WO2014037151A1 - Beleuchtete scheibenanordnung - Google Patents

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WO2014037151A1
WO2014037151A1 PCT/EP2013/065792 EP2013065792W WO2014037151A1 WO 2014037151 A1 WO2014037151 A1 WO 2014037151A1 EP 2013065792 W EP2013065792 W EP 2013065792W WO 2014037151 A1 WO2014037151 A1 WO 2014037151A1
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led strip
light fields
light
illuminated
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PCT/EP2013/065792
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French (fr)
Inventor
Julius MENNIG
Martin Arndt
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
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    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0095—Light guides as housings, housing portions, shelves, doors, tiles, windows, or the like

Definitions

  • the invention relates to an illuminated disc assembly, a method for their preparation and their use.
  • Illuminated disc assemblies include discs and directly attached bulbs at the edge of the discs. Reflection elements applied to the surface of the pane allow the homogeneous illumination of the pane surface. This way, interiors as well as exterior facades of buildings can be illuminated very evenly. Illuminated pane arrangements can be found in a variety of applications inside and outside buildings and vehicles.
  • ambient light can be generated by an illuminated pane arrangement.
  • various light effects can be realized.
  • colored LEDs in particular different color effects can be combined.
  • moving light effects can be generated by targeted activation and deletion of individual LEDs.
  • the light seems to spread in color waves. If several color waves overlap, further effects result, such as a color marbling, the so-called moiré effect.
  • These lighting and color effects can also be used for advertising space or for creating artistic and architectural effects.
  • the disc For a radiation of light from the disc mounted on the disc light reflectors are necessary.
  • the disc can be printed or provided with appropriate Einritzungen. Since the light of the LEDs is coupled in laterally, often a high proportion of the incident light is lost. When used in double glazing and triple glazing, the attachment of the light reflectors must be taken into account, which considerably increases the cost of the process.
  • the type of glazing significantly influences the amount of light emitted by the pane.
  • DE 295 10 238 U1 discloses a window with light irradiation means or light guides mounted in the edge region. Reflectors mounted on the window, light deflecting means, allow the emission of the light coupled into the window. Possible light sources are incandescent lamps, fluorescent tubes or LEDs in question.
  • DE 102 24 421 A1 discloses a light wall with lamps, which is arranged behind a computer workstation.
  • the light wall consists of a transparent glass or plastic pane, which is preferably illuminated by LEDs.
  • the brightness and the color components can be controlled via a control unit.
  • the control unit can be connected directly to the PC of the computer workstation and regulate the brightness of the workstation depending on the brightness of the monitor.
  • EP 1 379 742 B1 discloses an illuminated urban furniture with windows in a frame construction. The bulbs are arranged on the front side of the windows and emit the incident light perpendicularly to the outside. A similar arrangement can also be found in EP 1 106 915 AI.
  • EP 1 346 178 B1 discloses a sandwich-type plate element.
  • the two plates are largely translucent.
  • solar cell elements are attached.
  • a light source is arranged on the front side on at least one plate and allows additional illumination.
  • DE 10 2005 061 855 A1 discloses a glass element as part of a facade with a long luminescent effect.
  • the long afterglow element comprises a long-lasting pigment in a matrix.
  • DE 10 2005 036 869 A1 discloses a multilayer composite structure for covering the inside or outside of building or building parts.
  • the composite structure includes at least one translucent rigid layer, a plurality of optical fiber, and one or more terminals for connecting the optical fibers to a light source.
  • US 6, 185,883 Bl discloses a window with decorative ornamental elements.
  • the window frame comprises a triple insulating glazing with decorative elements in the middle pane.
  • Illuminated glazing also plays an increasingly important role in road and rail traffic. Examples include sliding doors in buses and trams. In these applications, various information must often be displayed in the area of the pane, for example an opening or closing sliding door. For a better overview or for optimal use of space, it is often necessary that different symbols are arranged in the same area.
  • the LED strips attached to the windows can be lit in different colors. If the LED strip is mounted on the side of the pane, the light is emitted regardless of the color of the scattering material on the glass surface.
  • the illuminated scattering centers can in this way light up in different colors and, for example, illuminate a symbol or pictogram. However, it is not possible to change the outer shape of the symbol.
  • the object of the invention is to provide an illuminated pane arrangement which provides at least two differently shaped switchable pictograms in a local area of the pane.
  • the illuminated pane arrangement comprises at least one base plate comprising a pane body and a pane surface.
  • a first LED strip is attached to one edge of the base disk and a second LED strip is attached to another edge of the base disk.
  • the two LED strips are preferably arranged on opposite sides of the base disk.
  • On the disk surface are first luminous fields and second luminous fields in the form of in the middle cross section wedge-shaped (triangular) incisions attached.
  • the wedge-shaped scratches may include other polygonal or round shapes.
  • the first luminous fields assume a mean (averaged) angle ⁇ (alpha) to the disk surface facing the first LED strip.
  • the first light fields assume a mean (averaged) angle ⁇ (beta) facing the surface of the pane facing the second LED strip. Due to the alignment of the first luminous fields with a mean (averaged) angle ⁇ (alpha) facing the disk surface to the first LED strip, they light up visibly when the first LED bar is turned on.
  • the second luminous fields occupy within the disk body a mean angle a 'to the disk surface facing the second LED bar and a mean angle ß' facing the disk surface to the first LED bar. Due to the orientation of the second luminous fields with a mean (averaged) angle a '(alpha') facing the disk surface to the second LED strip, they light up visibly with activated second LED bar.
  • the first luminous fields and / or second luminous fields have angles ⁇ and a 'of 70 ° to 100 °.
  • the angles ⁇ and a '(alpha) of 70 ° to 100 ° cause a diffuse, visible luminous light extraction from the base disk.
  • the first light fields and / or second light fields have angles ⁇ and ⁇ 'of 125 ° to 180 °.
