專利名稱：照明裝置及具有這種照明裝置的液晶屏幕的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的照明裝置和一種根
據(jù)權(quán)利要求24的前序部分所述的液晶屏幕。
背景技術(shù)：
液晶屏幕(一般已知為L(zhǎng)CD屏幕)由于其結(jié)構(gòu)扁平的優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越多被使用。
這類LCD屏幕包含一液晶面板，該液晶面板利用上述類型的照明裝置照明。通常所使用的發(fā)光器件需要附加的元件，如孔反射器、菲涅爾透鏡(Fresnel-Linse )以及(大多情況下)多個(gè)擴(kuò)散濾光器，它們?cè)O(shè)置在液晶面板與發(fā)光器件之間。
但這種構(gòu)造往往對(duì)于LCD屏幕的觀看側(cè)上所能看到的影像的對(duì)比度及亮度有不利影響。由照明裝置發(fā)出的輻射在到達(dá)液晶面板之前，強(qiáng)度由于擴(kuò)散濾光器減弱了約10 % ?？渍谡?孔徑掩模(Lochmaske)的影響還更大。由照明裝置發(fā)出的輻射有約25%~35%被孔遮罩吸收，因此僅有相應(yīng)較少的光線份量能到達(dá)所要照明的液晶面板。此外，由于孔反射器還造成不利的千涉效應(yīng)。
為彌補(bǔ)此干涉效應(yīng)以及為改善在LCD屏幕的觀看面上可見(jiàn)的影像所能達(dá)到的對(duì)比度，設(shè)置有菲涅爾透鏡。然而，此透鏡另外還會(huì)使可看到屏幕、因此仍可清楚識(shí)別由該屏幕產(chǎn)生的影像的角度變小。
因此，人們希望照明裝置可基本省卻上述的修正元件而仍適用于做液晶屏幕中的背景照明、具有良好的光度且扁平地構(gòu)造。
此外，在用于室內(nèi)照明或室外環(huán)境照明的燈具形式的照明裝置中也越來(lái)越多地提及上述性質(zhì)，因?yàn)橥ㄟ^(guò)該扁平的設(shè)計(jì)可達(dá)成悅目的光學(xué)效果。但往往所希望的扁平結(jié)構(gòu)不能與該照明裝置所需的光度相協(xié)調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種開(kāi)頭所述類型的照明裝置，該照明裝置將上述構(gòu)想列入考慮。
此目的利用具有權(quán)利要求1的特征的照明裝置達(dá)成。
利用反射裝置，使得從照明裝置經(jīng)其第一主面發(fā)出的光的發(fā)光效率提高。此照明裝置可特別是用作液晶屏幕的背景照明。
有利的改進(jìn)方案見(jiàn)從屬權(quán)利要求2-23。
反射裝置的反射作用分別利用按照權(quán)利要求2-4之一所述的一個(gè)或多個(gè)措施來(lái)提高。
一種強(qiáng)反射作用利用權(quán)利要求5的措施來(lái)達(dá)成。對(duì)于根據(jù)權(quán)利要求5的紙片，權(quán)利要求6所述的單位面積重量證實(shí)是有利的。
利用根據(jù)權(quán)利要求7的措施以及依照權(quán)利要求8或9選擇反射顆粒的材料，反射裝置的反射作用、進(jìn)而照明裝置的光度還要更強(qiáng)。
在此，權(quán)利要求10的措施特別有利，因?yàn)樗欣卮_保了均勻的光反射。
為使發(fā)出的光進(jìn)一步均勻化，導(dǎo)光元件的第二主面有利地如權(quán)利要求11所述地那樣設(shè)計(jì)。
導(dǎo)光元件優(yōu)選由權(quán)利要求12所述材料中的一種制成。
如果導(dǎo)光元件如權(quán)利要求13所述地那樣設(shè)計(jì)，則它可特別是用作平坦設(shè)計(jì)的液晶屏幕的背景照明。
利用權(quán)利要求14的措施，可使照明裝置的厚度較少受到發(fā)光器件的布置的影響。
在此，如果發(fā)光器件按照權(quán)利要求15或16設(shè)置，則有利于光耦合到該平的導(dǎo)光元件中。
為將由發(fā)光器件發(fā)出的、耦合到該平的導(dǎo)光元件中的光的利用比例提
7高，權(quán)利要求17的措施很有利。
利用權(quán)利要求18及19的措施，可使光很好地從發(fā)光器件傳到該平的導(dǎo)光元件。硅樹脂材料可例如為硅油，也可使用彈性硅樹脂物料(Silikonmasse)。為此，該發(fā)光器件例如可先用液態(tài)硅油包覆，該硅油添加有硬化劑，從而硅油在一段時(shí)間后凝固成一彈性物料。
如果由發(fā)光器件發(fā)出的光的波長(zhǎng)與想要的波長(zhǎng)不一致，則該波長(zhǎng)可利用權(quán)利要求20的措施來(lái)調(diào)整。磷光體顆粒/熒光體顆粒(Phosphorpartikel)包含磷，吸收射到其上的輻射并至少以另一 (較長(zhǎng))波長(zhǎng)發(fā)出輻射。因此，當(dāng)適當(dāng)選擇磷光體顆?；蛄坠怏w顆?；旌衔飼r(shí)，從發(fā)光器件發(fā)出的輻射可轉(zhuǎn)變成具有另 一種光鐠的輻射。
權(quán)利要求21的措施確保發(fā)出的光均勻分布。
權(quán)利要求22提供節(jié)能及高效的發(fā)光器件.
