WO2010052174A1 - Semi-transparent illumination apparatus - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a planar semitransparent lighting device with single-sided radiation characteristic.
- Numerous electrically powered radiation sources are known for illuminating objects, e.g. Incandescent lamps, arc lamps, lasers, LEDs (LED: “Light Emitting Diode”) and OLEDs (OLED: "Organic Light Emitting Diode”).
- LED Light Emitting Diode
- OLED Organic Light Emitting Diode
- the usual structure of OLEDs is that a substrate with a transparent conductor layer, e.g. indium tin oxide (ITO).
- ITO indium tin oxide
- the transparent wiring layer is followed by a hole line layer, a luminescent layer containing small organic molecules or polymers, an electron conduction layer, and a low workfunction metal cathode layer.
- the luminescent layer which is typically only about 200 nm thick, emits radiation. This radiation is usually in the visible spectral range, but may also have shares in the ultraviolet or infrared spectral range.
- the luminous surface of an OLED can be structured.
- both electrode layers are transparent, for example made of ITO.
- the OLED radiates from both sides, and it is also permeable to other light.
- imaging through such an OLED is only possible to a limited extent because the two-sided radiation causes dazzling of the detector (for example camera or eye). At least a significant decrease in contrast is to be expected when the OLED radiates in the direction of the detector.
- US 2006/0202104 A1 discloses a monolithic image sensor which can be provided with a semitransparent luminous layer emitting on one side.
- the unilaterally radiating semitransparent luminescent layer can be implemented on the basis of LEDs or OLEDs.
- the luminescent layer contains on one side a metallic contact layer. Holes formed in the luminescent layer allow the passage of light to an image-receiving layer.
- light generated in the luminescent layer may be scattered through the holes in the direction of the image-capturing layer. This problem is exacerbated when the proportion of holes in the total area of the luminescent layer is increased to achieve improved transparency.
- An object of the present invention is to provide a lighting device which has an improved suitability for image capture by the lighting device.
- a lighting device comprises a luminescent layer and one between the back of the lighting device and the Luminescent layer arranged shielding of an untransparent material. Furthermore, a plurality of transparent hole regions are provided which extend through the luminescent layer and the shielding layer between the rear side and a front side of the illumination device. The luminescent layer and the shielding layer are thus broken at the hole areas.
- the shielding layer has respective edge regions formed around the hole regions, the edge regions projecting beyond the luminescent layer. Preferably, the edge regions protrude beyond the luminescent layer by at least one micrometer.
- the hole areas can have any suitable shape in cross-section, for example round, oval, rectangular, triangular, polygonal or strip-like.
- the extension of the hole areas in the plane of the shielding layer is 500 ⁇ m or less in at least one direction.
- the hole areas may be arranged in the plane of the shielding layer in a periodic grid. Alternatively, an irregular or stochastic arrangement is possible. The latter may be advantageous in certain applications to reduce moiré effects. Furthermore, it is also not necessary that the hole areas each have the same shape and size. Using different shapes and sizes for the hole areas can also help reduce moiré effects.
- the lighting device In the lighting device according to the invention, light is emitted on one side in the direction of the front side of the lighting device.
- the shielding layer prevents radiation of light towards the back of the lighting device.
- the edge regions which project beyond the luminescent layer prevent light generated by the luminescent layer from being emitted or scattered in the direction of its rear side within the illumination device. This advantage is maintained even if the proportion of the hole areas on the total area of the luminescent layer is relatively high, e.g. 50% or more.
- shielding walls of an untransparent material are formed around the hole areas.
- the shielding walls may extend substantially perpendicular to the shielding layer and the luminescent layer.
- the shielding walls are formed along a part of the hole portions between the shielding layer and the front side of the lighting device.
- the shielding walls may be connected to the shielding layer.
- the shielding walls preferably extend between the luminescent layer and the hole regions. In particular, the shielding walls can extend beyond the luminescent layer in the direction of the front side of the lighting device.
- An amount of the Screen walls along the axis of the hole areas is preferably larger, the greater the width of the enclosed between two adjacent hole areas luminescent layer.
- the height of the shielding walls can be selected, for example, depending on the width of the enclosed luminescent layer in a range between 10 .mu.m and 500 .mu.m.
- the shielding layer and / or the shielding walls can be designed to be reflective.
- the side of the shielding walls facing the luminescent layer or the side of the shielding walls facing the hole areas can be designed to be absorbent.
- beam traps are formed around the luminescent layer, which enable an effective suppression of the scattering or radiation of light generated in the luminescent layer in the direction of the rear side of the lighting device.
- the lighting device comprises at least one further luminescent layer, which is arranged between the luminescent layer and the front side of the lighting device.
- the further luminescent layer is made of a transparent material.
- the further luminescent layer may be an OLED luminescent layer.
- the luminous regions also extend through the further luminous layer or through the further luminous layers, and shielding walls are provided, which extend between the further luminous layer and the hole regions, so that beam traps are also formed around the further luminous layer or around the further luminous layers are.
- the lighting device may comprise one or more antireflection layers.
- an antireflection layer may be arranged on the front side of the illumination device.
- an internal anti-reflection layer can be formed between each luminescent layer and the front side of the lighting device.
- an antireflection layer can also be provided on the back of the lighting device.
- the antireflection layers may include, for example, the dielectric multilayers or moth-eye structures.
- the antireflection layers preferably have a reflectivity of less than one percent in the visible spectral range.
- a transparent protective layer is arranged on the front side of the lighting device.
- the transparent Protective layer may be, for example, a thin cover glass plate.
- the transparent protective layer protects the luminescent layer from harmful external influences, eg mechanical damage or chemical aging.
- the emission behavior of the illumination device can be purposefully improved by the protective layer.
- the protective layer may be configured such that light reflected inwardly on the outside of the protective layer from the luminescent layer remains trapped due to total reflection in the illumination device.
- a plurality of microlenses may be disposed on the front of the illumination device.
- the microlenses can prevent light from the luminescent layer, which is reflected inwardly at the front side of the lighting device, from being directed in the direction of the hole regions.
- the microlenses are preferably located between the hole areas, i. in front of the regions of the luminous layer formed between the luminous areas.
- a targeted beam deflection, in particular focusing, of the light emitted from the illumination device can be achieved by the microlenses. In this way, for example, the irradiance in an object plane can be partially increased.
- the illumination device can be produced by a layer structure on a transparent back substrate. However, it may also be provided separate intermediate substrates, which are attached to a carrier substrate. For example, such intermediate substrates may be configured as a perforated plate which is perforated at the positions of the perforated regions. The luminescent layer and / or a further luminescent layer can then be applied to the surface of the perforated plate. The inner walls of the hole areas formed in the perforated plate may be coated to form the shielding walls.
- the substrates used in the lighting device may be planar or have curved surfaces.
- the lighting device can thus be provided with a curvature.
- the curvature may be, for example, spherical or cylindrical.
- the layers of the illumination device can be applied to a curved surface of a lens.
- the lens would represent a carrier substrate for the lighting device.
- the lighting device can also be constructed on the basis of deformable substrates.
- the luminescent layer and / or the further luminescent layers may each be formed as a coherent luminescent layer.
- a plurality of luminous regions can be formed, which can be controlled separately. In this case, a targeted activation of the separate lighting areas is possible in order to achieve lighting with controllable area-like patterns.
- the illumination device according to the invention can be advantageously used for a large number of applications.
- the illumination device according to the invention may be provided in an optical device, for example in an endoscope, a microscope, a magnifying glass, a pair of glasses, a lens, a camera, e.g. a photographic camera, a movie camera or a video camera, a display device, a copier or a scanner.
- the illumination device may be applied to an optical element of the optical device.
- the optical element may be a transmissive imaging element, e.g. a lens, a reflective imaging element, e.g. a semitransparent mirror, or a beam splitter element.
- the lighting device may be part of a watch glass, a display case, a cabinet, an aquarium or a terrarium.
- the illumination device can be part of a picture frame.
- the lighting device can also be part of a refrigerator or freezer or a window pane to a neighboring room.
- the illumination device can serve to illuminate a reflective display device or be used for incident illumination for a matrix-like arrangement of miniature lenses.
- the lighting device may thus be mounted on or in front of a spectacle lens, a lens of a magnifying glass or a watch glass.
- the illumination device can be part of a microscope, for example, mounted on or in front of an optical element of the microscope.
- the lighting device may also be part of an ophthalmological device, for example mounted on or in front of an optical element of the ophthalmological device.
- the lighting device can also be part of a camera, for example a photo camera, a film camera or a video camera.
- the illumination device can be mounted on or in front of an optical element of the camera.
- the lighting device may also be part of a display device, for example, mounted on or in front of a scale or data display.
- the scale or data display can be static or variable in content.
- lighting device with respect to the scale or data display displaceable or be rotatable, for example in the manner of a pointer instrument.
- the lighting device can also be mounted on or in front of an electronically controllable display device, for example a segment or matrix display device.
- the lighting device may also be part of a reading device for electronic books or e-book readers.
- the lighting device may be mounted on or in front of a display device of the reader.
- the lighting device can advantageously be used in conjunction with all reflective display devices, eg with static or variable content.
- the lighting device may also be part of a head-mounted display, for example, be mounted on or in front of a transparent element of the head-mounted display.
- the lighting device may also be mounted on or in front of magazines, newspapers, books, pictures, posters, posters, signs or paintings. Furthermore, the lighting device can be used to illuminate the interior of a showcase, a cabinet, a refrigerator, a stove, an aquarium, a greenhouse or the like. In addition, the lighting device can be used to illuminate the interior of a container or packaging, for example as part of a viewing window.
- the illumination device When the illumination device is applied to a specular optical element, better beam shaping can be achieved for different illumination arrangements. Furthermore, the use of the lighting device is made possible in hybrid lenses. When using the illumination device as part of a beam splitter element, applications are possible which combine incident-light fluorescence microscopy methods with a dimmable incident-light / bright-field microscopy method, i. in a multimodal microscopy method.
- FIG. 1 schematically illustrates a lighting device according to an embodiment of the invention.
- FIG. 2 shows a schematic plan view of the illumination device of FIG. 1.
- FIG. 3 schematically illustrates a lighting device according to a further exemplary embodiment of the invention.
- 4 schematically illustrates a lighting device according to another embodiment of the invention.
- FIG. 5 schematically illustrates a lighting device according to a further exemplary embodiment of the invention.
- FIG. 6 schematically shows a plan view of intermediate substrates used in the lighting apparatus of FIG. 5.
- Fig. 7 schematically illustrates a lighting device according to another embodiment of the invention.
- FIG. 8 schematically illustrates an optical device in the form of a pair of glasses with a lighting device according to the invention.
- FIG. 9 schematically illustrates an optical device in the form of a lens with a lighting device according to the invention.
- FIG. 10 schematically illustrates an optical device in the form of a mapping optical system with a lighting device according to the invention.
- Fig. 1 1 schematically illustrates an optical device in the form of a microscope with a lighting device according to the invention.
- Fig. 1 schematically illustrates a lighting device.
- the lighting device comprises a transparent back substrate 110.
- the transparent back substrate 110 may consist, for example, of glass, crystal, ceramic or plastic.
- a luminescent layer 120 Applied to the back substrate 110 is a luminescent layer 120, which is designed as an OLED luminescent layer. However, other forms are also conditions of the luminescent layer 120 possible, for example, as an inorganic LED luminescent layer.
- the luminescent layer 120 is structured periodically in that a periodic lattice of hole regions 140 is formed in the luminescent layer 120.
- the illustration of FIG. 1 shows a cross section through the hole regions 140 and webs of the luminescent layer 120 formed between the hole regions 140.
- the luminescent layer 120 is at least over some periods of structuring, e.g. five or more periods, coherently formed. In this way, only one electrical contact via an anode layer and a cathode layer (not shown) is required for the contiguous regions of the luminescent layer 120. It goes without saying that the entire luminescent layer 120 can also be designed as a single coherent luminous area. When subdivided into a plurality of contiguous luminous regions of the luminous layer 120, a separate electrical actuation of the individual luminous regions can be provided in order to be able to control, for example, the generation of different planar illumination patterns.
- the light-emitting layer 120 is provided on one side with a transparent electrode layer, so that light generated in this side in the light-emitting layer 120 can be emitted in the direction of a front side of the lighting device.
- the transparent electrode layer may be made of ITO or other transparent and electrically conductive material, e.g. Gold nanowires.
- a transparent electrode layer may likewise be formed on the other side of the luminescent layer 120.
- a shielding layer 130 is formed from an opaque material.
- the luminescent layer 120 is formed directly on the shielding layer 130.
- the shielding layer 130 prevents light generated by the luminescent layer 120 from being emitted toward the back of the lighting device.
- the shielding layer 130 could also be arranged between the luminescent layer 120 and the front side of the lighting device, so that light generated in the luminescent layer 120 can only be emitted towards the rear side of the lighting device. In the following, however, only the Case of delivery of the light generated in the luminescent layer 120 toward the front of the lighting device are considered.
- the shielding layer may be a metallic electrode which serves to drive the luminescent layer 120.
- an absorbing layer and / or an antireflection coating can be introduced between the luminescent layer 120 and the back substrate 110 in this case.
- the absorbing layer may contain, for example, nanoparticles.
- a transparent protective layer 150 is furthermore applied.
- the protective layer 150 may be, for example, a thin glass plate, a vapor-deposited oxide layer or a thin polymer layer.
- the protective layer 150 protects the luminescent layer 120 against aging processes such as oxidation and against mechanical damage.
- a protective layer 150 formed as a glass plate or polymer layer air, a protective gas or a polymer-based embedding medium, e.g. transparent adhesive.
- the protective layer 150 is preferably provided with an antireflection layer 155.
- an antireflection layer 155 a reflectivity of well below one percent in the visible spectral range is preferred.
- an antireflection layer 1 15 may be provided on the back of the lighting device, i. on the surface of the back substrate 1 10.
- the antireflection layers 15, 155 may be, for example, the dielectric multilayers or moth-eye structures.
- the transparent hole regions 140 extend between the front side and the rear side of the lighting device.
- the hole regions 140 extend substantially perpendicularly through the luminescent layer 120 and the shielding layer 130.
- the structuring of the luminescent layer 120 and the shielding layer 130 is therefore substantially congruent, whereby specific deviations can be introduced, which are explained in more detail below.
- the shielding layer 130 has an edge region 132 around the hole regions 140, which protrudes beyond the luminescent layer 120.
- the edge region 132 preferably protrudes beyond the luminescent layer 120 by at least one micrometer.
- the width of the edge region 132 is chosen to be greater than the thickness of the luminescent layer 120. For example, if the luminescent layer 120 is only a few hundred nanometers thick, an edge region 132 projecting only a few micrometers beyond the luminescent layer 120 can be selected. However, an excessively wide width of the edge portion 132 should be avoided so as not to unnecessarily reduce the transparent hole portions 140.
- Fig. 1 the light generated by the lighting device is shown schematically by solid arrows 20.
- the light emitted by the illumination device strikes an object plane 50, which is typically spaced apart by the illumination device, and is scattered or reflected there.
- the scattered or reflected light emanating from the object plane 50 is illustrated in FIG. 1 by dashed arrows 30. It can be seen that due to the hole areas 140 in the lighting device, the reflected or scattered light 30 is transmitted toward the back of the lighting device.
- back substrate 110 and the layers of the illumination device formed thereon are shown as planar in FIG. 1, it will be understood that a domed or deformable structure may also be provided.
- FIG. 2 schematically shows a plan view of the illumination device of FIG. 1.
- a region occupied by the illumination layer 120 is shown hatched. Furthermore, the edge regions 132 of the shielding layer 130 formed around the hole regions 140 can be seen.
- the transparent hole portions 140 are not continuous and formed in a square shape.
- other cross-sectional shapes are also possible for the hole regions 140, eg round, oval, rectangular, triangular angular, polygonal or strip-shaped.
- a hole region 140 in the plane of the luminescent layer 120 to have a different cross-sectional shape than in the plane of the shielding layer 130, as long as the edge region 132 protruding beyond the luminescent layer 120 extends around the entire hole region 140. In such a case, the edge region 132 would typically have a varying width along the circumference of the hole region 140.
- the hole regions 140 are arranged in the plane of the shielding layer 130 as well as in the plane of the luminous layer 120 in a regular square grid.
- other arrangements are possible, such as a rectangular grid in which a distance between adjacent hole areas 140 in a first direction is different than a spacing of adjacent hole areas 140 in a second direction, a hexagonal grid, or an irregular or stochastic arrangement.
- an irregular array may be advantageous to reduce the occurrence of moire effects.
- the transparent hole portions 140 need not all be formed with the same cross-sectional shape or size. A variation of cross-sectional shapes or sizes can also be used to reduce moiré effects.
- the pitch of the hole regions 140 may be selected in the range of about 0.5 ⁇ m to 10 mm. However, in certain applications it is preferred that the patterning be visually imperceptible or barely perceptible. In this case, the distance between the transparent hole regions 140 may be less than 500 ⁇ m, in particular less than 100 ⁇ m.
- the proportion of the hole areas 140 on the total area of the luminescent layer 120 i. including the transparent hole areas 140, are selected in a wide range. This proportion determines the transmission of light through the lighting device.
- the proportion of the hole areas 140 on the total area of the luminescent layer 120 may be between 5% and 95%. In order to achieve a relatively high transmission, the proportion of the hole areas 140 on the total area is preferably 50% or more.
- the illumination device can furthermore be designed in such a way that the radiation emitted by the luminescent layer 120, which is reflected on the outer surface of the transparent protective layer 150, due to total reflection in the Composite of back substrate 1 10 and transparent protective layer 150 remains trapped. In this way it can additionally be avoided that radiation generated by the luminescent layer 120 is scattered within the illumination device in the direction of the rear side of the illumination device and emitted on the rear side of the illumination device.
- the transparent protective layer 150 is made of a material having a specific refractive index of preferably n> 1.5, the back substrate 110 also having the definite refractive index of preferably n> 1.5.
- the transparent protective layer can be configured, for example, as a thin cover glass plate.
- a medium for example optical cement, which has a similar refractive index as the transparent protective layer 150 and the back substrate 1 10.
- no light can shine on the Back of the lighting device exit from the back substrate 110, which has an angle to the solder of the outer surface of the back substrate 1 10, which is greater than a certain by the total reflection limit angle.
- this critical angle is 42 °.
- absorbent layers may be applied as jet traps.
- this light When light is emitted from the luminescent layer 120 and reflected from the outer surface of the transparent protective layer 150 so as to be transmitted through the hole areas 140 toward the back of the illuminator, this light has an angle which is the distance of the outer surface of the illuminator transparent protective layer 150 to the luminescent layer 120 and the width of the edge regions 132 around the hole areas 140 results. If this angle is greater than the critical angle for the total reflection, the light can not escape from the back substrate 110.
- the transparent protective layer 150 it would also be possible to dispense with an antireflection coating of the transparent protective layer 150.
- a transparent protective layer 150 having a thickness of 30 ⁇ m is used, assuming a total reflection angle of 42 °, no light can be transmitted through the outer surface of the back substrate 110 when the peripheral areas 132 around the hole areas 140 have a width greater than 40 have ⁇ m.
- the edge regions 132 are preferably designed with an absorbing surface on the side facing the front side of the illumination device, so that light reflected or scattered toward the rear side of the illumination device does not diffuse from the luminescent layer 120 due to multiple scattering or reflection through the hole regions 140 in the direction of the Rear side of the lighting device can get.
- FIG. 3 illustrates another lighting device.
- the illumination device of FIG. 3 essentially corresponds to that of FIG. 1 and FIG. 2, wherein similar or identical elements have been designated by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the description of FIGS. 1 and 2.
- the suppression of light emitted toward the back of the lighting device has been further improved.
- This improvement is based, on the one hand, on the measure that shielding walls 135 of an untransparent material are formed around the perforated areas 140.
- the shielding walls 135 extend from the shielding layer 130 toward the front side of the illumination device and are arranged in the plane of the luminescent layer 120 between the luminescent layer 120 and the hole regions 140. As shown, a height of the shielding walls 135 is selected to extend beyond the luminescent layer 120.
- the shielding walls 135, which are connected to the shielding layer 130 120 beam traps are formed around the luminescent layer.
- the effect of the beam traps is that light emitted at large angles to the surface normal of the luminous layer 120 strikes the shielding walls 135 and is absorbed, scattered or reflected there. It is avoided that the light generated by the luminescent layer 120 in the region of the hole regions 140 strikes the protective layer 150 and is reflected from there in the direction of the rear side of the lighting device.
- the shielding walls 135 preferably extend to the protective layer 150.
