED-Beschichtungen versehen sind und das reaktive Licht in den unterschiedlichen Flächenbereichen in verschiedenen Lichtfarben emittiert wird. Dies eröffnet eine Vielzahl dekorativer Effekte beispielsweise zur Gestaltung eines Raumes.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Substrat ein im Prinzip beliebiger Gegenstand, welcher mit einer OLED-Beschichtung versehen wird oder auf den eine mit einer OLED-Beschichtung versehene Folie aufgebracht wird, wobei die Substratfläche beispielsweise aus Metall, Kunststoff, Glas, Dünnglas, Papier, Stein, Beton, einem mineralischen Material, Holz oder einem Verbundmaterial aus den vorgenannten Materialien bestehen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die OLED-Beschichtung nur in Teilflächen auf das Substrat aufgebracht. Dies eröffnet vielfältige weitere Gestaltungsmöglichkeiten. Wenn beispielsweise Flächen in einem Raum eines Gebäudes beleuchtet werden sollen, kann es sinnvoll sein, nur solche Flächen mit der OLED-Schicht zu versehen, die nicht als Stellfläche für Möbel wie zum Beispiel Regale oder dergleichen dienen sollen.
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Das Versehen nur einer Teilfläche eines Substrats mit einer OLED-Schicht oder OLED-Folie kann auch bei anderen Anwendungen sinnvoll sein, beispielsweise, wenn es darum geht, einen Raum über variabel beleuchtbare Bereiche dekorativ zu gestalten. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erzeugt somit die Teilfläche des Substrats, auf der die Beschichtung aufgebracht ist, bei Lichtabgabe ein dekoratives Muster oder gibt eine Information in Form von Schrift, einem Symbol oder dergleichen wieder. Im letztgenannten Fall kann man eine über das OLED-Leuchtmittel weiß oder farbig leuchtende Fläche beispielsweise in einem Raum von den sie umgebenden Flächen abheben, entweder zu dekorativen Zwecken oder um dieser leuchtenden Fläche einen Informationsgehalt zuzuweisen.
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Nur als eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit von vielen sei die Variante der Erfindung genannt, bei der das Leuchtmittel, welches anregendes Licht emittiert, in einem Raum angeordnet ist, insbesondere an einer Wand oder an der Decke des Raumes montiert ist und dass als Substrat Wandflächen, Deckenflächen oder Bodenflächen dieses Raumes oder Teile davon dienen.
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Ebenso gut kann aber beispielsweise das Substrat auch ein beweglicher Gegenstand sein, welcher durch das anregende Licht angeleuchtet wird, beispielsweise ein Möbelstück oder ein Gebrauchsgegenstand. Das Leuchtmittel zur Erzeugung des anregenden Lichts kann in diesem Fall an beliebiger Stelle mit Abstand von dem Gegenstand angeordnet sein, derart, dass das anregende Licht auf die zu beleuchtende Fläche des Gegenstands auftrifft. Im Prinzip kann es sich auch um einen Gegenstand mit transparenten, beispielsweise gläsernen Flächen handeln und in diesem Fall ist es auch möglich, dass sich das als Lichtquelle für das anregende Licht dienende Leuchtmittel im Inneren des Gegenstands befindet, beispielsweise, wenn es sich um ein Möbelstück mit Glasflächen handelt.
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Alternativ dazu kommen ebenso gut als Substrat auch beispielsweise Flächen von in einem Gebäude, einem Fahrzeug oder dergleichen fest eingebauten Gegenständen in Betracht, die auf diese Weise zum Leuchten gebracht werden, also beispielsweise beliebige Einbauten in Automobilen, Booten, Schienenfahrzeugen, Flugzeugen oder dergleichen. Für die Materialien, aus denen die Substratflächen bestehen, bestehen wie bereits oben ausgeführt, im Prinzip keine Einschränkungen, da sich eine Beschichtung, die die OLED umfasst oder eine Folie, auf der eine OLED-Schichtenfolge aufgebracht ist, auf jeden beliebigen Untergrund aufbringen lässt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung.
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In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. Die anhand der Ausführungsbeispiele erläuterten Einzelheiten der Erfindung können, wenn sie für ein Ausführungsbeispiel erläutert werden, auch bei den jeweils anderen Ausführungsbeispielen Anwendung finden.
