CN106537237B - 背光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光装置，所述背光装置具有：多个设置在一个平面中的半导体光源，以产生光辐射；和设置在半导体光源的侧向的侧壁。侧壁相对于通过半导体光源预设的平面倾斜。此外，侧壁在可由半导体光源的光辐射辐照的一侧处后向反射。本发明还涉及一种具有这种背光装置的设备。

Description

背光装置

技术领域

本发明涉及一种背光装置，所述背光装置具有多个用于产生光辐射的半导体光源和设置在半导体光源的侧向的侧壁。本发明还涉及一种具有这种背光装置的设备。

背景技术

背光装置(Backlight，背景照明)用于均匀地照射面。一个实例是对液晶屏幕(Liquid Crystal Display，LCD)的后侧或后面进行照射。在称作为LED背光的设计方案中，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)用于产生光辐射。通常的装置是所谓的直接背光。在此，分别具有初级光学装置的LED光源位于平行于要照射的面的平面中。初级光学装置用于：提供具有朝侧向进行的光放射的放射特性。这用于：通过叠加相邻光源的光份额来实现对要照射的面的均匀的辐照。

在背光装置的边缘处需要：通过辐射反射能够实现光辐射的这种叠加，即要照射的面在该部位处也受到均匀的辐照。辐射反射能够在框架状地环绕光源的壁结构的侧壁处进行。

一种可行性是框架的侧壁相对于通过光源预设的平面正交地取向以及侧壁作为镜面反射器的设计方案。由此，边缘侧的光源的光能够分别反射，就像该份额来自位于背光装置之外的另一假设的光源。

所提出的构思是简单的，然而不总是期望的。因此，相反地，代替垂直的定向，需要侧壁的弯折的定向，以便实现扁平的外观。这例如涉及平面屏幕的领域。

具有倾斜的且镜面反射的侧壁的设计方案引起提高的光密度进而引起在要照射的面处的亮的边缘，使得均匀的照射不再是可能的。因此常规地，倾斜的侧壁的表面构成为是漫反射的。朗伯放射特性与其关联，由此射到侧壁上的光的一部分能够再次朝光源的方向向回反射。

光源的间距应越大并且光源和要照射的面之间的间距应越小，那么然而借助于漫反射实现均匀的照射就越难。在光源的间距大且光源和要照射的面之间的间距小的情况下，向回反射的光的份额不够，进而在边缘处出现提高的光密度。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种用于背光装置的改进的解决方案。

所述目的通过本发明的特征来实现。本发明的其他有利的实施方式在下面的描述中给出。

根据本发明的一个方面，提出一种背光装置。背光装置具有：多个设置在一个平面中的半导体光源，以产生光辐射；和设置在半导体光源的侧向的侧壁。侧壁相对于通过半导体光源预设的平面倾斜。此外，侧壁在可用半导体光源的光辐射辐照的一侧上后向反射。

借助于背光装置，能够用半导体光源的光辐射辐照要照射的面，在下面也称作为照射面。在此，设置在一个平面中的半导体光源能够平行于照射面。

背光装置的侧壁相对于通过半导体光源预设的平面进而也相对于所属的平面法线倾斜。侧壁能够以相同的方式相对于照射面倾斜。在此，侧壁能够朝照射面的方向倾斜地向外伸展。倾斜的设计方案能够实现背光装置的扁平的外观。这以相应的方式适用于配设有背光装置的设备。

背光装置的倾斜的侧壁是后向反射的。后向反射的设计方案在侧壁的能够用半导体光源的光辐射辐照的一侧上存在。由此可行的是：在背光装置的运行中，在侧壁处将入射的光辐射的大部分沿入射的辐射的方向或远离通过侧壁预设的法线沿入射的辐射的方向向回反射。这也适用于如下光辐射：所述光辐射由与侧壁相邻的光源朝侧壁的方向放射。以该方式，避免在侧壁的区域中在照射面的边缘处出现提高的光密度。因此，借助于背光装置能够实现对照射面的、也在侧壁的区域中在边缘处的均匀的辐照。

半导体光源的数量越小或者半导体光源彼此间的间距越大和/或光源和照射面之间的间距越小，所述优点就能够越显著地表现出来。换言之，倾斜的侧壁的后向反射的设计方案提供如下可行性：实现具有少量半导体光源和小的高度或结构深度的背光装置。

侧壁的后向反射的设计方案表示：侧壁以有针对性的方式构成为用于引起后向反射。在此，与在常规的漫反射的侧壁的情况下相比，入射的光辐射的更大的或明显更大的部分在侧壁处向回反射或后向反射。这能够通过具有后向反射的结构的侧壁的设计方案来实现。更下面还更详细地深入讨论可行的实施方式。

在实际中，不存在理想的或完全的后向反射。因此，入射的光辐射的一部分能够在后向反射的侧壁处附加地漫反射。以该方式，在背光装置的运行中，也能够将部分光从侧壁朝照射面的边缘的方向放射，这有助于在边缘处对照射面的均匀的辐照。

在后向反射的或部分后向反射的侧壁处出现的且预期的漫射的辐射反射能够取决于如下效应：例如散射效应、在(至少一个)边界面处的反射、结构错误等。

下面，详细描述背光装置的可行的细节和实施方式。

背光装置的半导体光源例如能够具有发光二极管(Light EmittingDiode，LED)。此外，半导体光源例如能够构成为用于产生白色的光辐射。这能够通过利用一种或多种转换材料或发光材料的辐射转换引起。

