CN102713701A

CN102713701A - 发光二极管面板

Info

Publication number: CN102713701A
Application number: CN2010800616649A
Authority: CN
Inventors: L-M·里布利耶; J-P·米莱; J·张
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2009-12-16
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: FR2953904B1; FR2953904A1; CN102713701B; EP2513691A1; WO2011080454A1

Abstract

本发明涉及一种发光面板（100），包括：透明的矿物玻璃板（1），其具有正面（11）、背面（12）、以及边缘表面；多个发光二极管（2），它们被设置为与边缘表面对齐、或设置在其中一个表面的边缘上的孔中，以在板的本体内传播光；漫射被引导的光以提取通过正面（11）的光的装置（3），所述装置是占据正面的大部分的表面漫射装置（11）；或体积漫射装置，其投影到正面上的面积覆盖大部分正面；以及镜面反射器（4），其与漫射装置相反地设置在背面上，并且对于二极管的发射光谱的所有波长来说具有至少等于80%的镜面反射系数。

Description

发光二极管面板

技术领域

本发明涉及发光面板领域，且特别涉及一种发光二极管面板。

背景技术

发光二极管（LED）起初曾用于制造电和电子装置的指示灯或灯光指示器，且数年来一直为信号装置如交通灯、机动车辆灯（闪光灯、位置指示器）、或为手提灯或标向灯提供照明。

LED的优点在于其较长的使用寿命、其光效、其耐用性和其紧凑性，让采用LED的设备使用时间更长，且维护需求低。最近，它们的用途已经被扩展，特别是用于室内装修。

因此，文件FR2891608例如提出了一种光照设备，用于布置或安装在墙壁或餐具柜上，其包括面板，所述面板在其外围具有集成了二极管的框架型材，所述二极管被设置用于注入穿过边缘的光。面板横向漫射接收到的光，以提供均匀的照明。

这样的面板并不十分高效。当将所述面板用作具有高光强的照明设备时，光在空间中被均匀地漫射，这使光对于那些从前方看向它的人来说过于刺眼。

发明内容

本发明的目的是提出一种发光面板，所述发光面板更高效，且为室内照明装备提供更好的视觉舒适度。它简单且符合工业需求（容易度、生产速度、可靠性等）。

本发明也可以扩大发光面板的应用范围。

为了这个目的，本发明提出了一种发光面板，其特别用于装修（室内或甚至室外、家用或专用）、和/或用于商用设备，包括：

-平坦的透明板，其由矿物玻璃制成，且具有作为正面的第一主要表面、作为背面的第二主要表面、以及边缘，

-多个发光二极管，每个发射具有在给定的可见范围内的发射光谱的光（单色的或多色的），并且设置为面向所述边缘或设置在所述主表面之一的边缘上的孔中，以在所述板的厚度内传播光，所述板用作光导引件

-用于被导引的光的漫射装置，用于经由（或通过）所述正面提取所述光，所述漫射装置是优选覆盖所述第一面的大部分的表面漫射装置；或所述漫射装置是体积漫射装置，其投影到所述正面上的面积优选覆盖所述正面的大部分，

-镜面反射器，其与漫射装置相反地设置在背面上，且对于位于可见范围内的二极管的发射光谱的所有波长来说具有至少等于80%、优选大于或等于90%、和甚至更优选大于或等于95%的镜面反射系数。

镜面反射器的使用使光效更高。事实上，由于镜面反射器的高反射系数，所有光都向第一表面返回，从而减少了光穿过背面的损失（漏光）。

此外，通过将背面上的根据本发明的镜面反射器和与镜面反射器相反设置的分布足够广泛的漫射装置相结合，可以获得提取的光，这优选在被导引的光的传播方向上发生。

因此，有利于在形成光导引件的板内提取掠射光。

在参考的功能（可见）光区中，例如在面板的中心，或甚至在根据本发明的面板的所有可见功能光区中，法向（垂直于面板的正面）亮度可小于2000cd/m²、或甚至小于或等于1000cd/m²，或甚至更好地小于或等于500cd/m²。

从而保证发光面板不会使观察者目眩。

所述参考区不是众所周知的在直接靠近LED时的暗区和亮区交替的所谓的“热点”。例如，在正面上设置如矩形形状的不透明的带状物（层状物、胶带、零件等）来遮盖此热点区。例如，用特别是由铝制成的、可以是型材的一部分的金属带状物来围绕和/或支撑发光二极管。带状物的宽度例如可以至少是10mm。

