CN101421647A - 发光面板 - Google Patents

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S·恰库罗夫
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Saint Gobain Glass France SAS
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Abstract

本发明涉及一种发光面板(100)，包括：透明的平坦基底(1)，其具有端面(13)、两个正面(11、12)和给定的厚度；至少一个直射光区域(31、32)，其依靠与正面中的一个(12)相关联的光源(2)；可见光和/或紫外线辐射源(2)，所述辐射在基底的厚度中通过全反射被引导；至少一个用于引出被引导的辐射的引出带(41)，所述引出带与正面中的一个相关联，以形成与直射光区域分开的、并且在面对与引出带(41)相关联的正面(11)侧上的另外的发光区域(33)，直射光区域(31)具有比另外的发光区域(33)的亮度低的亮度。

Description

发光面板
技术领域
本发明涉及发光领域，更具体地涉及发光面板。
背景技术
已知的一种发光面板包括平坦透光基底，该透光基底是由玻璃或塑料制成的，其正面中的一个上设置有OLED(有机发光二极管)型的电致发光器件。该面板经由与支承OLED器件的面相对侧上的面发射均匀光。
发明内容
本发明提出了通过改进光学性能和/或通过结合新颖的光学功能来拓宽发光面板的适用范围。
为了该目的，本发明的目的是一种发光面板，包括：
- 透明的平坦基底，其具有端面、两个正面和给定的厚度；
- 至少一个直射光区域，依靠与正面中的一个相关联的光源；
- 可见光和/或紫外线辐射源，所述辐射在基底的厚度中通过全反射被引导；以及
- 至少一个用于引出被引导的辐射的引出带(extraction zone)，所述引出带与正面中的一个相关联以便形成与直射光区域分开的另外的发光区域，并且，在与引出带相关联的正面侧上，直射光区域具有比另外的发光区域的亮度低的亮度。
因此，本发明的发光面板提供了从位置上讲实质上分开的(然而，可能有受限的重叠区域)并且是单独的或者实质上单独的光源的发光区域。该光源产生可见的辐射。
在实质上直射光区域中，光实质上来自于该光源，通过折射从相关联的面直接导出和/或穿过基底，并且再通过折射经过另外的面离开。
在另外的单独发光区域，光实质上以可见光和/或紫外线(UV)形式来自引出的被引导的辐射。当然，基底特别用作引导光和/或UV。
为了形成另外的发光区域，整个引出带或者至少引出带的主要部分当然不面对光源。引出带实质上可以与光源一样位于基底的同一侧面上，例如，在与光源相同的平面中，特别是与光源邻近并且邻接。引出带还可以位于基底的另外的侧面上。
面板可以包括若干引出带，以便形成若干发光区域。引出带可以是连续的或者不连续的。
实质上从位置上讲，实质上单独的光源的单独发光区域允许根据需要来调整发光面板的光学特性。还可以使其获得不同颜色和/或不同几何形状和/或具有不同光学作用的发光区域。所述两种类型的区域可以或者不可以同时发光，并且可以或者不可以被单独控制。
引出带可以用作例如增强由直射光区域提供的照明，特别是用于建筑照明，或者另外向发光面板发送信号。
本发明的发光面板可以用于室外和室内，并且透明的基底可以为任何尺寸，例如1m2的级别。
直射光可能是均匀的。例如，可以选择一个或多个表面光源。还可以选择实际上为点状的光源的排列，所述光源是例如间歇地发光，特别是用于装饰照明。
此外，不象现有技术中的发光面板，其中在基底中损失了大量的光，本发明的发光面板还使用被引导的辐射来产生光。
例如，本发明的发光面板可以具有例如与已知的均匀发光面板的亮度相等的总平均亮度，而在直射光区域上仍然具有小于已知面板亮度的亮度。这样，由于通过引出的光的供应，电能消耗减少了-因此，增加了发光效率。
本发明的发光面板还可以具有大于已知面板的亮度的总亮度，而不增加电能的消耗。
本发明的发光面板提供了不均匀的照明，就是说，在正面中的一个或两个正面上的不均匀地分布。本发明的发光面板(最特别是根据发光区域的类型)提供了有区别的照明，例如通过产生建筑和装饰照明、或者建筑和指示照明、或者建筑照明和显示(例如，图案、徽标、字母数字式信号类型、特别是用于教导目的和紧急出口)。
正面中的一个或两者可以被全部照亮但是不均匀。例如，在与光源相关联的面上，直射光区域可以与引出带邻接。在直射光区域和引出光区域的边界上，光线不但可以直接从光源射出而且可以从引出的受引导的辐射射出，例如在基底中反向散射的辐射。
此外，正面中的一个或两者可以包括一个或多个连续的或者不连续的、不发光的(黑暗的)区域。
两个正面可以各具有直射光区域，并且它们的亮度L1和L2可以实质上相同或者有意不同，例如，大于10％或甚至30％的差异。特别是，优选增加朝着基底引导的光量，以便促进引导并且因此增加引出带的亮度。
例如，可以选择L1(在自光源的相对侧面上)为L2(在光源的相同侧面上)的至少两倍，或甚至为三倍。
