CN103858034A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种照明装置，其包括用于在主发射方向（6）上从发射表面（4）发射光（3）的光发射单元（2），以及用于耦合来自光发射单元的光的出耦合单元（7）。所述出耦合单元包括具有光学耦合到发射表面的第一中心区域（9）和围封第一中心区域的第一外围区域（10）的第一表面（8），以及与第一表面相对的第二表面（11）。外围区域可以被结构化，其中a)发射表面的面积与b)第一表面或第二表面的面积之比小于0.5。该配置能够显著地减少发射表面对光的再吸收的可能性，由此增加从照明装置提取光的效率。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及照明装置、包括一组所述照明装置的照明系统和用于制造所述照明装置的制造方法。

背景技术

US 2009/0278448 A1公开了一种发光面板，其包括具有端面、两个正面和给定厚度的透明平坦基底。该发光面板还包括由与正面中的一个相关联的光源限定的至少一个直射光区域，以及产生在基底的厚度中通过全反射被引导的辐射的可见的和/或紫外线辐射源。该发光面板包含用于提取被引导的辐射的至少一个提取带，其中该提取带与正面中的一个相关联以便形成从直射光区域分离的另外的发光区域。在与提取带相关联的正面侧上，直射光区域具有比其它发光区域的亮度低的亮度。由可见的和/或紫外线辐射源产生的辐射的有效部分并未从发光面板被提取并且未照亮周围环境，即提取效率被降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种照明装置，其具有从该照明装置提取光的增加的效率。本发明的另一目的是提供一种包括若干所述照明装置的照明系统以及用于制造所述照明装置的制造方法。

在本发明的第一方面中，呈现一种照明装置，其中该照明装置包括：

- 光发射单元，其用于在主发射方向上从发射表面发射光，

- 出耦合单元，其用于耦合来自光发射单元的光，其中该出耦合单元包括：

     - 第一表面，其具有光学耦合到光发射单元的发射表面的第一中心区域和围封该第一中心区域的第一外围区域，

     - 第二表面，其与第一表面在主发射方向上相对，该第二表面具有与第一中心区域相对的第二中心区域，以及与第一外围区域相对且围封第二中心区域的第二外围区域，其中第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)光发射单元的发射表面的面积与b)出耦合单元的第一表面或第二表面的面积之比小于0.5。

已经发现，如果第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，其中a)光发射单元的发射表面（其光学耦合到第一表面的第一中心区域）的面积与b)出耦合单元的第一表面或第二表面的面积之比小于0.5，则可以显著减少发射表面对由光发射单元的发射表面发射的光的再吸收的可能性，由此增加从照明装置提取光的效率。

第一和第二表面基本上彼此平行并且基本上垂直于主发射方向。例如，出耦合单元可以是光导板，其中第一和第二表面由光导板的两个相对侧面形成。

主发射方向优选地垂直于发射表面。它可以是光发射单元所发射的光以其离开光发射单元的平均方向。

第一和第二中心区域中的至少一个优选地为圆形或矩形。然而，第一和/或第二中心区域也可以具有另外的形状。围封的相应第一和第二外围区域可以分别根据第一和第二中心区域来成形，或者它们可以具有另外的形状。

照明装置优选地为灯具，并且光发射单元优选地为有机发光二极管（OLED）。已经发现，出耦合单元在其被用于从OLED提取光时特别有效。

在一个实施例中，OLED是具有在OLED底部处的发射表面的底发射式OLED，光通过该发射表面离开OLED。在另一实施例中，OLED是具有在OLED顶部处的发射表面的顶发射式OLED，光通过该发射表面离开OLED。

出耦合单元优选地包括像玻璃或PMMA的透明材料。出耦合单元例如是由透明材料制成的光导板，其中OLED可以通过使用例如透明粘合剂光学耦合到第一表面的第一中心区域。OLED优选地包括基底，其上设置有若干有机发光层、阳极和阴极，其中基底可以是分离元件，即基底和出耦合单元可以是彼此光学耦合的两个元件，或者基底和出耦合单元可以形成单个集成元件。如果透明粘合剂被用于光学耦合光导板的第一表面的第一中心区域和OLED的基底，则该透明粘合剂优选地与光导板和OLED基底的折射率匹配。

