Title:
Verfahren zum Herstellen eines Leuchtdiodenbandes und Leuchtdiodenband
Kind Code:
A1


Abstract:

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtdiodenbandes angegeben, mit folgenden Verfahrensschritten: Herstellen eines elastischen Basisprofils (1) und Aufrollen des elastischen Basisprofils (1) auf eine erste Rolle (11); Herstellen eines LED-Streifens (323), welcher ein mit Leuchtdioden(LED)-Chips (3) bestücktes flexibles Leiterband (Flex-PCB) (32) umfasst und Aufrollen des LED-Streifens (323) auf eine zweite Rolle (33); Abrollen des Basisprofils (1) von der ersten Rolle (11); Abrollen des LED-Streifens (323) von der zweiten Rolle (33) und Einführen des LED-Streifens (323) in das Basisprofil (1) und Abdecken des LED-Streifens (323) im Basisprofil (1) mittels einer Vergussmasse (2) und/oder mittels eines Abdeckprofils (7). Des Weiteren wird ein Leuchtdiodenband angegeben, bei dem ein aufrollbarer LED-Streifen (323), welcher ein mit Leuchtdioden(LED)-Chips (3) bestücktes flexibles Leiterband (Flex-PCB) (32) aufweist, in einem aufrollbaren elastischen Basisprofil (1) fixiert ist und mit einer Vergussmasse (2) und/oder einem, insbesondere aufrollbaren, Abdeckprofil (7) abgedeckt ist.




Inventors:
gleich Anmelder
Application Number:
DE102017106291A
Publication Date:
04/12/2018
Filing Date:
03/23/2017
Assignee:
Kager, Gerhard (Gallneukirchen, AT)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014221721A1N/A2016-04-28
DE102012214487A1N/A2014-02-20
DE102011075523A1N/A2012-11-15
DE102011075021A1N/A2012-10-31
DE102009035369A1N/A2011-02-03
DE102009008845A1N/A2010-08-26



Attorney, Agent or Firm:
Epping Hermann Fischer Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80639, München, DE
Claims:
1. Verfahren zum Herstellen eines Leuchtdiodenbandes, mit folgenden Verfahrensschritten:
– Herstellen eines elastischen Basisprofils (1) und Aufrollen des elastischen Basisprofils (1) auf eine erste Rolle (11);
– Herstellen eines LED-Streifens (323), welcher ein mit Leuchtdioden(LED)-Chips (3) bestücktes flexibles Leiterband (Flex-PCB) (32) umfasst und Aufrollen des LED-Streifens (323) auf eine zweite Rolle (33);
– Abrollen des Basisprofils (1) von der ersten Rolle (11);
– Abrollen des LED-Streifens (323) von der zweiten Rolle (33) und Einführen des LED-Streifens (323) in das Basisprofil (1) und
– Abdecken des LED-Streifens (323) im Basisprofil (1) mittels einer Vergussmasse (2) und/oder mittels eines Abdeckprofils (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das elastische Basisprofils (1) mittels Profil-Extrusion hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das elastische Basisprofils (1) im Wesentlichen aus thermoplastischem Elastomer(TPE)-Material (beispielsweise Thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU)) hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das elastische Basisprofils (1) im Wesentlichen aus PVC-Material, insbesondere Weich-PVC-Material, oder im Wesentlichen aus einem anderen elastischen Thermoplast-Material oder im Wesentlichen aus einem elastischen Duroplast-Materialien hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, insbesondere zur Verbesserung der Haftung der Vergussmasse (2), auf dem Basisprofil (1), mittels eines Corona-, eines Plasma-, eines chemischen und/oder eines mechanischen Verfahrens eine Oberflächenbeschaffenheit des Materials des Basisprofils (1), insbesondere dessen Oberflächenspannung, modifiziert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vergussmasse (2) zumindest teilweise mindestens ein PU-Material aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der LED-Streifen (323) vor dem Einführen in das Basisprofil (1) versiegelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der LED-Streifen (323) mittels einer Verbindungsschicht, insbesondere mittels eines doppelseitigen Klebebandes oder mittels einer Klebstoffschicht im Basisprofil (1) fixiert wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das mit dem LED-Streifen (323) und der Vergussmasse (2) und/oder dem Abdeckprofil (7) versehene Basisprofil (1) in einem Härte- bzw. Trockenofen (4) behandelt wird und das fertiggestellte Leuchtdiodenband nachfolgend in vorgegebene Längen konfektioniert oder auf eine dritte Rolle (5) aufgerollt wird.

10. Leuchtdiodenband, bei dem ein aufrollbarer LED-Streifen (323), welcher ein mit Leuchtdioden(LED)-Chips (3) bestücktes flexibles Leiterband (Flex-PCB) (32) aufweist, in einem aufrollbaren elastischen Basisprofil (1) fixiert ist und mit einer Vergussmasse (2) und/oder einem, insbesondere aufrollbaren, Abdeckprofil (7) abgedeckt ist.

