Filament und dessen Herstellung sowie Leuchtmittel mit

Filamenten

Es wird ein Filament und ein Leuchtmittel mit einer Mehrzahl von Filamenten angegeben. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von Filamenten

angegeben .

In der Allgemeinbeleuchtung werden in der Herstellung von Retrofit-Lampen zunehmend LED-Filamente eingesetzt. Bei einem LED-Filament sind LED-Chips auf einem linearen gemeinsamen Substrat angeordnet und mit einer Konverterschicht umhüllt. Im eingeschalteten Zustand wirkt eine solche Anordnung wie ein klassisches glühendes Filament auf den Betrachter. Eine große Abweichung vom klassischen Filament findet sich jedoch im Abstrahlprofil, insbesondere hinsichtlich der Farbort- und/oder Helligkeitsverteilung. Die bisher bekannten LED- Filamente weisen ein Abstrahlprofil auf, das in der

Helligkeit und im Farbort deutliche Inhomogenitäten sowohl über einen Radialwinkel als auch über einen Polarwinkel aufzeigt. Diese Inhomogenitäten führen im Endprodukt, etwa in einer LED-Retrofit-Lampe, ebenfalls zu inhomogener

Ausleuchtung.

Eine Aufgabe ist es, ein Filament und ein Leuchtmittel mit einer Mehrzahl von Filamenten mit verbessertem Abstrahlprofil anzugeben, welches eine besonders geringe Helligkeits- und/oder Farbortinhomogenität aufweist.

In mindestens einer Ausführungsform des Filaments weist dieses ein strahlungsdurchlässiges Substrat, eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden (LEDs) und eine

Konverterschicht auf. Das Substrat weist eine Oberseite und eine der Oberseite abgewandte Unterseite auf. Die LEDs sind etwa auf der Oberseite des Substrats angeordnet. Die

Konverterschicht bedeckt die LEDs, die Oberseite und die

Unterseite des Substrats, wobei die Konverterschicht auf der Oberseite eine erste Teilschicht und auf der Unterseite eine zweite Teilschicht aufweist. Zur Erzielung eines verbesserten Abstrahlprofils des Filaments ist die Konverterschicht derart eingerichtet, dass die Konverterschicht eine variierende vertikale Schichtdicke entlang einer lateralen Richtung aufweist, und/oder sich die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht hinsichtlich deren Geometrie und/oder deren

Materialzusammensetzung voneinander unterscheiden. Die

Konverterschicht kann in Bezug auf das Substrat eine

Asymmetrie hinsichtlich deren Geometrie und/oder deren

Material Zusammensetzung aufweisen .

Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung

verstanden, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsflache des Substrats gerichtet ist. Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die parallel zu der

Haupterstreckungsflache des Substrats verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind somit insbesondere senkrecht zueinander gerichtet. Hinsichtlich der Geometrie kann die Konverterschicht variierende Schichtdicke entlang einer lateralen Richtung aufweisen. Alternativ oder ergänzend können die Teilschichten im Hinblick auf deren Geometrie etwa verschiedene Dimensionen, etwa verschiedene Schichtdicken, und/oder verschiedene Formen aufweisen. Weiterhin alternativ oder ergänzend können die Teilschichten hinsichtlich deren Materialzusammensetzung verschiedene Arten von Leuchtstoffen, LeuchtstoffZusammensetzungen und/oder verschiedene

Matrixmaterialen aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments sind einige oder alle LEDs derart eingerichtet, dass diese im

Betrieb elektromagnetische Strahlung erster Peakwellenlänge emittieren. Die Konverterschicht können erste

Leuchtstoffpartikel enthalten, die die elektromagnetische Strahlung erster Peakwellenlänge zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung zweiter Peakwellenlänge

umwandeln, wobei sich die erste Peakwellenlänge und die zweite Peakwellenlänge voneinander unterscheiden.

Insbesondere unterscheiden sich die erste und die zweite Peakwellenlänge um mindestens 50 nm, etwa um mindestens 100 nm oder um mindestens 150 nm. Zum Beispiel ist die erste Peakwellenlänge dem ultravioletten oder blauen

Spektralbereich zugeordnet. Die zweite Peakwellenlänge kann dem grünen oder gelben oder roten Spektralbereich zugeordnet sein .

Durch eine gezielte Anpassung der Konverterschicht

hinsichtlich deren Schichtdicke entlang der lateralen

Richtung und/oder deren Geometrie und/oder deren

Materialzusammensetzung auf der Oberseite und auf der

Unterseite des Substrats wird ein Ausgleich hinsichtlich des Helligkeitsabstrahlprofils und/oder des Farbortprofils des Filaments in vertikalen beziehungsweise lateralen Richtungen erreicht. Dies ist unter anderem auf unterschiedliche optische Weglängen der emittierten beziehungsweise

konvertierten elektromagnetischen Strahlung in verschiedene Richtungen durch die Konverterschicht hindurch

zurückzuführen. Die optische Weglänge hängt dabei

insbesondere von der tatsächlichen Strecke, die die emittierte beziehungsweise konvertierte elektromagnetische Strahlung innerhalb der Konverterschicht zurücklegt, und von der Materialzusammensetzung der Konverterschicht, etwa von dem Brechungsindex der Konverterschicht ab. Durch die