出耦合单元可以是具有在例如约1.5到2.0cm的范围内的厚度的光导板。此外，它可以是例如具有约16cm的直径的圆形，其中发射表面也可以是圆形的并且具有例如约6cm的直径，或者光导板可以具有以约20cm为边长的正方形形状，其中发射表面也可以具有以例如约5cm为边长的正方形形状。

进一步优选地，出耦合单元在主发射方向上的尺寸大于最短线的长度的五分之一，所述最短线连接发射表面的周界的两个相对部分并且横穿发射表面的中心。这意味着，可以存在若干虚拟线，其中这些线中的每一个连接发射表面的周界的两个相对部分并且横穿发射表面的中心，并且其中出耦合单元在主发射方向上的尺寸大于这些线中最短的一个的长度的五分之一。特别地，光发射表面可以是圆形的并且出耦合单元在主发射方向上的尺寸可以大于光发射表面的直径的五分之一。此外，出耦合单元可以是光导板并且在主发射方向上的尺寸可以是光导板的厚度。

已经发现，如果出耦合单元在主发射方向上的尺寸大于光发射表面的直径的五分之一，则由光发射单元发射的光的再吸收的可能性显著减少，并且因而提取效率显著增加，尽管出耦合单元相对平坦。因此可能提供具有增加的提取效率的相对平坦的照明装置。

进一步优选地，出耦合单元在主发射方向上的尺寸小于最短线的长度的一半，所述最短线连接发射表面的周界的两个相对部分并且横穿发射表面的中心。这意味着，可以存在若干虚拟线，其中这些线中的每一个连接发射表面的周界的两个相对部分并且横穿发射表面的中心，并且其中出耦合单元在主发射方向上的尺寸小于这些线中最短的一个的长度的一半。特别地，光发射表面可以是圆形的，并且出耦合单元在主发射方向上的尺寸可以小于光发射表面的直径的一半，出耦合单元在主发射方向上的尺寸优选地为可以形成出耦合单元的光导板的厚度。已经发现，更大的出耦合单元（特别地，具有更大厚度的光导板）可能不会引起光在光发射表面处的再吸收的进一步显著降低，并且因此可能只会增加照明装置的笨重性而没有显著增加提取效率。因此可以提供相对平坦的出耦合单元，其提供增加的提取效率。

同样优选地，第二中心区域大于第一中心区域。特别地，出耦合单元的尺寸限定了由全内反射限定的出耦合角度范围，其中如果内部第二表面将是平面，则与主发射方向围封在出耦合角度范围之外的发射角度的发射光的射束将会在内部第二表面上全反射，其中第二中心区域是平面的并且将其尺寸设计成使得在出耦合角度范围内的所有射束与第二中心区域交会。

因而，在限定了“逃逸锥体”的出耦合角度范围内的射束未被全反射，但是可以通过第二中心区域离开出耦合单元，而在出耦合角度范围之外的射束传播到第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域，其中这些射束可以通过第一和第二外围区域中的至少一个离开出耦合单元，特别地，这通过在这些区域中的结构处散射实现。

在一个实施例中，第一外围区域大于第二外围区域。在另一实施例中，第一外围区域和第二外围区域中的一个是平面的，并且第一外围区域和第二外围区域中的另一个被结构化，特别地以便散射光。在另外的实施例中，第一外围区域和第二外围区域被结构化，特别地被不同地结构化。通过使第一和第二外围区域中的至少一个结构化，可以限定逃逸区域，已经在第二中心区域处被全内反射的光主要在该逃逸区域处离开出耦合单元。因此存在结构化出耦合单元的多种不同的可能性，其提供了在产生所期望的光照中的大量多功能性。