典型地，为了视觉的舒适，L1可以等于1200cd/m2或更小，例如1000cd/m2，并且L2可以等于500cd/m2或更小，例如300cd/m2。
在一优选实施例中，直射光区域占据的面积等于基底面积的至少50％，或者更优选地为80％，并且特别是在基底的中心上。
直射光区域可以是连续的。直射光区域还可以是不连续的，例如，为多个给定几何形状(矩形和/或正方形和/或圆等)的表面发光区域的形式，可能均匀地间隔开，并且具有基底面积的至少50％、或甚至80％的总面积。
此外，可替换地或者另外，引出带可以占据的总面积不超过基底面积的30％，更优选不超过10％。
一个或多个引出带优选为一个或多个光条带的形式，特别是均匀的光条带，并且优选地设置于一个面的外周上。例如，这些条带可以形成非常明亮的框架。
引出带的面积越小，则亮度L3越高。亮度L3可以轻易地达到1500cd/m2或者更高，例如，大约3000cd/m2。
在本发明的一个实施例中，至少当光源未被点亮时，在直射光区域中，面板为半反射或反射的。优选地面板可以在直射光区域中形成反射镜面(mirror)，例如通过附着于基底(例如金属箔、不锈钢板)的一个面上的反射镜面，或者通过位于基底的一个面上的金属(特别是银)层。
优选地，所述反射镜面可以被放置在与光源相关联的面上。特别是，反射镜面可以位于该光源的后面，就是说，比光源离基底更远。在该结构中，被引导的辐射未被反射镜面中的吸收而损失，并且能够在引出带中获得特别高的亮度。在具有电致发光层的器件中，离基底最远的电极可以形成反射镜面。
如果希望仅照亮直射光区域的一边，则可以将反射镜面放置在与光源相对的面上。当然，在该结构中，在基底方向上由光源产生的直射光被反射镜面反射然后在该区域中出射。
因为直射光经由单个表面出射，所以这可以(例如)增加房间中的直射光。例如，面板为瓷砖或者天花板或者明亮的反射镜面。
当光源至少在具有该反射镜面的面的那侧上被点亮时，面板也可以形成反射镜面。
在本发明另外的实施例中，在直射光区域中，当光源被关掉时，面板是透明的或者大致透明的，特别是其可能具有的总透光率TL大于20％、优选为50％或者更高，并且甚至更优选为70％或者更高，并且反光率RL为50％或者更小，优选为30％或者更小。
如果面板包括能够吸收或者反射可见光的相当大的部分(例如，通过形成光源的一部分)的材料，则说面板在直射光区域中是完全透明的，然而，该材料被分布在该区域中，以便充分地传播可见光。例如，该材料形成了网孔。
通过设置高的总透光率TL，当光源未被点亮时，因此可以形成(例如)照明窗。因此，改善了房间中的照明，然而并非有损于透光性。此外，通过限制(特别是在照明窗外面的)光线的反射，还允许控制反射程度，例如，以便符合实施中的对于建筑物外观的防眩标准。
此外，特别是在该另外的实施例中，优选光源可以是表面光源，特别是由有机的或者无机的电致发光层组成的器件。当该表面光源被点亮时，其还能够保护隐私，至少在晚上或者在相对暗的环境中。
光源可以是单色的，特别是蓝色和/或绿色和/或红色的，或者其可以被改造以便产生白光。
光源可以从至少一个以下光源中选择：
- 多个发光二极管(LEDs)；
- 光致发光层，其可以在紫外线(特别是近紫外线(大约360到400nm)或者可见光)中被激发，优选地结合有电致发光器件(LED、具有电致发光层的器件等)，所述电致发光器件产生激励(原始的)辐射，所述光致发光层优选为实质上透明的；以及
- 具有有机的或者无机的电致发光层的器件，特别是OLED、PLED型的TFEL器件或者TDEL器件。
还将在以下对各所述光源进行描述。
二极管型光源可以被封装，就是说，其可以包括半导体芯片和封装，例如，其中一个的芯片被封装到环氧树脂或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中。该封装的作用可以有几个：防止氧化和潮湿的保护、扩散或校准元件、波长转换等。
例如，二极管可以是无准直透镜的半导体芯片，例如，大小为一百微米或1mm级，并且可以具有最小的封装，例如用于保护。
因此，二极管可以特别是从至少一个以下的发光二极管中选择：
- 二极管，其发射的主方向垂直于或者优选地倾斜于相关联的正面，以便促进引导；
- 二极管，其具有倾斜于二极管的发射表面和相关联的正面的两个主发射方向，具有蝙蝠之翼的形状，两个方向例如被定中心于20到40°之间和-20到-40°之间的角度，该角度具有大约10°到20°的顶半角；以及
- 二极管，其具有倾斜于二极管的发射表面的一个或两个主发射方向，两个方向被定中心于例如60到85°之间和-60到-85°之间的角度，其具有大约10°到30°的顶半角。
典型地，校准的二极管可以具有小如2或3°的顶半角。
二极管可以是“大功率”二极管，就是说，功率大于0.2W的二极管，或者发光度大于5流明的二极管。
然而，优选地避免过度强烈的光点，并且选择例如蝙蝠翼型的二极管。
光源一般是基于基体(matrix)中的荧光粉颗粒层，该光源是光致发光层。例如，基体可以是无机的，并且可以包含(例如)硅醇盐聚合反应/缩聚反应产品(如四乙氧基硅烷(TEOS)、四甲氧基硅烷(TMOS)、甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)等)。该基体的所述前体提供了具有许多荧光粉颗粒的极好的兼容性。