例如，以发光二极管的形式实现的半导体光源能够具有用于产生蓝色的初级辐射的发光二极管芯片和分配给发光二极管芯片的转换元件。转换元件能够构成为用于：将蓝色的光辐射的一部分转换成在绿色的至红色的光谱范围中的一个或多个次级辐射。以该方式能够产生白色的混合辐射。

此外，半导体光源能够具有适当的光学装置或初级光学装置。所述光学装置或初级光学装置能够构成为，使得半导体光源具有展开的放射特性，所述放射特性具有朝侧向进行的光放射。例如，初级光学装置能够以透镜的形式实现。通过将半导体光源的辐射分量叠加或混合，能够以该方式实现对照射面的均匀的辐照。

设置在一个平面中的半导体光源能够以规则的网格的形式或矩阵形地以行和列的形式定位。

在半导体光源之间的还有必要时在边缘处的或邻接于后向反射的侧壁的区域能够构成为是漫反射的。由此能够有助于对照射面的均匀的辐照。

关于侧壁的倾斜，例如能够存在相对于通过半导体光源预设的平面的法线成45°或更大、或者例如在45°和80°之间的范围中的倾斜角。例如能够考虑在60°和70°之间的范围中的倾斜角。由此，能够有助于背光装置的扁平的外观。然而小于45°的更小的倾斜角也是可行的。

在另一实施方式中，倾斜的且后向反射的侧壁是环绕半导体光源的框架的一部分。框架具有其他侧壁。

在另一实施方式中，框架是矩形的或者在俯视图中具有矩形的轮廓。在该设计方案中，框架因此具有三个其他侧壁。

在另一实施方式中，框架的其他侧壁中的至少一个同样是倾斜的且是后向反射的。在上文中并且也在下文中描述的特征和细节能够以相应的方式用于所述侧壁。倾斜的设计方案能够实现扁平的外观。通过后向反射的设计方案，能够避免在侧壁的区域中在照射面的边缘处出现提高的光密度。

关于框架的矩形的设计方案，背光装置例如能够具有两个相对置的侧壁，所述侧壁是倾斜的且是后向反射的。也可行的是全部四个侧壁都是倾斜的且是后向反射的设计方案。

此外可行的是：例如矩形的框架的至少一个侧壁不是倾斜的，而是代替于此垂直于通过半导体光源预设的平面或垂直于照射面取向。这种正交的侧壁能够在可用半导体光源的光辐射辐照的一侧上构成为是镜面反射的，以便实现均匀的照射。

如上面已经描述的，背光装置的(至少一个)侧壁的后向反射的设计方案能够实现将相对大部分的入射的光辐射沿入射的辐射的方向或远离通过侧壁预设的法线沿入射的辐射的方向向回反射。在此上下文中，能够考虑下述实施方式：所述实施方式能够实现以高的可靠性提供均匀的照射。

在就此而言实现的另一实施方式中，(至少一个)后向反射的侧壁构成为：将大于50％的入射的光辐射在从关于通过侧壁预设的法线大于0°的角度开始的角度范围中向回反射，即远离法线沿入射的光辐射的方向反射。侧壁还能够构成为用于：将大于70％或大于90％的入射的光辐射以上述方式向回反射。这有助于提供均匀的照射。

在另一实施方式中，(至少一个)后向反射的侧壁构成为：将大于50％的入射的光辐射在预设的角度范围中沿入射的光辐射的方向、尤其关于入射的光辐射的入射角在-45°至+45°或-30°至+30°的角度范围中向回反射。侧壁在此也能够构成为用于：将大于70％或大于90％的入射的光辐射以上述方式向回反射。由此同样能够有助于提供均匀的照射。

在上面描述的实施方式中，入射的光辐射或入射的光辐射的主要部分能够以如下入射角射到侧壁上：所述入射角相对于通过侧壁预设的法线位于例如在20°至70°之间的范围中。入射角在此还与侧壁的倾斜相关。

关于后向反射的之前阐述的设计方案或说明能够涉及在侧壁的横截面中出现的辐射反射。在与其垂直的空间方向上，侧壁能够是后向反射的或也能够不是后向反射的。此外，需要指出：在具有多个后向反射的侧壁的背光装置的设计方案中，全部后向反射的侧壁能够如在上文中说明的那样构成。这也能够适合于下面提出的实施方式。

背光装置的(至少一个)侧壁的后向反射的特性能够通过如下方式实现：侧壁具有后向反射的结构。对此能够考虑不同的设计方案。

后向反射能够通过由透镜和凸形弯曲的反射面构成的组合来实现，其中所述部件彼此协调成，使得借助于透镜聚焦的光辐射基本上垂直地射到弯曲的反射面上。在此，在弯曲的面上反射的光辐射能够基本上沿入射的光辐射的方向返回。后向反射的结构因此能够借助结构元件实现，所述结构元件分别包括透镜和所属的弯曲的反射面。

后向反射的结构的根据该原理起作用的可行的设计方案具有由微球构成的装置。微球能够由透明材料构成，并且彼此并排地定位。在此，微球的球面的前侧部分能够分别用作为透镜，以便将光辐射朝球面的后侧部分的方向聚焦。微球能够在前侧嵌入到由透明材料构成的层中，所述透明材料与微球相比具有更小的折射率。所述层能够作为平坦化层实现。为了在微球的后侧的球面上引起辐射反射，微球的后侧的球面能够构成为是反射性的。对此，在微球的后侧例如能够设置有反射的金属材料或布拉格镜。