结构化可以通过折射和散射结构中的至少一个来提供。结构可以是例如1mm或更小。特别地，它们可以在10到100                                                

的范围中。它们可以是微结构，例如微透镜。结构也可以例如是球形或棱柱结构。它们可以形成为出耦合单元中的凹槽。

在一个实施例中，照明装置包括具有在主发射方向上发射光的若干发射表面的若干光发射单元，其中第一表面包括光学耦合到若干发射表面的若干第一中心区域和围封第一中心区域的若干第一外围区域，其中第二表面包括每一个都与第一中心区域中的相应一个相对的若干第二中心区域以及每一个都与若干第一外围区域中的相应一个相对且围封第二中心区域中的相应一个的若干第二外围区域，并且其中第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)光发射单元的发射表面的面积的和与b)出耦合单元的第一表面或第二表面的面积之比小于0.5。光发射单元中的至少两个可以被适配成发射具有不同颜色的光。这进一步增加了在产生所期望的光照中的多功能性。

优选地，照明装置包括反射元件，其提供在出耦合单元的总表面的一部分上以用于将已经离开出耦合单元的光反射回出耦合单元中，其中所述总表面由第一和第二表面以及连接第一和第二表面的侧表面形成。例如，反射元件可以提供在第一表面和侧表面上使得光基本上在主发射方向上通过第二表面离开照明装置。反射元件防止在不想要的方向上的辐射损失，由此进一步增加提取效率。此外，取决于反射元件在出耦合单元的总表面上的分布，可以创建所期望的光照效果。

进一步优选地，在反射元件与总表面的至少一部分之间存在间隙。如果相应光束以对应角度与出耦合单元的内表面交会，则反射元件与总表面之间的间隙允许出耦合单元内的光被全反射。由于全反射的效率一般大于反射元件处的反射，所以可以降低光损失，由此进一步增加从照明装置提取光的效率。

反射元件具有优选地大于80%、进一步优选地大于90%并且更进一步优选地大于95%的反射率。在一个实施例中，反射元件具有约98%的反射率（特别地，漫反射率）。反射元件可以例如由Alanod Miro Silver制成。

在本发明的另一方面中，呈现一种照明系统，其包括一组如权利要求1中所限定的照明装置。例如，可以设置矩形灯具，使得它们形成灯具的二维阵列。

在本发明的另一方面中，呈现一种用于制造照明装置的制造方法，其中该制造方法包括：

- 提供光发射单元，其用于在主发射方向上从发射表面发射光，

- 提供出耦合单元，其用于耦合来自光发射单元的光，其中该出耦合单元包括：

     - 第一表面，其具有第一中心区域和围封第一中心区域的第一外围区域，

     - 与第一表面相对的第二表面，该第二表面具有与第一中心区域相对的第二中心区域，以及与第一外围区域相对且围封第二中心区域的第二外围区域，其中第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)光发射单元的发射表面的面积与b)出耦合单元的第一表面或第二表面的面积之比小于0.5，

- 光学耦合光发射单元的发射表面和第一表面的第一中心区域。

应当理解，权利要求1的照明装置、权利要求14的照明系统和权利要求15的制造方法具有与从属权利要求中所限定的相似和/或相同的优选实施例。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求与相应独立权利要求的任何组合。

本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见并且将参照这些实施例进行阐释。

附图说明

在附图中：

图1示意性且示例性地示出照明装置的一个实施例的横截面视图，

图2示意性且示例性地示出图1所示的照明装置的实施例的底面的视图，

图3示意性且示例性地示出照明装置的另一实施例的底面的视图，

图4和5示意性且示例性地示出包括一组照明装置的照明系统的实施例，

图6示意性且示例性地示出照明装置的另一实施例的底面的视图，

图7示意性且示例性地示出图6所示的照明装置的实施例沿着线A-A的横截面视图，

图8示出示例性地图示了用于制造照明装置的制造方法的实施例的流程图，以及

图9示意性且示例性地示出照明装置的另外的实施例。

具体实施方式

图1示意性且示例性地示出包括光发射单元2和出耦合单元7的照明装置1的实施例。光发射单元2被适配成在主发射方向6上从发射表面4发射光3。出耦合单元7被适配成耦合来自光发射单元2的光3并且包括两个相对表面，第一表面8和第二表面11。