有利的是，为了确定直射光区域的颜色，可以从很宽的色调中选择荧光粉颗粒。
因此，可以选择发射不同波长的荧光粉颗粒，其被结合、个性化并且均匀化以便产生黄色或白色的光。
相同的或者发射不同波长的荧光粉颗粒也可以被化合成变化的化合物和/或浓缩物，以便形成符号，如书写符号等，或任何其他的目的，特别是用于装饰的目的。
优选地，为了维持良好的透光性，当光致发光层相对不透明时，其范围(宽度)受到限制，例如，所述层为具有几十毫米宽度的不连续形式的区域。然而，维持了发光效率。
作为可激发的荧光粉颗粒，特别是可以在近紫外线中看见的荧光粉颗粒可以是以红色发光的CaS：(Eu，Tm)2+、以绿色发光的SrAl2O4:Eu2+和以黄色发光的Y3Al5O12:Ce制成。
有利地是，荧光粉颗粒可以具有至多100nm的大小，优选30nm，并且甚至更优选10nm，并且它们和基体形成的组件是透明的。这些荧光粉颗粒可以处于有机的(特别是水性、乙醇)悬浮物中。
例如，所提及的颗粒可以是由称为“核-壳”颗粒所制成的，例如基于用于壳的ZnS和用于核的CdSe。
当然，该面板还可以包括光致发光层，以便转换直射光源的波长。例如，所提及的发光层可以是以黄-绿色发光的ZnS:Cu或者以蓝色到黄色发光的Y3Al5O12:Ce所制成。
该光源可以是具有两个电极的电致发光器件，优选地处于电子导电层的形式。
然而，远离基底的电极可以是金属薄片或者板，并且还可以形成反射镜面(特别是一个由铜、不锈钢或者铝制成的反射镜面)。
在其中光源产生被引导的光的结构中，靠近基底的电子导电层(通常是底部电极)选择为透明的，特别是具有50％或者更高的透光性TL，特别是70％或者更高并且甚至是80％或者更高的透光性TL。
该电子导电层可以是从金属氧化物中选择出来的，特别是从以下材料中选择出来：掺有锡的氧化物、特别是掺有氟的氧化锡SnO2:F或者掺有锑的氧化锡SnO2:Sb(通过化学气相淀积(CVD)而用于沉淀情况中的前体可以是锡卤化物或者是与氢氟酸或者三氟醋酸类型的氟前体有关的有机金属化合物)，掺杂氧化锌、特别是掺有铝的氧化锌ZnO:Al(通过化学汽相淀积(CVD)而用于沉淀情况中的前体可以是锌和卤化铝或者有机金属化合物)或者掺有镓的氧化锌ZnO:Ga，或者另外为掺杂氧化铟、特别是掺有锡的氧化铟ITO(通过化学汽相淀积(CVD)而用于沉淀情况中的前体可以是锡和卤化铟或者有机金属化合物)或者掺有锌的氧化铟(IZO)。
更一般来说，可以使用具有(例如)2到100nm厚度的任何类型的透明的电子导电层，例如TCO(透明的导电氧化物)层。还可以使用薄金属镀层或者TCC(透明导电涂层)，例如由Ag、Al、Pd、Cu或Au所制成的并且一般具有2到50nm之间的厚度。
当然，为了应用，其中透明物必需位于直射光区域，两个电极都是透明的。
远离基底的电子导电层可能是不透明的、反射的、金属的，特别是通过喷镀或者蒸发所获得的包含Al、Ag、Cu、Pt或者Cr层的一个导电层。
此外，所述器件可以优选设有至少一个阻挡层，特别是作为对于碱金属的阻挡，其被插入所述选择的玻璃基底和更靠近该基底的电极之间。
具有碱金属屏障性能的该层可以是基于电介质的，从至少一种以下化合物中选择：具有20到150nm厚度的氮化硅或者氧氮化物、氮化铝或者氧氮化物、二氧化硅或者碳氧化物。
阻挡层可以包含具有高折射率(在1.9到2.3之间)的层和具有低折射率(在1.4到1.7之间)的层的交替，特别是按Si3N4/SiO2或者Si3N4/SiO2/Si3N4的顺序。
光源可以是具有无机或者有机的电致发光层的电致发光器件。
无机电致发光层称为TFEL(薄膜电致发光)层。该系统通常包括荧光粉层和至少一个电介质层。
例如，电介质层可以是以以下材料为基础的：Si3N4、SiO2、Al2O3、AIN、BaTiO3、SrTiO3、HfO、TiO2。
荧光粉层可以是由例如以下材料组成的：ZnS:Mn、ZnS:TbOF、ZnS:Tb、SrS:Cu、Ag、SrS:Ce或者如Zn2SiO4:Mn的氧化物。
例如，在文献US 6 358 632中描述了无机电致发光多层的实例。
电介质层可以较厚(几微米)。于是，其被称为TDEL(厚电介质电致发光)层。在文献EP 1 182 909中给出了TDEL产品的实例。
具有有机电致发光层的二极管被称为OLEDs。通常，根据所使用的有机材料，OLEDs可以分为两个很大的族系。如果有机电致发光层是聚合物，则该二极管称为PLEDs(聚合物发光二极管)。如果该电致发光层是由小分子组成的，则该二极管称为SM-OLED(小分子有机发光二极管)。
由以下多层组成的PLED的一个实例：一层50nm厚的掺有聚苯乙烯磺酸脂的聚(2，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT：PSS)和一层50nm厚的苯基聚(对亚苯基乙烯)(Ph-PPV)。上部电极可以是一层Ca。
通常，由多层组成的SM-OLED的结构包括空穴注入层、空穴传输层、发射层、电子传输层。