11. Leuchtdiodenband nach Anspruch 10, bei dem das elastische Basisprofils (1) mittels Profil-Extrusion hergestellt ist.

12. Leuchtdiodenband nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das elastische Basisprofils (1) thermoplastisches Elastomer(TPE)-Material (beispielsweise Thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU)) aufweist.

13. Leuchtdiodenband nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das elastische Basisprofils (1) PVC-Material, insbesondere Weich-PVC-Material, oder ein anderes elastisches Thermoplast-Material oder ein elastisches Duroplast-Material aufweist.

14. Leuchtdiodenband nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die Vergussmasse (2) aus mindestens einem PU-Material hergestellt ist.

15. Leuchtdiodenband nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem der LED-Streifen (323) separat versiegelt ist.

16. Leuchtdiodenband nach einem der Ansprüche 10 bis 15, das auf eine Rolle aufgewickelt ist.

Description:

Leuchtdiodenbänder (im Folgenden LED-Bänder), insbesondere LED-Bänder, bei denen LED-Chips in Chip-on-board(COB)-Technologie auf flexiblen Leiterplatten (auch Flex-PCBs genannt) montiert sind, müssen eine Verkapselung aufweisen, die die LED-Chips inklusive Leiterplatte versiegelt und damit vor mechanischer Beschädigung, Staub, Wasser und anderen Umwelteinflüssen schützt.

Die Herstellung einer solchen Verkapselung erfolgt in der Regel über Polyurethan(PU)- oder Silikon-Verguss.

Nachteilig bei den herkömmlichen Vergussmethoden ist, dass die zur Verfügung stehenden Vergussanlagen einen geringen Automatisierungsgrad und folglich zu geringe Produktivität wie auch Einschränkungen hinsichtlich der Länge der produzierten LED-Bänder aufweisen. Die Fertigung von „Endlos“-LED-Bändern ist mit den bisher verfügbaren Verkapselungstechnologien nicht möglich.

Die Vorteile von endlos gefertigten LED-Bändern der oben genannten Art würden folgende bedeutenden Vorteile mit sich bringen:

  • – Konfektionierung vor Ort durch den Kunden; kundenspezifische Längenanpassung.
  • – Realisierbarkeit von großen Längen, wie sie beispielsweise für Fahrzeuge und Mittel der Transportwirtschaft und in der Architektur erforderlich sind.
  • – Kostenreduktion durch höheren Automatisierungsgrad.

Mittels Profil-Extrusion, -Coextrusion oder -Strangpressen lassen sich kostengünstige Basisprofile besonders bevorzugt im Endlosverfahren auf Rolle und/oder in deutlich größeren Längen als bisher möglich in beliebiger Form und Farbe herstellen. Wenn im Folgenden die Rede von Extrusion ist, soll durchwegs Coextrusion und Strangpressen davon umfasst sein.

Ein Verfahren zum Herstellen von „endlos“ gefertigten LED-Bändern ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben. Ein „endlos“ gefertigtes LED-Band ist in Patentanspruch 10 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des LED-Bandes sind in den Patentansprüchen 11 bis 16 angegeben. Der Offenbarungsgehalt der Patentansprüche wird hiermit durch Rückbezug ausdrücklich in die Beschreibung mit aufgenommen.

Das Verfahren und das LED-Band werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den 1 bis 12 näher erläutert. Es zeigen:

1, eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines nach dem vorliegend beschriebenen Verfahren hergestellten LED-Bandes;

2, eine schematische Darstellung einer Verkapselungsanlage zur Herstellung eines LED-Bandes;

3a bis 3h, in schematischer Darstellung perspektivische Ansichten (vgl. 3a bis 3c und 3h) bzw. Querschnitte (vgl. 3d bis 3g) verschiedener Varianten von Basisprofilen 1;

4, eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Basisprofils mit Nutensteintechnik;

5, eine schematische Darstellung einer Variante einer Verkapselungsanlage zur Durchführung des Verfahrens;

6 und 7, schematische Darstellungen von Schnittansichten zweier Ausführungsformen eines LED-Bandes mit einlaminierter funktioneller Folie;

8 bis 11, schematische Darstellungen von Schnittansichten von vier verschiedenen Ausführungsformen eines LED-Bandes mit Basisprofil und Abdeckprofil;

12, eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausgestaltung einer Anlage zum Verkapseln mittels eines Basisprofils und eines Abdeckprofils.