Variation der vertikalen Schichtdicke der Konverterschicht entlang der lateralen Richtung und/oder eine in Bezug auf das Substrat asymmetrische Gestaltung der Konverterschicht hinsichtlich deren Geometrie und/oder deren

Materialzusammensetzung können die von den LEDs emittierten elektromagnetischen Strahlungen in verschiedenen Richtungen innerhalb der Konverterschicht unterschiedliche optische Weglängen aufweisen, wodurch das Filament insgesamt ein verbessertes Abstrahlprofil sowohl hinsichtlich der

Helligkeitsverteilung als auch hinsichtlich der

Farbortverteilung aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist die Konverterschicht eine Mehrzahl von verschiedenen Arten von Leuchtstoffen auf. Neben den ersten LeuchtstoffPartikeln, die die Strahlung erster Peakwellenlänge in Strahlung zweiter Peakwellenlänge konvertiert, kann die Konverterschicht weitere Leuchtstoffpartikel enthalten, welche die

elektromagnetische Strahlung erster Peakwellenlänge zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung dritter

Peakwellenlänge umwandeln. Die erste Peakwellenlänge, die zweite Peakwellenlänge und die dritte Peakwellenlänge können sich jeweils um mindestens 50 nm oder um mindestens 100 nm voneinander unterscheiden. Insbesondere ist die

LeuchtstoffZusammensetzung der Konverterschicht derart eingerichtet, dass eine Überlagerung der elektromagnetischen Strahlungen erster, zweiter und dritter Peakwellenlänge zu einem für das menschliche Auge weiß erscheinenden Licht führt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments sind alle LEDs derart eingerichtet, dass diese im Betrieb

elektromagnetische Strahlung erster Peakwellenlänge

emittieren. Die Strahlung erster Peakwellenlänge kann einem ultravioletten oder blauen Spektralbereich zugeordnet sein. Abweichend davon ist es auch möglich, dass verschiedene

Gruppen von den auf dem Substrat angeordneten LEDs

elektromagnetische Strahlungen verschiedener Peakwellenlängen emittieren .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist die Konverterschicht eine variierende vertikale Schichtdicke entlang einer lateralen Richtung auf. Die Konverterschicht kann eine variierende vertikale Schichtdicke entlang einer lateralen Längsrichtung und/oder entlang einer lateralen

Querrichtung aufweisen. Die laterale Längsrichtung und die laterale Querrichtung sind insbesondere senkrecht zueinander gerichtet. Das Substrat weist etwa entlang der lateralen Längsrichtung eine Länge und entlang der lateralen

Querrichtung eine Breite auf, wobei die Länge größer als die Breite ist. Insbesondere ist die Länge mindestens 5-mal, etwa mindestens 10-mal oder mindestens 30-mal größer als die

Breite des Substrats. Entlang einer lateralen Richtung kann die Konverterschicht von einem Mittelpunkt des Substrats, etwa von einem

geometrischen Mittelpunkt oder von einem Schwerpunkt des Substrats, zu einem Rand oder zu den Rändern des Substrats hin eine zunehmende oder eine abnehmende vertikale

Schichtdicke aufweisen. Insbesondere kann die vertikale

Schichtdicke der Konverterschicht von dem Mittelpunkt etwa auf der Oberseite oder auf der Unterseite des Substrats zu einem Rand oder zu den Rändern des Substrats hin monoton zunehmend oder monoton abnehmend sein. Alternativ ist es auch möglich, dass sich die vertikale Schichtdicke der

Konverterschicht entlang der lateralen Richtung derart ändert, dass sich die vertikale Schichtdicke der

Konverterschicht bereichsweise zunimmt und bereichsweise abnimmt. Die Änderung der vertikalen Schichtdicke der

Konverterschicht kann stetig oder sprunghaft sein. Bei einer stetigen Änderung der vertikalen Schichtdicke kann die

Konverterschicht eine im Wesentlichen stetige Oberfläche aufweisen. Bei einer sprunghaften Änderung der vertikalen Schichtdicke kann die Konverterschicht eine Oberfläche mit lokalen stufenähnlichen Strukturen aufweisen. Auch ist es möglich, dass die vertikale Schichtdicke der Konverterschicht entlang den lateralen Richtungen derart variiert, dass die Konverterschicht eine Oberfläche mit einem periodischen

Muster aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist die erste Teilschicht eine erste Schichtdicke und die zweite Teilschicht eine zweite Schichtdicke auf. Weist die

Konverterschicht entlang einer lateralen Richtung eine variierende vertikale Schichtdicke auf, können beide

Teilschichten der Konverterschicht jeweils eine variierende vertikale Schichtdicke entlang dieser lateralen Richtung aufweisen. Alternativ ist es auch möglich, dass lediglich eine Teilschicht der Konverterschicht eine variierende vertikale Schichtdicke aufweist, während die andere

Teilschicht der Konverterschicht eine im Wesentlichen

konstante, das heißt zum Beispiel bis auf

Herstellungstoleranzen konstante, vertikale Schichtdicke aufweist . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments

unterscheiden sich die erste Schichtdicke und die zweite Schichtdicke voneinander. Insbesondere sind die LEDs auf der Oberseite des Substrats vollständig in der ersten Teilschicht der Konverterschicht eingebettet. Die erste Teilschicht kann dicker als die zweite Teilschicht ausgestaltet sein. In diesem Fall weist die erste Teilschicht eine größere

