EP2561388A2 - Flächenlichtleiter und leuchte - Google Patents

Flächenlichtleiter und leuchte

Info

Publication number
EP2561388A2
EP2561388A2 EP11710732A EP11710732A EP2561388A2 EP 2561388 A2 EP2561388 A2 EP 2561388A2 EP 11710732 A EP11710732 A EP 11710732A EP 11710732 A EP11710732 A EP 11710732A EP 2561388 A2 EP2561388 A2 EP 2561388A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light guide
surface light
main
scattering
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11710732A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Brick
Julius Muschaweck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siteco GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of EP2561388A2 publication Critical patent/EP2561388A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
    • G02B6/0041—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided in the bulk of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/0061—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to provide homogeneous light output intensity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0045—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide
    • G02B6/0046—Tapered light guide, e.g. wedge-shaped light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources

Definitions

  • a surface light guide is specified.
  • a light is specified.
  • One problem to be solved is to emit a uniformly radiating surface light guide and a
  • planar light guide has two main sides facing one another and at least one set up as a light entry side
  • the front side is one here
  • Light entrance side means that this page to do so
  • the planar light guide has at least one main light guide direction, which extends away from the light entry side.
  • the surface light guide can have several Stilbitleitidesen
  • this comprises a scattering means for scattering light.
  • the scattering agent has a specific scattering cross section. Due to the scattering of the light at the scattering means, an angle of the light, relative to the main sides, is changed, in particular light hits after one or more
  • the scattering means is also a
  • spreading agent includes, in particular, sites which are formed by particles and / or by defects and / or by cavities.
  • the coupling-out coefficient is along the
  • Decoupling coefficients are based exclusively or essentially on a specific distribution of the scattering agent within the surface light guide. Under distribution In particular, the litter must not be understood as a statistically determined, local concentration fluctuation.
  • this has, in particular in a direction perpendicular
  • At least one of the main sides has a turbidity value of at most 0.10, preferably of at most 0.05.
  • Turbidity value is also referred to as Haze value or Haziness.
  • the turbidity value is for example
  • Transmission is defined as the quotient of the proportion of radiation that is scattered when passing through a medium through an angle greater than 2.5 °, and the total radiation transmitted through the medium. In other words, the surface light guide is then clear or near
  • this has, in particular in a direction perpendicular
  • Transmission coefficient at least 85%, in particular at least 90%.
  • At least one of the main sides has a continuous radiation area, which is provided in the
  • Area light guide emitted light to radiate the emission area forms a radiating surface the main pages.
  • the radiating region preferably extends over the entire main side or over a majority of the main side, for example over more than 90% or over more than 95% of a surface of the main side.
  • the surface light guide has exactly one radiation area per main page.
  • a quotient of a minimum luminance and a maximum luminance, as seen over the at least one emission area is at least 0.75, preferably at least 0.80 or at least 0.85, in particular when radiation is guided into the surface light guide.
  • the surface light guide is configured to have one in the
  • the latter has two main sides opposite one another and at least one set up as a light entry side
  • At least one Kleinlichtleitraum runs away from the light entrance side.
  • Surface light guide includes at least one scattering means for scattering light, wherein by the scattering means
  • the coupling-out coefficient is set varying along the main light-guiding direction. In a direction perpendicular to one of the main sides, there is a haze value of
  • Radiating range of at least one of the main sides at least 0.75.
  • the at least one emission region of the surface light guide appears uniformly bright during the operation of the light source. Outside the operation of the light source, the surface light guide then acts clear, for example similar to a window pane, and thus absorbs little
  • the coupling-out coefficient follows along the
  • W represents an average extension of the emission area along the main direction of light z.
  • K is a real number and may be, for example, in m -2 z is arbitrarily scalable, but preferably has values between 0 and W inclusive.
  • W, z, k and ⁇ can also be given in units.
  • the surface light guide this is formed from at least two or exactly two mutually different basic molding compounds.
  • the basic molding compounds have different, medium specific
  • Auskoppelkostoryen can then be a kind of discontinuous phase transition at a boundary of the basic molding compositions.
  • a surface light guide is, for example, by means of a multi-component injection molding, in particular one
  • Two-component injection molding can be produced.
  • Material components in injection molding are preferably processed and / or shaped in the same casting mold.
  • the latter has at least one or exactly one basic molding compound which comprises the scattering agent. Furthermore, the Surface light guide at least one or exactly one basic molding compound, which is free of the scattering agent.
  • the basic compounds can, as in the other
  • Embodiments as a base material have the same material, wherein in the one of the basic molding compounds, for example, particles of the scattering agent are embedded in the base material acting as a matrix material and the other of the
  • Basic molding compound has only the base material.
  • Scattering agent is preferably in the form of particles with an average particle diameter in particular between
  • this comprises at least two or exactly two
  • scattering agents means that they are in terms of a material from which the scattering agents are formed, or with respect to geometric characteristics of the
  • this comprises at least two or exactly two
  • the latter has exactly one basic molding compound in which, preferably, exactly one scattering agent is distributed in a targeted inhomogeneous manner.
  • the surface light guide can in this case have a constant, uniform thickness. It is possible that a concentration of the scattering means varies only along the at least one main light direction and in the direction perpendicular to the main side, in the context of
  • the lamp includes in particular one or more
  • this includes a surface light guide, as indicated in connection with one of the preceding embodiments.
  • the lamp comprises at least one electric
  • the light source is attached to at least one of the end faces of the surface light guide.
  • the luminaire has a plurality of light sources.
  • the light sources are preferably located on exactly one of the front sides or on exactly two opposite end sides or on exactly four mutually opposite end faces.
  • the light sources comprise light-emitting diodes or consist of the light sources from light emitting diodes and optional electric and / or
  • the light-emitting diodes are arranged like a strip along at least one of the end sides.
  • the luminaire it emits in operation on both main sides of the luminaire
  • the luminaire is designed to emit light on both sides, preferably equally strong or approximately equally strong. When switched off, the light in the area of the surface light guide particularly preferably appears translucent and clear.
  • a surface light guide described here and a luminaire described here will be explained in more detail with reference to the drawings with reference to embodiments.
  • the same reference numerals indicate the same elements in the individual figures. However, they are not
  • FIGS 1 to 4 and 7 are schematic representations of
  • Figure 5 are schematic representations of a course of a
  • Figure 6 is a schematic representation of a
  • Figure 1A is a plan view and in Figure 1B a
  • Surface light guide 1 has two basic molding compounds 7a, 7b, to each of which a scattering agent 5 is added.
  • Scattering agent 5 is in the form of particles.
  • An average diameter of the particles is preferably between
  • the particles of the scattering agent 5 consist of or comprise, for example, at least one of the following components: silicon dioxide, titanium dioxide,
  • the particles of the scattering agent 5 are randomly distributed in the unfused basic molding compounds 7a, 7b.
  • Basic molding compounds 7a, 7b have the same base material in which the particles of the scattering agent 5 are embedded.
  • the base material is or includes, for example