In den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen, Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind gleiche und gleichwirkende Bestandteile figurenübergreifend jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind grundsätzlich nicht maßstabsgetreu. Die Größenverhältnisse der verschiedenen Bestandteile untereinander entsprechen nicht der Wirklichkeit. Beispielsweise können vergleichsweise kleine Elemente zur besseren Veranschaulichung übertrieben groß dargestellt sein und umgekehrt.

Vorzugsweise wird bei dem hier vorgestellten Verfahren mittels Profil-Extrusion ein bevorzugt im Wesentlichen aus thermoplastischem Elastomer(TPE)-Material (beispielsweise Thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis (TPU)) bestehendes oder im Wesentlichen TPE-Material aufweisendes elastisches Basisprofil 1 (vgl. 1, welches eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines nach dem vorliegend beschriebenen Verfahren hergestellten LED-Bandes zeigt) hergestellt. Denkbar ist weiterhin, dass das Basisprofil im Wesentlichen aus PVC-Material, insbesondere Weich-PVC-Material, besteht oder im Wesentlichen PVC-Material, insbesondere Weich-PVC-Material, aufweist. Ebenso geeignet sind elastische Duroplast-Materialien (wie beispielsweise ungesättigter Polyester (UP)) wie auch weitere Thermoplast-Materialien (wie zum Beispiel Polymethylmethacrylat(PMMA)-Material und Polycarbonat(PC)-Material), welche beispielsweise über Additive oder geeignete Abmischungen auch im ausgehärteten Zustand elastisch gehalten sind, so dass diese Werkstoffe biegbar, und vorzugsweise aufrollbar, sind.

Unter die Begriffe thermoplastisches Elastomer-Material, Duroplast-Material bzw. Thermoplast-Material fallen im vorliegenden Zusammenhang auch solche Materialien, die im Wesentlichen aus mindestens einem thermoplastischen Elastomer-Materialien, mindestens einem Duroplast-Material und/oder mindestens einem Thermoplast-Material bestehen, wie beispielsweise entsprechende Verbundmaterialen.

Dieses Basisprofil 1 wird vorzugsweise aufgerollt; es kann in unterschiedlichste Geometrien und Farben hergestellt werden, woraus sich eine erhöhte Design-Freiheit ergibt.

Nach der Extrusion des Basisprofils 1 kann beispielsweise mittels eines Corona-, eines Plasma-, eines chemischen und/oder eines mechanischen Verfahrens eine Oberflächenbeschaffenheit, wie beispielsweise die Oberflächenspannung des Basisprofil-Materials, modifiziert werden. Dadurch kann, falls erforderlich, eine verbesserte Haftung zwischen dem Basisprofil-Material, vorzugsweise ein TPE- oder TPU-Material oder ein anderes der oben genannten mit Vorteil verwendbaren Materialien, und einer Vergussmasse 2, vorzugsweise ein PU-Material, das zum Vergießen, sprich Versiegeln der LED-Chips 3 inklusive flexibler Leiterplatte verwendet wird, erzielt werden.

Anstelle von TPE ist vorwiegend für das Extrudieren des Basisprofils 1 die Verwendung von anderen für den beschriebenen Zweck geeigneten Kunststoffen (z.B. thermoplastisches Polyurethan (TPU) und PVC), von geeigneten Textilien und/oder von geeigneten Metallen (z.B. Aluminium und Kupfer) denkbar.

Zunächst wird bei dem hier vorgestellten Verfahren über Extrusion das Basisprofil 1 in beliebiger Länge vorzugsweise auf Rolle hergestellt. Dies kann in unterschiedlichen Querschnitts-Geometrien und Farben erfolgen.

Im Folgenden werden vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens näher erläutert, wobei die Reihenfolge und die Nummerierung der Weiterbildungen keine Wertung hinsichtlich ihrer Bedeutung untereinander zum Ausdruck bringen sollen.

Bei dem in 1 veranschaulichten Verfahren wird über eine oberhalb des Basisprofils 1 angeordneten Düse 21 eine Vergussmasse 2, welche beispielsweise aus einem oben angegebenem Material, bevorzugt aus PU besteht, in das Basisprofil 1 eingefüllt. In das Basisprofil 1 ist ein LED-Streifen 323 eingelegt, welcher eine Mehrzahl von auf einem flexiblen Leiterband (Flex-PCB) 32 angeordneten LED-Chips 3 aufweist. Das Basisprofil 1 ist beispielsweise aus TPE-Material gefertigt. Der LED-Streifen 323 kann beispielsweise mittels eines doppelseitigen Klebestreifens oder mittels einer andersartigen Verbindungsschicht im Basisprofil fixiert sein.