表面8具有光学耦合到光发射单元2的发射表面4的第一中心区域9和围封第一中心区域线的第一外围区域10。第二表面11具有与第一中心区域9相对的第二中心区域12，以及与第一外围区域10相对且围封第二中心区域12的第二外围区域13。第二外围区域13被结构化。a)光发射单元2的发射表面4的面积与b)出耦合单元7的第一表面8或第二表面11的面积之比小于0.5。

第一和第二表面8、11彼此平行并且垂直于主发射方向6。出耦合单元7是由玻璃、PMMA或另外的透明材料制成的光导板，其中第一和第二表面8、11由光导板的两个相对主侧面形成。

主发射方向6垂直于发射表面4，主发射方向6可以被限定为光发射单元2所发射的光3以其离开光发射单元2的平均方向。

图1示意性且示例性地示出通过照明装置1的横截面视图，而图2示意性且示例性地示出图1中所示的照明装置1的底部视图。在该实施例中，第一和第二中心区域9、12是圆形的并且对应的第一和第二外围区域10、13具有类似环的形状。在其它实施例中，第一和/或第二中心区域也可以具有另外的形状。此外，围封的相应第一和第二外围区域可以分别根据第一和第二中心区域成形，或者它们可以具有另外的形状。

图3示意性且示例性地示出照明装置的另一实施例的底侧视图。图3中所示的照明装置101类似于图1和2中所示的照明装置1，除了第一和第二表面、第一和第二中心区域以及第一和第二外围区域的形状以外。特别地，图3中所示的照明装置101包括具有第二外围区域113和第二中心区域112的第二表面111。考虑图1中所示的取向，图3示出照明装置101的底部部分。因而，在图3中可以看到出耦合单元107的底侧。

图1、2和3中示出的照明装置1和101优选地为灯具。

再次参照图1，光发射单元为OLED，特别地为底发射式OLED，其中发射表面4位于在图1中所示的取向中的OLED的底部处，光通过该发射表面4离开OLED 2。在另一实施例中，OLED也可以是具有在OLED的顶部处的发射表面的顶发射式OLED，光通过该发射表面离开OLED。在该情形中，出耦合单元将被设置在OLED的顶部上。

OLED 2优选地为具有基底的已知OLED，在基底上设置若干有机发光层、阳极和阴极。在该实施例中，通过将OLED 2的基底光学附着到第一中心区域9而使OLED 2光学耦合到第一表面8的第一中心区域9。在另一实施例中，基底和出耦合单元可以形成为由例如玻璃、PMMA或另外的透明材料制成的单个集成元件。

在该实施例中，在出耦合单元7的顶侧上存在环形突起16，以便防止OLED 2在出耦合单元7上的移动。在另一实施例中，突起16可以不存在或者可以具有另外的形状，特别地与光发射单元的相应形状相对应。如果在出耦合单元的上部外表面上不存在用于保持光发射单元的突起，则可以通过使用粘合剂来使光发射单元保持就位，粘合剂是透明的并且将光发射单元粘合到平面的第一表面使得光发射单元的发射表面光学耦合到第一表面的第一中心区域。

出耦合单元7具有厚度（即在主发射方向6上的尺寸），其大于最短线的长度的五分之一，所述最短线连接发射表面4的周界的两个相对部分且横穿发射表面4的中心。在该实施例中，发射表面4是圆形的，并且连接圆形发射表面4的周界的两个相对部分且横穿圆形发射表面4的中心的最短线的长度是发射表面4的直径。因而，出耦合单元（在该实施例中为光导板）的厚度至少在设置光发射单元2的位置处大于发射表面4的直径的五分之一，并且进一步优选地大于所述直径的四分之一。出耦合单元7的厚度例如在约1.5到2.0cm的范围中。此外，出耦合单元7的厚度优选地小于发射表面4的直径的一半。

