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Die vorliegende Erfindung betrifft ein flexibles lineares Leuchtdiodenmodul, bei dem eine Mehrzahl von
- - LED-Bauelementen - beispielsweise mit einer leadframebasierten Kunststoffumhüllung versehene LED-Chips wie beispielsweise PLCC2 SMD LEDs, PLCC4 SMD LEDs oder PLCC6 SMD LEDs) - beispielsweise in Oberflächen(SMD)-Montagetechnologie oder
- - eine Mehrzahl von LED-Chips in Chip-on-board (COB)-Technologie
auf einer langgestreckten flexiblen Leiterplatte (auch Flex-PCB genannt) montiert und elektrisch verschaltet ist. Die LED-Bauelemente bzw. LED-Chips sind dabei vorzugsweise linear hintereinander auf dem Flex-PCB montiert.
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Die lichtemittierenden Halbleiterkörper der LED-Chips können dabei auf anorganischen oder organischen elektrolumineszierenden Materialien basieren.
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LED-Bauelement und LED-Chip werden im Folgenden einheitlich mit „LED“ bezeichnet. Das Flex-PCB mit den LEDs wird im Folgenden mit „LED-Lichtband“ bezeichnet.
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Ein solches LED-Lichtband muss, um es vor mechanischer Beschädigung sowie vor Staub, Wasser und anderen Umwelteinflüssen zu schützen, mit einer Verkapselung versehen sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein einfach montierbares derartiges lineares Leuchtdiodenmodul bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des linearen Leuchtdiodenmoduls sind in den Unteransprüchen angegeben. Der Offenbarungsgehalt der Ansprüche wird hiermit durch Rückbezug in die vorliegende Beschreibung aufgenommen.
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Ein solches flexibles lineares Leuchtdiodenmodul weist ein flexibles LED-Lichtband und eine flexible Verkapselung auf, die das flexible LED-Lichtband entlang seiner Längserstreckungsrichtung umschließt. Die flexible Verkapselung weist längs zum LED-Lichtband zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen auf. An mindesten einer der beiden Seitenflächen sind im Wesentlichen über die gesamte Länge des linearen Leuchtdiodenmoduls Klemmvorsprünge, insbesondere Klemmrippen oder Klemmnoppen vorgesehen. Diese sind insbesondere hinsichtlich ihrer Abmessungen und Positionen dazu eingerichtet, dass das lineare Leuchtdiodenmodul in einer für dieses vorgesehenen Nut nach dessen Eindrücken in die Nut mittels Pressverbindung gehalten ist.
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Bei einer Ausführungsform des Leuchtdiodenmoduls weist die flexible Verkapselung ein flexibles Trägerelement und ein flexibles Fensterelement aufweist auf. Diese verlaufen jeweils längs zum LED-Lichtband. Insbesondere bilden das flexible Trägerelement und das flexible Fensterelement zusammen eine Verkapselung, die das LED-Lichtband in dessen Längsrichtung vollständig umschließt. Das Fensterelement ist dazu eingerichtet, ein vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht zumindest teilweise durchzulassen. Das Trägerelement ist beispielsweise dazu eingerichtet, ein vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht zumindest teilweise in das Fensterelement zu reflektieren.
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Bei einer weiteren Ausführungsform befinden sich die beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen am flexiblen Trägerelement.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der oben genannten jeweiligen Ausführungsform sind auf beiden der einander gegenüberliegenden Seitenflächen Klemmvorsprünge vorgesehen.
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Vorzugsweise ist bei allen der oben genannten Ausführungsformen die Verkapselung zumindest im Bereich der Klemmvorsprünge zumindest teilweise derart elastisch verformbar ist, dass die Verkapselung und/oder die Klemmvorsprünge nach dem Eindrücken in die Nut zumindest teilweise im elastischen Verformungsbereich verformt sind.
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Vorzugsweise ist die jeweilige flexible Verkapselung mit einem Silikonmaterial gebildet.
