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1. WO2013007234 - LUMINOUS MEANS COMPRISING AT LEAST ONE ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE

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[ DE ]

Leuchtmittel mit wenigstens einer organischen, Licht emittierenden Diode

Die Erfindung betrifft ein Leuchtmittel mit wenigstens einer organischen, Licht emittierenden Diode (OLED), die auf einem Trägermaterial aufgebracht sind, welches mit einer metallischen Schicht bedampft ist, die der Spannungsversorgung der OLED dient und hierfür mit Anschlussleitern in Verbindung steht.

Neben der Anwendung von anorganischen LEDs zum Ersatz herkömmlicher Leuchtmittel finden auch vermehrt LEDs Einsatz, die auf organischer Halbleitertechnik beruhen. Leuchtmittel mit organischen, Licht emittierenden Dioden (OLED) umfassen zumeist ein plattenförmiges Trägermaterial, insbesondere Glas, auf welchem die organischen Halbleiterbauteile aufgesetzt sind. Die Spannungs- und Stromversorgung übernimmt eine auf das Trägermaterial aufgedampfte Metallschicht. Rückseitig ist das Trägermaterial mit einer Abdeckung, zumeist einer weiteren Glasplatte, versehen. Die organischen Halbleiterbauteile sind so zwischen Trägermaterial und Abdeckung gelagert. Die Abdeckung lässt jedoch in Randbereichen den Zugang zur metallischen Schicht frei, so dass diese auf verschiedene Arten elektrisch kontaktiert werden kann.

So ist es beispielsweise bekannt, elektrische Leiter mit einem speziellem, leitfähigen Kleber auf der metallischen Schicht zu fixieren, um Elektrizität einspeisen zu können. Es besteht auch die Möglichkeit, mit einem leitfähigen Elastomer eine Verbindung herzustellen. Schließlich existiert ein Verfahren, um flexible Leiterplatten an der metallischen Schicht des Trägermaterials zu befestigen.

Die vorgenannten Möglichkeiten zur elektrischen Anbindung von Leuchtmitteln mit organischen LEDs haben ihre spezifischen Nachteile. So sind Klebeverbindungen gegenüber scherenden Beanspruchungen ausgesprochen empfindlich, weshalb solchermaßen elektrisch

BESTÄTIGUNGSKOPIE

angebundene Leuchtmittel gewöhnlich innerhalb von Gehäusen mit separaten Anschlusskontakten angeordnet sind.

Bei der Nutzung von elektrisch leitenden Elastomeren ist es erforderlich, eine Kompression der Elastomere herbeizuführen, weshalb auch hier das Leuchtmittel gegen ein Widerlager gepresst werden muss. Zudem sind die Übergangswiderstände vom Elastomer zum Leuchtmittel vergleichsweise hoch.

Die Nutzung von flexiblen Leiterplatten zur elektrischen Anbindung organischer LEDs ist aufgrund der Empfindlichkeit der elektrischen Leiterplatten auch nur in bestimmten Anwendungsfällen sinnvoll.

Der vorgenannte Stand der Technik ist beispielsweise in Herstellerrichtlinien zur Kontaktierung von OLEDs beschrieben.

Eine Möglichkeit, OLEDs beinhaltende Leuchtmittel zu haltern, ist beispielsweise in DE 20 2006 012 937 U1 dargestellt und aus WO 2008/074431 A1 bekannt.

Zusammenfassend besteht im Stand der Technik ein dringender Bedarf, die elektrische Kontaktierung von OLEDs beinhaltenden Leuchtmitteln wie auch deren Halterung zu verbessern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vorteilhafte elektrische Anbindung und Halterung von Leuchtmitteln auf Basis von OLEDs bereitzustellen.

