RU2416125C1 - Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel - Google Patents
Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416125C1 RU2416125C1 RU2010109667/12A RU2010109667A RU2416125C1 RU 2416125 C1 RU2416125 C1 RU 2416125C1 RU 2010109667/12 A RU2010109667/12 A RU 2010109667/12A RU 2010109667 A RU2010109667 A RU 2010109667A RU 2416125 C1 RU2416125 C1 RU 2416125C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light guide
- guide panel
- panel element
- light
- diffusely
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к световым панелям с торцевым вводом излучения и позволяет получить экономичные, комфортные для восприятия глазом, однородные по излучающей поверхности световые панели со светодиодным источником света для освещения жилых, технологических и технических помещений, может быть использовано в демонстрационных вывесках, указателях различной информации, световых рекламах, осветительных устройствах для медицинских применений и прочих световых устройствах.The invention relates to light panels with an end input of radiation and allows to obtain light panels with an LED light source for illuminating residential, technological and technical rooms that are economical, comfortable for perception by the eye, uniform on the emitting surface, can be used in demonstration signs, indicators of various information, light advertisements, lighting devices for medical applications and other lighting devices.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известна световая панель (US №5408387, опубл. 18.04.1995) для жидкокристаллических экранов с боковой ламповой подсветкой, которая содержит плоский оптически прозрачный световод, диффузно отражающую точечную структуру на тыльной стороне панели. Элементы этой структуры формируются методом трафаретной печати и могут быть выполнены, например, в виде матрицы микроскопических рассеивающих полусфер с зеркальным покрытием, выполняющих роль фокусирующих микролинз для увеличения яркости панели, а также в виде напечатанных упрощенных структур типа минускул или точек. Характерный размер рассеивающих точечных элементов составляет по высоте около 20-30 мкм и диаметру от 30 до 100 мкм. При формировании рассеивающей структуры используются прозрачные фотополимеризующиеся чернила, диффузно рассеивающие материалы - оксид титана, алюминиевый пигмент, стеклянные шарики. Предложенный способ и конструкция предназначены для промышленного производства плоской световой панели для жидкокристаллических экранов. При изготовлении такой панели требуется применение высокоточного технологического оборудования и исключается возможность изготовления световой панели с искривленной диффузно отражающей тыльной стороной.The prior art light panel (US No. 5408387, publ. 04/18/1995) for liquid crystal screens with side lamp illumination, which contains a flat optically transparent fiber, diffusely reflecting the point structure on the back of the panel. Elements of this structure are formed by screen printing and can be made, for example, in the form of a matrix of microscopic scattering hemispheres with a mirror coating, acting as focusing microlenses to increase the brightness of the panel, as well as in the form of printed simplified structures such as minuscules or dots. The characteristic size of the scattering point elements is about 20-30 microns in height and from 30 to 100 microns in diameter. When forming a scattering structure, transparent photopolymerizable inks are used, diffusely scattering materials such as titanium oxide, aluminum pigment, glass beads. The proposed method and design are intended for the industrial production of a flat light panel for liquid crystal screens. In the manufacture of such a panel, the use of high-precision technological equipment is required and the possibility of manufacturing a light panel with a curved diffusely reflecting rear side is excluded.
Известен световой блок (US №7473022 В2, опубл. 06.01.2009), который содержит световодный панельный элемент, который изготовлен из термопластичного полиэфира - полиэтилентерефталата. Диффузно рассеивающая структура в виде сетки из V-образных канавок формируется на тыльной стороне световой панели с помощью специализированного станочного оборудования. Недостаток данного способа связан с ресурсом работы таких станков и состоит в том, что при серийном промышленном производстве световых панелей возможно лишь использование мягких полимерных материалов, которые уступают по своим эксплуатационным свойствам, например по пожароустойчивости, более жестким материалам, таким как силикатные стекла или кварц.Known light unit (US No. 7473022 B2, publ. 06.01.2009), which contains a light guide panel element, which is made of thermoplastic polyester - polyethylene terephthalate. A diffuse scattering structure in the form of a grid of V-shaped grooves is formed on the back of the light panel using specialized machine tools. The disadvantage of this method is associated with the service life of such machines and that in the serial industrial production of light panels, it is only possible to use soft polymeric materials, which are inferior in their operational properties, for example, fire resistance, to more rigid materials such as silicate glasses or quartz.