  • the base materials of the basic molding compounds 7a, 7b are: Polymethyl methacrylate, PMMA for short, or polycarbonate, PC for short.
  • the base materials of the basic molding compounds 7a, 7b are:
  • various scattering agents 5 are added, which differ from each other in an average particle diameter and / or in a material of the particles. As a result, the
  • Basic molding compound 7b thereby forming a lower proportion of radiation from the surface light guide 1 through the basic molding compound 7a is decoupled. Except at an interface between the scattering means 5 and the basic molding compounds 7a, 7b or within the scattering means 5, occurs in the surface light guide first
  • Surface light guide 1 are flat and smooth and arranged parallel to each other. Smooth or optically smooth means, for example, that a change in direction of a local normal vector of the main sides 2a, 2b on one
  • Length scale of for example 1 ⁇ or for example 100 ⁇ is not more than 2 °.
  • the main sides 2a, 2b are
  • Radiation area A of the surface light guide 1 therefore extends over the entire main sides 2a, 2b.
  • the main sides 2a, 2b are connected to one another via end faces 3, which are made flat.
  • end faces 3 At the end faces 3 is in each case a strip of a plurality of light sources 6, which are formed by light-emitting diodes mounted.
  • Opposite end faces 3 thus also represent light entry sides 4, on the light in the
  • Surface light guide 1 is coupled.
  • the light entry sides 4, as well as in all others are coupled.
  • Embodiments with a roughening or a
  • the surface light guide 1 can be produced, for example, by means of two-component injection molding, in particular in a so-called endless belt.
  • a thickness D of the surface light guide 1 and of the entire luminaire 10 is preferably between 1 mm and 25 mm inclusive, in particular between 2 mm and 15 mm inclusive.
  • a width W of the surface light guide 1 is for example more than 50 mm, in particular between 50 mm and 1 m, for example approximately 150 mm.
  • Radiation range A is preferably at least 100 cm ⁇ , at least 750 cm ⁇ or at least 2000 cm ⁇ .
  • the electrically operable light sources 6 can directly to the end faces 3 and to the
  • Light entry 4 may be appropriate. Unlike drawn, it is also possible that the light sources 6 of the
  • Light entry sides 4 are arranged spaced apart, as well as in all other embodiments. A distance between the light entry sides 4 and the light sources 6,
  • the luminaire 10 according to FIG. 1 is free of further scattering means in addition to those in the basic molding compounds 7a, 7b
  • Main sides 2a, 2b of the surface light guide 1 smooth or optically smooth and the surface light guide 1 is not provided with a diffuser film. Seen in a direction parallel to the solder L, the surface light guide 1 thus acts for a viewer, in particular when switched off
  • Light sources 6, not milky or cloudy, but clear and transparent.
  • the clarity when the light sources 6 are switched off is achieved in particular in that the main sides 2a, 2b are smooth and that the particles of the scattering agent 5
  • the surface light guide 6 in the emission region A is in particular free of structures, such as outcoupling structures, which are visible to the naked human eye.
  • FIG. 2 shows further side views of FIG
  • the basic molding compound 7a is free of a scattering agent.
  • the scattering means 5 is present exclusively in the basic molding compound 7b, in which the scattering agent 5 is distributed uniformly and statistically.
  • the basic molding compound 7b extends to each other
  • the basic molding compound 7b does not reach the main sides 2a, 2b with the scattering means 5 in each case. In other words, in a direction perpendicular to the main sides 2a, 2b, the basic molding compound 7b with the scattering means 5 in the
  • Basic molding compound 7a embedded without scattering agent According to FIG. 2B, the basic molding compound 7a is free of one
  • the basic molding compound 7b with the scattering means 5 is present in two separate regions which extend away from the main sides 2a, 2b, respectively. A proportion of the basic molding compound 7b, seen in a direction perpendicular to the main sides 2a, 2b, increases along the
  • Main light direction z in the context of manufacturing tolerances monotonous or strictly monotonous.
  • the basic molding compound 7b does not reach up to the light entry side 4, but extends to one of the light entry side 4
  • the light sources 6 are only attached to one of the end faces 3, as in FIG. 2C.
  • Concentration of the scattering agent 5 in the basic molding compound 7b is higher, whereby the basic molding compound 7b has a larger specific scattering cross-section or specific
  • Auskoppelkostoryen has as the basic molding compound 7a.
  • the basic molding compound 7b widens, seen in a side view,
  • the basic molding compound 7b extends to the
  • Main pages 2a, 2b zoom.
  • a mirror 8 is optionally attached.
  • the mirror 8 can be designed to be diffuse or specularly reflective. Unlike shown, it is also possible that one of the main sides 2a, 2b with a preferably specular, so according to the
  • Reflection law reflective mirror is provided. In turned off state of the light sources 6 acts
  • Surface light guide 1 only a single basic molding compound 7, in which the particles of the scattering agent 5 are distributed inhomogeneous. Thus, a concentration of the particles of the scattering agent 5 in a central region of the surface light guide 1 is greatest and decreases towards the light entry sides 4 steadily.
  • the surface light guide 1 may optionally have one or, in contrast to the drawing, a plurality of constrictions 9 in addition to the scattering means 5.
  • the constriction 9 is formed by the main side 2b being at an angle to the main side 2a which has just been formed.
  • An angle between the main sides 2a, 2b is preferably between 0.5 ° and 4 °, in particular between 1.25 ° and 2.5 °. Through this small angle between the main sides 2a, 2b
  • the surface light guide 1 takes place, when viewed through the surface light guide 1, no significant distortion of the transmitted radiation.
  • the surface light guide 1 is also clear-sighted in this case and does not distort the prism.
  • the light sources 6 are furthermore fastened to the surface light guide 1 via a frame 60.
  • the frame 60 is impermeable to light, for example, and partially extends to the main sides 2a, 2b.
  • Radiation area A is only through such areas of
  • Main side 2a, 2b which are uncovered by the frame 60.
  • a corresponding arrangement can also be present in all other embodiments.
  • the light sources 6 are at all four
  • the surface light guide 1 has a rectangular cross section. In a central region of the surface light guide 1, seen in plan view, a
  • the light sources 6 preferably do not reach each other as far as corners of the planar light guide 1.
  • FIGS. 1, 2A and 3. A bell-shaped course of the coupling-out coefficient according to FIG. 5B is present in particular in the exemplary embodiments according to FIGS. 1, 2A and 3.
  • a maximum intensity I max is within an angular range of +/- 20 ° to the Lot L before.
  • a maximum intensity I in an angular range with angles of> 70 ° to the solder L is at most 0.5, preferably at most 0.3 of the maximum intensity I max .
  • the turbidity value is equal to
  • Angular region a is emitted, and from the total, transmitted intensity. Those rays which, when passing through the surface light guide 1, undergo a directional deviation of ⁇ 2.5 ° with respect to an ideally transmitting, plane-parallel plate, are not scattered.
  • the angle range a which is considered not to be scattered, is delimited in FIG. 7A by a dashed-dotted line from an angular range b, in which the transmitted beams are regarded as scattered or as little scattered.
  • the turbidity value is defined
  • FIG. 7C shows a modified light guide 1 'to which no scattering agent has been added.
  • Light source 6 the radiation remains at a constant intensity along the
  • the main pages 2 are subdivided into identically sized, notional sections.
  • the individual sections which the surface light guide 1 in the direction perpendicular to the
  • Main pages 2 have lateral dimensions, for example, have at most 1/20 or at most 1/100 of the width W of the radiation area A.
  • Sections is a radiation intensity I approximately equal.
  • the decoupling coefficients are to be given averaged over each of the sections, for example.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters (1) weist dieser zumindest ein Streumittel (5) zur Streuung von Licht auf, wobei durch das Streumittel (5) ein Auskoppelkoeffizient hervorgerufen ist. Der Auskoppelkoeffizient ist entlang einer Hauptlichtleitrichtung (z) variierend eingestellt. In eine Richtung (L) senkrecht zu Hauptseiten (2) des Flächenlichtleiters (1) beträgt ein Trübheitswert höchstens 0,10, ein Transmissionskoeffizient mindestens 0,75 und ein Quotient aus einer minimalen Leuchtdichte und einer maximalen Leuchtdichte, gesehen über einen zusammenhängenden Abstrahlbereich (A) mindestens einer der Hauptseiten (2) hinweg, wenigstens 0,75.