  • the angles ⁇ and ⁇ '(beta) from 125 ° to 180 ° cause a hardly or hardly visible light reflection within the base disk.
  • the second light fields light up when the first LED strip is switched on due to the mean angle ⁇ 'to the surface of the disc not or barely visible.
  • the first illuminated fields do not light up, or barely visible, due to the medium angle ⁇ to the surface of the pane. If both LED bars are switched on, both the first light fields and the second light fields light up. In this way, two-color lighting effects, such as colorfully outlined pictograms can be realized.
  • the first LED strip and the second LED strip are preferably arranged opposite one another. The placement of the LED strips opposite allows optimal suppression and illumination of the corresponding light fields.
  • the LED bar includes at least one LED, an LED printed circuit board (PCB) and an electrical terminal attached to the LED circuit board.
  • PCB LED printed circuit board
  • the LED circuit board includes commercially available printed circuit boards and / or circuit boards. These are made of electrically insulating materials on which electrical connections are made. Examples of insulating materials are non-conductive polymers such as glass fiber impregnated with epoxy resin, Teflon, ceramic and / or polyester film.
  • the electrical connections for example lead wires, preferably contain copper, iron, tin, nickel, gold, silver and / or alloys thereof.
  • the LEDs are attached and contacted via the electrical connections.
  • the electrical connection establishes the connection to the power source.
  • a control device is arranged between the electrical connection and the power source. This control device allows the targeted illumination of individual LEDs.
  • the arrangement of different colored LEDs on the LED circuit board can produce colored lighting effects.
  • This sheath can be designed as a flexible or rigid housing.
  • the first LED strip and / or the second LED strip preferably contain a sheath made of metal, preferably aluminum, titanium, iron, chromium, nickel, tungsten and / or alloys thereof.
  • the metal-coated sheath allows a stable and safe, impact and impact resistant mounting of the LED strips.
  • the first LED strip and / or the second LED strip preferably contain a jacket of a polymer, preferably silicones, polyisoprenes, styrene-butadiene rubber, butadiene-acrylonitrile rubber and / or polyacrylates, and mixtures and / or copolymers thereof.
  • the silicones preferably contain RTV (room temperature curing) silicone rubber, HTV (high temperature cure) silicone rubber, peroxide-crosslinked silicone rubber and / or addition-cured silicone rubber, and mixtures and / or copolymers thereof.
  • a polymeric, plastic-containing sheath of the LED strip allows flexible mounting of the LED strip on the glass pane.
  • the LED strip with a polymer sheath seals very well against gas and moisture. This significantly increases the life of the LED strip.
  • the first LED strip and / or the second LED strip are preferably attached to the base disk with an optically transparent adhesive and / or adhesive tape.
  • the choice of the adhesive on the adhesive tape depends on the material of the base disk or the sheathing.
  • the optically transparent adhesive tape preferably contains a silicone-based adhesive on the side facing the jacket and an acrylate-based adhesive on the side facing the base disk.
  • a silicone sheathing can be firmly connected to a glass or acrylic base.
  • the optically transparent adhesive tape is preferably activated by a corona discharge.
  • the optically transparent adhesive and / or adhesive tape preferably contains acrylate adhesives, methyl methacrylate adhesives, cyanoacrylate adhesives, polyepoxides, silicone adhesives and / or silane-crosslinking polymer adhesives, and mixtures and / or copolymers thereof.
  • the optically transparent adhesive and / or adhesive tape preferably have an optical transparency of> 80%, particularly preferably> 90%.
  • the first light fields and the second light fields preferably have rounded corners.
  • the rounded corners increase the durability of the light fields and allow the fine adjustment of the light reflected by the light fields.
  • the angle of a, a ' preferably takes on a value of 70 ° to 95 °
  • the angle ß, ß' preferably takes a value of 125 ° to 150 °. It has been shown that within these areas a very targeted control of the light fields is possible, so that the first light fields and second light fields are both completely independent of each other and to operate together. Due to the inventive choice of the scattering angle ⁇ and a 'and the reflection angle ß and ß' is a particularly good visibility of the light-scattering light fields at the same time almost complete reflection on the surfaces of the given reflecting light fields, so that even with exclusive control of the first or second light fields, an optimal contrast is created.
  • the first light fields and the second light fields preferably have a maximum depth of 35% to 65% of the disk thickness of the base disk. As a result of the small depth of the luminous fields according to the invention, these are visually unobtrusive and barely noticed by the observer.
  • the base disk preferably comprises glass and / or polymers, preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda lime glass, polybutylene terephthalate, polyamides, polycarbonate, polyurethanes, polybutylene, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene , Ethylene vinyl acetate, ethylene vinyl alcohol, polyimides, polyesters, polyketones, polyetheretherketones, polymethylmethacrylate, polycarbonate and / or mixtures thereof.
  • glass and / or polymers preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda lime glass, polybutylene terephthalate, polyamides, polycarbonate, polyurethanes, polybutylene, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polystyren
  • the first light fields and the second light fields are preferably arranged on a side facing away from the observer of the base disk, for example, an inner side (facing the building side) of an outer facade. In this way, the light fields are not visible from the outside and do not disturb the external appearance of the building by light reflections.
  • the invention further includes a method of making an illuminated pane assembly.
  • a first step the first luminous fields and the second luminous fields are applied to a base plate in the form of approximately triangular-shaped incisions in cross-section.
  • the triangular incisions may include other polygonal or round shapes.
  • the term "apply" includes scribing, scoring, acid treatment, or lasering
  • a first LED strip is attached to one edge of the base disk and a second LED strip is attached to another edge of the base disk in a final step
  • the LED strips can be connected to a voltage source and a control unit.
  • the first light fields and / or the second light fields are preferably applied with a laser. The laser process allows a very precise and defined configuration of the scratches.
  • the first luminous fields and the second luminous fields are preferably punched in an alternative embodiment on the base plate, particularly preferably the heated base plate.