Также известен Световой индикатор (RU №2237931, опубл. 10.10.2004), который содержит световодный панельный элемент, снабженный информативным индикаторным рисунком, источник излучения и рассеивающую структуру, расположенную внутри упомянутого панельного элемента. Свет распространяется внутри индикаторного элемента, испытывая полное внутреннее отражение. При этом световое излучение как можно дольше удерживается в индикаторном элементе и выводится из него посредством выходной системы, исполненной в форме дифракционной решетки в виде расширяющихся углублений и/или канавок. Однако в световой панели с выходной системой, состоящей из локальной периодической структуры, трудно обеспечить равномерную подсветку больших площадей.A Light Indicator (RU No. 2237931, publ. 10.10.2004) is also known, which comprises a light guide panel element provided with an informative indicator pattern, a radiation source and a scattering structure located inside said panel element. Light propagates inside the indicator element, experiencing complete internal reflection. In this case, the light radiation is held as long as possible in the indicator element and is removed from it by means of an output system made in the form of a diffraction grating in the form of expanding recesses and / or grooves. However, in a light panel with an output system consisting of a local periodic structure, it is difficult to ensure uniform illumination of large areas.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является исключение недостатков указанных выше аналогов и в обеспечении световых панелей с повышенными прочностными свойствами, что ведет к повышению свойств по пожароустойчивости, а также в обеспечении равномерной подсветки больших площадей.The objective of the present invention is to eliminate the disadvantages of the above analogues and to provide light panels with high strength properties, which leads to increased fire resistance properties, as well as to ensure uniform illumination of large areas.
Эта задача с достижением указанного технического результата решается способом изготовления световой панели с торцевым вводом излучения по настоящему изобретению. Способ заключается в том, что световая панель с торцевым вводом излучения, которая содержит световодный панельный элемент и источник излучения, содержит этап, на котором формируют диффузно рассеивающую структуру на тыльной стороне световодного панельного элемента путем а) приклеивания диффузно рассеивающих порошкообразных материалов к полимерной или металлической сетке; и приклеивания упомянутой сетки с помощью оптически прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента или б) методом трафаретной печати из пасты, приготовленной на основе диффузно рассеивающих порошкообразных материалов и оптически прозрачного клея; при этом коэффициент преломления применяемого оптически прозрачного клея больше коэффициента преломления световодного панельного элемента.This problem with the achievement of the specified technical result is solved by the method of manufacturing a light panel with an end input of radiation according to the present invention. The method consists in the fact that the light panel with the end input of radiation, which contains the light guide panel element and the radiation source, comprises the stage of forming a diffusely scattering structure on the back side of the light guide panel element by a) gluing the diffusely scattering powder materials to a polymer or metal mesh ; and gluing said mesh using optically transparent glue to the back of the light guide panel element, or b) a screen printing method of a paste prepared on the basis of diffusely dispersed powder materials and optically transparent glue; wherein the refractive index of the optically transparent adhesive used is greater than the refractive index of the light guide panel element.
В частности, приклеивание упомянутой сетки с помощью оптически прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента осуществляют нанесением оптически прозрачного клея поверх приклеенного на сетку диффузно рассеивающего порошкообразного материала.In particular, gluing said mesh with an optically transparent glue to the rear side of the light guide panel element is carried out by applying an optically transparent glue on top of a diffusely dispersed powder material adhered to the mesh.
В частности, приклеивание упомянутой сетки с помощью оптически прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента осуществляют нанесением оптически прозрачного клея сплошным слоем на всю тыльную сторону световодного панельного элемента.In particular, gluing said grid using optically transparent glue to the back side of the light guide panel element is carried out by applying the optically transparent glue in a continuous layer to the entire back side of the light guide panel element.
В частности, покрывают сторону полимерной или металлической сетки, на которую приклеивают диффузно рассеивающие порошкообразные материалы, светоотражающим покрытием с высоким коэффициентом зеркального отражения.In particular, they cover the side of the polymer or metal mesh onto which the diffusely dispersing powder materials are adhered with a reflective coating with a high specular reflection coefficient.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент из органических полимерных материалов или из термически стойких стекол на основе неорганических материалов, имеющих высокую оптическую прозрачность в видимом диапазоне оптического спектра, где толщина используемого световодного панельного элемента находится в диапазоне 5-30 мм.In particular, a light guide panel element is made from organic polymeric materials or from heat-resistant glasses based on inorganic materials having high optical transparency in the visible range of the optical spectrum, where the thickness of the light guide panel element used is in the range of 5-30 mm.
В частности, используют в качестве диффузно рассеивающих порошкообразных материалов порошки оксидов титана, цинка или их смеси, в том числе с добавками люминофоров и наноразмерных материалов.In particular, powders of titanium and zinc oxides or mixtures thereof, including with the addition of phosphors and nanoscale materials, are used as diffusely scattering powder materials.
В частности, дополнительно покрывают зеркально отражающим тонкопленочным покрытием упомянутую полимерную или металлическую сетку перед приклеиванием на нее диффузно рассеивающих порошкообразных материалов.In particular, the aforementioned polymer or metal mesh is additionally coated with a mirror-reflective thin-film coating before gluing diffusely dispersing powder materials onto it.