- the height of the shielding walls 135 is preferably selected depending on the extent of the luminescent layer 120 between the shielding walls 135. If, for example, the width of the luminescent layer 120 is approximately 50 ⁇ m between two adjacent hole regions 140, a height for the shielding walls 135 in the range between approximately 100 and 500 ⁇ m is preferably selected.
- the shield walls 135 may be made by various methods known in the art of microstructure, e.g. As embossing, injection molding, gluing, etc. In addition, known coating techniques, such as vapor deposition, sputtering, chemical coating, etc., are used. Preferably, the hole areas are formed in an intermediate substrate of transparent plastic, which is easy to pattern.
- microlenses 160 are applied to the front side of the illumination device.
- the microlenses 160 are formed on the surface of the protective layer 150.
- the microlenses 160 are arranged in such a way that they are arranged in front of the regions of the luminescent layer 120 lying between the hole regions 140. If, as shown in FIG. 2, the luminescent layer 120 is connected like a lattice, lattice-like cylindrical lens structures result for the microlenses 160.
- the extent of the microlenses 160 along the plane of the luminescent layer 120 is chosen to be greater than the extent of the luminescent layer 120 between two adjacent hole regions 140.
- the portion of the light generated in the luminescent layer 120 which is reflected on the outer surface of the protective layer 150 is reflected predominantly back in the direction of the luminescent layer 120. This proportion of the reflected light is shown schematically in FIG. 3 by a dashed arrow 20 '. It is thus avoided that light reflected on the outer surface of the protective layer 150 passes through the hole portions 140 toward the back of the lighting device.
- the microlenses 160 can deflect and bundle the light emitted by the luminous layer 120, as a result of which the illuminance in the object plane can be adjusted. For example, the illuminance in the object plane can be partially increased.
- microlenses 160 may also be fabricated by known techniques of microstructure technology. It is understood that in addition an antireflection Layer may be formed on the protective layer 150 and over the outer surface of the microlenses 160.
- FIG. 4 schematically illustrates another lighting device.
- the lighting device corresponds in many respects to the lighting devices illustrated in FIGS.
- elements which are similar to those of Figs. 1 -3 are designated by the same reference numeral. For their properties, reference is made to the explanations in connection with Fig. 1 -3.
- a further luminescent layer 125 is provided in addition to the luminescent layer 120.
- the further luminescent layer 125 is made of a transparent material.
- the further luminescent layer 125 can be designed as an OLED luminescent layer.
- the luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 are spatially separated from one another by an intermediate substrate 170.
- the hole regions 140 extend through the intermediate substrate 170 and the further luminescent layer 125, so that transparent hole regions 140, which extend through the luminescent layer 120, the further luminescent layer 125 and the shielding layer 130, are again formed between the front side and the back side of the illumination device.
- the hole areas correspond to cavities which may be filled with air, another gas or a transparent material.
- the shielding walls 135 are applied to the inner surfaces of the cavities formed in the intermediate substrate 170 by suitable coating techniques.
- the shielding walls 135 are arranged between the luminescent layer 120 and the hole regions 140 and between the further luminescent layer 125 and the hole regions 140, so that beam traps for both the light generated by the luminescent layer 120 and for the light generated by the further luminescent layer 125 be formed.
- the shielding walls 135 and the shielding layer 130 may be designed to be reflective on their respective sides facing the luminescent layer 120 or the further luminescent layer 125. In this way, an improved yield of the light emitted from the luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 can be achieved.
- the shielding walls 135 preferably extend perpendicular to the luminescent layers 120, 125, but may also have, within certain limits, an angle that deviates from 90 ° relative to the luminescent layers 120, 125. 4, the light emitted by the luminescent layer 120 is schematically represented by solid arrows 20, while the light emitted by the further luminescent layer 125 is shown schematically by dashed arrows 25. The backscattered or reflected light from the object plane 50 is shown schematically by dashed arrows 30.
- light is emitted from the luminescent layer 120 in the direction of the front side of the illumination device.
- the light emitted by the light-emitting layer 120 radiates through the further light-emitting layer 125 and is emitted from the illumination device in the direction of the object plane 50.
- the further luminous layer 125 radiates light both in the direction of the front side of the lighting device and in the direction of the rear side of the lighting device. However, due to reflecting surfaces behind the first luminescent layer 120 and on the shielding walls 135, the light generated by the further luminescent layer 125 can ultimately leave the lighting device only in the direction of the front side of the lighting device.
- both the luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 are implemented as OLED luminescent layers, which have a comparatively low luminance in comparison to other light sources, such as LEDs or incandescent lamps , which can be compensated by using multiple parallel luminescent layers.
- FIG. 5 schematically illustrates another lighting device.
- the illumination device of FIG. 5 corresponds in many respects to the illumination devices illustrated in FIGS.
- elements corresponding to those of Figs. 1-4 are designated by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the corresponding description in connection with FIG. 1 -4.
- the intermediate cover layer 180 is made of a transparent material and provided with an anti-reflection layer 185 on at least one of its surfaces.
- hole regions 140 between the front side and the back side of the illumination device extend through the luminescent layer 120, the first further luminescent layer 125 and the second further luminescent layer 126 and through the shielding layer 130.
- the further intermediate substrate 190 like the intermediate substrate 170, is designed as a perforated plate, with the perforated regions 140 corresponding in each case to cavities in the intermediate substrates 170, 190.
- the cavities may be filled with air, another gas or a transparent material.
- On the inner walls of the cavities in the further intermediate substrate 190 further shielding walls 136 are formed, which extend in extension of the shielding walls 135.
- the further shielding walls 136 extend in such a way that they are arranged in the plane of the second further luminous layer 126 between the second further luminous layer 126 and the respectively adjacent hole area 140.
- FIG. 5 light emitted by the second further luminous layer 126 is illustrated by double-dashed arrows 26, while light reflected or scattered from the object plane 50 is illustrated by dot-dashed arrows 30.
- the first and second further light-emitting layers 125, 126 are made of a transparent material.
- the first and second further luminescent layers 125, 126 can each be implemented as an OLED luminescent layer.
- light is emitted from the second further light-emitting layer 126 both in the direction of the rear side of the lighting device and in the direction of the front side of the lighting device.
- the light emitted in the direction of the rear side of the lighting device is reflected on the surfaces of the shield walls 135, 136 and on the surface of the shielding layer 130, so that it can ultimately only leave the lighting device in the direction of the front side of the lighting device. Due to the multiple stages of the lighting device shown in Fig. 5, the available luminance can be further increased.
- the spectral distribution of the light emitted by the illumination device can be adjusted by means of the various illumination layers, ie the illumination layer 120 and the first and second further illumination layers 125, 126, by the illumination layers 120, 125, 126 having corresponding individual emission spectra to be selected.
- This can be advantageous, for example, for professional film recordings in which a color rendering index of more than 90 is required, which can be achieved efficiently by using several OLED luminous layers with individual emission spectra.
- the individual luminescent layers 120, 125, 126 are applied to different substrates, whereby they can be controlled separately with little effort. In this way, for example, the color rendering index can in turn be adjusted in a targeted manner or aging processes of the individual luminescent layers 120, 125, 126 can be compensated.
- the multi-stage of the lighting device illustrated with reference to FIG. 5 can be extended to any number of stages.
- the insectsabdeckplatten can be provided on both sides with an antireflection coating.
- the intermediate substrates 170, 190 are made of a transparent material, which is hatched in FIG Surface is shown.
- the hole areas 140 are formed as cavities.
- the shielding walls 135, 136 are formed by applying a layer of an untransparent material.
- a side of the shielding walls 135, 136 facing the luminescent layers 120, 125, 126, designated 137, is provided with a reflective or reflecting surface.
- a side of the shielding walls 135, 136 facing the hole areas 140, labeled 138, is likewise designed as a reflecting or reflecting surface.
- the side 138 of the shielding walls 135, 136 can also be made absorbent, for example with a blackened surface.
- the reflective design of the side 137 of the shielding walls 135, 136 on the one hand prevents light from passing through the shielding walls into the hole areas 140. At the same time, it is possible for the light, if appropriate after multiple reflection on the surface of the shielding walls 135, 136 or the upper surface of the shielding layer 130, to be emitted in the direction of the front side of the lighting device.
- an absorbent configuration of the side 138 of the shielding walls 135, 136 may be advantageous for preventing light scattered on the intermediate cover plate 180 from being scattered toward the back of the lighting device.
- the quality of image capture by the hole areas 140 which could be affected by reflection at the sides 138 of the shielding walls 135, 136, can be improved.
- Fig. 7 schematically illustrates another lighting device.
- the lighting device of Fig. 7 is substantially the same as that of Figs. 5 and 6.
- Elements of the lighting device of Fig. 7 which correspond to those of Figs. 1-6 are denoted by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the corresponding explanations to FIGS. 1-6.
- a protective layer 150 is provided on the front side of the illumination device, which is provided with microlenses 160 on its surface. As explained in connection with FIG. 3, the microlenses 160 can further suppress the light backscattered in the direction of the rear side of the illumination device.
- light generated in the second further luminous layer 126, which is reflected inwardly on the surface of a microlens 160 in the protective layer 150, is denoted by 26 '.
- the microlenses 160 ensure that the backscattered light 26 'is directed into the region of the beam traps formed by the shielding walls 135, 136. The backscattered light is thereby effectively prevented from passing through the hole areas 140 to the back of the lighting device.
- the microlenses 160 are arranged between the hole regions 140 and thus form a grid-like cylindrical lens structure.
- the extension of the microlenses 160 in the plane of Again, protective layer 150 is preferably selected larger than the width of the respective regions of the luminescent layers 120, 125, 126.
- the luminescent layers provided in the illumination devices explained with reference to FIGS. 1 to 7 can consist of a plurality of electrically isolated partial regions, so that a plurality of separately controllable luminous regions result. If these separately controllable lighting areas are supplied with power via a passive or active matrix control, the lighting apparatus can be controlled to generate different areal illumination patterns.
- the lighting patterns can be used for decorative or functional purposes. For example, text or images can be generated. This can be used, for example, for advertising purposes, to display information or to issue warnings.
- the dimensions of the structures in the various layers e.g. Cross section of the hole areas, width of the webs of the luminescent layers, thickness of the various substrates, typically in the range of 1 -1000 microns. However, a range of 5-50 ⁇ m is preferred.
- the luminescent layers are typically thinner than 1 ⁇ m.
- FIG. 8 shows an application example for the lighting device explained in connection with FIGS. 1-7.
- the illumination device is arranged in spectacle lenses of a pair of spectacles 200.
- the lighting device may be applied to an inner or outer surface of the lenses.
- the lighting device may also be embedded in the lenses.
- the glasses 200 may be configured as reading glasses, data glasses or surgical loupe. Consequently, the spectacle lenses can also be provided with suitable optical imaging properties.
- the goggles 200 may be configured for viewing objects in close proximity.
- the illuminating radiation 20 emitted by the glasses 200 illuminates an object 250, for example the pages of a book or an operating field.
- a power source 220 is provided, for example a rechargeable battery or a battery.
- the Power source 220 connected via a cable with the glasses 200.
- the energy source 220 may also be integrated in the goggles 200.
- the illumination device integrated in the spectacle lenses is very space-saving and lightweight, since it consists essentially of a coating of the spectacle lenses, this coating having a thickness of typically a few tenths of a millimeter at most.
- the already existing eyeglass lenses are thus used as a carrier substrate for the lighting device.
- the spectacle lenses may be specifically adapted and provided with an optical effect or not.
- the illumination radiation 20 is generated directly between the eye and the observed object.
- the illumination distribution can be further optimized by using microlenses, which are designed asymmetrically, in accordance with the arrangements shown in FIGS. 3 and 7, so that the illumination radiation 20 is given a preferential direction for the area of the typical visual field.
- the illumination devices integrated in the lenses can also be designed such that they emit light in the ultraviolet spectral range, either in addition to light in the visible spectral range or exclusively. In this way it is possible to observe fluorescent objects.
- the spectacle lenses can also be provided with an additional spectral coating on the side facing the eye, which blocks ultraviolet radiation but allows visible radiation to pass.
- Applications for ultraviolet spectral irradiance illuminators include, for example, in bloodstain forensics research, in the study of fluorescent security features, e.g. in bills, or in geology.
- FIG. 9 schematically illustrates another application example of the lighting device shown in Figs. 1-7.
- the illumination device 100 is part of a camera objective 300 for a camera.
- the camera lens 300 includes a front lens 310 and optionally another lens 320 having one or more lenses or other imaging elements.
- the camera can be a movie camera or a video camera or act on a camera.
- the camera can be configured analog or digital.
- the illumination device 100 is arranged in front of the front lens 310 of the camera lens 300.
- the lighting device 100 may be implemented using planar substrates.
- the illumination radiation illustrated by solid arrows 20
- the illumination device 100 is emitted into the object plane 50.
- scattered or reflected light is received by the illumination device 100 in the camera lens 300.
- the front lens 310 and the optional further optics 320 image the detected scattered or reflected radiation 30 onto an image pickup device, e.g. a photosensitive film or a photosensitive chip.
- FIG. 10 schematically illustrates another embodiment of the illumination device described in Figs. 1-7.
- the illumination device 100 is provided as part of an imaging optic 400.
- the imaging optics 400 comprises a front lens 410 and optionally further optics, which may consist of one or more further lenses or other imaging elements.
- the illumination device 100 is applied to the surface of the front lens 410 of the imaging optics 400. Due to the front lens 410 and the further optics, light detected by the imaging optics 400 is imaged onto a detector 450.
- the detector may, for example, be a camera. However, visual observation by the human eye is also possible.
- a spectral filter 420 may be disposed in the optical path between the front lens 410 and the detector 450, e.g. between the front lens 410 and the further optic 430.
- the illumination radiation generated by the illumination device 100 is emitted in the direction of the object plane 50.
- reflected or scattered light is transmitted through the front lens 410 and the light applied thereon.
- Luminous device 100 recorded in the imaging optics 400 and imaged via the front lens 410 and the further optics 430 on the detector 450.
- the imaging optics 400 may be, for example, a camera or video camera for close-ups. Due to the illumination device 100 applied directly to the front lens 410, a space-saving alternative to a lighting ring formed around a lens or to a separate illumination source is provided. With a sufficiently small structuring of the illumination device 100, impairments of the image quality due to the structures introduced into the beam path in the illumination device can be avoided since the illumination device is sufficiently far away from the object plane 50 to be sharply imaged.
- the lighting device 100 can be reversibly attached to a lens as a pre-screw component.
- the illumination device can be applied to a substrate which is planar or has a curvature that deviates from the front lens 410.
- the illumination device 100 can be applied to a substrate which is concavely curved, as a result of which an increase in illuminance in the center of the image can be achieved.
- the spectral filter 420 may be used to filter unwanted spectral regions from the light detected by the imaging optics 400. This may in particular be radiation in the ultraviolet spectral range which is generated by the illumination device 100, for example in order to bring about fluorescence excitation in an object under examination.
- the spectral filter 420 may be a separate component of the imaging optics 400, which may optionally be configured interchangeable. Alternatively, the spectral filter 420 may be mounted on a lens or other optical element.
- the arrangement shown in FIG. 10 may also be part of an endoscope with wide-field detection. Compared to a conventional illumination by means of a separate optical fiber or by means of a beam splitter again results here the advantage of a small footprint, which is of great importance in endoscopes.
- the arrangement shown in FIG. 10, however, may also be a part of a microscope, for example a stereomicroscope, a surgical microscope, a compound or wide field microscope or an ophthalmological microscope. Furthermore, it can be part of an industrial measuring device.
- the advantage over conventional lighting devices is that little space is required and even with a small working distance in relation to the diameter of a lens used efficient lighting can be achieved.
- the structured illumination device may not lie directly in the object plane 50 or an image plane conjugate thereto.
- the illumination device 100 can be used in a pupil plane of the imaging optics, e.g. in the plane of a microscope aperture or in an accessible lens pupil.
- various areal illumination patterns e.g. Rings, segments, half-pupils, etc.
- different microscopic contrasting methods are generated and continuously mixed by a dimming process, for example, with a bright field image or a dark field image. This results in advantages over a hard switching between different microscopic contrast methods.
- With a division of the planar illumination in half-pupils a continuous connection of the spatial image contrast is possible.
- FIG. 11 A concrete application example of the illumination device 100 in a microscope is illustrated in FIG. 11.
- FIG. 11 shows, by way of example, a stereomicroscope 500 in which the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 is arranged in front of the imaging optics.
- the illumination device 100 Starting from the illumination device 100, light is emitted onto an object 550 to be observed. Light reflected or scattered by the observed object 550 is detected by the illumination device 100 in the microscope 500 in an object of the microscope 500 and supplied to an observation section 510 of the microscope 500.
- the observation section 510 there may be eyepieces which allow a visual observation of the observation object 550 by the human eye.
- the observation section 510 may also be provided with a camera.
- the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can also be used in conjunction with matrix-like arrangements of miniature lenses.
- a 1: 1 image can be made on a camera chip.
- a very large ratio of viewing area to working distance can be achieved.
- the diameter of the miniature lenses is typically less than 5mm.
- the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can be introduced between the camera chip and the object plane in order to realize a reflected light illumination.
- the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can also be used for reflection-free illumination of images.
- a transparent protective material arranged in front of the image e.g. a protective glass
- a substantially the entire surface of the image covering lighting device with the explained with reference to FIGS. 1-7 properties.
- the image is illuminated very evenly and reflections from separate light sources on the transparent protective material are avoided.
- the illumination device can also be used for objects sensitive to ultraviolet radiation, e.g. Paintings, photographs or the like, are used.
- the illumination can also be adapted effectively to the respective object to be illuminated and / or the environmental conditions. Furthermore, the brightness of the lighting is easily controllable. An automatic brightness control can be used in combination with a brightness sensor.
- FIG. 1-7 Another use of the illumination device described with reference to Figs. 1-7 is as part of a watch glass, e.g. to dial illumination.
- the lighting device can also be used in showcases or cabinet doors as a light source.
- the lighting device can also be used in showcases or cabinet doors as a light source.
- the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 for illuminating and optionally monitoring neighboring rooms through window panes.
- an advantage results from the fact that a large-area illumination is realized, which causes no glare and illuminates an object to be observed or people to be observed exactly from the direction from which the observation is made.
- the lighting device may be additionally provided on the side facing the observer with a partially transparent mirror layer.
- a further field of application of the illumination device explained with reference to FIGS. 1 to 7 is found in optical copiers and scanners.
- an object e.g. a sheet of paper to draw a line-shaped light source over the object.
- the mechanical complexity associated therewith can be avoided by using the planar lighting device explained with reference to FIGS. 1-7, by realizing a substantially full-surface illumination of the object.
- the image recording can then take place through the illumination device.
- a further advantage is that the image acquisition can take place with a two-dimensionally configured camera, which in turn allows a higher copy or scan speed to be achieved.
- the mean distance between the hole areas in the lighting device should preferably be less than 50 ⁇ m.
- Teleprompters with which lecturers can read their text without the text being able to be seen by the audience.
- Teleprompters be used in eg live events or television.
- teleprompters usually consist of a projector and a partially reflecting plate. The speaker sees the reflected, projected text, while the viewer sees only the partially reflecting plate.
- the projector can be saved, since the text can be displayed directly with the lighting device according to the invention.
- the lighting device is to be designed such that it functions with a sufficient resolution as a text and / or image-representing display.
- the usual in displays passive matrix method or active matrix method can be used.
- the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 can also be used in reflective display devices, e.g. In LCoS (Liquid Crystal on Silicon) (LCoS) display devices, the illumination device can be placed a short distance in front of the reflective display device and a very flat design is made possible, in which case the reflective display devices also be used for large-area display, as a complex incident illumination with beam-forming elements is not required.
- the average distance between the hole areas in the lighting device should be smaller than the pixels of the display device.
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Abstract
A semi-transparent illumination apparatus which emits on one side comprises a luminous layer (120) and a screening layer (130) which is made of a non-transparent material and is arranged between a rear side of the illumination apparatus and the luminous layer (120). A multiplicity of transparent hole regions (140) at which the luminous layer (120) and the screening layer (130) are broken through and which extend between the rear side and a front side of the illumination apparatus. The screening layer (130) has edge regions (132) which are each formed around the hole regions (140) and project beyond the luminous layer (120).
Description
Semitransparente Beleuchtungsvorrichtung Semitransparent lighting device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine flächenhafte semitransparente Beleuchtungsvorrichtung mit einseitiger Abstrahlungscharakteristik.The present invention relates to a planar semitransparent lighting device with single-sided radiation characteristic.