Description

Beschreibung
Flächenlichtleiter und Leuchte Es wird ein Flächenlichtleiter angegeben. Darüber hinaus wird eine Leuchte angegeben.
In der Druckschrift DE 102 29 064 AI ist ein
Lichtquellenelement angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen möglichst gleichmäßig abstrahlenden Flächenlichtleiter sowie eine
Leuchte mit einem solchen Flächenlichtleiter anzugeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser zwei einander gegenüberliegende Hauptseiten und mindestens eine als Lichteintrittsseite eingerichtete
Stirnseite auf. Die Stirnseite ist hierbei eine solche
Begrenzungsfläche des Flächenlichtleiters, die die
gegenüberliegenden Hauptseiten miteinander verbindet.
Lichteintrittsseite bedeutet, dass diese Seite dazu
vorgesehen ist, hierüber eine Strahlung einer Lichtquelle in den Flächenlichtleiter einzukoppeln . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser mindestens eine Hauptlichtleitrichtung auf, die von der Lichteintrittsseite weg verläuft. Die
Hauptlichtleitrichtung ist also eine solche Richtung, entlang derer der Lichtleiter vorgesehen ist, das Licht zu leiten. Ist an der Lichteintrittsseite oder an mehreren
Lichteintrittsseiten eine Lichtquelle angebracht, so verläuft die Hauptlichtleitrichtung oder die Hauptlichtleitrichtungen jeweils bevorzugt weg von den jeweiligen Lichtquellen. Sind mehrere Lichtquellen an verschiedenen Stirnseiten beziehungsweise Lichteintrittsseiten angebracht, so kann der Flächenlichtleiter mehrere Hauptlichtleitrichtungen
aufweisen, die jeweils von den entsprechenden
Lichteintrittsseiten weg verlaufen, insbesondere auf diesen senkrecht stehen, und die in unterschiedliche Richtungen weisen können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters umfasst dieser ein Streumittel zur Streuung von Licht. Das Streumittel weist einen spezifischen Streuquerschnitt auf. Durch die Streuung des Lichts an dem Streumittel wird ein Winkel des Lichts, relativ zu den Hauptseiten, verändert, insbesondere trifft Licht nach einer oder nach mehreren
Streuungen an dem Streumittel unter Winkeln auf die
Hauptseiten auf, die kleiner sind als ein
Totalreflexionswinkel. Hierdurch wird durch das Streumittel die Licht leitende Wirkung des Flächenlichtleiters aufgehoben und somit eine Auskopplung der Strahlung an den Hauptseiten ermöglicht. Durch das Streumittel ist also auch ein
Auskoppelkoeffizient hervorgerufen. Der Begriff Streumittel schließt insbesondere Streustellen ein, die durch Partikel und/oder durch Fehlstellen und/oder durch Hohlräume gebildet sind .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters ist der Auskoppelkoeffizient entlang der
Hauptlichtleitrichtung nicht konstant eingestellt. Mit anderen Worten variiert der Lichtauskoppelkoeffizient entlang der Hauptlichtleitrichtung gezielt. Eine Variation des
Auskoppelkoeffizienten geht hierbei ausschließlich oder im Wesentlichen auf eine gezielte Verteilung des Streumittels innerhalb des Flächenlichtleiters zurück. Unter Verteilung des Streumittels sind insbesondere keine nur statistisch bedingten, lokalen Konzentrationsschwankungen zu verstehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser, insbesondere in eine Richtung senkrecht
zumindest einer der Hauptseiten, einen Trübheitswert von höchstens 0,10, bevorzugt von höchstens 0,05 auf. Der
Trübheitswert wird auch als Haze-Wert oder als Haziness bezeichnet. Der Trübheitswert ist zum Beispiel für
Transmission definiert als der Quotient aus dem Anteil einer Strahlung, der bei Durchgang durch ein Medium um einen Winkel von mehr als 2,5° gestreut wird, und aus der gesamten, durch das Medium transmittierten Strahlung. Mit anderen Worten ist der Flächenlichtleiter dann klarsichtig oder nahezu
klarsichtig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser, insbesondere in eine Richtung senkrecht
zumindest einer der Hauptseiten, einen
Transmissionskoeffizienten oder eine Transmission von
mindestens 0,75 auf. Bevorzugt beträgt der
Transmissionskoeffizient mindestens 85 %, insbesondere mindestens 90 %. Mit anderen Worten ist der
Flächenlichtleiter dann transparent oder nahezu transparent. Der Transmissionskoeffizient ist hierbei die gesamte
transmittierte Lichtleistung geteilt durch die eingestrahlte Lichtleistung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist mindestens eine der Hauptseiten einen zusammenhängenden Abstrahlbereich auf, der dazu vorgesehen ist, im
Flächenlichtleiter geleitetes Licht abzustrahlen. Mit anderen Worten bildet der Abstrahlbereich eine abstrahlende Fläche der Hauptseiten. Der Abstrahlbereich erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Hauptseite oder über einen Großteil der Hauptseite, zum Beispiel über mehr als 90 % oder über mehr als 95 % einer Fläche der Hauptseite. Zum Beispiel weist der Flächenlichtleiter genau einen Abstrahlbereich pro Hauptseite auf .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters beträgt ein Quotient aus einer minimalen Leuchtdichte und einer maximalen Leuchtdichte, gesehen über den mindestens einen Abstrahlbereich, wenigstens 0,75, bevorzugt wenigstens 0,80 oder wenigstens 0,85, insbesondere wenn Strahlung in den Flächenlichtleiter geführt wird. Mit anderen Worten ist der Flächenlichtleiter dazu eingerichtet, eine in den
Flächenlichtleiter eingekoppelte und in dem
Flächenlichtleiter geleitetete Strahlung über den gesamten Abstrahlbereich oder über die gesamte Hauptseite hinweg die Strahlung gleichmäßig oder im Wesentlichen gleichmäßig ausgekoppelt .
In mindestens einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser zwei einander gegenüberliegende Hauptseiten und mindestens eine als Lichteintrittsseite eingerichtete
Stirnseite auf. Mindestens eine Hauptlichtleitrichtung verläuft von der Lichteintrittsseite weg. Der
Flächenlichtleiter beinhaltet zumindest ein Streumittel zur Streuung von Licht, wobei durch das Streumittel ein
Auskoppelkoeffizient hervorgerufen ist. Der
Auskoppelkoeffizient ist entlang der Hauptlichtleitrichtung variierend eingestellt. In eine Richtung senkrecht zu einer der Hauptseiten beträgt ein Trübheitswert des
Flächenlichtleiters höchstens 0,10, ein
Transmissionskoeffizient mindestens 0,75 und ein Quotient aus einer minimalen Leuchtdichte und einer maximalen Leuchtdichte, gesehen über einen zusammenhängenden
Abstrahlbereich mindestens einer der Hauptseiten hinweg, wenigstens 0,75.
Wird ein solcher Flächenlichtleiter mit einer Lichtquelle versehen, so erscheint der mindestens eine Abstrahlbereich des Flächenlichtleiters während des Betriebs der Lichtquelle gleichmäßig hell. Außerhalb des Betriebs der Lichtquelle wirkt der Flächenlichtleiter dann klarsichtig, zum Beispiel ähnlich einer Fensterscheibe und absorbiert somit wenig