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Bei einer Ausführungsform der oben genannten Ausführungsformen ist als Verkapselung jeweils ein entlang der Längsrichtung des linearen Leuchtdiodenmoduls allseitig geschlossener flexibler Kunststoffkörper vorgesehen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst dieser ein längs zum LED-Lichtband verlaufendes flexibles Trägerelement, in dem das LED-Lichtband angeordnet ist, und ein längs zum LED-Lichtband verlaufendes flexibles lichtdurchlässiges Fensterelement, durch den ein vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht aus dem linearen Leuchtdiodenmodul austritt. Bei einer Ausführungsform einer derartigen Verkapselung umfasst das Trägerelement eine über seine gesamte Länge verlaufende, für vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht lichtreflektierende und/oder lichtlenkende Struktur und/oder Oberfläche und ein über seine gesamte Länge verlaufendes, für solches Licht durchlässiges Fensterelement.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Verkapselung ein entlang der Längsrichtung des linearen Leuchtdiodenmoduls allseitig geschlossenes vorgefertigtes Profil mit einem in Längsrichtung durchgängigen Hohlraum (mit anderen Worten ein vorgefertigter Verkapselungsschlauch - im Folgenden „Verkapselungsschlauch“ bezeichnet), in den das LED-Lichtband eingeschoben und montiert ist. Bei einer Ausführungsform des Verkapselungsschlauches umfasst dieser ein über seine gesamte Länge verlaufendes lichtreflektierendes und/oder lichtlenkendes Trägerelement und ein über seine gesamte Länge verlaufendes, für vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht durchlässiges Fensterelement. Das Trägerelement weist dabei beispielsweise eine über seine gesamte Länge verlaufende, für vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht lichtreflektierende und/oder lichtlenkende Struktur und/oder Oberfläche auf, die solches Licht in das Fensterelement 12 reflektiert bzw. lenkt.
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Beispielsweise sind die begrenzenden Seitenflächen des Hohlraums sind zu einem ersten Teil über die gesamte Länge des Verkapselungsschlauches von dem lichtreflektierenden und/oder lichtlenkenden Trägerelement und zu einem zweiten Teil über die gesamte Länge des Verkapselungsschlauches von dem lichtdurchlässigen Fensterelement begrenzt. Das Trägerelement und das Fensterelement bilden zusammen den Verkapselungsschlauch aus. Im Folgenden ist der von dem Trägerelement und dem Fensterelement gebildete Hohlraum als „LED-Kanal“ bezeichnet.
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Eine solche Verkapselung ist beispielsweise in der
US 2017/0023192 A1 beschrieben, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
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Das LED-Lichtband ist beispielsweise derart gegebenenfalls auf dem Trägerelement angeordnet, dass zumindest ein Großteil des von den LEDs emittieren Lichts in das Fensterelement gelangt.
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Bei einer weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Verkapselungsschlauch jeweils beispielsweise mittels Co-Extrusion hergestellt.
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Bei einer anderen weiteren Ausführungsform der oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Trägerelement jeweils beispielsweise ein vorgefertigtes Kunststoffprofil, in das zunächst das LED-Lichtband montiert und auf dem nachfolgend das Fensterelement ausgebildet wird.
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Bei einer Ausführungsform aller oben beschriebenen Ausführungsformen weist das Fensterelement an einer dem LED-Lichtband zugewandten Fläche eine lichtlenkende Strukturierung auf, beispielsweise in Form von konkaven Strukturen (beispielsweise konkave Rillen) und/oder konvexen Strukturen (beispielsweise konvexe Rillen), die sich entlang der Längserstreckungsrichtung des LED-Lichtbandes erstrecken. Mit einer solchen Strukturierung lässt sich beispielsweise der Abstrahlwinkel des linearen Leuchtdiodenmoduls vorteilhaft beeinflussen.
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Geeignete Materialien für die Verkapselung bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen sind beispielsweise Silikon-, PVC- oder PUR-Materialien sowie Kombinationen dieser Materialien. Für die Ausbildung gegebenenfalls eines Trägerelements ist bei allen entsprechenden oben beschriebenen Ausführungsformen ein solches Material beispielsweise mit einem Füllstoff gefüllt, der eine von den LED-Chips emittierte Strahlung reflektiert. Geeignete Materialien gegebenenfalls für ein Fensterelement sind bei allen entsprechenden oben beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise transparente oder transluzente Silikon-, PVC- oder PUR-Materialien sowie Kombinationen dieser Materialien.
