WO2016005102A1 - Hinterleuchtungseinrichtung - Google Patents

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retroreflective
radiation
light sources
side wall
semiconductor light
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Felix Kimme
Christopher KÖLPER
Peter Brick
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    • G02B6/0055—Reflecting element, sheet or layer

Definitions

  • the invention relates to a backlight device comprising a plurality of semiconductor light sources for generating light radiation and a side wall arranged laterally of the semiconductor light sources.
  • the invention further relates to a device comprising such
  • a backlighting device serves for the homogeneous illumination of a surface.
  • An example is the illumination of a back surface of a liquid crystal display (Liquid Crystal Display,
  • LEDs Light Emitting Diode, LED
  • LED light sources each having a primary optics, in a plane parallel to the surface to be illuminated.
  • the pri ⁇ märoptiken serve to provide a radiation pattern with a side outgoing light emission. This serves to achieve a homogeneous irradiation of the surface to be illuminated by superposition of the light components of adjacent light sources.
  • the radiation reflection can take place on sidewalls of a wall structure circulating in a frame-like manner over the light sources.
  • One possibility is an orthogonal orientation of the pages ⁇ walls of the frame with respect to a predetermined level by the light sources, as well as a configuration of the side walls as a specular reflector. This allows light from a peripheral each light source are each reflected as if this proportion of another fictitious, located outside of the backlight device light source.
  • the aforementioned concept is simple, but not always he wishes ⁇ .
  • an angled orientation of the side walls is required to achieve a flat appearance. This concerns, for example, the field of flat screens.
  • An embodiment with inclined and specularly reflective side walls leads to an increased luminance and thus a bright edge on the surface to be illuminated, so that no homogeneous illumination is possible.
  • Herkömm Anlagen- example is therefore designed dif ⁇ fus the surface of the inclined side walls reflective. Associated with this is a lambert radiation characteristic, whereby a part of the incident light on the side walls can be reflected back in the direction of the light sources.
  • the object of the present invention is to provide an improved solution for a backlight device.
  • a surface to be illuminated hereinafter also referred to as a lighting surface, can be irradiated with light radiation from the semiconductor light sources.
  • the angeord ⁇ Neten in a plane semiconductor light sources can be located parallel to the illumination area.
  • the side wall of the backlight device is inclined to the plane predetermined by the semiconductor light sources and thus also to the associated plane normal.
  • the side wall may be inclined to the illumination surface ⁇ .
  • the side wall in the direction of the BL LEVEL ⁇ processing surface can taper outwardly. The oblique design allows a flat look of the
  • Backlighting This applies correspondingly to a device equipped with the backlight device.
  • the inclined sidewall of the backlight is retroreflective.
  • the retroreflective configuration is present at a side of the side wall which is irradiated with light ⁇ radiation of the semiconductor light sources. This makes it possible, during operation of the
  • Backlight device on the side wall a large part of an incident light radiation in the direction of the incident radiation or from a given by the side wall normal in the direction of the incident radiation to reflect back.
  • This also applies to light radiation which is emitted by light sources adjacent to the side wall in the direction of the side wall.
  • the on ⁇ come an increased luminance at the edge of the illumination area can be avoided in the side wall.
  • Using the backlighting is therefore a homogeneous irradiation of the illumination area, also on the edge at Be ⁇ rich sidewall can achieve.
  • This advantage can become all the clearer the smaller the number of semiconductor light sources or the greater the distance between them and / or the smaller the distance between the light sources and the illumination surface.
  • the retroreflective design of the sloping sidewall offers the possibility of the
  • Radiation reflection may be due to effects such as scattering effects, reflection at (at least) one interface, structural defects, etc.
  • the semiconductor light sources of the backlighting device may comprise, for example, light-emitting diodes (LEDs). Furthermore, the semiconductor light sources can be designed, for example, to generate white light radiation. This can be achieved by a radiation conversion using one or more conversion materials or phosphors.
  • LEDs light-emitting diodes
  • the semiconductor light sources may further comprise suitable optics or primary optics. These may be designed in such a way that the semiconductor light sources have a spread radiation characteristic with a light emission taking place to the side.
  • the primary optics may be realized in the form of lenses. By a superimposition or mixture of the radiation parts of the semiconductor light sources, a homogeneous irradiation of the illumination surface can be achieved in this way.
  • the semiconductor light sources arranged in a plane can be positioned in the form of a regular grid or in the form of a matrix in the form of rows and columns. Areas between the semiconductor light sources and also optionally at the edge or adjacent to the retroreflective sidewall may be formed diffusely reflective.
  • an inclination angle to the normal of the plane given by the semiconductor light sources may be 45 ° or more, or in a range between, for example, 45 ° and 80 °. It is conceivable, for example, a tilt angle in a range between 60 ° and 70 °. As a result, a flat appearance of the backlighting device can be promoted. However, a smaller inclination angle below 45 ° is also possible.
  • the inclined and retroreflective sidewall is part of a frame circulating the semiconductor light sources.
  • the frame has further side walls.
  • the frame is rectangular or has a rectangular contour in plan view. In this embodiment, the frame thus has three further side walls.
  • At least one of the further side walls of the frame is also inclined and retro ⁇ reflective.
  • the inclined design allows a flat appearance. Due to the retroreflective embodiment, the occurrence of an increased luminance at the edge of the illumination surface in the region of the side wall can be avoided.
  • the backlight may have two opposing side walls which are sloped and retroreflective. It is also possible such Substituted ⁇ staltung in which all four sidewalls are tilted, and retroreflective.
  • At least one side wall of the, for example, rectangular frame not to be inclined, but instead aligned perpendicular to the plane predetermined by the semiconductor light sources or perpendicular to the illumination surface.
  • Such a side wall can orthogonal to the side which is irradiated with light radiation of the semiconductor light sources to be formed specularly reflective to a homogeneous illumination to made ⁇ union.
  • the retroreflective design allows the (at least one) sidewall of the
  • Backlight device a relatively large part of an incident light radiation in the direction of the incident radiation or of a given by the side wall normal in the direction of the incident radiation
  • the following embodiments may be considered which enable the provision of homogeneous illumination with high reliability.
  • the following embodiments may be considered which enable the provision of homogeneous illumination with high reliability.
  • the side wall may be further configured such that more than 70% or more than 90% of the incident light radiation in the aforementioned manner is reflected back. This beneficiaries ⁇ Strengthens providing a homogeneous lighting.
  • the (at least one) retroreflective side wall is formed, more than 50% ei ⁇ ner incident light radiation in a predetermined angular range in the direction of incident light radiation, in particular in an angular range of -45 ° to 45 ° or from -30 ° to 30 ° relative to an angle of incidence of the incident light radiation, back to reflect.
  • the side wall can also be designed here so that more than 70% or more than 90% of the incident light radiation is reflected back in the aforementioned manner. In this way the homogeneous Be ⁇ lighting can also be favored.
  • the incident light rays can or can impinge a substantial portion of incident light radiation at an incident angle to the side wall, which is in a range of, for example, between 20 ° to 70 ° with respect to the position predetermined by the Be ⁇ tenwand Normal , lies.
  • the angle of incidence depends, among other things, on the inclination of the side wall.
  • the above-explained refinements or information on retro reflection can refer to the radiation reflection occurring in the cross section of the side wall. In this vertical space towards the side wall can be retroreflektie ⁇ rend or not. Furthermore, it hingewie ⁇ sen that in an embodiment of
  • Backlight device having a plurality of retroreflective sidewalls all of the retroreflective sidewalls may be formed as indicated above. This may also apply to the embodiments given below.
  • the retroreflective property of the (at least one) sidewall of the backlight can be realized by having the sidewall be a retroreflective Structure has.
  • different Ausgestal ⁇ tions come into consideration.
  • a retroreflection can be realized by a combination of a lens and a convexly curved reflecting surface, wherein these components are matched to one another in such a way that a light radiation focused with the aid of the lens impinges substantially perpendicularly on the curved reflecting surface.
  • the light radiation reflected on the curved surface can in this case run back essentially in the direction of the incident light radiation.
  • a retroreflective structure can therefore be realized with structural elements each comprising a lens and an associated hearing ⁇ curved reflecting surface.
  • a functioning according to this principle possible Ausgestal ⁇ tion of a retroreflective structure has an arrangement of microspheres.
  • the microspheres may be formed of a transparent material and positioned side by side.
  • a front-side part of the spherical surface of the microspheres can each serve as a lens in order to focus light radiation in the direction of a rear-side part of the spherical surface.
  • the microspheres can front into a
  • the backside spherical surface of the microspheres may be reflective.
  • a reflective metallic material or a Bragg mirror can be arranged on the back side of the microspheres.
  • the retroreflective structure may comprise a microlens array. This can be done with the help of a
  • Layer can be realized from a transparent material, which comprises curved at a front side and at a back side surfaces.
  • the front side Curved part surfaces serve as lenses or microlenses, respectively, to focus light radiation in the direction of the back curved partial surfaces.
  • a further layer may be arranged from a transparent Ma ⁇ TERIAL which may be realized as a planarization layer. In order to cause a radiation reflection at the back curved partial surfaces of the transparent layer, these may be formed reflecting.
  • a reflective metallic material or a Bragg mirror can be arranged on the rear side of the transparent layer.
  • the transparent layer may have a biconvex configuration.
  • the front side and the schseiti ⁇ gen curved surface portions of the transparent layer are curved outward respectively.
  • an embodiment in the form of meniscus lenses in this case, the front-side curved partial surfaces are inwardly curved, and the rear-side curved surfaces are curved outward.
  • retroreflective structure which includes an array of side-by-side corner or top-hatches. Having angle reflectors.
  • Such structural elements gron- NEN have two or three mutually perpendicular oriented Reflection ⁇ ons vom. This can be realized for example by means of a layer or carrier layer having a structured side with gaps in the form of Eckreflekto ⁇ ren and is reflective at this side.
  • Layer may be formed of a reflective metallic material or have on the structured side a reflective coating, for example a metallic coating or a coating in the form of a Bragg mirror.
  • a layer of a transparent material On the structured side of the layer may further be arranged a layer of a transparent material, which may be realized as a planarization layer.
  • the recesses may be filled with the transparent material.
  • the filled recesses or Eckreflektoren can form a Mikroprismenan Aunt.
  • further refinements for a retroreflective structure can be considered. For example, it is possible to provide an arrangement of inverted cones or truncated cones, ie, upside down with respect to the incident light radiation.
  • the cones (stumps) can be a reflective surface or
  • the retroreflective structure can be realized with the aid of a layer or carrier layer which has a structured side with recesses in the form of the cones (stumps) and is reflective on this side.