Schichtdicke auf als die zweite Teilschicht. Im Zweifel wird die Schichtdicke insbesondere als mittlere Schichtdicke verstanden. Alternativ kann die zweite Schichtdicke größer als die erste Schichtdicke sein. Insbesondere beträgt ein Verhältnis der zweiten Schichtdicke zu der ersten

Schichtdicke oder ein Verhältnis der ersten Schichtdicke zu der zweiten Schichtdicke zwischen einschließlich 1,5 und 4, etwa zwischen einschließlich 1,5 und 3 oder zwischen

einschließlich 1,5 und 2.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist die erste Teilschicht der Konverterschicht eine erste

LeuchtstoffZusammensetzung auf. Die zweite Teilschicht der Konverterschicht weist eine von der ersten

LeuchtstoffZusammensetzung verschiedene zweite

LeuchtstoffZusammensetzung auf. Zum Beispiel können die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht verschiedene Typen beziehungsweise Arten von LeuchtstoffPartikeln aufweisen.

Dabei können die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht ein gleiches Matrixmaterial etwa Silikon aufweisen, in dem die Leuchtstoffpartikel der ersten Teilschicht

beziehungsweise der zweiten Teilschicht eingebettet sind. Die Leuchtstoffpartikel der ersten und der zweiten Teilschicht können die von den LEDs emittierte elektromagnetische

Strahlung erster Peakwellenlänge etwa teilweise absorbieren und in elektromagnetische Strahlungen verschiedener Peakwellenlängen umwandeln. Es ist möglich, dass die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht verschiedene

Konzentrationen an gleichen oder verschiedenen Typen von LeuchtstoffPartikeln aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist die erste Teilschicht ein erstes Matrixmaterial auf. Die zweite Teilschicht weist ein von dem ersten Matrixmaterial

verschiedenes zweites Matrixmaterial auf. Die

Leuchtstoffpartikel der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht sind insbesondere in dem ersten Matrixmaterial beziehungsweise in dem zweiten Matrixmaterial eingebettet. Zum Beispiel sind das erste Matrixmaterial und das zweite Matrixmaterial verschiedene Typen von Silikonen. In diesem Fall können die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht dieselbe LeuchtstoffZusammensetzung aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Filaments weist das erste Matrixmaterial einen ersten Brechungsindex und das zweite Matrixmaterial einen zweiten Brechungsindex auf, wobei ein absoluter Betrag der Differenz zwischen dem ersten

Brechungsindex und dem zweiten Brechungsindex mindestens 0,05 ist, etwa mindestens 0,1 oder mindestens 0,2 oder mindestens 0,3. Dabei kann der erste Brechungsindex größer als der zweite Brechungsindex sein, oder umgekehrt. Die erste

Teilschicht und die zweite Teilschicht der Konverterschicht können also unterschiedliche Brechungsindices aufweisen. Im Zweifel wird die Brechungsindex einer Schicht als einen mittleren Brechungsindex dieser Schicht, gemessen etwa bei einer Wellenlänge um 550 nm oder um 590 nm, verstanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Leuchtmittels weist dieses eine Mehrzahl von hier beschriebenen Filamenten auf. Das Leuchtmittel kann ein strahlungsdurchlässiges kolbenförmiges Gehäuse und einen Sockel aufweisen. Die

Filamente sind insbesondere innerhalb des Gehäuses

angeordnet. Die Filamente sind insbesondere über den Sockel extern elektrisch kontaktierbar . Das kolbenförmige Gehäuse kann aus einem strahlungsdurchlässigen Kunststoff gebildet sein. Auch ist es möglich, dass das Gehäuse aus Glas gebildet ist. Das Gehäuse und der Sockel bilden insbesondere einen hermetisch abgeschlossenen Innenraum, in dem die Filamente angeordnet sind. Der Innenraum kann mit einem gasförmigen

Medium mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit als die von Luft gefüllt sein. Es ist auch möglich, dass der Innenraum mit Luft gefüllt ist. Das Gehäuse kann die Form einer

handelsüblichen Glühbirne annehmen. Der Sockel kann ein

Edison-Sockel sein.

In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines oder einer Mehrzahl von hier beschriebenen Filamenten wird ein strahlungsdurchlässiges Substrat

bereitgestellt. Das Substrat kann durch Sägen von Glas ^¬ beziehungsweise Saphirträgerleisten gebildet sein. Ein solches Substrat kann eine Schichtdicke von zirka 0,5 mm, eine Breite von zirka 1 mm und eine Länge von zirka 30 mm aufweisen. Die LEDs werden auf einer Oberseite des Substrats angeordnet. Das Substrat kann auf der Oberseite elektrische Leiterbahnen aufweisen, die etwa durch eine Klebeverbindung, zum Beispiel durch eine Glasverbindung, und/oder durch mechanisches Umbiegen auf dem Substrat fixiert sind. Die Leiterbahnen können dabei derart ausgebildet sein, dass diese das Substrat bereichsweise umklammern. Alternativ oder ergänzend können die Leiterbahnen mittels einer Metall-Glas- Verbindung auf dem Substrat fixiert sein. Die Konverterschicht wird auf die Oberseite und auf die

Unterseite des Substrats aufgebracht, etwa mittels Dispensens oder mittels eines Spritzgussverfahrens, sodass die