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Ein flexibles lineares LED-Lichtband zur Verwendung in einem linearen Leuchtdiodenmodul gemäß einer der vorliegend erläuterten Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Ausführungsbeispielen ist beispielsweise im Datenblatt BLONE1300024DC12000830000W20 (verfügbar unter https://cdn2.regroshop.at/medias/sys_Regro/sheets/sheets/h03/ hd8/9006597767198/Te-BL124120003020.pdf) beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein Topview-LED-Lichtband, bei dem die optischen Abstrahlachsen der auf dem Flex-PCB montierten LED-Bauelemente nominal senkrecht zur Montagefläche des Flex-PCBs verlaufen. Alternativ zu einem flexiblen linearen LED-Lichtband kann, falls kein flexibles lineares Leuchtdiodenmodul vorgesehen ist, auch ein starres lineares LED-Lichtband verwendet sein.
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Ein hier beschriebenes lineares Leuchtdiodenmodul zeichnet sich dadurch aus, dass eine Montage in einer Nut ohne Klebeband, Montageprofil oder sonstiger klebender oder mechanischer Verbindungselemente möglich ist. Dies ist beispielsweise in der Möbelindustrie sehr vorteilhaft, weil dadurch einfache und preiswerte gut haftende Integration des Leuchtdiodenmoduls in eine Trägerplatte realisiert werden kann. Auch im Gerätebau können auf einfache Weise beispielsweise in Blechabdeckungen entsprechende Nuten vorgesehen werden, in die nachfolgend Leuchtiodenmodule eingesetzt werden können. Bei ausreichender Tiefe der Nut kann das Leuchtdiodenmodul vollständig, das heißt nicht überstehend, darin versenkt werden.
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Das lineare Leuchtdiodenmodul wird im Folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigen:
- 1, eine schematische Darstellung eines Schnittes durch ein erstes Ausführungsbeispiel;
- 2, eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels;
und
- 3, eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.
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In den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen, Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind gleiche und gleichwirkende Bestandteile figurenübergreifend jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind grundsätzlich nicht maßstabsgetreu. Die Größenverhältnisse der verschiedenen Bestandteile untereinander entsprechen nicht der Wirklichkeit. Beispielsweise können vergleichsweise kleine Elemente zur besseren Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt sein und umgekehrt.
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Das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines linearen Leuchtdiodenmoduls 1 umfasst eine langgestreckte flexible Verkapselung 10, die von einem langgestreckten flexiblen Trägerelement 11 und einem langgestreckten flexiblen Fensterelement 12 gebildet ist. In dieser Verkapselung 10 ist ein LED-Kanal 13 vorgesehen, der in Längsrichtung der Verkapselung 10 (im Folgenden nur allgemein mit „Längsrichtung“ bezeichnet) durch die gesamte Verkapselung 10 verläuft und der einerseits vom Trägerelement 11 und andererseits vom Fensterelement 12 begrenzt ist.
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Die Verkapselung 10 ist beispielsweise mittels Co-Extrusion als vorgefertigter Verkapselungsschlauch hergestellt. Alternativ wird das Trägerelement 11 beispielsweise mittels Extrusion vorgefertigt und das Fensterelement 12 nachfolgend auf dem Trägerelement 11 ausgebildet.
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Das Trägerelement 11 ist beispielsweise gefertigt aus einem Silikon-, PVC- oder PUR-Material oder aus einer Kombination dieser Materialien, welches beispielsweise mit einem Füllstoff (beispielsweise ein Weißpigment) gefüllt ist, der vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht reflektiert.
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Das Fensterelement 12 ist beispielsweise aus einem transparenten oder transluzenten Silikon-, PVC- oder PUR-Material oder einer Kombination dieser Materialien gefertigt. Das Fensterelement 12 kann alternativ beispielsweise aus zwei oder mehr Schichten aufgebaut sein, von denen eine (beispielsweise eine äußere Schicht) transparent und eine (beispielsweise eine innere Schicht) transluzent ist, um eine Homogenisierung des vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlenden Lichts zu erzielen.