第二中心区域12大于第一中心区域9。特别地，出耦合单元7的尺寸限定了由全内反射限定的出耦合角度范围，其中如果内部第二表面11将是平面，则与主发射方向6围封在出耦合角度范围之外的发射角度的发射光的射束将会在内部第二表面11上全反射，其中第二中心区域12是平面的并且将其尺寸设计成使得在出耦合角度范围内的所有射束与第二中心区域12交会。换言之，出耦合角度范围限定出耦合锥体或逃逸锥体17，其中将第二中心区域12尺寸设计成使得在出耦合锥体17内的所有射束与平面的第二中心区域12交会，而在出耦合锥体17之外的射束传播到第一和第二外围区域10、13，在这里这些射束在结构化的第二外围区域13处被散射之后可以离开出耦合单元7。在该实施例中，第一和第二表面具有相同大小，使得由于第一中心区域小于第二中心区域而使第一外围区域大于第二外围区域。

通过折射和/或散射结构来提供第二外围区域13中的结构化。结构可以是例如1mm或者更小。特别地，它们可以在10到100

的范围中。它们可以是微结构，特别是微透镜。结构也可以例如是球形或棱柱结构。它们可以形成为出耦合单元中的凹槽。结构可以是可由喷砂处理制造的规则结构或不规则结构。

照明装置1还包括反射元件14，其提供在出耦合单元7的总表面的一部分上以用于将已经离开出耦合单元7的光反射回出耦合单元7中，其中总表面由第一和第二表面以及连接第一和第二表面的侧表面18形成。在该实施例中，反射元件14覆盖出耦合单元7的侧表面18和第一表面8。反射元件14通过使用像粘合剂或螺丝的附着工具19附着到出耦合单元7，使得在反射元件14与出耦合单元7的外表面之间存在间隙15。图3中所示的照明装置101同样包括由参考标号114标注的反射元件。

反射元件具有优选地大于80%，进一步优选地大于90%并且更进一步优选地大于95%的反射率。在该实施例中，反射元件具有约98%的反射率并且由Alanod Miro Silver制成。

图4示意性且示例性地示出包括一组图3中所示的照明装置101的照明系统60的实施例。特别地，照明系统60包括照明装置101的二维阵列。图5示意性且示例性地示出照明系统的另一实施例。图5中所示的照明系统61也包括一组照明装置101，但是具有另外的配置。

图6和7示意性且示例性地示出照明装置的另一实施例。图6示意性地示出照明装置201的出耦合单元207的底部视图并且图7示出沿着图6中所示的线A-A的横截面视图。

照明装置201包括具有在主发射方向上发射光的若干发射表面的若干光发射单元。出耦合单元207包括第一表面208，其具有光学耦合到若干发射表面的若干第一中心区域和围封第一中心区域的若干第一外围区域。在该实施例中，照明装置201包括具有三个发射表面的三个光发射单元，其中在第一表面上存在用于光学耦合三个发射表面的三个第一中心区域。图7示出以参考标号202和224标注的这些光发射单元中的两个、两个对应的发射表面204、252以及两个对应的第一中心区域209、250。第一外围区域在图7中由参考标号210、251标注。

照明装置201还包括第二表面211，其具有每一个都与第一中心区域中的相应一个相对的若干第二中心区域212、220、221，以及每一个都与若干第一外围区域中的相应一个相对且围封第二中心区域212、220、221中的相应一个的若干第二外围区域213、222、223。第二外围区域213、222、223例如通过喷砂处理或另外的结构化技术而被结构化。第二外围区域213、222、223彼此合并且形成围封平面的第二中心区域212、220、221的单个结构化区域。对应地，第一外围区域也彼此合并且形成在第一表面208上的单个外围区域。a)光发射单元的发射表面的面积的和与b)出耦合单元207的第一表面208并且因而其第二表面211的面积之比小于0.5。照明装置201的不同光发射单元可以被适配成发射具有相同颜色的光或者具有不同颜色的光。

照明装置201还包括覆盖出耦合单元207的侧表面218和第一表面208的反射元件214。出耦合单元207与反射元件214之间存在间隙215，如果光以对应的全反射角度与内部第一表面208或内部侧表面218交会，其用于允许全内反射。

