平面照明装置制造方法及图纸

│β│≥ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｌ）， 一种平面照明装置（８；３２），具有一个开口荧光灯（３３），一个光学系统（１０；３４）和一个光导体板（１１；３４）。光学系统（１０；３４）有目的地影响要传入光导体板的光线的分布，使在灯的管状放电容器的横断平面里看的话光的分布至少具有一个最大值，它与光学轴线（Ａ）之间夹角为β，满足以上关系式，此处Ｌ为光导体板的纵向伸长（也即在光学轴线Ａ方向上的长度），ｄ为其厚度。用这种方式在光导体板的正面（３９）上就获得较高的亮度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平面照明装置，它具有一个有开口的放电灯，一个光学系统和一个光导体板。放电灯、光学系统和光导体板相互之间实现几何方面的匹配并相互合理布置，从而使灯光能够通过光导体板的至少一个窄面(“棱”，或者英语中的“Edge”一边棱)而进入光导体板(所谓的“边棱照明技术”)。借助于在例如置于光导体板底面上的散射中心处的反射，这些光就经过光导体板的整个正面而传向外，而且其作用好象有平面的，对应于光导体板的外观尺寸而扩展的光源。此外在已应用的放电灯方面尤其涉及到一种具有管状的两侧封闭的放电容器的荧光材料灯，放电容器的壁至少局部涂有一种荧光材料。此外为了提高亮度这种灯沿着其纵向轴线在放电容器的内侧或外侧都配有一个可见光的反射器，该反射器在沿着纵轴线的一个规定范围内露出来。这样就生成了一个开口，灯光就通过这开口而穿到外面(开口灯)。放电容器可以为杆状的，但也可以是折弯的，例如L型或者U型的。在后者所列举的情况下，灯光就经过光导体板的两个或者说三个棱边而进入此光导体板。这种照明装置例如用于显示，尤其是液晶显示(LCD)，但也包括大面积广告牌的后照明。液晶显示有多种多样的用途，例如用在飞机以及越来越多地在机动车辆的控制室、驾驶间里，在娱乐和通讯电子器械里，同时作为个人电脑的显示屏。技术现状US5，055，978公开了一种平面照明装置，它具有一个管状的开口荧光灯和一个光导体板。开口灯的圆形横断面的直径大于光导体板的厚度。当然开口的宽度被选择成小于光导体板的厚度。在开口和光导体板之间布置了一个梯形的有机玻璃楔板，这种楔板应该减小灯光进入光导体板时的损失。同时在设计该装置时使光借助于有机玻璃楔板内部的完全反射而能够从灯被引导至光导体板。与灯的直径相比相对较小的开口宽度是不利的，因为灯的光效率和光通量都随着开口宽度b和灯直径D之间比值b/D的变小而明显下降。由开口的宽度而产生的并且相对圆形的灯容器横断面中心的开口角度在引用的技术现状下小于45°，无论如何都显著小于90°。对专利技术的说明本专利技术的任务就是提供一种改进的平面照明装置。同时一个重要的方面是改善这种装置的总效率。对于具有在权利要求1的前序中所述特征的装置来说该任务是通过权利要求1中特征部分的特征来完成的。特别有利的技术方案见从属权利要求。为了更好地理解以下涉及到本专利技术基本构想的说明，因而限定一个光学轴线是有益的。这个光学轴线位于光导体板正面的平面内并且还与灯的纵轴线形成一个直角。来自灯的光线则基本上在光学轴线的方向上进入光导体板内，并紧接着作为有效光而通过正面传出光导体板。以下考虑的出发点是基于这样的认识对于一个尽可能大部分的传入光导体板的光线必须要满足在光导体板内完全反射的要求。因为只有这部分以及在进入光导体板之后总是直接传到其底面上的那部分，能够在例如布置于光导体板底面上的漫射器上并通过正面而被反射和有利地继续传导。对于真正的应用来说其余的部分就丢失了。试验指出，如果没有附加的措施，那么开口灯的反射特性与朗伯特分布具有很大的相似性，也就是说，由开口的发光面中的一小部分面积的与角度相关的强度分布遵循以下关系式I(α)=Io·cosα]]>此处，α为平面垂线和所涉及的具有强度I(α)的光线之间的夹角；I0为在部分面积的平面垂线方向上(α=0)的最大强度。换句话说，开口灯使主要部分的光通量在向前的方向上反射出。首先，当所使用的灯的开口宽度可与光导体板的厚度相比时，这就违人心愿地导致了光线的重要部分在光导体板内部没有产生完全反射，而基本上传至与光线进入面处于对面的光导体板的窄面上并在某个时候就丢失了。此处由于放电容器的直径相应较大，所以放电管表面的弯曲只起着次要的作用，也就是说，开口的所有表面元件的平面垂线都近似地相互平行并平行于光学轴线。另一方面，如开头已说的那样，力求选择开口的宽度b尽可能地大。因此至少就具有圆形横断面的管状灯来说，要优选开口宽度b和灯的直径D之间的比值b/D，以便达到有效的开口孔角θ大于45°，尤其优先选用大约90°的数量级，例如达到约80°或者更大。