DE10108073A1

DE10108073A1 - Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE10108073A1
Application number: DE2001108073
Authority: DE
Inventors: Peter Ludwig; Thomas Kaluba; Ewald Stanitzok
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-02-20
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: DE10108073B4

Abstract

Eine Leuchtvorrichtung weist zumindest ein Leuchtmittel und zumindest eine flexible gedruckte Schaltung auf, auf der das Leuchtmittel mit Ansteuerelektronik montiert ist, wobei die flexible gedruckte Schaltung gleichzeitig als Reflektor für von dem Leuchtmittel abgestrahltes Licht ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung mit zumindest einem Leuchtmittel und zumindest einer flexiblen gedruckten Schaltung, auf der das Leuchtmittel montiert ist.

Grundsätzlich ist der Einsatz von flexiblen gedruckten Schaltungen in Leuchtvorrichtungen sowie die Montage von Leuchtmitteln auf flexiblen gedruckten Schaltungen bekannt. Solche Leuchtvorrichtungen werden beispielsweise verwendet, um Anzeigeeinrichtungen zu beleuchten.

Nachteilig erweisen sich derartige bekannte Leuchtvorrichtungen jedoch bei der homogenen Ausleuchtung großer Flächen, wie beispielsweise bei der Hinterleuchtung von Displays oder Zierteilen im Fahrzeugaußen- oder Innenbereich. Typischerweise werden für solche Anwendungen Elektrolu minszenzfolien, Chip-on-board-Technologien, Matten aus faseroptischen Werkstoffen, Miniaturleuchtstoffröhren, oder dergleichen eingesetzt. Dabei treten jedoch Probleme auf, die mit der Geometrie, insbesondere mit der relativ großen Bauhöhe dieser Produkte verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Leuchtvorrichtung der eingangs ge nannten Art zu schaffen, die bei geringer Bauhöhe große Flächen homo gen auszuleuchten vermag.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Leuchtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 vorgesehen. Eine derartige Leuchtvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die flexible gedruckte Schaltung gleichzeitig als Re flektor für von dem Leuchtmittel abgestrahltes Licht ausgebildet ist.

Bei einer solchen Ausbildung einer Leuchtvorrichtung erfüllt die flexible gedruckte Schaltung nicht nur den Zweck der Stromversorgung, sondern übernimmt gleichzeitig die Aufgabe eines Reflektors. Aufgrund ihrer Bieg samkeit kann die flexible gedruckte Schaltung so geformt werden, daß ein den räumlichen Gegebenheiten angepaßter und optimierter Strahlengang des abgestrahlten Lichts erreicht werden kann. Auf ein zusätzliches Re flektorgehäuse kann somit verzichtet werden, was Gewicht Material ein sparen und den Einbau vereinfachen kann, und dadurch die Herstellung wirtschaftlicher macht. Über Aussparungen in der flexiblen Schaltung kann eine exakte Ausrichtung des Reflektors gewährleistet werden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprü chen, der Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn die flexible gedruckte Schaltung mit einer gesonderten Reflektorschicht versehen ist. Dies kann beispielsweise eine weiße oder anders farbige, entsprechend auf die Wellenlänge des ab gestrahlten Lichts angepaßte Schicht sein, die als Farbstoff oder als Kle befolie auf die flexible gedruckte Schaltung aufgetragen wird. Aufgrund der besonderen reflektierenden Eigenschaften kann das abgestrahlte Licht effektiv und mit geringen optischen Verlusten in eine gewünschte Rich tung gelenkt werden.

In einer bevorzugten baulichen Ausführung weist die flexible gedruckte Schaltung ein Hauptteil und zumindest ein Seitenteil auf, wobei das Sei tenteil mit dem Leuchtmittel bestückt ist und über zumindest einen Ge lenkabschnitt mit dem Hauptteil einstückig verbunden ist. Abhängig vom Verwendungszweck der Anordnung ist auch die Bestückung des Haupt teils mit dem Leuchtmittel denkbar.