  • the layer may be formed from a reflective metallic material or have on the structured side of a reflective coating, for example a metalli ⁇ specific coating or a coating in the form of a Bragg mirror.
  • On this side of the layer may further be arranged a layer of a transparent material, which may be realized as a planarization layer. In this case, the recesses may be filled with the transparent material.
  • a retroreflective structure has an acceptance angle for the incident light radiation for which the
  • the inclined orientation of (at least one) side wall of the backlighting may result in that a light coming from the semiconductor light sources radiation substantially obliquely incident on the side wall and thus to the corresponding ⁇ retrore flective structure.
  • structural elements of the retroreflective structure of the side wall are tilted to a normal given by the side wall.
  • Ki ⁇ NEN be formed tilted in the direction of the incident light radiation, the structural elements. In this way it can be ⁇ aims that with high reliability, a large part of the incident light radiation in the direction of the incident radiation is reflected back.
  • the tilted Substituted ⁇ staltung may come into consideration, for example, for structural elements such as corner reflectors described above or micro-prisms, but also the cone (stump).
  • a retroreflective structure used in the backlighting device may, for example, be realized in the form of a retroreflective sheeting.
  • the film may be, for example, an adhesive film.
  • the (at least one) retroreflective sidewall in a targeted manner for effecting the diffuse reflection.
  • the strength of the diffuse reflection occurring on the side wall can be specified exactly or a larger, diffusely reflected light component can be made available. This can be done, for example, by forming the side wall with a roughened surface. When using a front side or planarizing layer of a transparent material, as described above, the roughened surface may be provided on this layer.
  • An alternative variant is an embodiment of the side wall with scattering particles.
  • a front-side layer or planarization layer such particles may be embedded, for example in the transpa ⁇ pensions material of the layer.
  • the backlighting device further details and embodiments may be considered.
  • an embodiment with a frame of several side walls is possible, wherein the frame has a different contour, for example a triangular contour with three side walls, instead of a rectangular contour in plan view.
  • at least one side wall is inclined and designed to be retroreflective.
  • a vertical side wall (if present) may be formed specular reflective.
  • the can or an inclined and retrore ⁇ inflected side wall of the backlighting device in plan view have a straight or a curved contour.
  • An inclined and retroreflecting side wall arranged laterally of the light sources can furthermore have, for example, a circular or oval contour which is closed in the top view and circumscribes the light sources.
  • a device is proposed which has a backlighting device with the structure described above or with a construction according to one or more of the embodiments described above.
  • the device has a further device, which with light radiation of
  • Backlight device is irradiated.
  • the further device can be illuminated homogeneously with light radiation of the semiconductor light sources on a rear side or rear surface. Due to the inclined orientation of the side wall, the backlighting device and thus the device can have a flat appearance.
  • the retroreflective manifestation of the sloped sidewall further allows to prevent the occurrence of increased luminance at the edge of the illuminated back of the further device. In this way, the further device from the back possible lends homogeneous, also on edge or in the area of the side wall to be illuminated.
  • the device may be, for example, a flat screen or a flat screen TV.
  • the other device is a liquid crystal display or a remplissigkris may be ⁇ tallpett (Liquid Crystal Display, LCD).
  • the device may also be, for example, a self-illuminating street sign, an advertisement, a self-luminous poster or a surface light source for room lighting.
  • the further device irradiated from the rear can, for example, comprise components such as a transparent layer, optionally colored differently in different regions
  • Diffuser plate etc. include. It should be noted that above with respect to the
  • FIG. 1 shows a side view of a device comprising a backlighting device and a further device that can be illuminated with the aid of the backlighting device, wherein the backlighting device has semiconductor light sources arranged in a plane and a frame with angled and retroreflective side walls encircling the semiconductor light sources;
  • FIG. 3 is an illustration of radiation reflections occurring on a retroreflective sidewall
  • FIG. 4 shows a side view of a retroreflective structure for a sidewall comprising a microsphere arrangement
  • Figure 5 is a side view of a retroreflective structure for a sidewall having a microlens array
  • Figure 7 is a side view of a retroreflective structure for a sidewall having a
  • Figure 8 is a side view of a retroreflective structure for a sidewall having an array of inverted truncated cones.
  • FIG. 9 is a side view of a section of the backlighting device in the region of a side wall, wel surface having a retroreflective structure having tilted structural ⁇ turelementen.
  • the backlighting device 105 is part of a device 100 and is used for backlighting of a further device 135 of the device 100. It should be noted that the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this sense, components and structures shown in the figures may be exaggerated or oversized for clarity. Likewise, it is possible for the backlight 105 and the device 100 to be additional to those shown and described
  • Components and structures may have other components and structures.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a device 100 which has a backlighting device 105 realized in the form of a direct backlight and a further device 135.
  • the backlighting device 105 is located on the rear side of the device 135 and serves to irradiate the device 135 as homogeneously as possible from the back with a light radiation 150.
  • a schematic shows a schematic side view of a device 100 which has a backlighting device 105 realized in the form of a direct backlight and a further device 135.
  • the backlighting device 105 is located on the rear side of the device 135 and serves to irradiate the device 135 as homogeneously as possible from the back with a light radiation 150.
  • a schematic side view of a device 100 which has a backlighting device 105 realized in the form of a direct backlight and a further device 135.
  • the backlighting device 105 is located on the rear side of the device 135 and serves to irradiate the device 135 as homogen
  • the device 100 is, for example, a flat screen television or a flat screen television.
  • the backlighting device 105 may be configured to generate white light radiation 150.
  • the device 135 schematically indicated in FIG. 1 may be a liquid crystal display or a liquid crystal display (LCD).
  • the device 135 may have a conventional structure with components (not shown), such as, for example, a front glass pane, a rear glass pane. disc and arranged between the glass panes liquid crystal cells with color filters.
  • the backlighting device 105 has a plurality of semiconductor light sources 110 for generating and emitting the light radiation 150 used for the backlighting of the further device 135.
  • the light sources 110 are arranged in a plane next to one another. In this case, as shown in FIG. 2, there is a matrix-shaped arrangement of the light sources 110 in the form of rows and columns.
  • Backlight device 105 may be implemented differently from another (for example, smaller) number or different arrangement of light sources 110.
  • the semiconductor light sources 110 of the backlighting unit 105 have radiation-emitting semiconductor components 111 and associated optical components 112 realized in the form of lenses, also referred to below as primary optics 112. These components 111, 112 are arranged on one or more carriers 115. Such a carrier 115 may be, for example, a printed circuit board.
  • backlighting 105 three strip-shaped carrier 115 which extend horizontally with respect to the ge in Figure 2 ⁇ showed light source arrangement and are each provided with four light sources 110th Deviating from this, other embodiments, including the use of a single carrier 115 for all light ⁇ sources 110 of the backlight 105, conceivable. , 0
  • the light-emitting semiconductor components 111 may in particular be light-emitting diodes which are designed to generate white light radiation 150.
  • the light emitting diodes 111 may, for example
  • Light-emitting diode chips for generating a blue primary radiation and associated conversion elements for radiation conversion (not shown).
  • the conversion elements can be designed to convert part of the blue light radiation into one or more secondary radiations in the green to red
  • a white mixed radiation 150 can be generated.
  • the primary optics 112 assigned to the radiation-emitting components or light-emitting diodes 111 serve to open the
  • Backlight device 105 facing rear or rear surface of the further device 135 or act on a part of the back of the device 135.
  • the semiconductor light sources 110 arranged in a plane are arranged parallel to the illumination surface 130.
  • the backlighting device 105 furthermore has a rear side 127 and a frame-shaped wall structure which is connected thereto and surrounds the semiconductor light sources 110 at the edge, hereinafter referred to as frame 120.
  • the peripheral frame 120 and the back 127 can form a Genosu ⁇ se the backlighting 105th
  • the light source len 110 or the / the carrier 115 may be disposed on the back 127.
  • the frame 120 which, as shown in FIG. 2, has a rectangular contour in plan view, has four adjoining side walls 121, 122.
  • the two opposite side walls 121 have a greater length than the other two opposite side walls 122.
  • the circumferential frame 120 is formed in cross-section angewin ⁇ cle, so that the side walls 121, 122 are inclined to the predetermined by the semiconductor light sources 110 level or to a normal 140 of this level. Due to the parallel arrangement of the light sources 110 to the illumination surface 130, the normal 140 can also refer to the Be ⁇ illumination surface 130.
  • the inclined configuration for the two longer side walls 121 is shown. On the left side, an inclination angle 160 with respect to the normal 140 is additionally indicated.
  • the two shorter ⁇ ren side walls 122 are also inclined formed (see FIG.
  • the frame 120 or its side walls 121, 122 may, for example, in cross-section have a length extending from the back 127 to the illumination surface 130, which is between 10% and 95% of the distance of the light sources 110.
  • the inclined side walls 121, 122 of the frame 120 which laterally revolves around the semiconductor light sources 110 are also irradiated with light radiation 150. This comprises irradiation of the side walls 150 with light radiation 150, which is emitted directly from the side of the sidewalls 121, 122 adjacent light sources 110 in the direction of the side walls 121, 122.
  • the side walls 121, 122 of the frame 120 in this case have a suitable retroreflective structure. Possible embodiments are described below with reference to FIGS. 4 to 9.
  • part of the light radiation 150 is also radiated from the side walls 121, 122 in the direction of the illumination surface 130 or the edge of the illumination surface 130, so that it also experiences homogeneous illumination at the edge.
  • the diffuse reflection occurring at the retroreflective sidewalls 121, 122 is due to effects such as scattering effects, reflection at (at least) one interface, structural defects, etc.
  • a corresponding design for the sidewall walls 121, 122 may be appropriate Provide the additional diffuse reflection be provided, as will be described in more detail below.
  • regions between the semiconductor light sources 110 and also, if appropriate, at the edge or adjacent to the retroreflective side walls 112, 122 can be designed to be diffusely reflective.
  • ⁇ by the homogeneous irradiation of the illumination surface 130 can be favored.
  • a diffusely reflecting or white layer or film for use kom ⁇ men not shown.
  • a homogeneous irradiation of the illumination surface 130 can be achieved if the side walls 121, 122 are formed with the following reflection properties described with reference to FIG.
  • the A ⁇ incident angle 161 is based on a through the side wall 121, 122 predetermined surface normal of the incident angle 150 can 141. For example, in a range between 20 ° and 70 ° lie. This depends inter alia on the inclination of the side wall 121, 122.