  • the invention further comprises the use of an illuminated pane arrangement according to the invention as an illuminated outer facade, building interior lighting, exterior building lighting, advertising medium and / or vehicle window.
  • FIG. 1 shows a cross section of the illuminated pane arrangement with the LED strips switched off
  • FIG. 2 shows a cross-section of the illuminated pane arrangement with the first LED strip turned on
  • FIG. 3 shows a cross-section of the illuminated pane arrangement with the second LED strip turned on
  • FIG. 4 shows a schematic cross section of the first luminous fields
  • FIG. 5 shows the reverse case of the second luminous fields
  • FIG. 6 shows a flow diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross section of the illuminated pane arrangement (I) with the first light fields (3a) and second light fields (3b) switched off.
  • the first light fields (3a) and the second light fields (3b) are mounted on a base plate (1).
  • a first LED strip (2a) and a second LED strip (2b) are mounted on opposite (opposite) edges of the base disk (1) via a transparent transparent adhesive tape (4).
  • the first LED strip (2a) and the second LED strip (2b) are switched off, so that the first light fields (3a) and second light fields (3b) are not illuminated and thus are not in operation.
  • FIG. 2 shows a cross section of the illuminated pane arrangement (I) with the first light fields (3a) switched on.
  • the first LED strip (2 a) radiates light in the direction of irradiation (C) in the base disk (1) and this is diffused at the first light fields (3 a) due to the scattering angle a of 90 ° and from the base disk (1) as luminous surface decoupled.
  • the second luminous fields (3b) do not light up when the first LED strip (2a) is switched on because of the scattering angle ⁇ of 160 ° to the disc surface (1b), which is not shown.
  • FIG. 3 shows a cross section of the illuminated pane arrangement (I) with the second illuminated fields (3b) switched on.
  • the second LED strip (2b) emits light in scattering direction (C) into the base disk (1) and this is scattered diffusely at the second luminous fields (3b) due to the scattering angle a 'of 90 ° and from the base disk (1) luminous surface decoupled.
  • the first luminous fields (3a) do not light up when the second LED strip (2b) is switched on because of the scattering angle ⁇ 'of 160 ° to the disc surface (1b), which is not shown.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-section of the first illuminated field (3a) mounted on the disk surface (1b) of the base disk (1) when light irradiates (A) from the first LED strip (2a).
  • the incident light (A) at the notch (scoring) of the first light field (3 a) in the range of (scattering) angle ⁇ (alpha) in the range of 90 ° scattered and as visible light from the disk body ( la) is coupled out on both sides as a diffused light ( ⁇ ') on the disk surface (1b).
  • the first light field (3 a) appears at one-sided irradiation of the first LED strip (2b) bright bright.
  • the lower figure shows the opposite case of the at the base plate (1) mounted first light field (3 a) with light irradiation (B) of the second LED strip (2b).
  • the light irradiation (B) is due to the (reflection) ß (beta) in the range of 160 ° at the first light field within the disk body (la) reflected and reaches as a reflected light ( ⁇ ') not for coupling to the disk surface (lb ).
  • the first light field (3 a) appears dark in one-sided irradiation of the second LED strip (2b).
  • FIG. 5 shows the second light fields (3b) when light is irradiated through the first LED strip (2a) and the second LED strip (2b).
  • the included angles a '(alpha') and ⁇ '(beta') of the second light field (3b) show a correspondingly reversed and analogous behavior under light irradiation (A) from the first LED strip (2a) and under light irradiation (B) the first LED strip (2a) as shown in Figure 4.
  • Light radiation (A) emanating from the first LED strip (2a) strikes the second luminous fields (3b) at an angle ⁇ 'of 160 ° and is thus reflected, while the light irradiation (B) emitted by the second LED strip (2b) is reflected ) impinges at an angle a ' 90 °, whereby light scattering occurs and the scattered light ( ⁇ ') on the disk surface (lb) is coupled out.
  • FIG. 6 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • the first luminous fields (3a) and the second luminous fields (3b) are applied to a base disk (1) in the form of approximately triangular cross-section incisions with a laser.
  • the triangular incisions may include other polygonal or round shapes.
  • a first LED strip (2a) is attached to one edge of the base plate (1) and a second LED strip is attached to the opposite edge of the base plate (1).
  • the LED strips (2a, 2b) are connected to a voltage source and a control unit. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Beleuchtete Scheibenanordnung mindestens umfassend: a. eine Grundscheibe (1) umfassend einen Scheibenkörper (1a) und eine Scheibenoberfläche (1b), b. eine erste LED-Leiste (2a), die an einer Kante der Grundscheibe (1) befestigt ist, c. eine zweite LED-Leiste (2b), die an einer weiteren Kante der Grundscheibe (1) befestigt ist, d. erste Leuchtfelder (3a) und e. zweite Leuchtfelder (3b), wobei die ersten Leuchtfelder (3a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) keilförmige Einkerbungen an der Scheibenoberfläche (1b) bilden und die ersten Leuchtfelder (3a) innerhalb des Scheibenkörpers (1a) einen mittleren Winkel α zur Scheibenoberfläche (1b) zugewandt zu der ersten LED-Leiste (2a) und einen mittleren Winkel β zur Scheibenoberfläche (1b) zugewandt zu der zweiten LED-Leiste (2b) einnehmen sowie die zweiten Leuchtfelder (3b) innerhalb des Scheibenkörpers (1a) einen mittleren Winkel α' zur Scheibenoberfläche (1b) zugewandt zu der zweiten LED-Leiste (2b) und einen mittleren Winkel β' zur Scheibenoberfläche (1b) zugewandt zu der ersten LED-Leiste (2a) einnehmen und die Winkel α und α' einen Wert von 70° bis 100° und die Winkel β und β' einen Wert von 125° bis 180° einnehmen.