Erste vorteilhafte Weiterbildung (vgl. 2): Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Basisprofil 1 von einer insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehene Rolle 11 in eine Vergussanlage 20 eingeführt. Ggf. ebenfalls von einer insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehenen Rolle 33 wird das mit LED-Chips 3 bestückte flexible Leiterband 32 (Flex-PCB), sprich der LED-Streifen 323, über geeignete Führungsmittel (nicht eingezeichnet) in das Basisprofil 1 eingeführt – und zwar örtlich vor der Vergussanlage 20 – und im Basisprofil 1 beispielsweise mittels eines Doppelklebebandes (in den Figuren nicht gezeigt) oder einer andersartigen Verbindungsschicht, insbesondere Klebstoffschicht fixiert.

Diese beiden Komponenten (Basisprofil 1 und Leiterband 32 mit LED-Chips 3) laufen durch die Vergussanlage 20 und das Basisprofil 1 wird mit einer Vergussmasse 2, vorzugsweise mit einer PU-Masse aufgefüllt. Als Vergussmasse 2 ebenso denkbar ist beispielsweise Silikonmaterial. Von der Verguss-Anlage 20 läuft das derart vergossene Basisprofil 1 mit den darin angeordneten LED-Chips 3 auf flexibler Leiterplatte 32 zum Härten der Vergussmasse 2 direkt in einen Härte- bzw. Trockenofen 4 und wird danach als fertiges „Endlos“-LED-Band 5 auf eine insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehene Rolle 55 aufgewickelt oder alternativ auf gewünschte Längen konfektioniert. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass das vorgestellte Verfahren nicht auf einen Fertigungsprozess wie er hier beispielhaft erläutert ist, eingeschränkt ist, sondern dass die Prozessabfolge abgewandelt werden kann, dass beispielsweise anstelle des Härte- bzw. Trockenofens 4 die gesamte Vergussanlage 20 in einer Härte- bzw. Trockenkammer angeordnet ist oder dass beispielsweise das fertige LED-Band nicht aufgerollt, sondern zum Beispiel kundenspezifisch in beliebigen Längen gefertigt wird.

Die Vergussmasse 2 kann mehrschichtig ausgebildet werden und kann dabei mehrere verschiedenartige Schichten aufweisen.

So kann zum Beispiel ein zunächst über den LED-Chips hergestellter transparenter, sprich bild- oder blickdurchlässiger, insbesondere glasklarer Grund-Verguss, mit einem transluzenten, sprich lichtdurchlässigen aber undurchsichtigen Deck-Verguss übergedeckt werden, um beispielsweise das abgestrahlte Licht zu homogenisieren. Eine derartige Darstellung der Vergussmasse 2 bringt den besonderen Vorteil mit sich, dass Leuchtpunkte, insbesondere hervorgerufen durch beabstandet zueinander angeordnete LED-Chips, von außen „unsichtbar“ gemacht werden können und damit das LED-Band von außen als durchgehend homogen abstrahlendes Leuchtband erkennbar ist. Dazu können zunächst vorzugsweise 70 bis 90% der gesamten Vergussmasse 2, sprich der Grund-Verguss vorteilhafterweise als Klarverguss (bspw. aus klarem PU- oder klarem Silikon-Material) aufgebracht werden und die verbleibenden 10 bis 30% der Vergussmasse, sprich der Deck-Verguss, mit einem lichtstreuenden Füllstoff versehen und nachfolgend auf den Grund-Verguss aufgebracht werden, um diesen Teil der Vergussmasse transluzent zu machen. Dadurch kann eine deutliche Material- und damit Kosteneinsparung für den Füllstoff erzielt werden. Gleichzeitig kann Lichtabsorption in der Vergussmasse 2 gering gehalten werden. Der Deck-Verguss ist beispielsweise ebenfalls auf PU- oder Silikon-Material-Basis hergestellt. Als lichtstreuender Füllstoff eignen sich beispielsweise Pulver aus Siliziumoxid, Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid und/oder Glas.

Ebenso kann/können als Vergussmasse 2 eine oder mehrere, insbesondere partiell unterschiedlich eingefärbte Vergussschicht/en aufgebracht werden.

Zweite vorteilhafte Weiterbildung (vgl. 12): Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das Basisprofil 1 nach einem Einführen und Fixieren des mit LED-Chips 3 bestückten flexiblen Leiterbandes 32, sprich des LED-Streifens 323, ins bzw. im Basisprofil 1 statt mit einer Vergussmasse 2, wie es bei der oben beschriebenen ersten Weiterbildung der Fall ist, mit einem Abdeckprofil 7 (vgl. die 8 bis 11), verschlossen, welches bevorzugt wiederum mittels Profil-Extrusion hergestellt ist. Das Abdeckprofil 7 kann elastisch ausgebildet sein.