此外，后向反射的结构能够具有微透镜装置。这能够借助于由透明材料构成的层来实现，所述层包括在前侧上和在后侧上弯曲的子面。在此，前侧的弯曲的子面能够分别用作为透镜或微透镜，以便将光辐射朝后侧的弯曲的子面的方向聚焦。在透明的且具有弯曲的子面的层的前侧上，能够设置有由透明材料构成的另一层，所述另一层能够作为平坦化层实现。为了能够在透明层的后侧的弯曲的子面上引起辐射反射，所述子面能够构成为是反射的。对此，在透明层的后侧例如能够设置有反射的金属材料或布拉格镜。

透明层能够具有双凸形的设计方案。在此，透明层的前侧的和后侧的弯曲的子面分别向外拱曲。弯月形透镜形式的设计方案也是可行的。在此，前侧的弯曲的子面向内拱曲，并且后侧的弯曲的面向外拱曲。

另一实例是后向反射的结构，所述后向反射的结构具有由彼此并排设置的角反射器或角形反射器构成的装置。这种结构元件能够具有两个或三个彼此垂直定向的反射面。这例如能够借助于层或载体层来实现，所述层或载体层具有带有呈角反射器的形式的留空部的结构化的侧部并且在所述侧部上是反射的。层能够由反射的金属材料构成或者在结构化的侧部上具有反射覆层，例如金属覆层或呈布拉格镜形式的覆层。

此外，在层的结构化的侧部上设置由透明材料构成的层，该层能够作为平坦化层实现。以该方式能够用透明材料填充留空部。填充的留空部或角反射器能够形成微棱镜装置。

除了该设计方案之外，能够考虑用于后向反射的结构的另外的设计方案。例如可行的是：设有由倒置的、即关于入射的光辐射上下颠倒的锥或截锥构成的装置。锥(截锥)能够具有反射的面或侧表面和90°的张角，由此所述锥(截锥)能够起类似于角反射器的作用。能够以类似的方式将上面针对角反射器提出的细节用于具有锥(截锥)的设计方案。

就此而言，能够借助于如下层或载体层实现后向反射的结构：所述层或载体层具有带有呈锥(截锥)的形式的留空部的结构化的侧部，并且在所述侧部上是反射的。层能够由反射的金属材料构成或者在结构化的侧部上具有反射覆层，例如金属覆层或呈布拉格镜形式的覆层。此外，在层的该侧上能够设置有由透明材料构成的层，该层能够作为平坦化层实现。在此，留空部能够由透明材料填充。

后向反射的结构具有用于入射的光辐射的接受角，结构对于所述接受角是后向反射的。背光装置的(至少一个)侧壁的倾斜的取向能够引起：出自半导体光源的光辐射基本上倾斜地射到侧壁上进而射到所属的后向反射的结构上。为了避免后向反射作用的与此必要时关联的损害或减小，根据另一实施方式提出：侧壁的后向反射的结构的结构元件相对于通过侧壁预设的法线倾斜。在此，结构元件能够朝入射的光辐射的方向倾斜地构成。以该方式能够实现：以高的可靠性将大部分的入射的光辐射沿入射的辐射的方向向回反射。倾斜的设计方案例如能够考虑用于结构元件、如上面描述的角反射器或微棱镜，但是也考虑用于锥(截锥)。

在背光装置中使用的后向反射的结构例如能够以后向反射的薄膜的形式实现或在后向反射的薄膜上实现。在此，背光装置的(至少一个)侧壁能够具有这种薄膜。薄膜例如能够是粘贴薄膜。

关于上面描述的、除了后向反射之外出现的漫反射，必要时能够考虑：(至少一个)后向反射的侧壁以有针对性的方式构成为引起漫反射。由此，例如能够准确地预设在侧壁处出现的漫反射的强度或者提供更大的漫反射的光份额。这例如能够通过如下方式进行：侧壁构成有粗糙化的表面。如在上文中描述的那样，在应用由透明材料构成的前侧的层或平坦化层的情况下，能够在该层上设有粗糙化的表面。一个替选的变型形式是具有散射颗粒的侧壁的设计方案。在应用前侧的层或平坦化层的情况下，这种颗粒例如能够嵌入在层的透明材料中。

能够将其他的细节和设计方案考虑用于背光装置。例如具有由多个侧壁构成的框架的设计方案是可行的，其中框架在俯视图中代替矩形的轮廓具有另外的轮廓，例如带有三个侧壁的三角形的轮廓。在此，至少一个侧壁倾斜地且后向反射地构成。垂直的侧壁(只要存在的话)能够构成为是镜面反射的。

此外，背光装置的所述倾斜的且后向反射的侧壁或背光装置的一个倾斜的且后向反射的侧壁在俯视图中能够具有直的、或还有弯曲的轮廓。设置在光源的侧向的倾斜的且后向反射的侧壁还例如能够具有在俯视图中闭合的且包围光源的圆形的或卵形的轮廓。

根据本发明的另一方面，提出一种设备，所述设备具有背光装置，所述背光装置具有在上文中描述的构造或具有根据上述实施方式中的一个或多个的构造。此外，设备具有另一装置，所述另一装置能够用背光装置的光辐射辐照。