В частности, покрывают дополнительным диффузно рассеивающим экраном сформированную диффузно рассеивающую структуру.In particular, an additional diffusely scattering screen is formed on the formed diffusely scattering structure.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент из плоского прозрачного материала с цилиндрически искривленными поверхностями, радиусы искривления которых исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, a light guide panel element is made from a flat transparent material with cylindrically curved surfaces, the curvature radii of which exclude the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент из оптически прозрачного материала с искривленными лицевой и тыльной поверхностями в виде шаровых сегментов или в виде сегментов вытянутых эллипсоидов вращения, радиусы искривления которых исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, a light guide panel element is made from an optically transparent material with curved front and back surfaces in the form of spherical segments or in the form of segments of elongated ellipsoids of revolution, the curvature radii of which exclude the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент с плоской лицевой поверхностью и цилиндрически искривленной тыльной поверхностью, радиус искривления которой исключает наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, a light guide panel element is made with a flat front surface and a cylindrically curved rear surface, the curvature radius of which eliminates the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент из плоского прозрачного материала с по меньшей мере одним углублением в виде шарового сегмента на лицевой и тыльной сторонах, формирующих рассеивающую линзу.In particular, a light guide panel element is made of a flat transparent material with at least one recess in the form of a spherical segment on the front and back sides forming a scattering lens.
В частности, изготавливают световодный панельный элемент в виде диска, а линейку светодиодов, представляющую собой источник излучения, размещают равномерно по окружности диска.In particular, a light guide panel element is made in the form of a disk, and a line of LEDs, which is a radiation source, are placed uniformly around the circumference of the disk.
В частности, размещают источник света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента, на термоэлектрическом генераторе, генерируемая электрическая мощность которого возвращается в источник питания упомянутых светодиодов.In particular, a light source is placed, consisting of a line of LEDs, the radiation of which is introduced through the edge of the light guide panel element, on a thermoelectric generator, the generated electric power of which is returned to the power source of the LEDs.
В частности, формируют источник света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента, из светодиодов с различной длиной волны излучения.In particular, a light source is formed, consisting of a line of LEDs, the radiation of which is introduced through the edge of the light guide panel element, from LEDs with different wavelengths of radiation.
Также эта задача с достижением указанного технического результата решается при помощи световой панели с торцевым вводом излучения по настоящему изобретению. Световая панель с торцевым вводом излучения содержит световодный панельный элемент, источник света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через торец световодного панельного элемента и диффузно рассеивается на его тыльной поверхности, и диффузно рассеивающую структуру на тыльной стороне световодного панельного элемента, выполненную путем а) приклеивания диффузно рассеивающих порошкообразных материалов к полимерной или металлической сетке; и приклеивания упомянутой сетки с помощью оптически прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента; или б) методом трафаретной печати из пасты, приготовленной на основе диффузно рассеивающих порошкообразных материалов и оптически прозрачного клея; при этом коэффициент преломления применяемого оптически прозрачного клея больше коэффициента преломления световодного панельного элемента.Also, this problem with the achievement of the specified technical result is solved using a light panel with an end input of radiation according to the present invention. A light panel with an end input of radiation contains a light guide panel element, a light source consisting of a line of LEDs, the radiation of which is introduced through the end face of the light guide panel element and diffusely scatters on its back surface, and a diffuse scattering structure on the back side of the light guide panel element, made by a) gluing diffusely dispersing powder materials to a polymer or metal mesh; and gluing said mesh using optically transparent glue to the back of the light guide panel element; or b) by screen printing from a paste prepared on the basis of diffusely dispersing powder materials and optically transparent glue; wherein the refractive index of the optically transparent adhesive used is greater than the refractive index of the light guide panel element.
В частности, сторона полимерной или металлической сетки, на которую приклеивают диффузно рассеивающие порошкообразные материалы, покрыта светоотражающим покрытием с высоким коэффициентом зеркального отражения.In particular, the side of the polymer or metal mesh onto which the diffusely scattering powder materials are adhered is coated with a reflective coating with a high specular reflection coefficient.
В частности, световодный панельный элемент изготовлен из органических полимерных материалов или из термически стойких стекол на основе неорганических материалов, имеющих высокую оптическую прозрачность в видимом диапазоне оптического спектра, при этом толщина световодного панельного элемента находится в диапазоне 5-30 мм.In particular, the light guide panel element is made of organic polymeric materials or from heat-resistant glasses based on inorganic materials having high optical transparency in the visible range of the optical spectrum, while the thickness of the light guide panel element is in the range of 5-30 mm.
В частности, сформированная диффузно рассеивающую структуру покрыта дополнительным диффузно рассеивающим экраном.In particular, the formed diffusely scattering structure is coated with an additional diffusely scattering screen.
В частности, диффузно рассеивающие порошкообразные материалы представляют собой порошки оксидов титана, цинка, магния или их смеси, в том числе с добавками люминофоров и наноразмерных материалов.In particular, diffusely scattering powder materials are titanium, zinc, magnesium oxide powders or mixtures thereof, including with the addition of phosphors and nanoscale materials.
В частности, упомянутую полимерную или металлическую сетку перед приклеиванием на нее диффузно рассеивающих порошкообразных материалов дополнительно покрывают зеркально отражающим тонкопленочным покрытием.In particular, said polymer or metal mesh is further coated with a mirror-reflective thin-film coating before gluing diffusely dispersing powder materials onto it.