可選地，使用根據(jù)權(quán)利要求23所述的發(fā)光器件也是有利的。
本發(fā)明另一目的在于，提供一種開(kāi)頭所述類型的液晶屏幕，該液晶屏幕兼具扁平構(gòu)形及高亮度和/或高對(duì)比度。
此目的通過(guò)具有權(quán)利要求24的特征的液晶屏幕達(dá)成。
利用權(quán)利要求25的措施，在照明裝置與液晶面板之間實(shí)現(xiàn)良好的光傳送。
在此，如果該光學(xué)耦合層由權(quán)利要求26所述的材料中的一種形成，則是有利的。


下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中圖l是一板狀照明單元的第一實(shí)施例的局部拆開(kāi)的主視圖；圖2是圖1的照明單元沿圖1的切線II-II剖開(kāi)的剖視圖；圖3是一板狀照明單元的第二實(shí)施例的局部拆開(kāi)的主視圖；圖4是圖3的照明單元沿圖3切線IV-IV剖開(kāi)的剖視圖；圖5是一板形照明單元的第三實(shí)施例的主視圖；圖6是圖5的照明單元沿圖5切線VI-VI剖開(kāi)的剖視圖；圖7是一板形照明單元的第四實(shí)施例的與圖6對(duì)應(yīng)的剖視圖；圖8是一液晶屏幕的液晶面板的局部拆開(kāi)的主視圖，該液晶屏幕具有設(shè)置在其下方的按照?qǐng)D1的照明單元；以及
圖9是圖8的液晶面板及照明單元沿圖8的切線IX-IX剖開(kāi)的剖一見(jiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1及圖2中顯示一照明單元10,該照明單元包含一由透明的丙烯酸酯玻璃/有4幾玻璃(Acrylglas)制成的平的導(dǎo)光板12。導(dǎo)光板12也可由其他的讓光均勻透過(guò)的材料制造，例如玻璃或環(huán)氧樹脂。導(dǎo)光板12優(yōu)選是明凈/清潔的。
導(dǎo)光板12有一第一主面14，由照明單元10產(chǎn)生的應(yīng)用光經(jīng)該第一主面14射出。導(dǎo)光板12在相對(duì)的一側(cè)上有一第二主面16 (見(jiàn)圖2)，該第二主面具有一用鋸齒形17表示的表面粗糙度，它在下文還要詳細(xì)說(shuō)明。
在導(dǎo)光板12的形成其外緣18及20的、兩個(gè)彼此相對(duì)的狹窄面上，該導(dǎo)光板12各帶有一殼體22或24，殼體22或24具有U形橫截面和這里未特地配備附圖標(biāo)記的正面壁部。殼體22和24的各自開(kāi)口的一側(cè)朝向?qū)Ч獍?2的對(duì)應(yīng)的相鄰?fù)饩?8和20的方向。
殼體22或24在下文僅以殼體22為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，所述設(shè)計(jì)類似地也適用于殼體24。
殼體22與導(dǎo)光板12的外緣18界定一內(nèi)腔26，該內(nèi)腔中設(shè)置有多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a形式的發(fā)光器件，這些芯片在圖1中只有一個(gè)配備有附圖標(biāo)記。
半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a例如包括一由n-GaN或n-InGaN構(gòu)成的n型層，以及由III-V型半導(dǎo)體材料如p-GaN構(gòu)成的p型層。在這種n型層及p型層之間，可設(shè)置有一 MQW層。MQW是"Multiple Quantum Well (多量子阱)"的縮寫。MQW材料包含一超晶格，該超晶格具有一根據(jù)超晶格結(jié)構(gòu)改變的電子能帶結(jié)構(gòu)，并相應(yīng)地在不同波長(zhǎng)時(shí)發(fā)射光。通過(guò)選擇MQW
9層，可有針對(duì)性地影響由pn型半導(dǎo)體發(fā)光芯片發(fā)出的輻射的光譜。
殼體22的內(nèi)腔26由一呈液態(tài)珪油30形式的導(dǎo)光液體充填，該硅油在圖中用圓圏表示，并將由半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a發(fā)出的光傳導(dǎo)至導(dǎo)光板12的外緣18。同時(shí)，由半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a產(chǎn)生的熱通過(guò)珪油30向外散走，特別是散到殼體22的壁。
由p-GaN或n-InGaN構(gòu)成的半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a當(dāng)^皮施加一電壓時(shí)發(fā)射出420納米-480納米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的藍(lán)光及紫外光。為利用半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a產(chǎn)生白光，在硅油30中均勻分布有細(xì)的磷光體顆粒32，該磷光體顆粒由具有色心的透明固體材料制造。這些磷光體顆粒32在圖中用比代表珪油30的圓圏小的圓圏表示。磷光體顆粒32也可為多種不同磷光體顆粒的混合物。因此可通過(guò)適當(dāng)選擇磷光體顆?；蝽晒怏w顆粒混合物，將由半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a發(fā)出的輻射轉(zhuǎn)變成一種其光鐠相當(dāng)于所要的光鐠的輻射。如果省卻磷光體顆粒32,則照明單元10發(fā)射藍(lán)光。