借助于背光装置，能够用半导体光源的光辐射均匀地在后侧或后面上照射另一装置。通过侧壁的适当的取向，背光装置进而设备能够具有扁平的外观。倾斜的侧壁的后向反射的成型还能够实现：防止在另一装置的被照射的后侧的边缘处出现提高的光密度。以该方式，能够从后方在侧壁的区域中或在边缘上也尽可能均匀地照射另一装置。

对于设备和要辐照的另一装置能够考虑不同的设计方案。该设备例如能够是平面屏幕或平面图像电视机。在此，另一装置能够是液晶显示器或液晶屏幕(Liquid CrystalDisplay，LCD)。

替选地，该设备也例如能够是自发光的路牌、广告、自发光的海报或用于空间照明的面光源。在此，从后方辐照的另一装置例如能够包括部件，例如透明的、必要时在不同的区域中不同色彩的层、扩散板等。

需要指出的是：上面参考背光装置提出的方面和细节也能够使用在该设备中。

本发明的在上文中阐述的和/或在下面的描述中描述的有利的实施方式和/或改进形式(除了例如在单义的相关性或不相容的替选方案的情况下)能够单独地、或者但是也能够以彼此间任意的组合的方式应用。

附图说明

本发明的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现这些特性、特征和优点的方式和方法结合下面对实施例的描述在理解上变得更加清楚和明确，所述实施例结合附图详细阐述。附图示出：

图1示出设备的侧视图，所述设备包括：背光装置和可借助于背光装置照射的另一装置，其中背光装置具有设置在一个平面中的半导体光源和包围半导体光源的框架，所述框架具有弯折的且后向反射的侧壁；

图2示出背光装置的俯视图；

图3示出在后向反射的侧壁上出现的辐射反射的视图；

图4示出用于具有微球装置的侧壁的后向反射的结构的侧视图；

图5示出用于具有微透镜装置的侧壁的后向反射的结构的侧视图；

图6示出用于具有另一微透镜装置的侧壁的后向反射的结构的侧视图；

图7示出用于具有微棱镜装置或由倒置的锥构成的装置的侧壁的后向反射的结构的侧视图；

图8示出用于具有由倒置的截锥构成的装置的侧壁的后向反射的结构的侧视图；和

图9示出背光装置在侧壁的区域中的局部的侧视图，所述侧壁具有后向反射的结构，所述后向反射的结构具有倾斜的结构元件。

具体实施方式

基于下面的示意图，描述背光装置105的可行的设计方案。背光装置105是设备100的组成部分并且用于对设备100的另一装置135进行后侧照射。需要指出的是：附图仅是示意性质的并且不是符合比例的。就此而言，在附图中示出的部件和结构为了更好的理解能够夸大或缩小地示出。相同地可行的是：背光装置105和设备100除了所示出的和描述的部件和结构之外能够具有其他的部件和结构。

图1示出设备100的示意侧视图，所述设备具有以直接背光的形式实现的背光装置105和另一装置135。背光装置105处于装置135的后侧并且用于：从后方用光辐射150尽可能均匀地辐照装置135。在图2中补充地示出背光装置105的示意俯视图，借助所述示意俯视图，其他的细节变得清楚。

设备100例如为平面屏幕或为平面图像电视机。在该设计方案中，背光装置105能够构成为用于产生白色的光辐射150。在图1中示意表明的装置135能够是液晶屏幕或液晶显示器(LCD)。在此，装置135能够包括具有未示出的部件、例如前侧的玻璃板、后侧的玻璃板和设置在玻璃板之间的液晶单元的常见的结构，所述液晶单元具有滤色器。

背光装置105具有多个半导体光源110，以产生和放射用于对另一装置135后侧照射的光辐射150。光源110彼此并排地设置在一个平面中。在此，如在图2中示出的，存在光源110的呈行和列形式的矩阵状的布置。

需要指出的是：在图2中示出的具有由3×4个光源110构成的布置的设计方案仅可视作为实例。背光装置105能够与其不同地借助不同的(例如更少)数量的或不同布置的光源110来实现。

背光单元105的半导体光源110具有发射辐射的半导体器件111和所属的、以透镜形式实现的光学器件112，所述光学器件下面称作为初级光学装置112。所述组成部分111、112设置在一个或多个载体115上。这种载体115例如能够是金属芯电路板或电路板。

在图1的侧视图中，表明具有三个单独的载体115的设计方案。在该上下文中，例如可行的是：背光装置105具有三个条形的载体115，所述载体关于在图2中示出的光源装置水平地延伸并且分别设有四个光源110。与其不同地，也能够考虑其他的设计方案，包括将唯一的载体115用于背光装置105的全部光源。

发光的半导体器件111尤其能够为发光二极管，所述发光二极管构成为用于产生白色的光辐射150。为了该目的，发光二极管111例如能够具有用于产生蓝色的初级辐射的发光二极管芯片和用于转换辐射的所属的转换元件(未示出)。转换元件能够构成为用于：将蓝色的光辐射的一部分转换成在绿色的至红色的光谱范围中的一个或多个次级辐射。通过将所述辐射分量叠加能够产生白色的混合辐射150。