Es sind zahlreiche elektrisch betriebene Strahlungsquellen zur Beleuchtung von Objekten bekannt, z.B. Glühlampen, Bogenlampen, Laser, LEDs (LED: „Light Emitting Diode") und OLEDs (OLED: „Organic Light Emitting Diode"). Um eine flächenhafte Beleuchtung zu erhalten, müssen die meisten genannten Strahlungsquellen mit einer homogenisierenden oder streuenden Optik (z.B. Streuscheibe) kombiniert werden. Lediglich die OLED weist a priori die Eigenschaft auf, flächenhaft und homogen aus einer sehr dünnen Schicht abzustrahlen.Numerous electrically powered radiation sources are known for illuminating objects, e.g. Incandescent lamps, arc lamps, lasers, LEDs (LED: "Light Emitting Diode") and OLEDs (OLED: "Organic Light Emitting Diode"). To obtain areal illumination, most of the radiation sources mentioned must be combined with a homogenizing or scattering optic (for example diffuser). Only the OLED has a priori the property to radiate areally and homogeneously from a very thin layer.
Der übliche Aufbau von OLEDs besteht darin, dass ein Substrat mit einer transparenten Leitungsschicht, z.B. aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), versehen wird. Auf die transpa- rente Leitungsschicht folgen eine Lochleitungsschicht, eine Leuchtschicht, die kleine organische Moleküle oder Polymere enthält, eine Elektronenleitungsschicht sowie eine metallische Kathodenschicht mit geringer Austrittsarbeit. Fließt ein elektrischer Strom durch diese Schichten, so emittiert die Leuchtschicht, welche typischerweise nur etwa 200 nm stark ist, Strahlung. Diese Strahlung liegt in der Regel im sichtbaren Spektralbereich, kann aber auch Anteile im ultravioletten oder infraroten Spektralbereich aufweisen.The usual structure of OLEDs is that a substrate with a transparent conductor layer, e.g. indium tin oxide (ITO). The transparent wiring layer is followed by a hole line layer, a luminescent layer containing small organic molecules or polymers, an electron conduction layer, and a low workfunction metal cathode layer. When an electric current flows through these layers, the luminescent layer, which is typically only about 200 nm thick, emits radiation. This radiation is usually in the visible spectral range, but may also have shares in the ultraviolet or infrared spectral range.
Weiterentwicklungen von OLEDs zielen darauf ab, die relativ teure ITO-Schicht durch andere transparente und gleichzeitig leitfähige Materialien zu ersetzen. Es hat sich herausgestellt, dass beispielsweise Nanodrähte aus Gold dazu prinzipiell geeignet sind.Further developments of OLEDs aim to replace the relatively expensive ITO layer with other transparent and simultaneously conductive materials. It has been found that, for example, gold nanowires are in principle suitable for this purpose.
Weiterhin ist auch bekannt, dass die leuchtende Fläche einer OLED strukturiert werden kann. Hierzu ist es beispielsweise möglich, beim Aufdampfen der OLED- Schichten Schattenmasken zu verwenden. Bei Polymer-OLEDs können Druckverfahren zur Strukturierung verwendet werden.
Es kann zwischen zwei grundlegende Bauformen von OLEDs unterschieden werden. Bei der einen Bauform ist eine Elektrodenschicht transparent (z.B. ITO) während die andere aus einer untransparenten, metallischen Schicht besteht. Bei dieser Bauform wird die von der OLED erzeugte Strahlung lediglich einseitig durch die transparente Elektrodenschicht abgegeben. Entsprechend ist diese Bauform auch undurchlässig für anderes Licht.Furthermore, it is also known that the luminous surface of an OLED can be structured. For this purpose, it is possible, for example, to use shadow masks when evaporating the OLED layers. For polymer OLEDs, printing processes can be used for structuring. A distinction can be made between two basic types of OLEDs. In one design, one electrode layer is transparent (eg, ITO) while the other is an untransparent metallic layer. In this design, the radiation generated by the OLED is emitted only on one side through the transparent electrode layer. Accordingly, this design is also impermeable to other light.
Bei der zweiten Bauform sind beide Elektrodenschichten transparent, also beispielsweise aus ITO. Hier strahlt die OLED beidseitig ab, und sie ist auch für anderes Licht durchlässig. Eine Bildgebung durch eine derartige OLED hindurch ist jedoch nur bedingt möglich, da durch die beidseitige Abstrahlung eine Blendung des Detektors (z.B. Kamera oder Auge) erfolgt. Zumindest ist mit einer deutlichen Kontrastverschlechterung zu rechnen, wenn die OLED in Richtung des Detektors abstrahlt.In the second design, both electrode layers are transparent, for example made of ITO. Here, the OLED radiates from both sides, and it is also permeable to other light. However, imaging through such an OLED is only possible to a limited extent because the two-sided radiation causes dazzling of the detector (for example camera or eye). At least a significant decrease in contrast is to be expected when the OLED radiates in the direction of the detector.
Aus der US 2006/0202104 A1 ist ein monolithischer Bildsensor bekannt, welcher mit einer einseitig abstrahlenden semitransparenten Leuchtschicht versehen sein kann. Die einseitig abstrahlende semitransparente Leuchtschicht kann auf Grundlage von LEDs oder OLEDs implementiert sein. Die Leuchtschicht beinhaltet auf einer Seite eine metallische Kontaktschicht. In der Leuchtschicht ausgebildete Löcher ermögli- chen den Durchtritt von Licht zu einer Bildaufnahmeschicht. Auch bei dieser bekannten Beleuchtungsvorrichtung kann jedoch in der Leuchtschicht erzeugtes Licht durch die Löcher in Richtung der Bilderfassungsschicht gestreut werden. Dieses Problem wird verstärkt, wenn der Anteil der Löcher an der Gesamtfläche der Leuchtschicht erhöht wird, um eine verbesserte Transparenz zu erreichen. Es besteht daher ein Bedarf für einseitig abstrahlende semitransparente Beleuchtungsvorrichtungen, welche eine verbesserte Trennung des erzeugten Lichts und des transmittierten Lichts ermöglichen.US 2006/0202104 A1 discloses a monolithic image sensor which can be provided with a semitransparent luminous layer emitting on one side. The unilaterally radiating semitransparent luminescent layer can be implemented on the basis of LEDs or OLEDs. The luminescent layer contains on one side a metallic contact layer. Holes formed in the luminescent layer allow the passage of light to an image-receiving layer. However, even in this known lighting device, light generated in the luminescent layer may be scattered through the holes in the direction of the image-capturing layer. This problem is exacerbated when the proportion of holes in the total area of the luminescent layer is increased to achieve improved transparency. There is a need, therefore, for single-sided radiating semitransparent lighting devices that allow for improved separation of the generated light and the transmitted light.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Beleuchtungsvorrich- tung zu schaffen, welche eine verbesserte Eignung für eine Bilderfassung durch die Beleuchtungsvorrichtung hindurch aufweist.An object of the present invention is to provide a lighting device which has an improved suitability for image capture by the lighting device.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.This object is achieved by a lighting device according to claim 1. The dependent claims define advantageous embodiments of the invention.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung eine Leuchtschicht und eine zwischen der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung und der
Leuchtschicht angeordnete Abschirmschicht aus einem untransparenten Material. Weiterhin ist eine Vielzahl von transparenten Lochbereichen vorgesehen, welche sich zwischen der Rückseite und einer Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung durch die Leuchtschicht und die Abschirmschicht erstrecken. Die Leuchtschicht und die Abschirmschicht sind folglich an den Lochbereichen durchbrochen. Die Abschirmschicht weist jeweils um die Lochbereiche ausgebildete Randbereiche auf, wobei die Randbereiche über die Leuchtschicht hinausragen. Vorzugsweise ragen die Randbereiche um wenigstens einen Mikrometer über die Leuchtschicht hinaus. Die Lochbereiche können im Querschnitt eine beliebige geeignete Form aufweisen, beispielsweise rund, oval, rechteckig, dreieckig, polygonartig oder streifenartig. Die Ausdehnung der Lochbereiche in der Ebene der Abschirmschicht beträgt in wenigstens einer Richtung 500 μm oder weniger. Die Lochbereiche können in der Ebene der Abschirmschicht in einem periodischen Gitter angeordnet sein. Alternativ ist eine unregelmäßige oder stochastische Anordnung möglich. Letzteres kann bei bestimm- ten Anwendungen vorteilhaft sein, um Moire-Effekte zu reduzieren. Weiterhin ist es auch nicht erforderlich, dass die Lochbereiche jeweils die gleiche Form und Größe aufweisen. Die Verwendung verschiedener Formen und Größen für die Lochbereiche kann ebenfalls dazu beitragen, Moire-Effekte zu reduzieren.According to the present invention, a lighting device comprises a luminescent layer and one between the back of the lighting device and the Luminescent layer arranged shielding of an untransparent material. Furthermore, a plurality of transparent hole regions are provided which extend through the luminescent layer and the shielding layer between the rear side and a front side of the illumination device. The luminescent layer and the shielding layer are thus broken at the hole areas. The shielding layer has respective edge regions formed around the hole regions, the edge regions projecting beyond the luminescent layer. Preferably, the edge regions protrude beyond the luminescent layer by at least one micrometer. The hole areas can have any suitable shape in cross-section, for example round, oval, rectangular, triangular, polygonal or strip-like. The extension of the hole areas in the plane of the shielding layer is 500 μm or less in at least one direction. The hole areas may be arranged in the plane of the shielding layer in a periodic grid. Alternatively, an irregular or stochastic arrangement is possible. The latter may be advantageous in certain applications to reduce moiré effects. Furthermore, it is also not necessary that the hole areas each have the same shape and size. Using different shapes and sizes for the hole areas can also help reduce moiré effects.
Bei der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung wird Licht einseitig in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlt. Die Abschirmschicht verhindert eine Abstrahlung von Licht in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung. Insbesondere verhindern die Randbereiche, welche über die Leuchtschicht hinausragen, dass von der Leuchtschicht erzeugtes Licht innerhalb der Beleuch- tungsvorrichtung in Richtung ihrer Rückseite abgegeben oder gestreut wird. Dieser Vorteil bleibt auch dann erhalten, wenn der Anteil der Lochbereiche an der Gesamtfläche der Leuchtschicht relativ hoch ist, z.B. 50% oder mehr beträgt.In the lighting device according to the invention, light is emitted on one side in the direction of the front side of the lighting device. The shielding layer prevents radiation of light towards the back of the lighting device. In particular, the edge regions which project beyond the luminescent layer prevent light generated by the luminescent layer from being emitted or scattered in the direction of its rear side within the illumination device. This advantage is maintained even if the proportion of the hole areas on the total area of the luminescent layer is relatively high, e.g. 50% or more.
Gemäß einer Ausführungsform sind um die Lochbereiche Abschirmwände aus einem untransparenten Material ausgebildet. Die Abschirmwände können sich im Wesentlichen senkrecht zu der Abschirmschicht und der Leuchtschicht erstrecken. Die Abschirmwände sind entlang eines Teils der Lochbereiche zwischen der Abschirmschicht und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet. Die Abschirmwände können mit der Abschirmschicht verbunden sein. Bevorzugt erstrecken sich die Abschirmwände zwischen der Leuchtschicht und den Lochbereichen. Insbesondere können sich die Abschirmwände in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung über die Leuchtschicht hinaus erstrecken. Eine Höhe der Ab-
schirmwände entlang der Achse der Lochbereiche ist vorzugsweise umso größer, je größer die Breite der zwischen zwei benachbarten Lochbereichen eingeschlossenen Leuchtschicht ist. Die Höhe der Abschirmwände kann beispielsweise abhängig von der Breite der eingeschlossenen Leuchtschicht in einem Bereich zwischen 10 μm und 500 μm ausgewählt werden. Die Abschirmschicht und/oder die Abschirmwände können reflektierend ausgestaltet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die der Leuchtschicht zugewandte Seite der Abschirmwände oder die den Lochbereichen zugewandte Seite der Abschirmwände absorbierend ausgestaltet sind.According to one embodiment, shielding walls of an untransparent material are formed around the hole areas. The shielding walls may extend substantially perpendicular to the shielding layer and the luminescent layer. The shielding walls are formed along a part of the hole portions between the shielding layer and the front side of the lighting device. The shielding walls may be connected to the shielding layer. The shielding walls preferably extend between the luminescent layer and the hole regions. In particular, the shielding walls can extend beyond the luminescent layer in the direction of the front side of the lighting device. An amount of the Screen walls along the axis of the hole areas is preferably larger, the greater the width of the enclosed between two adjacent hole areas luminescent layer. The height of the shielding walls can be selected, for example, depending on the width of the enclosed luminescent layer in a range between 10 .mu.m and 500 .mu.m. The shielding layer and / or the shielding walls can be designed to be reflective. However, it is also possible for the side of the shielding walls facing the luminescent layer or the side of the shielding walls facing the hole areas to be designed to be absorbent.
Durch die Abschirmwände werden um die Leuchtschicht Strahlfallen ausgebildet, welche einen effektive Unterdrückung der Streuung oder Abstrahlung von in der Leuchtschicht erzeugtem Licht in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung ermöglichen.By means of the shielding walls, beam traps are formed around the luminescent layer, which enable an effective suppression of the scattering or radiation of light generated in the luminescent layer in the direction of the rear side of the lighting device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beleuchtungsvorrichtung wenigstens eine weitere Leuchtschicht, welche zwischen der Leuchtschicht und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Die weitere Leuchtschicht ist aus einem transparenten Material hergestellt. Beispielsweise kann es sich bei der weiteren Leuchtschicht um eine OLED-Leuchtschicht handeln. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Leuchtbereiche auch durch die weitere Leuchtschicht bzw. durch die weiteren Leuchtschichten, und Abschirmwände sind vorgesehen, welche sich zwischen der weiteren Leuchtschicht und den Lochbereichen erstrecken, so dass auch um die weitere Leuchtschicht bzw. um die weiteren Leuchtschichten Strahlfallen ausgebildet sind.According to a further preferred embodiment, the lighting device comprises at least one further luminescent layer, which is arranged between the luminescent layer and the front side of the lighting device. The further luminescent layer is made of a transparent material. By way of example, the further luminescent layer may be an OLED luminescent layer. In this embodiment, the luminous regions also extend through the further luminous layer or through the further luminous layers, and shielding walls are provided, which extend between the further luminous layer and the hole regions, so that beam traps are also formed around the further luminous layer or around the further luminous layers are.
Darüber hinaus kann die Beleuchtungsvorrichtung eine oder mehrere Antireflex- schichten umfassen. Beispielsweise kann eine Antireflexschicht an der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Darüber hinaus kann zwischen jeder Leuchtschicht und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung eine interne Antire- flexschicht ausgebildet sein. Darüber hinaus kann auch auf der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung eine Antireflexschicht vorgesehen sein. Die Antireflexschich- ten können beispielsweise die dielektrische Vielfachschichten oder Mottenaugen- strukturen beinhalten. Vorzugsweise weisen die Antireflexschichten im sichtbaren Spektralbereich eine Reflektivität von unter einem Prozent auf.In addition, the lighting device may comprise one or more antireflection layers. For example, an antireflection layer may be arranged on the front side of the illumination device. In addition, an internal anti-reflection layer can be formed between each luminescent layer and the front side of the lighting device. In addition, an antireflection layer can also be provided on the back of the lighting device. The antireflection layers may include, for example, the dielectric multilayers or moth-eye structures. The antireflection layers preferably have a reflectivity of less than one percent in the visible spectral range.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine transparente Schutzschicht auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet. Die transparente
Schutzschicht kann beispielsweise eine dünne Deckglasplatte sein. Durch die transparente Schutzschicht wird die Leuchtschicht von schädlichen äußeren Einflüssen, z.B. mechanische Beschädigung oder chemische Alterung, geschützt. Darüber hinaus kann durch die Schutzschicht das Abstrahlverhalten der Beleuchtungsvorrich- tung gezielt verbessert werden. Beispielsweise kann die Schutzschicht derart ausgestaltet sein, dass an der Außenseite der Schutzschicht nach innen reflektiertes Licht aus der Leuchtschicht aufgrund von Totalreflexion in der Beleuchtungsvorrichtung gefangen bleibt.In a further preferred embodiment, a transparent protective layer is arranged on the front side of the lighting device. The transparent Protective layer may be, for example, a thin cover glass plate. The transparent protective layer protects the luminescent layer from harmful external influences, eg mechanical damage or chemical aging. In addition, the emission behavior of the illumination device can be purposefully improved by the protective layer. For example, the protective layer may be configured such that light reflected inwardly on the outside of the protective layer from the luminescent layer remains trapped due to total reflection in the illumination device.
Darüber hinaus können bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Vielzahl von Mikrolinsen auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Durch die Mikrolinsen kann verhindert werden, dass Licht aus der Leuchtschicht, welches an der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung nach innen reflektiert wird, in Richtung der Lochbereiche gelenkt wird. Zu diesem Zweck befinden sich die Mikrolinsen vorzugsweise zwischen den Lochbereichen, d.h. vor den zwischen den Leuchtbereichen ausgebildeten Bereichen der Leuchtschicht. Weiterhin kann durch die Mikrolinsen eine gezielte Strahlablenkung, insbesondere Bündelung, des aus der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Lichts erreicht werden. Auf diese Weise kann beispielsweise die Bestrahlungsstärke in einer Objektebene partiell erhöht werden.Moreover, in a preferred embodiment, a plurality of microlenses may be disposed on the front of the illumination device. The microlenses can prevent light from the luminescent layer, which is reflected inwardly at the front side of the lighting device, from being directed in the direction of the hole regions. For this purpose, the microlenses are preferably located between the hole areas, i. in front of the regions of the luminous layer formed between the luminous areas. Furthermore, a targeted beam deflection, in particular focusing, of the light emitted from the illumination device can be achieved by the microlenses. In this way, for example, the irradiance in an object plane can be partially increased.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann durch einen Schichtaufbau auf einem transparenten Rücksubstrat hergestellt sein. Es können jedoch auch separate Zwischensubstrate vorgesehen sein, welche an einem Trägersubstrat angebracht werden. Beispielsweise können solche Zwischensubstrate als eine Lochplatte ausgestaltet sein, wel- che an den Positionen der Lochbereiche perforiert ist. Die Leuchtschicht und/oder eine weitere Leuchtschicht können dann auf der Oberfläche der Lochplatte aufgebracht sein. Die Innenwände der in der Lochplatte ausgebildeten Lochbereiche können beschichtet sein, um die Abschirmwände auszubilden.The illumination device can be produced by a layer structure on a transparent back substrate. However, it may also be provided separate intermediate substrates, which are attached to a carrier substrate. For example, such intermediate substrates may be configured as a perforated plate which is perforated at the positions of the perforated regions. The luminescent layer and / or a further luminescent layer can then be applied to the surface of the perforated plate. The inner walls of the hole areas formed in the perforated plate may be coated to form the shielding walls.
Die in der Beleuchtungsvorrichtung verwendeten Substrate können planar sein oder gewölbte Oberflächen aufweisen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann somit mit einer Wölbung versehen sein. Die Wölbung kann z.B. sphärisch oder zylinderförmig sein. Beispielsweise können die Schichten der Beleuchtungsvorrichtung auf einer gewölbten Oberfläche einer Linse aufgebracht sein. In diesem Fall würde die Linse ein Trä- gersubstrat für die Beleuchtungsvorrichtung darstellen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung auch auf Grundlage von deformierbaren Substraten aufgebaut sein.