图8示出示例性地图示了用于制造照明装置的制造方法的实施例的流程图。

在步骤301中，提供用于在主发射方向6上从发射表面4发射光的光发射单元2。特别地，提供OLED，其具有例如玻璃基底的基底，其中有机发光层、阳极和阴极设置在该基底上。

在步骤302中，提供出耦合单元，其用于耦合来自光发射单元的光，特别地用于耦合来自OLED的基底的光。出耦合单元包括具有第一中心区域和围封第一中心区域的第一外围区域的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面。第二表面具有与第一中心区域相对的第二中心区域，以及与第一外围区域相对且围封第二中心区域的第二外围区域。第一外围区域、第二外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化。出耦合单元被提供成使得a)光发射单元的发射表面的面积与b)出耦合单元的第一表面或第二表面的面积之比小于0.5。例如，由例如玻璃或PMMA制成的透明板可以被配置成使得该透明板具有形成第一和第二表面的两个相对主表面，其中将两个相对主表面尺寸设计成使得a)光发射单元的发射表面的面积与b)透明板的主表面之一的面积之比小于0.5。然后可以例如通过喷砂处理或者用于在透明板中形成结构的另外的技术来提供结构。

在步骤303中，光发射单元的发射表面和第一表面的第一中心区域光学耦合。例如，可以使用粘合剂来将光发射单元粘合到第一表面的第一中心区域，使得它们光学耦合。

OLED一般包括嵌在两个电极之间的薄有机电致发光层，其中的至少一个是透明的。OLED优选地为底发射式OLED，其中OLED堆叠沉积在透明基底上并且光通过该基底发射到空气中。被提取到空气中的光的量受基底/空气界面处的全内反射限制，即只有逃逸锥体内部的光束传输到空气中，对于玻璃基底而言所述逃逸锥体典型地具有42度的半开口，而在逃逸锥体外部的光束由基底/空气界面处的全内反射而被捕获和损失在基底内部。因此，一般地只有基底中的光的大约50%被提取到空气中。以上描述的出耦合单元增加了来自基底的光的提取、具有相对小的厚度并且提供了由出耦合单元的第二表面的第二中心和外围区域形成的相对大的发射面积。

出耦合单元可以视为是以光导板形式的平坦宏观提取器，例如图1中所示的那样。基本想法是将OLED（其可以具有任何形状，例如可以是圆形或矩形）光学附着到光导板的中心部分并且使与OLED相对延伸的光导板表面不被结构化，使得在逃逸锥体内部的从OLED发出的光能够无障碍地横穿光导板。在逃逸锥体外部的光束传播到光导板的外部部分，即外围区域。为了克服全内反射，光导板的外部部分的表面（例如，底表面和/或顶表面）可以被赋予微折射性或散射结构以提取光。为了确保光只通过所期望的部分（例如，光导板的底部部分）逃逸，光导板可以由诸如Alanod Miro Silver之类的具有约98%的反射率的高反射材料围封。反射器（即反射元件）可以根据需要覆盖顶部和侧壁或者只覆盖顶部部分。通过使用这样的出耦合单元，OLED基底中的光的90%以上可以被提取到空气中，其中所提取的光散布在光导板的第二表面之上。光导板的第二表面可以做得如所需要的那样大，其中a)光发射单元的发射表面的面积与b)光导板的第二表面的面积之比优选地小于0.5。此外，光导板可以相对薄。例如，它可以是OLED的直径的约四分之一。可以实现这个相对薄的光导板而同时仍提供大的提取效率，这是因为在逃逸锥体外部的射束对向与光导板的法线的大角度，使得只有它们中的小百分比将再次撞击OLED并将被吸收。出耦合单元可以是例如具有约170mm直径和约20mm厚度的圆形，其中发射表面也可以是圆形的并且具有例如60mm的直径。或者，它可以是具有约200×200mm的大小和约20mm厚度的方形，其中发射表面也可以是具有例如50mm边长的方形。