分配给发射辐射的器件或发光二极管111的初级光学装置112用于：给予光源110预设的展开的放射特性。如在图1中表明的：光辐射150在此由光源110基本上朝侧向并且近似水平地放射。以该方式，各个光源110的辐射部分能够叠加成，使得用背光装置105照射的面130经受均匀的辐照。在下面也称作为照射面或光出射面的面130能够为另一装置135的朝向背光装置105的后侧或后面，或者为装置135的后侧的一部分。在此，设置在一个平面中的半导体光源110平行于照射面130设置。

背光装置105还具有后侧127和与此连接且在边缘侧包围半导体光源110的框架状的壁结构，下面称作为框架120。环绕的框架120和后侧127能够形成背光装置105的壳体。光源110或一个/多个载体115能够设置在后侧127上。

如在图2中示出的那样具有在俯视图中矩形的轮廓的框架120具有四个彼此邻接的侧壁121、122。在此，两个相对置的侧壁121具有比另外两个相对置的侧壁122更大的长度。

在边缘上环绕的框架120在横截面中弯折地构成，使得侧壁121、122相对于通过半导体光源110预设的平面或相对于该平面的法线140是倾斜的。由于光源110与照射面130平行的布置，法线140也能够与照射面130相关。在图1中示出两个较长的侧壁121的倾斜的设计方案。在左侧上，补充地表明相对于法线140的倾斜角160。两个较短的侧壁122同样倾斜地构成(参见图2)并且能够具有与其他侧壁121相同的(或也不同的)斜度。在此，侧壁121、122朝照射面130的方向倾斜地向外伸展。由于框架120的侧壁121、122的倾斜的设计方案，背光装置105进而设备100具有扁平的外观。

框架120或其侧壁121、122例如能够在横截面中具有从后侧127延伸至照射面130的长度，所述长度在光源110的间距的10％和95％之间。也可行的是：横截面长度例如在照射面130的区域中的框架120的横向的棱边长度或装置135的横向的棱边长度的3％和30％之间。

与图1中的视图不同地，侧壁121、122的倾斜角160例如能够大于45°。倾斜角160例如能够处于45°和80°之间的角度范围中。可行的实例是在60°和70°之间的范围中的倾斜角160。由此，能够有助于扁平的外观。

在背光装置105的运行中，侧向地环绕半导体光源110的框架120的倾斜的侧壁121、122也由光辐射150辐照。这包括用如下光辐射150对侧壁150进行照射：所述光辐射由与侧壁121、122相邻的光源110直接朝侧壁121、122的方向输出。为了避免光辐射的大部分在倾斜的侧壁121、122处朝照射面的方向反射进而在照射面130的边缘处出现提高的光密度，并且为了确保对整个面130的均匀的照射，框架120的侧壁121、122在由光辐射150辐照的一侧上以后向反射的方式构成。框架120的侧壁121、122在此具有倾斜的后向反射的结构。更下面根据图4至9描述可行的设计方案。

由于侧壁121、122的有针对性的后向反射的设计方案，能够将入射的光辐射150的大部分沿入射的辐射150的方向或朝光源110的方向向回反射。在图1中根据放射特性157说明在右侧的侧壁121处的后向反射的作用。在此，向回反射的光辐射150的份额显著大于在仅漫反射的面中的情况。

除了后向反射之外，在侧壁121、122处还进行期望的漫反射，使得入射的光辐射150的一部分在侧壁121、122处漫反射。据此，光辐射150的一部分也从侧壁121、122朝照射面130或照射面130的边缘的方向放射，使得所述照射面在边缘处也受到均匀的照射。

在后向反射的侧壁121、122处出现的漫反射取决于如下效应：例如散射效应、在(至少一个)边界面处的反射、结构错误等。此外，为侧壁121、122必要时能够设有用于有针对性地引起附加的漫反射的相应的设计方案，如这更下面还详细地描述。

在背光装置105中，在半导体光源110之间的还有必要时在边缘处或邻接于后向反射的侧壁112、122的区域能够构成为是漫反射的。由此，能够有助于照射面130的均匀的辐照。对此，例如能够使用漫反射的或白色的层或薄膜(未示出)。

如果侧壁121、122构成为具有下述的、根据图3描述的反射特性，那么关于环绕的框架120的侧壁112、122，能够实现对照射面130的均匀的辐照。在此，入射的光辐射150的大部分基本上以入射角161(或以在角度161的范围中的入射角)射到侧壁121或122上。入射角161是与通过侧壁121、122预设的面法线141有关的。入射角150例如能够处于20°和70°之间的范围中。这还取决于侧壁121、122的倾斜。在该上下文中，还要指出：在后向反射时，光辐射150不能够完全精确地沿入射的光辐射150的方向反射，而是由于例如结构错误能够在一定角度范围中向回反射。

侧壁121、122能够构成为用于：将大于50％的入射的光辐射150在从关于法线141大于0°的角度开始的角度范围中向回反射，或者远离法线141向回反射，即沿入射的光辐射150的方向反射。向回反射的所述角度范围在图3中借助出射角162示意地表明。可行的是：角度范围大于在图3中借助角度163表明的范围，使得角度162与图3不同地能够超过角度161。侧壁121、122能够构成为用于：将大于70％或大于90％的光辐射150以之前提出的方式和方法向回反射。由此能够有助于均匀的照射。

此外，侧壁121、122能够构成为用于：将大于50％的入射的光辐射150在预设的角度范围163中沿入射的光辐射150的方向向回反射，如这同样在图3中表明。与图3不同地，关于入射角161的角度范围163能够在-45°至+45°之间或者在-30°至+30°之间。换言之，能够存在如下条件：