空穴注入层的一个实例为铜酞菁(CuPC)，空穴传输层(例如)可以为N，N’-双(萘-1-基)-N，N’-双-(苯基)联苯胺(α-NPB)。发射层可以(例如)是一层掺有fac-三(2-苯基吡啶)铱[Ir(ppy)3]的4，4’，4”-三(N-咔唑基)三苯基-胺(TCTA)。电子传输层可以是由三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)或者4，7二苯基-1(BPen)组成。顶部电极可以是一层Mg/Al或者LiF/Al。
例如，在文献US 6 645 645中描述了有机电致发光多层的实例。
在本发明的第一种有利的设计中，所述光源可以形成(或更优选为构成)所述被引导的辐射的光源(选择处于可见状态)。
在该情况下，为了形成分开的光区，因而回收以等于或者大于全反射角的角度射入到基底内的大部分光。
例如，该光源可以具有朗伯发射图样。
本发明的发光面板可以具有单个电紫外线和/或可见光辐射源，并且更确切地说，与正面中的一个相关联的所述光源可以是单个来源和更优选为电源。
更优选是，该可见光源可以由电致发光器件所组成的，例如，如上述已经描述过的那些(OLED类型的LED系列等)的器件。
这样，该发光面板不但设计简单和性能高，而且也便宜。
在本发明的第二种设计中，被引导的辐射的辐射源被选择为紫外线(优选为近紫外线)辐射，并且然后将辐射源放置在端面上。
该紫外源可以是简单的半导体芯片。此外，该辐射源可以放置在端面的凹进区域中，或者可以粘结到端面上，该端面可以是倾斜的或者凸出的。特别是，为了限制反射，选择光学折射率处于引导体和外部媒介或者(视情况而定)透镜的折射率之间的粘合剂。该凹进区域可以沿引导体形成狭槽以容纳多个辐射源，所述狭槽未露出或者露出在至少一个侧面上，特别是为了便于侧面安装。空穴的底部可以是平坦的、凹进的、凸出的、球面的、双曲线的或者非球面的。该辐射源可以处于用于保护和/或保持该辐射源的装置中，其在凹进的、特别是U形的区域之内，和/或其占据大部分的凹进区域。该装置可以通过粘合、卡扣固定、螺钉等固定到接合端面。
在本发明的该第二种设计中，光源包括光致发光层，该光致发光层可以由所述紫外线(优选为近紫外线)辐射激发，并且优选为实质上透明的。
光源可以被引导到一个正面(特别是为该目的而设置的凹进部或者连接的元件)上。同样，引出带可以直接在正面中的一个或者在合适的连接的元件上。
在一个优选实施例中，光源直接在正面中的一个上，以便优化光进入基底的入射。
例如，电致发光器件作为光源，电子导电层中的一个被直接沉积在基底(或者阻挡底层)上。LED二极管可以被放置在面上，例如在空穴中。光致发光层可以被直接沉积在正面上。
优选地，为了便于面板的制造，引出带可以与自具有光源的面相对的正面相关联。
可以使用(特别是一个非常纯的)叠合夹层(lamination interlayer)将光源粘结(或者优选为层叠)到另外的平坦(优选为透明的)基底(如，玻璃)上。
可以选择形成叠层玻璃。叠合夹层可以是如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或者乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)薄膜的透明塑料薄膜。还可以使用透明的粘合树脂。
可替换地，基底可以形成多层玻璃单元(由合成物或者玻璃制成)、特别是双层玻璃单元的玻璃板。优选地，光源可以被放置在双层玻璃单元的内部，该双层玻璃单元具有一层气体，特别是惰性气体(例如，氩气)。
光被放置在所述引出带中的至少一个以下装置引出：
- 扩散层，优选是以矿物颗粒为基础的，并且优选地有矿物粘合剂；
- 基底，提供扩散、特别是组织化的(textured)或者粗糙的；以及
- 扩散元件，特别是组织化的或者粗糙的元件，其附着于基底，优选具有实质上相同的折射率。
当被引导的辐射是可见光辐射时，扩散层可以以散射可见光的颗粒和可以是由在可见光中激发的荧光粉颗粒为基础的，以便改变颜色。
特别是，在可见光中散射的颗粒具有100nm到1μm之间的尺寸，特别是在300到700nm之间，如矾土颗粒或者它们自己的荧光粉颗粒；这些可见光散射颗粒是电介质、半导体或者导体。
尺寸在30到500nm之间(特别是尺寸至少为400nm)的莹光粉颗粒还能够散射可见光。这可以不需要增加其他的散射颗粒。
当被引导的辐射是紫外线辐射时，扩散层可以是以散射颗粒和在可见光中发射的紫外线激发的荧光粉颗粒为基础的。该引出带还可以包括紫外线扩散第一层和以在可见光中发射的荧光粉为基础的外层。
通过将其组织化而提供扩散的基底一般可以由尺寸在几微米到几毫米之间的规则几何图样形成，例如棱柱或者甚至尺寸在5到10μm之间的微型透镜。
通过将其变粗糙而提供扩散的基底一般可以具有几微米到几毫米之间的粗糙度。
透明的基底可以是具有矩形或者正方形正面或者甚至任何其他形状(圆形、椭圆形、多边形等)的正面的平行六面体。该基底可以很大，例如具有大于0.5或者1m2的面积。
透明的基底可以是由任何透明塑料制成的，如聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚烯烃(特别是聚乙烯)、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯、丙烯酸类聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯和离聚物树脂)或者各种共聚物。