Gelöst wird die Aufgabe von einem Leuchtmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , welches sich dadurch kennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlusskontakt einerseits stoffschlüssig an zumindest der metallischen Schicht angebunden ist und andererseits unmittelbar in einem Isolierstoffgehäuse festgelegt ist.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Anschlusskontakt nicht nur der Spannungsversorgung des Leuchtmittels, sondern auch zu dessen Halterung an einem anderen Bauteil dient. Dabei ist der Kontakt unmittelbar im Isolierstoff festgelegt, welcher seinerseits beispielsweise ein Bauteil einer Leuchte darstellen kann, bevorzugt jedoch als eine Art Sockel des Leuchtmittels dient. Die bislang getrennt voneinander betrachteten und gelösten Aufgaben der elektrischen Kontaktierung und der mechanischen Halterung des Leuchtmittels werden hier in einem Bauteil vereint.

Zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung zwischen metallischer Schicht des Trägermaterials und Anschlusskontakt ist insbesondere das Ultraschall-Löten vorgesehen. Ein Schweißen oder Kleben ist jedoch ebenfalls möglich.

Üblicherweise werden OLED-Leuchtmittel mit mehreren Anschlusskontakten pro Pol versehen, um eine gleichmäßige Spannungsund Stromversorgung über die mit OLEDs versehene Trägerfläche sicherzustellen. Üblicherweise sind pro Pol mehrere Kontakte vorgesehen. Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform das Isolierstoffgehäuse das Leuchtmittel einbettet und so einen Sockel für das Leuchtmittel im klassischen Sinne bildet, können in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gleichartige Pole innerhalb des Isolierstoffgehäuses miteinander elektrisch verbunden werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass lediglich zwei der Anschlusskontakte der externen elektrischen Anbindung dienen und der ansonsten notwendige Verdrahtungsaufwand erheblich reduziert ist.

Es ist denkbar und vorteilhaft, wenn die mit der metallischen Schicht in Verbindung stehenden Kontakte mittelbar, aber insbesondere unmittelbar von außen zugänglich im Isolierstoffgehäuse gelagert sind. So kann an den Anschlusskontakten Elektrizität zur Versorgung eines weiteren Leuchtmittels abgenommen werden.

Die Funktion des Anschlusskontaktes als mechanisches Halteelement für das Leuchtmittel in einem Isolierstoff ermöglicht es, ein Isolierstoffgehäuse bzw. einen Sockel für das Leuchtmittel zu schaffen, der mit der Oberflächenebene der Sichtfläche des Leuchtmittels abschließt und dieses nicht überdeckt. So sind durch Aneinanderreihen mehrerer gleichartiger Leuchtmittel einheitliche Flächenleuchten herstellbar.

Weitere Vorteile der Erfindung folgen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 : ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel in Explosions- darstellung,

Fig. 2 das zusammengesetzte Leuchtmittel gemäß Fig. 1 in vertikaler Schnittdarstellung,

Fig. 3: Eine Teilansicht des Leuchtmittels gemäß Fig. 2 mit Blick auf einen Anschlusskontakt.

In den Figuren ist ein Leuchtmittel gemäß der Erfindung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 versehen. Das Leuchtmittel 10 umfasst zunächst eine Trägerplatte 11 aus Glas, deren von einem Betrachter wahrzunehmenden Sichtfläche 12, die die Licht emittierende Oberfläche 13 bildet, hinsichtlich der Fig. 1 nach oben gewandt ist.

Auf der Unterseite der Trägerplatte 11 ist zunächst eine hier nicht näher dargestellte metallische Schicht aufgedampft, die im Randbereich der Trägerplatte 11 frei zugänglich ist und der Anbindung von elektrischen Anschlüssen dient. In einem durch eine Abdeckplatte 14 überdeckten

Bereich bildet die metallische Schicht Leiterbahnen zur Spannungsversorgung von auf der Trägerplatte 11 aufgebrachten, organischen, Licht emittierenden Dioden (OLED) aus. Die Abdeckplatte 14 ist auf der der Sichtfläche abgewandten Seite der Trägerplatte 11 angeordnet, so dass insbesondere die OLEDs zwischen Trägerplatte 11 und Abdeckplatte 14 liegen.