入射角-30°<出射角<入射角+30°，或者入射角-45°<出射角<入射角+45°。

侧壁121、122在此也能够构成为用于：将大于70％或大于90％的入射的光辐射以该方式和方法向回反射。这同样有助于提供均匀的照射。

上面提出的设计方案涉及在图3中示出的光路到绘图平面中的投影，进而涉及在侧壁121、122的横截面中出现的辐射反射。在此，不考虑与其垂直的空间方向。在该方向上，侧壁121、122能够是后向反射的或不是后向反射的。

通过侧壁121、122具有适当的后向反射的结构，能够实现背光装置105的框架120的侧壁121、122的后向反射的特性。这种结构的可行的设计方案借助下面的附图详细阐述，所述结构能够设置在侧壁121、122的可由光源110的光辐射150辐照的一侧的区域中。在此，能够考虑二维结构和三维结构。在二维结构的情况下，能够在一个平面中出现后向反射的作用。这种结构能够在与其垂直的空间方向上分别具有相同的外观或相同的横截面。在三维结构的情况下，后向反射的作用能够不仅在一个平面中或在两个垂直的空间方向上出现，而且也关于与其垂直的第三空间方向出现。

后向反射能够借助透镜和借助弯曲的反射表面引起。对此，该部件能够构成为，使得借助于透镜聚焦的光辐射基本上垂直地射到弯曲的反射表面上，进而在反射之后能够沿入射的辐射的方向返回。后向反射的结构的根据该原理起作用的设计方案在图4至6中示出，所述结构能够设置在框架120中。在该结构中，参数、例如材料的折射率、半径或曲率半径和间距或焦距彼此协调成，使得能够以预设的方式和方法出现后向反射。

图4示出后向反射的结构200，所述结构具有由在一个平面中彼此并排分布设置的透明的微球203构成的装置。在此，微球203的朝向入射的光辐射150的前侧的球面用作为透镜，以便将光辐射150朝后侧的球面的方向聚焦。这在图4中在微球203处说明。光辐射150基本上垂直地射到后侧的球面上，并且能够在反射之后沿入射的光辐射150的方向返回。为了该目的，后侧的球面构成为是反射的。对此，在微球203后侧和邻接于所述微球存在由反射金属材料构成的层201。在前侧，微球203嵌入到由透明材料构成的层202中，所述透明材料与微球相比具有更小的折射率。层202以具有平面的前侧表面的平坦化层的形式构成，光辐射150在所述前侧表面处折射。

在图4中借助虚线箭头表明：在平坦化层的表面上也能够出现辐射反射。在另一边界面处、当前在层202和微球203之间的边界面处也能够出现反射。这种反射还有其他影响、例如散射效应和结构错误是除了后向反射之外出现的漫反射的原因。这也适用于下面描述的设计方案。此外，在该上下文中，需要指出的是：相同的和起相同作用的部件和结构在下面不重新详细描述，并且代替于此对于对此的细节参考上面的描述。此外，关于一个设计方案提出的特征和细节也能够使用在另一设计方案中。

图5示出另一后向反射的结构210，所述另一后向反射的结构具有透明层213，所述透明层在朝向入射的光辐射150的前侧上具有凸形弯曲的子面214并且在后侧上具有凸形弯曲的子面215。在此，子面214、215能够以部分球形的方式弯曲且在一个平面中分布地设置。子面215具有比子面214更大的曲率半径。层213与前侧的弯曲的子面214形成微透镜装置，借助于所述微透镜装置能够将入射的光辐射150朝后侧的子面215的方向聚焦。光辐射150基本上垂直地射到子面215上，并且在反射之后能够沿入射的光辐射150的方向返回。为了该目的，子面215构成为是反射的。对此，在层213后侧且邻接于该层存在由反射金属材料构成的层211。在层213的前侧上设置有由透明材料构成的另一层212，所述透明材料与层213相比具有更小的折射率。层212以具有平面的前侧表面的平坦化层的形式构成，光辐射150在所述前侧表面处折射。

根据图5，透镜层213具有双凸形的设计方案，所述设计方案具有在两侧向外弯曲的子面214、215。弯月形透镜形式的设计方案然而也是可行的。

就此而言实现的后向反射的结构220在图6中示出。结构220具有透明层223，所述透明层在前侧上具有凹形弯曲的子面224并且在后侧上具有凸形弯曲的子面225。在此，子面224、225能够部分球形地弯曲，并且在一个平面中分布地设置。层223与前侧的弯曲的子面224形成微透镜装置，借助于所述微透镜装置能够将入射的光辐射150朝后侧的子面225的方向聚焦。对此，在层223的前侧上设置有由透明材料构成的另一层222，所述透明材料与层223相比具有更大的折射率。所述层222以具有平坦的前侧表面的平坦化层的形式构成。聚焦的光辐射150基本上垂直地射到层223的后侧的弯曲的子面225上，并且在反射之后能够沿入射的光辐射150的方形返回。对此，子面225构成为是反射的，这借助于在后侧邻接于层223的层221实现，所述层221由反射金属材料构成。