這些半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a是并聯(lián)的，且可經(jīng)由兩條饋電線路34、 36供以電壓。為此，饋電線路34、 36終止在可由外接近的連接部/端子38或40中，為清楚起見(jiàn)，在圖2中未示出饋電線路34和36。如果要用較高的供應(yīng)電壓工作，則半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a也可串聯(lián)。
殼體22的內(nèi)壁設(shè)有一反射層52,由此即使最初由半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a沿離開(kāi)導(dǎo)光板12的方向發(fā)射的光也能反射到導(dǎo)光板或其外緣18上。
如特別是在圖2中可看出的，導(dǎo)光板12以其第二主面16放在另一殼體44的一周圍壁43上，且仿佛形成其蓋。殼體44與導(dǎo)光板12的第二主面16因此界定一內(nèi)腔46。
將一具有耦合層50的白色紙片48形式的反射器基底48施加到導(dǎo)光板12的第二主面16上，該耦合層50包括一硅樹脂材料，該珪樹脂材料同樣用圓圏表示。
舉例而言，所用的硅樹脂材料可為一種粘稠的硅油。白色紙片48在施加到導(dǎo)光板12上之前用耦合層50的粘稠硅油浸濕，然后用一加壓輥壓到該導(dǎo)光板12的毛面的第二主面16上。在此要注意，利用輥?zhàn)拥膲毫?，所有可能存在于耦合?0的硅油中以及導(dǎo)光板12和紙片48之間的氣泡都,皮 壓出。白色紙片48利用耦合層50的硅油的粘附作用固定在導(dǎo)光板12的第 二主面16上。
如不包括粘稠硅油，耦合層50也可包括一種粘彈性硅樹脂物料。為此， 紙片48在施加到導(dǎo)光板12上之前，可用較稀的硅油浸濕，該較稀的硅油 之前混合有一硬化劑。由此，該珪油可在將紙片48施加到導(dǎo)光板12上之 后硬化成一彈性的硅樹脂物料，其中該硅樹脂材料的透光性仍保持。
在一變更例中，耦合層50可包括在硬化狀態(tài)下可透光的樹脂，例如環(huán) 氧樹脂或聚酯樹脂，它同樣用圓圏表示。
為提高反射作用，在包括硅油或樹脂的耦合層50中均勻分布有反射顆 粒51。反射顆粒51表示成代表耦合層50的硅油或樹脂的圓圏內(nèi)部的點(diǎn)。
所用的反射顆粒51的材料特別可以是氧化鈧或硫化鋅?？蛇x地，也可 將鑭及稀土金屬的氧化物，例如氧化鈰、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化 釓、氧化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化銩、氧化鐿或氧化镥用作反射顆粒51 材料。
根據(jù)反射顆粒51的種類以及它在包括硅油或樹脂的耦合層50中的濃 度，可得到不同強(qiáng)度的反射光。也可通過(guò)有針對(duì)性地使用上述反射顆粒51 得到不同的顏色效應(yīng)或色溫。
如果耦合層50包括一其中分布有反射顆粒的樹脂，則反射作用比起使 用包括硅油的耦合層50更高，且在導(dǎo)光板12的第一主面14上離開(kāi)該導(dǎo)光 板12的可用光的份量較大。
例如，可將一包括一配備有硬化劑的液態(tài)樹脂的耦合層50施加到導(dǎo)光 板12的第二主面16上，反射顆粒51均勻分布在該樹脂中。在包括樹脂的 耦合層50硬化前，將紙片48放上去，該紙片在樹脂硬化后被固定。
可選地，可首先將一包括樹脂、多更化劑及分布在其中的反射顆粒51 的均勻混合物分布在該白色紙片48上，然后將這樣涂層的紙片48利用包 括樹脂、硬化劑W射顆粒51的涂層壓到導(dǎo)光板12的第二主面16上。如 果導(dǎo)光板12由丙烯酸酯玻璃制造，則在耦合層50硬化期間，該樹脂/硬化
ii劑混合物溶蝕該丙烯酸酯玻璃。由此在導(dǎo)光板12的第二主面16上產(chǎn)生表 面粗糙度。因此，可使用未在之前階段中產(chǎn)生表面粗糙度的導(dǎo)光板12，它 與耦合層50由硅油形成一樣有利。
也可用鑄造方法將液態(tài)丙烯酸酯玻璃施加到一 已用其中均勻分布有反 射顆粒51的石更化樹脂進(jìn)行涂層的白色紙片48上，該白色紙片放入一與導(dǎo) 光板12對(duì)應(yīng)的模子中。這樣得到的、已帶有白色紙片48以及含反射顆粒 51的耦合層50的導(dǎo)光板12例如可具lmm-10mm的厚度。
也可利用擠出法得到一帶有白色紙片48以及含反射顆粒51的耦合層 50的導(dǎo)光板12。用擠出法可得到寬2m-3m、長(zhǎng)3m-10m的導(dǎo)光板12。
