EP1456581B1 - Beleuchtbare vorrichtung - Google Patents

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EP1456581B1
EP1456581B1 EP02787757A EP02787757A EP1456581B1 EP 1456581 B1 EP1456581 B1 EP 1456581B1 EP 02787757 A EP02787757 A EP 02787757A EP 02787757 A EP02787757 A EP 02787757A EP 1456581 B1 EP1456581 B1 EP 1456581B1
Authority
EP
European Patent Office
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cover
light
leds
tinted
led
Prior art date
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Revoked
Application number
EP02787757A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1456581A1 (de
Inventor
Hans Lichtenstein
Jann Schmidt
Günther Ittmann
Eduard Albrecht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roehm GmbH Darmstadt
Original Assignee
Roehm GmbH Darmstadt
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Publication date
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Application filed by Roehm GmbH Darmstadt filed Critical Roehm GmbH Darmstadt
Publication of EP1456581A1 publication Critical patent/EP1456581A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1456581B1 publication Critical patent/EP1456581B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F21V3/04—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings
    • F21V3/06—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material
    • F21V3/062—Globes; Bowls; Cover glasses characterised by materials, surface treatments or coatings characterised by the material the material being plastics
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/04—Signs, boards or panels, illuminated from behind the insignia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to an illuminable device consisting essentially of a light source of one or more light-emitting diodes and a light-scattering cover of colored plastic associated with the light source.
  • Illuminable devices eg. B. for billboards, consisting essentially of a light source and the light source associated light-diffusing cover of colored plastic are known in principle A2 (see, for example, JP 61159440).
  • incandescent or fluorescent tubes are used as light sources, which have a good luminosity and emit a wide spectrum of light. Due to the wide spectrum of light corresponding colored plastic covers appear in unlit condition, ie z. B. in daylight, in the same color impression, which can be perceived even with backlighting by means of said light sources.
  • Light-emitting diodes are of significantly lower luminance compared to light sources such as incandescent lamps or fluorescent tubes. However, colored LEDs are still very noticeable in the dark, since they emit an almost monochromatic light, which in turn is relatively intense in each wavelength range. Corresponding colored LEDs are available from several manufacturers z. B. in the colors red, green, blue and yellow available.
  • US 5,355,284 describes a mirror assembly, in particular rearview mirrors for vehicles.
  • the assembly may contain additional additional functions, e.g. as additional brake light, turn signal, clock.
  • a dichroic mirror is used, which reflects the visible light and transmits light in the range of 600 to 700 nm.
  • LEDs can also be used. To avoid dazzling the driver, the light is passed through a grid structure so that it emerges directed.
  • the mirror cover is not color matched to the LEDs used and not light scattering but transparent.
  • US 5,684,633 describes a polymeric body made of two polymeric materials of multilayer construction. It can z. B. more than 500 layers may be present.
  • the polymeric bodies can be used for vehicle taillights and colored accordingly.
  • the light sources are not further specified in this context. An adaptation of the colored cover to the spectrum of LEDs is not apparent.
  • the device is optically in about the same color impression in reflected light, so z. B. in daylight, as well as fluoroscopy.
  • the device should allow smaller depths than the previously known devices and are characterized by lower power consumption.
  • a illuminable device consisting essentially of a light source consisting of one or more light-emitting diodes (LEDs) emitting a colored, substantially monochromatic light, and a cover of colored plastic associated with the light source, characterized in that the associated cover is light scattering and the light source and the associated cover at the wavelength of the relative energy maximum of the light emitting diode has a transmission (DIN 5036) of at least 35% and a reflection (DIN 5036) of at least 15%.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the invention is based on adapting the transmission and the remission of the light-scattering cover made of plastic to the monochromatic light of the LED used in such a way that almost the same color impression can be obtained in incident light and in transmitted light.
  • Corresponding advertising or information boards appear optically approximately the same both during the day and in the backlit state.
  • This adaptation enables the use of colored or monochromatic light-emitting LEDs for the stated purpose.
  • the illuminable device according to the invention require smaller depths, as LEDs are smaller than corresponding incandescent or fluorescent tubes. Also, complicated shapes can be realized more easily.
  • the power consumption is lower, with almost the same visibility in the backlit state. Since LEDs can be operated with low voltages and the electrical safety of the devices according to the invention is considered to be higher or easier to ensure. The maintenance effort is also lower, since LEDs usually have to be replaced less often.
  • T transmission spectrum
  • the invention relates to an illuminable device consisting essentially of a light source and a light-scattering cover of colored plastic associated with the light source.
  • the light source consists of one or more or a plurality of light-emitting diodes (LEDs), which emit a colored substantially monochromatic light.
  • LEDs light-emitting diodes
  • LEDs of different colors can be used simultaneously.
  • the color of the LED depends on the wavelength of its relative energy maximum. This relative energy maximum can z. B. be determined spectrophotometrically and drawn in a wavelength spectrum. You can see the light source z. B. in a Ulbricht'sche ball (see DIN 5036) bring and measure the exiting light. The highest point (peak) of the curve indicates the wavelength of the relative energy maximum.
  • LEDs depends on the size of the device, the luminosity of the LEDs used and the overall desired brightness of the device in the transilluminated state. LEDs are z. B are available as modules of 4 LEDs in a holder, of which, if necessary, a variety can be installed in the device.
  • LEDs Light-emitting diodes
  • Suitable LEDs are z. B. red, blue, yellow or green LEDs.
  • a red LED has a relative energy maximum in the range of about 610 to 640 nm.
  • the red LED (Osram LM03-BA) has z.
  • B. a relative energy maximum at about 620 nm.
  • a blue LED has a relative energy maximum in the range of about 440 to 500 nm.
  • the blue LED (Osram LM03-BB) has z.
  • B is an energy maximum at about 460 nm.
  • the blue LED (ESS Blue) has z.
  • B is an energy maximum at about 475 nm.
  • a yellow LED has a relative energy maximum in the range of about 570 to 610 nm.
  • the yellow LED (Osram LM03-BY) has z.
  • B is an energy maximum at about 590 nm.
  • a green LED has a relative energy maximum in the range of about 500 to 540 nm.
  • the green LED (Osram LM03-BT) has z.
  • B is an energy maximum at about 520 nm.
  • the assigned plastic light-diffusing cover has a transmission (DIN 5036, see parts 1 and 3) of at least 35%, preferably at least 38%, more preferably at least 41% and a reflection (DIN 5036, see FIGS. Parts 1 and 3, reflection or remission) of at least 15%, preferably at least 20%, particularly preferably at least 30%.