Die Leuchtschicht und/oder die weiteren Leuchtschichten können jeweils als zusammenhängende Leuchtschicht ausgebildet sein. Alternativ können mehrere Leuchtbereiche ausgebildet sein, welche separat ansteuerbar sind. In diesem Fall ist eine gezielte Aktivierung der separaten Leuchtbereiche möglich, um eine Beleuchtung mit steuerbaren flächenartigen Mustern zu erreichen.The substrates used in the lighting device may be planar or have curved surfaces. The lighting device can thus be provided with a curvature. The curvature may be, for example, spherical or cylindrical. For example, the layers of the illumination device can be applied to a curved surface of a lens. In this case, the lens would represent a carrier substrate for the lighting device. Furthermore, the lighting device can also be constructed on the basis of deformable substrates. The luminescent layer and / or the further luminescent layers may each be formed as a coherent luminescent layer. Alternatively, a plurality of luminous regions can be formed, which can be controlled separately. In this case, a targeted activation of the separate lighting areas is possible in order to achieve lighting with controllable area-like patterns.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist für eine Vielzahl von Anwendungen vorteilhaft einsetzbar. Beispielsweise kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer optischen Einrichtung vorgesehen sein, beispielsweise in einem Endoskop, einem Mikroskop, einer Lupe, einer Brille, einem Objektiv, einer Kamera, z.B. eine Fotokamera, eine Filmkamera oder eine Videokamera, einer Anzeigeeinrichtung, einem Kopierer oder einem Scanner. In diesem Fall kann die Beleuchtungsvorrichtung auf einem optischen Element der optischen Einrichtung aufgebracht sein. Bei dem optischen Element kann es sich um ein transmittives Abbil- dungselement, z.B. eine Linse, ein reflektives Abbildungselement, z.B. einen semitransparenten Spiegel, oder ein Strahlteilerelement handeln. Darüber hinaus kann die Beleuchtungsvorrichtung Bestandteil eines Uhrenglases, einer Vitrine, eines Schrankes, eines Aquariums oder eines Terrariums sein. Weiterhin kann die Beleuchtungseinrichtung Bestandteil eines Bilderrahmens sein. Die Beleuchtungsvor- richtung kann auch Bestandteil eines Kühl- oder Gefrierschrankes oder einer Fensterscheibe zu einem Nachbarraum sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann zur Beleuchtung einer reflektiven Anzeigevorrichtung dienen oder zur Auflichtbeleuchtung für eine matrixartige Anordnung von Miniobjektiven verwendet werden.The lighting device according to the invention can be advantageously used for a large number of applications. For example, the illumination device according to the invention may be provided in an optical device, for example in an endoscope, a microscope, a magnifying glass, a pair of glasses, a lens, a camera, e.g. a photographic camera, a movie camera or a video camera, a display device, a copier or a scanner. In this case, the illumination device may be applied to an optical element of the optical device. The optical element may be a transmissive imaging element, e.g. a lens, a reflective imaging element, e.g. a semitransparent mirror, or a beam splitter element. In addition, the lighting device may be part of a watch glass, a display case, a cabinet, an aquarium or a terrarium. Furthermore, the illumination device can be part of a picture frame. The lighting device can also be part of a refrigerator or freezer or a window pane to a neighboring room. The illumination device can serve to illuminate a reflective display device or be used for incident illumination for a matrix-like arrangement of miniature lenses.
Gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung somit auf oder vor einem Brillenglas, einer Linse einer Lupe oder einem Uhrenglas angebracht sein. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung Teil eines Mikroskops sein, z.B. auf oder vor einem optischen Element des Mikroskops angebracht sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch Teil eines ophtalmologischen Geräts sein, z.B. auf oder vor einem optischen Element des ophtalmologischen Geräts angebracht sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch Teil einer Kamera, z.B. einer Fotokamera, einer Filmkamera oder einer Videokamera, sein. Insbesondere kann die Beleuchtungsvorrichtung auf oder vor einem optischen Element der Kamera angebracht sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch Teil einer Anzeigevorrichtung sein, z.B. auf oder vor einer Skalen- oder Datenanzeige angebracht sein. Die Skalenoder Datenanzeige kann inhaltlich statisch oder variabel sein. Weiterhin kann Beleuchtungsvorrichtung bezüglich der Skalen- oder Datenanzeige verschiebbar oder
verdrehbar sein, z.B. nach Art eines Zeigerinstruments. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch auf oder vor einer elektronisch ansteuerbaren Anzeigevorrichtung, z.B. einer Segment- oder Matrixanzeigevorrichtung, angebracht sein. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung auch Teil eines Lesegeräts für elektronische Bücher bzw. E-Book-Lesegeräts seins. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung auf oder vor einer Anzeigevorrichtung des Lesegeräts angebracht sein. Allgemein ist die Beleuchtungsvorrichtung vorteilhaft in Verbindung mit allen reflektiven Anzeigervorrichtungen, z.B. mit statischem oder variablem Inhalt, einsetzbar. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch Teil eines Head-Mounted-Displays sein, z.B. auf oder vor einem transparenten Element des Head-Mounted-Displays angebracht sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann auch auf oder vor Zeitschriften, Zeitungen, Büchern, Bildern, Postern, Plakaten, Schildern oder Gemälden angebracht sein. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung eingesetzt werden, um das Innere einer Vitrine, eines Schrankes, eines Kühlschrankes, eines Ofens, eines Aquariums, eines Gewächs- hauses oder dergleichen zu beleuchten. Darüber ist die Beleuchtungsvorrichtung einsetzbar, um das Innere eines Behälter oder einer Verpackung zu beleuchten, z.B. als Teil eines Sichtfensters.According to embodiments of the invention, the lighting device may thus be mounted on or in front of a spectacle lens, a lens of a magnifying glass or a watch glass. Furthermore, the illumination device can be part of a microscope, for example, mounted on or in front of an optical element of the microscope. The lighting device may also be part of an ophthalmological device, for example mounted on or in front of an optical element of the ophthalmological device. The lighting device can also be part of a camera, for example a photo camera, a film camera or a video camera. In particular, the illumination device can be mounted on or in front of an optical element of the camera. The lighting device may also be part of a display device, for example, mounted on or in front of a scale or data display. The scale or data display can be static or variable in content. Furthermore, lighting device with respect to the scale or data display displaceable or be rotatable, for example in the manner of a pointer instrument. The lighting device can also be mounted on or in front of an electronically controllable display device, for example a segment or matrix display device. Furthermore, the lighting device may also be part of a reading device for electronic books or e-book readers. For example, the lighting device may be mounted on or in front of a display device of the reader. In general, the lighting device can advantageously be used in conjunction with all reflective display devices, eg with static or variable content. The lighting device may also be part of a head-mounted display, for example, be mounted on or in front of a transparent element of the head-mounted display. The lighting device may also be mounted on or in front of magazines, newspapers, books, pictures, posters, posters, signs or paintings. Furthermore, the lighting device can be used to illuminate the interior of a showcase, a cabinet, a refrigerator, a stove, an aquarium, a greenhouse or the like. In addition, the lighting device can be used to illuminate the interior of a container or packaging, for example as part of a viewing window.
Bei Aufbringung der Beleuchtungsvorrichtung auf einem spiegelnden optischen Element kann für verschiedene Beleuchtungsanordnungen eine bessere Strahlformung erreicht werden. Weiterhin wird der Einsatz der Beleuchtungsvorrichtung in Hybridobjektiven ermöglicht. Bei Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung als Teil eines Strahlteilerelements sind Anwendungen möglich, welche Auflichtfluoreszenzmikro- skopieverfahren mit einem dimmbaren Auflicht/Hellfeldmikroskopieverfahren kombinieren, d.h. bei einem multimodalen Mikroskopieverfahren.When the illumination device is applied to a specular optical element, better beam shaping can be achieved for different illumination arrangements. Furthermore, the use of the lighting device is made possible in hybrid lenses. When using the illumination device as part of a beam splitter element, applications are possible which combine incident-light fluorescence microscopy methods with a dimmable incident-light / bright-field microscopy method, i. in a multimodal microscopy method.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings with reference to embodiments.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem Aus- führungsbeispiel der Erfindung.1 schematically illustrates a lighting device according to an embodiment of the invention.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 1.FIG. 2 shows a schematic plan view of the illumination device of FIG. 1. FIG.
Fig. 3 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem wei- teren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.3 schematically illustrates a lighting device according to a further exemplary embodiment of the invention. 4 schematically illustrates a lighting device according to another embodiment of the invention.
Fig. 5 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem wei- teren Ausführungsbeispiel der Erfindung.5 schematically illustrates a lighting device according to a further exemplary embodiment of the invention.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Draufsicht von in der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 5 verwendeten Zwischensubstraten.FIG. 6 schematically shows a plan view of intermediate substrates used in the lighting apparatus of FIG. 5.
Fig. 7 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.Fig. 7 schematically illustrates a lighting device according to another embodiment of the invention.
Fig. 8 veranschaulicht schematisch eine optische Einrichtung in Form einer Brille mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.8 schematically illustrates an optical device in the form of a pair of glasses with a lighting device according to the invention.
Fig. 9 veranschaulicht schematisch eine optische Einrichtung in Form eines Objektivs mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.9 schematically illustrates an optical device in the form of a lens with a lighting device according to the invention.
Fig. 10 veranschaulicht schematisch eine optische Einrichtung in Form einer Abbil- dungsoptik mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.10 schematically illustrates an optical device in the form of a mapping optical system with a lighting device according to the invention.
Fig. 1 1 veranschaulicht schematisch eine optische Einrichtung in Form eines Mikroskops mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.Fig. 1 1 schematically illustrates an optical device in the form of a microscope with a lighting device according to the invention.
In der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in welchen gleiche oder ähnliche Elemente durchwegs mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird verzichtet. Es versteht sich, dass die in den Zeichnungen dargestellten Strukturen nicht maßstabsgetreu sind. Insbesondere können Schichtdicken aus Gründen der besseren Übersicht überhöht dargestellt sein.In the following description of embodiments, reference is made to the accompanying drawings in which like or similar elements are designated by the same reference numerals throughout. A repeated description of these elements will be omitted. It is understood that the structures illustrated in the drawings are not to scale. In particular, layer thicknesses can be exaggerated for reasons of clarity.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch eine Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein transparentes Rücksubstrat 110. Das transparente Rücksubstrat 1 10 kann beispielsweise aus Glas, Kristall, Keramik oder Kunststoff bestehen. Auf dem Rücksubstrat 1 10 aufgebracht ist eine Leuchtschicht 120, welche als OLED-Leuchtschicht ausgestaltet ist. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltun-
gen der Leuchtschicht 120 möglich, beispielsweise als anorganische LED- Leuchtschicht.Fig. 1 schematically illustrates a lighting device. The lighting device comprises a transparent back substrate 110. The transparent back substrate 110 may consist, for example, of glass, crystal, ceramic or plastic. Applied to the back substrate 110 is a luminescent layer 120, which is designed as an OLED luminescent layer. However, other forms are also conditions of the luminescent layer 120 possible, for example, as an inorganic LED luminescent layer.
Die Leuchtschicht 120 ist periodisch strukturiert, indem in der Leuchtschicht 120 ein periodisches Gitter von Lochbereichen 140 ausgebildet ist. Die Abbildung von Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Lochbereiche 140 und zwischen den Lochbereichen 140 ausgebildete Stege der Leuchtschicht 120.The luminescent layer 120 is structured periodically in that a periodic lattice of hole regions 140 is formed in the luminescent layer 120. The illustration of FIG. 1 shows a cross section through the hole regions 140 and webs of the luminescent layer 120 formed between the hole regions 140.
Die Leuchtschicht 120 ist zumindest über einige Perioden der Strukturierung, z.B. fünf oder mehr Perioden, zusammenhängend ausgebildet. Auf diese Weise ist für die zusammenhängenden Bereiche der Leuchtschicht 120 jeweils nur eine elektrische Kontaktierung über eine Anodenschicht und eine Kathodenschicht (nicht dargestellt) erforderlich. Es versteht sich, dass auch die gesamte Leuchtschicht 120 als ein einziger zusammenhängender Leuchtbereich ausgestaltet sein kann. Bei einer Auftei- lung in mehrere zusammenhängende Leuchtbereiche der Leuchtschicht 120 kann eine separate elektrische Ansteuerung der einzelnen Leuchtbereiche vorgesehen sein, um beispielsweise die Erzeugung verschiedener flächenhafter Beleuchtungsmuster steuern zu können.The luminescent layer 120 is at least over some periods of structuring, e.g. five or more periods, coherently formed. In this way, only one electrical contact via an anode layer and a cathode layer (not shown) is required for the contiguous regions of the luminescent layer 120. It goes without saying that the entire luminescent layer 120 can also be designed as a single coherent luminous area. When subdivided into a plurality of contiguous luminous regions of the luminous layer 120, a separate electrical actuation of the individual luminous regions can be provided in order to be able to control, for example, the generation of different planar illumination patterns.
Die Leuchtschicht 120 ist auf einer Seite mit einer transparenten Elektrodenschicht versehen, so dass auf dieser Seite in der Leuchtschicht 120 erzeugtes Licht in Richtung einer Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben werden kann. Die transparente Elektrodenschicht kann aus ITO oder einem anderen transparenten und elektrisch leitfähigen Material bestehen, z.B. Nanodrähte aus Gold. Auf der anderen Seite der Leuchtschicht 120 kann ebenfalls eine transparente Elektrodenschicht ausgebildet sein.The light-emitting layer 120 is provided on one side with a transparent electrode layer, so that light generated in this side in the light-emitting layer 120 can be emitted in the direction of a front side of the lighting device. The transparent electrode layer may be made of ITO or other transparent and electrically conductive material, e.g. Gold nanowires. On the other side of the luminescent layer 120, a transparent electrode layer may likewise be formed.
Auf der anderen Seite der Leuchtschicht 120, d.h. der einer Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung zugewandten Seite, ist eine Abschirmschicht 130 aus einem un- transparenten Material ausgebildet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist die Leuchtschicht 120 unmittelbar auf der Abschirmschicht 130 ausgebildet. Die Abschirmschicht 130 verhindert, dass von der Leuchtschicht 120 erzeugtes Licht in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben wird. Es versteht sich jedoch, dass die Abschirmschicht 130 auch zwischen der Leuchtschicht 120 und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein könnte, so dass in der Leuchtschicht 120 erzeugtes Licht lediglich in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben werden kann. Im Folgenden soll jedoch lediglich der
Fall einer Abgabe des in der Leuchtschicht 120 erzeugten Lichts in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung betrachtet werden.On the other side of the luminescent layer 120, that is to say the side facing a rear side of the illumination device, a shielding layer 130 is formed from an opaque material. In the example illustrated in FIG. 1, the luminescent layer 120 is formed directly on the shielding layer 130. The shielding layer 130 prevents light generated by the luminescent layer 120 from being emitted toward the back of the lighting device. However, it is understood that the shielding layer 130 could also be arranged between the luminescent layer 120 and the front side of the lighting device, so that light generated in the luminescent layer 120 can only be emitted towards the rear side of the lighting device. In the following, however, only the Case of delivery of the light generated in the luminescent layer 120 toward the front of the lighting device are considered.
Die Abschirmschicht kann eine metallische Elektrode sein, welche der Ansteuerung der Leuchtschicht 120 dient. Um Reflexionen an der metallischen Elektrode zu vermeiden, kann in diesem Fall zwischen der Leuchtschicht 120 und dem Rücksubstrat 110 eine absorbierende Schicht und/oder eine Entspiegelungsschicht eingebracht sein. Die absorbierende Schicht kann beispielsweise Nanopartikel enthalten.The shielding layer may be a metallic electrode which serves to drive the luminescent layer 120. In order to avoid reflections on the metallic electrode, an absorbing layer and / or an antireflection coating can be introduced between the luminescent layer 120 and the back substrate 110 in this case. The absorbing layer may contain, for example, nanoparticles.
Zwischen der Leuchtschicht 120 und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung ist weiterhin eine transparente Schutzschicht 150 aufgebracht. Die Schutzschicht 150 kann zum Beispiel eine dünne Glasplatte, eine aufgedampfte Oxidschicht oder eine dünne Polymerschicht sein. Durch die Schutzschicht 150 wird die Leuchtschicht 120 vor Alterungsprozessen wie Oxidation sowie vor mechanischer Beschädigung be- schützt. Insbesondere im Fall einer als Glasplatte oder Polymerschicht ausgebildeten Schutzschicht 150 kann sich zwischen der Schutzschicht 150 und der Leuchtschicht 120 Luft, ein Schutzgas oder ein polymerbasiertes Einbettmedium, z.B. transparenter Klebstoff, befinden.Between the luminescent layer 120 and the front side of the lighting device, a transparent protective layer 150 is furthermore applied. The protective layer 150 may be, for example, a thin glass plate, a vapor-deposited oxide layer or a thin polymer layer. The protective layer 150 protects the luminescent layer 120 against aging processes such as oxidation and against mechanical damage. In particular, in the case of a protective layer 150 formed as a glass plate or polymer layer, air, a protective gas or a polymer-based embedding medium, e.g. transparent adhesive.
Um zu vermeiden, dass in der Leuchtschicht erzeugtes Licht durch Reflexion an oder in der Schutzschicht 150 in Richtung des Rücksubstrats 110 gestreut werden, ist die Schutzschicht 150 bevorzugt mit einer Antireflexschicht 155 versehen. Für die Antire- flexschicht 155 ist eine Reflektivität von deutlich unter einem Prozent im sichtbaren Spektralbereich bevorzugt.In order to avoid that light generated in the luminescent layer is scattered by reflection on or in the protective layer 150 in the direction of the back substrate 110, the protective layer 150 is preferably provided with an antireflection layer 155. For the antireflection layer 155, a reflectivity of well below one percent in the visible spectral range is preferred.
Weiterhin kann auch auf der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung, d.h. auf der Oberfläche des Rücksubstrats 1 10, eine Antireflexschicht 1 15 vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Gesamttransmission durch die Beleuchtungsvorrichtung erhöht werden. Bei den Antireflexschichten 1 15, 155 kann es sich beispielsweise um die dielektrische Vielfachschichten oder um Mottenaugenstrukturen handeln.Furthermore, also on the back of the lighting device, i. on the surface of the back substrate 1 10, an antireflection layer 1 15 may be provided. In this way, the total transmission by the lighting device can be increased. The antireflection layers 15, 155 may be, for example, the dielectric multilayers or moth-eye structures.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung erstrecken sich folglich die transparenten Lochbereiche 140 zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung. Die Lochbereiche 140 erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht durch die Leuchtschicht 120 und die Abschirmschicht 130. Die Strukturierung der Leuchtschicht 120 und der Abschirmschicht 130 ist folglich im Wesentlichen
deckungsgleich, wobei gezielte Abweichungen eingebracht werden können, die nachfolgend näher erläutert werden.In the lighting device illustrated in FIG. 1, consequently, the transparent hole regions 140 extend between the front side and the rear side of the lighting device. The hole regions 140 extend substantially perpendicularly through the luminescent layer 120 and the shielding layer 130. The structuring of the luminescent layer 120 and the shielding layer 130 is therefore substantially congruent, whereby specific deviations can be introduced, which are explained in more detail below.
Wie bereits erwähnt, soll durch die Abschirmschicht 130 vermieden werden, dass in der Leuchtschicht 120 erzeugtes Licht in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben wird. Aus diesem Grund weist die Abschirmschicht 130 jeweils um die Lochbereiche 140 einen Randbereich 132 auf, welcher über die Leuchtschicht 120 hinausragt. Bevorzugt ragt der Randbereich 132 um wenigstens einen Mikrometer über die Leuchtschicht 120 hinaus. Typischerweise wird die Breite des Randbereichs 132 größer gewählt als die Dicke der Leuchtschicht 120. Wenn beispielsweise die Leuchtschicht 120 nur wenige hundert Nanometer dick ist, kann ein nur wenige Mikrometer über die Leuchtschicht 120 hinaus ragender Randbereich 132 gewählt werden. Eine übermäßig große Breite des Randbereichs 132 sollte jedoch vermieden werden, um die transparenten Lochbereiche 140 nicht unnötig zu verkleinern.As already mentioned, it should be avoided by the shielding layer 130 that light generated in the luminescent layer 120 is emitted in the direction of the rear side of the lighting device. For this reason, the shielding layer 130 has an edge region 132 around the hole regions 140, which protrudes beyond the luminescent layer 120. The edge region 132 preferably protrudes beyond the luminescent layer 120 by at least one micrometer. Typically, the width of the edge region 132 is chosen to be greater than the thickness of the luminescent layer 120. For example, if the luminescent layer 120 is only a few hundred nanometers thick, an edge region 132 projecting only a few micrometers beyond the luminescent layer 120 can be selected. However, an excessively wide width of the edge portion 132 should be avoided so as not to unnecessarily reduce the transparent hole portions 140.
In Fig. 1 ist das von der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Licht schematisch durch durchgezogene Pfeile 20 dargestellt. Das von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Licht trifft auf eine typischerweise von der Beleuchtungsvorrichtung beabstan- dete Objektebene 50 und wird dort gestreut oder reflektiert. Das von der Objektebene 50 ausgehende gestreute oder reflektierte Licht ist in Fig. 1 durch gestrichelte Pfeile 30 veranschaulicht. Es ist zu erkennen, dass aufgrund der Lochbereiche 140 in der Beleuchtungsvorrichtung das reflektierte oder gestreute Licht 30 in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung transmittiert wird.In Fig. 1, the light generated by the lighting device is shown schematically by solid arrows 20. The light emitted by the illumination device strikes an object plane 50, which is typically spaced apart by the illumination device, and is scattered or reflected there. The scattered or reflected light emanating from the object plane 50 is illustrated in FIG. 1 by dashed arrows 30. It can be seen that due to the hole areas 140 in the lighting device, the reflected or scattered light 30 is transmitted toward the back of the lighting device.