在一个优选实施例中，透明的基底是玻璃，并且优选具有至少一个微组织化的、喷砂处理或者酸浸蚀的区域，以便形成扩散引出带。
此外，(具有与光源相关联的正面的)端面的至少一个边缘(优选为两个边缘)形成了等于或者大于45°但是小于90°(优选等于或者大于80°)的外角，以便将辐射重新引导于更宽的引出带。因而，端面可以是倾斜的。
为了最优地再循环被引导的辐射，端面的至少一个边缘可以是反射的并且优选包括反射镜面。
位于相对面上的、面对引出带的区域还可以是反射的，以便掩蔽该引出带和/或重新引导反向散射的光。
为了减少被引导的辐射损失，透明的基底可以是在被引导的辐射的波长上具有小于2.5m-1(优选小于0.7m-1)的吸收系数的玻璃。
例如，选择少于0.05％的FeIII或者Fe2O3的钠钙硅玻璃，特别是选择来自于Saint-Gobain玻璃的“Diamant”玻璃、来自于Pilkington的“Optiwhite”玻璃或者来自于Schott的“B270”玻璃。可以选择文献WO04/025334中所描述的任何非常纯的玻璃合成物。
在本发明的一个优选设计中，所述透明的基底的厚度可以至少为1mm，优选至少为5mm，以便减少内部反射的数量，并且因此引出更多的被引导的辐射，从而有利于单独发光的区域。
此外，将具有给定作用的涂层结合到本发明的发光面板中是有益的。这可以是具有阻挡红外线波长的辐射(例如，使用一个或多个由电介质层围绕的银层、或者如TiN或ZrN的氮化物层、或者金属氧化物或钢或Ni-Cr合金层)的功能、具有低辐射率功能(例如，由掺有如SnO2:F的金属氧化物或者掺有锡的氧化铟(ITO)或者一个或多个银层制成)、防雾功能(使用亲水层)、防垢功能(包含至少部分地结晶处于锐钛矿形状的TiO2的光催化涂层)或者是例如Si3N4/SiO2/Si3N4/SiO2类型的抗反射层的多层。
利用设有电子导电层的表面光源，电子导电层中的一个可以具有低辐射率功能和/或日光控制功能。
根据选择(作为备选方案或者组合方案)，本发明的发光面板可以形成：装饰或者建筑物上的发光系统；显示面板，例如图案、徽标或者信号类型，特别是字母数字类型；和指示元件，例如应急出口显示。
通常，本发明的发光面板可以装备建筑物或者运动装置中的任何窗户(火车窗、船或飞机座舱窗、遮阳蓬顶、工业车辆的侧窗、或者甚至后窗玻璃或挡风玻璃的一部分)。
可以想到，本发明的发光面板还可能用来装备玻璃窗、玻璃门(特别是滑动门)、建筑物中两个房间之间(特别是办公室)或者陆地、空中或海上运动装置的两个区域/隔室之间的内部隔板，或者用于装备橱窗或任何类型的容器。
本发明的发光面板还可以用于城市设施和/或内部装璜。
特别是，发光面板可以是照明瓷砖、天花板、公共汽车候车亭面板、显示柜的壁、宝石陈列柜或橱窗、搁板或家具元件、用于家具物品的前端面、照明冷藏库搁板、水族箱壁或者温室。其还可以是照明镜。发光面板可以用来照亮浴室壁或者厨房操作面。
附图说明
在阅读过以下非限制的示例性实施例的详细说明和研究过以下图之后会更好地理解本发明，其中：
·图1a和1b分别图示了本发明第一实施例的发光面板的示意性前部和横剖面图；
·图2图示了本发明第二实施例中的发光面板的示意性的纵剖面图；
·图3图示了本发明第三实施例中的发光面板的示意性的纵剖面图；
·图4a和4b分别图示了本发明第四实施例中的发光面板的示意性前部和纵剖面图；以及
·图5a和5b分别图示了本发明第五实施例中的发光面板的示意性前部和纵剖面图。
应该指出，为了清晰的原因，物体的不同元件(包括角度)没有必要按比例绘制。
具体实施方式
图1a和1b分别图示了本发明第一实施例中的发光面板100的示意性的前部和横剖面图。
首先，该发光面板100包括平坦的透明基底，优选为一片玻璃1，优选的厚度为(例如)4或6mm，并且在可见光中的吸收系数为2.5m-1或者更小。优选在可见光或者近紫外光(near-UV)中的吸收系数小于0.7m-1的非常纯的钠钙硅玻璃。该玻璃片1具有平行的第一和第二正面11、12以及端面13。
OLED、PLED和TFEL电致发光器件2包括插入被放置在第二正面12上的两个电极之间的电致发光层。
举例来说，(如OLED类型的)有机电致发光器件在面12上按该顺序包括；
- 可选择地，碱性阻挡层，例如一层氮化硅或氧氮化物、氮化铝或氧氮化物、氧化硅或碳氧化物或其他具有高折射率(在1.9到2.3之间)的层和具有低折射率(在1.4到1.7之间)的层的交替，特别是按照Si3N4/SiO2或Si3N4/SiO2/Si3N4的顺序；
- 第一电极，其是(单层或多层)，被称为后部或底部电极；
- 有机电致发光(OLED)系统，其典型地由以下所形成：
- 一层α-NPD，
- 一层TCTA+Ir(ppy)3，
- 一层Bphen，以及
- 一层LiF；
- 被称为前部或顶部电极的第二电极(其是单层或多层)。
可替换地，TFEL型电致发光器件在面12上按该顺序包括：
- 可选择地，碱性阻挡层，例如一层氮化硅或氧氮化物、氮化铝或氧氮化物、氧化硅或碳氧化物或其他具有高折射率(在1.9到2.3之间)的层和具有低折射率(在1.4到1.7之间)的层的交替，特别是按照Si3N4/SiO2或Si3N4/SiO2/Si3N4的顺序；