  • a transmission DIN 5036, see parts 1 and 3
  • a reflection DIN 5036, see FIGS. Parts 1 and 3, reflection or remission
  • the transmission of a light-scattering cover assigned to a yellow LED can amount to at least 50%, preferably at least 60%.
  • the corresponding reflection can be at least 25%, preferably at least 30%.
  • the transmission of a light-scattering cover assigned to a red LED can amount to at least 40%, preferably at least 45%.
  • the corresponding reflection can be at least 22%, preferably at least 45%.
  • the transmission of a light-diffusing cover associated with a green LED can amount to at least 40%, preferably at least 42%.
  • the corresponding reflection can be at least 18%, preferably at least 20%.
  • the transmission of a light-diffusing cover assigned to a blue LED can amount to at least 40%, preferably at least 42%.
  • the corresponding reflection can be at least 20%, preferably at least 22%.
  • the assigned light-diffusing cover consists of a plastic which is a plastic which is transparent in the non-colored state and without a scattering agent, or a transmittance (DIN 5036, see parts 1 and 3 / D65) of at least 50%, preferably at least 70 , particularly preferably from 75 to 92%.
  • a transmittance (DIN 5036, see parts 1 and 3 / D65) of at least 50%, preferably at least 70 , particularly preferably from 75 to 92%.
  • the transmittance may favorably be at least 40%, more preferably at least 50%.
  • Suitable plastics are z. Polymethyl methacrylate plastic, impact modified polymethyl methacrylate, polycarbonate plastic, polystyrene plastic, styrene-acrylonitrile plastic, polyethylene terephthalate plastic, glycol-modified polyethylene terephthalate plastic, polyvinyl chloride plastic, transparent polyolefin plastic, acrylonitrile-butadiene-styrene ( ABS) plastic or blends of various thermoplastics.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • polymethyl methacrylate plastics from cast or extruded polymethylmethacrylate z. B. with a methyl methacrylate content of 85 to 100 wt .-%, preferably.
  • a methyl methacrylate content 85 to 100 wt .-%, preferably.
  • up to 15 wt .-% of suitable comonomers such as.
  • Esters of methacrylic acid eg, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate
  • Esters of acrylic acid eg., Methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate
  • styrene and styrene derivatives such as ⁇ -methyl styrene or p-methyl styrene are polymerized or contained in the polymer.
  • the light scattering capacity of the cover can, measured according to DIN 5036, preferably have a value of at least 0.5, more preferably of at least 0.6, in particular at least 0.7.
  • the better the light scattering capability the smaller the spacing of the LEDs from the cover and the associated depths of the device can be realized.
  • a light scattering agent z As a light scattering agent z.
  • BaSO 4 polystyrene or Lichtstreuperlen be used from a cross-linked plastic.
  • BaSO 4 or polystyrene are preferred and are preferably introduced in an amount of 1.5 to 2.5 wt .-% in the plastic.
  • Lichtstreuperlen of a crosslinked plastic are preferably introduced in an amount of 0.1 to 10 wt .-% in the plastic.
  • polymers which lie in the suitable refractive index range can be used.
  • polystyrene in the monomer methyl methacrylate, polystyrene can be dissolved which then precipitates during polymerization and results in a material with good light scattering.
  • crosslinked polymer particles may also be added, e.g. Crosslinked polystyrene polymer beads or crosslinked copolymers of methyl methacrylate with phenyl (meth) acrylate or benzyl (meth) acrylate.
  • Scattering agents and colorants can the plastic in the preparation by polymerization in the polymerizable mixture or during thermoplastic processing in the melt state, for. B. by extrusion or injection, in a conventional manner added or incorporated.
  • any profiles, such as pipes, rods, etc. can be manufactured.
  • z. B. with a thickness of z. B. 0.5 to 10, preferably 1 to 5 mm are obtained, which can be used as covers for illuminable devices according to the invention with rectangular boxes, frame or bracket.
  • Corresponding pieces can be converted and adapted as required by cutting, milling, sawing or other processing in virtually any shape and adapted.
  • the device may be designed so that the LEDs and the light-diffusing cover are associated with each other at a distance of 3 to 12, preferably 4 to 10 cm. At this distance a good illumination is achieved. at at at close range, the position of the LED becomes visible as a bright spot. If the distance is too great, the brightness decreases too much.
  • the LEDs can z. B. in a box or frame, which is covered by the light-diffusing cover.
  • the cover may be provided with an information-bearing layer, e.g. As a film provided or even already have the form of information, for. B. in letter or number form.
  • Suitable colorants for the purposes of the invention are preferably organic colorants, since they have high brilliance and luminosity both in incident light and in transmitted light.
  • light stabilizers, UV absorbers, antioxidants, etc. can be added.
  • the invention is based on the consideration that the closer the color locations of the transmission and the remission of the colored cover at the color location of the LED, the match of the color impression in reflected light and fluoroscopy should be even better.
  • a match of a coloring with a predetermined LED color point is practically only approximately feasible.
  • the color locations are located as close as possible to the edge of the color standard table, since the color brilliance is here at most. This is also due to the fact that the color locations of the LEDs are also due to the monochromatic light at the edge or near the edge of the standard color chart. It should be noted, however, that the actually detectable (measured) color loci may also deviate from the theoretically expected color loci.
  • the plastic of the cover can in this case with a mixture of 0.075 to 0.09, preferably 0.081 to 0.084 wt.% Pyrazolone yellow and 0.002 to 0.004, preferably 0.0028 to 0.0032 wt .-% perinone orange dyed.
  • the plastic of the cover can in this case with a mixture of 0.13 to 0.17, preferably 0.14 to 0.16 wt .-% pyrazolone yellow and 0.01 to 0.03, preferably 0.17 to 0 23% by weight of anthraquinone red.
  • the plastic of the cover can also be treated with a mixture of 0.055 to 0.07, preferably 0.061 to 0.064 wt .-% Naphtol AS (2-hydroxy-3-Naphthoeklareanilid) and 0.005 to 0.015, preferably 0.008 to 0.012 wt .-% DPP Red (dipyrrolopyrrole red) are colored.
  • the plastic of the cover can in this case with a mixture of 0.01 to 0.025, preferably 0.013 to 0.017 wt.% Cu-phthalocyanine green and 0.025 to 0.045, preferably 0.028 to 0.032 wt.% Pyrazolone yellow colored.