  • in the retroreflection light radiation 150 can not be completely reflected exactly in the direction of the incident light radiation 150, but that due to structural errors, for example Back reflection can be done in an angular range.
  • the side wall 121, 122 may be designed so that more than 50% of the incident light radiation 150 is reflected back in an angular range beginning at an angle of more than 0 ° with respect to the normal 141 or away from the normal 141, ie in the direction of the incident Light radiation 150 is reflected.
  • This angular range of retroreflection is in Figure 3 indicated schematically with reference to an outgoing angle ⁇ 162nd It is possible for the angular range to be greater than the range indicated in FIG. 3 on the basis of the angle 162, so that the angle 162, unlike FIG. 3, can exceed the angle 161.
  • the side wall 121, 122 may be excluded forms to more than 70% or more than 90% of the light ⁇ radiation is reflected back in the aforementioned manner 150th In this way the homogeneous illumination can be beneficiaries ⁇ Untitled.
  • the side wall 121, 122 may be configured to further, that more than 50% of the incident light radiation is reflected back 150 in a predetermined angular range 163 in the direction of the incident light radiation 150, as just ⁇ case is indicated in FIG. 3 Notwithstanding Figure 3, the angle range 163 may be relative to the angle of incidence 161 between -45 ° and + 45 ° or between -30 ° to + 30 °. In other words, the following conditions may exist:
  • the side wall 121, 122 can also be designed here such that more than 70% or more than 90% of the incident light Radiation 150 is reflected back in this way. This also favors the provision of homogeneous illumination.
  • the aforementioned embodiments relate to the projection of the light paths shown in FIG. 3 into the plane of the drawing, and thus to the radiation reflection occurring in the cross section of the side wall 121, 122.
  • a perpendicular thereto room ⁇ direction is not considered here. In this direction, the sidewall 121, 122 may or may not be retroreflective.
  • Structures are parameters such as refractive indices of materials, radii or radii of curvature and distances or focal lengths matched to one another in such a way that retractive reflection can occur in the aforementioned manner.
  • the microspheres 203 are embedded in a layer 202 of a transparent material with a lower refractive index compared to the microspheres.
  • the layer 202 is formed as a planarization layer with ⁇ planar front-side surface on which the light radiation is refracted 150th
  • Layer 213 forms with the front-side curved Operaflä ⁇ surfaces 214 a microlens array, with the aid of which the incident light radiation 150 can be focused in the direction of the back side surfaces 215.
  • the light radiation 150 strikes the sub-areas 215 substantially perpendicularly, and can run back after reflection in the direction of the incident light radiation 150.
  • the partial surfaces 215 are reflective.
  • the back of the layer 213 and adjacent thereto a layer 211 of a reflective metallic material.
  • a further layer 212 of a transparent material with a lower refractive index than the layer 213 is arranged on the front side of the layer 213, a further layer 212 of a transparent material with a lower refractive index than the layer 213 is arranged.
  • the layer 212 is in the form of a planarization layer having a front surface on which the light radiation 150 is refracted.
  • the lens 213 has a bi-convex layer on both sides from ⁇ design with outwardly curved part surfaces 214, 215th
  • ⁇ design with outwardly curved part surfaces 214, 215th
  • an embodiment in the form of meniscus lenses is also possible.
  • a realized in this sense retroreflective structural ⁇ structure 220 is shown in FIG. 6
  • the structure 220 has a transparent layer 223 with concavely curved faces
  • the layer 223 forms, with the front-side curved part surfaces 224 ⁇ a voltage Mikrolinsenanord-, by which the incident light radiation can be focused in the direction of the rear faces 225,150.
  • a further layer 222 is arranged from a transparent material with egg ⁇ nem compared to the larger refractive index layer 223 on the front side of the layer 223rd
  • This layer 222 is in the form of a planarization layer with a flat front surface abandonedbil ⁇ det.
  • the focused light radiation 150 strikes the Wesentli ⁇ surfaces perpendicular to the rear side curved surface portions
  • FIG. 7 shows a further retroreflective structure 230, which has an arrangement of side-by-side corner or wall panels. Angle reflectors having mutually perpendicularly oriented reflection surfaces. This is realized with the aid of a layer 231 which has a structured side facing recessed light radiation 150 with recesses 234 in FIG
  • the layer 231 may be formed from a reflec ⁇ leaders metallic material.
  • On the structured side of the layer 231 is further arranged a layer 233 of a transparent material, which is in the form of a planarization layer with a flat front surface.
  • the recesses 234 are filled with Ma ⁇ TERIAL the layer 233rd This embodiment can form a micro prism arrangement.
  • the incident light radiation 150 after refraction at the front surface of the layer 233, may be reflected at the reflection surfaces of the recesses 234 such that the light radiation 150 (after refraction) may travel back toward the incident radiation 150 ,
  • the recesses 234 may each have a triangular shape with only two vertically oriented reflecting surfaces .
  • the shown structural ⁇ structure may continue perpendicular to the plane of Figure 7 out, and thus can perpendicular to the plane of Figure 7 longitudinally extending, groove-shaped recesses gen vorlie- 234th
  • the recesses 234 may also have three mutually perpendicular reflection surfaces, and be formed in the form of inverted or upside-down tetrahedrons.
  • the tetrahedral recesses 234 can be arranged distributed in a plane next to one another.
  • inverted cone stumps can be used instead of cones.
  • a further retroreflective structure 240 is shown in FIG. 8, which has the same layers 231, 233 as the structure 230.
  • the structured side of the layer 231 has recesses 236 in the form of truncated cones.
  • the incident light radiation 150 can also be reflected in this embodiment on opposite portions of the lateral surface, so that a retroreflection takes place.
  • a retroreflective structure has an acceptance angle or range of acceptance angle for which the structure is retroreflective.
  • the side walls 121, 122 of the frame 120 are formed inclined so that the light coming from (adjacent) semiconductor light sources 110 light radiation 150 obliquely to the side walls 121, 122 and thus on the corresponding retrore ⁇ inflectional structure incident (cf. Figure 1). So that there is thus no impairment of the retroreflective effect, the above-described retrore ⁇ inflecting structures with structural elements may be realized which are formed tilted in the direction of the incident light radiation 150th
  • Figure 9 shows a side view of a section of
  • the retroreflective structure 250 has From ⁇ savings on 237th
  • the recesses 237 may, for example, have mutually perpendicular reflection surfaces or serve as corner reflectors.
  • a configuration comparable to FIG. 7 can be present with the layers 231, 233, ie the recesses 237 can be located on the side of the reflective surface facing the incident light radiation 150 Layer 231 are formed.
  • the recesses 237 are tilted in the direction of the incident light radiation 150, with reference to the surface normal 141 predetermined by the side wall 121, 122 of the frame 120. In this way, there is a tilted prism arrangement.
  • the tilted Aus ⁇ design is clear from a comparison of the recesses 237 with a direction indicated by dashed lines in Figure 9 recess 234.
  • the recess 234 has no such tilted expression, but instead has a conventional, symmetrical to the orientation of the normal 141 orientation ,
  • Such a tilted configuration may come to other ret ⁇ roreflektierende structures with other structural elements are used. These include, for example, the structures described above with conical or frusto-conical recesses 235, 236.
  • retroreflective structures described with reference to FIGS. 4 to 9 may, for example, be realized in the form of retroreflective foils or adhesive foils.
  • the side walls 121, 122 in the form of provided with the adhesive film side walls 121, 122 may be realized (not shown).
  • the structures shown in the figures 4 to 9 may comprise at least one additional layer, not shown, such as egg ⁇ ne adhesive layer.
  • Figures 4 to 9 may be modified such that only (in the range of refsie ⁇ leaders reflecting surfaces back spherical surfaces of the microspheres 203, back curved part surfaces 215, 225 of the lens layers 213, 223, reflecting surfaces of the recesses 234, 235, 236, 237) is a reflective material or a reflective embodiment.
  • the layers 201, 211, 221, 231 can be carrier layers which have a reflective coating on the front side
  • the reflective coating can for Example be formed of a metallic material, or realized in the form of a Bragg mirror.
  • an embodiment may optionally be considered for selectively effecting the additional diffuse reflection.
  • this can be done, for example, by forming the layers 202, 212, 222, 233 with a roughened, front-side surface to cause scattering (not shown).
  • scattering particles which may for example be embedded in the transparent material of the layers 202, 212, 222, 233 (not shown).
  • the illustrated embodiments are not limited to a device 100 in the form of a flat screen or a flat screen TV.
  • the device 100 with the backlighting device 105 may also be, for example, a self-illuminating street sign, an advertisement, a self-luminous poster or a surface light source for room lighting. Accordingly, embodiments deviating from a liquid crystal screen may also be considered for the backlit further device 135 of the device 100.
  • the device 135 may be, for example, a transparent, optionally in differing ⁇ chen areas differently colored layer or a diffuser plate, or may comprise such components.
  • the backlighting device is a possible modification, not shown, this with a form rectangular frame, of which not all four side walls are inclined to the plane of the light sources or the illumination surface.
  • the inclined side wall or the inclined side walls may be formed according to the above approaches retroreflective.
  • the orthogonal side walls may be formed specularly reflective on the side which is irradiated with light radiation of the light sources.
  • Realize backlight device which has a frame surrounding several semiconductor light sources with a different contour in plan view, for example, a triangular contour with three side walls.
  • at least one or several or all of the side walls may be inclined relative to the plane of the light sources or the illumination surface and be designed to be retroreflective.
  • Egg ⁇ ne vertical sidewall (if any) may be specularly reflective.
  • Backlight device have a sloping and retroreflecting ⁇ side wall, which has a curved contour instead of a straight in the plan.
  • Backlight device have a sloping and retroreflecting ⁇ side wall, which has a closed and the light sources encircling contour in the form of a circle or oval.
  • a further device which is hereby illuminated from the back can also have a corresponding contour.
  • the light sources of the backlighting device can be designed to generate a light radiation with a color different from white.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hinterleuchtungseinrichtung, aufweisend mehrere in einer Ebene angeordnete Halbleiter-Lichtquellen zur Erzeugung von Lichtstrahlung und eine seitlich der Halbleiter-Lichtquellen angeordnete Seitenwand. Die Seitenwand ist geneigt zuder durch die Halbleiter-Lichtquellen vorgegebenen Ebene. Des Weiteren ist die Seitenwand an einer Seite, welche mit Lichtstrahlung der Halbleiter-Lichtquellen bestrahlbar ist, retroreflektierend. Die Erfindung betrifft fernereine Vorrichtung aufweisend eine solche Hinterleuchtungseinrichtung.