Obwohl in Fig. 1 das Rücksubstrat 110 und die darauf ausgebildeten Schichten der Beleuchtungsvorrichtung als planar dargestellt sind, versteht es sich, dass auch eine gewölbte oder deformierbare Struktur vorgesehen sein kann.Although the back substrate 110 and the layers of the illumination device formed thereon are shown as planar in FIG. 1, it will be understood that a domed or deformable structure may also be provided.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 1. Ein von der Leuchtschicht 120 belegter Bereich ist schraffiert dargestellt. Weiterhin sind die um die Lochbereiche 140 ausgebildeten Randbereiche 132 der Abschirmschicht 130 zu erkennen.FIG. 2 schematically shows a plan view of the illumination device of FIG. 1. A region occupied by the illumination layer 120 is shown hatched. Furthermore, the edge regions 132 of the shielding layer 130 formed around the hole regions 140 can be seen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die transparenten Lochbereiche 140 nicht zusammenhängend und in quadratischer Form ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Querschnittsformen für die Lochbereiche 140 möglich, z.B. rund, oval, rechteckig, drei-
eckig, polygonartig oder streifenförmig. Weiterhin ist auch denkbar, dass ein Lochbereich 140 in der Ebene der Leuchtschicht 120 eine andere Querschnittsform aufweist als in der Ebene der Abschirmschicht 130, solange sich um den gesamten Lochbereich 140 der über die Leuchtschicht 120 hinausragende Randbereich 132 ergibt. In einem solchen Fall würde der Randbereich 132 typischerweise eine entlang des Um- fangs des Lochbereichs 140 variierende Breite aufweisen.As shown in Fig. 2, the transparent hole portions 140 are not continuous and formed in a square shape. However, other cross-sectional shapes are also possible for the hole regions 140, eg round, oval, rectangular, triangular angular, polygonal or strip-shaped. Furthermore, it is also conceivable for a hole region 140 in the plane of the luminescent layer 120 to have a different cross-sectional shape than in the plane of the shielding layer 130, as long as the edge region 132 protruding beyond the luminescent layer 120 extends around the entire hole region 140. In such a case, the edge region 132 would typically have a varying width along the circumference of the hole region 140.
Weiterhin ist in Fig. 2 zu erkennen, dass die Lochbereiche 140 in der Ebene der Abschirmschicht 130 sowie in der Ebene der Leuchtschicht 120 in einem regelmäßigen quadratischen Gitter angeordnet sind. Es sind jedoch auch andere Anordnungen möglich, beispielsweise ein rechteckiges Gitter, bei welchem ein Abstand zwischen benachbarten Lochbereichen 140 in einer ersten Richtung anders ist als ein Abstand benachbarter Lochbereiche 140 in einer zweiten Richtung, ein hexagonales Gitter oder eine unregelmäßige oder stochastische Anordnung. Eine unregelmäßige An- Ordnung kann beispielsweise vorteilhaft sein, um das Auftreten von Moire-Effekten zu reduzieren. Weiterhin müssen die transparenten Lochbereiche 140 nicht alle mit der gleichen Querschnittsform oder Größe ausgebildet sein. Eine Variation der Querschnittsformen oder -großen kann ebenfalls zur Verringerung von Moire-Effekten eingesetzt werden.Furthermore, it can be seen in FIG. 2 that the hole regions 140 are arranged in the plane of the shielding layer 130 as well as in the plane of the luminous layer 120 in a regular square grid. However, other arrangements are possible, such as a rectangular grid in which a distance between adjacent hole areas 140 in a first direction is different than a spacing of adjacent hole areas 140 in a second direction, a hexagonal grid, or an irregular or stochastic arrangement. For example, an irregular array may be advantageous to reduce the occurrence of moire effects. Furthermore, the transparent hole portions 140 need not all be formed with the same cross-sectional shape or size. A variation of cross-sectional shapes or sizes can also be used to reduce moiré effects.
Der Abstand der Lochbereiche 140 kann im Bereich von etwa 0,5 μm bis 10 mm ausgewählt sein. Bei bestimmten Anwendungen ist es jedoch bevorzugt, dass die Strukturierung visuell nicht oder kaum wahrnehmbar ist. In diesem Fall kann der Abstand zwischen den transparenten Lochbereichen 140 weniger als 500 μm, insbe- sondere weniger als 100 μm betragen.The pitch of the hole regions 140 may be selected in the range of about 0.5 μm to 10 mm. However, in certain applications it is preferred that the patterning be visually imperceptible or barely perceptible. In this case, the distance between the transparent hole regions 140 may be less than 500 μm, in particular less than 100 μm.
Darüber hinaus kann der Anteil der Lochbereiche 140 an der Gesamtfläche der Leuchtschicht 120, d.h. inklusive der transparenten Lochbereiche 140, in einem weiten Bereich ausgewählt werden. Durch diesen Anteil wird die Transmission von Licht durch die Beleuchtungsvorrichtung bestimmt. Der Anteil der Lochbereiche 140 an der Gesamtfläche der Leuchtschicht 120 kann zwischen 5 % und 95 % betragen. Um eine relativ hohe Transmission zu erreichen, liegt der Anteil der Lochbereiche 140 an der Gesamtfläche bevorzugt bei 50 % oder mehr.Moreover, the proportion of the hole areas 140 on the total area of the luminescent layer 120, i. including the transparent hole areas 140, are selected in a wide range. This proportion determines the transmission of light through the lighting device. The proportion of the hole areas 140 on the total area of the luminescent layer 120 may be between 5% and 95%. In order to achieve a relatively high transmission, the proportion of the hole areas 140 on the total area is preferably 50% or more.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann darüber hinaus derart ausgestaltet sein, dass die von der Leuchtschicht 120 abgegebene Strahlung, die an der äußeren Oberfläche der transparenten Schutzschicht 150 reflektiert wird, aufgrund von Totalreflexion im
Verbund aus Rücksubstrat 1 10 und transparenter Schutzschicht 150 gefangen bleibt. Auf diese Weise kann zusätzlich vermieden werden, dass von der Leuchtschicht 120 erzeugte Strahlung innerhalb der Beleuchtungsvorrichtung in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung gestreut und auf der Rückseite der Beleuchtungsvor- richtung abgegeben wird. Zu diesem Zweck wird die transparente Schutzschicht 150 aus einem Material mit einer bestimmten Brechzahl von vorzugsweise n>1 ,5 hergestellt, wobei das Rücksubstrat 1 10 ebenfalls die bestimmte Brechzahl von vorzugsweise n>1 ,5 aufweist. Die transparente Schutzschicht kann beispielsweise als dünne Deckglasplatte ausgestaltet sein. Das von der Leuchtschicht 120 erzeugte Licht, wel- ches an der äußeren Oberfläche der transparenten Schutzschicht 150 reflektiert wird kann dann durch Totalreflexion im Verbund aus Rücksubstrat 1 10 und transparenter Schutzschicht 150 gehalten werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass sich zwischen der transparenten Schutzschicht 150 und dem Rücksubstrat 1 10 ein Medium, z.B. optischer Kitt, befindet, welches eine ähnliche Brechzahl aufweist wie die transparente Schutzschicht 150 und das Rücksubstrat 1 10. In diesem Fall kann kein Licht auf der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung aus dem Rücksubstrat 110 austreten, das einen Winkel zum Lot der äußeren Oberfläche des Rücksubstrats 1 10 aufweist, welcher größer als ein durch die Totalreflexion bestimmter Grenzwinkel ist. Bei Auswahl einer Brechzahl von n>1 ,5 für das Rücksubstrat 1 10 und für die transparente Schutz- Schicht 150 und bei Annahme von Luft als umgebenden Medium beträgt dieser Grenzwinkel 42°. An den Außenkanten der Beleuchtungsvorrichtung können absorbierende Schichten als Strahlfallen aufgebracht sein. Wird Licht von der Leuchtschicht 120 abgestrahlt und von der äußeren Oberfläche der transparenten Schutzschicht 150 derart reflektiert, dass es durch die Lochbereiche 140 in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung transmittiert wird, so hat dieses Licht einen Winkel, welcher sich aus dem Abstand der äußeren Oberfläche der transparenten Schutzschicht 150 zu der Leuchtschicht 120 und der Breite der Randbereiche 132 um die Lochbereiche 140 ergibt. Ist dieser Winkel größer als der Grenzwinkel für die Totalreflexion, kann das Licht nicht aus dem Rücksubstrat 110 austreten. In diesem Fall könnte auch auf eine Antireflexbeschichtung der transparenten Schutzschicht 150 verzichtet werden. Beispielsweise kann bei Verwendung einer transparenten Schutzschicht 150 mit einer Dicke von 30 μm unter Annahme eines Grenzwinkels für die Totalreflexion von 42° kein Licht durch die äußere Oberfläche des Rücksubstrats 110 transmittiert werden, wenn die Randbereiche 132 um die Lochbereiche 140 eine Breite von mehr als 40 μm aufweisen.
Die Randbereiche 132 sind auf der der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung zugewandten Seite bevorzugt mit einer absorbierenden Oberfläche ausgestaltet, so dass in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung reflektiertes oder gestreutes Licht aus der Leuchtschicht 120 nicht durch mehrfache Streuung oder Re- flexion durch die Lochbereiche 140 in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung gelangen kann.The illumination device can furthermore be designed in such a way that the radiation emitted by the luminescent layer 120, which is reflected on the outer surface of the transparent protective layer 150, due to total reflection in the Composite of back substrate 1 10 and transparent protective layer 150 remains trapped. In this way it can additionally be avoided that radiation generated by the luminescent layer 120 is scattered within the illumination device in the direction of the rear side of the illumination device and emitted on the rear side of the illumination device. For this purpose, the transparent protective layer 150 is made of a material having a specific refractive index of preferably n> 1.5, the back substrate 110 also having the definite refractive index of preferably n> 1.5. The transparent protective layer can be configured, for example, as a thin cover glass plate. The light generated by the luminescent layer 120, which is reflected on the outer surface of the transparent protective layer 150, can then be held by total reflection in the composite of back substrate 110 and transparent protective layer 150. In this case, it is advantageous that between the transparent protective layer 150 and the back substrate 110 there is a medium, for example optical cement, which has a similar refractive index as the transparent protective layer 150 and the back substrate 1 10. In this case, no light can shine on the Back of the lighting device exit from the back substrate 110, which has an angle to the solder of the outer surface of the back substrate 1 10, which is greater than a certain by the total reflection limit angle. When selecting a refractive index of n> 1, 5 for the back substrate 1 10 and for the transparent protective layer 150 and assuming air as the surrounding medium, this critical angle is 42 °. At the outer edges of the illumination device, absorbent layers may be applied as jet traps. When light is emitted from the luminescent layer 120 and reflected from the outer surface of the transparent protective layer 150 so as to be transmitted through the hole areas 140 toward the back of the illuminator, this light has an angle which is the distance of the outer surface of the illuminator transparent protective layer 150 to the luminescent layer 120 and the width of the edge regions 132 around the hole areas 140 results. If this angle is greater than the critical angle for the total reflection, the light can not escape from the back substrate 110. In this case, it would also be possible to dispense with an antireflection coating of the transparent protective layer 150. For example, when a transparent protective layer 150 having a thickness of 30 μm is used, assuming a total reflection angle of 42 °, no light can be transmitted through the outer surface of the back substrate 110 when the peripheral areas 132 around the hole areas 140 have a width greater than 40 have μm. The edge regions 132 are preferably designed with an absorbing surface on the side facing the front side of the illumination device, so that light reflected or scattered toward the rear side of the illumination device does not diffuse from the luminescent layer 120 due to multiple scattering or reflection through the hole regions 140 in the direction of the Rear side of the lighting device can get.
Fig. 3 veranschaulicht eine weitere Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 3 entspricht im Wesentlichen derjenigen von Fig. 1 und Fig. 2, wo- bei ähnliche oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden. Bezüglich der Eigenschaften dieser Elemente wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 und 2 verwiesen.Fig. 3 illustrates another lighting device. The illumination device of FIG. 3 essentially corresponds to that of FIG. 1 and FIG. 2, wherein similar or identical elements have been designated by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the description of FIGS. 1 and 2.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 3 wurde die Unterdrückung von in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Licht weiter verbessert. Diese Verbesserung beruht zum einen auf der Maßnahme, dass um die Lochbereiche 140 Abschirmwände 135 aus einem untransparenten Material ausgebildet sind. Die Abschirmwände 135 erstrecken sich ausgehend von der Abschirmschicht 130 in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung und sind in der Ebene der Leuchtschicht 120 zwischen der Leuchtschicht 120 und den Lochbereichen 140 angeordnet. Wie dargestellt, ist eine Höhe der Abschirmwände 135 so gewählt, dass sie sich über die Leuchtschicht 120 hinaus erstrecken.In the lighting device of FIG. 3, the suppression of light emitted toward the back of the lighting device has been further improved. This improvement is based, on the one hand, on the measure that shielding walls 135 of an untransparent material are formed around the perforated areas 140. The shielding walls 135 extend from the shielding layer 130 toward the front side of the illumination device and are arranged in the plane of the luminescent layer 120 between the luminescent layer 120 and the hole regions 140. As shown, a height of the shielding walls 135 is selected to extend beyond the luminescent layer 120.
Durch die Abschirmwände 135, welche mit der Abschirmschicht 130 verbunden sind, werden um die Leuchtschicht 120 Strahlfallen ausgebildet. Die Strahlfallen bewirken, dass unter großen Winkeln zur Flächennormalen der Leuchtschicht 120 abgestrahltes Licht auf die Abschirmwände 135 trifft und dort absorbiert, gestreut oder reflektiert wird. Es wird vermieden, dass das von der Leuchtschicht 120 erzeugte Licht im Bereich der Lochbereiche 140 auf die Schutzschicht 150 trifft und von dort in Rich- tung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung reflektiert wird. Zu diesem Zweck erstrecken sich die Abschirmwände 135 vorzugsweise bis zu der Schutzschicht 150.By the shielding walls 135, which are connected to the shielding layer 130, 120 beam traps are formed around the luminescent layer. The effect of the beam traps is that light emitted at large angles to the surface normal of the luminous layer 120 strikes the shielding walls 135 and is absorbed, scattered or reflected there. It is avoided that the light generated by the luminescent layer 120 in the region of the hole regions 140 strikes the protective layer 150 and is reflected from there in the direction of the rear side of the lighting device. For this purpose, the shielding walls 135 preferably extend to the protective layer 150.
Die Höhe der Abschirmwände 135 ist vorzugsweise abhängig von der Ausdehnung der Leuchtschicht 120 zwischen den Abschirmwänden 135 gewählt. Beträgt bei- spielsweise zwischen zwei benachbarten Lochbereichen 140 die Breite der Leuchtschicht 120 etwa 50 μm, wird bevorzugt eine Höhe für die Abschirmwände 135 im Bereich zwischen etwa 100 und 500 μm gewählt.
Die Abschirmwände 135 können durch verschiedene aus der Mikrostrukturtechnik bekannte Verfahren hergestellt werden, z. B. Prägen, Spritzgießen, Kleben usw. Darüber hinaus können bekannte Beschichtungstechniken, wie zum Beispiel Aufdamp- fen, Sputtern, chemische Beschichtung usw., zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden die Lochbereiche in einem Zwischensubstrat aus transparentem Kunststoff ausgebildet, welches leicht strukturierbar ist.The height of the shielding walls 135 is preferably selected depending on the extent of the luminescent layer 120 between the shielding walls 135. If, for example, the width of the luminescent layer 120 is approximately 50 μm between two adjacent hole regions 140, a height for the shielding walls 135 in the range between approximately 100 and 500 μm is preferably selected. The shield walls 135 may be made by various methods known in the art of microstructure, e.g. As embossing, injection molding, gluing, etc. In addition, known coating techniques, such as vapor deposition, sputtering, chemical coating, etc., are used. Preferably, the hole areas are formed in an intermediate substrate of transparent plastic, which is easy to pattern.
Weiterhin sind bei der in Fig. 3 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung Mikrolinsen 160 auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung aufgebracht. Insbesondere sind die Mikrolinsen 160 auf der Oberfläche der Schutzschicht 150 ausgebildet. Wie in Fig. 3 dargestellt, sind die Mikrolinsen 160 derart angeordnet, dass die vor den zwischen den Lochbereichen 140 liegenden Bereichen der Leuchtschicht 120 angeordnet sind. Wenn wie in Fig. 2 dargestellt die Leuchtschicht 120 gitterartig zusammen- hängend ist, ergeben sich für die Mikrolinsen 160 gitterartig zusammenhängende Zylinderlinsenstrukturen.Furthermore, in the illumination device illustrated in FIG. 3, microlenses 160 are applied to the front side of the illumination device. In particular, the microlenses 160 are formed on the surface of the protective layer 150. As shown in FIG. 3, the microlenses 160 are arranged in such a way that they are arranged in front of the regions of the luminescent layer 120 lying between the hole regions 140. If, as shown in FIG. 2, the luminescent layer 120 is connected like a lattice, lattice-like cylindrical lens structures result for the microlenses 160.
Bevorzugt ist die Ausdehnung der Mikrolinsen 160 entlang der Ebene der Leuchtschicht 120 größer gewählt als die Ausdehnung der Leuchtschicht 120 zwischen zwei benachbarten Lochbereichen 140.Preferably, the extent of the microlenses 160 along the plane of the luminescent layer 120 is chosen to be greater than the extent of the luminescent layer 120 between two adjacent hole regions 140.
Mittels der Mikrolinsen 160 wird der an der äußeren Oberfläche der Schutzschicht 150 reflektierte Anteil des in der Leuchtschicht 120 erzeugten Lichts überwiegend zurück in Richtung der Leuchtschicht 120 reflektiert. Dieser Anteil des reflektierten Lichts ist in Fig. 3 schematisch durch einen gestrichelten Pfeil 20' dargestellt. Es wird folglich vermieden, dass an der äußeren Oberfläche der Schutzschicht 150 reflektiertes Licht durch die Lochbereiche 140 in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung gelangt.By means of the microlenses 160, the portion of the light generated in the luminescent layer 120 which is reflected on the outer surface of the protective layer 150 is reflected predominantly back in the direction of the luminescent layer 120. This proportion of the reflected light is shown schematically in FIG. 3 by a dashed arrow 20 '. It is thus avoided that light reflected on the outer surface of the protective layer 150 passes through the hole portions 140 toward the back of the lighting device.
Weiterhin kann durch die Mikrolinsen 160 das von der Leuchtschicht 120 abgegebene Licht abgelenkt und gebündelt werden, wodurch die Beleuchtungsstärke in der Objektebene eingestellt werden kann. Beispielsweise kann die Beleuchtungsstärke in der Objektebene partiell erhöht werden.Furthermore, the microlenses 160 can deflect and bundle the light emitted by the luminous layer 120, as a result of which the illuminance in the object plane can be adjusted. For example, the illuminance in the object plane can be partially increased.
Die Mikrolinsen 160 können ebenfalls mit bekannten Verfahren der Mikrostrukturtechnik hergestellt werden. Es versteht sich, dass darüber hinaus eine Antireflex-
Schicht auf der Schutzschicht 150 und über die äußere Oberfläche der Mikrolinsen 160 ausgebildet sein kann.The microlenses 160 may also be fabricated by known techniques of microstructure technology. It is understood that in addition an antireflection Layer may be formed on the protective layer 150 and over the outer surface of the microlenses 160.
Fig. 4 veranschaulicht schematisch eine weitere Beleuchtungsvorrichtung. Die Be- leuchtungsvorrichtung entspricht in vielerlei Hinsicht den in Fig. 1 -3 dargestellten Beleuchtungsvorrichtungen. In Fig. 4 sind Elemente, welche ähnlich zu denjenigen von Fig. 1 -3 sind, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zu deren Eigenschaften wird auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit Fig. 1 -3 verwiesen.4 schematically illustrates another lighting device. The lighting device corresponds in many respects to the lighting devices illustrated in FIGS. In Fig. 4, elements which are similar to those of Figs. 1 -3 are designated by the same reference numeral. For their properties, reference is made to the explanations in connection with Fig. 1 -3.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung ist zusätzlich zu der Leuchtschicht 120 eine weitere Leuchtschicht 125 vorgesehen. Die weitere Leuchtschicht 125 ist aus einem transparenten Material hergestellt. Insbesondere kann die weitere Leuchtschicht 125 als OLED-Leuchtschicht ausgestaltet sein.In the illumination device illustrated in FIG. 4, in addition to the luminescent layer 120, a further luminescent layer 125 is provided. The further luminescent layer 125 is made of a transparent material. In particular, the further luminescent layer 125 can be designed as an OLED luminescent layer.