Konverterschicht die LEDs, die Oberseite und die Unterseite des Substrats bedeckt. Bevorzugt sind die LEDs in Draufsicht vollständig von der Konverterschicht bedeckt. Das Substrat kann bereichsweise vollumfänglich von der Konverterschicht umschlossen sein. An dessen lateralen Enden kann das Substrat jedoch bereichsweise frei von der Konverterschicht sein, wodurch die auf dem Substrat angeordneten Leiterbahnen zur externen elektrischen Kontaktierung stellenweise freiliegen. Alternativ ist es auch möglich, dass das Substrat von der Konverterschicht in allen Richtungen von der Konverterschicht umschlossen ist. Zur externen Kontaktierung der LEDs können die auf dem Substrat angeordneten Leiterbahnen derart

ausgebildet sein, dass diese an lateralen Enden des Substrats aus der Konverterschicht herausragen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Konverterschicht auf das Substrat und auf die LEDs derart ausgebildet, dass die Konverterschicht eine variierende vertikale Schichtdicke entlang einer lateralen Richtung aufweist. Alternativ oder ergänzend kann die Konverterschicht mit einer ersten Teilschicht auf der Oberseite und einer zweiten Teilschicht auf der Unterseite des Substrats derart ausgebildet werden, dass sich die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht hinsichtlich deren Geometrie - etwa hinsichtlich deren Schichtdicke oder deren Form - und/oder deren Materialzusammensetzung voneinander unterscheiden.

Insbesondere kann die Konverterschicht in Form von zwei

Streifen jeweils auf die Oberseite und auf die Unterseite des Substrats ausgebildet sein. Die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht der Konverterschicht können in einem gemeinsamen Verfahrensschritt oder in voneinander getrennten Verfahrensschritten ausgebildet werden. Die Konverterschicht mit der ersten Teilschicht und der zweiten Teilschicht kann einstückig ausgebildet sein. Auch ist es möglich, dass die Teilschichten der Konverterschicht als separate Streifen ausgebildet werden, die insbesondere unmittelbar aneinander angrenzen können.

Zur Herstellung einer Mehrzahl von Filamenten kann eine

Mehrzahl von LED-Reihen auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet werden. Das gemeinsame Substrat mit der Mehrzahl von LED-Reihen kann in eine Mehrzahl von Filamenten

vereinzelt werden. Zur Ausbildung der Konverterschicht kann ein Konvertermaterial vor und/oder nach der Vereinzelung auf die Oberseite und auf die Unterseite des Substrats

beziehungsweise des gemeinsamen Substrats aufgebracht werden,

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zur Ausbildung der ersten Teilschicht der Konverterschicht ein Konvertermaterial mit einer ersten Viskosität auf die

Oberseite des Substrats aufgebracht. Zur Ausbildung der zweiten Teilschicht der Konverterschicht wird ein

Konvertermaterial insbesondere mit einer von der ersten

Viskosität verschiedenen zweiten Viskosität auf die

Unterseite des Substrats aufgebracht. Das Konvertermaterial umfasst insbesondere ein Matrixmaterial und

Leuchtstoffpartikel , wobei die Leuchtstoffpartikel in dem Matrixmaterial eingebunden sind. Die Leuchtstoffpartikel in dem ersten Matrixmaterial und in dem zweiten Matrixmaterial können dieselben Leuchtstoffpartikel oder voneinander

verschieden sein. Bevorzugt weist das Konvertermaterial mit der ersten Viskosität ein Matrixmaterial auf, das von einem Matrixmaterial des Konvertermaterials mit der zweiten Viskosität verschieden ist. Durch die Verwendung verschiedener Konvertermaterialien mit unterschiedlichen Viskositäten kann eine Asymmetrie zwischen der ersten

Teilschicht und der zweiten Teilschicht hinsichtlich deren Schichtdicke und/oder deren Geometrie vereinfacht realisiert werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht gleichzeitig durch ein Gießverfahren zur Erzielung einer beliebig

vorgegebenen Form der Konverterschicht ausgebildet. Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form

bevorzugt unter Druckeinwirkung ausgestaltet und

erforderlichenfalls ausgehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff „Gießverfahren" Gießen (molding) , Folien

assistiertes Gießen (film assisted molding) , Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Teilschicht und die zweite Teilschicht gleichzeitig durch ein Spritzgussverfahren zur Erzielung einer beliebig vorgegebenen Form der Konverterschicht ausgebildet. Mit anderen Worten wird die gesamte Konverterschicht in einem einzigen gemeinsamen Verfahrensschritt ausgebildet. Durch ein Spritzgussverfahren kann eine beliebig vorgegebene Form der Konverterschicht vereinfacht realisiert werden. Zum Beispiel kann eine variierende Form entlang der Längsachse des

Filaments oder eine variierende Form eines lateralen

Querschnitts der Konverterschicht durch einen

Spritzgussvorgang vereinfacht realisiert werden. Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines oder einer Mehrzahl von hier beschriebenen Filamenten

besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Filament

beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.

Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und

Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Filaments oder des Leuchtmittels ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 3 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Figuren 1A, 1B und IC ein Leuchtmittel mit einer Mehrzahl von

Filamenten sowie Abstrahlprofile des Leuchtmittels beziehungsweise eines Filaments,

Figuren 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F und 2G verschiedene

Ausführungsbeispiele für ein Filament in schematischen Schnittansichten, und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels mit einer Mehrzahl von Filamenten.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur

Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden.