В частности, световодный панельный элемент изготовлен из плоского прозрачного материала с цилиндрически искривленными поверхностями, радиусы искривления которых исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, the light guide panel element is made of a flat transparent material with cylindrically curved surfaces, the curvature radii of which exclude the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces.
В частности, световодный панельный элемент изготовлен из оптически прозрачного материала с искривленными лицевой и тыльной поверхностями в виде шаровых сегментов или в виде сегментов вытянутых эллипсоидов вращения, радиусы искривления которых исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, the fiber-optic panel element is made of an optically transparent material with curved front and back surfaces in the form of spherical segments or in the form of segments of elongated rotation ellipsoids, the curvature radii of which exclude the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflection from the end surfaces.
В частности, световодный панельный элемент изготовлен с плоской лицевой поверхностью и цилиндрически искривленной тыльной поверхностью, радиус искривления которой исключает наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей.In particular, the light guide panel element is made with a flat front surface and a cylindrically curved rear surface, the curvature radius of which eliminates the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces.
В частности, световодный панельный элемент с изготовлен из плоского прозрачного материала с по меньшей мере одним углублением в виде шарового сегмента на лицевой и тыльной сторонах, формирующих рассеивающую линзу.In particular, the light guide body element c is made of a flat transparent material with at least one recess in the form of a spherical segment on the front and back sides forming a scattering lens.
В частности, световодный панельный элемент изготовлен в виде диска, а линейка светодиодов, представляющая собой источник излучения, размещена равномерно по окружности диска.In particular, the light guide panel element is made in the form of a disk, and the line of LEDs, which is a radiation source, is placed uniformly around the circumference of the disk.
В частности, источник света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента, выполнен на термоэлектрическом генераторе, генерируемая электрическая мощность которого возвращается в источник питания упомянутых светодиодов.In particular, the light source, consisting of a line of LEDs, the radiation of which is introduced through the edge of the light guide panel element, is made on a thermoelectric generator, the generated electric power of which is returned to the power source of the LEDs.
В частности, источник света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента, выполнен из светодиодов с различной длиной волны излучения.In particular, the light source, consisting of a line of LEDs, the radiation of which is introduced through the edge of the light guide panel element, is made of LEDs with different radiation wavelengths.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 представляет собой два вида световой панели с торцевым вводом излучения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 1 is two views of a light panel with an end input of radiation according to one embodiment of the present invention.
Фиг.2 представляет собой изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительным светоотражающим (зеркально отражающим тонкопленочным) покрытием.Figure 2 is an image of an element of the scattering structure of the light panel of Figure 1 with an additional reflective (mirror-reflective thin-film) coating.
Фиг.3 представляет собой изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительным диффузно рассеивающим экраном.Figure 3 is an image of an element of the scattering structure of the light panel of Figure 1 with an additional diffusely scattering screen.
Фиг.4 представляет собой изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительным диффузно рассеивающим экраном, покрытым фотолюминесцирующим слоем 12.Figure 4 is an image of a diffusing structure element of the light panel of Figure 1 with an additional diffusely scattering screen coated with a
Фиг.5 представляет собой диаграмму распределения светового потока световой панели с торцевым вводом излучения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 5 is a light distribution diagram of an end radiation input light panel according to an embodiment of the present invention.
Фиг.6 представляет собой изображение световой панели с торцевым вводом излучения согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.6 is an image of a light panel with an end radiation input according to another embodiment of the present invention.
Фиг.7 представляет собой изображение элемента рассеивающей структуры световой панели с дополнительным диффузно рассеивающим экраном с зеркальным покрытием.7 is an image of an element of the scattering structure of the light panel with an additional diffusely scattering screen with a mirror coating.
Фиг.8 представляет собой изображение световой панели с цилиндрически искривленными лицевой и тыльной поверхностями.Fig.8 is an image of a light panel with cylindrically curved front and back surfaces.
Фиг.9 представляет собой изображение световой панели с искривленными лицевой и тыльной поверхностями в виде сегментов эллипсоидов вращения.Fig.9 is an image of a light panel with curved front and back surfaces in the form of segments of rotation ellipsoids.
Фиг.10 представляет собой изображение световой панели с углублениями в виде шаровых сегментов на лицевой и тыльной плоскостях, формирующих рассеивающие линзы.Figure 10 is an image of a light panel with recesses in the form of spherical segments on the front and back planes forming diffusing lenses.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретенияDetailed Description of a Preferred Embodiment
Последующее описание будет осуществлено со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы по всему тексту описания.The following description will be made with reference to the drawings, in which like reference numerals designate like elements throughout the description.