因此，观察者在功能可见光区不会目眩，也就是说，在被遮盖的热点区外侧的一个或多个区都不会目眩。

亮度可以用亮度计（例如由Konica-Minolta公司制造的LS-100型号的亮度计）测量。二极管的总功率和密度根据应用情况而被选择。

在称为参考区的功能可见光区例如在面板的中心测量的、相对于板法向等于45°的倾斜方向的亮度，为在所述面板中心测量的法向亮度的至少5倍、或甚至10倍。

这样高的比率会在所有功能可见光区再现，其中强度根据到二极管的距离而变化。

此外，在称作参考区的功能可见光区例如在面板的中心测量的、相对于板法向成30°、或甚至成45°、优选从30°到45°或甚至到60°的范围的亮度至少等于1500cd/m²，或甚至至少等于2000cd/m²。

倾斜的光强度远远大于垂直于板的光强度，给出一种新的光学功能。

当竖直（或接近竖直稍微倾斜）放置时，根据本发明的发光面板发出光，所述光对于从前方看向它的人的眼睛来说更加柔和舒适。同时，倾斜方向上光强度更强形成真正的斜向照明。这对于照明倚靠或靠近面板的水平工作表面是特别有利的。

在这个配置中，优选将二极管沿面板的顶侧（例如与边缘相对的发射表面）放置，且不需在其它侧增加二极管以得到所求光学功能。

镜面反射器可以是附连到背面的构件，但优选是层状物，特别是可以由任何传统的技术（物理气相沉积，即“PVD”；化学气相沉积，即“CVD”；液体技术等）沉积的反射金属层，特别是具有抗氧化保护外涂层的镀银层。

镜面反射器必须至少与漫射装置相反。为了制造简单，所述镜面反射器（实质上）完全覆盖背面。

漫射装置，特别是表面漫射装置，可以是单独的或相同范围的一个或多个漫射区上，可以设置成几何或非几何的图案，特别是可以设置成相同或不同的宽度和/或长度的条状物，随机地或周期（或伪周期）地分布。

为了保证可能的最高光效，优选最大量的减少暗区（没有光漫射的区域）。例如，（一个或多个区域中的）表面漫射装置覆盖正面的至少80%、或甚至90%、和甚至100%，或者由体积漫射装置投影到正面上的区域覆盖正面的至少80%或甚至90%。

表面漫射装置由以下方式的至少一种形成：第一表面的喷砂类处理，酸蚀，沉积瓷釉或沉积漫射的膏状物，或者体积漫射装置由在玻璃板上进行激光蚀刻形成。

因此，作为漫射装置，可以优选在平行于玻璃板的主要表面延伸的平面中在玻璃板的厚度上进行激光蚀刻。事实上，由于在玻璃板上进行了这类的处理，使玻璃板对污渍并不敏感，且玻璃板仍然容易清理。

优选地，为了将厚度减到最小且简化其制造过程，面板是单体的，且包括厚度优选小于或等于8mm，或甚至小于或等于6mm，的单一玻璃板。然而，特别地，面板作为隔板使用时，面板可以是被层压成薄板（背面形成层压表面）或可以是双层玻璃的一部分。此外，对于压制薄板或对于制造双层玻璃，可以提供优选是相同的两个根据本发明的单体面板（由背面），以形成双照明面板。

为了获得更高的效率，玻璃板具有尽可能低的吸光能力，特别是白玻璃或甚至超白玻璃。可以从申请WO04/025334参考超白玻璃的成分。可以选择具有小于0.05%的FeIII或Fe₂O₃的硅-碳酸钠-钙玻璃。例如，可以选择由圣戈班公司制造的玻璃，或由圣戈班公司制造的DIAMANT

玻璃，由PILKINGTON制造的超白玻璃，或由SCHOTT公司制造的B270玻璃。

LED可以是小体积封装的简单片体。并不必须使用透镜。为了更紧凑，当LED面向边缘时，没有限制LED和边缘之间的最短距离。

LED可以是传统的，即是说，所述LED具有垂直于载体衬底的发射表面，或可以具有横向的发射表面，所述表面优选地面向所述边缘。

依据限制条件，可以或可以不在所述边缘上制造容置LED的孔。

二极管可以发射任何类型的光：单色的，多色的，特别是白色的，并且可以提供电子控制以使特定时间内的强度和/或颜色发生变化（与天数、季节等相关）。

面板例如被（大体上）竖直（或依据支撑壁……的情况更大范围地倾斜）使用，所述面板本身形成壁（隔板，隔板面板等）或也附连（由任何已知方式粘接、固定）到隔板，壁表面。

特别地，根据本发明的面板可以（大体上）设置在水平工作表面之上：办公室，厨房台面，实验室台面，优选地，二极管具有与最高侧，在板是矩形或正方形的情况下依据安装情况为（边缘或表面的）纵向侧或（边缘或表面的）横向侧，相对的发射表面。