Unterhalb der Abdeckplatte 14 ist in Fig. 1 ein Kühlkörper 15 dargestellt, der in seinen Abmessungen in etwa der Abdeckplatte 14 entspricht und in zusammengesetztem Zustand des Leuchtmittels 10 unmittelbar an der Abdeckplatte 14 angesetzt ist. Der Kühlkörper 15 dient der Abfuhr der beim Betrieb der OLEDs entstehenden Wärme.

Dargestellt sind weiterhin elektrische Anschlusskontakte 16. Diese weisen eine zur Trägerplatte 11 gerichtete Kontaktfläche 17 auf, mit welcher sie an der im Randbereich der Trägerplatte 11 zugänglichen, metallischen Schicht angeordnet werden. Die Kontaktfläche 17 wird durch einen ersten Kontaktschenkel 18 des Anschlusskontaktes 16 gebildet. Ein zweiter Kontaktschenkel 19 des Anschlusskontaktes 16 ist in Fig. 1 rechtwinklig zum ersten Kontaktschenkel 18 angeordnet und mit einer Halteöffnung 20 versehen. Schließlich ist in Fig. 1 ein rahmenartiges Isolierstoffgehäuse 21 dargestellt, welches die vorbeschriebenen Bauteile aufnimmt.

In Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch das Leuchtmittel 10 der Fig. 1 gezeigt. Das Leuchtmittel 10 ist in Fig. 2 zusammengesetzt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, schließt das Isolierstoffgehäuse 21 mit der Ebene der Sichtfläche 1 ab. Keine Teile des Isolierstoffgehäuses 21 bedecken die Sichtfläche 12.

Die Anschlusskontakte 16 sind stoffschlüssig mit der auf die Trägerplatte 11 unterseitig aufgedampften metallischen Schicht über die Kontaktfläche 17 des ersten Kontaktschenkels 18 verbunden. Die Halteöffnung 20 des

zweiten Kontaktschenkels 19 ist von einem Haltezapfen 12 durchgriffen, der vom Isolierstoffgehäuse 21 ausgebildet ist. Der Kühlkörper 15 ist an der Abdeckplatte 14 angeordnet. Zur Optimierung des Wärmeüberganges von der Abdeckplatte 14 auf den Kühlkörper 15 kann im Bereich der aneinandergrenzenden Oberflächen eine Wärmeleitpaste oder -folie vorgesehen sein. Der dem Kühlkörper 15 naheliegende Bodenbereich des Isolierstoffgehäuses 21 ist mit einer Ausnehmung 23 versehen. Über diese ist es möglich, einen weiteren, leuchtenseitigen Kühlkörper mit dem Kühlkörper 15 des Leuchtmittels 10 zu kontaktieren, um die Wärmeabfuhr weiter zu verbessern.

Fig. 3 zeigt den in Bezug auf Fig. 2 linksseitigen Teilabschnitt des Leuchtmittels 10. In dieser Darstellung ist noch einmal besonders gut die Verankerung des Anschlusskontaktes 16 im Isolierstoffgehäuse 21 zu entnehmen. Das Durchgreifen der Halteöffnung 20 des zweiten Kontaktschenkels 19 durch den Haltezapfen 22 führt zu einem Formschluss zwischen Isolierstoffgehäuse 21 und Anschlusskontakt 16. Zwischen dem ersten Kontaktschenkel 18 und der metallischen Schicht der Trägerplatte 11 wird ein Stoffschluss hergestellt. Dies geschieht in bevorzugter Weise mittels eines Ultraschall-Lötverfahrens. Andere stoffschlüssige Verbindungsarten wie das Schweißen oder Kleben sind jedoch denkbar.