Description

Beschreibung
Hinterleuchtungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Hinterleuchtungseinrichtung aufweisend mehrere Halbleiter-Lichtquellen zur Erzeugung von Lichtstrahlung und eine seitlich der Halbleiter-Lichtquellen angeordnete Seitenwand. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung aufweisend eine solche
Hinterleuchtungseinrichtung.
Eine Hinterleuchtungseinrichtung (Backlight, Hintergrundbe¬ leuchtung) dient zur homogenen Beleuchtung einer Fläche. Ein Beispiel ist die Beleuchtung einer Rückseite bzw. Rückfläche eines Flüssigkristallbildschirms (Liquid Crystal Display,
LCD) . In einer als LED-Backlight bezeichneten Ausgestaltung werden Leuchtdioden (Light Emitting Diode, LED) zur Erzeugung von Lichtstrahlung eingesetzt. Eine übliche Anordnung ist das sogenannte Direct-Backlight . Hierbei befinden sich LED- Lichtquellen, welche jeweils eine Primäroptik aufweisen, in einer Ebene parallel zu der zu beleuchtenden Fläche. Die Pri¬ märoptiken dienen dazu, eine Abstrahlcharakteristik mit einer zur Seite hin erfolgenden Lichtabstrahlung bereitzustellen. Dies dient dazu, um durch eine Überlagerung der Lichtanteile benachbarter Lichtquellen eine homogene Bestrahlung der zu beleuchtenden Fläche zu erzielen.
Am Rand der Hinterleuchtungseinrichtung ist es erforderlich, durch eine Strahlungsreflexion eine solche Überlagerung von Lichtstrahlung zu ermöglichen, dass die zu beleuchtende Flä¬ che auch an dieser Stelle eine homogene Bestrahlung erfährt. Die Strahlungsreflexion kann an Seitenwänden einer die Lichtquellen rahmenförmig umlaufenden Wandstruktur erfolgen. Eine Möglichkeit ist eine orthogonale Ausrichtung der Seiten¬ wände des Rahmens in Bezug auf eine durch die Lichtquellen vorgegebene Ebene sowie eine Ausgestaltung der Seitenwände als spekularer Reflektor. Hierdurch kann Licht einer randsei- tigen Lichtquelle jeweils so reflektiert werden, als käme dieser Anteil von einer weiteren fiktiven, sich außerhalb der Hinterleuchtungseinrichtung befindenden Lichtquelle. Das vorgenannte Konzept ist einfach, jedoch nicht immer er¬ wünscht. So wird anstelle einer senkrechten Orientierung vielmehr eine angewinkelte Ausrichtung der Seitenwände gefordert, um ein flaches Aussehen zu erzielen. Dies betrifft zum Beispiel das Gebiet der Flachbildschirme.
Eine Ausgestaltung mit geneigten und spekular reflektierenden Seitenwänden führt zu einer erhöhten Leuchtdichte und damit einem hellen Rand an der zu beleuchtenden Fläche, so dass keine homogene Beleuchtung mehr möglich ist. Herkömmlicher- weise wird die Oberfläche der schrägen Seitenwände daher dif¬ fus reflektierend gestaltet. Hiermit verbunden ist eine lambertsche Abstrahlcharakteristik, wodurch ein Teil des auf die Seitenwände auftreffenden Lichts wieder in Richtung der Lichtquellen zurückreflektiert werden kann.
Je größer der Abstand der Lichtquellen und je kleiner der Abstand zwischen den Lichtquellen und der zu beleuchtenden Fläche sein soll, desto schwieriger ist es jedoch, mit Hilfe der diffusen Reflexion eine homogene Beleuchtung zu erzielen. Bei großem Abstand der Lichtquellen und kleinem Abstand zwischen den Lichtquellen und der zu beleuchtenden Fläche reicht der Anteil des zurückreflektierten Lichts nicht aus mit der Fol¬ ge, dass am Rand eine erhöhte Leuchtdichte auftritt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lösung für eine Hinterleuchtungseinrichtung anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa- tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine
Hinterleuchtungseinrichtung vorgeschlagen. Die
Hinterleuchtungseinrichtung weist mehrere in einer Ebene angeordnete Halbleiter-Lichtquellen zur Erzeugung von Licht- Strahlung und eine seitlich der Halbleiter-Lichtquellen angeordnete Seitenwand auf. Die Seitenwand ist geneigt zu der durch die Halbleiter-Lichtquellen vorgegebenen Ebene. Des Weiteren ist die Seitenwand an einer Seite, welche mit Licht¬ strahlung der Halbleiter-Lichtquellen bestrahlbar ist, retro- reflektierend.
Mit Hilfe der Hinterleuchtungseinrichtung kann eine zu beleuchtende Fläche, im Folgenden auch als Beleuchtungsfläche bezeichnet, mit Lichtstrahlung der Halbleiter-Lichtquellen bestrahlt werden. Hierbei können die in einer Ebene angeord¬ neten Halbleiter-Lichtquellen sich parallel zu der Beleuchtungsfläche befinden.
Die Seitenwand der Hinterleuchtungseinrichtung ist geneigt zu der durch die Halbleiter-Lichtquellen vorgegebenen Ebene und damit auch zu der dazugehörigen Ebenennormale. In gleicher Weise kann die Seitenwand geneigt sein zu der Beleuchtungs¬ fläche. Hierbei kann die Seitenwand in Richtung der Beleuch¬ tungsfläche schräg nach außen verlaufen. Die schräge Ausge- staltung ermöglicht ein flaches Aussehen der
Hinterleuchtungseinrichtung. Dies gilt in entsprechender Weise für eine mit der Hinterleuchtungseinrichtung ausgestattete Vorrichtung . Die geneigte Seitenwand der Hinterleuchtungseinrichtung ist retroreflektierend. Die retroreflektierende Ausgestaltung liegt an einer Seite der Seitenwand vor, welche mit Licht¬ strahlung der Halbleiter-Lichtquellen bestrahlbar ist. Hierdurch ist es möglich, im Betrieb der
Hinterleuchtungseinrichtung an der Seitenwand einen großen Teil einer einfallenden Lichtstrahlung in Richtung der einfallenden Strahlung bzw. von einer durch die Seitenwand vorgegebenen Normale weg in Richtung der einfallenden Strahlung zurückzureflektieren . Dies gilt auch für Lichtstrahlung, welche von Lichtquellen benachbart der Seitenwand in Richtung der Seitenwand abgegeben wird. Auf diese Weise kann das Auf¬ treten einer erhöhten Leuchtdichte am Rand der Beleuchtungs- fläche im Bereich der Seitenwand vermieden werden. Mit Hilfe der Hinterleuchtungseinrichtung lässt sich daher eine homogene Bestrahlung der Beleuchtungsfläche, auch am Rand im Be¬ reich der Seitenwand, erzielen. Dieser Vorteil kann umso deutlicher zutage treten, je geringer die Anzahl der Halbleiter-Lichtquellen bzw. je größer der Abstand derselben untereinander und/oder je kleiner der Abstand zwischen den Lichtquellen und der Beleuchtungsfläche ist. Mit anderen Worten, bietet die retroreflektierende Aus- gestaltung der schrägen Seitenwand die Möglichkeit, die
Hinterleuchtungseinrichtung mit einer geringen Anzahl an Halbleiter-Lichtquellen und einer kleinen Höhe bzw. Bautiefe zu verwirklichen. Die retroreflektierende Ausgestaltung der Seitenwand bedeu¬ tet, dass die Seitenwand in gezielter Weise zum Bewirken ei¬ ner Retroreflexion ausgebildet ist. Hierbei wird ein größerer bzw. wesentlich größerer Teil einer einfallenden Lichtstrahlung an der Seitenwand zurück- bzw. retroreflektiert, als dies der Fall ist bei einer herkömmlichen, diffus reflektie¬ renden Seitenwand. Dies lässt sich durch eine Ausgestaltung der Seitenwand mit einer retroreflektierenden Struktur verwirklichen. Auf mögliche Ausführungsformen hierzu wird weiter unten noch näher eingegangen.
In der Realität existiert keine ideale bzw. vollständige Ret- roreflexion. Daher kann ein Teil der einfallenden Lichtstrahlung an der retroreflektierenden Seitenwand zusätzlich diffus reflektiert werden. Auf diese Weise kann im Betrieb der
Hinterleuchtungseinrichtung auch ein Lichtanteil von der Seitenwand in Richtung des Rands der Beleuchtungsfläche abge¬ strahlt werden, was zu der homogenen Bestrahlung der Beleuchtungsfläche am Rand beiträgt. Die an der retroreflektierenden bzw. teilweise retroreflektierenden Seitenwand auftretende und erwünschte diffuse
Strahlungsreflexion kann bedingt sein durch Effekte wie zum Beispiel Streueffekte, eine Reflexion an (wenigstens) einer Grenzfläche, Strukturfehler, usw.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs¬ formen der Hinterleuchtungseinrichtung näher beschrieben.
Die Halbleiter-Lichtquellen der Hinterleuchtungseinrichtung können zum Beispiel Leuchtdioden (Light Emitting Diode, LED) aufweisen. Des Weiteren können die Halbleiter-Lichtquellen zum Beispiel zur Erzeugung von weißer Lichtstrahlung ausge- bildet sein. Dies lässt sich durch eine Strahlungskonversion unter Verwendung von einem oder mehreren Konversionsmaterialien bzw. Leuchtstoffen bewirken.
Beispielsweise können die in Form von Leuchtdioden verwirk- lichten Halbleiter-Lichtquellen Leuchtdiodenchips zum Erzeugen einer blauen Primärstrahlung und den Leuchtdiodenchips zugeordnete Konversionselemente aufweisen. Die Konversions¬ elemente können dazu ausgebildet sein, einen Teil der blauen Lichtstrahlung in eine oder mehrere Sekundärstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich zu konvertieren. Auf diese Weise kann eine weiße Mischstrahlung erzeugt werden.
Die Halbleiter-Lichtquellen können des Weiteren geeignete Optiken bzw. Primäroptiken aufweisen. Diese können derart aus- gebildet sein, dass die Halbleiter-Lichtquellen eine gespreizte Abstrahlcharakteristik mit einer zur Seite hin erfolgenden Lichtabstrahlung aufweisen. Beispielsweise können die Primäroptiken in Form von Linsen verwirklicht sein. Durch eine Überlagerung bzw. Mischung der Strahlungsteile der Halb- leiter-Lichtquellen kann auf diese Weise eine homogene Be¬ strahlung der Beleuchtungsfläche erzielt werden. Die in einer Ebene angeordneten Halbleiter-Lichtquellen können in Form eines regelmäßigen Rasters bzw. matrixförmig in Form von Zeilen und Spalten positioniert sein. Bereiche zwischen den Halbleiter-Lichtquellen und auch gegebenenfalls am Rand bzw. angrenzend an die retroreflektierende Seitenwand können diffus reflektierend ausgebildet sein.
