用于均匀背照亮平板监视器的照明设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于背照亮平板监视器、如移动应用的显示器的照明设备。所述照明设备包括光源（１４）和光纤光导（１０）。所述光源发出的光被注入所述光纤光导（１０）。所述光从所述光纤光导（１０）的出射表面（２８）上射出。根据本发明专利技术，为了光传播而在所述光纤光导（１０）的所述出射表面（２８）上提供具有恒定幅度的衍射表面元件（３０）的表面结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于背照亮平面显示器、特别是移动应用的显示器的照明设备。
技术介绍
公知的移动应用的显示器的照明设备包括光源，光源可以例如是管状光源(CCFL)。光源发出的光在楔形横截面的光导部件的端面耦合到该光导部件中。特别是由于该光导部件的楔形构造，光束的全反射发生在相界且光束从楔形光导部件的表面通过对应的散射中心射出。楔形光导部件的表面设置在要透照的显示器对面。光导部件的表面被构造成使得光通过折射从光导射出。如此折射的光由设置在光导部件和显示器之间的多个膜准直和引导，以使基本上是白色的光到达显示器。这样的照明设备的结构是复杂的，由于例如多个膜必须放置在框架或类似物内，且必须确保避免膜的滑动或类似情况，使得上述照明设备的结构更为复杂。由于结构复杂，所以制造成本高。此外，存在工作故障的风险。由EP 1 194 915可知用于移动电话显示器的光导部件。来自光源如LED的光耦合到光源中。为了将光耦合出，光导部件在其表面上具有衍射结构。这里，整个表面设有不同的光栅，使得光栅彼此紧密邻接。光栅被构造成使得它们具有不同的衍射效率以获得光耦合出的均匀性。光栅的不同衍射效率是通过各个光栅幅度或该结构高度的变化而获得的。制作这样具有不同光栅幅度的表面结构极其困难。而且，由于各个光栅的紧密邻接，很可能例如由于技术上难以获得的精度的原因而难以预测衍射效果，如不期望的干扰。本专利技术的目的是提供一种用于背照亮平面显示器的照明设备，该照明设备以高效率和低成本保证了提高的工作可靠性。-->
技术实现思路
该目的根据本专利技术利用权利要求1所述的特征来解决。本专利技术的照明设备特别适用于平面显示器，例如移动电话显示器、PDA显示器、相机等。而且，该照明设备还适用于背照明广告板、显示板等。该照明设备包括光源，该光源可包括一个或多个LED或CCFL。光源发出的光耦合到光导部件中。优选地，光导装置由透明塑料材料如PPMA、PC、PET、PT等和/或无机玻璃制成。耦合到光导部件中的光在光导部件的出射表面耦合出。当该照明设备用于移动电话时，出射表面设置在显示器对面使得光从光导朝着显示器发出。根据本专利技术，出射表面的表面结构具有用于光传播的衍射表面元件。通过优选地提供多个这样的表面元件，可以省略现有技术中提供在光导部件和显示器之间的膜，因为，由于本专利技术的衍射表面元件，可实现足够好的照明。光导部件的一个或多个侧表面可以设有反射器以增加从出射表面射出的光量。类似地，光源可以由反射器部分包围以增加耦合到光导部件中的光量。使用本专利技术的照明设备，可以省略位于光导部件的出射表面和显示器之间的诸如膜的任何其它光导组件。除了上述反射元件以外，本专利技术不需要任何其它光导组件就提供了半透射式(transflective)或透射式(transmisive)背景照明。由于在光导部件的出射表面上提供了衍射表面元件，照明设备的结构可被简化。这增强了质量，特别是照明设备的使用寿命。优选地，各个表面元件被配置成使得它们充当优选地产生具有谱光分裂的准直光束的衍射元件。为此，各个表面元件优选地包括波状横截面的表面结构，波动之间节距的选择视待偏转的波长而定。优选地，各个表面元件包括不同的衍射光栅。特别优选的是，表面元件被设置成使得通过将至少两个相邻的光束叠加，来产生主要是单色的光和/或白光。这里，单色光指±100nm的波长范围，特别是指±50nm的波长范围。根据本专利技术，通过提供这样的表面元件，由此可以产生很大程度上是单色的光、特别是具有高光通量密度的准直光。表面元件表面的构造还允许调整来自出射表面的光的照射方向。为此，必须根据夫琅和费(Fraunhofer)衍射定则修改提供于表面元件处的衍射光栅。该可调整性优选地在至出射表面0-90°的范围内。-->类似地，通过选择或配置表面元件的结构，可以调整照射光的色温。优选地，可以在3,000K到10,000K的范围内调整色温。利用本专利技术的具有衍射表面元件的出射表面的构造，特别是可避免或显著减小光谱分裂。还同时实现光的足够放大和低能量消耗。而且，由于衍射表面元件的提供，且特别是由于表面元件的设置，可以实现光的良好准直。这里，特别有利的是，不需要提供其它光导系统如起衍射或反射作用的膜，就可以为光放大或准直而获得这些优点。本专利技术的衍射表面元件优选地具有0.04μm2到10,000μm2、特别是0.04μm2到500μm2的尺寸。由于这样的小表面的提供，可以向很小的平面显示器如移动应用的显示器提供多个表面元件。这里，各个表面元件之间的相互间距优选地在0-100μm范围内、特别是在0-50μm范围内、且特别优选地在0-15μm范围内。特别优选的是，表面元件具有大于0的相互距离。