  • the plastic of the cover can in this case with a mixture of 0.005 to 0.01, preferably 0.006 to 0.008 wt .-% anthraquinone blue and 0.05 to 0.1, preferably 0.07 to 0.08 wt.% Ultramarine -Blue colored.
  • the plastic of the cover may also be colored with 0.007 to 0.013, preferably 0.009 to 0.011 wt .-% anthraquinone blue.
  • Parts are methyl methacrylate 0.5 Parts of t-butyl perpivalate and 20 Parts of polystyrene dissolved (e.g., BASF).
  • the dyes are added to Tab. 1, dissolved with vigorous stirring, filled in a distanced with 3mm thick cord silicate glass chamber and polymerized in a water bath at 45 ° C for about 16 hours.
  • the final polymerization is carried out in a tempering at 115 ° C for about 4 hours.
  • the mixture is stirred vigorously, filled into a silicate glass chamber which is distanced with 3 mm thick cord and polymerized in a water bath at 45 ° C. for about 16 hours.
  • the final polymerization is carried out in a tempering at 115 ° C for about 4 hours.
  • the patterns described above are placed on this box and assessed by color.
  • the incident light test (daytime effect) is carried out by illumination with a daylight lamp with 150 W (D65 according to DIN 6173, quality class 1, eg from Siemens) at a distance of about 60cm from the top. The LEDs are switched off.
  • the transmitted light test is carried out in a darkened room with activated LEDs according to the above operating information. Color measurements are taken using the Chroma-Meter CS-100 colorimeter from Minolta. This device allows non-contact measurements of light sources and object colors.
  • the distance sample / device is 1 m.
  • the luminance Y in Cd / m 2 is also measured with this device.
  • Table 3 shows comparative color measurements and luminances of commercially available polymethylmethacrylate covers with standard stains not specifically matched to the LEDs.
  • ⁇ U> Tab. 3 ⁇ / u> color coordinates x, y and luminance Y in Cd / m ⁇ sup> 2 ⁇ / sup> in the case of LED backlighting in the case of colorations according to the invention.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine beleuchtbare Vorrichtung, bestehend im wesentlichen aus einer Lichtquelle aus einer oder mehreren Leuchtdioden und einer der Lichtquelle zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff.
    • Stand der Technik
  • Beleuchtbare Vorrichtungen, z. B. für Werbetafeln, bestehend im wesentlichen aus einer Lichtquelle und der Lichtquelle zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff sind im Prinzip A2 bekannt (s. z. B. JP 61159440). In der Regel werden als Lichtquellen Glühlampen oder Leuchtstoffröhren verwendet, die eine gute Leuchtkraft aufweisen und ein breites Lichtspektrum abstrahlen. Aufgrund des breiten Lichtspektrums erscheinen entsprechende eingefärbte Kunststoffabdeckungen in unbeleuchteten Zustand, also z. B. im Tageslicht, im gleichen Farbeindruck, der auch bei Hinterleuchtung mittels der genannten Lichtquellen wahrgenommen werden kann.
  • Leuchtdioden sind im Vergleich zu Lichtquellen wie Glühlampen oder Leuchtstoffröhren von deutlich geringerer Leuchtkraft. Farbige Leuchtdioden sind jedoch trotzdem bei Dunkelheit sehr gut wahrnehmbar, da sie ein nahezu monochromatisches Licht abstrahlen, das in jeweiligen Wellenlängenbereich wiederum relativ intensiv ist. Entsprechende farbige Leuchtdioden sind von mehreren Herstellern z. B. in den Farben rot, grün, blau und gelb verfügbar.
  • Einfärbungen und Einfärbeverfahren für Kunststoffe wie z. B. Polymethylmethacrylat sind hinlänglich bekannt z. B. aus EP-A 130 576.
  • US 5 355 284 beschreibt eine Spiegel-Baugruppe, insbesondere Rückspiegel für Fahrzeuge. Die Baugruppe kann zusätzliche noch weitere Funktionen enthalten, z.B. als weitere Bremsleuchte, Blinker, Uhr. Dazu wird ein dicroitischer Spiegel eingesetzt, der das sichtbare Licht reflektiert und Licht im Bereich von 600 bis 700nm durchlässt. Zur Beleuchtung können auch LEDs eingesetzt werden. Um eine Blendwirkung beim Fahrer zu vermeiden, wird das Licht durch eine Gitterstruktur geleitet, so daß es gerichtet austritt. Die Spiegelabdeckung ist nicht farblich den verwendeten LEDs angepasst und nicht lichtstreuend sondern transparent.
  • US 5 684 633 beschreibt einen polymeren Körper, gefertigt aus zwei polymeren Materialien mit Mehrschichtaufbau. Es können z. B. mehr als 500 Schichten vorhanden sein. Die polymeren Körper können für Fahrzeug-Rückleuchten verwendet werden und entsprechend eingefärbt. Die Lichtquellen werden in diesem Zusammenhang nicht weiter spezifiziert. Eine Anpassung der farbigen Abdeckung an das Spektrum von LEDs ist nicht zu entnehmen.
    • Aufgabe und Lösung
  • Es wurde als Aufgabe gesehen, eine Alternative zu den bekannten beleuchtbaren Vorrichtung bereitzustellen, bei denen eingefärbte Abdeckungen aus Kunststoff mittels Glühlampen oder Leuchtstoffröhren durchleuchtet werden. Insbesondere soll die Vorrichtung optisch in etwa den gleichen Farbeindruck bei Auflicht, also z. B. bei Tageslicht, wie auch bei Durchleuchtung ermöglichen. Die Vorrichtung soll geringere Bautiefen als die bisher bekannten Vorrichtungen ermöglichen und sich durch geringeren Stromverbrauch auszeichnen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine
    beleuchtbare Vorrichtung, bestehend im wesentlichen aus einer Lichtquelle, die aus einer oder mehreren Leuchtdioden (LEDs) besteht, die ein farbiges, im wesentlichen monochromatisches Licht aussenden, und einer der Lichtquelle zugeordneten Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zugeordnete Abdeckung lichtstreuend ist und die Lichtquelle und die zugeordnete Abdeckung bei der Wellenlänge des relativen Energiemaximums der Leuchtdiode eine Transmission (DIN 5036) von mindestens 35 % und eine Reflexion (DIN 5036) von mindestens 15 % aufweist.