In Figur 1A ist links eine LED-Retrofit-Glühbirne 100 mit einer Mehrzahl von Filamenten 10 innerhalb eines Gehäuses 4 dargestellt. Das Gehäuse 4 ist insbesondere ein strahlungsdurchlässiger Kolben, der mit einem Sockel 5 befestigt ist. Rechts in der Figur 1A ist die Darstellung eines Abstrahlprofils der LED-Retrofit-Glühbirne hinsichtlich deren Helligkeit beziehungsweise Leuchtdichte L über einen Radialwinkel zwischen 0° und 360°. Mit herkömmlichen

Filamenten 10 weist die LED-Retrofit-Glühbirne 100 deutliche Inhomogenitäten bezüglich der Helligkeit- beziehungsweise Leuchtdichtenverteilung sowohl über einen Radialwinkel als auch über einen Polarwinkel auf.

Links in Figur 1B ist ein Filament 10 mit einem Substrat 1 und einer Mehrzahl von auf dem Substrat 1 angeordneten LEDs 2 dargestellt. Ein solches bisher bekanntes Filament 10 weist große Schwankungen hinsichtlich der Helligkeit

beziehungsweise Leuchtdichte L in Abhängigkeit von einem

Radialwinkel auf. Eine solche Verteilung ist rechts in der Figur 1B als Funktion von L in Abhängigkeit von einem

Radialwinkel zwischen 0° und 360° dargestellt. Es wurde weiterhin festgestellt, dass die bisher bekannten

Filamente ein Abstrahlprofil aufweisen, das hinsichtlich des Farborts deutliche Inhomogenitäten sowohl über den

Radialwinkel als auch über den Polarwinkel aufzeigt. In Figur IC sind Farbortkoordinaten Cx und Cy in Abhängigkeit von dem Radialwinkel zwischen 0° und 360° dargestellt, wobei Cx und Cy Farbortkoordinaten in einem CIE-Diagramm sind. Die

Helligkeit beziehungsweise Leuchtdichte und der Farbort der von den bisher bekannten Filamenten erzeugten Strahlung sind - wie in den Figuren 1B und IC dargestellt - stark

winkelabhängig.

Es hat sich herausgestellt, dass die in den Figuren 2A bis 2G beschriebenen Filamente beziehungsweise Leuchtmittel mit solchen Filamente jeweils ein deutlich verbessertes Abstrahlprofil sowohl hinsichtlich der Helligkeits- beziehungsweise Leuchtdichtenverteilung als auch hinsichtlich der Farbortverteilung in allen Raumrichtungen aufweisen.

In der Figur 2A ist ein Filament 10 dargestellt. Das Filament 10 weist ein Substrat 1 mit einer Oberseite 11 und einer Unterseite 12 auf. Eine Mehrzahl von lichtemittierenden

Dioden 2 ist auf der Oberseite 11 des Substrats 1 angeordnet. Das Filament 10 weist eine Konverterschicht 3 auf. In der Figur 2A weist die Konverterschicht 3 auf der Oberseite 11 eine erste Teilschicht 31 und auf der Unterseite 12 des

Substrats 1 eine zweite Teilschicht 32 auf. Die Mehrzahl von LEDs 2 ist insbesondere vollständig in der Konverterschicht 3, hier insbesondere in der ersten Teilschicht 31 der

Konverterschicht 3 eingebettet.

Die Konverterschicht 3 kann einstückig gebildet sein. In diesem Fall kennzeichnen die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 lediglich formal einen Teilbereich der Konverterschicht 3 auf der Oberseite 11 beziehungsweise einen weiteren Teilbereich der Konverterschicht 3 auf der

Unterseite 12 des Substrats 1. Insbesondere können die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 in einem

gemeinsamen Verfahrensschritt hergestellt sein. Alternativ können die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 der Konverterschicht 3 als separate Schichten der

Konverterschicht 3 ausgebildet sein, wobei die Teilschichten 31 und 32 bevorzugt unmittelbar aneinander angrenzen. In diesem Fall können die Teilschichten 31 und 32 zumindest teilweise durch verschiedene Produktionsschritte hergestellt sein . Die Konverterschicht 3 weist eine vertikale Schichtdicke D auf. Die vertikale Richtung ist in der Figur 2A durch die Z- Richtung gekennzeichnet. Die erste Teilschicht 31 weist eine erste Schichtdicke Dl auf. Die zweite Teilschicht 32 weist eine zweite vertikale Schichtdicke D2 auf. In der Figur 2A unterscheiden sich die erste Schichtdicke Dl und die zweite Schichtdicke D2 voneinander. Insbesondere kann ein Verhältnis der ersten Schichtdicke Dl und der zweiten Schichtdicke D2 zueinander zwischen einschließlich 1,5 und 4 sein. In der Figur 2A ist dargestellt, dass die erste Schichtdicke Dl kleiner ist als die zweite Schichtdicke D2. Abweichend davon kann die zweite Schichtdicke D2 jedoch kleiner als die erste Schichtdicke Dl sein. Das Substrat 1 ist insbesondere strahlungsdurchlässig

ausgestaltet. Auf dem Substrat 1 können Leiterbahnen (in der Figur 2A aufgrund der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) zur elektrischen Kontaktierung der LEDs 2 angeordnet sein. Im Betrieb sind die LEDs 2 etwa zur Erzeugung

elektromagnetischer Strahlung erster Peakwellenlänge

eingerichtet. Die Konverterschicht 3 kann eine Mehrzahl von LeuchtstoffPartikeln aufweisen, die die elektromagnetische Strahlung erster Peakwellenlänge zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung weiterer Peakwellenlängen umwandeln. Die weiteren Peakwellenlängen können voneinander und von der ersten Peakwellenlänge verschieden sein. Die Konverterschicht 3 kann dabei verschiedene Typen von

