WO2012123329A1 - Leuchtvorrichtung und verfahren zum herstellen einer leuchtvorrichtung - Google Patents

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

Definitions

  • the invention relates to a lighting device with a reflector.
  • the invention particularly relates to a semiconductor light-emitting device comprising at least one semiconductor light ⁇ source whose light is directly or indirectly on the strahlbar Re ⁇ Flektor.
  • the invention further relates to a method for producing such a lighting device.
  • LED lighting devices are known in which a reflector is brought very close to one or more light-emitting diodes (LEDs). Due to an irradiation by the LEDs and also a heat development of the light-emitting diode (s), such a reflector can be exposed to high temperatures. Therefore, reflectors made of polytetrafluoroethylene (PTFE) are often used. Due to the low formability of PTFE, the reflectors have hitherto been worked out of one block, which is complicated and expensive.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the object is achieved by a lighting device, aufwei ⁇ send a reflector with a reflective wall less Wall thickness, wherein on the reflective wall, a support body connects flat and the support body is an integrally formed on the reflective wall ⁇ ing injection molded body.
  • the reflector does not need to be worked out of a block. Rather, it is sufficient to solve the thin reflective wall of a block and strengthen it by the injection-molded support body.
  • An injection-molded body is far easier and cheaper to bring in a predetermined shape as a nachzubeinder body.
  • a selection of a material of the support body optimized performance characteristics allows a higher elasticity than the material of the reflec ⁇ Governing wall.
  • the reflective wall is thus partially covered by the support body.
  • the non-covered by the support part of the body may at least partially serve as a reflection surface for Refle ⁇ xion of light or be designed and provided.
  • the contact surface with the support body may be reflective or non-reflective.
  • the lighting device is in particular a semiconductor light ⁇ device, which has at least one semiconductor light source as a light source.
  • the at least one semiconductor light source ⁇ comprises at least one light emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white).
  • the light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED).
  • IR LED infrared light
  • UV LED ultraviolet light
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the least a light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the phosphor can alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor").
  • the at least one light-emitting diode may be in the form of at least one individually packaged light emitting diode or in the form of at least one LED chip vorlie ⁇ gene.
  • Several LED chips can be mounted on a common substrate ( "submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, for example at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • the at least one semiconductor light source may, for example, comprise at least one diode laser.
  • the reflective wall comprises polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the reflective wall (completely) consists of polytetrafluoroethylene. This allows easy removal from a polytetrafluoroethylene full block.
  • the reflecting wall has a fabric mixed with polytetrafluoroethylene. This enables a simplified and fle ⁇ ible design.
  • the polytetrafluoroethylene staggered Woven may in particular be a polytetrafluoroethylene coated fabric.
  • the reflective wall is designed shell-shaped.
  • an opening can be located in egg nem bottom of the reflector, the at least one light source of the Leuchtvorrich ⁇ tung is in the scope thereof.
  • the reflector may have an elliptical, parabolic or hyperbolic shaped inside profile.
  • a surface can be understood, in particular, which is provided for reflection of light at least one light source ⁇ and furnished.
  • the inner side can in particular serve completely as the reflection surface.
  • the reflective wall may have at least one projection on its contact surface with the support body, in particular at least one undercut projection.
  • a positive connection between the reflective wall and the support body can be produced.
  • a (typical) wall thickness of the reflective wall is not more than 1 mm. A reflective wall with such a wall thickness can still relatively easily be solved without a complex post ⁇ processing of a block.
  • the wall thickness of the reflective wall is not more than 0.3 mm, in particular not more than 0.1 mm.
  • a reflective wall with such a wall thickness is particularly easy to solve without a complex post-processing of a block.
  • the reflective wall with such Wandstär ⁇ ke is still easy to handle and also allows only a low material consumption.
  • At least one functional area is formed on the support body.
  • This functional area can serve, for example, for attachment and / or adjustment (correct positioning and / or alignment, etc.) of the reflector.
  • Such a functional area can be easily provided by means of injection molding.
  • At least one functional element is at least partially encapsulated by the support body.
  • the at least one functional element may in particular be a separately manufactured element.
  • the functional element may in particular consist of a support body to the differing ⁇ chen material. This achieves a particularly high level of functional flexibility.
  • the at least onejansele ⁇ ment may, for example, a bore, a hook, a bolt, a pin, etc. include.
  • the lighting device may in particular be a vehicle lighting device or a part thereof, eg a headlamp or a headlamp.
  • the lighting device may in particular be a lighting system, a luminaire, a lighting module or a lamp.
  • the object is also achieved by a method for producing a lighting device, comprising at least the following steps: providing a reflective wall of small wall thickness, and injecting a support body to the reflective wall.
  • the method can be configured analogously to the lighting device described above.
  • Fig. Shows, as a sectional side view of a lighting device 1 comprising a support 2, for example a printed circuit board, and on a front side 3 of the carrier 2 is ⁇ light source arranged in the form of a light emitting diode 4 is also provided at the front face 3 of the substrate 2, a reflector 5 angeord ⁇ net.
  • the reflector 5 has in its bottom an opening 6, in the region of which the light-emitting diode 3 is located. Consequently, the light-emitting diode 3 partially emits light directly from a light exit plane E defined by an upper free edge 7 of the reflector 5.
  • the reflector 5 has a shell-shaped reflective wall 9 with an at least substantially constant wall thickness d.
  • the inside of the reflective wall 9 corresponds to the inner surface 8 of the reflector 5 which serves as a reflection surface.
  • the reflective wall 9 has the opening 6 in its bottom.
  • the reflective wall 9 is made of polytetrafluoroethylene having a wall thickness of about 0.1 mm.
  • a support body 11 is formed at its largest part (except for a narrow ring in the region of the free edge 7), which thus adjoins the reflective wall 9 area.
  • the support body 11 has been molded onto the reflective wall 9 here and consequently represents an injection-molded body.
  • the support body 11 also has a plurality of functional elements 13, which is partially encapsulated by the support body 11.
  • the functional elements 13 are made of a different material than the supporting body 11, e.g. made of metal, and serve here a handling and adjustment of the reflector. 5
  • the present invention is not limited to the embodiment shown.
  • the reflective wall 9 also made of a staggered with Polytet ⁇ rafluorethylen, in particular coated, consist tissue.
  • Other reflector shapes are also possible, eg a half-shell reflec- tor.