Strahlung, wodurch eine Helligkeit beispielsweise eines Raums bei ausgeschalteter Lichtquelle erhöht ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters folgt der Auskoppelkoeffizient entlang der
Hauptlichtleitrichtung z, mit eine Toleranz von höchstens 25 %, von höchstens 15 % oder von höchstens 10 % oder von höchstens 5 % eines maximalen Auskoppelkoeffizienten amax einem der folgenden Zusammenhänge: a(z) = (ag + k z) / (1- ag z) oder a(z) = (amax + k z) / (1 + am 2 ( z-W/2 ) 2 ) Λ 0 , 5 g ist hierbei ein Auskoppelkoeffizient in einem der
Lichteintrittsseite nächstgelegenen Teilbereich des
Abstrahlbereichs, insbesondere in Draufsicht auf den
Abstrahlbereich gesehen. W stellt eine mittlere Ausdehnung des Abstrahlbereichs entlang der Hauptlichtleitrichtung z dar. k ist eine reelle Zahl und kann zum Beispiel in m-2 angegeben sein, z ist beliebig skalierbar, weist bevorzugt jedoch Werte zwischen einschließlich 0 und W auf. W, z, k sowie α können auch einheitenlos angegeben sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters ist dieser aus mindestens zwei oder genau zwei voneinander verschiedenen Grundformmassen geformt. Die Grundformmassen weisen unterschiedliche, mittlere spezifische
Auskoppelkoeffizienten auf. Bevorzugt sind die
Grundformmassen in dem Flächenlichtleiter nicht durchmischt. Nicht durchmischt kann bedeuten, dass zwischen den
verschiedenen Grundformmassen ein Grenzbereich existiert, in dem ein mittlerer, spezifischer Auskoppelkoeffizient
innerhalb des Flächenlichtleiters stufenartig oder sprunghaft ansteigt, insbesondere im Vergleich zu restlichen Bereichen des Flächenlichtleiters. Hinsichtlich des
Auskoppelkoeffizienten kann dann eine Art diskontinuierlicher Phasenübergang an einer Grenze der Grundformmassen vorliegen. Ein derartiger Flächenlichtleiter ist beispielsweise mittels eines Mehrkomponenten-Spritzgießens, insbesondere eines
Zweikomponenten-Spritzgießens, herstellbar. Die mindestens zwei Grundformmassen oder die mindestens zwei
Materialkomponenten bei dem Spritzgießen werden bevorzugt in derselben Gussform verarbeitet und/oder geformt. Innerhalb der jeweiligen Grundformmassen liegt das Streumittel
bevorzugt jeweils statistisch verteilt vor. Mit anderen
Worten ist innerhalb der Grundformmassen dann keine gezielte Konzentrationsabhängigkeit des Streumittels eingestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser mindestens eine oder genau eine Grundformmasse auf, die das Streumittel umfasst. Ferner weist der Flächenlichtleiter mindestens eine oder genau eine Grundformmasse auf, die frei von dem Streumittel ist. Die Grundformmassen können, wie auch in den anderen
Ausführungsformen, als ein Basismaterial dasselbe Material aufweisen, wobei in die eine der Grundformmassen zum Beispiel Partikel des Streumittels in das als Matrixmaterial wirkende Basismaterial eingebettet sind und die andere der
Grundformmasse nur das Basismaterial aufweist. Das
Streumittel liegt bevorzugt in Form von Partikeln mit einem mittleren Partikeldurchmesser insbesondere zwischen
einschließlich 10 nm und 30 μιη vor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters umfasst dieser mindestens zwei oder genau zwei
Grundformmassen, wobei diese verschiedene Streumittel
enthalten. Verschiedene Streumittel heißt, dass sich diese hinsichtlich eines Materials, aus dem die Streumittel geformt sind, oder hinsichtlich geometrischer Kenngrößen des
Streumittels, beispielsweise einem mittleren
Partikeldurchmesser, voneinander unterscheiden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters umfasst dieser mindestens zwei oder genau zwei
Grundformmassen, denen das gleiche Streumittel beigegeben ist, wobei das Streumittel in unterschiedlichen
Konzentrationen in den Grundformmassen vorliegt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Flächenlichtleiters weist dieser genau eine Grundformmasse auf, in der das bevorzugt genau eine Streumittel gezielt inhomogen verteilt vorliegt. Innerhalb des Flächenlichtleiters und der
Grundformmasse tritt dann insbesondere kein
diskontinuierlicher Phasenübergang oder stufenartiger Verlauf des Auskoppelkoeffizienten auf. Insbesondere ist eine
Konzentration der Partikel des Streumittels in einem
Zentralbereich des Flächenlichtleiters, in Draufsicht
gesehen, am größten und nimmt bevorzugt hin zu den
Lichteintrittsseiten stetig ab. Der Flächenlichtleiter kann hierbei eine konstante, gleichbleibende Dicke aufweisen. Es ist möglich, dass eine Konzentration des Streumittels nur entlang der mindestens einen Hauptlichtleitrichtung variiert und in Richtung senkrecht zur Hauptseite, im Rahmen der
Herstellungstoleranzen, jeweils konstant ist.
Darüber hinaus wird eine Leuchte angegeben. Die Leuchte beinhaltet insbesondere einen oder mehrere
Flächenlichtleiter, wie in Verbindung mit zumindest einer der oben beschriebenen Ausführungsformen angegeben. Merkmale der Leuchte sind daher auch für den Flächenlichtleiter offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform der Leuchte beinhaltet diese einen Flächenlichtleiter, wie in Verbindung mit einer der vorhergehenden Ausführungsformen angegeben. Darüber hinaus umfasst die Leuchte mindestens eine elektrisch
betreibbare Lichtquelle. Die Lichtquelle ist an wenigstens einer der Stirnseiten des Flächenlichtleiters angebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchte weist diese eine Mehrzahl von Lichtquellen auf. Die Lichtquellen befinden sich bevorzugt an genau einer der Stirnseiten oder an genau zwei gegenüberliegenden Stirnseiten oder an genau vier einander paarweise gegenüberliegenden Stirnseiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchte umfassen die Lichtquellen Leuchtdioden oder bestehen die Lichtquellen aus Leuchtdioden und optional elektrischen und/oder
mechanischen Verbindungen zwischen den Leuchtdioden.
Bevorzugt sind die Leuchtdioden entlang mindestens einer der Stirnseiten streifenartig angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchte emittiert diese im Betrieb an beiden Hauptseiten des
Flächenlichtleiters Strahlung. Mit anderen Worten ist die Leuchte dazu ausgestaltet, im Betrieb beidseitig, bevorzugt gleich stark oder näherungsweise gleich stark, Licht zu emittieren. In ausgeschaltetem Zustand erscheint die Leuchte im Bereich des Flächenlichtleiters besonders bevorzugt lichtdurchlässig und klarsichtig. Nachfolgend wird ein hier beschriebener Flächenlichtleiter sowie eine hier beschriebene Leuchte unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine
maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß
dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1 bis 4 und 7 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen
Leuchten und Flächenlichtleitern, Figur 5 schematische Darstellungen eines Verlaufs eines