LeuchtstoffPartikeln aufweisen und ist insbesondere derart eingerichtet, dass eine Überlagerung der von den LEDs 2 emittierten elektromagnetischen Strahlung mit der von der Konverterschicht umgewandelten Strahlung in Weiß

erscheinendes Licht resultiert. Die LEDs 2 können als Volumenemitter ausgestaltet sein. Die LEDs 2 können jeweils derart eingerichtet sein, dass die von den LEDs 2 emittierte elektromagnetische Strahlung möglichst in alle Richtungen aus den LEDs 2 austreten kann. Die von den LEDs 2 emittierte Strahlung beziehungsweise die von der

Konverterschicht 3 umgewandelte Strahlung können an

Oberflächen der ersten Teilschicht 31 und der zweiten

Teilschicht 32 aus dem Filament 10 austreten. In der Figur 2A ist die Mehrzahl von LEDs 2 lediglich auf der Oberseite 11 des Substrats 1 angeordnet. Abweichend davon ist es auch möglich, dass die LEDs 2 teilweise auch auf der Unterseite 12 des Substrats 1 angeordnet sind.

Entlang einer lateralen Längsrichtung, in der Figur 2A als X- Richtung gekennzeichnet, bilden die LEDs 2 insbesondere eine Reihe von LEDs. Beispielsweise sind die LEDs 2 elektrisch in Reihe zueinander verschaltet. Es ist auch möglich, dass das Filament 10 weitere LEDs aufweist, die jeweils etwa zu einer oder zu einer Gruppe von elektrisch in Reihe verschalteten LEDs parallel verschaltet sind. Es ist auch denkbar, dass das Filament 10 zumindest ein Schutzelement aufweist, das

insbesondere parallel zu zumindest einer der LEDs 2 oder zu einer Gruppe von LEDs 2 verschaltet ist, wobei das

Schutzelement derart eingerichtet ist, dass das Schutzelement aktivierbar ist, wenn die zumindest eine LED 2 oder eine aus der Gruppe der LEDs 2 nicht mehr funktionsfähig ist. Mit einem solchen Schutzelement oder mit zumindest einer

beziehungsweise einer Mehrzahl von zu den in Reihe

verschalteten LEDs parallel verschalteten LEDs kann

verhindert werden, dass das Filament 10 ausfällt, wenn eine oder eine Gruppe von in Reihe verschalteten LEDs 2 nicht mehr funktionsfähig ist. Das Substrat 1 kann ein Glas- oder ein Saphirsubstrat sein. Das Substrat kann eine vertikale Schichtdicke, das heißt entlang der Z-Richtung, von zirka 0,5 mm aufweisen. Des Weiteren kann das Substrat 1 eine Länge entlang der lateralen Längsrichtung, das heißt entlang der in der Figur 2A

dargestellten X-Richtung, von zirka 30 mm aufweisen. Entlang einer lateralen Querrichtung, das heißt entlang der in der Figur 2A dargestellten Y-Richtung, kann das Substrat 1 eine laterale Breite von zirka 1 mm aufweisen.

Das Filament 10, wie in der Figur 2A dargestellt, weist in Bezug auf das Substrat 1 eine Asymmetrie hinsichtlich deren Geometrie, nämlich aufgrund der unterschiedlichen

Schichtdicken Dl und D2 der Teilschichten 31 und 32 auf. Die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 können dabei die gleiche Materialzusammensetzung aufweisen. Zum Beispiel können die erste Teilschicht 31 und die zweite

Teilschicht 32 dasselbe Konvertermaterial, insbesondere denselben Typ von LeuchtstoffPartikeln, aufweisen, die in demselben Matrixmaterial eingebunden sind. Alternativ können die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 unterschiedliche Typen von LeuchtstoffPartikeln und/oder unterschiedliche Matrixmaterialien aufweisen. Zum Beispiel weist die erste Teilschicht 31 ein erstes Matrixmaterial, etwa ein erstes Silikonträgermaterial, mit einem ersten

Brechungsindex auf, wobei die zweite Teilschicht 32 ein von dem ersten Matrixmaterial verschiedenes zweites

Matrixmaterial, etwa ein zweites Silikonträgermaterial, mit einem von dem ersten Brechungsindex verschiedenen zweiten Brechungsindex aufweisen kann.