Die Leuchtschicht 120 und die weitere Leuchtschicht 125 sind durch ein Zwischensubstrat 170 voneinander räumlich separiert. Die Lochbereiche 140 erstrecken sich durch das Zwischensubstrat 170 und die weitere Leuchtschicht 125, so dass wiederum zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung transparente Lochbereiche 140 ausgebildet sind, welche sich durch die Leuchtschicht 120, die weitere Leuchtschicht 125 und die Abschirmschicht 130 erstrecken. Im Bereich des Zwischensubstrats 170 entsprechen die Lochbereiche Hohlräumen, welche mit Luft, einem anderen Gas oder einem transparenten Material ausgefüllt sein können. Die Abschirmwände 135 sind an den Innenflächen der in dem Zwischensubstrat 170 ausgebildeten Hohlräume durch geeignete Beschichtungstechniken aufgebracht. Wie dargestellt, sind die Abschirmwände 135 zwischen der Leuchtschicht 120 und den Lochbereichen 140 sowie zwischen der weiteren Leuchtschicht 125 und den Lochbereichen 140 angeordnet, so dass Strahlfallen sowohl für das von der Leuchtschicht 120 erzeugte Licht als auch für das von der weiteren Leuchtschicht 125 erzeugte Licht gebildet werden. Die Abschirmwände 135 und die Abschirmschicht 130 können auf ihren jeweils der Leuchtschicht 120 bzw. der weiteren Leuchtschicht 125 zugewandten Seiten reflektierend ausgestaltet sein. Auf diese Weise kann eine verbesserte Ausbeute des aus der Leuchtschicht 120 und der weiteren Leuchtschicht 125 abgegebenen Lichts erreicht werden.The luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 are spatially separated from one another by an intermediate substrate 170. The hole regions 140 extend through the intermediate substrate 170 and the further luminescent layer 125, so that transparent hole regions 140, which extend through the luminescent layer 120, the further luminescent layer 125 and the shielding layer 130, are again formed between the front side and the back side of the illumination device. In the area of the intermediate substrate 170, the hole areas correspond to cavities which may be filled with air, another gas or a transparent material. The shielding walls 135 are applied to the inner surfaces of the cavities formed in the intermediate substrate 170 by suitable coating techniques. As shown, the shielding walls 135 are arranged between the luminescent layer 120 and the hole regions 140 and between the further luminescent layer 125 and the hole regions 140, so that beam traps for both the light generated by the luminescent layer 120 and for the light generated by the further luminescent layer 125 be formed. The shielding walls 135 and the shielding layer 130 may be designed to be reflective on their respective sides facing the luminescent layer 120 or the further luminescent layer 125. In this way, an improved yield of the light emitted from the luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 can be achieved.
Die Abschirmwände 135 erstrecken sich vorzugsweise senkrecht zu den Leuchtschichten 120, 125, können aber auch in gewissen Grenzen einen von 90° abweichenden Winkel gegenüber den Leuchtschichten 120, 125 aufweisen.
In Fig. 4 ist das von der Leuchtschicht 120 abgegebene Licht schematisch durch durchgezogene Pfeile 20 dargestellt, während das von der weiteren Leuchtschicht 125 abgegebene Licht schematisch durch gestrichelte Pfeile 25 dargestellt ist. Das aus der Objektebene 50 zurückgestreute oder reflektierte Licht ist schematisch durch strichpunktierte Pfeile 30 dargestellt.The shielding walls 135 preferably extend perpendicular to the luminescent layers 120, 125, but may also have, within certain limits, an angle that deviates from 90 ° relative to the luminescent layers 120, 125. 4, the light emitted by the luminescent layer 120 is schematically represented by solid arrows 20, while the light emitted by the further luminescent layer 125 is shown schematically by dashed arrows 25. The backscattered or reflected light from the object plane 50 is shown schematically by dashed arrows 30.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung wird Licht von der Leuchtschicht 120 in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben. Das von der Leuchtschicht 120 abgegebene Licht durchstrahlt die weitere Leuchtschicht 125 und wird aus der Beleuchtungsvorrichtung in Richtung der Objektebene 50 abgegeben.In the illumination device illustrated in FIG. 4, light is emitted from the luminescent layer 120 in the direction of the front side of the illumination device. The light emitted by the light-emitting layer 120 radiates through the further light-emitting layer 125 and is emitted from the illumination device in the direction of the object plane 50.
Die weitere Leuchtschicht 125 strahlt Licht sowohl in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung als auch in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung ab. Durch reflektierende Oberflächen hinter der ersten Leuchtschicht 120 und an den Abschirmwänden 135 kann das von der weiteren Leuchtschicht 125 erzeugte Licht die Beleuchtungsvorrichtung letztendlich jedoch nur in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung verlassen.The further luminous layer 125 radiates light both in the direction of the front side of the lighting device and in the direction of the rear side of the lighting device. However, due to reflecting surfaces behind the first luminescent layer 120 and on the shielding walls 135, the light generated by the further luminescent layer 125 can ultimately leave the lighting device only in the direction of the front side of the lighting device.
Durch Verwendung der weiteren Leuchtschicht 125 ist eine deutliche Erhöhung der abgestrahlten Lichtleistung möglich. Dies stellt für viele Anwendungen einen großen Vorteil dar, insbesondere wenn sowohl die Leuchtschicht 120 als auch die weitere Leuchtschicht 125 als OLED-Leuchtschichten implementiert sind, welche im Ver- gleich zu anderen Lichtquellen, wie zum Beispiel LEDs oder Glühlampen, eine vergleichsweise geringe Leuchtdichte aufweisen, was durch die Verwendung mehrerer paralleler Leuchtschichten kompensiert werden kann.By using the further luminous layer 125, a significant increase in the emitted light output is possible. This represents a great advantage for many applications, in particular if both the luminescent layer 120 and the further luminescent layer 125 are implemented as OLED luminescent layers, which have a comparatively low luminance in comparison to other light sources, such as LEDs or incandescent lamps , which can be compensated by using multiple parallel luminescent layers.
Fig. 5 veranschaulicht schematisch eine weitere Beleuchtungsvorrichtung. Die Be- leuchtungsvorrichtung von Fig. 5 entspricht in vielerlei Hinsicht den in Fig. 1 -4 dargestellten Beleuchtungsvorrichtungen. In Fig. 5 sind Elemente, welche denjenigen von Fig. 1 -4 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bezüglich der Eigenschaften dieser Elemente wird auf die entsprechende Beschreibung im Zusammenhang mit Fig. 1 -4 verwiesen.Fig. 5 schematically illustrates another lighting device. The illumination device of FIG. 5 corresponds in many respects to the illumination devices illustrated in FIGS. In Fig. 5, elements corresponding to those of Figs. 1-4 are designated by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the corresponding description in connection with FIG. 1 -4.
Die Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 5 ist als zweistufige Beleuchtungsvorrichtung ausgestaltet, welche eine erste Leuchtschicht 120 und eine erste weitere Leucht-
Schicht 125 aufweist, welche den Leuchtschichten 120, 125 der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 4 entsprechen. Darüber hinaus ist jedoch noch eine zweite weitere Leuchtschicht 126 vorgesehen, welche von der ersten weiteren Leuchtschicht 125 durch ein weiteres Zwischensubstrat 190 und durch eine Zwischenabdeckschicht 180 räumlich separiert ist. Die Zwischenabdeckschicht 180 ist aus einem transparenten Material hergestellt und an wenigstens einer ihrer Oberflächen mit einer Antire- flexschicht 185 versehen. Bei der in Fig. 5 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung erstrecken sich Lochbereiche 140 zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung durch die Leuchtschicht 120, die erste weitere Leucht- Schicht 125 und die zweite weitere Leuchtschicht 126 sowie durch die Abschirmschicht 130.5 is configured as a two-stage illumination device, which has a first luminescent layer 120 and a first further luminescent layer. Layer 125, which correspond to the luminescent layers 120, 125 of the illumination device of Fig. 4. In addition, however, a second further luminescent layer 126 is also provided, which is spatially separated from the first further luminescent layer 125 by a further intermediate substrate 190 and by an intermediate cover layer 180. The intermediate cover layer 180 is made of a transparent material and provided with an anti-reflection layer 185 on at least one of its surfaces. In the illumination device illustrated in FIG. 5, hole regions 140 between the front side and the back side of the illumination device extend through the luminescent layer 120, the first further luminescent layer 125 and the second further luminescent layer 126 and through the shielding layer 130.
Das weitere Zwischensubstrat 190 ist wie das Zwischensubstrat 170 als Lochplatte ausgebildet, wobei den Lochbereichen 140 jeweils Hohlräume in den Zwischensub- straten 170, 190 entsprechen. Die Hohlräume können mit Luft, einem anderen Gas oder einem transparenten Material ausgefüllt sein. An den Innenwänden der Hohlräume in dem weiteren Zwischensubstrat 190 sind weitere Abschirmwände 136 ausgebildet, welche sich in Verlängerung der Abschirmwände 135 erstrecken. Die weiteren Abschirmwände 136 erstrecken sich derart, dass sie in der Ebene der zweiten weiteren Leuchtschicht 126 zwischen der zweiten weiteren Leuchtschicht 126 und dem jeweils benachbarten Lochbereich 140 angeordnet sind.The further intermediate substrate 190, like the intermediate substrate 170, is designed as a perforated plate, with the perforated regions 140 corresponding in each case to cavities in the intermediate substrates 170, 190. The cavities may be filled with air, another gas or a transparent material. On the inner walls of the cavities in the further intermediate substrate 190 further shielding walls 136 are formed, which extend in extension of the shielding walls 135. The further shielding walls 136 extend in such a way that they are arranged in the plane of the second further luminous layer 126 between the second further luminous layer 126 and the respectively adjacent hole area 140.
In Fig. 5 ist von der zweiten weiteren Leuchtschicht 126 abgegebenes Licht durch doppelstrichpunktierte Pfeile 26 veranschaulicht, während aus der Objektebene 50 reflektiertes oder gestreutes Licht durch strichpunktierte Pfeile 30 veranschaulicht ist.In FIG. 5, light emitted by the second further luminous layer 126 is illustrated by double-dashed arrows 26, while light reflected or scattered from the object plane 50 is illustrated by dot-dashed arrows 30.
Die erste und die zweite weitere Leuchtschicht 125, 126 sind aus einem transparenten Material hergestellt. Beispielsweise können die erste und die zweite weitere Leuchtschicht 125, 126 jeweils als OLED-Leuchtschicht implementiert sein.The first and second further light-emitting layers 125, 126 are made of a transparent material. By way of example, the first and second further luminescent layers 125, 126 can each be implemented as an OLED luminescent layer.
Wie in Fig. 5 dargestellt, wird von der zweiten weiteren Leuchtschicht 126 Licht sowohl in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung als auch in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben. Das in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Licht wird an den Oberflächen der Ab- schirmwände 135, 136 sowie an der Oberfläche der Abschirmschicht 130 reflektiert, so dass es die Beleuchtungsvorrichtung letztendlich nur in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung verlassen kann.
Durch die Mehrstufigkeit der in Fig. 5 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung kann die zur Verfügung stehende Leuchtdichte weiter erhöht werden. Darüber hinaus kann mittels der verschiedenen Leuchtschichten, d.h. der Leuchtschicht 120 und der ers- ten und zweiten weiteren Leuchtschicht 125, 126 die spektrale Verteilung des von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Lichts angepasst werden, indem die Leuchtschichten 120, 125, 126 mit entsprechenden individuellen Abstrahlungsspekt- ren ausgewählt werden. Dies kann beispielsweise für professionelle Filmaufnahmen von Vorteil sein, bei welchen ein Farbwiedergabeindex von mehr als 90 gefordert wird, was durch Verwendung mehrerer OLED-Leuchtschichten mit individuellen Ab- strahlungsspektren effizient erreicht werden kann. Darüber hinaus sind die individuellen Leuchtschichten 120, 125, 126 auf verschiedenen Substraten aufgebracht, wodurch sie mit geringem Aufwand separat angesteuert werden können. Hierdurch kann wiederum beispielsweise der Farbwiedergabeindex gezielt eingestellt werden oder Alterungsprozesse der einzelnen Leuchtschichten 120, 125, 126 können kompensiert werden.As shown in FIG. 5, light is emitted from the second further light-emitting layer 126 both in the direction of the rear side of the lighting device and in the direction of the front side of the lighting device. The light emitted in the direction of the rear side of the lighting device is reflected on the surfaces of the shield walls 135, 136 and on the surface of the shielding layer 130, so that it can ultimately only leave the lighting device in the direction of the front side of the lighting device. Due to the multiple stages of the lighting device shown in Fig. 5, the available luminance can be further increased. In addition, the spectral distribution of the light emitted by the illumination device can be adjusted by means of the various illumination layers, ie the illumination layer 120 and the first and second further illumination layers 125, 126, by the illumination layers 120, 125, 126 having corresponding individual emission spectra to be selected. This can be advantageous, for example, for professional film recordings in which a color rendering index of more than 90 is required, which can be achieved efficiently by using several OLED luminous layers with individual emission spectra. In addition, the individual luminescent layers 120, 125, 126 are applied to different substrates, whereby they can be controlled separately with little effort. In this way, for example, the color rendering index can in turn be adjusted in a targeted manner or aging processes of the individual luminescent layers 120, 125, 126 can be compensated.
Es versteht sich, dass die anhand von Fig. 5 veranschaulichte Mehrstufigkeit der Beleuchtungsvorrichtung auf eine beliebige Anzahl von Stufen erweiterbar ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, eine möglichst gute Entspiegelung von zwischen den einzelnen Stufen eingesetzten Zwischenabdeckplatten (entsprechend der Zwi- schenabdeckplatte 180) vorzusehen. Beispielsweise können die Zwischenabdeckplatten beidseitig mit einer Antireflexschicht versehen sein.It is understood that the multi-stage of the lighting device illustrated with reference to FIG. 5 can be extended to any number of stages. In this context, it is advantageous to provide the best possible anti-reflection of intermediate cover plates (corresponding to the intermediate cover plate 180) used between the individual steps. For example, the Zwischenabdeckplatten can be provided on both sides with an antireflection coating.
Fig. 6 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der in den Beleuchtungsvorrichtungen von Fig. 4 und 5 verwendeten Zwischensubstrate 170, 190. Wie bereits erwähnt, sind die Zwischensubstrate 170, 190 aus einem transparenten Material hergestellt, welches in Fig. 6 durch eine schraffierte Fläche dargestellt ist. In dem transparenten Material sind die Lochbereiche 140 als Hohlräume ausgebildet. An den Innenwänden der Hohlräume sind die Abschirmwände 135, 136 durch Aufbringung einer Schicht aus einem untransparenten Material ausgebildet. Eine den Leuchtschichten 120, 125, 126 zuwandte Seite der Abschirmwände 135, 136, bezeichnet mit 137, ist mit einer reflektierenden oder spiegelnden Oberfläche versehen. Eine den Lochbereichen 140 zugewandte Seite der Abschirmwände 135, 136, be- zeichnet mit 138, ist ebenfalls als spiegelnde oder reflektierende Oberfläche ausgestaltet. Alternativ kann die Seite 138 der Abschirmwände 135, 136 auch absorbierend ausgestaltet sein, z.B. mit einer geschwärzten Oberfläche.
Durch die reflektierende Ausgestaltung der Seite 137 der Abschirmwände 135, 136 wird einerseits verhindert, dass Licht durch die Abschirmwände in die Lochbereiche 140 durchtritt. Gleichzeitig wird ermöglicht, dass das Licht, gegebenenfalls nach mehrfacher Reflexion an der Oberfläche der Abschirmwände 135, 136 oder der O- berfläche der Abschirmschicht 130 in Richtung der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung abgegeben werden kann.6 schematically shows a plan view of a section of the intermediate substrates 170, 190 used in the illumination devices of FIGS. 4 and 5. As already mentioned, the intermediate substrates 170, 190 are made of a transparent material, which is hatched in FIG Surface is shown. In the transparent material, the hole areas 140 are formed as cavities. On the inner walls of the cavities, the shielding walls 135, 136 are formed by applying a layer of an untransparent material. A side of the shielding walls 135, 136 facing the luminescent layers 120, 125, 126, designated 137, is provided with a reflective or reflecting surface. A side of the shielding walls 135, 136 facing the hole areas 140, labeled 138, is likewise designed as a reflecting or reflecting surface. Alternatively, the side 138 of the shielding walls 135, 136 can also be made absorbent, for example with a blackened surface. The reflective design of the side 137 of the shielding walls 135, 136 on the one hand prevents light from passing through the shielding walls into the hole areas 140. At the same time, it is possible for the light, if appropriate after multiple reflection on the surface of the shielding walls 135, 136 or the upper surface of the shielding layer 130, to be emitted in the direction of the front side of the lighting device.
Eine absorbierende Ausgestaltung der Seite 138 der Abschirmwände 135, 136 kann jedoch vorteilhaft sein, um an der Zwischenabdeckplatte 180 gestreutes Licht daran zu hindern, in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung gestreut zu werden. Darüber hinaus kann die Qualität einer Bilderfassung durch die Lochbereiche 140, welche durch Reflexion an den Seiten 138 der Abschirmwände 135, 136 beeinträchtigt werden könnte, verbessert werden.However, an absorbent configuration of the side 138 of the shielding walls 135, 136 may be advantageous for preventing light scattered on the intermediate cover plate 180 from being scattered toward the back of the lighting device. In addition, the quality of image capture by the hole areas 140, which could be affected by reflection at the sides 138 of the shielding walls 135, 136, can be improved.
Fig. 7 veranschaulicht schematisch eine weitere Beleuchtungsvorrichtung. Die Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 7 entspricht im Wesentlichen derjenigen von Fig. 5 und 6. Elemente der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 7, welche denjenigen von Fig. 1 -6 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bezüglich der Eigenschaften dieser Elemente wird auf die entsprechenden Erläuterungen zu Fig. 1 - 6 verwiesen.Fig. 7 schematically illustrates another lighting device. The lighting device of Fig. 7 is substantially the same as that of Figs. 5 and 6. Elements of the lighting device of Fig. 7 which correspond to those of Figs. 1-6 are denoted by the same reference numerals. With regard to the properties of these elements, reference is made to the corresponding explanations to FIGS. 1-6.
Bei der Beleuchtungsvorrichtung von Fig. 7 ist auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung eine Schutzschicht 150 vorgesehen, welche an ihrer Oberfläche mit Mik- rolinsen 160 versehen ist. Wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, kann durch die Mikrolinsen 160 das in Richtung der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung rückgestreute Licht weiter unterdrückt werden. In Fig. 7 ist in der zweiten weiteren Leuchtschicht 126 erzeugtes Licht, welches an der Oberfläche einer Mikrolinse 160 in der Schutzschicht 150 nach innen reflektiert wird, mit 26' bezeichnet. Durch die Mikrolin- sen 160 wird erreicht, dass das rückgestreute Licht 26' in den Bereich der durch die Abschirmwände 135, 136 ausgebildeten Strahlfallen gelenkt wird. Das rückgestreute Licht wird dadurch effektiv daran gehindert, durch die Lochbereiche 140 zu der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung zu gelangen.In the illumination device of FIG. 7, a protective layer 150 is provided on the front side of the illumination device, which is provided with microlenses 160 on its surface. As explained in connection with FIG. 3, the microlenses 160 can further suppress the light backscattered in the direction of the rear side of the illumination device. In FIG. 7, light generated in the second further luminous layer 126, which is reflected inwardly on the surface of a microlens 160 in the protective layer 150, is denoted by 26 '. The microlenses 160 ensure that the backscattered light 26 'is directed into the region of the beam traps formed by the shielding walls 135, 136. The backscattered light is thereby effectively prevented from passing through the hole areas 140 to the back of the lighting device.
Die Mikrolinsen 160 sind wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert zwischen den Lochbereichen 140 angeordnet und bilden somit eine gitterartig zusammenhänge Zylinderlinsenstruktur. Die Ausdehnung der Mikrolinsen 160 in der Ebene der
Schutzschicht 150 ist wiederum vorzugsweise größer gewählt als die Breite der entsprechenden Bereiche der Leuchtschichten 120, 125, 126.As explained in connection with FIG. 3, the microlenses 160 are arranged between the hole regions 140 and thus form a grid-like cylindrical lens structure. The extension of the microlenses 160 in the plane of Again, protective layer 150 is preferably selected larger than the width of the respective regions of the luminescent layers 120, 125, 126.