Auf diese Weise läßt sich die flexible gedruckte Schaltung in planarem Zu stand fertigen und mit dem Leuchtmittel und ggf. weiteren Bauteilen be stücken. Erst nachdem dies geschehen ist, wird die flexible gedruckte Schaltung in die gewünschte Reflektorform gebracht. Eine vereinfachte Herstellung der Leuchtvorrichtung wird so erreicht.

Bevorzugt ist das Seitenteil gegenüber dem Hauptteil derart umgeklappt, daß das Hauptteil und das Seitenteil winklig, insbesondere rechtwinklig aufeinander stehen, so daß mehrere Seitenteile zusammen mit dem Hauptteil eine Reflektorwanne bilden. Eine derartige Reflektorwanne ver hindert eine Abstrahlung des Lichts, welches von einem innen auf einem Seitenteil befindlichen Leuchtmittel abgestrahlt wird, in unerwünschte Richtungen.

Nach einer besonders vorteilhaften baulichen Ausführung ist im Bereich des Reflektors zusätzlich ein Lichtleiter angeordnet, dessen Form derart ausgebildet ist, daß er das Licht des Leuchtmittels in eine vorbestimmte Richtung, insbesondere senkrecht zur Abstrahlrichtung leitet. Das Licht, welches von einem an einem Seitenteil befindlichen Leuchtmittel abge strahlt wird, wandert also in Abstrahlrichtung durch den Lichtleiter hin durch und kann aufgrund einer gezielten Beeinflussung seiner Oberfläche (durch beispielsweise Bedrucken, oder Strukturieren, durch Lasern oder Ätzen) an vorbestimmten Bereichen des Lichtleiters in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Abstrahlrichtung verläuft aus diesem her austreten. Je nach Ausprägung der Lichtleiteroberfläche kann der Austritt des Lichts dabei auf bestimmt Bereiche beschränkt bleiben, wodurch sich leuchtende Muster erzeugen lassen, oder sich über den gesamten Licht leiter erstrecken, wodurch sich große Flächen homogen ausleuchten las sen.

Vorteilhaft ist dabei, wenn der Lichtleiter zumindest eine Aussparung für das Leuchtmittel aufweist. In diesem Fall läßt sich der Lichtleiter exakt in das von der flexiblen gedruckten Schaltung und dem Leuchtmittel gebil dete Gehäuse einpassen.

Bevorzugt ist der Lichtleiter scheibenartig ausgebildet und in seiner Form der Reflektorwanne angepaßt. Ist der Lichtleiter gerade so dick wie das hochgeklappte Seitenteil, so schließt die Oberfläche des Lichtleiters bün dig mit dem Seitenteil ab und es ergibt sich eine besonders flache Bauhö he der Leuchtvorrichtung.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die flexible ge druckte Schaltung zur Ansteuerung des Leuchtmittels benötigte elektroni sche Bauelemente auf. Aufgrund dieser integrierten Bauweise wird eine zusätzliche Steuerelektronik überflüssig, was den Platzbedarf der Leucht vorrichtung verringert und ihren Einbau erleichtert.

In allen bisher genannten Ausbildungen der Erfindung weist das Leucht mittel bevorzugt zumindest eine SMD-Leuchtdiode auf. Auch eine radial bedrahtete Leuchtdiode kann Anwendung finden. Der Einsatz von Leucht dioden bietet sich besonders an, da diese bei sehr kleiner Bauweise sehr hohe Lichtintensitäten erreichen und sich durch einen großen Abstrahl winkel auszeichnen. Darüber hinaus lassen sich Leuchtdioden je nach Bedarf mit unterschiedlichen Wellenlängen herstellen, so daß es bei ge zielter Anordnung der Leuchtdioden und entsprechender Ausbildung des Lichtleiters möglich ist, verschiedene Bereiche des Lichtleiters in unter schiedlichen Farben erstrahlen zu lassen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung mit Lichtleiter;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer erfin dungsgemäßen flexiblen gedruckten Schaltung im planaren Zustand; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer erfin dungsgemäßen flexiblen gedruckten Schaltung im hochge klappten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung mit einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC) 12 und einem Lichtleiter 10. Die flexible ge druckte Schaltung 12 weist einen rechteckigen Hauptteil 14 auf, mit dem über Gelenkabschnitte 16 vier Seitenteile 18, 20, 22, 24 einstückig verbunden sind. Die längeren zwei Seitenteile 18, 22 sind mittels dreier Ge lenkabschnitte 16 mit dem Hauptteil 14 verbunden, während die kürzeren zwei Seitenteile mittels zweier Gelenkabschnitte 16 mit dem Hauptteil 14 verbunden sind. Alle vier Seitenteile 18, 20, 22, 24 sind so nach oben ge klappt, daß sie mit dem Hauptteil 14 einen im wesentlichen rechten Win kel bilden.