Weisen die Teilschichten 31 und 32 verschiedene

Matrixmaterialien und/oder verschiedene LeuchtstoffZusammensetzungen auf, können die Teilschichten 31 und 32 etwa in Form von zwei Streifen jeweils auf die

Oberseite 11 und auf die Unterseite 12 aufgebracht, etwa dispensiert werden. Auch ist es möglich, dass ein

Konvertermaterial mit einer ersten Viskosität zur Ausbildung der ersten Teilschicht 31 auf die Oberseite des Substrats aufgebracht wird, wobei ein weiteres Konvertermaterial mit einer von der ersten Viskosität verschiedenen zweiten

Viskosität zur Ausbildung der zweiten Teilschicht 32 auf die Unterseite 12 des Substrats aufgebracht wird. Auch ist es möglich, dass das Konvertermaterial und das weitere

Konvertermaterial die gleiche LeuchtstoffZusammensetzung oder unterschiedliche LeuchtstoffZusammensetzungen aufweisen.

Aufgrund der unterschiedlichen Viskositäten der

Konvertermaterialien können die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 vereinfacht mit unterschiedlichen

Schichtdicken ausgebildet werden.

Das in der Figur 2B dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Filament 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu können die Teilschichten 31 und 32 derart ausgebildet sein, dass diese Teilschichten etwa bis auf

Herstellungstoleranzen im Wesentlichen gleiche Schichtdicken aufweisen. Mit anderen Worten kann ein Verhältnis zwischen der ersten Schichtdicke Dl und der zweiten Schichtdicke D2 zirka 1 sein. Die erste Teilschicht 31 und die zweite

Teilschicht 32 können sich jedoch hinsichtlich deren

Materialzusammensetzung etwa im Hinblick auf die

LeuchtstoffZusammensetzung und/oder im Hinblick auf das jeweilige Matrixmaterial voneinander unterscheiden.

Beispielsweise weisen die in der Figur 2B dargestellten

Teilschichten 31 und 32 unterschiedliche Brechungsindizes auf. Insbesondere können die Teilschichten 31 und 32 dieselbe Geometrie aufweisen, etwa hinsichtlich der Schichtdicke oder der Form der jeweiligen Teilschichten. Insbesondere sind die Teilschichten 31 und 32 in Bezug auf das Substrat 1

symmetrisch, etwa spiegelsymmetrisch, ausgestaltet.

Das in der Figur 2C dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2B dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu weist die Konverterschicht 3 eine variierende

vertikale Schichtdicke D entlang der lateralen Längsrichtung auf. Insbesondere nimmt die vertikale Schichtdicke D der Konverterschicht 3 mit zunehmendem vertikalem Abstand von einem Mittelpunkt, etwa von einem geometrischen Mittelpunkt oder von einem Schwerpunkt, des Substrats 1 monoton

insbesondere stetig zu. Dies gilt ebenfalls für die erste Schichtdicke Dl der ersten Teilschicht 31 und für die zweite Schichtdicke D2 der zweiten Teilschicht 32. In Bezug auf das Substrat 1, etwa auf eine XY-Ebene, ist die erste Teilschicht 31 spiegelsymmetrisch zu der zweiten

Teilschicht 32 ausgestaltet. In der Figur 2C sind die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 in Bezug auf eine YZ-Ebene, die senkrecht zu dem Substrat 1 und durch den Mittelpunkt des Substrats 1 hindurch verläuft, insbesondere spiegelsymmetrisch zueinander ausgestaltet. Die in der Figur 2C dargestellte Konverterschicht 3 kann somit die Form eines Hyperboloids aufweisen. Abweichend von der Figur 2C können die Teilschichten 31 und 32 in Bezug auf das Substrat 1 zueinander asymmetrisch ausgebildet sein. Zum Beispiel kann eine der Teilschichten 31 und 32 entlang der lateralen

Längsrichtung eine im Wesentlichen konstante vertikale

Schichtdicke aufweisen, während die andere der Teilschichten 31 und 32 eine entlang der lateralen Längsrichtung variierende Schichtdicke aufweist. Auch ist es möglich, dass die Teilschichten 31 und 32 lokal verschiedene Schichtdicken aufweisen .

Das in der Figur 2D dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu ist das Filament nicht in der XZ-Ebene, sondern in der YZ-Ebene dargestellt. Alternativ oder ergänzend zu dem in der Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10 kann die Konverterschicht 3 in der Figur 2D entlang der lateralen Querrichtung, das heißt entlang der Y-Richtung, eine variierende vertikale Schichtdicke D aufweisen. Die oben im Zusammenhang mit der Figur 2C beschriebenen Merkmale des Filaments 10 entlang der lateralen Längsrichtung gelten insbesondere analog für das in der Figur 2D dargestellte Filament 10 entlang der lateralen Querrichtung. Alternativ ist es möglich, dass die vertikale Schichtdicke D lediglich entlang der lateralen Querrichtung variiert und entlang der lateralen Längsrichtung im Wesentlichen konstant bleibt oder umgekehrt .

Das in der Figur 2E dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu weist die Konverterschicht 3 im Wesentlichen die Form eines Ellipsoids auf. Anders als in den Figuren 2A und 2B, bei dem die Konverterschicht 3 im Querschnitt etwa eine rechteckige Form aufweist, weist die in der Figur 2E

dargestellte Konverterschicht 3 im Querschnitt eine

Ellipsenform auf. Die vertikale Schichtdicke D der

Konverterschicht 3 beziehungsweise die Schichtdicken Dl und D2 der Teilschichten 31 und 32 variieren insbesondere entlang der lateralen Längsrichtung und/oder entlang der lateralen Querrichtung . Gemäß den Figuren 2C bis 2E weist die Konverterschicht 3 beziehungsweise die jeweiligen Teilschichten 31 und 32 der Konverterschicht 3 jeweils eine im Wesentlichen stetig variierende vertikale Schichtdicke entlang der lateralen Richtung, nämlich entlang der lateralen Längsrichtung

und/oder der lateralen Querrichtung, auf.