Die in den anhand von Fig. 1 -7 erläuterten Beleuchtungsvorrichtungen vorgesehenen Leuchtschichten können aus mehreren elektrisch isolierten Teilbereichen bestehen, so dass sich mehrere separat ansteuerbare Leuchtbereich ergeben. Werden diese separat ansteuerbaren Leuchtbereiche über eine passive oder aktive Matrixansteuerung mit Strom versorgt, kann die Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung verschiedener flächenhafter Beleuchtungsmuster angesteuert werden. Die Beleuchtungsmus- ter können zu dekorativen oder funktionellen Zwecken eingesetzt werden. Beispielsweise können Text oder Bilder erzeugt werden. Dies kann beispielsweise zu Werbezwecken, zur Wiedergabe von Informationen oder zur Ausgabe von Warnhinweisen dienen.The luminescent layers provided in the illumination devices explained with reference to FIGS. 1 to 7 can consist of a plurality of electrically isolated partial regions, so that a plurality of separately controllable luminous regions result. If these separately controllable lighting areas are supplied with power via a passive or active matrix control, the lighting apparatus can be controlled to generate different areal illumination patterns. The lighting patterns can be used for decorative or functional purposes. For example, text or images can be generated. This can be used, for example, for advertising purposes, to display information or to issue warnings.
Bei den in von Fig. 1 -7 dargestellten Beleuchtungsvorrichtungen liegen die Abmessungen der Strukturen in den verschiedenen Schichten, z.B. Querschnitt der Lochbereiche, Breite der Stege der Leuchtschichten, Dicke der verschiedenen Substrate, typischerweise im Bereich von 1 -1000 μm. Ein Bereich von 5-50 μm ist jedoch bevorzugt. Die Leuchtschichten sind typischerweise dünner als 1 μm.In the lighting devices illustrated in Figures 1-7, the dimensions of the structures in the various layers, e.g. Cross section of the hole areas, width of the webs of the luminescent layers, thickness of the various substrates, typically in the range of 1 -1000 microns. However, a range of 5-50 μm is preferred. The luminescent layers are typically thinner than 1 μm.
Fig. 8 zeigt ein Anwendungsbeispiel für die im Zusammenhang mit Fig. 1 -7 erläuterte Beleuchtungsvorrichtung.FIG. 8 shows an application example for the lighting device explained in connection with FIGS. 1-7.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Anwendungsbeispiel ist die Beleuchtungsvorrichtung in Brillengläsern einer Brille 200 angeordnet. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung auf einer inneren oder äußeren Oberfläche der Brillengläser aufgebracht sein. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung auch in die Brillengläser eingebettet sein. Die Brille 200 kann als Lesebrille, Datenbrille oder OP-Lupe ausgestaltet sein. Die Brillengläser können folglich auch mit geeigneten optischen Abbildungsei- genschaften versehen sein. Beispielsweise kann die Brille 200 zur Betrachtung von Objekten im Nahbereich ausgestaltet sein. Die von der Brille 200 abgegebene Beleuchtungsstrahlung 20 beleuchtet ein Objekt 250, beispielsweise die Seiten eines Buches oder ein Operationsfeld.In the application example illustrated in FIG. 8, the illumination device is arranged in spectacle lenses of a pair of spectacles 200. For example, the lighting device may be applied to an inner or outer surface of the lenses. Alternatively, the lighting device may also be embedded in the lenses. The glasses 200 may be configured as reading glasses, data glasses or surgical loupe. Consequently, the spectacle lenses can also be provided with suitable optical imaging properties. For example, the goggles 200 may be configured for viewing objects in close proximity. The illuminating radiation 20 emitted by the glasses 200 illuminates an object 250, for example the pages of a book or an operating field.
Zur Energieversorgung der Beleuchtungsvorrichtungen in den Brillengläsern der Brille 200 ist eine Energiequelle 220 vorgesehen, beispielsweise ein wiederaufladbarer Akku oder eine Batterie. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Anwendungsbeispiel ist die
Energiequelle 220 über ein Kabel mit der Brille 200 verbunden. Alternativ kann die Energiequelle 220 auch in der Brille 200 integriert sein.To supply energy to the lighting devices in the lenses of the glasses 200, a power source 220 is provided, for example a rechargeable battery or a battery. In the application example shown in Fig. 8 is the Power source 220 connected via a cable with the glasses 200. Alternatively, the energy source 220 may also be integrated in the goggles 200.
Bei dem in Fig. 8 dargestellten Anwendungsbeispiel bestehen Vorteile dahingehend, dass die in den Brillengläsern integrierte Beleuchtungsvorrichtung sehr platzsparend und leicht ist, da sie im Wesentlichen aus einer Beschichtung der Brillengläser besteht, wobei diese Beschichtung eine Dicke von typischerweise maximal einigen Zehntel Millimeter aufweist. Die ohnehin vorhandenen Brillengläser werden somit als Trägersubstrat für die Beleuchtungsvorrichtung genutzt. Die Brillengläser können spezifisch angepasst sein und mit einer optischen Wirkung versehen sein oder nicht.In the application example shown in FIG. 8, there are advantages in that the illumination device integrated in the spectacle lenses is very space-saving and lightweight, since it consists essentially of a coating of the spectacle lenses, this coating having a thickness of typically a few tenths of a millimeter at most. The already existing eyeglass lenses are thus used as a carrier substrate for the lighting device. The spectacle lenses may be specifically adapted and provided with an optical effect or not.
Bei der Brille 200 erfolgt eine Beleuchtung automatisch stets dort, wo sie benötigt wird. Die Beleuchtungsstrahlung 20 wird direkt zwischen dem Auge und dem beobachteten Objekt erzeugt. Die Beleuchtungsverteilung kann weiter optimiert werden, indem entsprechend dem in Fig. 3 und Fig. 7 dargestellten Anordnungen Mikrolinsen verwendet werden, welche asymmetrisch ausgelegt sind, so dass die Beleuchtungsstrahlung 20 eine Vorzugsrichtung für den Bereich des typischen Sehfeldes erhält.In the case of the glasses 200, lighting always takes place automatically where it is needed. The illumination radiation 20 is generated directly between the eye and the observed object. The illumination distribution can be further optimized by using microlenses, which are designed asymmetrically, in accordance with the arrangements shown in FIGS. 3 and 7, so that the illumination radiation 20 is given a preferential direction for the area of the typical visual field.
Für spezielle Anwendungen können die in den Brillengläsern integrierten Beleuch- tungsvorrichtungen auch derart ausgestaltet sein, dass sie Licht im ultravioletten Spektralbereich abgeben, entweder zusätzlich zu Licht im sichtbaren Spektralbereich oder ausschließlich. Auf diese Weise wird ermöglicht, fluoreszierende Objekte zu betrachten. Für diesen Fall können die Brillengläser auch mit einer zusätzlichen spektralen Beschichtung auf der dem Auge zugewandten Seite versehen sein, wel- che ultraviolette Strahlung blockiert, aber sichtbare Strahlung passieren lässt. Anwendungsbereiche für Beleuchtungsvorrichtungen mit Abstrahlung im ultravioletten Spektralbereich bestehen beispielsweise in der Forensik zur Untersuchung von Blutspuren, bei der Untersuchung von fluoreszierenden Sicherheitsmerkmalen, z.B. in Geldscheinen, oder in der Geologie.For specific applications, the illumination devices integrated in the lenses can also be designed such that they emit light in the ultraviolet spectral range, either in addition to light in the visible spectral range or exclusively. In this way it is possible to observe fluorescent objects. In this case, the spectacle lenses can also be provided with an additional spectral coating on the side facing the eye, which blocks ultraviolet radiation but allows visible radiation to pass. Applications for ultraviolet spectral irradiance illuminators include, for example, in bloodstain forensics research, in the study of fluorescent security features, e.g. in bills, or in geology.
Fig. 9 veranschaulicht schematisch ein weiteres Anwendungsbeispiel der in Fig. 1 -7 dargestellten Beleuchtungsvorrichtung.Fig. 9 schematically illustrates another application example of the lighting device shown in Figs. 1-7.
In Fig. 9 ist die Beleuchtungsvorrichtung 100 Bestandteil eines Kameraobjektivs 300 für eine Kamera. Das Kameraobjektiv 300 umfasst eine Frontlinse 310 und optional eine weitere Optik 320 mit einer oder mehreren Linsen oder anderen Abbildungselementen. Bei der Kamera kann es sich um eine Filmkamera, um eine Videokamera
oder um eine Fotokamera handeln. Die Kamera kann analog oder digital ausgestaltet sein.In FIG. 9, the illumination device 100 is part of a camera objective 300 for a camera. The camera lens 300 includes a front lens 310 and optionally another lens 320 having one or more lenses or other imaging elements. The camera can be a movie camera or a video camera or act on a camera. The camera can be configured analog or digital.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 ist vor der Frontlinse 310 des Kameraobjektivs 300 angeordnet. In diesem Fall kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 unter Verwendung von planaren Substraten implementiert sein.The illumination device 100 is arranged in front of the front lens 310 of the camera lens 300. In this case, the lighting device 100 may be implemented using planar substrates.
Ausgehend von der Beleuchtungsvorrichtung 100 wird die Beleuchtungsstrahlung, veranschaulicht durch durchgezogene Pfeile 20, in die Objektebene 50 abgegeben. Ausgehend von der Objektebene 50 wird gestreutes oder reflektiertes Licht, veranschaulicht durch einen gestrichelten Pfeil 30, durch die Beleuchtungsvorrichtung 100 in dem Kameraobjektiv 300 aufgenommen. Durch die Frontlinse 310 und die optionale weitere Optik 320 erfolgt eine Abbildung der erfassten gestreuten oder reflektierten Strahlung 30 auf eine Bildaufnahmevorrichtung, z.B. einen lichtempfindlichen Film oder einen lichtempfindlichen Chip.Starting from the illumination device 100, the illumination radiation, illustrated by solid arrows 20, is emitted into the object plane 50. Starting from the object plane 50, scattered or reflected light, illustrated by a dashed arrow 30, is received by the illumination device 100 in the camera lens 300. The front lens 310 and the optional further optics 320 image the detected scattered or reflected radiation 30 onto an image pickup device, e.g. a photosensitive film or a photosensitive chip.
Fig. 10 veranschaulicht schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der in Fig. 1 -7 beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung.Fig. 10 schematically illustrates another embodiment of the illumination device described in Figs. 1-7.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten Anwendungsbeispiel ist die Beleuchtungsvorrichtung 100 als Bestandteil einer Abbildungsoptik 400 vorgesehen. Die Abbildungsoptik 400 umfasst eine Frontlinse 410 und optional eine weitere Optik, welche aus einer oder mehreren weiteren Linsen oder anderen Abbildungselementen bestehen kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 ist auf der Oberfläche der Frontlinse 410 der Abbil- dungsoptik 400 aufgebracht. Durch die Frontlinse 410 und die weitere Optik wird von der Abbildungsoptik 400 erfasstes Licht auf einen Detektor 450 abgebildet. Bei dem Detektor kann es sich beispielsweise um eine Kamera handeln. Es ist jedoch auch eine visuelle Beobachtung durch das menschliche Auge möglich. Optional kann ein Spektralfilter 420 in dem Strahlengang zwischen der Frontlinse 410 und dem Detek- tor 450 angeordnet sein, z.B. zwischen der Frontlinse 410 und der weiteren Optik 430.In the application example shown in FIG. 10, the illumination device 100 is provided as part of an imaging optic 400. The imaging optics 400 comprises a front lens 410 and optionally further optics, which may consist of one or more further lenses or other imaging elements. The illumination device 100 is applied to the surface of the front lens 410 of the imaging optics 400. Due to the front lens 410 and the further optics, light detected by the imaging optics 400 is imaged onto a detector 450. The detector may, for example, be a camera. However, visual observation by the human eye is also possible. Optionally, a spectral filter 420 may be disposed in the optical path between the front lens 410 and the detector 450, e.g. between the front lens 410 and the further optic 430.
Bei dem in Fig. 10 Anwendungsbeispiel wird die von der Beleuchtungsvorrichtung 100 erzeugte Beleuchtungsstrahlung, schematisch dargestellt durch durchgezogene Pfeile 20, in Richtung der Objektebene 50 abgegeben. Ausgehend von der Objektebene 50 wird reflektiertes oder gestreutes Licht, schematisch dargestellt durch einen gestrichelten Pfeil 30, durch die Frontlinse 410 und die darauf aufgebrachte Be-
leuchtungsvorrichtung 100 in der Abbildungsoptik 400 aufgenommen und über die Frontlinse 410 und die weitere Optik 430 auf den Detektor 450 abgebildet.In the example of application shown in FIG. 10, the illumination radiation generated by the illumination device 100, shown schematically by solid arrows 20, is emitted in the direction of the object plane 50. Starting from the object plane 50, reflected or scattered light, schematically represented by a dashed arrow 30, is transmitted through the front lens 410 and the light applied thereon. Luminous device 100 recorded in the imaging optics 400 and imaged via the front lens 410 and the further optics 430 on the detector 450.
Bei der Abbildungsoptik 400 kann es sich beispielsweise um eine Foto- oder FiIm- kamera für Nahaufnahmen handeln. Aufgrund der direkt auf der Frontlinse 410 aufgebrachten Beleuchtungsvorrichtung 100 wird eine platzsparende Alternative zu einem um ein Objektiv herum ausgebildeten Beleuchtungsring oder zu einer separaten Beleuchtungsquelle bereitgestellt. Bei hinreichend kleiner Strukturierung der Beleuchtungsvorrichtung 100 können Beeinträchtigungen der Bildqualität durch die in der Beleuchtungsvorrichtung in den Strahlengang eingebrachten Strukturen vermieden werden, da die Beleuchtungsvorrichtung hinreichend weit von der scharf abzubildenden Objektebene 50 entfernt ist.The imaging optics 400 may be, for example, a camera or video camera for close-ups. Due to the illumination device 100 applied directly to the front lens 410, a space-saving alternative to a lighting ring formed around a lens or to a separate illumination source is provided. With a sufficiently small structuring of the illumination device 100, impairments of the image quality due to the structures introduced into the beam path in the illumination device can be avoided since the illumination device is sufficiently far away from the object plane 50 to be sharply imaged.
Alternativ kann jedoch die Beleuchtungsvorrichtung 100, ähnlich zu dem anhand von Fig. 9 erläuterten Anwendungsbeispiel, als Vorschraubkomponente reversibel an einem Objektiv angebracht werden. In diesem Fall kann die Beleuchtungsvorrichtung auf einem Substrat aufgebracht sein, welches planar ist oder eine von der Frontlinse 410 abweichende Wölbung aufweist. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung 100 auf einem Substrat aufgebracht sein, welches konkav gewölbt ist, wodurch eine Erhöhung der Beleuchtungsstärke in der Bildmitte erreicht werden kann.Alternatively, however, similar to the example of use explained with reference to FIG. 9, the lighting device 100 can be reversibly attached to a lens as a pre-screw component. In this case, the illumination device can be applied to a substrate which is planar or has a curvature that deviates from the front lens 410. For example, the illumination device 100 can be applied to a substrate which is concavely curved, as a result of which an increase in illuminance in the center of the image can be achieved.
Das Spektralfilter 420 kann zum Einsatz kommen, um unerwünschte Spektralbereiche aus dem über die Abbildungsoptik 400 erfassten Licht herauszufiltern. Hierbei kann es sich insbesondere um Strahlung im ultravioletten Spektralbereich handeln, welche von der Beleuchtungsvorrichtung 100 erzeugt wird, beispielsweise um eine Fluoreszenzanregung in einem untersuchten Objekt zu bewirken. Das Spektralfilter 420 kann eine separate Komponente der Abbildungsoptik 400 sein, welche gegebenenfalls auch auswechselbar ausgestaltet sein kann. Alternativ kann das Spektralfilter 420 auf einer Linse oder einem anderen optischen Element aufgebracht sein.The spectral filter 420 may be used to filter unwanted spectral regions from the light detected by the imaging optics 400. This may in particular be radiation in the ultraviolet spectral range which is generated by the illumination device 100, for example in order to bring about fluorescence excitation in an object under examination. The spectral filter 420 may be a separate component of the imaging optics 400, which may optionally be configured interchangeable. Alternatively, the spectral filter 420 may be mounted on a lens or other optical element.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Anordnung kann es sich auch um einen Teil eines Endoskops mit Weitfelddetektion handeln. Gegenüber einer konventionellen Beleuchtung mittels einer separaten Lichtleitfaser oder mittels eines Strahlteilers ergibt sich hier wiederum der Vorteil eines geringen Platzbedarfs, was bei Endoskopen von großer Bedeutung ist.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Anordnung kann es sich jedoch auch um einen Teil eines Mikroskops handeln, beispielsweise eines Stereomikroskops, eines Operationsmikroskops, eines Compound- bzw. Weitfeldmikroskops oder eines ophtalmolo- gischen Mikroskops. Weiterhin kann es sich um einen Teil eines industriellen Mess- geräts handeln. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsvorrichtungen liegt wiederum darin, dass wenig Bauraum beansprucht wird und auch bei einem geringen Arbeitsabstand im Verhältnis zum Durchmesser eines verwendeten Objektivs eine effiziente Beleuchtung erreicht werden kann.The arrangement shown in FIG. 10 may also be part of an endoscope with wide-field detection. Compared to a conventional illumination by means of a separate optical fiber or by means of a beam splitter again results here the advantage of a small footprint, which is of great importance in endoscopes. The arrangement shown in FIG. 10, however, may also be a part of a microscope, for example a stereomicroscope, a surgical microscope, a compound or wide field microscope or an ophthalmological microscope. Furthermore, it can be part of an industrial measuring device. The advantage over conventional lighting devices, in turn, is that little space is required and even with a small working distance in relation to the diameter of a lens used efficient lighting can be achieved.
Bei Verwendung der Beleuchtungsvorrichtung 100 in einer mikroskopartigen Anordnung ist zu beachten, dass die strukturierte Beleuchtungsvorrichtung nicht direkt in der Objektebene 50 oder einer dazu konjugierten Bildebene liegen darf. Dies gilt für Objektive, Zoomsysteme, Auflicht- und Durchlichtbeleuchtungsanordnungen. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann jedoch in einer Pupillenebene der Abbildungsop- tik eingesetzt werden, z.B. in der Ebene einer Mikroskop-Aperturblende oder in einer zugänglichen Objektivpupille. Hier können durch verschiedene flächenhafte Beleuchtungsmuster, z.B. Ringe, Segmente, Halbpupillen usw., verschiedene mikroskopische Kontrastverfahren erzeugt werden und durch einen Dimmvorgang beispielsweise mit einer Hellfeldabbildung oder einen Dunkelfeldabbildung kontinuierlich ge- mischt werden. Hieraus ergeben sich Vorteile gegenüber einem harten Umschalten zwischen verschiedenen mikroskopischen Kontrastverfahren. Bei einer Aufteilung der flächenhaften Beleuchtung in Halbpupillen ist ein kontinuierliches Zuschalten des Raumbildkontrastes möglich.When using the illumination device 100 in a microscope-like arrangement, it should be noted that the structured illumination device may not lie directly in the object plane 50 or an image plane conjugate thereto. This applies to lenses, zoom systems, reflected-light and transmitted light illumination arrangements. However, the illumination device 100 can be used in a pupil plane of the imaging optics, e.g. in the plane of a microscope aperture or in an accessible lens pupil. Here, through various areal illumination patterns, e.g. Rings, segments, half-pupils, etc., different microscopic contrasting methods are generated and continuously mixed by a dimming process, for example, with a bright field image or a dark field image. This results in advantages over a hard switching between different microscopic contrast methods. With a division of the planar illumination in half-pupils, a continuous connection of the spatial image contrast is possible.
Ein konkretes Anwendungsbeispiel für die Beleuchtungsvorrichtung 100 in einem Mikroskop ist in Fig. 1 1 veranschaulicht.A concrete application example of the illumination device 100 in a microscope is illustrated in FIG. 11.