Das Abdeckprofil 7 kann dabei vorteilhafterweise eines oder mehrere der oben in Verbindung mit dem Basisprofil 1 angeführten Materialien aufweisen und ist zumindest bereichsweise für ein von dem betreffenden LED-Band erzeugtes Licht durchlässig ausgebildet.

Das Basisprofil 1 und das Abdeckprofil 7 können beispielsweise mittels Ineinanderschieben zum Beispiel nach dem Nut-Feder-Prinzip (vgl. 8), mittels Ineinanderklicken (vgl. 9 bis 11), mittels Verpressen, mittels Kleben und/oder mittels Schweißen auf einfache und damit wirtschaftliche Weise miteinander verbunden werden.

Das Abdeckprofil 7 kann mit Vorteil eine optische Funktionalität aufweisen, beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass es eine Linsen-(vgl. 10, Linsenteil 9) und/oder Strahlumlenkwirkung (vgl. 11, Reflektorteil 10) aufweist oder mit Diffusoren zur Strahlungshomogenisierung ausgerüstet ist.

Das mit LED-Chips 3 bestückte flexible Leiterband 32 kann beispielsweise über Lackierprozesse, Polymer-Beschichtung, Parylene-Beschichtung oder ähnliches versiegelt sein, beispielsweise für einen Spritzwasserschutz. Eine derartige Versiegelung stellt jedoch keinen hinreichenden Schutz vor mechanischen Einflüssen und/oder gröberen Witterungseinflüssen dar. Diese Schutzfunktion übernimmt bei dieser Weiterbildung das Abdeckprofil 7 zusammen mit dem Basisprofil 1. Dadurch können hohe IP-Schutzklassen auf einfache und damit wirtschaftlich günstige Weise realisiert werden.

Die 12 zeigt eine schematische Darstellung einer exemplarischen Ausgestaltung einer Anlage zum Verkapseln mittels eines Basisprofils 1 und eines Abdeckprofils 7 gemäß der zweiten Weiterbildung des Verfahrens. Das Basisprofil 1 und das Abdeckprofil 7 werden dabei ebenso wie der LED-Streifen 323 jeweils von einer zugehörigen insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehenen Rolle 11, 77 bzw. 33 abgerollt und über geeignete Führungsmittel (nicht eingezeichnet) derart zusammengeführt, dass der LED-Streifen 323 in das Basisprofil 1 eingeführt und nachfolgend das Abdeckprofil 7 auf das Basisprofil 1 aufgesetzt wird. In einer nachfolgend angeordneten Fügevorrichtung 8, welche beispielsweise zwei übereinander angeordnete Walzen aufweist, die das das Basisprofil 1 und das Abdeckprofil 7 aneinanderdrücken, zusammengefügt. Der Fügeprozess kann ein Verpressen (z. B. durch Nut-Feder-Prinzip), Verkleben, Verschweißen o. ä. von Basisprofil 1 und Abdeckprofil 7 aufweisen. Der in dieser Anlage vorgesehene, der Fügevorrichtung 8 nachgeordnete Härte- bzw. Trockenofen 4 kann weggelassen werden, falls nach dem Verbinden des Abdeckprofils 7 mit dem Basisprofil 1 kein Härte- oder Trockenschritt beispielsweise für eine etwaige Verbindungsschicht (z.B. Klebstoffschicht) zwischen den beiden Profilen oder für eine etwaige Versiegelungsschicht für das mit LED-Chips 3 bestückte flexible Leiterband 32 erforderlich ist. Nach Durchlaufen des Härte- bzw. Trockenofens 4 bzw., falls ein solcher aus den oben genannten Gründen nicht erforderlich ist, der Fügevorrichtung 8 wird das so gefertigte „Endlos“-LED-Band 5 auf eine weitere insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehene Rolle 55 aufgewickelt.

Dritte vorteilhafte Weiterbildung:

Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens sind die erste und die zweite vorteilhafte Weiterbildung miteinander kombiniert. Dabei wird ein gemäß der ersten vorteilhaften Weiterbildung mit einer Vergussmasse 2 (mögliche verschiedene Varianten wie oben beschrieben) versehenes Basisprofil 1 zusätzlich gemäß der zweiten vorteilhaften Weiterbildung mit einem Abdeckprofil 7 versehen. In 8 ist dies beispielhaft veranschaulicht, wobei hier das Basisprofil 1 nicht vollständig mit der Vergussmasse 2 gefüllt ist. Ein vollständiges Ausfüllen des Basisprofils 1 mit Vergussmasse 2 ist jedoch ebenso denkbar. Die Vergussmasse 2 kann wie oben bei der Erläuterung der ersten vorteilhaften Weiterbildung unter Angabe von verschiedenen Beispielen beschrieben, mehrschichtig ausgebildet werden.