在白色紙片48與導(dǎo)光板12的第二主面16之間的、包括樹脂的耦合層 50的厚度為ljim-1000nm,優(yōu)選50nm-250jim，尤其優(yōu)選100jtm-200^im。 具有反射顆粒51的、包括珪油或樹脂的耦合層50的上述作用也與該層的 厚度有關(guān)，因此所希望的性質(zhì)也可通過(guò)選擇該層的一定的厚度來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
白色紙片48的單位面積重量為50g/m2-200 g/m2，優(yōu)選為80 g/m2-170 g/m2,更優(yōu)選為100g/m2-150g/m2,特別優(yōu)選是120 g/m2。
舉例而言，也可不用白色紙片而是用白色塑料膜或鏡膜/錫箔 (Spiegelfolie)作為反射器基底48，該白色塑料膜或鏡膜與包括硅油或樹 脂的耦合層50相連接。
在一變更例中，在包括硅油或樹脂的耦合層50中均勻分布有發(fā)光物料 顆粒(特別是發(fā)熒光顆粒和特別是發(fā)磷光顆粒)，它們未特地圖示出。在 此情形下，照明單元10也可沒(méi)有主動(dòng)發(fā)光器件地發(fā)出光，其光i脊可通過(guò)對(duì) 應(yīng)選擇發(fā)光顆?；蜻@類發(fā)光顆粒的混合物來(lái)調(diào)整。
在紙片48的背向包括珪油或樹脂的耦合層50的那一側(cè)上設(shè)置有一附 加的反射層52，該反射層例如可呈自粘鏡膜形式或白色塑料膜形式。
這種由反射層52、反射器基底48及耦合層50 (包括硅油或樹脂)形 成的夾心布置/結(jié)構(gòu)利用殼體44蓋住，其中其底部54貼在反射層52上。 殼體44、反射器基底48、具有或不具反射顆粒51的耦合層50 M射層 52共同構(gòu)成用于這樣的光的反射裝置53，該光在導(dǎo)光板12的第二主面16上離開(kāi)該導(dǎo)光板12。
為使光不會(huì)經(jīng)由導(dǎo)光板12的不具發(fā)光器件28的外緣發(fā)出，導(dǎo)光板12 在該處用不透光的膜55蓋住。這些膜55可帶有一如上所述的反射層，因 此經(jīng)由導(dǎo)光板12的對(duì)應(yīng)外緣照到其上的光被朝向?qū)Ч獍?2內(nèi)部的方向反 射。反之，如果希望光經(jīng)由導(dǎo)光板12外緣出來(lái)(例如呈側(cè)向的'閱讀用光， 或'工作用光，的形式)，則可對(duì)應(yīng)地省卻一個(gè)膜55或兩個(gè)膜55都省卻。
圖3及圖4中顯示照明單元10，的另一實(shí)施例。在圖l及圖2中已敘述 過(guò)的部件在圖3及圖4中用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
照明單元10，與圖l及圖2的照明單元10的不同之處在于，不是設(shè)置 半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a而是設(shè)置發(fā)光管28b作為發(fā)光器件。發(fā)光管28b可設(shè) 計(jì)成緊湊型熒光燈的形式，它們也稱為節(jié)能燈或CFL管。也可考慮用熒光 燈或冷陰極管作為發(fā)光管28b。冷陰極管也稱為CCFL管。
這里優(yōu)選使用的CFL管直徑可為5mm-25mm，優(yōu)選為5mm-8mm, 而長(zhǎng)度可為5cm-150cm，優(yōu)選為8cm曙40cm。
要用在照明單元IO，中的CCFL管的直徑可為2mm-6mm，優(yōu)選為 3mm國(guó)4mm, 1^HT力4cm國(guó)120cm， ^i^力8cm國(guó)55cm。
發(fā)光管28b可充以不同氣體，例如氖、氦、氮、二氧化碳、氪、氬、 在必要時(shí)具有水銀的氬等，其中優(yōu)選使用耐老化/抗衰變的填充氣體。
發(fā)光管28b的管體可由玻璃或塑料制造，在由塑料制造的情況下為柔 性的。
圖3及圖4中，在每個(gè)殼體22和24中各顯示一發(fā)光管28b，該發(fā)光 管可經(jīng)饋電線路34及36供以電壓。在一變更例中，可在每個(gè)殼體22及 24中各布置兩個(gè)或多個(gè)發(fā)光管28b，例如三個(gè)CCFL管28b,其中第一管 發(fā)紅光，第二管發(fā)綠光，第三管發(fā)藍(lán)光。為此可將發(fā)光管28b的玻璃或塑 料對(duì)應(yīng)地著色，或通過(guò)對(duì)應(yīng)地選擇發(fā)光管28b充填的氣體來(lái)調(diào)整所產(chǎn)生的 光的顏色。
如圖3及圖4所示，在照明單元10，的殼體22或24中，與圖l及圖2 所示的照明單元10不同，不設(shè)置硅油及磷光體顆粒。但在一變更例中，如
13果希望由發(fā)光管28b產(chǎn)生的光有顏色轉(zhuǎn)變，則也可設(shè)置硅油及磷光體顆粒。
在照明單元IO，的一未特地示出的變更例中，發(fā)光管28b也可用下述 方式形成在導(dǎo)光板12的外緣20、 22中，設(shè)置有例如充以氪的空腔(例 如槽)，這些空腔在表面上利用一鏡膜氣密密封，其中將用于操作此種發(fā)
