Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein

Verfahren zur Montage und Kontaktierung eines

Leuchtmittels mit Leuchtdioden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Technisches Gebiet

Derartige Leuchtmittel werden in Beleuchtungssystemen oder zur Effektbeleuchtung verwendet, um eine Beleuchtung von Räumen oder Wegen oder auch von Werbeschriften oder zu Werbezecken zu erreichen. Üblicherweise werden dabei die Leuchtmittel von Betriebsgeräten angesteuert und bei Bedarf aktiviert. Für eine derartige Beleuchtung werden anorganische und organische Leuchtdioden (LED) als

Lichtquelle genutzt.

Stand der Technik

Zur Beleuchtung werden anstelle von Gasentladungslampen und Glühlampen immer häufiger auch Leuchtdioden als

Lichtquelle eingesetzt. Die Effizienz und Lichtausbeute von Leuchtdioden wird immer stärker erhöht, so dass sie bei verschiedenen Anwendungen der Allgemeinbeleuchtung bereits zum Einsatz kommen. Sie bieten den Vorteil, dass Leuchtdioden verschiedener Farbe gemischt werden können und somit farbveränderliche Beleuchtungen realisiert werden können. Allerdings sind Leuchtdioden

Punktlichtquellen und strahlen stark gebündeltes Licht aus . In der Allgemeinbeleuchtung, beispielsweise von Büroräumen oder auch bei Wegbeleuchtungen oder der Beleuchtung von Treppenhäusern, wird vom Anwender jedoch eine möglichst flächige und gleichmäßige Beleuchtung gefordert.

Um eine großflächige Beleuchtung oder auch eine

Beleuchtung mit vielen Lichtpunkten zu realisieren, ist daher ein System notwendig, wie die einzelnen Leuchtmittel auf einfache Weise platziert werden können.

Darstellung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Leuchtmittel und ein Verfahren bereitzustellen, welches die Montage und das Kontaktieren eines Leuchtmittels mit Leuchtdioden ohne die oben genannten Nachteile bzw. unter einer deutlichen

Reduzierung dieser Nachteile ermöglicht.

Diese Aufgabe wird für eine gattungsgemäße Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und für ein Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 10 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße Lösung für ein Leuchtmittel mit

Leuchtdioden beruht auf dem Gedanken, dass die

Leuchtdioden auf einem Trägerelement angeordnet sind und Das Trägerelement mit zumindest einem Kabel elektrisch verbunden ist, wobei das Trägerelement Durchlaßöffnungen im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Kabels aufweist, und wobei das Kabel mittels eines

Schmelzklebestoffes mechanisch mit dem Trägerelement verbunden ist und der Schmelzklebestoff das Kabel

umschließt, wobei der Schmelzklebestoff auf beiden Seiten des Trägerelements angeordnet ist und die

Durchlaßöffnungen ausfüllt.

Auf diese Weise ist es möglich, eine einfache und

mechanisch stabile Kontaktierung mit einem Kabel für ein Leuchtmittel mit Leuchtdioden zu erreichen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels

Fig. 2 zeigt eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels mit Ansicht der zusammengesetzten Elemente Fig. 3 zeigt weitere Ansichten eines erfindungsgemäßen Leuchtmittels

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines

Ausführungsbeispiels eines Leuchtmittels mit Leuchtdioden erklärt. Vorzugsweise bilden die Leuchtmittel sogenannt LED-Module oder Leuchtdioden-Module.

Wie in der Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Leuchtdioden 1, 2 und 3 die Lichtquellen des Leuchtmittels A.

Anstelle jeweils einer einzelnen Leuchtdiode 1 kann aber auch jeweils eine Gruppe von Leuchtdioden 1', 1'', ' ' ' zusammengefasst sein. Die Leuchtdioden 1, 2 und 3 sind auf einem Trägerelement 4 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist das

Trägerelement 4 als Leiterplatte ausgebildet.