Hierdurch kann die homogene Bestrahlung der Beleuchtungsflä¬ che begünstigt werden.
In Bezug auf die Neigung der Seitenwand kann zum Beispiel ein Neigungswinkel zu der Normalen der durch die Halbleiter- Lichtquellen vorgegebenen Ebene von 45° oder mehr, bzw. in einem Bereich zwischen beispielsweise 45° und 80° vorliegen. Denkbar ist zum Beispiel ein Neigungswinkel in einem Bereich zwischen 60° und 70°. Hierdurch kann ein flaches Aussehen der Hinterleuchtungseinrichtung begünstigt werden. Möglich ist jedoch auch ein kleinerer Neigungswinkel unterhalb von 45° In einer weiteren Ausführungsform ist die geneigte und retroreflektierende Seitenwand Teil eines die Halbleiter- Lichtquellen umlaufenden Rahmens. Der Rahmen weist weitere Seitenwände auf. In einer weiteren Ausführungsform ist der Rahmen rechteckför- mig bzw. weist in der Aufsicht eine rechteckförmige Kontur auf. In dieser Ausgestaltung weist der Rahmen somit drei weitere Seitenwände auf. In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine der weiteren Seitenwände des Rahmens ebenfalls geneigt und retro¬ reflektierend. Auf diese Seitenwand können die oben und auch im Folgenden beschriebenen Merkmale und Details in entspre¬ chender Weise zur Anwendung kommen. Die geneigte Ausgestal- tung ermöglicht ein flaches Aussehen. Durch die retroreflektierende Ausgestaltung kann das Auftreten einer erhöhten Leuchtdichte am Rand der Beleuchtungsfläche im Bereich der Seitenwand vermieden werden. In Bezug auf eine rechteckförmige Ausgestaltung des Rahmens kann die Hinterleuchtungseinrichtung zum Beispiel zwei sich gegenüberliegende Seitenwände aufweisen, welche geneigt und retroreflektierend sind. Möglich ist auch eine solche Ausge¬ staltung, in welcher sämtliche vier Seitenwände geneigt und retroreflektierend sind.
Des Weiteren ist es möglich, dass wenigstens eine Seitenwand des beispielsweise rechteckförmigen Rahmens nicht geneigt, sondern stattdessen senkrecht zu der durch die Halbleiter- Lichtquellen vorgegebenen Ebene bzw. senkrecht zu der Beleuchtungsfläche ausgerichtet ist. Eine solche orthogonale Seitenwand kann an der Seite, welche mit Lichtstrahlung der Halbleiter-Lichtquellen bestrahlbar ist, spekular reflektierend ausgebildet sein, um eine homogene Beleuchtung zu ermög¬ lichen .
Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht die retroreflektieren- de Ausgestaltung der (wenigstens einen) Seitenwand der
Hinterleuchtungseinrichtung, einen relativ großen Teil einer einfallenden Lichtstrahlung in Richtung der einfallenden Strahlung bzw. von einer durch die Seitenwand vorgegebenen Normale weg in Richtung der einfallenden Strahlung
zurückzureflektieren . In diesem Zusammenhang können die folgenden Ausführungsformen in Betracht kommen, welche das Bereitstellen einer homogenen Beleuchtung mit einer hohen Zuverlässigkeit ermöglichen. In einer weiteren, in diesem Sinne verwirklichten Ausführungsform ist die (wenigstens eine) retroreflektierende Sei¬ tenwand ausgebildet, mehr als 50% einer einfallenden Licht¬ strahlung in einem Winkelbereich beginnend ab einem Winkel von mehr als 0° bezogen auf eine durch die Seitenwand vorge- gebene Normale zurückzureflektieren, also weg von der Normale in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung zu reflektieren. Die Seitenwand kann ferner dazu ausgebildet sein, dass mehr als 70% oder mehr als 90% der einfallenden Lichtstrahlung in der vorgenannten Weise zurückreflektiert wird. Dies begüns¬ tigt das Bereitstellen einer homogenen Beleuchtung.
In einer weiteren Ausführungsform ist die (wenigstens eine) retroreflektierende Seitenwand ausgebildet, mehr als 50% ei¬ ner einfallenden Lichtstrahlung in einem vorgegebenen Winkelbereich in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung, insbesondere in einem Winkelbereich von -45° bis 45° oder von -30° bis 30° bezogen auf einen Einfallswinkel der einfallenden Lichtstrahlung, zurückzureflektieren . Die Seitenwand kann auch hier dazu ausgebildet sein, dass mehr als 70% oder mehr als 90% der einfallenden Lichtstrahlung in der vorgenannten Weise zurückreflektiert wird. Hierdurch kann die homogene Be¬ leuchtung ebenfalls begünstigt werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die einfallende Lichtstrahlung bzw. kann ein wesentlicher Teil der einfallenden Lichtstrahlung mit einem Einfallswinkel auf die Seitenwand auftreffen, welcher in einem Bereich von zum Beispiel zwischen 20° bis 70°, bezogen auf die durch die Sei¬ tenwand vorgegebene Normale, liegt. Der Einfallswinkel hängt hierbei u.a. von der Neigung der Seitenwand ab.
Die zuvor erläuterten Ausgestaltungen bzw. Angaben zur Retro- reflexion können sich auf die im Querschnitt der Seitenwand auftretende Strahlungsreflexion beziehen. In einer hierzu senkrechten Raumrichtung kann die Seitenwand retroreflektie¬ rend sein oder auch nicht. Des Weiteren wird darauf hingewie¬ sen, dass bei einer Ausgestaltung der
Hinterleuchtungseinrichtung mit mehreren retroreflektierenden Seitenwänden sämtliche der retroreflektierenden Seitenwände wie vorstehend angegeben ausgebildet sein können. Dies kann auch für die im Folgenden angegebenen Ausführungsformen zutreffen .
Die retroreflektierende Eigenschaft der (wenigstens einen) Seitenwand der Hinterleuchtungseinrichtung lässt sich dadurch verwirklichen, dass die Seitenwand eine retroreflektierende Struktur aufweist. Hierfür können unterschiedliche Ausgestal¬ tungen in Betracht kommen.
Eine Retroreflexion lässt sich durch eine Kombination aus ei- ner Linse und einer konvex gekrümmten reflektierenden Fläche verwirklichen, wobei diese Komponenten derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine mit Hilfe der Linse fokussierte Lichtstrahlung im Wesentlichen senkrecht auf die gekrümmte reflektierende Fläche auftrifft. Die an der gekrümmten Fläche reflektierte Lichtstrahlung kann hierbei im Wesentlichen in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung zurücklaufen. Eine retroreflektierende Struktur kann daher mit Strukturelementen verwirklicht werden, welche jeweils eine Linse und eine zuge¬ hörige gekrümmte reflektierende Fläche umfassen.
Eine nach diesem Prinzip funktionierende mögliche Ausgestal¬ tung einer retroreflektierenden Struktur weist eine Anordnung aus Mikrokugeln auf. Die Mikrokugeln können aus einem transparenten Material ausgebildet, und nebeneinander positioniert sein. Hierbei kann ein vorderseitiger Teil der Kugelfläche der Mikrokugeln jeweils als Linse dienen, um Lichtstrahlung in Richtung eines rückseitigen Teils der Kugelfläche zu fo- kussieren. Die Mikrokugeln können vorderseitig in eine
Schicht aus einem transparenten Material mit einem im Ver- gleich zu den Mikrokugeln geringeren Brechungsindex eingebettet sein. Diese Schicht kann als Planarisierungsschicht ver¬ wirklicht sein. Um eine Strahlungsreflexion an der rückseitigen Kugelfläche der Mikrokugeln hervorzurufen, kann die rückseitige Kugelfläche der Mikrokugeln reflektierend ausgebildet sein. Hierfür kann rückseitig der Mikrokugeln zum Beispiel ein reflektierendes metallisches Material oder ein Bragg- Spiegel angeordnet sein.
Des Weiteren kann die retroreflektierende Struktur eine Mik- rolinsenanordnung aufweisen. Dies kann mit Hilfe einer
Schicht aus einem transparenten Material verwirklicht sein, welche an einer Vorderseite und an einer Rückseite gekrümmte Teilflächen umfasst. Hierbei können die vorderseitigen ge- krümmten Teilflächen jeweils als Linsen bzw. Mikrolinsen dienen, um Lichtstrahlung in Richtung der rückseitigen gekrümmten Teilflächen zu fokussieren. Auf der Vorderseite der transparenten und die gekrümmten Teilflächen aufweisenden Schicht kann eine weitere Schicht aus einem transparenten Ma¬ terial angeordnet sein, welche als Planarisierungsschicht verwirklicht sein kann. Um eine Strahlungsreflexion an den rückseitigen gekrümmten Teilflächen der transparenten Schicht hervorzurufen, können diese reflektierend ausgebildet sein. Hierfür kann rückseitig der transparenten Schicht zum Beispiel ein reflektierendes metallisches Material oder ein Bragg-Spiegel angeordnet sein.
Die transparente Schicht kann eine bikonvexe Ausgestaltung aufweisen. Hierbei sind die vorderseitigen und die rückseiti¬ gen gekrümmten Teilflächen der transparenten Schicht jeweils nach außen gewölbt. Möglich ist auch eine Ausgestaltung in Form von Meniskuslinsen. Hierbei sind die vorderseitigen gekrümmten Teilflächen nach innen, und die rückseitigen ge- krümmten Flächen nach außen gewölbt.
Ein weiteres Beispiel ist eine retroreflektierende Struktur, welche eine Anordnung aus nebeneinander angeordneten Eckbzw. Winkelreflektoren aufweist. Solche Strukturelemente kön- nen zwei oder drei zueinander senkrecht orientierte Reflexi¬ onsflächen aufweisen. Dies lässt sich zum Beispiel mit Hilfe einer Schicht bzw. Trägerschicht verwirklichen, welche eine strukturierte Seite mit Aussparungen in Form der Eckreflekto¬ ren aufweist und an dieser Seite reflektierend ist. Die
Schicht kann aus einem reflektierenden metallischen Material ausgebildet sein oder an der strukturierten Seite eine reflektierende Beschichtung, zum Beispiel eine metallische Be- schichtung oder eine Beschichtung in Form eines Bragg- Spiegels, aufweisen.