光管28b所需的電極伸入這些槽中去。也可使用唯--個(gè)槽，它可繞著導(dǎo)
光板12的周圍延伸。
圖5及圖6中顯示照明單元10，，的另一實(shí)施例，已在圖1-圖4中說(shuō)明 過(guò)的部件在圖5及圖6中用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
如特別在圖6中所見(jiàn)的，照明單元IO，，與圖l及圖2的照明單元10的 不同之處在于半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a并非在側(cè)邊在外面"^殳在導(dǎo)光板12的外 緣18或20旁，而是設(shè)在從導(dǎo)光板12第一主面14凹進(jìn)的一槽56內(nèi)部。在 槽56內(nèi)，半導(dǎo)體芯片28a同樣被硅樹脂材料和均勾分布在該硅樹脂材料中 的磷光體顆粒32包圍。如果所述珪樹脂材料為較有流動(dòng)性的硅油30，則 可設(shè)置一用于槽56的蓋件58 (在圖6中用點(diǎn)線表示)。如果硅樹脂材料 30為充分粘彈性的物料，則可省卻所述蓋件58。
在照明單元IO，的一未特地圖示的變更例中，槽56設(shè)在導(dǎo)光板12第二 主面16上。
圖7顯示照明單元10"，形式的另一實(shí)施例。已在圖l-圖6中敘述過(guò)的 部件在圖7中用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。
不同于照明單元10及10",照明單元10，"設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)光板12a、 12b, 導(dǎo)光板12a、 12b互相平行地設(shè)在一平面中，其中導(dǎo)光板12a的外緣20a 與導(dǎo)光板12b的外緣20b之間具有一段距離。
半導(dǎo)體芯片28a設(shè)置在所留下的間隙中，且被摻有磷光體顆粒32的硅 油30包圍。
如圖7所示，這里在導(dǎo)光板12a、 12b與紙片48之間也有磷光體顆粒 32分布在珪油50中。
在所述的三個(gè)照明單元IO、 10，、 IO，，中，半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a分別這 樣設(shè)置，使得它相對(duì)于導(dǎo)光板12設(shè)置在該導(dǎo)光板12的第一主面14所在的
14平面與第二主面16所在的平面之間。
如上所述地，導(dǎo)光板12的第二主面16被弄得粗糙。此表面粗糙度與 由反射裝置44、 48、 50、 52反射到該第二主面上的光的波長(zhǎng)的量^目等或 在該量級(jí)以下。有利地，此粗糙度的量級(jí)為100nm-500nm,優(yōu)選為 200fim-400fim,尤其優(yōu)選為300nm -500fim。
利用導(dǎo)光板12第二主面16的表面粗糙度造成散射，由此使經(jīng)第一主 面14離開(kāi)導(dǎo)光板12的光更均勻。
在照明單元IO，，及IO，，，中，也可不是設(shè)置發(fā)光芯片28a,而是設(shè)置發(fā) 光管28b。上文有關(guān)圖3和圖4的說(shuō)明也適用于此。
在照明單元IO、 IO，，及IO，，，的實(shí)施例中，包圍半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a的 硅油30與導(dǎo)光板12的對(duì)應(yīng)的外緣18或20直接地接觸。由此可確保，由 半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a發(fā)出的光可靠地耦合到導(dǎo)光板12中。
對(duì)由照明單元IO、 10，、 IO"發(fā)出的光的顏色進(jìn)行調(diào)整的另一種可能方 式在于，使用不同類型的半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a。例如，主要使用發(fā)出藍(lán)光 的半導(dǎo)體發(fā)光芯片。然而，附加地仍使用發(fā)紅光及綠光的半導(dǎo)體發(fā)光芯片
28a。通it^目應(yīng)地協(xié)調(diào)以及調(diào)整與各光功率有關(guān)的(量)，可實(shí)現(xiàn)顏色調(diào)整， 特別是可基本上實(shí)現(xiàn)白平衡。
也可使用發(fā)紫外光的半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a。但如此一來(lái)，如果要4吏所 產(chǎn)生的光為人眼所見(jiàn)，則要將一 UV濾光器施加到第一主面14上。
可將上述照明單元IO、 10，、 10"、 IO，，，用作發(fā)光器件(例如用于照明 內(nèi)部空間)。不但建筑物的內(nèi)部空間，而且船只、飛機(jī)、車輛等的內(nèi)部空 間都可考慮。照明單元IO、 10，、 IO，，及IO"，還可用作發(fā)光的壁鑲板或壁覆 層。后者也可用于建筑物的外覆層。