На Фиг.1 показаны два вида световой панели с торцевым вводом излучения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Световая панель содержит световодный панельный элемент 1 (световод), источник 2 излучения (света) и диффузно рассеивающую структуру 3. В частном случае источник 2 света представляет собой линейку расположенных на печатной плате 10 светодиодов, излучение которых вводится через торец 4 световодного панельного элемента 1. Диффузно рассеивающую структуру 3 также выполняют на тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1 путем приклеивания диффузно рассеивающих порошкообразных материалов 6 к полимерной или металлической сетке 7. Затем приклеивают упомянутую сетку 7 с помощью оптически прозрачного клея 8 к тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1. При этом важно, чтобы коэффициент преломления применяемого оптически прозрачного клея 8 был больше коэффициента преломления световодного панельного элемента 1. Это требование связано с тем, что при прохождении оптическим лучом из среды с меньшим показателем преломления (пластина световода из органического стекла, n=1,48) в среду с большим показателем преломления (клеевая композиция, например, компаунд серии ПЭО, n=1,59) происходит уменьшение угла преломления, что сопровождается снижением световых потерь на боковое рассеяние лучей в клеевой компоненте светорассеивающего элемента. Далее приклеенную сетку 7, то есть сформированную диффузно рассеивающую структуру 3, покрывают дополнительным диффузно рассеивающим экраном 9.Figure 1 shows two types of light panel with an end input of radiation according to one of the embodiments of the present invention. The light panel contains a light guide panel element 1 (light guide), a radiation (light)
На Фиг.1 также показан ход оптических лучей, исходящих от некоторых участков излучателя света. Оптические лучи, исходящие от источника 2 света и претерпевающие преломление и полное внутреннее отражение на лицевой и тыльной поверхностях световода 1, изображены сплошной стрелкой, а диффузно рассеянные - пунктирной стрелкой. Лучи, падающие внутри панели под углами больше угла полного внутреннего отражения αr=arcsin(l/n), где n - показатель преломления материала световода, распространяются внутри панели, испытывая многократное отражение внутри световода, или рассеяние от приклеенных на сетном материале диффузно рассеивающих порошкообразных материалов 6. Лучи, падающие внутри панели под углами α<αr, либо преломляются на лицевой поверхности, либо после преломления на тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1 рассеиваются на диффузно рассеивающих материалах 6, приклеенных к сетке 7, и дополнительно с дополнительным диффузно рассеивающим экраном 9.Figure 1 also shows the progress of the optical rays emanating from some sections of the light emitter. Optical rays emanating from the
Световодный панельный элемент 1 изготавливают из материалов, светопропускание которых в видимом диапазоне оптического спектра составляет 90-99%, таких как, например, органическое стекло типа полиметилметакрилат или силикатное стекло, например, типа термически стойкого боросиликатного стекла. При этом толщина световодного панельного элемента 1 находится в диапазоне 5-30 мм. Минимальная граница этого диапазона определяется размером излучающей области мощных светодиодов, которая составляет 3-10 мм, а максимальная связана с ограничением массогабаритных размеров панели.The light
Вид сетки (например, тканная или плетеная металлическая сетка, полимерное полотно ячеистой структуры), форму и размеры ячеек (например, квадратные, прямоугольные, ромбические, трапециевидные или нулевые), габаритные размеры выбирают исходя из жесткости сетки, габаритных размеров световодного панельного элемента 1, а размеры ячеек упомянутой сетки 7 выбирают из условия, что коэффициент прозрачности сетки находится в интервале 0,5-0,95.The type of mesh (for example, woven or woven metal mesh, polymeric fabric of a cellular structure), the shape and size of the cells (for example, square, rectangular, rhombic, trapezoidal or zero), the overall dimensions are selected based on the rigidity of the mesh, the overall dimensions of the light
В указанной световодной панели диффузно рассевающие порошкообразные материалы 6 представляют собой порошки оксидов титана, цинка, бария, магния или их смесей, обладающих коэффициентом отражения в интервале 0,93-0,96, в том числе с добавками люминофоров для различных диапазонов спектра, например, «красные» - EuBO3 или (Sr,Mg)3(PO4)2, «зеленые» - Y2O3:Tb или Zn2SiO4:Mn, «синие» - Y2O3Tm или 2ВаО·TiO2 Р2О5 и наночастиц из электропроводящих материалов для повышения квантового выхода люминофоров, например, диоксида титана, серебра, меди, никеля, хрома, свинца, олова. Диаметр частиц порошкообразных люминофоров составляет 15-30 мкм, а наночастиц - от 5 до 30 нм.In the said light guide panel, the diffusely scattering
Используемый материал сетки 7 может иметь различный профиль сечения. На Фиг.2-4 в качестве примера профиль сечения имеет вид эллипса 7.The
На Фиг.2 приведено изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительным светоотражающим (зеркально отражающим тонкопленочным) покрытием 11. Такое покрытие наносится на сетку до приклеивания порошкообразного диффузно рассеивающего материала 6 и может быть выполнено на основе пигментов, обладающих сильным отражающим эффектом. Нанесение покрытия 11 осуществляется различными методами, например, вакуумным осаждением, распылением или с помощью валков. В качестве такого материала могут использоваться пигменты, например, выпускаемые под торговыми марками Metalure и Metasheen. Наличие такого покрытия увеличивает долю отраженного светового потока.Figure 2 shows an element of the scattering structure of the light panel of Figure 1 with an additional reflective (mirror-reflecting thin-film)