Eine solche Kombination von Basisprofil 1, Vergussmasse 2 und Abdeckprofil 7 kann besonders in Regionen mit hoher UV- und/oder Oberflächenbelastung insbesondere durch Wind und Sand besondere Vorteile mit sich bringen. Das Abdeckprofil 7, beispielsweise aus PMMA gefertigt, schützt dabei den PU-Verguss vor schädlichen Umgebungs- und Witterungseinflüssen und erhöht dadurch die Lebensdauer eines entsprechenden LED-Bandes deutlich. Das Abdeckprofil 7 kann so ausgelegt werden, dass es nach Abnutzung durch Umgebungs- und Witterungseinflüsse auf einfache Weise durch eine neues ausgetauscht werden kann. Folglich muss nicht das komplette LED-Band sondern nur das Abdeckprofil 7 gewechselt werden, was mit einer wesentlichen Kostenersparnis einhergeht.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich, wo nicht ausdrücklich anders angegeben, auf alle drei oben erläuterten vorteilhaften Weiterbildungen:
Durch die Vielfältigkeit der Profil-Extrusion können vielfältige Basisprofil und Abdeckprofil-Geometrien kostengünstig generiert werden (vgl. die 3a bis 3h, welche in schematischer Darstellung perspektivische Ansichten (vgl. 3a bis 3c und 3h) bzw. Querschnitte (vgl. 3d bis 3g) verschiedener Varianten von Basisprofilen 1 zeigen. Folgende Figuren gehören paarweise zusammen: 3a/3d; 3b/3e; 3c/3f und 3g/3h).

Die extrudierten Basisprofile 1 und/oder Abdeckprofile 7 können auf einfache Weise mit zusätzlichen Merkmalen wie Montagelaschen (vgl. 3g und 3h) oder anderweitigen Montageelementen ausgestattet werden, und zwar in einem sogenannten In-line-Verfahren ohne wesentliche zusätzliche Arbeitsschritte.

In der in den 3g und 3h dargestellte Lasche 12 des Basisprofils 1 kann zum Beispiel zu dessen Verstärkung/Versteifung beispielsweise eine Metallschiene oder ein anderes versteifendes Elemente angeordnet werden. Eine integrierte Metallschiene kann auch zu einer verbesserten Wärmeableitung beitragen. Ebenso denkbar ist eine Integration der Energiezufuhr oder Elektronik/Steuerfunktion.

Weiterhin denkbar ist die Integration einer Nutensteintechnik in das extrudierte Basisprofil (vgl. 4, welche eine schematischer Darstellung perspektivische Ansicht eines derartig ausgestalteten Basisprofils zeigt). Dadurch können im In-line-Verfahren Montagehilfen generiert werden, was unter anderem die Herstellung von kompletten Leuchten von der Rolle ermöglichen kann.

Eine weitere durch das vorgestellte Verfahren eröffnete vorteilhafte Zusatzoption besteht darin, dass eine Integration von Zusatzelementen beispielsweise mittels In-line-Lamination einer funktionellen Folie 6 auf technisch einfache Weise vorzugsweise ebenfalls über eine Rolle 66 möglich ist (vgl. 5, welche eine schematische Darstellung einer Variante einer Verkapselungsanlage zeigt). Beispielweise kann eine Polymethylmethacrylat(PMMA)-, eine Polycarbonat- oder eine Polypropylen-Folie (oder andere geeignete transparente Folien), welche eine Farbortverschiebung bei Verwendung von Konversions-LEDs durch direkten Kontakt mit PU verhindert. Ebenso ist die Einbringung anderweitiger funktionaler Schichten im In-line-Verfahren möglich.

Bei dem in 5 veranschaulichten Verfahren wird ergänzend zu dem oben in Verbindung mit 2 beschriebenen Verfahren eine funktionelle Folie 6 von einer weiteren insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehenen Rolle 66 abgerollt und über geeignete Führungsmittel (nicht eingezeichnet) auf die LED-Chips 3 des LED-Streifens 323 geführt. Nach Durchlaufen des Härte- bzw. Trockenofens 4 wird das so gefertigte „Endlos“-LED-Band 5 auf eine weitere insbesondere für Aufbewahrung und Transport vorgesehene Rolle 55 aufgewickelt.

Eine funktionelle Folie 6 kann auch bei einem Verfahren, wie es oben in Verbindung mit der 12 beschrieben ist, entsprechend eingefügt werden.

Bei den in Verbindung mit den 2, 5 und 12 beschriebenen Verkapselungsanlagen kann alternativ ggf. der der Vergussanlage 20 bzw. der Fügevorrichtung 8 nachgeordnete Härte- bzw. Trockenofen 4 weggelassen werden und die Anlage, umfassend die Rollen 11, 33 und 55 und ggf. 66 und/oder 77, ggf. die Vergussanlage 20, ggf. die Fügevorrichtung 8 und die Führungsmittel (nicht eingezeichnet) insgesamt in einer Härte- oder Trockenkammer angeordnet werden.