照明單元IO、 10，、 10"、 IO"，可用簡(jiǎn)單方式容納在一密封的殼體中。 因此也可用在醫(yī)學(xué)、例如醫(yī)學(xué)4義器、工具或顯孩史鏡中，也可考慮用作手術(shù) 的照明單元。
此外，在相應(yīng)的亮度時(shí)，該照明單元IO、 10，、 10"、 IO"，也可用于中 等距離，例如影片、電視等。特別是也可配合太陽(yáng)電池作為能源用于街道及道路護(hù)欄的照明。
此外，也可用于攝影領(lǐng)域作為閃光燈。頻閃觀測(cè)器(Stroboskop)也 可配備有該照明單元IO、 10，、 IO"或IO，"。
特別是，如果導(dǎo)光板12由丙烯酸酯玻璃制造，則它可用已知方式做成 一定形狀，換言之，它不再是平的，而是可為任意形狀(特別是彎曲)的 導(dǎo)光元件。在這種情況下，相應(yīng)的照明單元本身可形成一可具有照明功能 以外的額外功能的應(yīng)用物。例如可設(shè)想，導(dǎo)光元件、進(jìn)而整個(gè)照明單元可 設(shè)計(jì)成浴釭或淋浴間的形狀。但也可以是其他物品，如椅子、桌子等。
但照明單元IO、 10，、 10"、 IO"，主要用作液晶屏幕的背景照明。這點(diǎn) 利用圖8、 9來(lái)說(shuō)明，其中示例性地顯示照明單元IO。
如特別在圖9的剖視圖中所示的，在照明單元10的導(dǎo)光板12的第一 主面14前面安裝有一液晶面板60，該液晶面板60具有一平的觀看側(cè)62 及一和該觀看側(cè)相對(duì)的側(cè)64。液晶面板60是已知的，因此這里不作進(jìn)一 步說(shuō)明。
照明單元10這樣設(shè)置在液晶面板60的側(cè)64上，使得導(dǎo)光板的第一主 面14平行于液晶面板60延伸。在導(dǎo)光板12的第一主面14與液晶面板60 的側(cè)64之間設(shè)有一光學(xué)耦合層66，該光學(xué)耦合層66包括一粘稠的珪油或 一彈性硅樹脂物料。此處所述硅樹脂材料也用圓圏表示。包括彈性硅樹脂 物料的光學(xué)耦合層66可通過(guò)添加硬化劑到一稀的硅油中而得到。光學(xué)耦合 層66與導(dǎo)光板12的第一主面14以及與液晶面板60的側(cè)64上的面直##
在一變更例中，光學(xué)耦合層66也可包括一樹脂、例如環(huán)氧樹脂或聚酯 樹脂。在此情形下，光學(xué)耦合層66可通過(guò)使一呈液狀施覆的樹脂硬化而得， 為此，將一硬化劑以習(xí)知方式添加到該液狀樹脂。
利用該照明單元IO，可經(jīng)導(dǎo)光板12第一主面14發(fā)出較高強(qiáng)度的均勻 光，該光經(jīng)由包括硅油或粘性的硅樹脂物料的耦合層66傳送到液晶面板 60并從其側(cè)64照明。
照明單元IO、 10，、 10"、 IO，"比起已知的液晶面板的背景照明(其中
16使用附加元件，如孔反射遮罩、菲涅爾透鏡和擴(kuò)散濾光器)來(lái)，具有良好
的光度，同時(shí)確保液晶面板60有較大的、所產(chǎn)生的影像仍可清楚識(shí)別的觀 看角度。
另外，當(dāng)將照明單元IO、 10，、 10"、 IO"，用作液晶屏幕的背景照明時(shí)， 反射顆粒51除了其反射作用外還可具有與磷光體顆粒32相當(dāng)?shù)男再|(zhì)，并 能將照在其上的輻射部分地吸收并發(fā)出另 一種波長(zhǎng)的輻射。
舉例而言，如果將由氧化鈧或硫化鋅制成的顆粒用作反射顆粒51,并 使用發(fā)射在160nm及380nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a，則 在硅油30中可省卻磷光體顆粒32。氧化鈧或硫化鋅的反射顆粒51已將半 導(dǎo)體發(fā)光芯片28a的160nm到380nm之間波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光轉(zhuǎn)變成白光。 所述白光由反射顆粒51沿空間所有方向發(fā)出，并至少大部分被反射層52 朝向?qū)Ч獍?2反射。
如果使用發(fā)射450mn~ 475nm波長(zhǎng)范圍的藍(lán)光的半導(dǎo)體發(fā)光芯片 28a,且如果反射顆粒51由氧化鈧制成，則該藍(lán)光轉(zhuǎn)變成淺藍(lán)光。
此外，在液晶面板60的觀看側(cè)62上出來(lái)的光對(duì)觀看者所呈現(xiàn)的光"i脊 可通過(guò)有針對(duì)性地控制液晶面板60的液晶胞的透光性來(lái)影響。
在用濾色片工作的傳統(tǒng)液晶屏幕中也可利用此效應(yīng)。在此，高能量的 輻射不僅可穿過(guò)一相應(yīng)的液晶屏幕的本身已知的色遮罩/顏色掩模 (Farbmaske)的藍(lán)色濾光片，而且也可穿過(guò)紅色及綠色濾光片。色度的 平衡可利用 一相關(guān)的電子系統(tǒng)達(dá)成。
淺藍(lán)光的能量比紅光或綠光高，但人眼較難察覺(jué)，因此可不犧牲色覺(jué) 地加強(qiáng)觀看者的視覺(jué)印象。
液晶屏幕的呈紅色、綠色、藍(lán)色的單個(gè)像素比在純白背景照明情形下 的顯得更清楚。