Description

Beleuchtete Scheibenanordnung
Die Erfindung betrifft eine beleuchtete Scheibenanordnung, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
Beleuchte Scheibenanordnungen beinhalten Scheiben und am Rand der Scheiben direkt angebrachte Leuchtmittel. Auf der Scheibenoberfläche aufgebrachte Reflexionselemente ermöglichen die homogene Beleuchtung der Scheibenfläche. So lassen sich Innenräume aber auch Gebäudeaußenfassaden sehr gleichmäßig beleuchten. Beleuchtete Scheibenanordnungen finden sich in einer Vielzahl von Anwendungsbereichen innerhalb und außerhalb von Gebäuden und Fahrzeugen.
Im Gegensatz zu einer punktförmigen Lichtquelle, wie einer Stehlampe oder Deckenlampe, lässt sich durch eine beleuchtete Scheibenanordnung ein sehr gleichmäßiges, flächiges, ambientes Licht erzeugen. In Abhängigkeit von der verwendeten Leuchtquelle und der Ansteuerelektronik lassen sich auch verschiedene Lichteffekte realisieren. Bei der Verwendung von farbigen LEDs lassen sich insbesondere verschiedene Farbeffekte kombinieren. So lassen sich bewegende Lichteffekte durch die gezielte Ansteuerung und Löschung einzelner LEDs erzeugen. Für den Betrachter scheint sich dabei das Licht in Farbwellen auszubreiten. Überlagern sich dabei mehrere Farbwellen, so ergeben sich weitere Effekte wie eine Farbmarmorierung, der sogenannte Moire-Effekt. Diese Licht- und Farbeffekte lassen sich auch für Werbeflächen oder zur Erzeugung künstlerischer und architektonischer Effekte nutzen.
Für eine Abstrahlung des Lichtes aus der Scheibe sind auf der Scheibe angebrachte Lichtreflektoren notwendig. Dazu kann die Scheibe bedruckt oder mit entsprechenden Einritzungen versehen werden. Da das Licht der LEDs seitlich eingekoppelt wird, geht oft ein hoher Anteil des eingestrahlten Lichts verloren. Bei der Verwendung in Doppel- und Dreifachverglasungen muss die Anbringung der Lichtreflektoren berücksichtigt werden, was nicht unwesentlich die Kosten des Verfahrens erhöht. Zudem beeinflusst die Art der Verglasung ganz wesentlich die von der Scheibe abgestrahlte Lichtmenge. DE 295 10 238 Ul offenbart ein Fenster mit im Randbereich angebrachten Lichteinstrahlmitteln oder Lichtleitern. Auf dem Fenster angebrachte Reflektoren, Lichtablenkmittel, ermöglichen ein Abstrahlen des ins Fenster eingekoppelten Lichts. Als mögliche Lichtquellen kommen Glühlampen, Leuchtstoffröhren oder LEDs in Frage.
DE 198 52 593 AI offenbart eine Flächenleuchte mit einer transparenten Verglasung. Bei ausgeschalteter Lichtquelle ist die Scheibe transparent. Wird die Lichtquelle eingeschaltet, so funktioniert die Verglasung als Flächenleuchte.
DE 102 24 421 AI offenbart eine Lichtwand mit Lampen, die hinter einem Computerarbeitsplatz angeordnet ist. Die Lichtwand besteht aus einer transparenten Glasoder Kunststoffscheibe, die bevorzugt über LEDs beleuchtet wird. Die Helligkeit und die Farbanteile können über eine Steuerungseinheit geregelt werden. Die Steuerungseinheit kann direkt mit dem PC des Computerarbeitsplatzes verbunden sein und die Helligkeit des Arbeitsplatzes in Abhängigkeit von der Helligkeit des Monitors regeln.
EP 1 379 742 Bl offenbart ein beleuchtetes urbanes Möbel mit Fenstern in einer Rahmenkonstruktion. Die Leuchtmittel sind an der Stirnseite der Fenster angeordnet und strahlen das einfallende Licht senkrecht nach außen ab. Eine ähnliche Anordnung findet sich auch in der EP 1 106 915 AI.
EP 1 346 178 B l offenbart ein sandwichartiges Plattenelement. Die beiden Platten sind weitgehend lichtdurchlässig. Im Plattenzwischenraum oder an den Platten sind Solarzellenelemente angebracht. Eine Lichtquelle ist stirnseitig an mindestens einer Platte angeordnet und ermöglicht eine zusätzliche Beleuchtung.
DE 10 2005 061 855 AI offenbart ein Glaselement als Teil einer Fassade mit lang nachleuchtendem Effekt. Das Langnachleuchtelement umfasst ein lang nachleuchtendes Pigment in einer Matrix.
DE 10 2005 036 869 AI offenbart eine mehrschichtige Verbundstruktur zur Verkleidung der Innen- oder Außenseite von Gebäuden- oder Gebäudeteilen. Die Verbundstruktur umfasst mindestens eine lichtdurchlässige starre Schicht, mehrere Lichtleitfaser und ein oder mehrere Anschlüsse zum Verbinden der Lichtleitfasern mit einer Lichtquelle. US 6, 185,883 Bl offenbart ein Fenster mit dekorativen Schmuckelementen. Der Fensterrahmen umfasst eine Dreifachisolierverglasung mit dekorativen Elementen in der mittleren Scheibe.