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Abstract

Die Leuchtvorrichtung (1), insbesondere Halbleiterleuchtvorrichtung, weist einen Reflektor (5) mit einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d) auf, wobei an die reflektierende Wand (9) ein Stützkörper (11) flächig anschließt und der Stützkörper (11) ein an die reflektierende Wand (9) angeformter Spritzgusskörper ist. Das Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (1) und weist mindestens die folgenden Schritte auf: Bereitstellen einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d), und Anspritzen eines Stützkörpers (11) an die reflektierende Wand (9).

Description

Beschreibung
Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit einem Reflektor. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Halbleiterleuchtvorrichtung, welche mindestens eine Halbleiterlicht¬ quelle aufweist, deren Licht direkt oder indirekt auf den Re¬ flektor strahlbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Leuchtvorrichtung.
Es sind LED-Leuchtvorrichtungen bekannt, bei denen ein Reflektor sehr nahe an eine oder mehrere Leuchtdioden (LEDs) herangebracht wird. Aufgrund einer Bestrahlung durch die LEDs und auch einer Wärmeentwicklung der Leuchtdiode (n) kann ein solcher Reflektor hohen Temperaturen ausgesetzt sein. Deshalb werden häufig Reflektoren aus Polytetrafluorethylen (PTFE) eingesetzt. Aufgrund einer nur geringen Formbarkeit von PTFE werden die Reflektoren bisher aus einem Block herausgearbeitet, was aufwändig und teuer ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu lösen und ins¬ besondere einen einfach herstellbaren und preiswerten temperaturbeständigen Reflektor bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufwei¬ send einen Reflektor mit einer reflektierenden Wand geringer Wandstärke, wobei an die reflektierende Wand ein Stützkörper flächig anschließt und der Stützkörper ein an die reflektie¬ rende Wand angeformter Spritzgusskörper ist. Dadurch braucht der Reflektor nicht mehr aus einem Block herausgearbeitet zu werden. Vielmehr genügt es, die dünne reflektierenden Wand aus einem Block zu lösen und durch den Spritzguss-Stützkörper zu verstärken. Ein Spritzgusskörper ist weit einfacher und preiswerter in eine vorbestimmte Form zu bringen als ein nachzubearbeitender Körper. Zudem ermöglicht eine Wahl eines Materials des Stützkörpers optimierte Funktionseigenschaften, z.B. eine höhere Elastizität als das Material der reflektie¬ renden Wand.
Die reflektierende Wand ist folglich teilweise von dem Stütz- körper bedeckt. Der nicht von dem Stützkörper bedeckte Teil kann zumindest teilweise als eine Reflexionsfläche zur Refle¬ xion von Licht dienen bzw. eingerichtet und vorgesehen sein. Die Kontaktfläche mit dem Stützkörper kann reflektierend oder nicht-reflektierend ausgebildet sein.
Die Leuchtvorrichtung ist insbesondere eine Halbleiterleucht¬ vorrichtung, welche mindestens eine Halbleiterlichtquelle als Lichtquelle aufweist. Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlicht¬ quelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("remote phosphor") . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorlie¬ gen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zu¬ sätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand Poly¬ tetrafluorethylen (PTFE) aufweist. Dadurch wird eine reflek- tierende Wand aus einem temperaturstabilen, reflektierenden Material bereitgestellt, welches sich als dünnes Material leicht aus einem Polytetrafluorethylen-Block lösen lässt.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand (vollständig) aus Polytetrafluorethylen besteht. Dies ermöglicht ein einfaches Herauslösen aus einem Polytetraflu- orethylen-Vollblock .
Es ist eine alternative spezielle Ausgestaltung, dass die re- flektierende Wand ein mit Polytetrafluorethylen versetztes Gewebe aufweist. Dies ermöglicht eine vereinfachte und fle¬ xible Formgebung. Das mit Polytetrafluorethylen versetzte Ge- webe kann insbesondere ein mit Polytetrafluorethylen beschichtetes Gewebe sein.
Es ist außerdem eine Weiterbildung, dass der Stützkörper aus Polyetherimid (PEI) oder Polybutylenterephthalat (PBT) be¬ steht .
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die reflektierende Wand schalenförmig ausgestaltet ist. Insbesondere kann sich in ei- nem Boden des Reflektors eine Öffnung befinden, in deren Bereich sich die mindestens eine Lichtquelle der Leuchtvorrich¬ tung befindet. Der Reflektor kann insbesondere eine im Profil elliptisch, parabolisch oder hyperbolisch geformte Innenseite aufweisen .
Es ist eine Weiterbildung, dass die Innenseite der reflektie¬ renden Wand eine Reflexionsfläche aufweist und an deren Au¬ ßenseite der Stützkörper angeformt ist. Unter einer Reflexi¬ onsfläche kann insbesondere eine Fläche verstanden werden, welche zur Reflexion von Licht der mindestens einen Licht¬ quelle vorgesehen und eingerichtet ist. Die Innenseite kann insbesondere vollständig als die Reflexionsfläche dienen.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Außenseite der re- flektierenden Wand umlaufend von dem Stützkörper umgeben ist, was eine besonders gute, allseitige Haftung ermöglicht.