一般，當(dāng)導(dǎo)光板12外緣18或20的邊長(zhǎng)近乎50cm時(shí)，各有四個(gè)半導(dǎo) 體發(fā)光芯片28a沿相應(yīng)外緣18、 20設(shè)置或設(shè)置在槽56內(nèi)就足夠了 。
關(guān)于照明單元IO、 10，、 IO，，的尺寸及半導(dǎo)體芯片28a或發(fā)光管28b的 數(shù)目方面，該照明裝置可被j故成多種不同的設(shè)計(jì)方案。
17舉例而言，照明單元IO、 10，、 IO，，可做成分別具有七個(gè)相聯(lián)接的半 導(dǎo)體芯片28a，導(dǎo)光板12的外緣18、 20的邊長(zhǎng)約為100cm,導(dǎo)光板12的 寬度約為20cm。
導(dǎo)光板12外緣18、 20的邊長(zhǎng)例如可在10cm-200cm之間變化，導(dǎo)光 板12的寬度例如可在lcm-20cm之間變化。
如果使用半導(dǎo)體發(fā)光芯片28a，則照明單元IO、 10，、 IO"的承受功率 (Aufnahmeldstung)很小。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置，特別是用于液晶面板(60)的背景照明，具有a)導(dǎo)光元件(12)，該導(dǎo)光元件由第一主面(14)及與該第一主面平行地間隔開(kāi)的第二主面(16)界定，b)發(fā)光器件(28)，該發(fā)光器件設(shè)置成使得從該發(fā)光器件(28)發(fā)出的光耦合到該導(dǎo)光元件(12)中，其特征在于c)在所述導(dǎo)光元件(12)的第二主面(16)那一側(cè)上設(shè)置有一反射裝置(53)，該反射裝置將光朝向所述導(dǎo)光元件(12)內(nèi)部的方向反射。
2. 如權(quán)利要求l所述的照明裝置，其特征在于所述反射裝置(53)包括一反射層(52)、特別是一鏡膜或一白色塑 料膜。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的照明裝置，其特征在于 所述反射裝置(53)包括一反射器基底(48)，該反射器基底設(shè)置在導(dǎo)光元件(12)的第二主面(16)的那一側(cè)上。
4. 如權(quán)利要求3所述的照明裝置，其特征在于所述反射裝置(53)包括一耦合層(50)，該耦合層包括硅樹脂材料、 特別是粘稠的硅油或彈性硅樹脂物料，或者包括樹脂、特別是環(huán)氧樹脂或 聚酯樹脂，所述耦合層與所述導(dǎo)光元件(12)的第二主面(16)直接接觸。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的照明裝置，其特征在于 所述反射器基底(48)為一白色紙片(48)。
6. 如權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于所述紙片(48)的單位面積重量為50g/m2至200g/m2，優(yōu)選為80g/m2 至170g/m2,更優(yōu)選為100 g/m2至150 g/m2，特別優(yōu)選為120 g/m2。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述反射裝置(53 )包括反射顆粒(53 )。
8. 如權(quán)利要求7所述的照明裝置，其特征在于所述反射顆粒(51)包含一種或多種下列化合物硫化鋅、氧化鈧、 氧化鑭、氧化鈰、氧化釹、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鏑、氧化鈥、 氧化鉺、氧化銩、氧化鐿或氧化镥。
9. 如權(quán)利要求8所述的照明裝置，其特征在于 所述反射顆粒(51)由氧化鈧或由硫化鋅制成。
10. 如權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)結(jié)合權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的 照明裝置，其特征在于所述反射顆粒(51)基本上均勻分布在包括硅樹脂材料或樹脂的耦合 層(50)中。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述導(dǎo)光元件(12 )的第二主面(16 )至少局部地具有一表面粗糙度，該表面粗糙度的量級(jí)為100jim-500nm，優(yōu)選為200nm-500nm,更優(yōu)選為 30(Him-500jim,特別優(yōu)選為由所述反射裝置(53 )反射到該第二主面上的 光的波長(zhǎng)的量級(jí)。
12. 如權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述導(dǎo)光元件(12)由玻璃或丙烯酸酯玻璃或環(huán)氧樹脂制成。
13. 如權(quán)利要求l至12中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述導(dǎo)光元件(12)設(shè)計(jì)成平的。