  • Die Erfindung beruht darauf, die Transmission und die Remission von der lichtstreuenden Abdeckung aus Kunststoff, so an das monochromatische Licht der verwendeten LED anzupassen, daß im Auflicht als auch im Durchlicht nahezu derselbe Farbeindruck erhalten werden kann. Entsprechende Werbe- oder Hinweistafeln erscheinen sowohl bei Tag als auch im hinterleuchteten Zustand optisch annähernd gleich.
  • Durch diese Anpassung wird die Verwendung farbiger bzw. monochromatisches Licht aussendender LEDs für den genannten Zweck ermöglicht. Die erfindungsgemäßen beleuchtbaren Vorrichtung benötigen geringere Bautiefen, da LEDs kleiner sind als entsprechende Glühlampen oder Leuchtstoffröhren. Auch lassen sich komplizierte Formgebungen leichter realisieren. Der Stromverbrauch ist geringer, bei nahezu gleicher Wahrnehmbarkeit im hinterleuchteten Zustand. Da LEDs mit Niederspannungen betrieben werden können ist auch die elektrische Sicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtungen als höher anzusehen bzw. leichter zu gewährleisten. Der Wartungsaufwand ist ebenfalls geringer, da LEDs in der Regel weniger oft ausgetauscht werden müssen.
  • Die Erfindung wird durch die nachstehenden Figuren erläutert, ohne jedoch auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
    • Fig. 1/2:
  • Transmission/Remissionsspektrum einer eingefärbten lichtstreuenden Kunststoffscheibe (Grün 1, Beispielserie 1) mit Eignung als Abdeckung für eine mit einer grün leuchtenden LED beleuchtbaren erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    T = Transmissionsspektrum
    R = Remissionsspektrum
    LED = relative Energiekurve der grünen LED mit relativern Energiemaximum bei etwa 520 nm
    • Fig 2/2:
  • Darstellung der Normfarbtafel mit einem Beispiel für die Abstimmung bzw. Ermittlung geeigneter Farborte der Transmission und der Remission von Kunststoffabdeckungen mit Eignung für eine bestimmte farbige LED. Die geeigneten Farborte liegen im Teil des sich ergebenen Rechteck der innerhalb der Normfarbtafel liegt.
    LED = Farbort der LED
    U = Unbuntpunkt (x/y = 0,33/0,33)
    A = maximaler Farbort-Abstand (0,2 Einheiten) vom Farbort der LED aus auf der Geraden durch U und LED
    B = maximaler Farbort-Abstand (0,05-Einheiten) beidseitig im rechten Winkel zur Geraden durch U und LED.
    T = Farbort der Transmission der Abdeckung
    R = Farbort der Reflexion der Abdeckung.
    • Ausführung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtbare Vorrichtung, bestehend im wesentlichen aus einer Lichtquelle und einer der Lichtquelle zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff.
  • Die Lichtquelle besteht aus einer oder mehreren bzw. einer Vielzahl von Leuchtdioden (LEDs), die ein farbiges im wesentlichen monochromatisches Licht aussenden. Gegebenenfalls können auch LEDs unterschiedlicher Farbe gleichzeitig verwendet werden.
  • Die Farbe der LED hängt dabei von der Wellenlänge ihres relativen Energiemaximums ab. Dieses relative Energiemaximum kann z. B. spektralphotometrisch ermittelt werden und in einem Wellenlängen-Spektrum eingezeichnet werden. Man kann die Lichtquelle z. B. in eine Ulbricht'sche Kugel (s. DIN 5036) einbringen und das austretende Licht vermessen. Der höchste Punkt (Peak) der Kurve kennzeichnet dabei die Wellenlänge des relativen Energiemaximums.
  • Die Zahl der LEDs hängt von der Größe der Vorrichtung, der Leuchtkraft der verwendeten LEDs und der insgesamt gewünschten Helligkeit der Vorrichtung in durchleuchteten Zustand ab. LEDs sind z. B als Module von je 4 LEDs in einer Halterung erhältlich, von denen gegebenenfalls eine Vielzahl in die Vorrichtung eingebaut werden kann.
    • Leuchtdioden (LEDs).
  • Geeignete LEDs sind z. B. rote, blaue, gelbe oder grüne LEDs.
  • Eine rote LED hat ein relatives Energiemaximum im Bereich von etwa 610 bis 640 nm.
    Die rote LED (Osram LM03-B-A) hat z. B. ein relatives Energiemaximum bei etwa 620 nm.
  • Eine blaue LED hat ein relatives Energiemaximum im Bereich von etwa 440 bis 500 nm.
    Die blaue LED (Osram LM03-B-B) hat z. B ein Energiemaximum bei etwa 460 nm.
    Die blaue LED (ESS Blau) hat z. B ein Energiemaximum bei etwa 475 nm.
  • Eine gelbe LED hat ein relatives Energiemaximum im Bereich von etwa 570 bis 610 nm.
    Die gelbe LED (Osram LM03-B-Y) hat z. B ein Energiemaximum bei etwa 590 nm.
  • Eine grüne LED hat ein relatives Energiemaximum im Bereich von etwa 500 bis 540 nm.
    Die grüne LED (Osram LM03-B-T) hat z. B ein Energiemaximum bei etwa 520 nm.
    • Lichtstreuende Abdeckung aus Kunststoff
  • Die zugeordnete lichtstreuende Abdeckung aus Kunststoff weist bei der Wellenlänge des relativen Energiemaximums der Leuchtdiode eine Transmission (DIN 5036, s. Teile 1 und 3) von mindestens 35 %, bevorzugt mindestens 38 %, besonders bevorzugt mindestens 41 % und eine Reflexion (DIN 5036, Teile 1 und 3, Reflexion bzw. Remission) von mindestens 15 %, bevorzugt mindestens 20 %, besonders bevorzugt mindestens 30 % auf.
  • Insbesondere kann die Transmission einer, einer gelben LED zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 60 % betragen. Die entsprechende Reflexion kann bei mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 30 % liegen.
  • Insbesondere kann die Transmission einer, einer roten LED zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung mindestens 40 %, bevorzugt mindestens 45 % betragen. Die entsprechende Reflexion kann bei mindestens 22 %, bevorzugt mindestens 45 % liegen.