Das in der Figur 2F dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A oder 2B dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu weist die Konverterschicht 3 eine

zumindest bereichsweise sprunghaft variierende vertikale Schichtdicke D entlang der lateralen Richtung auf. Eine

Konturlinie der ersten Teilschicht 31 weist bereichsweise die Form einer Stufe auf. In Draufsicht auf das Substrat 1 kann die erste Teilschicht 31 ein periodisches Muster aufweisen. In der Figur 2F ist die zweite Schichtdicke D2 der zweiten Teilschicht 32 entlang der lateralen Längsrichtung im

Wesentlichen konstant. Es ist auch möglich, dass die erste Teilschicht 31 entlang der lateralen Längsrichtung eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke aufweist, wobei die zweite Teilschicht 32 entlang der lateralen Längsrichtung eine variierende vertikale Schichtdicke aufweisen kann. Auch ist es möglich, dass sowohl die erste Schichtdicke Dl der ersten Teilschicht 31 als auch die zweite Schichtdicke D2 der zweiten Teilschicht 32 entlang der lateralen Längsrichtung und/oder entlang der lateralen Querrichtung variieren. Das in der Figur 2G dargestellte Ausführungsbeispiel

entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2D dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Filament 10. Im Unterschied hierzu weisen die erste Teilschicht 31 und die zweite

Teilschicht 32 keine - wie in der Figur 2D dargestellt - konkav gekrümmten Oberflächen, sondern - wie in der Figur 2G dargestellt - konvex gekrümmte Oberflächen auf. Des Weiteren weisen die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32 in Bezug auf das Substrat 1 eine Asymmetrie hinsichtlich der Dimension der Teilschichten 31 und 32 auf. Insbesondere weist die erste Teilschicht 31 im Querschnitt einen kleineren

Radius auf als die zweite Teilschicht 32. Sowohl die erste Teilschicht 31 als auch die zweite Teilschicht 32 weisen entlang der lateralen Querrichtung jeweils eine variierende Schichtdicke Dl beziehungsweise D2 auf. Lokal ist die erste Schichtdicke Dl kleiner als die zweite Schichtdicke D2.

Abweichend von der Figur 2D ist es auch möglich, dass die erste Teilschicht 31 lokal größere Schichtdicke aufweist als die zweite Teilschicht 32. Die Teilschichten 31 und 32 in der Figur 2G weisen jeweils eine Oberfläche höherer Ordnung auf. Anders ausgedrückt sind die Oberflächen der Teilschichten jeweils mehrfach stetig differenzierbar. Insbesondere die in den Figuren 2C bis 2G dargestellte Konverterschicht 3 kann beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens zur

Erzielung einer beliebig vorgegebenen Form der

Konverterschicht vereinfachet ausgebildet werden.

Zusammenfassend ist die Konverterschicht 3 in allen

Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 2A bis 2G ist zur Erzielung eines verbesserten Abstrahlprofils des Filaments 10 beziehungsweise eines Leuchtmittels mit einer Mehrzahl von solchen Filamenten derart eingerichtet, dass die

Konverterschicht 3 eine variierende vertikale Schichtdicke entlang einer lateralen Richtung aufweist und/oder sich die erste Teilschicht 31 und die zweite Teilschicht 32

hinsichtlich deren Geometrie, etwa deren Schichtdicke oder deren Form, und/oder deren Materialzusammensetzung

voneinander unterscheiden. Durch eine gezielte Anpassung der Konverterschicht 3 auf der Oberseite 11 und auf der

Unterseite 12 des Substrats wird ein Ausgleich hinsichtlich unterschiedlichen Helligkeitsabstrahlprofils und/oder

Farbortabstrahlprofils in allen Raumrichtungen, nämlich in vertikaler Richtung, in lateraler Querrichtung und in

lateraler Längsrichtung erzielt.

In Figur 3 ist ein Leuchtmittel 100 mit einer Mehrzahl von hier beschriebenen Filamenten 10 dargestellt. Das

Leuchtmittel 100 ist insbesondere eine LED-Retrofit- Glühbirne. Das Leuchtmittel 100 weist ein

strahlungsdurchlässiges kolbenförmiges Gehäuse 4 und einen Sockel 5 auf. Die Filamente 10 sind innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet und sind insbesondere über den Sockel 5 extern elektrisch kontaktierbar . Die Verwendung der hier

beschriebenen Filamente 10 führen ebenfalls zu einem

verbesserten Abstrahlprofil hinsichtlich der Helligkeits- beziehungsweise Leuchtdichtenverteilung oder der

Farbortverteilung des Leuchtmittels 100.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 105 211.6, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugs zeichenliste

10 Filament

100 Leuchtmittel

1 Substrat

11 Oberseite des Substrats

12 Unterseite des Substrats

2 Licht emittierende Diode (LED)

3 Konverterschicht

31 erste Teilschicht der Konverterschicht

32 zweite Teilschicht der Konverterschicht

4 Gehäuse

5 Sockel

D Schichtdicke der Konverterschicht

Dl Schichtdicke der ersten Teilschicht

D2 Schichtdicke der zweiten Teilschicht