所述照明装置和照明系统可以应用在一般的和/或装饰性的照明中，其中单独的照明装置（即单独的灯具）可以如图1到3中示例性地示出的那样使用，或者其中灯具可以并列为图4和5中示例性地示出的那样。如果光发射单元为OLED，取决于该OLED，由于颜色对基底中的发射角度的依赖性，可以实现有趣的颜色效果。大的光导板可以承载可能发射不同颜色的若干OLED，在由OLED覆盖的区之间有提取结构，以便给出有趣的视觉和着色效果。

照明装置（即灯具）可以具有任意的多边形形状，例如它可以具有正方形、矩形、八边形、圆形等等形状。图9示意性且示例性地示出具有八边形形状的照明装置401。照明装置401的结构类似于以上参照图1所描述的照明装置，其中具有第二中心区域412和第二外围区域413的第二表面411是八边形的。照明装置401同样包括反射元件414。

尽管在以上所描述的实施例中光发射单元是OLED，但是在另一实施例中光发射单元也可以是另外的光源，例如，具有光发射表面的另外的平面光源。

尽管在以上所描述的实施例中反射元件覆盖出耦合单元的第一表面并且还可选地覆盖其侧表面，但是反射元件也可以覆盖出耦合单元的外表面的其它部分以便提供所期望的光照。例如，在一个实施例中第二外围区域和侧表面可以被反射元件覆盖，而第一外围区域可以不被反射元件覆盖，以便允许光通过出耦合单元的第一表面并且通过其第二表面离开出耦合单元。

尽管在以上所描述的实施例中第二外围区域被结构化，但是在其它实施例中第一外围区域和第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个可以附加地或可替代地被结构化。例如，在第一与第二外围区域之间的体积中可以存在具有不同折射率的散射元件或结构。此外，第一和第二外围区域二者可以被结构化，其中第一外围区域上的结构可以不同于第二外围区域上的结构。

如果外围区域未被结构化，则该外围区域和对应的中心区域优选地为平面，使得它们一起形成平面表面。例如，如果第一外围区域未被结构化，则第一表面可以是包括第一中心区域和第一外围区域的平面表面，其中第一外围区域通过与第二外围区域相对而限定，在该情形中第二外围区域优选地被结构化，并且第一中心区域通过与第二中心区域相对而限定，在该情形中第二中心区域优选地为平面。

尽管以上参照图8中所示的流程图描述的制造方法包括步骤的某一序列，但是步骤的序列也可以是不同的。例如，提供出耦合单元的步骤可以在提供光发射单元的步骤之前或者与其同时执行。

本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过对附图、公开内容和随附权利要求的研究可以理解并做出对所公开的实施例的其它变形。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中陈述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中陈述特定措施这一仅有事实并不指示不能使用这些措施的组合来获益。

在权利要求中的任何参考标记都不应当理解为限制范围。

本发明涉及一种照明装置，其包括用于在主发射方向上从发射表面发射光的光发射单元，以及用于耦合来自光发射单元的光的出耦合单元。出耦合单元包括具有光学耦合到发射表面的第一中心区域和围封第一中心区域的第一外围区域的第一表面，以及与第一表面相对的第二表面。外围区域可以被结构化，其中a)发射表面的面积与b)第一表面或第二表面的面积之比小于0.5。该配置能够显著减少发射表面对光的再吸收的可能性，由此增加从照明装置提取光的效率。

Claims (15)

1.一种照明装置，包括：

- 光发射单元（2），其用于在主发射方向（6）上从发射表面（4）发射光（3），

- 出耦合单元（7），其用于耦合来自所述光发射单元（2）的光（3），其中所述出耦合单元（7）包括：

     - 第一表面（8），其具有光学耦合到所述光发射单元（2）的所述发射表面（4）的第一中心区域（9）和围封所述第一中心区域（9）的第一外围区域（10），

     - 第二表面（11），其与所述第一表面（8）在所述主发射方向（6）上相对，所述第二表面（11）具有与所述第一中心区域（9）相对的第二中心区域（12），以及与所述第一外围区域（10）相对且围封所述第二中心区域（12）的第二外围区域（13），其中所述第一外围区域（10）、所述第二外围区域（13）和所述第一与第二外围区域（10、13）之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)所述光发射单元（2）的所述发射表面（4）的面积与b)所述出耦合单元（7）的所述第一表面（8）或所述第二表面（11）的面积之比小于0.5。