Eine auf die LED-Chips auflaminierte Folie, beispielsweise eine PMMA-Folie (beispielsweise zur Vermeidung einer Farbortverschiebung) kann mit Vorteil exakt über den LED-Chips auflaminiert werden, falls gewünscht mit geringfügigem Überstand, sodass die Flanken des LED-Chips teilweise oder vollständig von der funktionellen Folie bedeckt sind (vgl. 6 und 7, welche schematische Schnittansichten fertiggestellter LED-Bänder mit einlaminierter funktioneller Folie 6 zeigen). Eine solche (Trenn-)Folie wird beim Vergießen des Basisprofils auf die LED-Chips aufgedrückt. Die (Trenn-)Folie kann eingefärbt sein. Sie kann alternativ oder zusätzlich zur Homogenisierung des von den LED-Chips abgestrahlten Lichtes oder als Linse ausgestaltet sein.

Eine weitere durch das vorgestellte Verfahren gemäß der ersten Weiterbildung eröffnete vorteilhafte Zusatzoption besteht darin, dass mittels einer als oberste Schicht auf die Vergussmasse 2 auflaminierte kratzfeste oder kratzfest beschichtete Folie die Kratzfestigkeit des Produktes erheblich verbessert werden kann. Eine solche Folie kann im In-line-Verfahren vor oder nach dem Härten der Vergussmasse 2 auf den Verbund aus Basisprofil 1, LED-Streifen, ggf. funktioneller Folie 6, Vergussmasse 2 und ggf. weiterer Bestandteile des LED-Bandes aufgebracht, insbesondere auflaminiert werden. Dadurch können Anwendungen, welche eine hohe Kratzfestigkeit voraussetzen, realisiert werden. Als Beispiel können hier in Bodenflächen integrierte Leuchtbänder genannt werden. Alternativ zur kratzfesten oder kratzfest beschichteten Folie kann ein kratzfester Lack, beispielsweise ein Polyurethan(PU)-Lack eingesetzt werden, oder eine im In-line-Verfahren aufgebrachte stark vernetzte und somit kratzbeständige PU-Schicht. Eine im In-line-Verfahren aufgebrachte oberste Schicht, ob kratzfest oder nicht, kann zur Homogenisierung des von den LED-Chips abgestrahlten Lichtes oder als Linse ausgestaltet sein. Eine solche Schicht kann transparent, transluzent, homogenisierend oder eingefärbt ausgerüstet sein. Eine solche oberste Schicht kann auch optische bzw. qualitative Vorteile mit sich bringen, wenn dadurch beispielsweise eventuelle Lufteinschlüsse (z.B. aufgrund Bläschenbildung) in der Vergussmasse 2 abgedeckt werden.

Mit den vorliegend vorgestellten Verfahren können LED-Bänder hergestellt werden, welche ein mittels Extrusion hergestelltes elastisches Basisprofil 1 aufweisen, in dem eine flexible, vorzugsweise aus Polyimid gefertigte Leiterplatte (Flex-PCB) 32 mit Chip-on-Board(COB)-montierten LED-Chips 3 angeordnet ist und das zum Schutz vor mechanischen und witterungsbedingten Einflüssen der LED-Chips 3 inklusive Flex-PCB 32

  • – mit einer flexiblen Vergussmasse 2, besonders bevorzugt mit einem PU-Material (weiterhin bevorzugt ist z.B. Silikonmaterial), beispielsweise wie oben beschrieben vergossen ist (vgl. die 1, 6 und 7) oder
  • – mit einem mittels Extrusion hergestellten flexiblen Abdeckprofil 7 beispielsweise wie oben beschrieben verschlossen ist (vgl. 9 bis 11) oder
  • – sowohl mit einer flexiblen Vergussmasse 2, besonders bevorzugt mit einem PU-Material (weiterhin bevorzugt ist z.B. Silikonmaterial), beispielsweise wie oben beschrieben vergossen ist als auch mit einem mittels Extrusion hergestellten flexiblen Abdeckprofil 7 beispielsweise wie oben beschrieben verschlossen ist (vgl. 8).