Das Trägerelement 4 besitzt weiterhin eine mehreckige Grundfläche. Das Trägerelement 4 kann optional in einem Gehäuse eingesetzt werden (nicht dargestellt) . Das

Trägerelement 4 weist eine oder mehrere Durchlaßöffnungen 21 auf. Vorzugsweise sind mehrere Durchlaßöffnungen 21 in nahem Abstand zueinander vorhanden. Die Durchlaßöffnungen 21 können als Öffnungen in dem Trägerelement 4 ähnlich zu Durchkontaktierungen bei Leiterplatten ausgebildet sein.

Weiterhin weist das Trägerelement 4 Kontaktstellen 8 auf. Die Kontaktstellen 8 sind elektrisch direkt oder indirekt mit den Leuchtdioden 1, 2 und 3 verbunden. Eine indirekte elektrische Verbindung liegt dann vor, wenn eine

Ansteuerelektronik (beispielsweise eine Treiberschaltung) vorhanden ist, über die der Strom durch und / oder die Spannung über den Leuchtdioden 1, 2, 3 eingestellt wird.

Das Kabel 9 wird vorzugsweise durch eine isolierte

Leiterader gebildet, beispielsweise einen Draht.

In Fig. 2 ist in mehreren Perspektiven ein Leuchtmittel mit mindestens einer Leuchtdiode 1,2 und 3 dargestellt. Auf einem Trägerelement 4 sind vorzugsweise auf der

Oberseite die Leuchtdioden 1,2,3 angeordnet. Zumindest ein Kabel 9 ist mit dem Trägerelement 4 elektrisch verbunden. Das Trägerelement 4 weist im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Kabels 9 und vorzugsweise in der Nähe des Kabels 9 Durchlaßöffnungen 21 auf. Das Kabel 9 ist mittels eines Schmelzklebestoffes 20 mechanisch mit dem Trägerelement 4 verbunden. Der Schmelzklebestoff 20 umschließt das Kabel 9, wobei der Schmelzklebestoff 20 auf beiden Seiten des Trägerelements 4 angeordnet ist und die Durchlaßöffnungen 21 ausfüllt. Im ausgehärteten Zustand bildet der Schmelzklebestoff 20 ein Zugentlastungselement für das Kabel 9 und übernimmt somit die Funktion einer Zugentlastung. Das Zugentlastungselement in Form des Schmelzklebestoffs 20 stellt die mechanische Verbindung zwischen Kabel 9 und Trägerelement 4 sicher.

Die Kontaktstellen 8 können als Lötstelle ausgebildet sein. Die Kontaktstellen 8 sind vorzugsweise in der Nähe der Durchlaßöffnungen 21 angeordnet. Vorzugsweise erfolgt die elektrische Kontaktierung des Kabels 9 mit dem

Trägerelement 4 als Lötverbindung. Zu diesem Zweck kann das Kabel 9 an den entsprechenden Kontaktierungspunkten abisoliert sein und mittels Lötverbindung jeweils mit einer Kontaktstelle 8 verlötet werden, um eine elektrische Kontaktierung zwischen Trägerelement 4 und Kabel 9 zu erreichen .

Alternativ kann eine elektrische Kontaktierung des Kabels 9 mit dem Trägerelement 4 mittels eines Crimp-Kontaktes (Klammerung) oder beispielsweise eines Piercingkontaktes erfolgen .

Vorzugsweise erfolgt dabei die elektrische Kontaktierung des Kabels 9 mit dem Trägerelement 4 jeweils über eine elektrische Kontaktierung des Kontaktierungspunkten des Kabels 9 mit einer Kontaktstelle 8, wobei die

Kontaktstellen 8 elektrisch direkt oder indirekt mit den Leuchtdioden 1, 2 und 3 verbunden sind. Die Oberseite des Trägerelementes 4 kann als Reflektor ausgebildet sein oder eine reflektive Oberfläche haben.