2.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述光发射单元（2）为有机发光二极管。

3.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述出耦合单元（7）在所述主发射方向（6）上的尺寸大于连接所述发射表面（4）的周界的两个相对部分且横穿所述发射表面（4）的中心的最短线的长度的五分之一。

4.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述出耦合单元（7）在所述主发射方向（6）上的尺寸小于连接所述发射表面（4）的周界的两个相对部分且横穿所述发射表面（4）的中心的最短线的长度的一半。

5.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述第二中心区域（12）大于所述第一中心区域（9）。

6.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述出耦合单元（7）的尺寸限定了由全内反射限定的出耦合角度范围，其中如果内部第二表面（11）将是平面，则与所述主发射方向（6）围封在出耦合角度范围之外的发射角度的发射光的射束将会在内部第二表面（11）上全反射，其中所述第二中心区域（12）是平面的并且将其尺寸设计成使得在出耦合角度范围内的所有射束与所述第二中心区域（12）交会。

7.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述第一外围区域（10）和所述第二外围区域（13）中的一个是平面的并且所述第一外围区域（10）和所述第二外围区域（13）中的另一个被结构化。

8.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述第一外围区域（10）和所述第二外围区域（13）被结构化。

9.如权利要求8所限定的照明装置，其中所述第一和第二外围区域（10、13）被不同地结构化。

10.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述结构化通过折射和散射结构中的至少一个来提供。

11.如权利要求1所限定的照明装置，其中

- 所述照明装置（201）包括具有在所述主发射方向上发射光的若干发射表面（204、252）的若干光发射单元（202、224），

- 所述第一表面（208）包括光学耦合到所述若干发射表面（204、252）的若干第一中心区域（209、250）和围封所述第一中心区域（209、250）的若干第一外围区域（210、251），

- 所述第二表面（211）包括每一个都与所述第一中心区域中的相应一个相对的若干第二中心区域（212、220、221），以及每一个都与所述若干第一外围区域中的相应一个相对且围封所述第二中心区域（212、220、221）中的相应一个的若干第二外围区域（213、222、223），

其中所述第一外围区域（210、251）、所述第二外围区域（213、222、223）和所述第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)所述光发射单元的所述发射表面的面积的和与b)所述出耦合单元的所述第一表面或所述第二表面的面积之比小于0.5。

12.如权利要求1所限定的照明装置，其中所述照明装置包括反射元件（14），其提供在所述出耦合单元（7）的总表面的一部分上以用于将已经离开所述出耦合单元（7）的光反射回所述出耦合单元（7）中，其中所述总表面由所述第一和第二表面以及连接所述第一和第二表面的侧表面形成。

13.如权利要求12所限定的照明装置，其中在所述反射元件（14）与所述总表面的至少一部分之间存在间隙（15）。

14.一种照明系统，包括一组如权利要求1所限定的照明装置（60；61）。

15.一种用于制造照明装置的制造方法，所述制造方法包括：

- 提供光发射单元（2），其用于在主发射方向（6）上从发射表面（4）发射光，

- 提供出耦合单元（7），其用于耦合来自所述光发射单元（2）的光，其中所述出耦合单元包括：

- 第一表面（8），其具有第一中心区域（9）和围封所述第一中心区域（9）的第一外围区域（9），

- 与所述第一表面相对的第二表面（11），所述第二表面（11）具有与所述第一中心区域相对的第二中心区域（12），以及与所述第一外围区域相对且围封所述第二中心区域（12）的第二外围区域，其中所述第一外围区域、所述第二外围区域和所述第一与第二外围区域之间的中间区域中的至少一个被结构化，并且其中a)所述光发射单元的所述发射表面的面积与b)所述出耦合单元的所述第一表面或所述第二表面的面积之比小于0.5，

- 光学耦合所述光发射单元的所述发射表面和所述第一表面的所述第一中心区域。

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