На Фиг.3 показано изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительным диффузно рассеивающим экраном 9, на который предварительно приклеивается слой диффузно рассеивающих материалов 6. Дополнительный экран 9 возвращает в направлении лицевой плоскости излучение, проходящее в сторону тыльной поверхности панели. Доля возвращаемого светового потока достигает 20-40% от полного светового потока панели. При нанесении диффузно рассеивающих материалов (рассеивающих частиц) по площади экрана возможно формирование контуров индикаторных изображений, которые будут проявляться в световом потоке, выходящем через лицевую плоскость панели.Figure 3 shows an image of the scattering structure element of the light panel of Figure 1 with an additional
На Фиг.4 приведено изображение элемента рассеивающей структуры световой панели по Фиг.1 с дополнительно дополнительным диффузно рассеивающим экраном 9, покрытым фотолюминесцирующим слоем 12. Фотолюминесцирующий слой 12 наносится на экран 9, покрытый слоем оптически прозрачного клея 8. Так, например, для формирования комфортного для глаза белого света используют фотолюминофоры типа ФЛЖ-7 или ФЛ3-7 или их смеси, которые обеспечивают конверсию излучения светоизлучающих диодов в спектральном интервале 450-470 нм в широкополосное желтое и зеленое излучение. Толщина фотолюминесцирующего слоя 12 находится в интервале 5-20 мкм. При нанесении фотолюминесцирующего слоя 12 (люминесцирующего покрытия) возможно формирование контура индикторного изображения. В качестве основы диффузно рассеивающего экрана 9 может применяться металлизированная лавсановая пленка, микропористые ткани и пластины из стекловолокна толщиной 0,05-3 мм.Figure 4 shows an element of the scattering structure of the light panel of Figure 1 with an additional additional diffusely scattering
На Фиг.5 показана диаграмма распределения светового потока световой панели с торцевым вводом излучения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.Figure 5 shows a diagram of the distribution of the luminous flux of a light panel with an end input of radiation according to a variant implementation of the present invention.
Как следует из Фиг.6, на которой приведено изображение световой панели с торцевым вводом излучения и нанесенной структурой светоотражающих элементов 13 методом трафаретной печати согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения и термоэлектрическим генератором Пельте 14 (термоэлектрического преобразователя), размещенным на тыльной стороне печатной платы со светоизлучательными диодами 2. Применение термоэлектрического преобразователя 14 позволяет реализовать два режима эксплуатации световой панели - термоэлектрического охлаждения или использования выделяемого светодиодами 2 тепла для генерации тока и возврата его в цепь питания светодиодов 2. То есть источник 2 света, состоящий из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента 1, выполнен на термоэлектрическом генераторе, генерируемая электрическая мощность которого возвращается в источник питания упомянутых светодиодов. При этом возможно выполнение источника 2 света, состоящего из линейки светодиодов, излучение которых вводится через кромку световодного панельного элемента 1, из светодиодов с различной длиной волны излучения, например, красный/зеленый/синий.As follows from Fig.6, which shows a light panel with an end input of radiation and the applied structure of the
Фиг.7 представляет собой изображение элемента диффузно рассеивающей структуры 3 в виде светоотражающих элементов 13, нанесенных методом трафаретной печати, дополнительным диффузно рассеивающим экраном 9 с зеркальным покрытием 11 и покрытием из порошкообразного диффузно рассеивающего материала 6. Светоотражающие элементы 13 выполнены путем нанесения пасты методом трафаретной печати через, например, сетное полимерное полотно с ячеистой структурой отверстий. Паста приготавливается путем размешивания оптически прозрачного клея 8 и диффузно рассеивающих порошков 6. Концентрация указанных порошков определяется путем измерения на спектрофотометре оптической плотности D, которая в видимом оптическом диапазоне спектра может составлять величину от 0,05 до 2. Коэффициент прозрачности ячеистого полимерного полотна находится в интервале значений 0,5-1,0. Толщина полимерного ячеистого полотна составляет 0,1-2 мм. Величина коэффициента прозрачности, равная единице, соответствует случаю нанесения пасты сплошным слоем. В этом случае толщина наносимого слоя пасты согласуется с концентрацией диффузно рассеивающих порошков 6 и может составлять 0,1-2 мм. После формирования светоотражательных элементов 13 выполняют приклеивание дополнительного экрана 9 с зеркальным покрытием 11 и покрытием из порошкообразного диффузно рассеивающего материала 6.7 is an image of an element of diffusely scattering
На Фиг.8 показана световая панель, у которой световодный панельный элемент 1 изготовлен из прозрачного материала с цилиндрически искривленными поверхностями (лицевой и тыльной), радиусы искривления R и r которых исключают лучи, напрямую попадающие на торцевую плоскость 4, то есть исключают световые пучки, распространяющиеся в объеме световодного панельного элемента 1 и испытывающие отражения от торцевых поверхностей.On Fig shows a light panel, in which the light
На Фиг.9 показано изображение световой панели с искривленными лицевой и тыльной поверхностями в виде сегментов эллипсоидов вращения (или шаровых сегментов), радиусы искривления R и r которых исключают наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента 1 и испытывающих отражения от торцевых поверхностей световода.Figure 9 shows an image of a light panel with curved front and back surfaces in the form of segments of rotation ellipsoids (or spherical segments), the curvature radii R and r of which exclude the presence of light beams propagating in the volume of
Также возможно изготовление световодного панельного элемента с плоской лицевой поверхностью и цилиндрически искривленной тыльной поверхностью, радиус искривления которой исключает наличие световых пучков, распространяющихся в объеме элемента и испытывающих отражения от торцевых поверхностей (не показано).It is also possible to manufacture a light guide panel element with a flat front surface and a cylindrically curved back surface, the curvature radius of which eliminates the presence of light beams propagating in the volume of the element and experiencing reflections from the end surfaces (not shown).