- 第一电极，其是(单层或多层)，被称为后部或底部电极；；
- 无机电致发光(TFEL)系统，其典型地由以下所形成：
- 一层Si3N4，
- 一层ZnS:Mn，以及
- 一层Si3N4；
- 被称为前部或顶部电极的第二电极(其是单层或多层)。
器件2是在玻璃片1的任一侧面上的直射表面光源，优选为白光源。因此，在玻璃片1的任一侧面上限定第一直射光区域31、32。
在器件2的相对侧面上的第一直射光区域31覆盖第一正面11的中心部分超过玻璃面积的80％的面积，换句话说，面11的面积的80％。
位于器件2的相同侧面上的第二直射光区域32延伸过整个正面12。
调整器件2的特征以便第一直射光区域31的亮度L1优选地大于第二直射光区域32的亮度L2(如粗箭头F1和细箭头F2所示的)。
为了使L1大于L2，该器件因此主要通过后部电极放射光。例如，为了视觉上的舒适，选择L1大约为1000cd/m2并且L2等于大约500cd/m2。
例如，作为后部电极，选择透明的电极，例如由具有大约85％的透光性的ITO制成，并且选择前部电极为半反射金属层，例如一层厚度在10到20nm之间的银。
在直射光区域31、32中，当器件2被开启时，发光面板100是透明的，其具有大约65％的透光性TL和大约15％的光反射性RL。
可以通过选择薄金属层(例如，一层厚度小于10nm的银)来作为后部电极而获得类似的性能水平。
通过(例如，向前部电极)增加例如总厚度在20到40nm之间的电介质(单层或者多层)涂层(例如，ZnO或者Si3N4涂层)可以增加面板的透光性TL并且降低其光反射性RL，而不显著改变L1和L2。相反，通过改变电介质涂层的厚度和/或系数(indices)可以增大L2并且减小L1。
器件2还是通过全反射在玻璃1的厚度中的被引导的辐射的辐射源。
所引导的辐射通过扩散层41从第一面11被引出，例如，该扩散层是以分散在矿物粘合剂中的矿物扩散颗粒为基础的。因此，如图1a所示，限定了形成外周发光框架的光区33，例如，宽度等于玻璃1的宽度的5％。作为一变形，扩散层41仅形成了横向带条和外周纵向带条。
为了有利于引出所引导的辐射，形成端面13的各边缘与同光源2相关联的第二正面2使外角α大于80°，并且包括反射镜面14，例如银或铜的金属层。
由第一面11侧上的器件2发射的光的大约15到30％直接(直射光)离开该第一面11，并且引导由第一面11侧上的器件2发射的光的70到85％。
例如，亮度L3大约为3000cd/m2。框架33比中心区域31(如由粗箭头F3所象征性地指示的)更亮。
面板100可以旨在用于建筑物，成为照明窗、照明门、温室壁或玻璃屋顶、或者车辆的侧窗或发光的车顶。第一面11是内面(最照明面)。
当器件2被开启时，中心区域31能够在夜间或者黑暗的环境中保护房间或者客舱内的人员的隐私。为了实现该目的，所要求的全部是通过玻璃单元传送的光通量至少等于通过房间反射和返回的光通量。
面板100可以形成双层玻璃单元，器件2优选地位于玻璃1和可能更薄的附加玻璃之间的内部充气空间中。
前部和/或后部电极可以具有低的辐射率或日光控制功能。
因此，设计的面板100还可以用作透明的照明显示架、发光的冰箱搁板、两个房间之间的照明透明隔板或者水族箱的壁。可以调整器件2的特性，以便第一直射区域31的亮度L1实质上等于第二直射区域32的亮度L2。
为了实现所述目的，选择具有类似或者相同光学特性的前、后电极，例如ITO层。
因此，在直射光区域31、32中，当器件2被关闭时，发光面板是透明的，其具有大约80％的透光性TL和大约15％的反光性RL。
还可以选择厚度在10nm到20nm之间的薄银膜来制造前、后电极。
因此，在直射光区域31、32中，当器件2被关闭时，发光面板具有大约50％的透光性TL和大约50％的反光性RL。
光区31、32是均匀的。作为一变形，面板100还可以具有至少一个不连续的和/或形成图案、徽标或标记的直射光区域。
作为一种变形，发光面板100还可以在各面11、12上具有多个可能的给定的几何形状(矩形、正方形、圆形等)和/或均匀分布的直射光区域，优选占据玻璃面积的至少50％或甚至80％，以便提供装饰照明。
作为一种变形，发光面板100还可以具有可以忽略的亮度L2的单个照明面11，例如，照明装置、特别是照明瓷砖或者天花板。发光面板100可以用来给浴室的墙壁或者厨房的操作面照明。例如，可以选择反射镜面层(例如，由厚度大约为100nm的铝或者银制成)作为顶部电极。其还可以具有面对第二面12的反射镜面。因此，发光面板100可以在白天用作反射镜面而在晚上用作照明源。
图2图示了本发明第二实施例中的发光面板200的示意性的纵剖面图。
该面板200由于以下技术性能而不同于面板100：
- 扩散层被以规则的几何图样形式的玻璃织构(texturization)42(例如，微米尺寸的凹槽)所替换，或者作为一种变形，通过增加扩散塑料框；
- 玻璃板1通过叠合夹层5(如，PVB夹层)层叠到后玻璃板1’和照明的第二面12上，该后玻璃板可能更薄和/或倾斜，该夹层优选地非常纯以便保持良好透明度；
- 器件2延伸过有限的中心区域，该中心区域占据(例如)玻璃板1面积的60到70％；
- 在直射光区域31和光引出带33之间，存在无光透明区域(暗区)；