Für eine haltbare Befestigung kann die reflektierende Wand an ihrer Kontaktfläche mit dem Stützkörper mindestens einen Vor- sprung aufweisen, insbesondere mindestens einen hinterschnit- tenen Vorsprung. So lässt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen der reflektierenden Wand und dem Stützkörper herstellen. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine (typische) Wand¬ stärke der reflektierenden Wand nicht mehr als 1 mm beträgt. Eine reflektierende Wand mit einer solchen Wandstärke lässt sich noch vergleichsweise einfach ohne eine aufwändige Nach¬ bearbeitung aus einem Block lösen.
Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die Wandstärke der reflektierenden Wand nicht mehr als 0,3 mm, insbesondere nicht mehr als 0,1 mm, beträgt. Eine reflektierende Wand mit einer solchen Wandstärke lässt sich noch besonders einfach ohne eine aufwändige Nachbearbeitung aus einem Block lösen. Zudem ist die reflektierende Wand mit einer solchen Wandstär¬ ke noch gut handhabbar und ermöglicht zudem einen nur gerin- gen Materialverbrauch.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass an dem Stützkörper mindestens ein Funktionsbereich ausgebildet ist. Dieser Funktionsbereich kann beispielsweise einer Befestigung und/oder einer Justage (korrekten Positionierung und/oder Ausrichtung usw.) des Reflektors dienen. Ein solcher Funktionsbereich lässt sich mittels eines Spritzgießens einfach bereitstellen.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass von dem Stützkörper min- destens ein Funktionselement zumindest teilweise umspritzt ist. Das mindestens eine Funktionselement kann insbesondere ein separat hergestelltes Element sein. Das Funktionselement kann insbesondere aus einem zu dem Stützkörper unterschiedli¬ chen Material bestehen. So wird eine besonders hohe Funkti- onsflexibilität erreicht. Das mindestens eine Funktionsele¬ ment kann beispielsweise eine Bohrung, einen Haken, einen Bolzen, einen Stift usw. umfassen. Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere eine Fahrzeug- Leuchtvorrichtung oder ein Teil davon sein, z.B. ein Scheinwerfer oder eine Scheinwerferlampe. Die Leuchtvorrichtung kann insbesondere ein Leuchtsystem, eine Leuchte, ein Leucht- modul oder eine Lampe sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens die folgenden Schritte: Bereitstellen einer reflektierenden Wand geringer Wandstärke, und Anspritzen eines Stützkörpers an die reflektierende Wand.
Das Verfahren kann analog zu der oben beschriebenen Leuchtvorrichtung ausgestaltet sein.
In der folgenden Figur wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben.
Die Fig. zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 1 mit einem Träger 2, z.B. einer Leiterplatte, und einer an einer Vorderseite 3 des Träger 2 ange¬ ordneten Lichtquelle in Form einer Leuchtdiode 4. An der Vorderseite 3 des Trägers 2 ist ferner ein Reflektor 5 angeord¬ net. Der Reflektor 5 weist in seinem Boden eine Öffnung 6 auf, in deren Bereich sich die Leuchtdiode 3 befindet. Die Leuchtdiode 3 strahlt folglich Licht teilweise direkt aus ei¬ ner durch einen oberen freien Rand 7 des Reflektors 5 definierten Lichtaustrittsebene E aus. Ein anderer Teil des Lichts wird an einer schalenförmig (hier: elliptisch) Innen- seite 8 des Reflektors 5 reflektiert und läuft erst nach ei¬ ner oder mehreren Reflexionen an der Innenseite 8 durch die Lichtaustrittsebene E. Der Reflektor 5 weist eine schalenförmige reflektierende Wand 9 mit einer zumindest im Wesentlichen konstanten Wandstärke d auf. Die Innenseite der reflektierenden Wand 9 entspricht der als Reflexionsfläche dienenden Innenseite 8 des Reflektors 5. Die reflektierende Wand 9 weist in ihrem Boden die Öffnung 6 auf. Die reflektierende Wand 9 besteht aus Polytetrafluor- ethylen mit einer Wandstärke von ca. 0,1 mm.
An einer der Innenseite 8 entgegengesetzten Außenseite 10 der reflektierenden Wand 9 ist an ihrem größten Teil (bis auf einen schmalen Ring im Bereich des freien Rands 7) ein Stützkörper 11 angeformt, welcher sich also flächig an die reflektierende Wand 9 anschließt. Der Stützkörper 11 ist hier an die reflektierende Wand 9 angespritzt worden und stellt folg- lieh einen Spritzgusskörper dar.
An dem Stützkörper 11 sind mehrere Funktionsbereiche integ¬ ral ausgebildet, und zwar in Form von Schraubdurchführungen 12 für eine Verschraubung des Reflektors 5 an dem Träger 2.
Der Stützkörper 11 weist ferner mehrere Funktionselemente 13 auf, die von dem Stützkörper 11 teilweise umspritzt ist. Die Funktionselemente 13 bestehen aus einem anderen Material als der Stützkörper 11, z.B. aus Metall, und dienen hier einer Handhabung und Justage des Reflektors 5.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So mag die reflektierende Wand 9 auch aus einem mit Polytet¬ rafluorethylen versetzten, insbesondere beschichteten, Gewebe bestehen . Auch sind andere Reflektorformen möglich, z.B. ein Halbscha- lenref lektor .
Bezugs zeichenliste
1 Leucht orrichtung
2 Träger
3 Vorderseite des Trägers
4 Leuchtdiode
5 Reflektor
6 Öffnung
7 freier Rand des Reflektors
8 Innenseite des Reflektors
9 reflektierende Wand
10 Außenseite der reflektierenden Wand
11 Stützkörper
12 Schraubdurchführung
13 Funktionselernent
d Wandstärke
E Lichtaustrittsebene