  • Insbesondere kann die Transmission einer, einer grünen LED zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung mindestens 40 %, bevorzugt mindestens 42 % betragen. Die entsprechende Reflexion kann bei mindestens 18 %, bevorzugt mindestens 20 % liegen.
  • Insbesondere kann die Transmission einer, einer blauen LED zugeordneten lichtstreuenden Abdeckung mindestens 40 %, bevorzugt mindestens 42 % betragen. Die entsprechende Reflexion kann bei mindestens 20 %, bevorzugt mindestens 22 % liegen.
  • Für den Fall, daß LEDs unterschiedlicher Farbe gleichzeitig verwendet werden, um Mischfarben zu erreichen, z. B. gelbe und grüne LEDs ergeben einen gelbgrünen Farbeindruck, soll die zugeordnete lichtstreuende Abdeckung aus Kunststoff zumindest bei der Wellenlänge des relativen Energiemaximums einer der verwendeten Leuchtdioden, also z. B. der gelben oder der grünen LED, die oben geforderten Transmissions- und Reflexions-Werte aufweisen.
  • Die zugeordnete lichtstreuende Abdeckung besteht aus einem Kunststoff, der ein Kunststoff ist, der im nicht eingefärbten Zustand und ohne Streumittel transparent ist, bzw, einen Transmissionsgrad (DIN 5036, s. Teile 1 und 3/D65) von mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70, besonders bevorzugt von 75 bis 92 % aufweist. Mit Streumittel aber ohne Farbmittel kann der Transmissionsgrad günstigerweise mindestens 40 %, besonders bevorzugt mindestens 50 % betragen.
  • Geeignete Kunststoffe sind z. B. Polymethylmethacrylat-Kunststoff, schlagzäh modifiziertes Polymethylmethacrylat, Polycarbonat-Kunststoff, Polystyrol-Kunststoff, Styrol-Acryl-Nitril-Kunststoff, Polyethylentherephthalat-Kunststoff, glykolmodifizierten Polyethylentherephthalat-Kunststoff, Polyvinylchlorid-Kunststoff, transparente Polyolefin-Kunststoff, Acrylnitril-Butadien-Stryrol (ABS)-Kunststoff oder Mischungen (Blends) verschiedener thermoplastischer Kunststoffe.
  • Wegen ihrer hohen Witterungsbeständigkeit sind insbesondere für Außenanwendungen Polymethylmethacrylat-Kunststoffe aus gegossenem oder extrudiertem Polymethylmethacrylat, z. B. mit einem Methylmethacrylat-Anteil von 85 bis 100 Gew.-%, bevorzugt. Gegebenenfalls können bis 15 Gew.-% geeignete Comonomere wie z. B. Ester der Methacrylsäure (z. B. Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hexylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat), Ester der Acrylsäure (z. B. Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Hexylacrylat, Cyclohexylacrylat) oder Styrol und Styrolderivate, wie beispielsweise α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol mit polymerisiert werden bzw. im Polymerisat enthalten sein .
  • Das Lichtstreuvermögen der Abdeckung kann, gemessen nach DIN 5036, bevorzugt einen Wert von mindestens 0,5, besonders bevorzugt von mindestens 0,6, insbesondere mindestens 0,7 aufweisen. Je besser das Lichtstreuvermögen, umso geringere Abstände LEDs von der Abdeckung und damit verbundene Bautiefen der Vorrichtung können realisiert werden.
  • Als Lichtstreumittel können z. B. BaSO4, Polystyrol oder Lichtstreuperlen aus einem vernetztem Kunststoff eingesetzt werden.
  • BaSO4 oder Polystyrol sind bevorzugt und werden bevorzugt in einer Menge von 1,5 bis 2,5 Gew.-% in den Kunststoff eingebracht.
  • Lichtstreuperlen aus einem vernetztem Kunststoff werden bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% in den Kunststoff eingebracht.
  • Die Anforderung nach einer hohen Transmission bei hoher Lichtstreuung ist eine schwierig zu realisierende Anforderung. Ein hohes Streuvermögen wird durch Titandioxid erreicht. Da dieses Farbmittel aber einen großen Teil des Lichtes reflektiert, werden nur geringe Lichtdurchlässigkeiten möglich. Günstiger sind farblose Streupigmente, die im Brechungsindex bis etwa 0,2 vom Brechungsindex des Acrylglases abweichen. Geeignet sind zum Beispiel Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Aluminiumtrihydroxid, Magnesiumhydroxid, Bariumsulfat usw.
  • Ebenso können Polymere, die im geeigneten Brechungsindexbereich liegen, eingesetzt werden. Zum Beispiel kann im Monomeren Methylmethacrylat Polystyrol gelöst werden, das dann während der Polymerisation ausfällt und zu einem Material mit guter Lichtstreuung führt. Es können aber auch vernetzte Polymerteilchen hinzugefügt werden, z.B. Polymerperlen aus vernetztem Polystyrol oder vernetzte Copolymere aus Methylmethacrylat mit Phenyl(meth)acrylat oder Benzyl(meth)acrylat.
    • Herstellung eingefärbter lichtstreuende Abdeckung aus Kunststoff
  • Streumittel und Farbmittel können dem Kunststoff bei der Herstellung durch Polymerisation im polymerisierbaren Gemisch oder während thermoplastischer Verarbeitung im Schmelzezustand, z. B. mittels Extrusion oder Spritzguß, in an sich bekannter Weise zugesetzt bzw. eingearbeitet werden. Neben der Plattenform können auch beliebige Profile, wie Rohre, Stäbe usw. gefertigt werden.
  • Auf diese Weise können z. B. Kunststoffplatten, z. B. mit einer Dicke von z. B. 0,5 bis 10, bevorzugt 1 bis 5 mm erhalten werden, die als Abdeckungen für erfindungsgemäße beleuchtbare Vorrichtungen mit rechteckigen Kästen, Rahmen oder Halterung verwendet werden können. Entsprechende Stücke können je nach Bedarf auch durch Schneiden, Fräsen, Sägen oder sonstige Bearbeitung in praktisch beliebige Formen überführt und angepaßt werden.
    • Vorrichtung
  • Die Vorrichtung kann so gestaltet sein, daß die LEDs und die lichtstreuende Abdeckung einander in einem Abstand von 3 bis 12, bevorzugt 4 bis 10 cm zugeordnet sind. In diesem Abstand wird eine gute Ausleuchtung erreicht. Bei zu geringem Abstand wird die Position der LED in Form eines hellen Flecks sichtbar. Bei zu großem Abstand nimmt die Helligkeit zu stark ab.