优选地，该距离至少是1μm，特别是至少是3μm。此有利之处在于：在有较多光待耦合出的光导部件区域中，可以减小表面元件之间的距离，而在有较少光量待耦合出的区域中，可以提供较大的距离。因此，可以获得亮度分布的良好均匀化。而且，总按相同的间距设置各个表面元件，就制造而言是较容易的。例如，如果表面元件由固化漆(curing lacquer)与成形元件或负片(negative)相结合而制成，则使表面元件隔开例如通过形成漆网而避免了表面元件边界处的崩解。此外，使各个表面元件隔开确保避免了由邻接表面结构引起的衍射的崩解或折射。优选地，表面元件组中包括多个具有不同表面结构的表面元件。这样做时，不同的表面结构被选择成使得表面元件组发出基本上单色的光和/或白光。表面结构的类型、特别是由表面结构引起的光波长的变化是依据光源发出的光波长范围而确定的。优选地，表面元件组包括至少两个具有不同表面结构的表面元件。优选地，该表面元件组包括至少四个、特别是至少六个表面元件，每个具有不同的表面结构。因为根据本专利技术的优选实施例，就高度或幅度而言，各个表面元件具有相同的表面结构，所以各个表面元件的衍射效率是相同的。可能产生仅与制造相关的百分之几的变化，这对衍射效率只有轻微的影响。特别优选的是，将各个表面元件构造成使得不同表面结构的幅度恒定，且仅频率变化。取决于表面结构的类型(其不必定为正弦表面结构)，-->所有凸起的部分通常来说具有相同的高度，但具有不同的相互距离。这导致如下事实：光源发出的光被各个表面元件不同地衍射。在此情况下，特别有利的是，产生变化的距离比产生变化的高度更简单。优选地设置成表面元件组的表面元件(例如其可以是不同表面结构的六个表面元件)优选地具有550nm的相同幅度。表面元件组中的各个表面元件具有各自的频率，例如490nm、503nm、517nm、530nm、575nm和620nm。特别而言，衍射表面元件具有正弦表面结构。各个表面元件之间的距离优选地在1到100μm范围内、特别是在1到50μm范围内、最优选地在1到15μm范围内。这样的小表面结构和表面元件的制造例如在EP 05003358中有描述，其公开内容通过引用结合于此。用于制造表面元件的合适材料优选地具有如下成分：将11克1H、1H、2H、2H全氟辛基丙烯酸酯(perfluoro octyle acrylate)与由Ciba Spezialittenchemie Lampersheim GmbH销售的0.2克Irgacure184、本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于背照亮平面显示器、特别是移动应用的显示器的照明设备，包括：光源，以及光导部件，所述光源发出的光耦合到其中并在出射表面从其耦合出，所述出射表面具有包括用于光传播的衍射表面元件的表面结构，其中所有的表 面元件具有幅度恒定的表面结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-9-9 04021429.8;EP 2005-1-19 05100313.5;EP 1.用于背照亮平面显示器、特别是移动应用的显示器的照明设备，包括：光源，以及光导部件，所述光源发出的光耦合到其中并在出射表面从其耦合出，所述出射表面具有包括用于光传播的衍射表面元件的表面结构，其中所有的表面元件具有幅度恒定的表面结构。2.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述各个表面元件充当产生具有谱光分裂的准直光束的衍射元件。3.根据权利要求1或2所述的照明设备，其中所述表面元件被设置成使得通过将至少两个相邻光束叠加来产生单色光和/或白光。4.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述表面元件的尺寸是0.04-10,000μm2、特别是0.04-500μm2。5.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述各个表面元件的相互距离是0-100μm、特别是0-50μm、且特别优选的是0-15μm。6.根据权利要求1所述的照明设备，其中相邻表面元件的距离随着距所述光源的距离的增大而减小。7.根据权利要求6所述的照明设备，其中相邻表面元件之间的距离逐步减小。8.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述表面元件非周期性地设置。9.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述出射表面包括其中所述表面元件具有相同距离的区域。10.根据权利要求1所述的照明设备，其中所述光源设置在所述光导部件之内和/或之外。11.根据权利要求1所述的照明设备，其中为了增强所述光的耦合入，所述光源被反射器部分包围。12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅尔廷克伦克，
申请(专利权)人：南诺格特先进材料公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]