根据本发明的面板可以特别用于室内装修：

-在厨房，作为餐具柜，

-在浴室，

-在办公室，车间，车库，实验室，

-或与任何类型的（竖直）家具相结合，特别在滑动或枢转带镜的衣帽间或橱柜的门的水平。

根据本发明的面板也可以用在室外装修：壁灯，阅读区，工作区，活动区…

面板也可以水平使用，例如用于显示装置架、珠宝商店或其他商店的展示器、冰箱搁架，特别用于商用。事实上，根据本发明的发光面板可以更好的照亮所展示的物体（重点照明）。

在重点照明中，面板也可以水平地使用，特别用于地板、指挥台、展览空间…

附图说明

现在，本发明将根据示例并参看附图而描述，所述示例只是说明性的，且决不会限制本发明的范围，其中：

图1是本发明的发光面板的示意纵向剖视图；

图2是根据本发明的面板处于工作台上方垂直位置时的示意纵向剖视图；

图3是作为观察角度的函数的亮度曲线；

图4示出了作为观察角度的函数的斜向亮度和法向亮度之间的比率的曲线；

图5示出了作为其到图2所示的工作表面的距离的函数的超白玻璃的第一照明曲线，以及作为其到图2所示工作表面的距离的函数的白玻璃的第二照明曲线；

图6和图7示出了处于竖直位置和处于工作表面前方的根据本发明的发光面板的照片，其中一个具有完全酸蚀刻的正面，另一个具有矩形的酸蚀刻带。

这些图形是示意性的且没有按照比率绘制，以使这些图形更容易阅读。

具体实施方式

图1和图2所示的本发明的发光面板100包括由矿物玻璃制成的透明板1，以及发光二极管2。

二极管2在玻璃板边缘的布置方式使光线经由玻璃板边缘进入，例如图1的箭头示意所示。

透明玻璃板1例如由所谓的白玻璃构成，例如由圣戈班玻璃公司销售的

玻璃，或优选地由圣戈班玻璃公司销售的被称为

或DIAMANT

的超白玻璃构成。

透明板1例如是矩形的，其具有两个相反的主要面，正面11和背面12。

背面12设有镜面反射器，对于二极管的发射光谱在可见光范围内的所有波长来说，其镜面反射系数至少等于80%，或甚至等于90%，或等于95%。

正面11整个设有漫射装置3，所述漫射装置3用于将光向玻璃板的外面提取，由LED发出的光在所述玻璃板中被引导。

另一此概念，制成的发光面板100具有与相应的玻璃板稍有不同的、相对较小的厚度，例如大约6mm，或甚至4mm，以方便发光面板在其最终目的地中的布置。

作为一种变化，发光面板可以被层压成薄片（laminated）。甚至可以由两个相同的单体发光面板的背面将它们层压成薄片。

为了保证从面板中提取出光，正面11包括漫射装置3（如图1），所述漫射装置3是设置在玻璃板外侧的与外部环境接触的表面漫射装置，或在玻璃板厚度内的体积漫射装置。这些表面装置例如由对玻璃进行喷砂、酸蚀刻、沉积瓷釉或沉积漫射的膏状物等的表面处理而获得。这些体积漫射装置例如由激光蚀刻获得。

这些漫射装置3优选广泛布置，从而覆盖正面（或投影面积）的大部分，或甚至整个正面。

可以通过使用漫射表面漫射光而设计面板表面上的光路，所述漫射表面具有例如根据几何图案或甚至根据文字（text）的良好限定的区域和轮廓。

设置于边缘的发光二极管的发光、分布广泛的漫射装置和镜面反射器相结合，可以获得非常明亮又不炫目的照明。

为了阐明光学性能，将进行如下选择：

-玻璃板，由圣戈班玻璃公司制造的SGG

超白玻璃，尺寸为447x147mm厚度是6mm，

-镜面反射器，使用镀银的，例如由圣戈班玻璃公司制造的产品SGG

-漫射装置，例如圣戈班玻璃公司的产品SGG

-二极管，54个发白光LED，色温是6500K，电功耗是4.2瓦特时发射的总通量大约是330流明，所述二极管被放置成使它们的发光表面与纵向侧的边缘相对。

图3是在所述面板100的中心测量的亮度作为观察角度的函数的曲线。角度0°表示面板表面的法线方向。负角度是最接近LED的一侧。法向亮度大约是200cd/m2。亮度从30°开始超过1500cd/m2，且甚至达到2500cd/m2以上。