Beleuchtete Verglasungen spielen auch eine immer mehr zunehmende Rolle im Straßen- und Schienenverkehr. Beispiele hierfür sind Schiebetüren in Bussen und Straßenbahnen. In diesen Anwendungen müssen oft verschiedene Informationen im Bereich der Scheibe dargestellt werden, beispielsweise eine sich öffnende oder schließende Schiebetür. Zur besseren Übersicht oder auch zur optimalen Platznutzung ist es vielfach erforderlich, dass verschiedene Symbole im gleichen Flächenbereich angeordnet sind. Die an Scheiben angebrachten LED- Leisten können in unterschiedlichen Farben leuchten. Ist die LED-Leiste seitlich an der Scheibe montiert, so erfolgt die Abstrahlung des Lichts unabhängig von der Farbe an den auf der Glasoberfläche angebrachten Streumitteln. Die angestrahlten Streumittelpunkte können auf diese Art und Weise in unterschiedlichen Farben leuchten und beispielsweise ein Symbol oder Piktogramm beleuchten. Eine Änderung der äußeren Form des Symbols ist jedoch nicht möglich.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin eine beleuchtete Scheibenanordnung bereitzustellen, welche in einem lokalen Bereich der Scheibe mindestens zwei verschieden geformte schaltbare Piktogramme bereitstellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch den unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der beleuchteten Scheibenanordnung und die Verwendung der erfindungsgemäßen beleuchteten Scheibenanordnung gehen aus weiteren unabhängigen Ansprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße beleuchtete Scheibenanordnung umfasst mindestens eine Grundscheibe aus einem Scheibenkörper und einer Scheibenoberfläche. Eine erste LED- Leiste ist an einer Kante der Grundscheibe befestigt und eine zweite LED-Leiste ist an einer weiteren Kante der Grundscheibe befestigt ist. Die beiden LED-Leisten sind bevorzugt an gegenüberliegenden Seiten der Grundscheibe angeordnet. Auf der Scheibenoberfläche sind erste Leuchtfelder und zweite Leuchtfelder in Form von im mittleren Querschnitt keilförmigen (dreiecksförmigen) Einritzungen angebracht. Die keilförmigen Einritzungen können noch weitere mehreckige oder runde Formen beinhalten.
Die ersten Leuchtfelder nehmen innerhalb des Scheibenkörpers einen mittleren (gemittelten) Winkel α (Alpha) zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der ersten LED-Leiste ein. Gleichzeitig nehmen die ersten Leuchtfelder einen mittleren (gemittelten) Winkel ß (Beta) zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der zweiten LED-Leiste ein. Aufgrund der Ausrichtung der ersten Leuchtfelder mit einen mittleren (gemittelten) Winkel α (Alpha) zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der ersten LED-Leiste, leuchten diese bei eingeschalteter erster LED-Leiste sichtbar auf.
Die zweiten Leuchtfelder nehmen innerhalb des Scheibenkörpers einen mittleren Winkel a' zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der zweiten LED-Leiste ein und einen mittleren Winkel ß' zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der ersten LED-Leiste ein. Aufgrund der Ausrichtung der zweiten Leuchtfelder mit einen mittleren (gemittelten) Winkel a' (Alpha') zur Scheibenoberfläche zugewandt zu der zweiten LED-Leiste, leuchten diese bei eingeschalteter zweiter LED-Leiste sichtbar auf.
Die ersten Leuchtfelder und/oder zweiten Leuchtfelder weisen Winkel α und a' von 70° bis 100° auf. Die Winkel α und a' (Alpha) von 70° bis 100° bewirken eine diffuse, sichtbare leuchtende Lichtauskopplung aus der Grundscheibe.
Die ersten Leuchtfelder und/oder zweiten Leuchtfelder weisen Winkel ß und ß' von 125° bis 180° auf. Die Winkel ß und ß' (Beta) von 125° bis 180° bewirken eine nicht oder kaum sichtbare Lichtreflexion innerhalb der Grundscheibe.
Die zweiten Leuchtfelder leuchten bei eingeschalteter erster LED-Leiste aufgrund des mittleren Winkels ß' zur Scheibenoberfläche nicht oder kaum sichtbar auf. Die ersten Leuchtfelder leuchten bei eingeschalteter zweiter LED-Leiste aufgrund des mittleren Winkels ßzur Scheibenoberfläche nicht oder kaum sichtbar auf. Sind beide LED-Leisten eingeschaltet, so leuchten sowohl die ersten Leuchtfelder als auch die zweiten Leuchtfelder. Auf diese Art und Weise lassen sich zweifarbige Lichteffekte, beispielsweise farbig umrandete Piktogramme realisieren. Die erste LED-Leiste und die zweite LED-Leiste sind bevorzugt gegenüber angeordnet. Die Platzierung der LED-Leisten gegenüber ermöglicht eine optimale Unterdrückung und Aufleuchten der entsprechenden Leuchtfelder.
Die LED-Leiste enthält mindestens eine LED, eine an der LED befestigte LED-Leiterplatte (PCB, printed circuit board) und einen an der LED-Leiterplatte befestigten elektrischen Anschluss.
Die LED-Leiterplatte umfasst handelsübliche Leiterplatten und/oder Platinen. Diese bestehen aus elektrisch isolierenden Materialien, auf denen elektrische Verbindungen angebracht sind. Beispiele für isolierende Materialien sind nicht leitfähige Polymere wie mit Epoxydharz getränkte Glasfaser, Teflon, Keramik und/oder Polyesterfolie. Die elektrischen Verbindungen, beispielsweise Leitungsdrähte, enthalten bevorzugt Kupfer, Eisen, Zinn, Nickel, Gold, Silber und/oder Legierungen davon. Auf den LED-Leiterplatten werden die LEDs befestigt und über die elektrischen Verbindungen kontaktiert.
Der elektrische Anschluss stellt die Verbindung zur Stromquelle her. Bevorzugt ist zwischen dem elektrischen Anschluss und der Stromquelle noch eine Steuervorrichtung angeordnet. Diese Steuervorrichtung ermöglicht die gezielte Beleuchtung einzelner LEDs. Durch die Anordnung verschiedenfarbiger LEDs auf der LED-Leiterplatte lassen sich farbige Lichteffekte erzeugen.
Die gesamte Anordnung der Komponenten der LED-Leiste aus mindestens LED, LED- Leiterplatte und elektrischem Anschluss befindet sich in einer Ummantelung. Diese Ummantelung kann als flexibles oder starres Gehäuse ausgebildet sein.