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Im LED-Kanal 13 ist ein LED-Lichtband 20 angeordnet, welches beispielsweise nach der Herstellung der Verkapselung 10 in den LED-Kanal 13 eingezogen und montiert wurde bzw. nach Herstellung des Trägerelements 11 auf diesen montiert und nachfolgend auf diesem das Fensterelement 12 ausgebildet wird.
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Das LED-Lichtband 20 umfasst beispielsweise ein Flex-PCB 21 mit einer Mehrzahl von linear hintereinander montierten und elektrisch verschalteten LEDs 22, so wie es beispielsweise im Datenblatt BLONE1300024DC12000830000W20 (verfügbar unter https://cdn2.regroshop.at/medias/sys_Regro/sheets/sheets/h03/ hd8/9006597767198/Te-BL124120003020.pdf) beschrieben ist.
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Das Trägerelement 11 weist längs zum LED-Lichtband zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen 111, 112 auf. An beiden Seitenflächen 111, 112 sind jeweils zwei Klemmrippen 113 ausgebildet die über die gesamte Länge des linearen Leuchtdiodenmoduls 1 verlaufen. Diese Klemmrippen 113 sind dazu vorgesehen und eingerichtet, dass das lineare Leuchtdiodenmodul 1 in einer für dieses vorgesehenen Nut nach dessen Eindrücken in die Nut mittels Pressverbindung gehalten ist.
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Bei einer alternativen Ausführungsform dieses Ausführungsbeispieles können nur an einer der beiden Seitenflächen 111, 112 zwei Klemmrippen 113 ausgebildet sein.
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Das Trägerelement 11 ist beispielsweise zumindest im Bereich der Klemmrippen 113 zumindest teilweise derart elastisch verformbar ausgebildet, dass das Trägerelement 11 und/oder die Klemmrippen 113 nach dem Eindrücken in eine für das lineare Leuchtdiodenmodul 1 vorgesehene Nut zumindest teilweise im elastischen Verformungsbereich verformt sind.
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Das Trägerelement 11 ist mit einem Silikonmaterial gebildet. Alternativ kann es mit einem oder mehreren der weiter oben bereits angeführten Materialien gebildet werden.
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Das Trägerelement 11 weist eine über seine gesamte Länge verlaufende, für vom Leuchtdiodenmodul abzustrahlendes Licht lichtreflektierende und/oder lichtlenkende Struktur und/oder Oberfläche auf, die solches Licht in das Fensterelement 12 reflektiert bzw. lenkt.
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Das Fensterelement 12 weist an seiner dem LED-Lichtband 20 zugewandten Fläche eine lichtlenkende Strukturierung 121 auf, hier in Form von mehreren nebeneinander angeordneten konkaven Rillen, die sich entlang der Längserstreckungsrichtung des LED-Lichtbandes 20 erstrecken. Alternativ sind beispielsweise konvexe Rippen, die sich entlang der Längserstreckungsrichtung des LED-Lichtbandes 20 erstrecken, oder beispielsweise eine Mischung aus solchen konkaven Strukturen und konvexen Strukturen vorgesehen.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 dadurch, dass an Stelle der Klemmrippen 113 über die gesamte Länge des linearen Leuchtdiodenmoduls 1 an den beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen 111, 112 Klemmnoppen 114 ausgebildet sind.
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Die Erläuterung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele ist nicht als Einschränkung der Erfindung auf diese zu verstehen. Vielmehr können die oben allgemein beschriebenen Elemente und die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Elemente je nach Anforderungsprofil für ein lineares Leuchtdiodenmodul unterschiedlich miteinander kombiniert werden und jedes einzelne Element beinhaltet für sich alleine den der Erfindung zugrundeliegenden eingangs geschilderten Gedanken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lineares Leuchtdiodenmodul
- 10
- Verkapselung
- 11
- Trägerelement
- 12
- Fensterelement
- 13
- LED-Kanal
- 20
- LED-Lichtband
- 21
- Flex-PCB
- 22
- LED
- 111
- Seitenfläche
- 112
- Seitenfläche
- 113
- Klemmrippe
- 114
- Klemmnoppe
- 121
- lichtlenkende Strukturierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2017/0023192 A1 [0016]