Zur Halterung des aus Trägerplatte 11 , Abdeckplatte 14 und den dazwischen gelagerten OLEDs gebildete und bei Bedarf um einen Kühlkörper 15 ergänzten Lichtelementes im Isolierstoffgehäuse zur Bildung des erfindungsgemäßen Leuchtmittels 10 ist der Stoffschluss seitens des ersten Kontaktschenkels 18 in Verbindung mit dem Formschluss seitens des zweiten Kontaktschenkels 19 vollkommen ausreichend. Insofern dient der Anschlusskontakt 16 neben der elektrischen Kontaktierung auch der mechanischen Halterung. Dies ist einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Leuchtmittels. ln der Regel werden, wie eingangs beschrieben und auch hier dargestellt, mehrere Kontakte mit der metallischen Schicht elektrisch verbunden, um die Verteilung der Spannung und Stromstärke über die mit OLEDs versehene Oberfläche der Trägerplatte 11 gleichmäßig zu halten. Im Stand der Technik bedingt dies, dass Anschlusskontakte gleicher Polarität jeweils einzeln mit externen Anschlussleitungen versehen werden müssen. Bei der Erfindung hingegen ist es möglich, die elektrische Verbindung gleichartiger Pole untereinander innerhalb des Isolierstoffgehäuses 21 vorzunehmen, so dass die externe Verdrahtung lediglich noch über zwei Kontakte erfolgen muss. Hierzu können die Kontakte 16 mit geeigneten Verbindungselementen versehen sein. Denkbar sind hier Kontaktausbildungen als Schneid-Klemmkontakt oder Andruckkontakt oder als schraubenlose Kabelklemme.

Darüber hinaus ist es möglich, Elektrizität von den Anschlusskontakten 16 abzugreifen und zur Spannungsversorgung eines weiteren Leuchtmittels nach Art eines Durchschleifens zu nutzen. Dies ist in Kombination mit der innerhalb des Isolierstoffgehäuses erfolgten elektrischen Verbindung über gesonderte Verbindungselemente von besonderem Vorteil, da die Spannungsversorgung dann nicht über die metallische Schicht erfolgen muss.

In der in den Figuren dargestellten Form wird das Lichtelement durch das Isolierstoffgehäuse 21 mit einem Sockel versehen, welcher die Handhabbarkeit und Montage von mit OLEDs versehenen Leuchtmitteln 10 erheblich vereinfacht und die Möglichkeit zur Schaffung leistungsfähiger Sockel-Fassungssysteme ermöglicht.

Es ist jedoch durchaus denkbar, das lediglich im Bereich einiger Kontakte einzelne Isolierstoffgehäuse vorgesehen sind. Ebenso ist es möglich, dass das Lichtelement zwar mit Anschlusskontakten versehen ist, aber kein Isolierstoffgehäuse als unmittelbar zugehöriges Bauteil aufweist.. Es wären dann ein oder mehrere Isoiierstoffgehäuse vorzusehen, beispielsweise als Leuchtenteile, in welche die Anschlusskontakte 16 einsetzbar sind. Die Verbindung zwischen Kontakt und Isoiierstoffgehäuse kann dann beispielsweise auch durch einen Reibschluss erfolgen, wobei mittels Schneid-Klemmtechnik gleichzeitig beim Einsetzen der Kontakte in das Isoiierstoffgehäuse die elektrische Kontaktierung mit Anschlussleitern erfolgen kann. Andere Formen einer das Leuchtmittel 10 haltenden Festlegung der Anschlusskontakte 16 im Isoiierstoffgehäuse sind denkbar.

Bezugszeichenliste:

10 Leuchtmittel

11 Trägerplatte

12 Sichtfläche

13 Licht emittierende Oberfläche

14 Abdeckplatte

15 Kühlkörper

16 elektrische Anschlusskontakte

17 Kontaktfläche

18 erster Kontaktschenkel

19 zweiter Kontaktschenkel

20 Halteöffnung

21 Isolierstoffgehäuse

22 Haltezapfen

23 Ausnehmung