图7示出另一后向反射的结构230，所述结构具有由彼此并排设置的角反射器或角形反射器构成的装置，所述角反射器或角形反射器具有彼此垂直定向的反射面。这借助于层231实现，所述层具有朝向入射的光辐射150的结构化的侧部，所述结构化的侧部具有呈角反射器的形式的留空部234，并且所述层在该侧部是反射的。层231能够由反射金属材料构成。此外，在层231的结构化的侧部上设置有由透明材料构成的层233，所述层233以具有平面的前侧表面的平坦化层的形式构成。留空部234借助层233的材料填充。因此，该设计方案能够形成微棱镜装置。在后向反射的结构230中，入射的光辐射150在层233的前侧表面处折射之后在留空部234的反射面处反射，使得光辐射150(在重新折射之后)能够沿入射的辐射150的方向返回。

可行的是：留空部234分别三角形地构成为具有仅两个垂直定向的反射面。在此，所示出的结构能够垂直于图7的绘图平面延续，进而能够存在垂直于图7的绘图平面长形延伸的、沟槽形的留空部234。

替选地，留空部234也能够具有三个彼此垂直定向的反射面，并且以倒置的、或上下颠倒的四面体的形式构成。在此，四面体形的留空部234能够在一个平面中分布地彼此并排地设置。

与此不同地，也能够考虑另外的设计方案。例如可行的是：在后向反射的结构230中或在层231的结构化的侧部上设有呈倒置的锥形式的留空部235，来代替具有彼此垂直设置的反射面的留空部234。所述留空部235在横截面中观察能够如同留空部234，使得对于这种设计方案能够以相应的方式来考虑图7。锥形的留空部235能够以在一个平面中分布的方式彼此并排地设置，所述留空部由层233的材料填充。锥形的留空部235具有90°的张角，并且由于反射层231而具有反射的侧表面。在此，入射的光辐射150能够在侧表面的相对置的部段上反射，使得出现后向反射。

代替锥，例如也能够使用倒置的截锥。对此，在图8中示出另一后向反射的结构240，所述另一后向反射的结构具有与结构230相同的层231、233。层231的结构化的侧部具有呈截锥形式的留空部236。入射的光辐射150在该设计方案中也能够在侧表面的相对置的部段上反射，使得进行后向反射。

后向反射的结构具有接受角或接受角范围，该结构对于所述接受角或接受角范围是后向反射的。在背光装置105中，框架120的侧壁121、122倾斜地构成，使得来自(相邻的)半导体光源110的光辐射150也倾斜地射到侧壁121、122上进而射到所属的后向反射的结构上(参见图1)。为了由此不损害后向反射作用，上面描述的后向反射的结构能够借助结构元件实现，所述结构元件沿入射的光辐射150的方向倾斜地构成。

为了说明该方案，图9示出背光装置105在框架120的侧壁121、122的区域中的局部的侧视图，所述侧壁具有后向反射的结构250。后向反射的结构250具有留空部237。留空部237例如能够具有彼此垂直定向的反射面或用作为角反射器。在此，能够存在类似于图7的具有层231、233的设计方案，即留空部237构成在反射层231的朝向入射的光辐射150的侧部上。留空部237关于通过框架120的侧壁121、122预设的面法线141朝向入射的光辐射150的方向倾斜地构成。以该方式存在倾斜的棱镜装置。倾斜的设计方案通过留空部237与在图9中借助虚线表明的留空部234的比较变得清楚。留空部234不具有这种倾斜的成型，而是代替于此具有常见的、相对于法线141的取向对称的定向。

这种倾斜的设计方案也能够用于具有其他结构元件的其他的后向反射的结构。属于此的例如是具有锥形的或截锥形的留空部235、236的在上文中描述的结构。

后向反射的结构的根据图4至9描述的设计方案例如能够以后向反射的薄膜或粘贴薄膜的形式实现。在此，侧壁121、122以设有粘贴薄膜的侧壁121、122的形式实现(未示出)。就此而言，在图4至9中示出的结构能够具有至少一个另外的未示出的层，即例如粘贴材料层。

此外，图4至9的结构能够变形成，使得仅在感兴趣的反射面(微球203的后侧的球面，透镜层213、223的后侧的弯曲的子面215、225，留空部234、235、236、237的反射面)的区域中存在反射材料或反射的设计方案。在此，层201、211、221、231能够是载体层，所述载体层在前侧具有反射覆层(未示出)。反射覆层例如能够由金属材料构成，或以布拉格镜的形式实现。

如上面提出的，对于框架120的后向反射的侧壁121、122必要时能够考虑用于有针对性地引起附加的漫反射的设计方案。参考图4至9的结构，这例如能够通过如下方式进行：层202、212、222、223构成有用于引起散射的粗糙化的前侧表面(未示出)。另一变型形式是应用散射颗粒，所述散射颗粒例如能够嵌入层202、212、222、223的透明材料中(未示出)。

根据附图阐述的实施方式为本发明的优选的或示例性的实施方式。除了所示出的和描述的实施方式之外，能够提出其他的实施方式，所述实施方式能够包括特征的其他的变形和/或特征的组合。

例如，所阐述的设计方案不限于呈平面屏幕或平面图像电视机的形式的设备100。具有背光装置105的设备100例如也能够是自发光的路牌、广告、自发光的海报或用于空间照明的面光源。与之相应地，对于设备100的从后方照射的另一装置135也能够考虑与液晶屏幕不同的设计方案。装置135例如能够是透明的、必要时在不同的区域中不同颜色的层或扩散板，或者能够包括这种部件。