На Фиг.10 показана световая панель, у которой световодный панельный элемент 1 изготовлен в виде диска, а линейка светодиодов 2 размещена равномерно по окружности диска, а на лицевой и тыльной плоскостях световой панели выполнены углубления (по меньшей мере одно) в виде шаровых сегментов 15, формирующих рассеивающие линзы.Figure 10 shows the light panel, in which the light
Также возможно выполнение световой панели, у которой световодный панельный элемент изготовлен в виде диска, а линейка светодиодов, представляющая собой источник излучения, размещена равномерно по окружности диска. При этом составной частью крепления упомянутой световой панели с патроном для ламп накаливания является упомянутая линейка светодиодов с равномерным распределением их по окружности диска (не показано).It is also possible to perform a light panel in which the light guide panel element is made in the form of a disk, and the LED line, which is a radiation source, is placed uniformly around the circumference of the disk. In this case, an integral part of the fastening of the said light panel with a cartridge for incandescent lamps is the aforementioned line of LEDs with their uniform distribution around the circumference of the disk (not shown).
Длины волн излучения светодиодов могут быть выбраны также таким образом, чтобы обеспечить требуемые параметры для работы предлагаемой световой панели в осветительных устройствах для медицинских применений, то есть с учетом медицинских показаний по облучению тканей и органов.The wavelengths of the LED radiation can also be selected so as to provide the required parameters for the operation of the proposed light panel in lighting devices for medical applications, that is, taking into account medical indications for irradiation of tissues and organs.
Приведенные на Фиг. 1-10 варианты реализации конструкции в рамках предлагаемых решений не являются исчерпывающими и допускают многовариантность их сочетания в объеме прилагаемой формулы изобретения.Referring to FIG. 1-10 options for the implementation of the design within the framework of the proposed solutions are not exhaustive and allow the multivariance of their combination in the scope of the attached claims.
Способ изготовления световой панели с торцевым вводом излучения, состоящей из световодного панельного элемента 1 и источника 2 излучения, состоит в следующем. На тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1, выполненного из органических полимерных материалов или из термически стойких стекол на основе неорганических материалов, имеющих высокую оптическую прозрачность в видимом диапазоне оптического спектра, формируют диффузно рассеивающую структуру 3 путем а) приклеивания диффузно рассеющих порошкообразных материалов 6 к полимерной или металлической сетке 7 и приклеивания упомянутой сетки 7 с помощью оптически прозрачного клея 8 к тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1 (см. Фиг.1) или б) методом трафаретной печати из пасты, приготовленной на основе диффузно рассеивающих порошкообразных материалов 6 и оптически прозрачного клея 8 (см. Фиг.7). При этом важно, чтобы коэффициент преломления применяемого оптически прозрачного клея 8 был больше коэффициента преломления световодного панельного элемента 1.A method of manufacturing a light panel with an end input of radiation, consisting of a light
В свою очередь приклеивание упомянутой сетки 7 с помощью оптически прозрачного клея 8 к тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1 осуществляют нанесением оптически прозрачного клея 8 поверх приклеенного на сетку диффузно рассеивающего порошкообразного материала 6. Приклеивание упомянутой сетки 7 к тыльной стороне 5 световодного панельного элемента 1 с помощью оптически прозрачного клея 8 осуществляют нанесением оптически прозрачного клея 8 сплошным слоем на всю тыльную сторону 5 световодного панельного элемента 1. Дополнительно покрывают сторону полимерной или металлической сетки 7, на которую приклеивают диффузно рассеивающие порошкообразные материалы 6, светоотражающим покрытием с высоким коэффициентом зеркального отражения.In turn, gluing said
Таким образом, наиболее важные эксплуатационные преимущества, которые обеспечивает световая панель по настоящему изобретению, включают в себя низкую себестоимость изготовления за счет применения недорогих материалов и простых технологических приемов, эффективность и надежность в работе, высокую пожаробезопасность, а также безопасность пользователей при механическом разрушении панели, которая обеспечивается применением сеточного материала, играющего роль защитного каркаса.Thus, the most important operational advantages that the light panel of the present invention provides include low manufacturing costs through the use of inexpensive materials and simple technological methods, efficiency and reliability, high fire safety, and user safety during mechanical destruction of the panel, which is ensured by the use of mesh material that plays the role of a protective frame.