此外，由于在光导体板的正面上力求的较高亮度，对于开口宽度b与光导体板厚度d之比值优选的范围为b/d＞0.6，0.8。在这种情况下说明了，放电容器的外径D(在圆形横断面时)典型情况下是等于或大于光导体板厚度d的0.8倍。如果有目的地改变传入光导体板的光的分布，那么就可以显著地减少其它上面所述的光损失。为此按本专利技术使那部分否则的话会直接通过光导体板并对于有效光线来说丢失的光线重新分配到在光导体板内部被完全反射的那部分上。此外，这种方法对于边棱照明技术来说首次能够实现，在采用具有布置于放电管壁上并平行于管的纵轴线的电极的灯时，可实际上从该随着灯的直径D而增大的光通量获得好处。这些灯借助于介电阻碍的放电而工作，例如使两个条带状的电极直径方向布置在放电容器壁上。通过加大这种灯的直径也就提高了放电距离，可传入的功率以及光通量。对于“介电阻碍的放电”和尤其是认为特别高效的跳动工作的介电阻碍的放电详见已援引的WO94/23442。此外涉及到同一个申请人的WO98/49712，其中公布了在应用多于两个电极时提高灯开口的亮度的可能性。按本专利技术，平面照明装置有一个管状的开口灯。此外照明装置有一个光学系统，该系统有目标地影响着要传入光导体板或已传入光导体板的光的分布，从而使光的这种分布(在一个垂直于灯的纵轴的断面里考察)具有至少一个角度间距为β的最大值(至光学轴线所测得)并满足以下公式|β|≥arctan(dL),-----(1)]]>其中L为纵向长度，也就是在光导体板的光学轴线方向上的长度，而d为光导体板的厚度。图1中的断面简图表示了这种根据光分布曲线1的方案，该曲线有两个最大值2，3，它们与光学轴线A构成了角度β1和β2。从一个起始点0出发到这光学轴线上可以想象假想的箭头，它们分别在光分布曲线1上终止。那么箭头的长度就是在各箭头的方向上光强度的尺度。两个最长的箭头2’，3’对应于所列举的两个最大值2，3，并与光学轴线形成夹角β1和β2。这两个夹角β1或β2的大小可以相同，也可以不同。以这种分布就使光传入了光导体板5的进光平面4。与此不同的是，当前的技术水平由于没有合适的光学措施，光分布曲线6仅有一个最大值7，其指向与光学轴线共线(β≡0)。因此大部分光线就直接地(即没有完全反射)通过光导体板5。按照本专利技术，光学系统也可以是光导体板上的组合部分。例如光导体板的进光平面可以配有一个V型的，抛物线状的以及其它形状的截面，因此大部分入射的光线在进入板时各自在向其正面或者底面去的方向上被折射了。有关这方面的其它细节参阅实施例。此外，光学系统也可以是灯的组成部分，例如在这灯里使开口分成两部分，从而使反射可见光线的、使两个局部开口相互分开的连板平行并对中于光导体板的进光平面。由此就以简单的方式产生了两个亮度最大值，它们在合适的尺寸情况下就构成了与光学轴之间所要求的夹角。比较有利的是当采用这种方案时使横断面为管状的放电容器被成型为水滴状，例如借助于深冲。两个局部开口则布置在管子轮廓的小本文档来自技高网...

【技术保护点】
平面照明装置（８，３２），具有 .一个放电灯（９，３３），该灯具有 －一个外径Ｄ的管状放电容器（１２），它限定了灯的纵轴线并在其内部包含有可绝缘的充填物， －一层荧光材料层（１６），它至少局部地覆盖住放电容器的腔， －一些电极（１３，１４） －一个开口（１７），通过此开口在灯（９）工作期间使光线射出， .一个光学系统（１０；２９；３４），它适合于使由放电灯（９，３３）的荧光材料层（１６）发射出的光线在空间方向上重新分配， .一个厚度为ｄ的光导体板（１１；３５），它具有 －一个指向灯（９；３３）的第一窄面（１８；３６）以及背离灯的第二窄面和 －一个正面（３９）， 其中是这样来限定一个光轴线（Ａ）的：它位于正面（３９）的平面内并且还与灯纵轴线形成一个直角；其中灯（９；３３）的光线通过第一窄面（１８；３６）进入光导体板（１１；３５）内并通过正面（３９）而从光导体板（１１；３５）里传出，其特征在于， 光学系统（１０；２９；３４）有目的地这样影响要传入或已传入光导体板（１１；３５）的光线的空间分布，使在灯的横断平面上看使光线的分布至少有一个最大值，它与光轴线（Ａ）的夹角为β，夹角β满足以下关系式： ｜β｜≥ａｒｃｔａｎ（ｄ／Ｌ）， （１） 此处Ｌ为光导体板（１１；３５）的纵向长度，也即在光轴线（Ａ）方向上的光导体板长度。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：F沃尔科默，L希茨施克，
申请(专利权)人：电灯专利信托有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]