Auskoppelkoeffizienten entlang einer
Hauptlichtleitrichtung, und Figur 6 eine schematische Darstellung einer
winkelabhängigen Abstrahlcharakteristik eines hier beschriebenen Flächenlichtleiters .
In Figur 1A ist eine Draufsicht und in Figur 1B eine
Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Leuchte 10 mit einem Flächenlichtleiter 1 dargestellt. Der
Flächenlichtleiter 1 weist zwei Grundformmassen 7a, 7b auf, denen jeweils ein Streumittel 5 beigegeben ist. Das
Streumittel 5 liegt in Form von Partikeln vor. Ein mittlerer Durchmesser der Partikel liegt bevorzugt zwischen
einschließlich 0,02 μιη und 10 μιτι, insbesondere zwischen einschließlich 0,1 μιη und 6 μιη. Die Partikel des Streumittels 5 bestehen aus oder umfassen zum Beispiel mindestens eine der folgenden Komponenten: Siliziumdioxid, Titandioxid,
Aluminiumoxid, Glas, Luft gefüllte Partikel.
Die Partikel des Streumittels 5 sind in den undurchmischten Grundformmassen 7a, 7b statistisch verteilt. Die
Grundformmassen 7a, 7b weisen dasselbe Basismaterial auf, in dem die Partikel des Streumittels 5 eingebettet sind. Das Basismaterial ist oder umfasst beispielsweise
Polymethylmethacrylat , kurz PMMA, oder Polycarbonat , kurz PC. Den Basismaterialien der Grundformmassen 7a, 7b sind
verschiedene Streumittel 5 beigegeben, die sich in einem mittleren Partikeldurchmesser und/oder in einem Material der Partikel voneinander unterscheiden. Hierdurch weist die
Grundformmasse 7a einen kleineren spezifischen
Auskoppelkoeffizienten oder Streuquerschnitt auf als die Grundformmasse 7b. Mit anderen Worten streut die
Grundformmasse 7a eine Strahlung weniger stark als die
Grundformmasse 7b, wodurch durch die Grundformmasse 7a ein geringerer Strahlungsanteil aus dem Flächenlichtleiter 1 ausgekoppelt wird. Außer an einer Grenzfläche zwischen dem Streumittel 5 und den Grundformmassen 7a, 7b oder innerhalb des Streumittels 5, tritt in dem Flächenlichtleiter 1
bevorzugt kein Brechungsindexsprung von mehr als 0,1 auf.
Einander gegenüberliegende Hauptseiten 2a, 2b des
Flächenlichtleiters 1 sind eben und glatt gestaltet und parallel zueinander angeordnet. Glatt oder optisch glatt bedeutet zum Beispiel, dass eine Richtungsänderung eines lokalen Normalenvektors der Hauptseiten 2a, 2b auf einer
Längenskala von beispielsweise 1 μιη oder beispielsweise 100 μιη höchstens 2° beträgt. Die Hauptseiten 2a, 2b sind
ganzflächig dazu eingerichtet, Strahlung aus dem
Flächenlichtleiter 1 heraus zu emittieren. Ein
Abstrahlbereich A des Flächenlichtleiters 1 erstreckt sich daher jeweils über die gesamten Hauptseiten 2a, 2b.
Die Hauptseiten 2a, 2b sind über Stirnseiten 3, die eben ausgeführt sind, miteinander verbunden. An den Stirnseiten 3 ist jeweils ein Streifen einer Vielzahl von Lichtquellen 6, die durch Leuchtdioden gebildet sind, angebracht. Die
einander gegenüberliegenden Stirnseiten 3 stellen somit auch Lichteintrittsseiten 4 dar, über die Licht in den
Flächenlichtleiter 1 eingekoppelt wird. Optional können die Lichteintrittsseiten 4, wie auch in allen anderen
Ausführungsbeispielen, mit einer Aufrauung oder einer
Beschichtung versehen sein, durch die eine Einkoppeleffizienz von Strahlung in den Flächenlichtleiter 1 vergrößerbar ist. Jeweils in Richtung weg von den Lichtquellen 6 verlaufen Hauptlichtleitrichtungen zl, z2. Entlang der
Hauptlichtleitrichtungen zl, z2 nimmt, in einem Querschnitt parallel zu einem Lot L zu den Hauptseiten 2a, 2b ein Anteil der stärker streuenden Grundformmasse 7b zu. Ein maximaler Anteil der Grundformmasse 7b liegt an einer Mittellinie L vor. Die Grundformmasse 7b ist, bezogen auf die Hauptseite 2a und in einem Querschnitt gesehen, linsenartig geformt. Die Grundformmasse 7b reicht nicht bis an die
Lichteintrittsseiten 4 heran. Durch diese Verteilung der Grundformmasse 7b wird eine gleichmäßige Abstrahlung von den Lichtquellen 6 emittierter Strahlung über die gesamten
Hauptseiten 2a, 2b hinweg erzielt. Der Flächenlichtleiter 1 ist beispielsweise über ein Zweikomponenten-Spritzgießen insbesondere in einem so genannten Endlosband herstellbar.
Eine Dicke D des Flächenlichtleiters 1 sowie der gesamten Leuchte 10 liegt bevorzugt zwischen einschließlich 1 mm und 25 mm, insbesondere zwischen einschließlich 2 mm und 15 mm. Eine Breite W des Flächenlichtleiters 1 beträgt zum Beispiel mehr als 50 mm, insbesondere zwischen einschließlich 50 mm und 1 m, beispielsweise zirka 150 mm. Eine Fläche des
Abstrahlbereichs A beträgt bevorzugt mindestens 100 cm^, mindestens 750 cm^ oder mindestens 2000 cm^ .
Die elektrisch betreibbaren Lichtquellen 6 können unmittelbar an die Stirnseiten 3 beziehungsweise an die
Lichteintrittsseiten 4 angebracht sein. Anders als gezeichnet ist es ebenfalls möglich, dass die Lichtquellen 6 von den
Lichteintrittsseiten 4 beabstandet angeordnet sind, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen. Ein Abstand zwischen den Lichteintrittsseiten 4 und den Lichtquellen 6,
insbesondere einer Lichtaustrittsfläche der Lichtquellen 6, beträgt zum Beispiel zwischen einschließlich 0,2 mm und 2 mm, insbesondere zirka 0,5 mm. Die Leuchte 10 gemäß Figur 1 ist frei von weiteren Streumitteln neben den in den Grundformmassen 7a, 7b
eingebetteten Streumitteln 5. Insbesondere sind die
Hauptseiten 2a, 2b des Flächenlichtleiters 1 glatt oder optisch glatt und der Flächenlichtleiter 1 ist nicht mit einer Diffusorfolie versehen. In eine Richtung parallel zu dem Lot L gesehen wirkt der Flächenlichtleiter 1 für einen Betrachter also, insbesondere bei ausgeschalteten
Lichtquellen 6, nicht milchig oder trüb, sondern klarsichtig und transparent.
Die Klarsichtigkeit bei ausgeschalteten Lichtquellen 6 ist insbesondere dadurch erreicht, dass die Hauptseiten 2a, 2b glatt sind und dass die Partikel des Streumittels 5
vergleichsweise kleine Durchmesser haben und für das bloße menschliche Auge nicht sichtbar sind. Weiterhin ist der Flächenlichtleiter 6 in dem Abstrahlbereich A insbesondere frei von Strukturen, wie Auskoppelstrukturen, die mit bloßem menschlichem Auge sichtbar sind.
In Figur 2 sind weitere Seitenansichten von
Ausführungsbeispielen von Leuchten 10 und Flächenlichtleitern 1 illustriert. Gemäß Figur 2A ist die Grundformmasse 7a frei von einem Streumittel. Das Streumittel 5 liegt ausschließlich in der Grundformmasse 7b vor, in der das Streumittel 5 gleichmäßig und statistisch verteilt ist. Die Grundformmasse 7b erstreckt sich jeweils bis an die einander
gegenüberliegenden Lichteintrittsseiten 4 heran. Weiterhin reicht die Grundformmasse 7b mit dem Streumittel 5 jeweils nicht an die Hauptseiten 2a, 2b heran. Mit anderen Worten ist, in eine Richtung senkrecht zu den Hauptseiten 2a, 2b, die Grundformmasse 7b mit dem Streumittel 5 in die