Auf der strukturierten Seite der Schicht kann ferner eine Schicht aus einem transparenten Material angeordnet sein, welche als Planarisierungsschicht verwirklicht sein kann. Auf diese Weise können die Aussparungen mit dem transparenten Material verfüllt sein. Die verfüllten Aussparungen bzw. Eckreflektoren können eine Mikroprismenanordnung bilden. Abgesehen von diesen Ausgestaltungen können weitere Ausgestaltungen für eine retroreflektierende Struktur in Betracht kommen. Beispielsweise ist es möglich, eine Anordnung aus invertierten, d.h. in Bezug auf die einfallende Lichtstrahlung auf dem Kopf stehenden Kegeln oder Kegelstümpfen vorzusehen. Die Kegel (stümpfe) können eine reflektierende Fläche bzw.
Mantelfläche und einen Öffnungswinkel von 90° aufweisen, wo¬ durch diese vergleichbar zu Eckreflektoren wirken können. Für die Ausgestaltung mit Kegel (Stümpfen) können die vorstehend zu den Eckreflektoren genannten Details in analoger Weise zur Anwendung kommen.
In diesem Sinne lässt sich die retroreflektierende Struktur mit Hilfe einer Schicht bzw. Trägerschicht verwirklichen, welche eine strukturierte Seite mit Aussparungen in Form der Kegel (stümpfe) aufweist und an dieser Seite reflektierend ist. Die Schicht kann aus einem reflektierenden metallischen Material ausgebildet sein oder an der strukturierten Seite eine reflektierende Beschichtung, zum Beispiel eine metalli¬ sche Beschichtung oder eine Beschichtung in Form eines Bragg- Spiegels, aufweisen. Auf dieser Seite der Schicht kann ferner eine Schicht aus einem transparenten Material angeordnet sein, welche als Planarisierungsschicht verwirklicht sein kann. Hierbei können die Aussparungen mit dem transparenten Material verfüllt sein.
Eine retroreflektierende Struktur weist einen Akzeptanzwinkel für die einfallende Lichtstrahlung auf, für welchen die
Struktur retroreflektierend ist. Die geneigte Ausrichtung der (wenigstens einen) Seitenwand der Hinterleuchtungseinrichtung kann zur Folge haben, dass eine von den Halbleiter- Lichtquellen kommende Lichtstrahlung im Wesentlichen schräg auf die Seitenwand und damit auf die dazugehörige retrore¬ flektierende Struktur auftrifft. Um eine hiermit gegebenen- falls verbundene Beeinträchtigung bzw. Verkleinerung der retroreflektierenden Wirkung zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass Strukturelemente der retroreflektierenden Struktur der Seitenwand verkippt sind zu einer durch die Seitenwand vorgegebenen Normale. Hierbei kön¬ nen die Strukturelemente in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung verkippt ausgebildet sein. Auf diese Weise kann er¬ zielt werden, dass mit einer hohen Zuverlässigkeit ein großer Teil der einfallenden Lichtstrahlung in Richtung der einfal- lenden Strahlung zurückreflektiert wird. Die gekippte Ausge¬ staltung kann zum Beispiel für Strukturelemente wie die oben beschriebenen Eckreflektoren bzw. Mikroprismen, aber auch die Kegel (stümpfe) in Betracht kommen. Eine bei der Hinterleuchtungseinrichtung eingesetzte retroreflektierende Struktur kann zum Beispiel in Form einer bzw. auf einer retroreflektierenden Folie verwirklicht sein. Hierbei kann die (wenigstens eine) Seitenwand der
Hinterleuchtungseinrichtung eine solche Folie aufweisen. Die Folie kann zum Beispiel eine Klebefolie sein.
In Bezug auf die oben beschriebene, zusätzlich zur Retrore- flexion auftretende diffuse Reflexion ist es gegebenenfalls denkbar, die (wenigstens eine) retroreflektierende Seitenwand in gezielter Weise zum Bewirken der diffusen Reflexion auszubilden. Hierdurch lässt sich zum Beispiel die Stärke der an der Seitenwand auftretenden diffusen Reflexion genau vorgeben oder ein größerer, diffus reflektierter Lichtanteil zur Verfügung stellen. Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass die Seitenwand mit einer aufgerauten Oberfläche ausgebildet wird. Bei Verwendung einer vorderseitigen Schicht bzw. Planarisierungsschicht aus einem transparenten Material, wie es oben beschrieben wurde, kann die aufgeraute Oberfläche an dieser Schicht vorgesehen sein. Eine alternative Variante ist eine Ausgestaltung der Seitenwand mit Streupartikeln. Bei
Verwendung einer vorderseitigen Schicht bzw. Planarisierungsschicht können solche Partikel zum Beispiel in dem transpa¬ renten Material der Schicht eingebettet sein. Für die Hinterleuchtungseinrichtung können weitere Details und Ausgestaltungen in Betracht kommen. Möglich ist zum Beispiel eine Ausgestaltung mit einem Rahmen aus mehreren Sei- tenwänden, wobei der Rahmen in der Aufsicht anstelle einer rechteckigen Kontur eine andere Kontur, zum Beispiel eine dreieckige Kontur mit drei Seitenwänden aufweist. Hierbei ist wenigstens eine Seitenwand geneigt und retroreflektierend ausgebildet. Eine senkrechte Seitenwand (sofern vorhanden) kann spekular reflektierend ausgebildet sein.
Des Weiteren kann die oder kann eine geneigte und retrore¬ flektierende Seitenwand der Hinterleuchtungseinrichtung in der Aufsicht eine gerade, oder auch eine gekrümmte Kontur aufweisen. Eine seitlich der Lichtquellen angeordnete geneigte und retroreflektierende Seitenwand kann ferner zum Bei¬ spiel eine in der Aufsicht geschlossene und die Lichtquellen umlaufende kreisförmige oder ovale Kontur aufweisen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche eine Hinterleuchtungseinrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau bzw. mit einem Aufbau gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Darüber hinaus weist die Vorrichtung eine weitere Einrichtung auf, welche mit Lichtstrahlung der
Hinterleuchtungseinrichtung bestrahlbar ist.
Mit Hilfe der Hinterleuchtungseinrichtung kann die weitere Einrichtung an einer Rückseite bzw. Rückfläche homogen mit Lichtstrahlung der Halbleiter-Lichtquellen beleuchtet werden. Durch die geneigte Ausrichtung der Seitenwand können die Hinterleuchtungseinrichtung und damit die Vorrichtung ein flaches Erscheinungsbild aufweisen. Die retroreflektierende Ausprägung der geneigten Seitenwand ermöglicht des Weiteren, das Auftreten einer erhöhten Leuchtdichte am Rand der beleuchteten Rückseite der weiteren Einrichtung zu verhindern. Auf diese Weise kann die weitere Einrichtung von hinten mög- liehst homogen, auch am Rand bzw. im Bereich der Seitenwand beleuchtet werden.
Für die Vorrichtung und die weitere zu bestrahlende Einrich- tung können unterschiedliche Ausgestaltungen in Betracht kommen. Die Vorrichtung kann zum Beispiel ein Flachbildschirm oder ein Flachbildfernseher sein. Hierbei kann die weitere Einrichtung eine Flüssigkristallanzeige bzw. ein Flüssigkris¬ tallbildschirm (Liquid Crystal Display, LCD) sein.
Alternativ kann es sich bei der Vorrichtung auch zum Beispiel um ein selbstleuchtendes Straßenschild, eine Werbeanzeige, ein selbstleuchtendes Plakat oder um eine Flächenlichtquelle zur Raumbeleuchtung handeln. Die weitere, von hinten be- strahlte Einrichtung kann hierbei zum Beispiel Komponenten wie eine transparente, gegebenenfalls in unterschiedlichen Bereichen unterschiedlich farbige Schicht, eine
Diffusorplatte, usw. umfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf die
Hinterleuchtungseinrichtung genannte Aspekte und Details auch bei der Vorrichtung zur Anwendung kommen können.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 eine seitliche Darstellung einer Vorrichtung umfassend eine Hinterleuchtungseinrichtung und eine weitere, mit Hilfe der Hinterleuchtungseinrichtung beleuchtbare Einrichtung, wobei die Hinterleuchtungseinrichtung in einer Ebene angeordnete Halbleiter-Lichtquellen und einen die Halbleiter- Lichtquellen umlaufenden Rahmen mit angewinkelten und retroreflektierenden Seitenwänden aufweist;
Figur 2 eine AufSichtsdarstellung der
Hinterleuchtungseinrichtung;
Figur 3 eine Darstellung von an einer retroreflektierenden Seitenwand auftretenden Strahlungsreflexionen; Figur 4 eine seitliche Darstellung einer retroreflektierenden Struktur für eine Seitenwand aufweisend eine Mikrokugelanord- nung;
Figur 5 eine seitliche Darstellung einer retroreflektierenden Struktur für eine Seitenwand aufweisend eine Mikrolinsenan- ordnung;
Figur 6 eine seitliche Darstellung einer retroreflektierenden Struktur für eine Seitenwand aufweisend eine weitere Mikro- linsenanordnung;
Figur 7 eine seitliche Darstellung einer retroreflektierenden Struktur für eine Seitenwand aufweisend eine
Mikroprismenanordnung oder einer Anordnung aus invertierten Kegeln;
Figur 8 eine seitliche Darstellung einer retroreflektierenden Struktur für eine Seitenwand aufweisend eine Anordnung aus invertierten Kegelstümpfen; und
Figur 9 eine seitliche Darstellung eines Ausschnitts der Hinterleuchtungseinrichtung im Bereich einer Seitenwand, wel- che eine retroreflektierende Struktur mit verkippten Struk¬ turelementen aufweist.
Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausgestaltungen einer Hinterleuchtungseinrichtung 105 beschrieben. Die Hinterleuchtungseinrichtung 105 ist Bestandteil einer Vorrichtung 100 und wird zum rückseitigen Beleuchten einer weiteren Einrichtung 135 der Vorrichtung 100 eingesetzt. Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren le- diglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. In gleicher Weise ist es möglich, dass die Hinterleuchtungseinrichtung 105 und die Vorrichtung 100 zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen
Komponenten und Strukturen weitere Komponenten und Strukturen aufweisen können.