Sowohl der Hauptteil 14 als auch die vier Seitenteile 18, 20, 22, 24 sind mit einer reflektierenden Schicht versehen. Die Schicht kann insbesonde re eine weiße oder anders farbige Oberfläche aufweisen, die entsprechend auf maximale Reflexion von Licht eines bestimmten Wellenlängenspek trums optimiert ist. Weiterhin kann die Schicht in Form einer Folie auf die flexible gedruckte Schaltung 12 aufgebracht werden oder als Farbstoff aufgetragen werden. Im hochgeklappten Zusand bilden die Seitenteile 18, 20, 22, 24 zusammen mit dem Hauptteil 14 eine rechteckige Reflektor wanne.

Im Bereich der Gelenkabschnitte 16 sind an den längeren zwei Seitentei len 18, 22 jeweils drei SMD-Leuchtdioden 24 angebracht. Zwecks gleich mäßiger Verteilung und dadurch resultierender homogener Ausleuchtung sind die Leuchtdioden 24 des Seitenteils 18 gegenüber denen des Seiten teils 22 versetzt angebracht.

Um eine möglichst flache Bauhöhe der Leuchtvorrichtung und gleichzeitig eine sichere Befestigung zu erreichen, ist die Höhe der Seitenteile 18, 20, 22, 24 gerade so gewählt, daß sie unwesentlich größer ist als die Höhe der Leuchtdioden 26.

An einem Eckbereich des Hauptteils befindet sich ein Anschluß 28 für die Energieversorgung der Leuchtvorrichtung. Dargestellt ist die Stromversor gung mittels zweier konventioneller Rundleiter 30. Es ist jedoch auch möglich, die FPC direkt als Zuleitung auszuführen, so daß auf zusätzliche Rundleiter verzichtet werden kann. Alternativ können Steckerstifte un mittelbar auf die flexible Schaltung aufgebracht werden und somit eine Kontaktierung mittel Stecker ermöglichen. Vorgesehen ist außerdem die Integration elektronischer Bauelemente (nicht gezeigt) in der flexiblen ge druckten Schaltung 12, die zur Ansteuerung der Leuchtdioden (24) benö tigt werden. Eine zusätzliche, außerhalb der Leuchtvorrichtung liegende Steuerelektronik wird auf diese Weise überflüssig.

Im Inneren der Reflektorwanne ist der Einsatz eines flachen, quaderförmi gen Lichtleiters 10 vorgesehen. Dieser ist in seinen Abmessungen der Länge und der Höhe der Seitenteile 18, 20, 22, 24 angepaßt. Weiterhin weist der Lichtleiter 10 an seinen langen Stirnflächen 32, 34 Aussparun gen 36 auf, die derart ausgebildet sind, daß sie mit den Leuchtdioden 26 formschlüssig ineinander greifen. Auf diese Weise kann der Lichtleiter 10 paßgenau und bündig in die Reflektorwanne eingesetzt werden. Der Lichtleiter 10 kann aus einem farblosen, klaren Material bestehen, durch welches das von den Leuchtdioden 26 abgestrahlte farblich unverfälscht geleitet wird. Der Lichtleiter 10 kann auch eingefärbt sein, um einen be sonderen farblichen Eindruck der Leuchtvorrichtung hervorzurufen und/oder mit Diffusorpartikeln versehen sein um die Homogenität der Lichtabstrahlung zu verbessern.