Grundformmasse 7a ohne Streumittel eingebettet. Gemäß Figur 2B ist die Grundformmasse 7a frei von einem
Streumittel. Die Grundformmasse 7b mit dem Streumittel 5 liegt in zwei voneinander getrennten Bereichen vor, die sich jeweils von den Hauptseiten 2a, 2b weg erstrecken. Ein Anteil der Grundformmasse 7b, gesehen in eine Richtung senkrecht zu den Hauptseiten 2a, 2b, nimmt entlang der
Hauptlichtleitrichtung z im Rahmen der Herstellungstoleranzen monoton oder streng monoton zu. Die Grundformmasse 7b reicht nicht bis an die Lichteintrittsseite 4 heran, erstreckt sich jedoch bis zu einer der Lichteintrittsseite 4
gegenüberliegenden Stirnseite 3. Die Lichtquellen 6 sind nur an einer der Stirnseiten 3 angebracht, wie auch in Figur 2C.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2C ist beiden
undurchmischten Grundformmassen 7a, 7b das Streumittel 5 beigegeben, wobei es sich in beiden Grundformmassen 7a, 7b bevorzugt um dasselbe Streumittel 5 handelt und eine
Konzentration des Streumittels 5 in der Grundformmasse 7b höher ist, wodurch die Grundformmasse 7b einen größeren spezifischen Streuquerschnitt oder spezifische
Auskoppelkoeffizienten aufweist als die Grundformmasse 7a. Entlang der Hauptlichtleitrichtung z verbreitert sich die Grundformmasse 7b, in einer Seitenansicht gesehen,
trichterartig. Die Grundformmasse 7b reicht bis an die
Hauptseiten 2a, 2b heran.
An der den Lichtquellen 6 gegenüberliegenden Stirnseite 3 ist optional ein Spiegel 8 angebracht. Der Spiegel 8 kann diffus oder spekular reflektierend gestaltet sein. Anders als dargestellt ist es ebenso möglich, dass eine der Hauptseiten 2a, 2b mit einem bevorzugt spekular, also gemäß dem
Reflexionsgesetz, reflektierenden Spiegel versehen ist. In ausgeschaltetem Zustand der Lichtquellen 6 wirkt der
Flächenlichtleiter 1 dann als eine Art Spiegel.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 weist der
Flächenlichtleiter 1 nur eine einzige Grundformmasse 7 auf, in der die Partikel des Streumittels 5 inhomogen verteilt sind. So ist eine Konzentration der Partikel des Streumittels 5 in einem Zentralbereich des Flächenlichtleiters 1 am größten und nimmt hin zu den Lichteintrittsseiten 4 stetig ab.
Wie in allen anderen Ausführungsbeispielen auch kann der Flächenlichtleiter 1 optional zusätzlich zu dem Streumittel 5 eine oder, anders als gezeichnet, mehrere Einschnürungen 9 aufweisen. Die Einschnürung 9 ist dadurch gebildet, dass die Hauptseite 2b unter einem Winkel zu der eben gestalteten Hauptseite 2a verläuft. Ein Winkel zwischen den Hauptseiten 2a, 2b liegt bevorzugt zwischen einschließlich 0,5° und 4°, insbesondere zwischen einschließlich 1,25° und 2,5°. Durch diesen kleinen Winkel zwischen den Hauptseiten 2a, 2b
erfolgt, bei Durchsicht durch den Flächenlichtleiter 1, keine signifikante Verzerrung der transmittierten Strahlung. Mit anderen Worten ist der Flächenlichtleiter 1 auch in diesem Fall klarsichtig und wirkt nicht prismenartig verzerrend.
Gemäß Figur 3 sind die Lichtquellen 6 weiterhin über einen Rahmen 60 an dem Flächenlichtleiter 1 befestigt. Der Rahmen 60 ist beispielsweise undurchlässig für Licht und erstreckt sich teilweise auf die Hauptseiten 2a, 2b. Der
Abstrahlbereich A ist nur durch solche Bereiche der
Hauptseite 2a, 2b gebildet, die von dem Rahmen 60 unbedeckt sind. Eine entsprechende Anordnung kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen vorliegen. Gemäß Figur 4 sind die Lichtquellen 6 an allen vier
Stirnseiten 3 des Flächenlichtleiters 1 angebracht. In
Draufsicht gesehen weist der Flächenlichtleiter 1 einen rechteckigen Querschnitt auf. In einem Zentralbereich des Flächenlichtleiters 1 ist, in Draufsicht gesehen, eine
Konzentration des Streumittels 5 am höchsten und in
Eckbereichen des Flächenlichtleiters 1 am niedrigsten. Die Lichtquellen 6 reichen bevorzugt jeweils nicht bis an Ecken des Flächenlichtleiters 1 heran.
In den Figuren 5A und 5B ist ein Verlauf des
Auskoppelkoeffizienten entlang der Hauptlichtleitrichtung z dargestellt. Gemäß Figur 5A nimmt der Auskoppelkoeffizient stetig zu. Ein derartiger Verlauf des Auskoppelkoeffizienten wird bevorzugt in den Ausführungsbeispielen gemäß den
Figuren 2B und 2C angewandt. Ein glockenkurvenartiger Verlauf des Auskoppelkoeffizienten nach Figur 5B liegt insbesondere in den Ausführungsbeispielen gemäß den Figuren 1, 2A und 3 vor.
In Figur 6 ist eine winkelabhängige Abstrahlung des
Flächenlichtleiters 1 etwa gemäß den Figuren 1 bis 4
illustriert. Aufgetragen ist eine richtungsabhängige
Abstrahlintensität I gegenüber einem Abstrahlwinkel ß, bezogen auf das Lot L zu den Hauptseiten 2 beziehungsweise zu dem Abstrahlbereich A. Eine maximale Intensität Imax liegt innerhalb eines Winkelbereichs von +/- 20° zu dem Lot L vor. Eine maximale Intensität I in einem Winkelbereich mit Winkeln von > 70° zu dem Lot L beträgt höchstens 0,5, bevorzugt höchstens 0,3 der maximalen Intensität Imax. Die mit dem Flächenlichtleiter 1 erzielte Abstrahlcharakteristik
entspricht, insbesondere mit einer Toleranz von höchstens 20 % oder von höchstens 10 % der maximalen Intensität Imax, der Abstrahlcharakteristik eines Lambert ' sehen Strahlers.
In Figur 7 ist die Funktionsweise des Flächenlichtleiters 1 näher illustriert. Die auf den Flächenlichtleiter 1 und/oder auf die Leuchte 10 bezogenen Merkmale der Figur 7 lassen sich in analoger Weise auf alle anderen Ausführungsbeispiele übertragen und sind daher auch für diese offenbart. In Figur 7A ist der Trübheitswert oder Haze-Wert für
Transmission erklärt. Der Trübheitswert ist gleich dem
Quotienten aus dem Strahlungsanteil I2, der in den
Winkelbereich a emittiert wird, und aus der gesamten, transmittierte Intensität. Als nicht gestreut gelten solche Strahlen, die bei Durchgang durch den Flächenlichtleiter 1 eine Richtungsabweichung von < 2,5°, bezogen auf eine ideal transmittierende, planparallele Platte, erfahren. Der als nicht gestreut geltende Winkelbereich a ist in Figur 7A durch eine Strich-Punkt-Linie von einem Winkelbereich b, in dem die transmittierte Strahlen als gestreut oder als wenig gestreut gelten, abgegrenzt. Der Trübheitswert ist definiert,
insbesondere für senkrecht oder für nahezu senkrecht auf die Hauptseiten 2 treffende Strahlung. Eine entsprechende
Darstellung ist in Figur 7B für eine Reflexion gegeben.
In Figur 7C ist ein abgewandelter Lichtleiter 1' gezeigt, dem kein Streumittel beigegeben ist. Ausgehend von der
Lichtquelle 6 verbleibt die Strahlung im Wesentlichen mit gleichbleibender Intensität entlang der
Hauptlichtleitrichtung z in den Lichtleiter 1', siehe Figur 7C. Durch das Streumittel 5 in den Flächenlichtleiter 1, siehe Figur 7D, erfährt die von der Lichtquelle 6 emittierte Strahlung entlang der Hauptlichtleitrichtung z zunehmend eine Streuung, sodass entlang der Hauptlichtleitrichtung z ein Winkel der Strahlung, relativ zu den Hauptseiten 2,