Figur 1 zeigt eine schematische seitliche Darstellung einer Vorrichtung 100, welche eine in Form eines Direct-Backlights verwirklichte Hinterleuchtungseinrichtung 105 und eine weite¬ re Einrichtung 135 aufweist. Die Hinterleuchtungseinrichtung 105 befindet sich rückseitig der Einrichtung 135 und dient dazu, die Einrichtung 135 von hinten möglichst homogen mit einer Lichtstrahlung 150 zu bestrahlen. Eine schematische
AufSichtsdarstellung der Hinterleuchtungseinrichtung 105, anhand derer weitere Details deutlich werden, ist ergänzend in Figur 2 gezeigt. Bei der Vorrichtung 100 handelt es sich zum Beispiel um einen Flachbildschirm oder um einen Flachbildfernseher. In dieser Ausgestaltung kann die Hinterleuchtungseinrichtung 105 zum Erzeugen von weißer Lichtstrahlung 150 ausgebildet sein. Die in Figur 1 schematisch angedeutete Einrichtung 135 kann ein Flüssigkristallbildschirm bzw. eine Flüssigkristallanzeige (LCD) sein. Hierbei kann die Einrichtung 135 einen üblichen Aufbau mit nicht dargestellten Komponenten wie zum Beispiel einer vorderseitigen Glasscheibe, einer rückseitigen Glas- scheibe und zwischen den Glasscheiben angeordneten Flüssigkristallzellen mit Farbfiltern umfassen.
Die Hinterleuchtungseinrichtung 105 weist mehrere Halbleiter- Lichtquellen 110 zum Erzeugen und Abstrahlen der zur rückseitigen Beleuchtung der weiteren Einrichtung 135 eingesetzten Lichtstrahlung 150 auf. Die Lichtquellen 110 sind in einer Ebene nebeneinander angeordnet. Hierbei liegt, wie in Figur 2 gezeigt ist, eine matrixförmige Anordnung der Lichtquellen 110 in Form von Zeilen und Spalten vor.
Es wird darauf hingewiesen, dass die in Figur 2 gezeigte Aus¬ gestaltung mit einer Anordnung aus 3 x 4 Lichtquellen 110 lediglich als Beispiel anzusehen ist. Die
Hinterleuchtungseinrichtung 105 kann hiervon abweichend mit einer anderen (beispielsweise geringeren) Anzahl bzw. anderen Anordnung der Lichtquellen 110 verwirklicht sein.
Die Halbleiter-Lichtquellen 110 der Hinterleuchtungseinheit 105 weisen Strahlungsemittierende Halbleiter-Bauelemente 111 und zugehörige, in Form von Linsen verwirklichte optische Bauelemente 112, im Folgenden auch als Primäroptiken 112 bezeichnet, auf. Diese Bestandteile 111, 112 sind auf einem oder mehreren Trägern 115 angeordnet. Ein solcher Träger 115 kann zum Beispiel eine Platine bzw. Leiterplatte sein.
In der seitlichen Darstellung von Figur 1 ist eine Ausgestaltung mit drei separaten Trägern 115 angedeutet. In diesem Zusammenhang ist es zum Beispiel möglich, dass die
Hinterleuchtungseinrichtung 105 drei streifenförmige Träger 115 aufweist, welche sich mit Bezug auf die in Figur 2 ge¬ zeigte Lichtquellen-Anordnung horizontal erstrecken und jeweils mit vier Lichtquellen 110 versehen sind. Hiervon abweichend sind auch andere Ausgestaltungen, einschließlich der Verwendung eines einzelnen Trägers 115 für sämtliche Licht¬ quellen 110 der Hinterleuchtungseinrichtung 105, denkbar. , 0
Bei den lichtemittierenden Halbleiter-Bauelementen 111 kann es sich insbesondere um Leuchtdioden handeln, welche zum Erzeugen von weißer Lichtstrahlung 150 ausgebildet sind. Zu diesem Zweck können die Leuchtdioden 111 zum Beispiel
Leuchtdiodenchips zum Erzeugen einer blauen Primärstrahlung und dazugehörige Konversionselemente zur Strahlungskonversion aufweisen (nicht dargestellt) . Die Konversionselemente können ausgebildet sein, einen Teil der blauen Lichtstrahlung in eine oder mehrere Sekundärstrahlungen im grünen bis roten
Spektralbereich umzuwandeln. Durch eine Überlagerung dieser Strahlungsanteile kann eine weiße Mischstrahlung 150 erzeugt werden .
Die den Strahlungsemittierenden Bauelementen bzw. Leuchtdioden 111 zugeordneten Primäroptiken 112 dienen dazu, den
Lichtquellen 110 eine vorgegebene gespreizte Abstrahlcharak¬ teristik zu verleihen. Wie in Figur 1 angedeutet ist, wird die Lichtstrahlung 150 hierbei von den Lichtquellen 110 im Wesentlichen zur Seite hin und annährend horizontal abge¬ strahlt. Auf diese Weise können sich die Strahlungsteile der einzelnen Lichtquellen 110 derart überlagern, dass eine mit der Hinterleuchtungseinrichtung 105 beleuchtete Fläche 130 eine homogene Bestrahlung erfährt. Bei der Fläche 130, welche im Folgenden auch als Beleuchtungsfläche oder Lichtaustritts¬ fläche bezeichnet wird, kann es sich um eine der
Hinterleuchtungseinrichtung 105 zugewandte Rückseite bzw. Rückfläche der weiteren Einrichtung 135 oder um einen Teil der Rückseite der Einrichtung 135 handeln. Hierbei sind die in einer Ebene angeordneten Halbleiter-Lichtquellen 110 parallel zu der Beleuchtungsfläche 130 angeordnet.
Die Hinterleuchtungseinrichtung 105 weist des Weiteren eine Rückseite 127 und eine hiermit verbundene und die Halbleiter- Lichtquellen 110 randseitig umschließende rahmenförmige Wand- struktur, im Folgenden als Rahmen 120 bezeichnet, auf. Der umlaufende Rahmen 120 und die Rückseite 127 können ein Gehäu¬ se der Hinterleuchtungseinrichtung 105 bilden. Die Lichtquel- len 110 bzw. der/die Träger 115 können auf der Rückseite 127 angeordnet sein.
Der Rahmen 120, welcher wie in Figur 2 dargestellt eine in der Aufsicht rechteckige Kontur besitzt, weist vier aneinan- dergrenzende Seitenwände 121, 122 auf. Hierbei besitzen die zwei sich gegenüberliegenden Seitenwände 121 eine größere Länge als die anderen zwei sich gegenüberliegenden Seitenwände 122.
Der am Rand umlaufende Rahmen 120 ist im Querschnitt angewin¬ kelt ausgebildet, so dass die Seitenwände 121, 122 geneigt sind zu der durch die Halbleiter-Lichtquellen 110 vorgegebenen Ebene bzw. zu einer Normalen 140 dieser Ebene. Aufgrund der parallelen Anordnung der Lichtquellen 110 zu der Beleuchtungsfläche 130 kann sich die Normale 140 auch auf die Be¬ leuchtungsfläche 130 beziehen. In Figur 1 ist die geneigte Ausgestaltung für die beiden längeren Seitenwände 121 gezeigt. Auf der linken Seite ist ergänzend ein Neigungswinkel 160 bezüglich der Normalen 140 angedeutet. Die beiden kürze¬ ren Seitenwände 122 sind ebenfalls geneigt ausgebildet (vgl. Figur 2) und können die gleiche (oder auch eine andere) Nei¬ gung wie die anderen Seitenwände 121 aufweisen. Hierbei verlaufen die Seitenwände 121, 122 in Richtung der Beleuchtungs- fläche 130 schräg nach außen. Aufgrund der schrägen Ausge¬ staltung der Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 weisen die Hinterleuchtungseinrichtung 105 und damit die Vorrichtung 100 ein flaches Erscheinungsbild auf. Der Rahmen 120 bzw. dessen Seitenwände 121, 122 können zum Beispiel im Querschnitt eine sich von der Rückseite 127 bis zu der Beleuchtungsfläche 130 erstreckende Länge aufweisen, welche zwischen 10% und 95% des Abstands der Lichtquellen 110 beträgt. Möglich ist es auch, dass die Querschnittslänge zum Beispiel zwischen 3% und 30% von einer lateralen Kantenlänge der Einrichtung 135 bzw. von einer lateralen Kantenlänge des Rahmens 120 im Bereich der Beleuchtungsfläche 130 beträgt. Der Neigungswinkel 160 der Seitenwände 121, 122 kann, abwei¬ chend von der Darstellung in Figur 1, zum Beispiel mehr als 45° betragen. Der Neigungswinkel 160 kann beispielsweise in einem Winkelbereich zwischen 45° und 80° liegen. Ein mögli- ches Beispiel ist ein Neigungswinkel 160 im Bereich zwischen von 60° und 70°. Hierdurch kann ein flaches Aussehen begünstigt werden.
Im Betrieb der Hinterleuchtungseinrichtung 105 werden auch die geneigten Seitenwände 121, 122 des die Halbleiter- Lichtquellen 110 seitlich umlaufenden Rahmens 120 mit Lichtstrahlung 150 bestrahlt. Dies umfasst eine Bestrahlung der Seitenwände 150 mit Lichtstrahlung 150, welche von den zu den Seitenwänden 121, 122 benachbarten Lichtquellen 110 direkt in Richtung der Seitenwände 121, 122 abgegeben wird. Um zu vermeiden, dass Lichtstrahlung an den schrägen Seitenwänden 121, 122 zu einem großen Teil in Richtung der Beleuchtungsfläche 130 reflektiert wird mit der Folge, dass eine erhöhte Leucht¬ dichte am Rand der Beleuchtungsfläche 130 auftritt, und um eine homogene Beleuchtung der gesamten Fläche 130 sicherzu¬ stellen, sind die Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 an ei¬ ner mit der Lichtstrahlung 150 bestrahlten Seite retroreflektierend ausgebildet. Die Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 weisen hierbei eine geeignete retroreflektierende Struktur auf. Mögliche Ausgestaltungen werden weiter unten anhand der Figuren 4 bis 9 beschrieben.