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Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1 Bezug genommen und anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt schematisch vereinfacht einen beispielhaften Raum, der sich beispielsweise in einem Gebäude befindet, wobei von diesem Raum exemplarisch drei Wände dargestellt sind, nämlich eine erste Wand 10 links im Bild, eine zweite beispielsweise quer zu der ersten Wand verlaufende zweite Wand 11 und eine beispielsweise etwa parallel zu der ersten Wand verlaufende dritte Wand 12, wobei die drei Wände 10, 11 und 12 zum Beispiel miteinander verbunden sind, so dass sich ein Raum ergibt, wobei dieser eine weitere Wand im Vordergrund der Zeichnung aufweisen kann, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, so dass der Betrachter in den perspektivisch dargestellten Raum hineinblickt.
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Innerhalb dieses Raums befindet sich jeweils mit Abstand von den drei Wänden 10, 11, 12 eine Beleuchtungseinrichtung, welche ebenfalls hier nur schematisch dargestellt ist und welche beispielsweise an der Decke des Raums so hängend befestigt ist, dass das Leuchtmittel 14 seine Strahlung in den Raum hinein abgibt und somit die drei Wände anstrahlt. Das Leuchtmittel 14 kann sich jedoch auch an beliebiger anderer Stelle in dem Raum befinden, so dass die Wände mit der von diesem abgegebenen Strahlung beaufschlagt werden.
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Dieses Leuchtmittel 14 emittiert ein anregendes Licht 15 einer ersten Wellenlänge und dieses Licht trifft auf die drei Wände, die mit Abstand zu dem Leuchtmittel 14 angeordnet sind. Diese Wände 10, 11, 12 bilden das Substrat gemäß der Definition der vorliegenden Erfindung., auf welchem eine Beschichtung 13 aus einem Leuchtstoff aufgebracht werden kann oder aber alternativ auch gegebenenfalls eine Folie aufgebracht werden kann, auf der oder in der sich dieser Leuchtstoff befindet. Wenn die von diesem Leuchtmittel 14 emittierte Strahlung 15 der ersten Wellenlänge (anregende Strahlung), bei der es sich bevorzugt um energiereiche Strahlung handelt, beispielsweise ultraviolette Strahlung, auf den Leuchtstoff trifft, wird das mit der ersten Wellenlänge emittierte anregende Licht 15 von dem Leuchtstoff mindestens teilweise in reaktives Licht 16 einer zweiten Wellenlänge konvertiert. Die Beschichtung 13 auf den Wänden, die als Leuchtstoff fungiert, ist eine OLED-Beschichtung. Die OLED-Beschichtung könnte direkt auf die Wand 10, 11, 12 aufgebracht werden, in diesem Fall ist Beton oder Stein oder Putz oder Holz das Material des Substrats. Die OLED-Beschichtung kann aber beispielsweise auch auf eine Tapete aufgebracht sein, die dann an die Wand geklebt wird, so dass in diesem Fall das Material des Substrats Papier ist. Alternativ kann beispielsweise die OLED-Beschichtung auf eine Folie aufgebracht oder in diese eingearbeitet sein, so dass in diesem Fall das Material des Substrats Kunststoff ist. Diese Ausführungen machen deutlich, dass die Beschichtung 13 nicht unbedingt unmittelbar auf dem Substrat aufgebracht sein muss, sondern auch mittelbar aufgebracht werden kann, wenn sich die Beschichtung auf einem Trägermedium befindet, bei dem es sich beispielsweise auch um Glas handeln kann.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt, dass man die Substratfläche keineswegs einheitlich mit der Beschichtung 13 versehen muss. Vielmehr können unterschiedliche Flächenbereiche auf dem Substrat mit verschiedenen OLED-Beschichtungen versehen sein und das reaktive Licht in den unterschiedlichen Flächenbereichen kann dann in verschiedenen Lichtfarben emittiert werden.
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Die OLED-Beschichtung 13 kann nur in Teilflächen 17 auf das Substrat aufgebracht sein oder aber in Teilflächen 17 ist eine andersartige OLED-Beschichtung aufgebracht als in anderen Bereichen. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist es zum Beispiel so, dass die Teilfläche 17 des Substrats, auf der die Beschichtung aufgebracht ist, bei Lichtabgabe ein dekoratives Muster erzeugt oder eine Information in Form von Schrift wiedergibt. Diese Schrift im Bereich der Teilfläche 17 kann dann beispielsweise farbig leuchten, während die übrige Wandfläche mit der Beschichtung 13 weiß leuchtet oder in einer anderen Farbe als die Teilfläche 17. In beiden Fällen kann das erzeugte reaktive Licht 16 mittels der Strahlung des von dem Leuchtmittel 14 emittierten anregenden Lichts 15 erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erste Wand
- 11
- zweite Wand
- 12
- dritte Wand
- 13
- OLED-Beschichtung
- 14
- Leuchtmittel
- 15
- anregendes Licht
- 16
- reaktives Licht
- 17
- Symbol