Claims (28)
формируют диффузно рассеивающую структуру на тыльной стороне световодного панельного элемента путем
а) приклеивания диффузно рассеивающих порошкообразных материалов к полимерной или металлической сетке; и приклеивания упомянутой сетки с помощью оптически прозрачного клея к тыльной стороне световодного панельного элемента; или
б) методом трафаретной печати из пасты, приготовленной на основе диффузно рассеивающих порошкообразных материалов и оптически прозрачного клея;
при этом коэффициент преломления применяемого оптически прозрачного клея больше коэффициента преломления световодного панельного элемента.1. A method of manufacturing a light panel with an end input of radiation, which contains a light guide panel element and a radiation source, which consists in the fact that
form a diffusely scattering structure on the back side of the light guide panel element by
a) gluing diffusely dispersing powder materials to a polymer or metal mesh; and gluing said mesh using optically transparent glue to the back of the light guide panel element; or
b) by the method of screen printing from a paste prepared on the basis of diffusely dispersing powdery materials and optically transparent glue;
wherein the refractive index of the optically transparent adhesive used is greater than the refractive index of the light guide panel element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109667/12A RU2416125C1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010109667/12A RU2416125C1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2416125C1 true RU2416125C1 (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=44052233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010109667/12A RU2416125C1 (en) | 2010-03-16 | 2010-03-16 | Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2416125C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2502917C2 (en) * | 2011-12-30 | 2013-12-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" | Light diode source of white light with combined remote photoluminiscent converter |
| WO2014109663A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | Korolev Igor Engelsovich | Advertising animation device |
| RU2596800C2 (en) * | 2011-09-06 | 2016-09-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Method of manufacturing of led matrix and device containing led matrix |
| RU2618999C2 (en) * | 2011-07-01 | 2017-05-11 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Device with output optical radiation and its manufacturing method |
-
2010
- 2010-03-16 RU RU2010109667/12A patent/RU2416125C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618999C2 (en) * | 2011-07-01 | 2017-05-11 | Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. | Device with output optical radiation and its manufacturing method |
| RU2596800C2 (en) * | 2011-09-06 | 2016-09-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Method of manufacturing of led matrix and device containing led matrix |
| RU2502917C2 (en) * | 2011-12-30 | 2013-12-27 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" | Light diode source of white light with combined remote photoluminiscent converter |
| WO2014109663A1 (en) * | 2013-01-10 | 2014-07-17 | Korolev Igor Engelsovich | Advertising animation device |
| EA026222B1 (en) * | 2013-01-10 | 2017-03-31 | Игорь Энгельсович Королев | Advertising animation device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2019182091A1 (en) | Optical device | |
| CN108027130B (en) | Large area light source and large area luminaire | |
| US9075293B2 (en) | Illumination device, projecting device and lighting device | |
| RU95886U1 (en) | LIGHT PANEL WITH SIDE ENTRANCE OF RADIATION | |
| TWI312895B (en) | Backlight module structure for led chip holder | |
| US20130181246A1 (en) | Illuminating device with led surface light source covered with optical film | |
| JP6924514B2 (en) | Large area light source and large area luminaire | |
| CN101430072B (en) | Assembled uniform surface light source | |
| RU2669497C2 (en) | Glazing comprising transparent screen | |
| WO1995012897A1 (en) | Solar battery device and its manufacture | |
| KR20060108244A (en) | Lighting apparatus, display apparatus, and fluorescent substance film | |
| JP2004528714A (en) | UV reflector and UV based light source incorporating UV reflector to reduce UV radiation leakage | |
| CN102498340A (en) | LED lighting device | |
| RU2416125C1 (en) | Light panel with butt-end radiation input and method of making said panel | |
| TWI717329B (en) | Lighting apparatus | |
| EP3922905A1 (en) | Lighting device and optical member | |
| US10564470B2 (en) | Backlighting device | |
| JP6566313B2 (en) | Display device and light emitting device | |
| CN212658916U (en) | Direct type backlight module | |
| CN209325692U (en) | A kind of fluorescent lamp | |
| RU2543513C1 (en) | Light-emitting diode lighting fixture | |
| CN209325466U (en) | A kind of bulb lamp | |
| JP2007285934A (en) | Light table for flaw inspection | |
| KR20120021633A (en) | Color changing ultraviolet coating composition for light emitting diode | |
| JP2011124022A (en) | Led lighting system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20161125 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180317 |