An der Unterseite des Trägerelementes 4 kann ein

Befestigungsmittel, vorzugsweise ein Klebeband, angeordnet sein .

Eine Linse kann das Trägerelement 4 mit den Leuchtdioden 1,2,3 abdecken. Die Linse kann mit dem Gehäuse oder dem Trägerelement 4 derart verbunden sein, dass die

Leuchtdioden 1,2,3 gegen Eintritt von Feuchtigkeit

geschützt sind. Die Linse kann als optisches Element auf das Trägerelement 4 aufgesetzt sein. Die Linse kann auch als mindestens ein Globe Top ausgebildet sein.

Die Leuchtdioden 1 und 2 sind in Surface Mount Technologie (SMT) oder Chip-on-Board Technologie (COB) auf dem

Trägerelement 4 aufgebracht.

Bei Aufbringung der Leuchtdioden 1, 2 und 3 in Surface Mount Technologie (SMT) können diese als SMD-Leuchtdioden ausgebildet sein.

Durch Anwendung der Chip-on-Board (COB) Technologie für das Aufbringen der LED kann eine sehr gute thermische Ankopplung der LED an das Trägerelement 4 erreicht werden, zudem ermöglicht die Chip-on-Board (COB) Technologie eine sehr enge Bestückung von Leuchtdioden, wodurch bei einer Platzierung von Gruppen von Leuchtdioden eine sehr

homogene Lichtverteilung erzielt werden kann. Die Leuchtdioden 1, 2 und 3 können aus einem LED- Halbleiterchip bestehen, der durch eine Vergußmasse abgedeckt werden kann.

Diese linsenförmige Vergußmasse, welche vorteilhafterweise sehr transparent ist, schützt zum einen die LED- Halbleiterchips und kann zusätzlich als Linse wirken, um die von den LED-Halbleiterchips emittierte Lichtstrahlung auszurichten und optimal auszukoppeln. Diese Linse aus Vergussmasse wird im Allgemeinen als Primäroptik der

Leuchtdiode bezeichnet. Die Linse kann als mindestens ein Globe Top ausgebildet sein. Die Vergussmasse hat eine Linsenwirkung und kann auch einen Farbkonversionsstoff enthalten. Durch den Farbkonversionsstoff kann

beispielweise das Licht eines blauen LED-Halbleiterchips in weißes Licht umgewandelt werden.

An der Unterseite des Trägerelements 4 kann ein

Befestigungselement 13 angebracht sein, welches entweder mit einer Profilschiene oder zum Anbringen an einem

Gehäuse eines Lichtkastens genutzt werden kann.

Vorzugsweise bei Vorhandensein eines Gehäuses kann die Kontaktierung des Kabels 9 gegen Eintritt von Feuchtigkeit geschützt sein. Durch eine Abdichtung des Gehäuses beispielsweise mittels Dichtlippen kann ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Leuchtmittel verhindert werden und somit ein Leuchtmittel der Schutzklasse IP65 hergestellt werden. Ein Eindringen von Feuchtigkeit könnte

beispielweise zu einem Kurzschluss in dem Leuchtmittel oder auch zur beschleunigten Alterung der Leuchtdioden führen . Das Trägerelement 4 weist vorteilhafterweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, um die von den Leuchtdioden 1 und 2 erzeugte Wärme effektiv abzuführen und die Temperatur der LED-Halbleiterchips möglichst niedrig zu halten. Das Trägerelement 4 kann zumindest auch teilweise als

Reflektor ausgebildet sein, um eine bessere

Lichtauskoppelung durch die Leuchtdioden 1 und 2 zu erreichen .