vergrößert wird, sodass die Strahlung ausgekoppelt werden kann .
Gemäß Figur 7E sind die Hauptseiten 2 in gleich große, fiktive Abschnitte unterteilt. Die einzelnen Abschnitte, die den Flächenlichtleiter 1 in Richtung senkrecht zu den
Hauptseiten 2 durchlaufen, weisen laterale Abmessungen auf, die beispielsweise höchstens 1/20 oder höchstens 1/100 der Breite W des Abstrahlbereichs A aufweisen. In jedem der
Abschnitte ist eine Abstrahlintensität I näherungsweise gleich. Die Auskoppelkoeffizienten sind beispielsweise über jeden der Abschnitte gemittelt anzugeben. Entlang der
Hauptlichtleitrichtung z, vergleiche insbesondere die Figur 5A und die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 2B und 2C, nehmen die Auskoppelkoeffizienten zum Beispiel stetig zu. Durch die Mittelung der Auskoppelkoeffizienten und der Abstrahlintensitäten I über vergleichsweise große Abschnitte des Flächenlichtleiters 1 werden statistische Schwankungen der Konzentration des Streumittels 5 in dieser
Betrachtungsweise herausgemittelt .
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2010 018 028.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
Flächenlichtleiter (1) mit
- zwei einander gegenüberliegenden Hauptseiten (2),
- mindestens einer als Lichteintrittsseite (4)
eingerichteten Stirnseite (3) ,
- mindestens einer Hauptlichtleitrichtung (z), die von der Lichteintrittsseite (4) weg verläuft, und
- mindestens einem Streumittel (5) zur Streuung von Licht, wobei ein durch das Streumittel (5)
hervorgerufener Auskoppelkoeffizient (a) entlang der Hauptlichtleitrichtung (z) variierend eingestellt ist, wobei, jeweils in eine Richtung (L) senkrecht zu einer der Hauptseiten (2),
- ein Trübheitswert des Flächenlichtleiters (1)
höchstens 0,10 beträgt,
- ein Transmissionskoeffizient des Flächenlichtleiters (1) mindestens 0,75 beträgt, und
- ein Quotient aus einer minimalen Leuchtdichte und einer maximalen Leuchtdichte über mindestens einen zusammenhängenden Abstrahlbereich (A) mindestens einer der Hauptseiten (2) hinweg wenigstens 0,75 beträgt.
Flächenlichtleiter (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Auskoppelkoeffizient a, mit einer Toleranz von höchstens 5 % eines maximalen Auskoppelkoeffizienten amax, einem der folgenden Zusammenhänge entlang der Hauptlichtleitrichtung z folgt:
- α (z) = ag / (1- ag z) ,
- α(ζ) = (amax + k z) / (1 + amax 2 (z-W/2)2)0'5 , wobei a,Q ein Auskoppelkoeffizient in einem der
Lichteintrittsseite (4) nächstgelegenen Bereich des Abstrahlbereichs (A) ist, W eine mittlere Ausdehnung des Abstrahlbereichs (A) entlang der Hauptlichtleitrichtung z ist und k eine reelle Zahl ist.
Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Streumittel (5) oder eines der Streumittel (5) in Form von Partikeln vorliegt,
wobei ein mittlerer Partikeldurchmesser zwischen
einschließlich 10 nm und 30 ym liegt.
Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Flächenlichtleiter (1) aus mindestens zwei voneinander verschiedenen Grundformmassen (7) geformt ist, wobei die Grundformmassen (7) unterschiedliche, mittlere spezifische Auskoppelkoeffizienten aufweisen und insbesondere undurchmischt sind.
Flächenlichtleiter (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem
- mindestens eine der Grundformmassen (7) das
Streumittel (5) umfasst und mindestens eine der
Grundformmassen (7) frei von dem Streumittel (5) ist, und/oder
- zumindest zwei der Grundformmassen (7) verschiedene Streumittel (5) enthalten, und/oder
- zumindest zwei der Grundformmassen (7) das gleiche Streumittel (5) in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten .
Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
der mit einem Mehrkomponentenspritzgießen hergestellt ist .
7. Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Hauptflächen (2) mindestens in dem
Abstrahlbereich (A) jeweils glatt sind.
8. Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
bei dem ein Winkel zwischen den Hauptflächen (2)
zwischen einschließlich 0,5° und 4,0° liegt, oder bei dem die Hauptflächen (1) parallel zueinander
ausgerichtet sind.
9. Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
bei dem eine Abstrahlintensität (I) für einen Winkel in einem Winkelbereich von größer als 70°, bezogen auf eine Richtung (L) senkrecht zu einer der Hauptseiten (2), höchstens 50 % einer maximalen Abstrahlintensität (Imax^ für einen Winkel in einem Winkelbereich von höchstens 70° zu der Richtung (L) beträgt.
10. Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
der eine Dicke (D) zwischen einschließlich 1 mm und 25 mm aufweist.
11. Flächenlichtleiter (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
bei dem der Abstrahlbereich (A) eine Fläche von
mindestens 100 cm^ aufweist.
12. Leuchte (10) mit mindestens einem Flächenlichtleiter (1) und mit mindestens einer elektrisch betreibbaren
Lichtquelle ( 6) , wobei der Flächenlichtleiter (1)
- zwei einander gegenüberliegende Hauptseiten (2), mindestens eine als Lichteintrittsseite (4)
eingerichtete Stirnseite (3) und mindestens eine
Hauptlichtleitrichtung (z), die von der
Lichteintrittsseite (4) weg verläuft, aufweist, und
- mindestens ein Streumittel (5) zur Streuung von Licht, das ungleichmäßig in dem Flächenlichtleiter (1) verteilt ist, beinhaltet,
- jeweils in eine Richtung (L) senkrecht zu einer der Hauptseiten (2) einen Trübheitswert von höchstens 0,10, einen Transmissionskoeffizient von mindestens 0,75 und einen Quotienten aus einer minimalen Leuchtdichte und einer maximalen Leuchtdichte über mindestens einen zusammenhängenden Abstrahlbereich (A) mindestens einer der Hauptseiten (2) hinweg von wenigstens 0,75 aufweist, und wobei die Lichtquelle (6) an mindestens einer der Stirnseiten (3) angebracht ist.
13. Leuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch,
die eine Mehrzahl von Lichtquellen (6) aufweist,
wobei sich die Lichtquellen (6) an genau einer
Stirnseite (3) befinden,
oder wobei sich die Lichtquellen (6) an genau zwei gegenüberliegenden Stirnseiten (3) befinden.
14. Leuchte (10) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei der die Lichtquellen (6) Leuchtdioden umfassen oder hieraus bestehen,
wobei die Leuchtdioden in mindestens einem Streifen angeordnet sind.
EP11710732A 2010-04-23 2011-03-21 Flächenlichtleiter und leuchte Withdrawn EP2561388A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010018028A DE102010018028A1 (de) 2010-04-23 2010-04-23 Flächenlichtleiter und Leuchte
PCT/EP2011/054226 WO2011131434A2 (de) 2010-04-23 2011-03-21 Flächenlichtleiter und leuchte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2561388A2 true EP2561388A2 (de) 2013-02-27