Claims

Patentansprüche
Leuchtvorrichtung (1), insbesondere Halbleiterleuchtvorrichtung, aufweisend einen Reflektor (5) mit einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d) , wobei
- an die reflektierende Wand (9) ein Stützkörper (11) flächig anschließt und
- der Stützkörper (11) ein an die reflektierende Wand (9) angeformter Spritzgusskörper ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die reflektierende Wand (9) Polytetrafluorethylen aufweist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die reflektierende Wand (9) aus Polytetrafluorethylen besteht.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei die reflektierende Wand (9) ein mit Polytetrafluorethylen versetztes Gewebe aufweist.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reflektierende Wand (9) schalenförmig ausgestaltet ist, deren Innenseite (8) eine Reflexions¬ fläche aufweist und an deren Außenseite (10) der Stütz¬ körper (11) angeformt ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Wandstärke (d) der reflektierenden Wand (9) nicht mehr als 1 mm beträgt.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei die Wandstärke (d) der reflektierenden Wand (9) nicht mehr als 0,3 mm, insbesondere nicht mehr als 0,1 mm, beträgt.
8. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Stützkörper (11) mindestens ein Funktionsbereich (12) ausgebildet ist.
9. Leuchtvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von dem Stützkörper (11) mindestens ein Funktionselement (13) zumindest teilweise umspritzt ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung (1), aufweisend mindestens die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer reflektierenden Wand (9) geringer Wandstärke (d) , und
- Anspritzen eines Stützkörpers (11) an die reflektie¬ rende Wand ( 9 ) .
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