  • Die LEDs können sich z. B. in einem Kasten oder Rahmen befinden, der von der lichtstreuenden Abdeckung abgedeckt wird. Die Abdeckung kann mit einer informationstragenden Schicht, z. B. einer Folie, versehen werden oder selbst bereits die Form einer Information aufweisen, z. B. in Buchstaben- oder Zahlenform.
    • Farbmittel
  • Als Farbmittel eignen sich für die Zwecke der Erfindung bevorzugt organische Farbmittel, da diese sowohl im Auflicht, wie im Durchlicht hohe Brillanz und Leuchtkraft besitzen. Um das Acrylglas gegen die Einflüsse von Licht- und Wetter zu schützen, können noch Lichtschutzmittel, UV-Absorber, Antioxidantien usw. hinzugefügt werden.
  • Als Farbmittel kommen in Kunststoff insbesondere lösliche Farbstoffe oder organische Pigmente aber auch weniger bevorzugt unlösliche anorganische Farbpigmente in Frage. Zu nennen sind beispielhaft:
    • Für gelbe Einfärbungen: Pyrazolon-Gelb und Perinon Orange bzw. Mischungen daraus.
    • Für rote Einfärbungen: Mischungen aus Pyrazolon-Gelb und Antrachinonrot oder Naphtol AS und DPP-Rot bzw. Mischungen daraus.
    • Für grüne Einfärbungen: Mischungen aus Cu-Phtalocyanin-Grün und Pyrazolon-Gelb.
    • Für blaue Einfärbungen: Anthrachinon-Blau und Ultramarin-Blau bzw. Mischungen daraus.
    Farborte
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß je näher die Farborte der Transmission und der Remission der eingefärbten Abdeckung am Farbort der LED liegen, die Übereinstimmung des Farbeindrucks bei Auflicht und bei Durchleuchtung umso besser sein sollte. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Übereinstimmung einer Einfärbung mit einem vorgegebenen LED-Farbort praktisch nur näherungsweise realisierbar ist. Im allgemeinen können Abweichungen, die auf oder nahe der Geraden liegen, die durch den Unbuntpunkt (x/y = 0,33/0,33) und den Farbort der LED verläuft, eher toleriert werden als Abweichungen, die zwar gleich groß sind, aber weiter abseits von der beschriebenen Geraden entfernt liegen.
  • Es ist anzustreben, daß die Farborte möglichst am Rande der Farbnormtafel lokalisiert sind, da die farbliche Brillianz hier am höchstens ist. Dies ergibt sich auch dadurch, daß die Farborte der LEDs aufgrund des monochromatischen Lichts ebenfalls am Rand oder nahe am Rand der Normfarbtafel liegen. Es ist zu beachten, daß die tatsächlich feststellbaren (gemessenen) Farborte jedoch auch von den theoretisch zu erwartenden Farborten abweichen können.
  • In vielen Fällen können entsprechende Einfärbungen nicht mit einem Farbmittel allein erreicht werden. Bei Mischungen ist darauf zu achten, daß die Einzelkomponenten nicht zu weit auf der Farbnormtafel voneinander entfernt liegen, da der Mischfarbton dann eine zu geringe Brillianz aufweisen kann.
  • Die Farborte der Transmission und der Remission der eingefärbten Abdeckung aus Kunststoff bezogen auf die Normfarbtafel sollen bevorzugt in einem Bereich liegen, der bezogen auf eine Gerade, die durch den Unbuntpunkt (x/y = 0,33/0,33) und den Farbort der LED verläuft, nicht mehr als 0,2 x/y-Einheiten, bevorzugt nicht mehr als 0,1 x/y Einheiten vom Farbort der LED in Richtung der Geraden und nicht mehr als 0,05 x/y, bevorzugt nicht mehr als 0,03 x/y Einheiten rechtwinklig zu beiden Seiten der Geraden entfernt liegen (siehe auch Fig. 2/2).
  • Zur Messung von Farborten stehen dem Fachmann handelsübliche Meßgeräte zur Verfügung.
    • Vorrichtung für gelb (bzw. gelb-grüne) Beleuchtung
  • Die verwendeten LEDs können z. B. ein gelbes (bzw. gelb-grünes) Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,5/0,5 +/- 0,02 aufweisen.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann in diesem Fall mit einem Gemisch aus 0,075 bis 0,09, bevorzugt 0,081 bis 0,084 Gew.% Pyrazolon-Gelb und 0,002 bis 0,004, bevorzugt 0,0028 bis 0,0032 Gew.-% Perinon Orange eingefärbt werden.
  • Es ist günstig, diese Einfärbung mit BaSO4 als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.-% zu kombinieren.
    • Vorrichtung für rote Beleuchtung
  • Die verwendeten LEDs können z. B. rotes Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,67/0,33 +/- 0,02 aufweisen.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann in diesem Fall mit einem Gemisch aus 0,13 bis 0,17, bevorzugt 0,14 bis 0,16 Gew.-% Pyrazolon-Gelb und 0,01 bis 0,03, bevorzugt 0,17 bis 0,23 Gew.-% Antrachinonrot eingefärbt werden.
  • Es ist günstig, diese Einfärbung mit Polystyrol als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.% zu kombinieren.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann auch mit einem Gemisch aus 0,055 bis 0,07, bevorzugt 0,061 bis 0,064 Gew.-% Naphtol AS (2-Hydroxy-3-Naphthoesäureanilid) und 0,005 bis 0,015, bevorzugt 0,008 bis 0,012 Gew.-% DPP-Rot (Dipyrrolopyrrol-Rot) eingefärbt werden.
  • Es ist günstig diese Einfärbung mit BaSO4 als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.% zu kombinieren.
    • Vorrichtung für grüne Beleuchtung
  • Die verwendeten LEDs können z. B. ein grünes Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,16/0,73 +/- 0,02 aufweisen.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann in diesem Fall mit einem Gemisch aus
    0,01 bis 0,025, bevorzugt 0,013 bis 0,017 Gew.% Cu-Phtalocyanin-Grün und
    0,025 bis 0,045, bevorzugt 0,028 bis 0,032 Gew.% Pyrazolon-Gelb eingefärbt sein.
  • Es ist günstig diese Einfärbung mit BaSO4 oder Polystyrol als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.% zu kombinieren.