Die erste LED-Leiste und/oder die zweite LED-Leiste enthalten bevorzugt eine Ummantelung aus Metall, bevorzugt Aluminium, Titan, Eisen, Chrom, Nickel, Wolfram und/oder Legierungen davon. Die metallhaltige Ummantelung ermöglicht eine stabile sowie sichere, schlag- und stoßfeste Montage der LED-Leisten.
Die erste LED-Leiste und/oder die zweite LED-Leiste enthalten bevorzugt eine Ummantelung aus einem Polymer, bevorzugt Silikone, Polyisoprene, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien- Acrylnitril-Kautschuk und/oder Polyacrylate sowie Gemische und/oder Copolymere davon. Die Silikone enthalten bevorzugt RTV(raumtemperturvernetzenden)-Silikonkautschuk, HTV- (hochtemperturvernetzenden) Silikonkautschuk, peroxidischvernetzten-Silikonkautschuk und/oder additionsvernetzten-Silikonkautschuk sowie Gemische und/oder Copolymere davon. Eine polymere, kunststoffhaltige Ummantelung der LED-Leiste ermöglicht eine flexible Anbringung der LED-Leiste an der Glasscheibe. Des Weiteren lässt sich die LED-Leiste mit einer polymeren Ummantelung sehr gut gas- und feuchtigkeits dicht versiegeln. Dies erhöht deutlich die Lebensdauer der LED-Leiste.
Die erste LED-Leiste und/oder die zweite LED-Leiste sind bevorzugt mit einem optisch transparenten Kleber und/oder Klebeband an der Grundscheibe befestigt. Die Wahl des Klebstoffes auf dem Klebeband richtet sich dabei nach dem Material der Grundscheibe oder der Ummantelung. Das optisch transparente Klebeband enthält bevorzugt auf der der Ummantelung zugewandten Seite einen Klebstoff auf Silikonbasis und auf der der Grundscheibe zugewandten Seite einen Klebstoff auf Acrylatbasis. So lässt sich beispielsweise eine Ummantelung aus Silikon mit einer Grundscheibe aus Glas oder Polyacryl fest verbinden. Das optisch transparente Klebeband wird bevorzugt durch eine Koronaentladung aktiviert. Der optisch transparente Kleber und/oder Klebeband enthält bevorzugt Acrylatklebstoffe, Methylmethacrylatklebstoffe, Cyanacrylatklebstoffe, Polyepoxide, Silikonklebstoffe und/oder Silanvernetzende-Polymerklebstoffe sowie Gemische und/oder Copolymere davon. Der optisch transparente Kleber und/oder Klebeband weisen bevorzugt eine optische Transparenz von > 80 %, besonders bevorzugt > 90 % auf.
Die ersten Leuchtfelder und die zweiten Leuchtfelder weisen bevorzugt abgerundete Ecken auf. Die abgerundeten Ecken erhöhen die Beständigkeit der Leuchtfelder und ermöglichen die Feinjustierung des von den Leuchtfeldern reflektierten Lichts.
Der Winkel von a, a' nimmt bevorzugt einen Wert von 70° bis 95° ein, der Winkel ß, ß' nimmt bevorzugt einen Wert von 125° bis 150° ein. Es hat sich gezeigt, dass innerhalb dieser Bereiche eine sehr gezielte Ansteuerung der Leuchtfelder möglich ist, so dass die ersten Leuchtfelder und zweiten Leuchtfelder sowohl völlig unabhängig voneinander als auch gemeinsam zu betreiben sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen Wahl der Streuwinkel α und a' und der Reflexionswinkel ß und ß' ist eine besonders gute Sichtbarkeit der lichtstreuenden Leuchtfelder bei gleichzeitig fast vollständiger Reflexion an den Flächen der reflektierenden Leuchtfelder gegeben, so dass auch bei ausschließlicher Ansteuerung der ersten oder zweiten Leuchtfelder ein optimaler Kontrast entsteht.
Die ersten Leuchtfelder und die zweiten Leuchtfelder weisen bevorzugt eine maximale Tiefe von 35 % bis 65 % der Scheibendicke der Grundscheibe auf. Durch die erfindungsgemäße geringe Tiefe der Leuchtfelder sind diese optisch unauffällig und werden vom Betrachter kaum bemerkt.
Die Grundscheibe umfasst bevorzugt Glas und/oder Polymere, bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Polybutylenterephthalat, Polyamide, Polycarbonat, Polyurethane, Polybutylen, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyimide, Polyester, Polyketone, Polyetheretherketone, Polymethylmethacrylat, Polycarbonat und/oder Gemische davon.
Die ersten Leuchtfelder und die zweiten Leuchtfelder sind bevorzugt auf einer dem Betrachter abgewandten Seite der Grundscheibe, beispielsweise einer Innenseite (zum Gebäude gewandten Seite) einer Außenfassade angeordnet. Auf diese Art und Weise sind die Leuchtfelder von außen nicht zu erkennen und stören den äußeren Eindruck des Gebäudes nicht durch Lichtreflexionen.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer beleuchteten Scheibenanordnung. In einem ersten Schritt werden die ersten Leuchtfelder und die zweiten Leuchtfelder auf einer Grundscheibe in Form von näherungsweise im Querschnitt dreieckförmigen Einritzungen aufgebracht. Die dreiecksförmigen Einritzungen können noch weitere mehreckige oder runde Formen beinhalten. Der Ausdruck„aufbringen" beinhaltet Einritzen, Einkerben, Säurebehandlung oder Lasern. In einem vorangehenden oder anschließenden Schritt wird eine erste LED-Leiste an einer Kante der Grundscheibe befestigt und eine zweite LED-Leiste an einer weiteren Kante der Grundscheibe befestigt. In einem abschließenden Schritt können die LED-Leisten mit einer Spannungsquelle und einer Steuereinheit verbunden werden. Die ersten Leuchtfelder und/oder die zweiten Leuchtfelder werden bevorzugt mit einem Laser aufgebracht. Der Laserprozess erlaubt eine sehr präzise und definierte Ausgestaltung der Einritzungen.