Das Trägerelement 4 besteht vorzugsweise aus einem

elektrisch isolierenden Material. Das Trägerelement 4 kann aus einem KunstStoffmaterial , einem mit Epoxidharz getränktes Glasfasersubstrat, einem Keramiksubstrat, aus Glas oder auch Siliziumsubstrat bestehen. In einer

beispielhaften Ausführung kann das Trägerelement 4 aus einem Keramiksubstrat bestehen. Vorzugsweise kann das Keramiksubstrat als LTCC Struktur (Low Temperature Cofired Ceramic) realisiert sein. Durch die Anwendung einer LTCC Struktur ist eine zumindest teilweise Integration von Bauelementen wie Widerständen oder Kapazitäten oder auch Leiterbahnen möglich. Durch die zumindest teilweise

Integration kann ein Teil der Ansteuerelektronik 19 für die Leuchtdioden 1 und 2 in das Trägerelement 4 integriert sein .

Bei einem Teil der Ansteuerelektronik 19 kann es sich beispielsweise um die Treiberschaltung oder einen Teil davon, eine Interfaceschaltung oder auch um einen Sensor, wie beispielweise einen Temperatur-, Helligkeits- oder Farbsensor, zur Überwachung der Leuchtdioden 1 und 2 handeln. Beispielsweise kann auch eine Temperaturüberwachungsschaltung vorhanden sein, wobei mittels eines Temperatursensors die Temperatur an den Leuchtdioden 1, 2 und 3 oder auf dem Trägerelement 4 erfasst wird, und im Falle eines Überschreitens eines Grenzwertes für eine Temperatur kann der Strom oder die Leistung an den

Leuchtdioden 1, 2 und 3 reduziert werden.

Beispielsweise sind die Zuleitungen für die Leuchtdioden 1 und 2 in das Trägerelement 4 integriert. Die elektrischen Zuleitungen für die Leuchtdioden 1 und 2 können aber vorzugsweise auf dem Trägerelement 4 aufgebracht sein.

Auf, in und/oder unter dem Trägerelement 4 kann eine

Ansteuerelektronik 19 zur Ansteuerung und / oder

Überwachung der Leuchtdioden 1,2,3 angebracht sein.

Beispielsweise kann auf der Oberseite und/oder auf der Unterseite des Trägerelements 4 eine Ansteuerelektronik 19 sein .

Beispielsweise kann bei einer Anwendung einer

Mehrschichtleiterplatte als Trägerelement 4 zumindest ein Teil der Ansteuerelektronik 19 in die

Mehrschichtleiterplatte eingebettet sein.

Das Trägerelement 4 kann auch eine Leiterplatte sein, die mit einer metallischen Platte verstärkt wird. Die

metallische Platte kann dabei zur besseren Wärmeabfuhr und auch zur Erhöhung der Stabilität beitragen.

Die Ansteuerelektronik 19 kann beispielweise eine

Treiberschaltung für die Leuchtdioden 1,2,3, aber auch eine Überwachungsschaltung für die Leuchtdioden 1,2,3 umfassen .

Beispielsweise können elektrische, thermische und / oder optische Parameter der Leuchtdioden 1,2,3 oder des

gesamten Leuchtmittels erfasst und überwacht werden. Zumindest eine der Leuchtdioden 1,2,3 kann eine organische oder eine anorganische Leuchtdiode sein.

Mit Hilfe eines oder mehrerer erfindungsgemäßen

Leuchtmittel kann eine Werbebeleuchtung oder auch eine Effektbeleuchtung realisiert werden. Vorzugsweise können die Leuchtdioden 1,2,3 einzeln oder in Gruppen angesteuert werden. Somit kann beispielsweise eine Werbebeleuchtung aufweisend einen Lichtkasten mit zumindest einem

Leuchtmittel gemäß der Erfindung aufgebaut werden.

Mit Hilfe eines oder mehrerer erfindungsgemäßen

Leuchtmittel kann aber auch eine Profilschiene bestückt werden. Dabei kann die Profilschiene mit zumindest einem Leuchtmittel zur Bildung einer linearen Lichtquelle, insbesondere zur Beleuchtung von Kühlmöbeln oder

Buchstaben, genutzt werden.