- 后玻璃板1’的外面包括面对引出带42的金属反射镜11’，以便两者屏蔽该区域并且回收能够被折射的反向散射光；以及
- 优选地，面板的整个端面(即，玻璃板1的端面、玻璃片的端面和后玻璃板1’的端面)包括反射镜面14。
器件2由叠层来保护。作为一种变形，特别是，能够通过利用空气层或者优选一层惰性气体以替换PVB来形成双层玻璃单元。
面板200可以具有和发光面板100或者上述其变形中的一个的相同的功能，特别是倘若：
- 打算用于建筑物，成为照明窗、照明门、玻璃开口、玻璃屋顶、温室壁或者车辆的侧窗或发光的车顶，特别是，亮度L1大于L2但小于L3；
- 为两个房间之间的照明透明隔板，或者为照明的搁板、冷藏库搁板、水族箱的壁，特别是，亮度L1实质上等于L2但小于L3；
- 具有至少一个形成图案、徽标或者标识的直射光区域，特别是亮度L1小于L3；
- 在各空间11、12上具有多个直射光区域；以及
- 具有单个照明面11，例如为照明装置，特别是照明瓷砖或者天花板，例如玻璃的后板1’设有反射镜面或用反射镜面替换或者另外前部电极为反射镜面。
图3图示了本发明第三实施例中的发光面板300的示意性的纵剖面图。
该面板300由于以下技术性能而不同于面板100：
- 扩散层被玻璃43的粗糙区域所替换，以使其扩散，例如通过喷砂处理、化学侵蚀而变粗糙或者(作为一种变形)通过增加扩散塑料框架；
- 玻璃板1通过叠合夹层5被层叠到平坦元件6上，该平坦元件可能是不透明的或者至少在表面上反光，可能是更薄的和/或倾斜的，例如，一个该夹层是由PVB制成的，优选为薄的和/或非常纯的夹层；
- 器件2延伸过有限的中心区域，该中心区域占玻璃板1面积的60到70％并且连接到平坦元件6上，器件2主要通过前部电极(靠近玻璃板1的那个)来发射，选择该前部电极为透明的，例如由ITO制成；
- 面板300仅具有单个照明面11；以及
- 可选择地，玻璃板1的边缘13’是直边缘。
元件6可以是由银或铝制成的金属薄片，其用作后部电极。
发光面板300可以具有一定已经描述过的功能，特别是倘若：
- 是照明装置，特别是照明瓷砖或者天花板，亮度L3保持大于亮度L1；
- 具有至少一个形成图案、徽标或者标识的直射光区域；以及
- 在面11上具有多个直射光区域。
图4a和4b分别图示了本发明第四实施例中的发光面板400的示意性前部和纵剖面图。
该面板400由于以下技术特征而不同于面板100：
- 利用发光二极管(LEDs)2’来替换电致发光器件2，所述二极管(例如)以蓝色发射，具有例如“蝙蝠翅膀”状发射图样并形成了指示发光元件31’，例如箭头；
- 利用以发光颗粒为基础的层44(例如，Y3Al5O12:Ce层)来替换扩散层，该发光颗粒以黄色散射和发射，以便从蓝光中产生白光，该层44形成两个横向的外周条带；
- 该面板具有单个照明面11，其在中心区域中具有以在黄色中发射的透明荧光粉颗粒为基础的层7，以便从蓝光中产生白光，例如，所谓的“核-壳”颗粒，例如基于ZnS为壳并且CdSe为核；以及
- 面12包括两个面对扩散条带44的反射镜层12’。
当二极管2’被关闭时，位于直射光区域31中的发光面板是全部透明的，其总透光性TL大约为85％并且反光性RL大约为15％。
二极管2’还可以具有装饰作用并且可以均匀地分布在中心区域中。
在一种变形中，因为二极管2’发射白光，所以可以省略层7并且层44可以简单地以散射颗粒(例如，矾土颗粒)为基础。
在另一种变形中，因为二极管2’在近紫外线中发射，所以选择可以在近紫外线中被激发的一层透明的荧光粉和具有可在近紫外线中被激发的荧光粉的扩散层。
在另一种变形中，层7被省略，并且电致发光器件2被保留并形成发光信号元件31’。
发光二极管2’还可以由形成箭头31’的TDEL或者任何其他信号元件来替换。因此，省略了层7。
图5a和5b分别图示了本发明第五实施例中的发光面板500的示意性前部和纵剖面图。
该发光面板500由于以下技术特征而不同于面板100。
电致发光器件由透明的光致发光层2”来代替，其被定中心并且延伸过面11的80％。该层2”是以可由紫外线激发的荧光粉纳米颗粒为基础的，例如，核-壳颗粒，例如是以ZnS为壳并且CdSe为核为基础的，该颗粒在可见光中以一种波长或多种波长发射辐射。
L2等于L1。此外，当层2”未被激发时，位于直射光区域31、32中的发光面板是透明的，其透光性TL大约为85％并且反光性RL大约为15％。
面板500包括被引导的辐射的辐射源，选择紫外线(优选近紫外线)辐射，并且被设置在直边缘上，并在端面13上没有反射镜面。例如，其为一系列粘结到端面上的半导体芯片形式的二极管20。作为一种变形，选择氖管。
紫外线辐射通过玻璃板1厚度中的全反射来传播，并且经由以发光颗粒和散射颗粒为基础的横向扩散带44’引出，该发光颗粒将紫外线转换为可见光，例如，以红色发射的CaS：(Eu，Tm)2+、以绿色发射的SrAl2O4:EU2+和以蓝色发射的核-壳颗粒的混合物。该引出发生在相同的面11上。
通过朝向基底的层2”发射的辐射在区域44’中被部分地引导和引出。L3可以大约为1000cd/m2。
当然，对于各实施例，可能替换或者增加另外的实施例的一个或多个特征，特别是引出类型、面板的单片或多片特性、光源类型、光源的布置及范围和一个或两个发光面的选择。