Die ersten Leuchtfelder und die zweiten Leuchtfelder werden bevorzugt in einer alternativen Ausgestaltungsform auf der Grundscheibe, besonders bevorzugt der erwärmten Grundscheibe eingestanzt.
Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung einer erfindungsgemäßen beleuchteten Scheibenanordnung als beleuchtete Außenfassade, Gebäudeinnenbeleuchtung, Gebäudeaußenbeleuchtung, Werbeträger und/oder Fahrzeugscheibe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung ist eine rein schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Sie schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Figur 1 einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung mit ausgeschalteten LED- Leisten,
Figur 2 einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung mit eingeschalteter erster LED-Leiste,
Figur 3 einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung mit eingeschalteter zweiter LED-Leiste,
Figur 4 einen schematischen Querschnitt der ersten Leuchtfelder Figur 5 den umgekehrten Fall der zweiten Leuchtfelder und Figur 6 ein Fliesschema des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 zeigt einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung (I) mit ausgeschalteten ersten Leuchtfeldern (3a) und zweiten Leuchtfeldern (3b). Die ersten Leuchtfelder (3a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) sind auf einer Grundscheibe (1) angebracht. Eine erste LED- Leiste (2a) und eine zweite LED-Leiste (2b) sind an entgegensetzten (gegenüberliegenden) Kanten der Grundscheibe (1) über ein durchsichtiges transparentes Klebeband (4) angebracht. Die erste LED-Leiste (2a) und die zweite LED-Leiste (2b) sind ausgeschaltet, so dass die ersten Leuchtfelder (3a) und zweiten Leuchtfelder (3b) nicht angestrahlt werden und somit nicht in Betrieb sind.
Figur 2 zeigt einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung (I) mit eingeschalteten ersten Leuchtfeldern (3a). Die erste LED-Leiste (2a) strahlt Licht in Einstrahlrichtung (C) in die Grundscheibe (1) ab und dieses wird an den ersten Leuchtfeldern (3 a) aufgrund des Streuwinkels a von 90° diffus gestreut und aus der Grundscheibe (1) als leuchtende Fläche ausgekoppelt. Die zweiten Leuchtfelder (3b) leuchten bei eingeschalteter erster LED-Leiste (2a) aufgrund des Streuwinkels ß von 160° zur nicht gezeigten Scheibenoberfläche (lb) nicht auf.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt der beleuchteten Scheibenanordnung (I) mit eingeschalteten zweiten Leuchtfeldern (3b). Die zweite LED-Leiste (2b) strahlt Licht in Streurichtung (C) in die Grundscheibe (1) ab und dieses wird an den zweiten Leuchtfeldern (3b) aufgrund des Streuwinkels a' von 90° diffus gestreut und aus der Grundscheibe (1) als leuchtende Fläche ausgekoppelt. Die ersten Leuchtfelder (3 a) leuchten bei eingeschalteter zweiter LED-Leiste (2b) aufgrund des Streuwinkels ß' von 160° zur nicht gezeigten Scheibenoberfläche (lb) nicht auf.
Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt des auf der Scheibenoberfläche (lb) der Grundscheibe (1) angebrachten ersten Leuchtfeldes (3 a) bei Lichteinstrahlung (A) von der ersten LED-Leiste (2a). In der oberen Abbildung wird das eingestrahlte Licht (A) an der Einkerbung (Einritzung) des ersten Leuchtfeldes (3 a) im Bereich des (Streu-) Winkels α (Alpha) im Bereich von 90° gestreut und als sichtbares Licht aus dem Scheibenkörpers (la) an der Scheibenoberfläche (lb) beidseitig als diffuses Licht (Α') ausgekoppelt. Das erste Leuchtfeld (3 a) erscheint bei einseitiger Einstrahlung von der ersten LED-Leiste (2b) hell leuchtend. Die untere Abbildung zeigt den entgegengesetzten Fall des an der Grundscheibe (1) angebrachten ersten Leuchtfeldes (3 a) bei Lichteinstrahlung (B) von der zweiten LED-Leiste (2b). Die Lichteinstrahlung (B) wird aufgrund des (Reflexions-) Winkels ß (Beta) im Bereich von 160° an dem ersten Leuchtfeld innerhalb des Scheibenkörpers (la) reflektiert und gelangt als reflektiertes Licht (Β') nicht zur Auskopplung an der Scheibenoberfläche (lb). Das erste Leuchtfeld (3 a) erscheint bei einseitiger Einstrahlung von der zweiten LED-Leiste (2b) dunkel.
Figur 5 zeigt die zweiten Leuchtfelder (3b) bei Einstrahlung von Licht durch die erste LED- Leiste (2a) und die zweite LED-Leiste (2b). Die eingeschlossenen Winkel a' (Alpha') und ß' (Beta') des zweiten Leuchtfeldes (3b) zeigen ein entsprechend umgekehrtes und analoges Verhalten bei Lichteinstrahlung (A) von der ersten LED-Leiste (2a) und bei Lichteinstrahlung (B) von der ersten LED-Leiste (2a) wie in Figur 4 gezeigt. Von der ersten LED-Leiste (2a) ausgehende Lichteinstrahlung (A) trifft in einem Winkel ß' von 160° auf die zweiten Leuchtfelder (3b) und wird somit reflektiert, während die von der zweiten LED-Leiste (2b) ausgehende Lichteinstrahlung (B) in einem Winkel a'=90° auftrifft, wodurch Lichtstreuung eintritt und das gestreute Licht (Β') an der Scheibenoberfläche (lb) ausgekoppelt wird.