Somit wird ein Verfahren zur wiederlösbaren Kontaktierung eines Leuchtmittels mit mindestens einer Leuchtdiode 1,2,3 ermöglicht, aufweisend ein Trägerelement 4, auf dem die Leuchtdioden 1,2,3 angeordnet sind,

wobei das Trägerelement 4 Durchlaßöffnungen 21 im Bereich der elektrischen Kontaktierung des Kabels 9 und

vorzugsweise in der Nähe des Kabels 9 aufweist,

aufweisend die folgenden Schritte:

Kontaktieren des Kabels 9 mit dem Trägerelement 4,

Aufbringen eines Schmelzklebestoffes 20 auf das Kabel 9 und das Trägerelement 4, wobei der Schmelzklebestoff 20 das Kabel 9 umschließt und somit das Kabel 9 mechanisch mit dem Trägerelement 4 verbindet, wobei der Schmelzklebestoff 20 derart auf das Trägerelements 4 aufgebracht wird, dass der Schmelzklebestoff 20 die

Durchlaßöffnungen 21 ausfüllt und auf beiden Seiten des Trägerelements 4 angeordnet ist.

Der Schmelzklebestoff 20 kann mittels Spritzgußverfahren und vorzugsweise bei einer Temperatur unter 230 Grad

Celsius, und insbesondere bei einer Temperatur über 180 Grad Celsius auf das Trägerelement 4 aufgebracht werden.

Der Schmelzklebestoff 20 kann derart auf die Oberseite des Trägerelementes 4 aufgebracht werden, dass der

Schmelzklebestoff 20 die Durchlaßöffnungen 21 durchdringt und auf der Unterseite des Trägerelements 4 aus den

Durchlaßöffnungen 21 heraustritt.

Der Verfahrensschritt des Auftragens des

Schmelzklebestoffs 20 kann derart erfolgen, dass auf beiden Seiten des Trägerelements 4 eine Gießform

aufgesetzt wird.

Der Schmelzklebestoff 20 wird vorzugsweise bei einem Druck von ca. 40 bar durch Einspritzen in die Gießform auf das Trägerelement 4 aufgetragen.

Es wird dadurch ein Verfahren zur Kontaktierung eines Leuchtmittels ermöglicht, welches auf sehr einfache und kostengünstige Weise realisiert werden kann und

gleichzeitig eine hohe mechanische Stabilität für das Leuchtmittel und insbesondere die Kontaktierung des Kabels sicherstellt . Dadurch ist eine Anordnung von mehreren Leuchtmitteln auf einem Kabel 9 möglich, bei der die Beabstandung von mehreren Leuchtmittel zueinander auf dem Kabel 9 durch entsprechende Beabstandung der einzelnen Leuchtmittel zueinander wählbar ist (d.h. der jeweilige Abstand

zwischen 2 Leuchtmitteln) .

In Fig. 3 sind verschiedene Ansichten mehrerer mit Kabeln 9 verbundener Leuchmittel gemäß der Erfindung dargestellt.

Das Kabel 9 kann beispielsweise auch mit einem seiner beiden Enden mit dem Trägerelement 4 verbunden und

kontaktiert werden. In diesem Fall kann mittels des

Zugentlastungselements in Form des Schmelzklebestoffs 20 eine einzelne Verbindung von einem Kabel zu einem

Trägerelement 4 eines Leuchtmittels hergestellt werden.

Das Leuchtmittel kann auf einer Profilschiene angebracht sein. Das Trägerelement 4 kann an einer Profilschiene angebracht sein und innerhalb der Profilschiene verschoben werden. Dabei kann das Trägerelement 4 an einer

Profilschiene lösbar angebracht sein. Es kann

beispielweise in die Profilschiene eingeklemmt werden.

Die Profilschiene mit zumindest einem Leuchtmittel kann zur Bildung einer linearen Lichtquelle, insbesondere zur Beleuchtung von Kühlmöbeln oder Buchstaben, genutzt werden .