图4示出了在所述面板的中心在可见光发光区中斜向亮度和法向亮度之间的比率作为观察测量角度的函数的曲线。

这个比率在30°后超过3，甚至在60°时比10还大。

面板被放置在垂直位置，且位于距离水平工作表面450mm的高度（二极管所在的纵向侧的高度），如图2所示。

图5示出了，在产品变异中，超白玻璃（由圣戈班公司制造的SGG

玻璃）的照度E作为其到工作台表面的距离D的函数的第一曲线10，和第二曲线20是白玻璃（由圣戈班公司制造的SGG

玻璃）的照度E作为其到工作台表面的距离D的函数的曲线。

传统地，这个测量使用放置在水平工作表面上的照度计来完成，例如将Konica-Minolta商标的T-10系列中的型号。

对于白玻璃，观察到，工作表面上的照度大于200勒克斯（lx），或多数在100和300mm之间使用的工作区域上方甚至大于300勒克斯。

对于超白玻璃，最大照度被增加，且照度大于300勒克斯的工作区域增加了50到350mm。

通过使用多个面板（相互连接），将获得同样形状的曲线，其中工作表面上的最大照度能够超过500勒克斯，或甚至1000勒克斯。

同样的，对于水平的显示单元的面板，目标的照度被强调出来。

图6示出了工作（实验室）表面120前面的根据本发明的竖直发光面板100的照片，所述发光面板100的正面11被完全进行酸蚀刻。

图6所示的面板包括铝型材130，其不但可以覆盖二极管的入射区（在顶部纵向边缘的热点），而且可以沿纵向边缘将面板100固定在墙上。

图7示出了工作（实验室）表面120前面的根据本发明的竖直发光面板100的照片，所述发光面板100具有与纵向边缘相平行且宽度不同的矩形酸蚀刻条部3。不透明的胶带140遮盖了二极管（设置在顶部纵向边缘上）的入射区。

可以以不同方式配置一个或多个漫射区，本文中给出的上述实施例作为非限制型示例给出。

Claims

1.一种发光面板（100），其特别用于装修或商用设备，包括：

透明板（1），其由矿物玻璃制成，且具有作为正面（11）的第一主要表面、作为背面（12）的第二主要表面、以及边缘，

多个发光二极管（2），其发射具有在给定的可见范围内的发射光谱的光，并且设置为面向所述边缘或设置在所述主表面之一的边缘上的孔中，以在所述板的厚度内传播光，所述板（1）用作光导引件，

用于被导引的光的漫射装置（3），用于经由所述正面（11）提取所述光，所述漫射装置是覆盖所述正面（11）的大部分的表面漫射装置；或所述漫射装置是体积漫射装置，其投影到所述正面上的面积覆盖所述正面的大部分，

镜面反射器（4），其与漫射装置相反地设置在背面上，且对于二极管的发射光谱的所有波长来说具有至少等于80%的镜面反射系数。

2.如前一权利要求所述的发光面板（100），其特征在于：法向亮度小于2000cd/m²，且在作为参考区的功能明亮区中，例如在面板的中心，测量的、在相对于所述板（1）的法向成45°的倾斜方向上的亮度为在所述参考区测量的法向亮度的至少5倍、或甚至10倍。

3.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：在作为参考区的功能明亮区，例如在面板的中心，测量的、在相对于所述板（1）的法向成45°的倾斜方向上的亮度至少等于1500cd/m²，或甚至至少等于2000cd/m²。

4.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：镜面反射器（4）优选覆盖背面的至少90%或甚至100%，且所述镜面反射器优选是层，特别是镀银层，对于所述二极管的发射光谱的所有波长来说，其镜面反射系数优选大于或等于90%，或甚至大于或等于95%。

5.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：表面漫射装置（3）覆盖正面的至少80%或甚至至少90%，或者体积漫射装置在正面上的投影区域覆盖正面的至少80%或甚至90%。

6.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：表面漫射装置（3）通过以下方式的至少一种形成：第一表面的喷砂类处理，酸刻蚀，沉积瓷釉或沉积漫射的膏状物，或者体积漫射装置通过在玻璃板中激光蚀刻形成。

7.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：所述板（1）是白玻璃或超白玻璃，和/或所述面板是单体的或是双层玻璃的叠层的一部分。

8.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：所述发光面板（100）包括靠近二极管（2）的正面（11）的外围区域的覆盖区域，特别是不透明的和/或条状的覆盖区域（130，140）。

9.如前述权利要求之一所述的发光面板（100），其特征在于：所述发光面板（100）被竖直使用，其本身形成壁或再附连到壁表面（110），特别是设置在水平工作表面（120）上方，其中优选二极管（2）具有与面板的最高侧边相对的发射表面，所述面板优选用于，厨房内作为厨具柜、浴室内、办公室内、车间内、车库内、实验室内的内部装修，或与任何类型的家具相结合，特别是在带镜子的壁橱或碗柜的滑动门或枢转门的水平，或用于外部装修。

10.如前述权利要求1至8中任一所述的发光面板（100），其特征在于：所述发光面板（100）用作显示单元支架、冰箱搁架，尤其商用，特别用作指挥台、展览空间的地板。