Die Oberflächen der Aussparungen 36 sind so behandelt, daß das von den Leuchtdioden abgestrahlte Licht möglichst verlustfrei in den Lichtleiter eintreten kann. Die untere Fläche des Lichtleiters 10 dagegen ist ganzflä chig oder bereichsweise durch Bedrucken, Lasern oder andere Strukturie rungsmethoden derart modifiziert, daß das von den Leuchtdioden abge strahlte Licht an diesen Bereichen senkrecht zur Abstrahlrichtung aus treten kann.

Fig. 2 zeigt einen Eckbereich der Leuchtvorrichtung im planaren Zustand:
Durch Eingießen oder Laminieren und gegebenenfalls Ausstanzen wurde ein flacher Zuschnitt einer flexiblen gedruckten Schaltung 12 gebildet. Im gleichen oder in einem nachfolgenden Schritt wurden zusätzlich längliche Aussparungen 40 in die flexible gedruckte Schaltung 12 eingefügt, welche die Seitenteile 18, 20 vom Hauptteil 14 trennen und welche lediglich durch die Gelenkabschnitte 16 unterbrochen sind. In einer Ecke der flexi blen gedruckten Schaltung 12 ist eine derartige Ausnehmung 42 vorgese hen, daß sich für die Seitenteile 18, 20 gerade eine Länge ergibt, daß sie im hochgeklappten Zustand (Fig. 3) sich nicht überlappen, sondern mit ihren Kanten gerade aneinander stoßen.

Die auch in den Gelenkabschnitten 16 vorliegende Biegsamkeit der flexi blen gedruckten Schaltung 12 genügt, um ein Umklappen der Seitenteile 18, 20 zu ermöglichen (Fig. 3).

Auf dem Seitenteil 18 im Bereich des Gelenkabschnitts 16 ist eine mon tierte Leuchtdiode 26 dargestellt. Weiterhin ist ein Anschluß der flexiblen gedruckten Schaltung 12 an eine Stromversorgung mittels herkömmlicher Rundleiter 30 vorgesehen.

Bezugszeichen

10

Lichtleiter

12

flexible gedruckte Schaltung

14

Hauptteil

16

Gelenkabschnitt

18

Seitenteil

20

Seitenteil

22

Seitenteil

24

Seitenteil

26

Leuchtdiode

28

Anschluß

30

Rundleiter

32

Stirnfläche

34

Stirnfläche

36

Aussparung

38

obere Fläche

40

Aussparung

42

Ausnehmung

Claims

1. Leuchtvorrichtung mit zumindest einem Leuchtmittel (26) und zu mindest einer flexiblen gedruckten Schaltung (12), auf der das Leuchtmittel (26) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (12) gleichzeitig als Reflektor für von dem Leuchtmittel (26) abgestrahltes Licht ausgebildet ist.

2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (12) mit einer gesonderten Re flektorschicht versehen ist.

3. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (12) ein Hauptteil (14) und zu mindest ein Seitenteil (18-24) aufweist, wobei das Seitenteil mit dem Leuchtmittel (26) bestückt ist und über zumindest einen Gelenkab schnitt (16) mit dem Hauptteil (14) einstückig verbunden ist.

4. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenteil (18-24) gegenüber dem Hauptteil (14) derart um geklappt ist, daß das Hauptteil und das Seitenteil winklig, insbe sondere rechtwinklig aufeinander stehen.

5. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Seitenteile (18-24) zusammen mit dem Hauptteil (14) eine Reflektorwanne bilden.

6. Leuchtvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Reflektors zusätzlich ein Lichtleiter (10) ange ordnet ist, dessen Form derart ausgebildet ist, daß er das Licht des Leuchtmittels (26) in eine vorbestimmte Richtung, insbesondere senkrecht zur Abstrahlrichtung leitet.

7. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (10) zumindest eine Aussparung (36) für das Leuchtmittel (26) aufweist.

8. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiter (10) scheibenartig ausgebildet ist und in seiner Form der Reflektorwanne angepaßt ist.

9. Leuchtvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible gedruckte Schaltung (12) zur Ansteuerung des Leuchtmittels (26) benötigte elektronische Bauelemente aufweist.

10. Leuchtvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtmittel (26) zumindest eine SMD-Leuchtdiode auf weist.