Das Basisprofil 1 und ggf. das Abdeckprofil 7 sind vorzugsweise aus einem TPE oder TPU-Material gefertigt. Für das Basisprofil und ggf. das Abdeckprofil 7 weiterhin geeignet sind elastische Duroplast-Materialien (wie beispielsweise ungesättigter Polyester (UP)) wie auch Thermoplast-Materialien, welche beispielsweise über Additive auch im ausgehärteten Zustand elastisch gehalten werden (wie zum Beispiel PVC-Material, insbesondere Weich-PVC-Material, Polymethylmethacrylat(PMMA)-Material und Polycarbonat(PC)-Material). Zwischen dem Basisprofil 1 und der flexiblen Leiterplatte 32 kann ein doppelseitiges Klebeband oder eine anderweitige Haftschicht (in den Figuren nicht gezeigt) angeordnet sein. Zwischen den LED-Chips 3 und der Vergussmasse 2 kann eine funktionelle Folie 6, beispielsweise eine Trennfolie zur Vermeidung einer Farbortverschiebung angeordnet sein. Die funktionelle Folie 6 kann alternativ oder zusätzlich lichthomogenisierende, lichtstreuende und/oder lichtfokussierende Eigenschaften haben. Das Basisprofil 1 kann mit metallischen Elementen wie beispielsweise Metallschienen oder mit Füllstoffen ausgerüstet sein, die die Wärmeableitung von LED-Chips 3 verbessern. Des Weiteren können die Basisprofile 1 Montageelemente aufweisen, die eine Montage der verkapselten LED-Bänder vereinfachen.

Die Basisprofile können beispielsweise mittels Coextrusion mit unterschiedlichen Eigenschaften in verschiedenen Querschnitts-Bereichen ausgestaltet werden. Beispielsweise kann die rückseitige Wand 12 des Basisprofils 1 und damit die Rückseite des LED-Bandes lichtundurchlässig ausgestaltet werden und die seitlichen Wände 13, 14 des Basisprofils 1 lichtdurchlässig ausgestaltet sein, um eine seitliche Lichtabstrahlung des LED-Bandes zu ermöglichen.

Die als Basisprofil eingesetzten extrudierten Profile können durch Ausrüstung mit einem oder mehreren geeigneten Additiven wärmeableitende Eigenschaften aufweisen und dadurch im Betrieb der LED-Bänder zu einer verbesserten Wärmeableitung von den LED-Chips beitragen und deren Lebensdauer verlängern und/oder die Leistung der LED-Bänder erhöhen.

Die Innenseiten eines Basisprofils können zumindest teilweise reflektierend ausgerüstet oder ausgebildet sein, zum Beispiel können reflektierende Folien (zum Beispiel metallisierte PET-Folien) kostengünstig im Extrusionsprozess auflaminiert werden.

Besonders bevorzugte Anwendungsbereiche für die oben erläuterten LED-Bänder stellen der Automotive-Bereich, hier insbesondere der Nutzfahrzeug- bzw. LKW-Bereich, und der Architektur-Bereich dar.

Im Automotive-Bereich eignen sich die LED-Bänder ganz besonders für Anhänger- oder Container-Innen- wie auch Außenbeleuchtung. Leuchten bzw. Leuchtbänder aus oder mit den oben erläuterten LED-Bändern können in der geforderten IP Schutzklasse mit wesentlich geringerem Aufwand in einem Anhänger- bzw. Container integriert werden. Anstelle herkömmlicher Spot Beleuchtung kann ein oben beschriebenes LED-Band oder eine Leuchte mit einem derartigen LED-Band zum Beispiel in den oberen Kanten des Anhängers durch beispielsweise im Basisprofil integrierte Montagehilfen mit individuell gewählter Geometrie installiert werden. Eine nachträgliche Montage (Nachrüstung) ist auf technisch einfache Weise auch möglich. Ebenso können LED-Bänder gemäß der oben angeführten Lösung oder Leuchten mit solchen LED-Bändern (Leuchtbänder) in der geforderten IP Schutzklasse mit vergleichsweise geringem technischen Aufwand außen am Anhänger bzw. Container integriert werden.

Im Bereich der Gebäude-Außen- und -Innenbeleuchtung können LED-Bänder gemäß der oben angeführten Lösung mit Vorteil verwendet werden. Insbesondere im Basisprofil integrierte Montagehilfen können die Montage an Gebäuden erheblich vereinfachen.

Die vorliegend beschriebenen Verfahren und das jeweilige LED-Band sind selbstverständlich nicht auf die Ausführungsbeispiele bzw. auf die darin erläuterten Merkmalskombinationen eingeschränkt. Vielmehr lassen sich die beschriebenen Merkmale aufsetzend auf dem Kern der Erfindung in unterschiedlichen vorteilhaften Ausgestaltungen und Weiterbildungen kombinieren.

Bezugszeichenliste

1
Basisprofil
2
Vergussmasse
3
LED-Chip
4
Härte- bzw. Trockenofen
5
LED-Band
6
funktionelle Folie
7
Abdeckprofil
8
Fügevorrichtung
9
Linsenteil
10
Reflektorteil
11
Rolle
33
Rolle
55
Rolle
66
Rolle
77
Rolle
323
LED-Streifen