    • Vorrichtung für blaue Beleuchtung
  • Die verwendeten LEDs können z. B. ein blaues Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,14/0,06 +/- 0,02 aufweisen.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann in diesem Fall mit einem Gemisch aus 0,005 bis 0,01, bevorzugt 0,006 bis 0,008 Gew.-% Anthrachinon-Blau und 0,05 bis 0,1, bevorzugt 0,07 bis 0,08 Gew.% Ultramarin-Blau eingefärbt sein.
  • Es ist günstig, diese Einfärbung mit BaSO4 als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.% zu kombinieren.
  • Der Kunststoff der Abdeckung kann auch mit 0,007 bis 0,013, bevorzugt 0,009 bis 0,011 Gew.-% Anthrachinon-Blau eingefärbt sein.
  • Es ist günstig, diese Einfärbung mit Polystyrol als Streumittel in einer Menge von 1,9 bis 2,1 Gew.% zu kombinieren.
    • Verwendungen
  • In der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die beschriebenen streumittelhaltigen, eingefärbten Kunststoffelemente als Abdeckung als auch farbige LEDs als Lichtquelle verwendet.
    • BEISPIELE Beispiele Serie 1: Rot 1, Gelb 1, Blau 1. Grün 1
  • In 1000 Teilen Methylmethacrylat werden
    0,5 Teile t-Butylperpivalat und
    20 Teile Polystyrol gelöst (z.B. der BASF).
  • Dazu werden die Farbstoffe nach Tab. 1 zugegeben, unter intensivem Rühren gelöst, in eine mit 3mm dicken Schnur distanzierten Silikatglaskammer gefüllt und im Wasserbad bei 45°C etwa 16 Stunden lang polymerisiert. Die Endpolymerisation erfolgt im Temperschrank bei 115°C für etwa 4 Stunden.
    • Beispiele Serie 2: Rot 2, Gelb 2, Blau 2, Grün 2
  • In 1000 Teilen präpolymerem Metylmethacrylat-Sirup (Viskosität ca. 1000 cP) werden
    1 Teil 2,2'-Azobis-(2,4-dimethylvaleronitril) gelöst.
    In diesen Ansatz gibt man eine Farbpaste bestehend aus
    3 Teilen eines löslichen Polymetylmethacrylatharzes,
    20 Teilen Bariumsulfat
    und den Farbmittel nach Tab. 2, die in
    30 Teilen Methylmethacrylat mit einem schnelllaufenden Dispergator (Rotor/Stator-Prinzip) dispergiert wird, hinzu
  • Der Ansatz wird intensiv gerührt, in eine mit 3mm dicken Schnur distanzierten Silikatglaskammer gefüllt und im Wasserbad bei 45°C etwa 16 Stunden lang polymerisiert. Die Endpolymerisation erfolgt im Temperschrank bei 115°C für etwa 4 Stunden. Tab. 1: Farbstoffe Serie 1
    Farbe Cu-Phthalo cyaningrün Pyrazolon gelb Anthrachinon blau Perinon orange Anthrachinon violett Anthrachinon rot
    Rot 1 ---- 0,1500 ---- ---- ---- 0,0200
    Gelb 1 ---- 0,0825 ---- 0,003 ---- ----
    Grün 1 0,0200 0,0400 ---- ---- ---- ----
    Blau 1 ---- ---- 0,0100 ---- ---- ----
    Angaben: in Gew.%
    Tab. 2: Farbmittel Serie 2
    L.J.Nr. Naphtol AS DPP Rot Cu-Phtalocyaningrün Ultramarin blau Pyrazolon gelb Anthrachinon blau Perinon orange
    Rot 2 0,0625 0,01 ---- ---- ---- ---- ----
    Gelb 2 ---- ---- ---- ---- 0,0825 ---- 0,003
    Grün 2 ---- ---- 0,015 ---- 0,03 ---- ----
    Blau 2 ---- ---- ---- 0,077 ---- 0,007 ----
    Angaben: in Gew.%
    • Ergebnisse:
  • In einem weißlackierten, oben offenen Blechkasten der Maße 90 x 470 mm und 100mm Höhe sind am Innenboden jeweils 32 Leuchtdioden, z.B. von OSRAM (8 Module a'4 LED's) angebracht (Es gibt von vielen Herstellern Standard-LED's, die zueinander einen vergleichbaren Farbton haben). Mit einem Netzteil wird bei einer Betriebsspannung von 10V der zulässige Betriebsstrom von je nach Type zwischen 320 - 400mA eingestellt.
  • Die oben beschriebenen Muster werden auf diesen Kasten aufgelegt und farblich beurteilt. Die Auflichtprüfung (Tagwirkung) erfolgt durch Beleuchtung mit einer Tageslichtlampe mit 150 W (D65 nach DIN 6173, Güteklasse 1, z.B. von Siemens) in einem Abstand von ca. 60cm von oben. Die LED's sind dabei abgeschaltet. Die Durchlichtprüfung erfolgt in einem abgedunkelten Raum bei eingeschalteten LED's nach obiger Betriebsangabe. Die Farbmessungen werden mit dem Farbmessgerät Chroma-Meter CS-100 von Minolta durchgeführt. Dieses Gerät lässt berührungslose Messungen von Lichtquellen und Objektfarben zu. Der Abstand Probe/Gerät beträgt 1 m. Die Leuchtdichte Y in Cd/m2 wird dabei auch mit diesem Gerät gemessen.
  • Die Ergebnisse der Farbmessungen und Leuchtdichten sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 4 zeigt zum Vergleich entsprechende Farbmessungen und Leuchtdichten von handelsüblichen Abdeckungen aus Polymethylmethacrylat mit Standardeinfärbungen, die nicht speziell auf die LEDs abgestimmt sind. Tab. 3 Farbkoordinaten x,y und Leuchtdichte Y in Cd/m2 bei LED Hinterleuchtung bei erfindungsgemäßen Einfärbungen.