关于背光装置，可行的未示出的变形在于：所述背光装置构成有矩形的框架，所述框架的并非全部四个侧壁相对于光源的平面或照射面倾斜地取向。例如仅两个相对置的侧壁、或仅一个侧壁能够是倾斜的，相反，其余的侧壁垂直于通过光源预设的平面或垂直于照射面取向。在这种设计方案中，一个倾斜的侧壁或多个倾斜的侧壁能够根据上述方案构成为是后向反射的。正交的侧壁能够在可由光源的光辐射辐照的一侧上构成为是镜面反射的。

能够以类似的方式实现背光装置，所述背光装置具有围绕多个半导体光源的框架，所述框架具有在俯视图中不同的轮廓，例如带有三个侧壁的三角形轮廓。在此，至少一个侧壁或多个或还有全部侧壁能够相对于光源的平面或相对于照射面倾斜地取向并且构成为是后向反射的。垂直的侧壁(只要存在的话)能够构成为是镜面反射的。

在另一可行的变形中，背光装置能够具有倾斜的且后向反射的侧壁，所述侧壁在俯视图中代替直线的轮廓具有弯曲的轮廓。

在另一可行的变形中，背光装置能够具有倾斜的且后向反射的侧壁，所述侧壁具有圆形的或卵形的闭合的且环绕光源的轮廓。

根据背光装置的轮廓，借此从后方照射的另一装置也能够具有相应的轮廓。

在另一可行的变形中，背光装置的光源能够构成为用于产生具有与白色不同的颜色的光辐射。

尽管在细节上通过优选的实施例详细阐明和描述了本发明，但是本发明不通过所公开的实例来限制并且能够由本领域技术人员从中推导出其他的变型形式，而没有脱离本发明的保护范围。

附图标记列表

100 设备

105 背光装置

110 光源

111 半导体器件、发光二极管

112 初级光学装置

115 载体

120 框架

121，122 侧壁

127 后侧

130 面

135 装置

140，141 法线

150 光辐射

157 放射特性

160 倾斜角

161 入射角度

162 出射角度

163 角度范围

200 结构

201，202 层

203 微球

210 结构

211，212 层

213 层

214，215 子面

220 结构

221，222 层

223 层

224，225 子面

230 结构

231，233 层

234，235 留空部

236，237 留空部

240，250 结构

Claims (16)

1.一种背光装置(105)，所述背光装置具有：

多个设置在一个平面中的半导体光源(110)，以产生光辐射(150)；和

设置在所述半导体光源(110)的侧向的侧壁(121，122)，其中所述侧壁(121，122)相对于通过所述半导体光源(110)预设的平面是倾斜的，并且其中所述侧壁(121，122)在能够用所述半导体光源(110)的光辐射(150)辐照的一侧上是后向反射的。

2.根据权利要求1所述的背光装置，其中倾斜的且后向反射的所述侧壁(121，122)是环绕所述半导体光源(110)的框架(120)的一部分，并且其中所述框架(120)具有其他侧壁(121，122)。

3.根据权利要求2所述的背光装置，其中所述框架(120)是矩形的。

4.根据权利要求2或3所述的背光装置，其中所述框架(120)的所述其他侧壁(121，122)中的至少一个是倾斜的且是后向反射的。

5.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中后向反射的所述侧壁(121，122)构成为：将大于50％的入射的光辐射(150)在从关于通过所述侧壁(121，122)预设的法线(141)大于0°的角度开始的角度范围(161)中向回反射。

6.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中后向反射的所述侧壁(121，122)构成为：将大于50％的入射的光辐射(150)在预设的角度范围(163)中沿入射的所述光辐射(150)的方向向回反射。

7.根据权利要求6所述的背光装置，其中后向反射的所述侧壁(121，122)构成为：将大于50％的入射的光辐射(150)关于入射的所述光辐射(150)的入射角(161)在-45°至45°或-30°至30°的角度范围(163)中向回反射。

8.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中后向反射的所述侧壁(121，122)具有后向反射的结构(200，210，220，230，240，250)，并且其中所述后向反射的结构(200，210，220，230，240，250)包括下述特征中的至少一个：

由微球(203)构成的装置；微透镜装置(213，214，223，224)；由角反射器(234)构成的装置；微棱镜装置；由倒置的锥(235)构成的装置；由倒置的截锥(236)构成的装置。

9.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中后向反射的所述侧壁(121，122)具有后向反射的结构(250)，并且其中所述后向反射的结构(250)的结构元件(237)相对于通过所述侧壁(121，122)预设的法线(141)是倾斜的。

10.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中所述半导体光源(110)具有光学装置。

11.根据权利要求10所述的背光装置，其中所述光学装置是透镜。

12.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中所述半导体光源(110)具有展开的放射特性，所述放射特性具有朝侧向进行的光放射。

13.根据权利要求1或2所述的背光装置，所述背光装置包括照射面(130)，其中通过所述半导体光源(110)预设的平面平行于所述照射面(130)设置。

14.根据权利要求1或2所述的背光装置，其中所述侧壁(121，122)构成为用于对入射的所述光辐射(150)的一部分进行漫反射。

15.根据权利要求9所述的背光装置，其中所述后向反射的结构(250)的所述结构元件(237)朝入射的所述光辐射(150)的方向是倾斜的。

16.一种设备(100)，所述设备具有根据上述权利要求中任一项所述的背光装置(105)和另一装置(135)，所述另一装置能够由所述背光装置(105)的光辐射(150)辐照。