Claims (17)

1.一种发光面板(100到500)，包括：
-透明的平坦基底(1)，其具有端面(13、13’)、两个正面(11、12)和给定的厚度；
-至少一个直射光区域(31、32、32’)，其依靠与正面(11、12)中的一个相关联的光源(2、2’、2’’)；以及
-可见光和/或紫外线辐射源(2、2’、2’’)，所述辐射在基底的厚度中通过全反射被引导，
其特征在于，其包括至少一个用于引出被引导的辐射的引出带(41到44’)，所述引出带与正面中的一个(11)相关联，以形成与直射光区域分开的、并且在与引出带(41到44’)相关联的正面(11)侧上的另外的发光区域(33)，直射光区域(31)具有比另外的发光区域(33)的亮度低的亮度。
2.如权利要求1所述的发光面板(100到500)，其特征在于，直射光区域(31、32、32’)占据等于基底(1)的正面的至少50％的面积，特别是中心区域。
3.如权利要求1和2中任一项所述的发光面板(100、200、400、500)，其特征在于，在直射光区域(31、31’)中，当光源(2、2’)被关闭时，发光面板是透明的或者大致透明的，特别是具有大于20％的可能的总透光性TL和小于50％的反光性RL，并且其中，优选地光源(2)是表面光源，特别是由有机的或者无机的电致发光层组成的器件。
4.如权利要求1和2中任一项所述的发光面板(300)，其特征在于，在直射光区域(31)中，当光源(2)被关闭时，发光面板形成了反射镜面。
5.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到400)，其特征在于，光源是单独光源并且优选地由电致发光器件组成。
6.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到400)，其特征在于，光源(2、2’)形成了，优选地包括，所述被引导的辐射的辐射源，该辐射被选择为可见光辐射。
7.如权利要求1到4之一所述的发光面板(500)，其特征在于，所选择的紫外线辐射源(20)被放置在端(13)上，并且光源(2’’)是可以由所述紫外线辐射激发的光致发光层。
8.如前述权利要求之一所述的发光面板(100、200、400、500)，其特征在于，光源(2、2’、2’’)被直接放置在正面中的一个上，并且优选地引出带(41、42、44)与具有光源的正面的相对正面相关联。
9.如前述权利要求之一所述的发光面板(200、300)，其特征在于，使用，特别是非常纯净的，叠合夹层(5)将光源(2)粘结，或者优选地层叠，到另外的特别透明的平坦基底(1’、6)上，或者其中，基底形成了双层玻璃单元的玻璃片，并且光源被优选地放置在双层玻璃单元的内部。
10.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到500)，其特征在于，引出通过至少一个放置在所述引出带中的以下装置发生：扩散层(41、44、44’)，优选地矿物层；提供扩散的基底，特别是组织化的(42)或者粗糙的(43)；扩散元件，特别是组织化的或者粗糙的元件，其被附着到透明的基底上。
11.如前述权利要求所述的发光面板(100到500)，其特征在于，透明的基底(1)由玻璃制成，优选地具有至少一个带，该带被微组织化、喷砂或者酸浸蚀以便形成引出带(42、43)。
12.如前述权利要求之一所述的发光面板(100、200、400)，其特征在于，端面(13)的边缘中的至少一个和与光源相关联的正面形成了等于或者大于45°的外角(α)，优选地等于或者大于80°，但小于90°。
13.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到500)，其特征在于，端面(13)的边缘中的至少一个是反光的，并且优选地包括反射镜面(14)。
14.如前述权利要求之一所述的发光面板，其特征在于，透明的基底是玻璃，该玻璃在被引导的辐射的波长上的吸收系数小于2.5m-1，优选地小于0.7m-1。
15.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到500)，其特征在于，所述透明的基底(1)的厚度为至少1mm，优选地为至少5mm。
16.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到500)，其特征在于，其形成了照明面板和/或装饰面板和/或建筑面板和/或指示或显示面板。
17.如前述权利要求之一所述的发光面板(100到500)，其特征在于，其形成了旨在用于建筑物的玻璃制品，例如幕墙、照明窗，旨在用于运输车辆的玻璃制品，例如后窗、侧窗或者机动车的遮阳车顶，或者旨在用于任何其他陆地、海洋或空中交通工具，用于道路或城市照明的面板，旨在用于城市或家庭用具、照明瓷砖、天花板、公共汽车候车亭面板、显示柜的壁、珠宝陈列柜或橱窗、搁板或家具元件、用于家具物品的前端面、照明的冷藏库搁板、水族箱壁、温室、照明镜面的玻璃制品。
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