Family

ID=43982257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP11710732A Withdrawn EP2561388A2 (de) 2010-04-23 2011-03-21 Flächenlichtleiter und leuchte

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9182531B2 (de)
EP (1) EP2561388A2 (de)
CN (1) CN102906607B (de)
DE (1) DE102010018028A1 (de)
WO (1) WO2011131434A2 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5425026B2 (ja) * 2010-09-08 2014-02-26 富士フイルム株式会社 導光板、面状照明装置、および液晶表示装置
FR3019259B1 (fr) * 2014-03-31 2019-04-05 Valeo Vision Guide de lumiere comportant un bandeau en matiere diffusante
EP2947378B1 (de) * 2014-05-22 2016-06-29 SMR Patents S.à.r.l. Lichtleiter für eine Fahrzeugbeleuchtungseinheit
DE102014110347A1 (de) 2014-07-23 2016-01-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Lichtleiteinrichtung
US10099606B2 (en) * 2016-06-02 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Dome light assemblies and units that produce natural and courtesy light patterns
FR3070070A1 (fr) * 2017-08-14 2019-02-15 Koito Manufacturing Co., Ltd. Guide de lumiere en forme de tige et lampe de vehicule
CN108445575A (zh) * 2018-02-24 2018-08-24 京东方科技集团股份有限公司 导光板及其制作方法、背光模组、显示模组
DE102019124073A1 (de) * 2019-09-09 2021-03-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Beleuchtungsvorrichtung mit lichtleiter sowie fahrzeug und verfahren
DE102020208105A1 (de) * 2020-06-30 2021-12-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Beleuchtungsvorrichtung im Bereich einer Klappe sowie Teil einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
KR20230077812A (ko) * 2021-11-25 2023-06-02 코닝 인코포레이티드 도광판, 이를 포함하는 조명 장치 및 도광판을 제조하는 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208582A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Kimoto & Co Ltd 電飾看板用バックライト、およびそれを用いた電飾看板

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940003349Y1 (ko) 1991-08-24 1994-05-23 삼성전관 주식회사 액정표시소자의 조명장치
CA2097080A1 (en) * 1991-09-27 1993-03-28 Yasuhiro Koike Light scattering light guide, manufacturing method thereof, and applied optical apparatuses
US5899552A (en) 1993-11-11 1999-05-04 Enplas Corporation Surface light source device
US5881201A (en) * 1997-03-11 1999-03-09 Hoechst Celanese Corporation Backlighting lightpipes for display applications
JP3642381B2 (ja) 1998-02-26 2005-04-27 日東電工株式会社 導光板、面光源装置及び反射型液晶表示装置
US6206535B1 (en) * 1999-11-30 2001-03-27 Hayashi Telempu Co., Ltd. Planar lighting device and method of making light guides used therein
US6811867B1 (en) * 2000-02-10 2004-11-02 3M Innovative Properties Company Color stable pigmented polymeric films
JP2002023155A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Nitto Denko Corp 反射型液晶表示装置
US6896398B2 (en) * 2001-04-27 2005-05-24 Ilight Technologies, Inc. Simulated neon illumination device using end-lit waveguide
JP2003315560A (ja) * 2002-04-23 2003-11-06 Yuka Denshi Co Ltd 導光体及びこれを用いた面光源装置と液晶ディスプレイ装置
DE10222250A1 (de) 2002-05-16 2003-11-27 Roehm Gmbh Verbesserte Lichtleitkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE10229064B4 (de) 2002-06-28 2008-08-14 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Flüssigkristall-Display
CN2594822Y (zh) * 2002-12-26 2003-12-24 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 背光系统
US7810980B2 (en) 2006-05-25 2010-10-12 I2Ic Corporation Multi-colored illuminator
CN2929744Y (zh) * 2006-08-01 2007-08-01 英华达(上海)电子有限公司 楔形导光板及利用其制成的照明设备
JP2008096982A (ja) 2006-09-12 2008-04-24 Kimoto & Co Ltd 鑑識採取痕跡の表示装置、およびこれを用いた鑑識採取痕跡の表示方法ならびに鑑識採取痕跡の写真撮影方法
KR20100127284A (ko) 2008-03-19 2010-12-03 아이2아이씨 코포레이션 축광 광원

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208582A (ja) * 2005-01-26 2006-08-10 Kimoto & Co Ltd 電飾看板用バックライト、およびそれを用いた電飾看板

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2011131434A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010018028A1 (de) 2011-10-27
US9182531B2 (en) 2015-11-10
CN102906607B (zh) 2016-03-09
WO2011131434A2 (de) 2011-10-27
CN102906607A (zh) 2013-01-30
US20130114291A1 (en) 2013-05-09
WO2011131434A3 (de) 2012-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011131434A2 (de) Flächenlichtleiter und leuchte
EP2561386B1 (de) Flächenlichtleiter und flächenstrahler
DE102010018033A1 (de) Flächenlichtleiter und Flächenstrahler
DE102018213399A1 (de) Stabförmiger lichtleiter und fahrzeugleuchte
EP3052852B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge
DE102010046342A1 (de) Kopplungsvorrichtung zur Einkopplung von Licht eines Leuchtmittels in einen Lichtleiter eines Fahrzeugs, Beleuchtungsvorrichtung sowie Fahrzeug mit einer Beleuchtungsvorrichtung
DE102004054732B4 (de) Lichtleiteranordung
WO2011131476A1 (de) Flächenlichtquelle
DE102004046256A1 (de) Oberflächenleuchtsystem
WO2000039501A1 (de) Lichtquellenelement mit seitlicher schräger lichteinkopplung
EP1110031A1 (de) Leuchte mit lichtleitelement
EP2371623B1 (de) Flächiger Lichtleiter zur Strahlkollimierung
DE102013007856A1 (de) Lichtleitkörper und Leuchtvorrichtung mit dem Lichtleitkörper
DE102011007093A1 (de) Leuchtendes Fliesen-Modul
EP1674899B1 (de) Beleuchtungseinrichtung
EP2981989B1 (de) Anordnung zum konvertieren des von einer led-lichtquelle emittierten lichts
DE202005001507U1 (de) Oberflächenleuchtsystem
EP2487673A1 (de) Rollfeldverkehrszeichen
DE102010018029A1 (de) Flächenlichtleiter, Leuchte und Verfahren zur Herstellung eines Flächenlichtleiters
DE102017125236A1 (de) Abdeckung für ein Leuchtmodul und Leuchtmodul
DE10164033B4 (de) Optoelektronisches Bauelement mit einer Mehrzahl von Lichtquellen
WO2013156601A1 (de) Spiegelvorrichtung
DE102012105445A1 (de) Flächenlichtquelle
DE202012100991U1 (de) Plattenförmiges Lichtleitelement und Leuchte mit Lichtleitelement
EP1844353B1 (de) Optisches element und verfahren zu dessen herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20120925

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: OSRAM GMBH

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20170810

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SITECO GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20231003