Figur 6 zeigt ein Fliesschema des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt werden die ersten Leuchtfelder (3 a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) auf einer Grundscheibe (1) in Form von näherungsweise im Querschnitt dreieckförmigen Einritzungen mit einem Laser aufgebracht. Die dreiecksförmigen Einritzungen können noch weitere mehreckige oder runde Formen beinhalten. In einem vorangehenden oder anschließenden Schritt werden eine erste LED-Leiste (2a) an einer Kante der Grundscheibe (1) befestigt wird und eine zweite LED-Leiste an der entgegengesetzten Kante der Grundscheibe (1) befestigt. In einem abschließenden Schritt werden die LED-Leisten (2a, 2b) mit einer Spannungsquelle und einer Steuereinheit verbunden. Bezugszeichenliste
(1) Grundscheibe
(la) Scheibenkörper
(lb) Scheibenoberfläche
(2a) erste LED-Leiste
(2b) zweite LED-Leiste
(3 a) erste Leuchtfelder
(3b) zweite Leuchtfelder
(4) Kleber oder Klebeband
(A) Lichteinstrahlung von der ersten LED-Leiste (2a) (Α') von (A) reflektiertes/gestreutes Licht
(B) Lichteinstrahlung von der zweiten LED-Leiste (2b) (Β') von (B) reflektiertes/gestreutes Licht
(C) Lichteinstrahlung/Einstrahlrichtung
(α, a') Streuwinkel
(ß, ß') Reflexionswinkel

Claims

Patentansprüche
Beleuchtete Scheibenanordnung mindestens umfassend:
a. eine Grundscheibe (1) umfassend einen Scheibenkörper (la) und eine Scheibenoberfläche (lb),
b. eine erste LED-Leiste (2a), die an einer Kante der Grundscheibe (1) befestigt ist,
c. eine zweite LED-Leiste (2b), die an einer weiteren Kante der Grundscheibe (1) befestigt ist
d. erste Leuchtfelder (3 a) und
e. zweite Leuchtfelder (3b), wobei
die ersten Leuchtfelder (3 a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) keilförmige Einkerbungen an der Scheibenoberfläche (lb) bilden und die ersten Leuchtfelder (3a) innerhalb des Scheibenkörpers (la) einen mittleren Winkel α zur Scheibenoberfläche (lb) zugewandt zu der ersten LED-Leiste (2a) und einen mittleren Winkel ß zur Scheibenoberfläche (lb) zugewandt zu der zweiten LED- Leiste (2b) einnehmen sowie
die zweiten Leuchtfelder (3b) innerhalb des Scheibenkörpers (la) einen mittleren Winkel a' zur Scheibenoberfläche (lb) zugewandt zu der zweiten LED-Leiste (2b) und einen mittleren Winkel ß' zur Scheibenoberfläche (lb) zugewandt zu der ersten LED-Leiste (2a) einnehmen und die Winkel α und a' einen Wert von 70° bis 100° und die Winkel ß und ß' einen Wert von 125° bis 180° einnehmen.
Beleuchtete Scheibenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste LED-Leiste (2a) und die zweite LED-Leiste (2b) an gegenüberliegenden Seiten der Grundscheibe (1) angeordnet sind.
Beleuchtete Scheibenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste LED- Leiste (3 a) und/oder die zweite LED-Leiste (3b) eine Ummantelung aus Metall, bevorzugt Aluminium, Titan, Eisen, Chrom, Nickel, Wolfram und/oder Legierungen davon enthält.
4. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste LED-Leiste (3 a) und/oder die zweite LED-Leiste (3b) eine Ummantelung aus einem Polymer, bevorzugt Silikone, Polyisoprene, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butadien- Acrylnitril-Kautschuk und/oder Polyacrylate sowie Gemische und/oder Copolymere davon enthält.
5. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste LED-Leiste (3 a) und/oder die zweite LED-Leiste (3b) mit einem optisch transparenten Kleber und/oder Klebeband (4) an der Grundscheibe (1) befestigt sind.
6. Beleuchtete Scheibenanordnung nach Anspruch 5, wobei der optisch transparente Kleber und/oder Klebeband (4) Acrylatklebstoffe, Methylmethacrylatklebstoffe, Cyanacrylatklebstoffe, Polyepoxide, Silikonklebstoffe und/oder Silanvernetzende- Polymerklebstoffe, RTV-Silikonkautschuk, HTV-Silikonkautschuk, peroxidischvernetzten-Silikonkautschuk und/ oder additionsvernetzten- Silikonkautschuk sowie Gemische und/oder Copolymere davon enthält.
7. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die ersten Leuchtfelder (3 a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) abgerundete Ecken aufweisen.
8. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Winkel α und a' einen Wert von 70° bis 95° einnehmen.
9. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Winkel ß und ß' einen Wert von 125° bis 150° einnehmen.
10. Beleuchtete Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten Leuchtfelder (3 a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) eine maximale Tiefe von 35 % bis 65 % der Grundscheibe (1) aufweisen.
11. Beleuchte Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die ersten Leuchtfelder (3 a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) auf der einem Betrachter abgewandten Seite der Grundscheibe (1) angeordnet sind.
12. Verfahren zur Herstellung einer beleuchteten Scheibenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 11, wobei
a. die ersten Leuchtfelder (3a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) auf einer Grundscheibe (1) aufgebracht werden,
b. eine erste LED-Leiste (2a) an einer Kante der Grundscheibe (1) befestigt wird und
c. eine zweite LED-Leiste (2b) an einer weiteren Kante der Grundscheibe (1) befestigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die ersten Leuchtfelder (3 a) und/oder die zweiten Leuchtfelder (3b) mit einem Laser aufgebracht werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die ersten Leuchtfelder (3a) und die zweiten Leuchtfelder (3b) auf der Grundscheibe (1), bevorzugt der erwärmten Grundscheibe (1) eingestanzt werden.
15. Verwendung einer beleuchteten Scheibenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als beleuchtete Außenfassade, Gebäudeinnenbeleuchtung, Gebäudeaußenbeleuchtung, Werbeträger und/oder Fahrzeugscheibe.
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