    Farbe LEDλmax In nm Transmission bei LEDλmax Reflexion bei LEDλmax Y in Cd/m 2 x y
    Gelb 1 590 62% 26% 141 0,527 0,467
    Gelb 2 590 55% 32% 130 0,533 0,461
    Rot 1 620 48% 23% 127 0,682 0,317
    Rot 2 620 42% 50% 120 0,682 0,317
    Grün 1 520 43% 19% 36,3 0,141 0,780
    Grün 2 520 41% 21% 36,4 0,139 0,777
    Blau 1 460 43% 24% 6,56 0,138 0,045
    Blau 2 460 43% 24% 6,31 0,138 0,041
    Tab. 4 Vergleichsmessungen mit handelsüblichen Kunststoffabdeckungen
    Farbe LEDλmax in nm Transmission bei LEDλmax Reflexion bei LEDλmax Y in Cd/m 2 x y
    Gelb 370* 590 28% 62% 55,1 0,582 0,417
    Rot 568* 620 20% 50% 49,7 0,686 0,313
    Grün 710* 520 18% 18% 11,4 0,139 0,779
    Blau 601* 460 30% 27% 4,31 0,139 0,037
    *= Produktbezeichnungen des Herstellers, Röhm GmbH & Co. KG, D-64293 Darmstadt.
  • Die Ergebnisse (Tab. 3) zeigen, daß mit den nach obiger Vorgehensweise hergestellten farbigen Acrylgläsern, gegenüber den Einfärbungen, die dem Stand der Technik entsprechen (Tab. 4), deutlich größere Leuchtdichten (Helligkeiten) bei LED- Hinterleuchtung erreicht werden. Gleichzeitig ist die Lichtstreuung so gut, daß bei einem Abstand von nur 40mm zur LED, eine gleichmäßige Ausleuchtung erreicht wird.
    • Tabelle 5:
  • Messungen an Vergleichsproben gemäß den Beispielen der Serien 1 und 2, jedoch ohne Farbmittel aber mit dem angegebenen Streumittel in den angegebenen Mengen (Polystyrol bzw. Bariumsulfat) zeigen ein Streuvermögen > 0,5 bei einem Transmissionsgrad > 40 %.
    Zusatz Streuvermögen Transmissionsgrad
    Polystyrol 0,65 56%
    Bariumsulfat 0,80 50,5%
  • Zum Vergleich: Mit einer entsprechenden Weißeinfärbung mit Titandioxid kann ein sehr gutes Streuvermögen von ca. 0,90 erreicht werden. Der Transmissionsgrad liegt dann jedoch lediglich um die 20 - 30 %. Dadurch wirken diese Sorten im Durchlicht sehr dunkel und sind in der Regel für die Zwecke der Erfindung nicht geeignet.
  • Werden die Farbkoordinaten nach Tab.3 in die Normfarbtafel (s. z. B. DIN 5033 oder entsprechende Standard-Literatur) eingetragen, ist ersichtlich, daß die Werte (und damit die Farbtöne) in den von der Erfindung geforderten Grenzen nahe der Linie der farbtongleichen Wellenlänge (Linie zwischen Unbuntpunkt und Farbort der jeweiligen LED-Farbe) liegen. Bei der visuellen Prüfung ist die gute Übereinstimmung des Farbtones bei Auf- und Durchlicht erkennbar.
  • An der Transmissionskurve nach Fig. 1/2 für grüne LEDs ist zu erkennen, daß die Maxima der Transmission und der Reflexion der Einfärbung Grün 1 (Serie 1) mit der Wellenlänge des relativen Energiemaximums der LED recht gut übereinstimmen. Die Transmissionswerte liegen in diesen Bereichen deutlich über den geforderten 30%, die Reflexionswerte liegen über den geforderten 15 %.

Claims (19)

  1. Beleuchtbare Vorrichtung, bestehend im wesentlichen aus einer Lichtquelle, die aus einer oder mehreren Leuchtdioden (LEDs) besteht, die ein farbiges, im wesentlichen monochromatisches Licht aussenden, und einer der Lichtquelle zugeordneten Abdeckung aus eingefärbten Kunststoff,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die zugeordnete Abdeckung lichtstreuend ist und die Lichtquelle und die zugeordnete Abdeckung bei der Wellenlänge des relativen Energiemaximums der Leuchtdiode eine Transmission (DIN 5036) von mindestens 35 % und eine Reflexion (DIN 5036) von mindestens 15 % aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs und die lichtstreuende Abdeckung einander in einem Abstand von 3 bis 12 cm zugeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtstreuende Abdeckung aus einem gegossenem oder extrudierten Polymethylmethacrylat-Kunststoff besteht.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung ein Lichtstreuvermögen gemessen nach DIN 5036 von mindestens 0,5 aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtstreumittel BaSO4, Polystyrol oder Lichtstreuperlen aus einem vernetztem Kunststoff enthalten sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Streumittel BaSO4 oder Polystyrol in einer Menge von 1,5 bis 2,5 Gew.% enthalten sind.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die LEDs in einem Kasten oder Rahmen befinden, der von der lichtstreuenden Abdeckung abgedeckt wird.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farborte der Transmission und der Remission der eingefärbten Abdeckung aus Kunststoff bezogen auf die Normfarbtafel in einem Bereich liegen, der bezogen auf eine Gerade, die durch den Unbuntpunkt (x/y = 0,33/0,33) und den Farbort der LED verläuft, nicht mehr als 0,2 x/y-Einheiten vom Farbort der LED in Richtung der Geraden und nicht mehr als 0,05 x/y Einheiten rechtwinklig zu beiden Seiten der Geraden entfernt liegen.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs gelbes Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,5/0,5 +/- 0,02 aufweisen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,075 bis 0,09 Gew.-% Pyrazolon-Gelb und 0,002 bis 0,004 Gew.-% Perinon Orange eingefärbt ist
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs rotes Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,67/0,33 +/- 0,02 aufweisen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,13 bis 0,17 Gew.% Pyrazolon-Gelb und 0,01 bis 0,03 Gew.-% Antrachinonrot eingefärbt ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,055 bis 0,07 Gew.% Naphtol AS und 0,005 bis 0,015 Gew.% DPP-Rot eingefärbt ist.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs grünes Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,16/0,73 +/- 0,02 aufweisen.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,01 bis 0,025 Gew.% Cu-Phtalocyanin-Grün und 0,025 bis 0,045 Gew.-% Pyrazolon-Gelb eingefärbt ist.
  16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs blaues Licht abstrahlen und einen Farbort im Bereich der Koordinaten x/y = 0,14/0,06 +/- 0,02 aufweisen.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,05 bis 0,1 Gew.% Ultramarin-Blau und 0,005 bis 0,01 Gew.-% Anthrachinon-Blau eingefärbt ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Abdeckung mit 0,007 bis 0,013 Gew.-% Anthrachinon-Blau eingefärbt ist.
  19. Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17 als Werbe- oder Hinweistafel.
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