14. 如權(quán)利要求13所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)相對(duì)于所述平的導(dǎo)光元件(12)設(shè)置在由所述第一主面(14)確定的平面與由所述第二主面(16)確定的平面之間。
15. 如權(quán)利要求14所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28 )的至少一部分在側(cè)面i殳置在所述平的導(dǎo)光元件(12 )的外緣(18， 20)旁邊。
16. 如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)的至少一部分設(shè)置在一槽(56)中，該槽設(shè)置在所述導(dǎo)光元件(12)的所述主面(14, 16)中的一個(gè)中。
17. 如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于所述發(fā)光器件(28)的至少一側(cè)至少部分地與一反射層(52)相對(duì)而 置，該反射層將由發(fā)光器件(28)發(fā)出的光朝向所述導(dǎo)光元件(12)內(nèi)部 的方向反射。
18. 如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)至少部分地經(jīng)由一導(dǎo)光材料(30)與所述導(dǎo)光元件(12 )耦合。
19. 如權(quán)利要求18所述的照明裝置，其特征在于 所述導(dǎo)光材料(30)為硅樹脂材料，特別是硅油或彈性珪樹脂物料。
20. 如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)至少部分地由磷光體顆粒(32)、優(yōu)選均勻分布的磷光體顆粒包圍，該磷光體顆粒吸收所述發(fā)光器件(28)發(fā)出的光并本 身發(fā)出另種一波長(zhǎng)的光。
21. 如權(quán)利要求20結(jié)合權(quán)利要求19或18所述的照明裝置，其特征在于所述磷光體顆粒(32 )分布在所述導(dǎo)光材料(30)中，優(yōu)選均勾分布 在所述導(dǎo)光材料(30 )中。
22. 如權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)至少包括一半導(dǎo)體發(fā)光芯片(28a)，該半導(dǎo)體發(fā)光芯片在被施加有電壓時(shí)發(fā)出光。
23. 如權(quán)利要求1至22中任一項(xiàng)所述的照明裝置，其特征在于 所述發(fā)光器件(28)至少包括一發(fā)光管(28b)。
24. —種液晶屏幕，包括a) 具有平的觀看側(cè)(62)的液晶面板(60);b) 照明裝置(10， 10，， 10", 10"，)，利用該照明裝置能在所述液 晶面板(60)的背向所述觀看側(cè)(62)的一側(cè)上施加光，其特征在于c) 所述照明裝置(10， 10，， 10"， 10"，)按照權(quán)利要求1至23中任 一項(xiàng)所述地it計(jì)。
25. 如權(quán)利要求24所述的液晶屏幕，其特征在于在導(dǎo)光元件(12)的第一主面(14)與所述液晶面板(60)之間設(shè)置有一光學(xué)耦合層(66)。
26. 如權(quán)利要求25所述的液晶屏幕，其特征在于所述光學(xué)耦合層(66)包括硅樹脂材料、特別是粘稠的硅油或彈性硅樹脂材料，或者包括樹脂、特別是環(huán)氧樹脂或聚酯樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明裝置，該照明裝置特別是用于液晶面板(60)的背景照明。所述照明裝置包括導(dǎo)光元件(12)，該導(dǎo)光元件由第一主面(14)及與該第一主面平行地間隔開(kāi)的第二主面(16)界定。設(shè)置有發(fā)光器件(28)，該發(fā)光器件布置成使得從該發(fā)光器件(28)發(fā)出的光耦合到該導(dǎo)光元件(12)中。在導(dǎo)光元件(12)的第二主面(16)那一側(cè)上設(shè)置有一反射裝置(53)，該反射裝置將光朝向?qū)Ч庠?12)內(nèi)部的方向反射。此外，本發(fā)明還涉及一種液晶屏幕，該液晶屏幕包括液晶面板(60)和照明裝置(10，10’，10”，10”’)，借助該照明裝置可在液晶面板(60)的與觀看側(cè)(62)相對(duì)的側(cè)上施加光。在所述液晶屏幕中，設(shè)置有按照權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的照明裝置(10，10’，10”，10”’)。
文檔編號(hào)G02B6/00GK101688943SQ200780052851
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2007年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月4日
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