Fig. 1 1 zeigt beispielhaft ein Stereomikroskop 500, bei welchem die anhand von Fig. 1 -7 erläuterte Beleuchtungsvorrichtung vor der Abbildungsoptik angeordnet ist. Aus- gehend von der Beleuchtungsvorrichtung 100 wird Licht auf ein zu beobachtendes Objekt 550 abgegeben. Von dem beobachteten Objekt 550 reflektiertes oder gestreutes Licht wird durch die Beleuchtungsvorrichtung 100 in dem Mikroskop 500 in einem Objekt des Mikroskops 500 erfasst und einem Beobachtungsabschnitt 510 des Mikroskops 500 zugeführt. In dem Beobachtungsabschnitt 510 können sich bei- spielsweise Okulare befinden, welche eine visuelle Beobachtung des Beobachtungsobjekts 550 durch das menschliche Auge ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann der Beobachtungsabschnitt 510 auch mit einer Kamera versehen sein.
Neben den bereits erwähnten Anwendungsbeispielen kann die anhand von Fig. 1 -7 beschriebene Beleuchtungsvorrichtung auch in Verbindung mit matrixartigen Anordnungen von Miniobjektiven eingesetzt werden. Durch die matrixartige Anordnung von Miniobjektiven kann beispielsweise eine 1 :1 -Abbildung auf einen Kamerachip erfolgen. Bei solchen Anordnungen, welche mittels mehrerer übereinander liegender Mik- rolinsenarrays hergestellt werden können, kann ein sehr großes Verhältnis von Beobachtungsfläche zu Arbeitsabstand erzielt werden. Der Durchmesser der Miniobjektive ist typischerweise kleiner als 5 mm. Die anhand von Fig. 1 -7 beschriebene Be- leuchtungsvorrichtung kann in diesem Fall zur Realisierung einer Auflichtbeleuchtung zwischen den Kamerachip und die Objektebene eingebracht werden.FIG. 11 shows, by way of example, a stereomicroscope 500 in which the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 is arranged in front of the imaging optics. Starting from the illumination device 100, light is emitted onto an object 550 to be observed. Light reflected or scattered by the observed object 550 is detected by the illumination device 100 in the microscope 500 in an object of the microscope 500 and supplied to an observation section 510 of the microscope 500. For example, in the observation section 510, there may be eyepieces which allow a visual observation of the observation object 550 by the human eye. Alternatively or additionally, the observation section 510 may also be provided with a camera. In addition to the application examples already mentioned, the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can also be used in conjunction with matrix-like arrangements of miniature lenses. By the matrix-like arrangement of mini-lenses, for example, a 1: 1 image can be made on a camera chip. In such arrangements, which can be produced by means of a plurality of microlens arrays lying one above the other, a very large ratio of viewing area to working distance can be achieved. The diameter of the miniature lenses is typically less than 5mm. In this case, the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can be introduced between the camera chip and the object plane in order to realize a reflected light illumination.
Darüber hinaus kann die anhand von Fig. 1 -7 beschriebene Beleuchtungsvorrichtung auch zur reflexfreien Beleuchtung von Bildern eingesetzt werden. Zu diesem Zweck kann ein vor dem Bild angeordnetes transparentes Schutzmaterial, z.B. ein Schutzglas, durch eine im Wesentlichen die gesamte Fläche des Bildes abdeckende Beleuchtungsvorrichtung mit den anhand von Fig. 1 -7 erläuterten Eigenschaften versehen werden. Auf diese Weise wird das Bild sehr gleichmäßig ausgeleuchtet und Reflexe von separaten Lichtquellen an dem transparenten Schutzmaterial werden ver- mieden. Da durch die Verwendung von OLED-Leuchtschichten die von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Beleuchtungsstrahlung hinsichtlich ihres Spektralbereichs derart angepasst werden kann, dass sie keine Anteile im ultravioletten Spektralbereich enthält, kann die Beleuchtungsvorrichtung auch für gegenüber ultravioletter Strahlung empfindliche Objekte, z.B. Gemälde, Fotographien oder dergleichen, eingesetzt werden. Durch Variation der Spektralverteilung der abgegebenen Beleuchtungsstrahlung durch eine elektrische Ansteuerung der Leuchtschicht oder der Leuchtschichten kann die Beleuchtung auch effektiv an das jeweilige zu beleuchtende Objekt und/oder die Umgebungsbedingungen angepasst werden. Weiterhin ist die Helligkeit der Beleuchtung leicht steuerbar. In Kombination mit einem Helligkeitssen- sor kann eine automatische Helligkeitssteuerung erfolgen.In addition, the illumination device described with reference to FIGS. 1-7 can also be used for reflection-free illumination of images. For this purpose, a transparent protective material arranged in front of the image, e.g. a protective glass, are provided by a substantially the entire surface of the image covering lighting device with the explained with reference to FIGS. 1-7 properties. In this way, the image is illuminated very evenly and reflections from separate light sources on the transparent protective material are avoided. Since the use of OLED luminescent layers allows the illumination radiation emitted by the illumination device to be adjusted in terms of its spectral range such that it contains no components in the ultraviolet spectral range, the illumination device can also be used for objects sensitive to ultraviolet radiation, e.g. Paintings, photographs or the like, are used. By varying the spectral distribution of the emitted illumination radiation by an electrical control of the luminescent layer or the luminescent layers, the illumination can also be adapted effectively to the respective object to be illuminated and / or the environmental conditions. Furthermore, the brightness of the lighting is easily controllable. An automatic brightness control can be used in combination with a brightness sensor.
Ein weiterer Einsatzbereich der anhand von Fig. 1 -7 beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung ist als Bestandteil eines Uhrenglases, z.B. zu Ziffernblattbeleuchtung.Another use of the illumination device described with reference to Figs. 1-7 is as part of a watch glass, e.g. to dial illumination.
Darüber hinaus kann die Beleuchtungsvorrichtung auch in Vitrinen oder Schranktüren als Lichtquelle eingesetzt werden. Es ergeben sich ähnliche Vorteile wie bei Beleuchtung von Bildern. Darüber hinaus ist auch ein Einsatz in verglasten Türen von
Kühl- oder Gefrierschränken, z.B. in Lebensmittelmärkten, möglich. In diesem Fall ergibt sich als Vorteil gegenüber herkömmlichen Beleuchtungsarten, dass durch auf OLEDs basierende Leuchtschichten Licht mit einer hohen Effizienz und geringer Wärmeentwicklung erzeugt werden kann.In addition, the lighting device can also be used in showcases or cabinet doors as a light source. There are similar advantages to lighting images. In addition, there is also a use in glazed doors of Refrigerators or freezers, eg in food markets, possible. In this case, it proves to be an advantage over conventional types of illumination that OLED-based luminescent layers can produce light with high efficiency and low heat generation.
Weiterhin ist es möglich, die anhand von Fig. 1 -7 erläuterte Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung und gegebenenfalls Überwachung von benachbarten Räumen durch Fensterscheiben einzusetzen. Hier ergibt sich ein Vorteil dadurch, dass eine großflächige Beleuchtung realisiert wird, die keine Blendeffekte hervorruft und ein zu beobachtendes Objekt oder zu beobachtende Personen genau aus der Richtung anstrahlt, aus welcher die Beobachtung erfolgt. Für den Fall, dass der Beobachter oder eine zu Beobachtungszwecken eingesetzte Kamera nicht sichtbar sein soll, wie z.B. bei der Überwachung in Supermärkten oder in Vernehmungsräumen, kann die Beleuchtungsvorrichtung auf der dem Beobachter zugewandten Seite zusätzlich mit einer teildurchlässigen Spiegelschicht versehen sein.Furthermore, it is possible to use the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 for illuminating and optionally monitoring neighboring rooms through window panes. Here, an advantage results from the fact that a large-area illumination is realized, which causes no glare and illuminates an object to be observed or people to be observed exactly from the direction from which the observation is made. In the event that the observer or a camera used for observation purposes should not be visible, e.g. when monitoring in supermarkets or in interrogation rooms, the lighting device may be additionally provided on the side facing the observer with a partially transparent mirror layer.
Ein weiteres Einsatzgebiet der anhand von Fig. 1 -7 erläuterten Beleuchtungsvorrichtung findet sich bei optischen Kopierern und Scannern. Hier ist es derzeit üblich, zur Beleuchtung eines Objekts, z.B. ein Blatt Papier, eine linienförmige Lichtquelle über das Objekt zu ziehen. Der hiermit verbundene mechanische Aufwand kann durch Verwendung der anhand von Fig. 1 -7 erläuterten flächenhaften Beleuchtungsvorrichtung vermieden werden, indem eine im Wesentlichen vollflächige Beleuchtung des Objekts realisiert wird. Die Bildaufnahme kann dann durch die Beleuchtungsvorrichtung hindurch erfolgen. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass die Bilderfassung mit einer flächenhaft ausgestalteten Kamera erfolgen kann, wodurch wiederum eine höhere Kopier- bzw. Scangeschwindigkeit erreicht werden kann. Bei diesem Anwendungsbeispiel sollte der mittlere Abstand zwischen den Lochbereichen in der Beleuchtungsvorrichtung vorzugsweise kleiner als 50 μm sein.A further field of application of the illumination device explained with reference to FIGS. 1 to 7 is found in optical copiers and scanners. Here it is currently customary to illuminate an object, e.g. a sheet of paper to draw a line-shaped light source over the object. The mechanical complexity associated therewith can be avoided by using the planar lighting device explained with reference to FIGS. 1-7, by realizing a substantially full-surface illumination of the object. The image recording can then take place through the illumination device. A further advantage is that the image acquisition can take place with a two-dimensionally configured camera, which in turn allows a higher copy or scan speed to be achieved. In this application example, the mean distance between the hole areas in the lighting device should preferably be less than 50 μm.
Ein weiteres Einsatzgebiet betrifft so genannte Teleprompter, mit denen Vortragende ihren Text ablesen können, ohne dass dieser Text vom Publikum gesehen werden kann. Derartige Teleprompter werden bei z.B. Live-Veranstaltungen oder beim Fernsehen verwendet. Derzeit bestehen Teleprompter in der Regel aus einem Projektor und einer teilreflektierenden Platte. Der Vortragende sieht den reflektierten, projizier- ten Text, während die Zuschauer nur die teilreflektierende Platte sieht.
Mit Hilfe der anhand von Fig. 1 -7 erläuterten Beleuchtungsvorrichtung kann der Projektor eingespart werden, da der Text direkt mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung dargestellt werden kann. Hierzu ist die Beleuchtungsvorrichtung so auszugestalten, dass sie mit einer hinreichenden Auflösung als text- und/oder bild- darstellendes Display fungiert. Wie weiter oben erläutert wurde, müssen dazu lediglich Teilbereiche der Beleuchtungsvorrichtung separat elektronisch ansteuerbar sein. Hierzu können die bei Displays üblichen Passivmatrix-Verfahren oder Aktivmatrix- Verfahren eingesetzt werden.Another field of application concerns so-called teleprompters, with which lecturers can read their text without the text being able to be seen by the audience. Such Teleprompter be used in eg live events or television. Currently, teleprompters usually consist of a projector and a partially reflecting plate. The speaker sees the reflected, projected text, while the viewer sees only the partially reflecting plate. With the aid of the explained with reference to FIG. 1 -7 lighting device, the projector can be saved, since the text can be displayed directly with the lighting device according to the invention. For this purpose, the lighting device is to be designed such that it functions with a sufficient resolution as a text and / or image-representing display. As has been explained above, only partial areas of the lighting device have to be separately electronically controllable for this purpose. For this purpose, the usual in displays passive matrix method or active matrix method can be used.
Weiterhin kann die anhand von Fig. 1 -7 erläuterte Beleuchtungsvorrichtung auch in reflektiven Anzeigevorrichtungen eingesetzt werden, z.B. in LCoS- Anzeigevorrichtungen (LCoS: „Liquid Crystal on Silicon", Flüssigkristall auf Silizium). Hier kann die Beleuchtungsvorrichtung in einem geringen Abstand vor der reflektiven Anzeigevorrichtung angeordnet werden und eine sehr flache Bauweise wird ermög- licht. In diesem Fall können die reflektiven Anzeigevorrichtungen auch zur großflächigen Anzeige eingesetzt werden, da eine aufwändige Auflichtbeleuchtung mit strahlformenden Elementen nicht erforderlich ist. Bei diesem Anwendungsbeispiel sollte der mittlere Abstand zwischen den Lochbereichen in der Beleuchtungsvorrichtung kleiner als die Pixel der Anzeigevorrichtung sein.Furthermore, the illumination device explained with reference to FIGS. 1-7 can also be used in reflective display devices, e.g. In LCoS (Liquid Crystal on Silicon) (LCoS) display devices, the illumination device can be placed a short distance in front of the reflective display device and a very flat design is made possible, in which case the reflective display devices also be used for large-area display, as a complex incident illumination with beam-forming elements is not required.In this application example, the average distance between the hole areas in the lighting device should be smaller than the pixels of the display device.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Implementierungen der Beleuchtungsvorrichtung und Anwendungsbeispiele miteinander geeignet kombiniert werden können.
It is understood that the above-described implementations of the lighting device and application examples can be suitably combined with each other.
Claims
1. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: eine Leuchtschicht (120), eine zwischen einer Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung und der Leuchtschicht (120) angeordnete Abschirmschicht (130) aus einem untransparenten Material, und eine Vielzahl von transparenten Lochbereichen (140), an welchen die Leuchtschicht (120) und die Abschirmschicht (130) durchbrochen sind und welche sich zwischen der Rückseite und einer Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung erstrecken, wobei die Abschirmschicht (130) jeweils um die Lochbereiche (140) ausgebildete Randbereiche (132) aufweist, welche über die Leuchtschicht (120) hinausragen.A lighting device comprising: a luminescent layer (120), a shielding layer (130) of an opaque material disposed between a back side of the lighting device and the luminescent layer (120), and a plurality of transparent hole regions (140) to which the luminescent layer (120 ) and the shielding layer (130) are perforated and which extend between the rear side and a front side of the lighting device, the shielding layer (130) each having around the hole areas (140) formed edge regions (132), which protrude beyond the luminescent layer (120) ,
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Randbereiche (132) um wenigstens 1 μm über die Leuchtschicht (120) hinausragen.2. Lighting device according to claim 1, wherein the edge regions (132) protrude by at least 1 micron on the luminescent layer (120).
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: um die Lochbereiche (140) ausgebildete Abschirmwände (135, 136) aus einem untransparenten Material, wobei die Abschirmwände (135, 136) sich entlang eines Teils der Lochbereiche (140) zwischen der Abschirmschicht (130) und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrich- tung erstrecken.3. A lighting device according to claim 1 or 2, comprising: shielding walls (135, 136) formed of the non-transparent material around the perforated areas (140), the shielding walls (135, 136) extending along a portion of the perforated areas (140) between the shielding layer (140). 130) and the front of the lighting device.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Abschirmwände (135) mit der Abschirmschicht (130) verbunden sind.4. The lighting device according to claim 3, wherein the shielding walls (135) are connected to the shielding layer (130).
5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4. wobei die Abschirmwände (135) sich zwischen der Leuchtschicht (120) und den Lochbereichen (140) erstrecken.5. Lighting device according to claim 3 or 4 wherein the Abschirmwände (135) extend between the luminescent layer (120) and the hole areas (140).
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, umfassend: wenigstens eine zwischen der Leuchtsicht (120) und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnete weitere Leuchtschicht (125, 126) aus einem transparenten Material, wobei die Lochbereiche (140) sich durch die weitere Leuchtschicht (125, 126) erstrecken, und wobei die Abschirmwände (135, 136) sich zwischen der weiteren Leuchtschicht (125, 126) und den Lochbereichen erstrecken.6. The lighting device according to claim 3, comprising: at least one further luminescent layer (125, 126) made of a transparent material arranged between the luminous view (120) and the front side of the lighting device, wherein the hole regions (140) extend through the further luminescent layer (125, 126), and wherein the shielding walls (135, 136) extend between the further luminescent layer (125, 126) and the hole regions.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die weitere Leuchtschicht (125, 126) als OLED-Leuchtschicht ausgestaltet ist.7. Lighting device according to claim 6, wherein the further luminescent layer (125, 126) is designed as an OLED luminescent layer.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, umfassend: eine zwischen der weiteren Leuchtschicht (125, 126) und der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnete Antireflexschicht (155, 185).8. A lighting device according to claim 6 or 7, comprising: an antireflective layer (155, 185) arranged between the further luminous layer (125, 126) and the front side of the lighting device.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5-8, wobei die Abschirmschicht (130) und/oder die Abschirmwände (135, 136) reflektie- rend ausgestaltet sind.9. Lighting device according to one of claims 5-8, wherein the shielding layer (130) and / or the Abschirmwände (135, 136) are designed reflective.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, umfassend: ein transparentes Zwischensubstrat (170, 190), auf dessen Oberfläche die weitere Leuchtschicht (125, 126) aufgebracht ist.10. Lighting device according to one of claims 6-9, comprising: a transparent intermediate substrate (170, 190), on the surface of the further luminescent layer (125, 126) is applied.
11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: eine transparente Schutzschicht (150), welche auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.11. A lighting device according to one of the preceding claims, comprising: a transparent protective layer (150) which is arranged on the front side of the lighting device.
12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei die Schutzschicht (150) eine Antireflexschicht (155) umfasst.The illumination device of claim 1 1, wherein the protective layer (150) comprises an antireflective layer (155).
13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, umfassend: eine Vielzahl von Mikrolinsen (160), welche auf der Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sind.13. The lighting device according to claim 11 or 12, comprising: a plurality of microlenses (160) disposed on the front side of the lighting device.
14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Mikrolinsen (160) zwischen den Lochbereichen (160) angeordnet sind.14. Lighting device according to claim 13, wherein the microlenses (160) are arranged between the hole areas (160).
15. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: ein transparentes Rücksubstrat (1 10), welches zwischen der Abschirmschicht (130) und der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist.15. Lighting device according to one of the preceding claims, comprising: a transparent back substrate (110) disposed between the shielding layer (130) and the back side of the lighting device.
16. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfas- send: eine Antireflexschicht (1 15) auf der Rückseite der Beleuchtungsvorrichtung.16. Lighting device according to one of the preceding claims, comprising: an antireflection layer (1 15) on the back of the lighting device.
17. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lochbereiche (140) in der Ebene der Abschirmschicht (130) in wenigstens einer Richtung eine Ausdehnung von 500 μm oder weniger aufweisen.17. Lighting device according to one of the preceding claims, wherein the hole regions (140) in the plane of the shielding layer (130) in at least one direction have an extension of 500 microns or less.
18. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lochbereiche (140) in der Ebene der Abschirmschicht (130) in einem periodischen Gitter angeordnet sind.18. Lighting device according to one of the preceding claims, wherein the hole regions (140) in the plane of the shielding layer (130) are arranged in a periodic grid.
19. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -17, wobei die Lochbereiche (140) in der Ebene der Abschirmschicht (130) unregelmäßig angeordnet sind.19. Lighting device according to one of claims 1 -17, wherein the hole areas (140) in the plane of the shielding layer (130) are arranged irregularly.
20. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (100) ein planares oder ein gewölbtes Trägersubstrat (1 10) umfasst.20. Lighting device according to one of the preceding claims, wherein the lighting device (100) comprises a planar or a curved support substrate (1 10).
21. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Ebene der Leuchtschicht (120) mehrere Leuchtbereiche vorgesehen sind, welche separat ansteuerbar sind.21. Lighting device according to one of the preceding claims, wherein in the plane of the luminescent layer (120) a plurality of luminous areas are provided, which are separately controllable.
22. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lochbereiche (140) sich im Wesentlichen senkrecht zu der Leuchtschicht (120) und der Abschirmschicht (130) erstrecken.22. Lighting device according to one of the preceding claims, wherein the hole regions (140) extend substantially perpendicular to the luminescent layer (120) and the shielding layer (130).
23. Optische Einrichtung mit einer Beleuchtungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.23. Optical device with a lighting device (100) according to one of the preceding claims.
24. Optische Einrichtung nach Anspruch 23, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (100) auf einem optischen Element der optischen Einrichtung aufgebracht ist. 24. An optical device according to claim 23, wherein the illumination device (100) is applied to an optical element of the optical device.
25. Optische Einrichtung nach Anspruch 24, wobei das optische Element ein transmittives Abbildungselement, ein reflektives Abbildungselement oder ein Strahlteilerelement ist.25. An optical device according to claim 24, wherein the optical element is a transmissive imaging element, a reflective imaging element or a beam splitter element.
26. Optische Einrichtung nach Anspruch 23 oder 25, wobei die optische Einrichtung ein Endoskop, ein Mikroskop, eine Lupe, eine Brille, ein Objektiv, eine Kamera, eine Anzeigeeinrichtung, ein Kopierer oder ein Scanner ist. 26. An optical device according to claim 23 or 25, wherein the optical device is an endoscope, a microscope, a magnifying glass, a pair of glasses, a lens, a camera, a display device, a copier or a scanner.
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