Aufgrund der gezielten retroreflektierenden Ausgestaltung der Seitenwände 121, 122 kann ein großer Teil der einfallenden Lichtstrahlung 150 in Richtung der einfallenden Strahlung 150 bzw. in Richtung der Lichtquellen 110 zurückreflektiert werden. In Figur 1 ist eine solche retroreflektierende Wirkung an der rechten Seitenwand 121 anhand einer Abstrahlcharakte¬ ristik 157 angedeutet. Der Anteil der zurückreflektierten Lichtstrahlung 150 ist hierbei wesentlich größer als bei einer ausschließlich diffus reflektierenden Fläche. Zusätzlich zur Retroreflexion erfolgt an den Seitenwänden 121, 122 ferner eine erwünschte diffuse Reflexion, so dass ein Teil der einfallenden Lichtstrahlung 150 an den Seitenwänden 121, 122 diffus reflektiert wird. Infolgedessen wird auch ein Teil der Lichtstrahlung 150 von den Seitenwänden 121, 122 in Richtung der Beleuchtungsfläche 130 bzw. des Rands der Beleuchtungsfläche 130 abgestrahlt, so dass diese auch am Rand eine homogene Beleuchtung erfährt. Die an den retroreflektierenden Seitenwänden 121, 122 auftretende diffuse Reflexion ist bedingt durch Effekte wie zum Beispiel Streueffekte, eine Reflexion an (wenigstens) einer Grenzfläche, Strukturfehler, usw. Des Weiteren kann für die Seitenwände 121, 122 gegebenenfalls eine entsprechende Ausge- staltung zum gezielten Bewirken der zusätzlichen diffusen Reflexion vorgesehen sein, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
Bei der Hinterleuchtungseinrichtung 105 können Bereiche zwi- sehen den Halbleiter-Lichtquellen 110 und auch gegebenenfalls am Rand bzw. angrenzend an die retroreflektierenden Seitenwände 112, 122 diffus reflektierend ausgebildet sein. Hier¬ durch kann die homogene Bestrahlung der Beleuchtungsfläche 130 begünstigt werden. Hierfür kann zum Beispiel eine diffus reflektierende bzw. weiße Schicht oder Folie zum Einsatz kom¬ men (nicht dargestellt) .
In Bezug auf die Seitenwände 121, 122 des umlaufenden Rahmens 120 lässt sich eine homogene Bestrahlung der Beleuchtungsflä- che 130 erzielen, wenn die Seitenwände 121, 122 mit folgenden, anhand von Figur 3 beschriebenen Reflexionseigenschaften ausgebildet sind. Hierbei trifft ein großer Teil der einfal¬ lenden Lichtstrahlung 150 im Wesentlichen unter einem Einfallswinkel 161 (bzw. unter Einfallswinkeln im Bereich des Winkels 161) auf die Seitenwand 121 bzw. 122 auf. Der Ein¬ fallswinkel 161 ist bezogen auf eine durch die Seitenwand 121, 122 vorgegebene Flächennormale 141. Der Einfallswinkel 150 kann beispielsweise in einem Bereich zwischen 20° und 70° liegen. Dies richtet sich u.a. nach der Neigung der Seitenwand 121, 122. In diesem Zusammenhang wird ferner darauf hingewiesen, dass bei der Retroreflexion Lichtstrahlung 150 nicht vollständig exakt in Richtung der einfallenden Licht- Strahlung 150 reflektiert werden kann, sondern dass aufgrund von zum Beispiel Strukturfehlern die Rückreflexion in einem Winkelbereich erfolgen kann.
Die Seitenwand 121, 122 kann dazu ausgebildet sein, dass mehr als 50% der einfallenden Lichtstrahlung 150 in einem Winkelbereich beginnend ab einem Winkel von mehr als 0° bezogen auf die Normale 141 bzw. weg von der Normale 141 zurückreflektiert, also in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 reflektiert wird. Dieser Winkelbereich der Rückreflexion ist in Figur 3 schematisch anhand eines Ausfallswinkels 162 ange¬ deutet. Es ist möglich, dass der Winkelbereich größer ist als der in Figur 3 anhand des Winkels 162 angedeutete Bereich, so dass der Winkel 162 abweichend von Figur 3 den Winkel 161 überschreiten kann. Die Seitenwand 121, 122 kann dazu ausge- bildet sein, dass mehr als 70% oder mehr als 90% der Licht¬ strahlung 150 in der vorgenannten Art und Weise zurückreflektiert wird. Hierdurch kann die homogene Beleuchtung begüns¬ tigt werden. Die Seitenwand 121, 122 kann ferner dazu ausgebildet sein, dass mehr als 50% der einfallenden Lichtstrahlung 150 in einem vorgegebenen Winkelbereich 163 in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 zurückreflektiert wird, wie es eben¬ falls in Figur 3 angedeutet ist. Abweichend von Figur 3 kann der Winkelbereich 163 bezogen auf den Einfallswinkel 161 zwischen -45° und +45° oder zwischen -30° bis +30° betragen. Mit anderen Worten, können folgende Bedingungen vorliegen:
Einfallswinkel-30 ° < Ausfallswinkel < Einfallswinke+30 ° , oder Einfallswinkel-45 ° < Ausfallswinkel < Einfallswinke+45 ° .
Die Seitenwand 121, 122 kann auch hier dazu ausgebildet sein, dass mehr als 70% oder mehr als 90% der einfallenden Licht- Strahlung 150 in dieser Art und Weise zurückreflektiert wird. Dies begünstigt ebenfalls das Bereitstellen einer homogenen Beleuchtung . Die vorgenannten Ausgestaltungen beziehen sich auf die in Figur 3 gezeigte Projektion der Lichtwege in die Zeichenebene, und damit auf die im Querschnitt der Seitenwand 121, 122 auf¬ tretende Strahlungsreflexion. Eine hierzu senkrechte Raum¬ richtung wird hierbei nicht betrachtet. In dieser Richtung kann die Seitenwand 121, 122 retroreflektierend sein oder auch nicht.
Die retroreflektierende Eigenschaft der Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 der Hinterleuchtungseinrichtung 105 lässt sich verwirklichen, indem die Seitenwände 121, 122 eine geeignete retroreflektierende Struktur aufweisen. Mögliche Aus¬ gestaltungen solcher Strukturen, welche im Bereich der mit Lichtstrahlung 150 der Lichtquellen 110 bestrahlbaren Seite der Seitewände 121, 122 vorgesehen sein können, werden anhand der folgenden Figuren näher beschrieben. Hierbei sind sowohl zweidimensionale als auch dreidimensionale Strukturen denk¬ bar. Bei einer zweidimensionalen Struktur kann die retroreflektierende Wirkung in einer Ebene auftreten. Eine solche Struktur kann in einer hierzu senkrechten Raumrichtung je- weils das gleiche Aussehen bzw. den gleichen Querschnitt auf¬ weisen. Bei einer dreidimensionalen Struktur kann die retroreflektierende Wirkung nicht nur in einer Ebene bzw. in zwei senkrechten Raumrichtungen, sondern auch in Bezug auf eine hierzu senkrechte dritte Raumrichtung auftreten.
Eine Retroreflexion kann mit einer Linse und mit einer gekrümmten reflektierenden Oberfläche hervorgerufen werden. Hierfür können diese Komponenten derart ausgebildet sein, dass eine mit Hilfe der Linse fokussierte Lichtstrahlung im Wesentlichen senkrecht auf die gekrümmte reflektierende Ober¬ fläche auftrifft, und dadurch nach einer Reflexion in Richtung der einfallenden Strahlung zurücklaufen kann. Nach diesem Prinzip funktionierende Ausgestaltungen retroreflektie- render Strukturen, welche bei dem Rahmen 120 vorgesehen sein können, sind in den Figuren 4 bis 6 gezeigt. Bei diesen
Strukturen sind Parameter wie zum Beispiel Brechungsindizes von Materialien, Radien bzw. Krümmungsradien und Abstände bzw. Brennweiten derart aufeinander abgestimmt, dass die Ret- roreflexion in der vorgenannten Art und Weise auftreten kann.
Figur 4 zeigt eine retroreflektierende Struktur 200, welche eine Anordnung aus in einer Ebene nebeneinander verteilt angeordneten transparenten Mikrokugeln 203 aufweist. Die der einfallenden Lichtstrahlung 150 zugewandten vorderseitigen Kugelflächen der Mikrokugeln 203 dienen hierbei als Linsen, um die Lichtstrahlung 150 in Richtung der rückseitigen Kugelflächen zu fokussieren. Dies ist in Figur 4 an einer Mikroku- gel 203 veranschaulicht. Die Lichtstrahlung 150 trifft im We¬ sentlichen senkrecht auf die rückseitigen Kugelflächen auf, und kann nach einer Reflexion in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 zurücklaufen. Die rückseitigen Kugelflächen sind zu diesem Zweck reflektierend ausgebildet. Hierzu befindet sich rückseitig der Mikrokugeln 203 und angrenzend an diese eine Schicht 201 aus einem reflektierenden metalli¬ schen Material. Vorderseitig sind die Mikrokugeln 203 in eine Schicht 202 aus einem transparenten Material mit einem im Vergleich zu den Mikrokugeln geringeren Brechungsindex eingebettet. Die Schicht 202 ist in Form einer Planarisierungs¬ schicht mit ebener vorderseitiger Oberfläche ausgebildet, an welcher die Lichtstrahlung 150 gebrochen wird.
In Figur 4 ist anhand eines gestrichelten Pfeils angedeutet, dass auch an der Oberfläche der Planarisierungsschicht eine
Strahlungsreflexion auftreten kann. Auch an anderen Grenzflächen, vorliegend zwischen der Schicht 202 und den Mikrokugeln 203, können Reflexionen auftreten. Derartige Reflexionen und auch weitere Einflüsse wie zum Beispiel Streueffekte und Strukturfehler sind Ursache für die zusätzlich zur Retrore- flexion auftretende diffuse Reflexion. Dies gilt auch für die im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen. In diesem Zusammenhang wird ferner darauf hingewiesen, dass gleiche und gleich wirkende Komponenten und Strukturen im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben werden, und dass für Details hierzu stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug ge¬ nommen wird. Des Weiteren können Merkmale und Details, welche in Bezug auf eine Ausgestaltung genannt werden, auch bei ei¬ ner anderen Ausgestaltung zur Anwendung kommen.
Figur 5 zeigt eine weitere retroreflektierende Struktur 210, welche eine transparente Schicht 213 mit konvex gekrümmten Teilflächen 214 an einer der einfallenden Lichtstrahlung 150 zugewandten Vorderseite und konvex gekrümmten Teilflächen 215 an einer Rückseite aufweist. Hierbei können die Teilflächen 214, 215 teilkugelförmig gekrümmt, und in einer Ebene verteilt angeordnet sein. Die Teilflächen 215 weisen einen grö- ßeren Krümmungsradius auf als die Teilflächen 214. Die
Schicht 213 bildet mit den vorderseitigen gekrümmten Teilflä¬ chen 214 eine Mikrolinsenanordnung, mit deren Hilfe die einfallende Lichtstrahlung 150 in Richtung der rückseitigen Teilflächen 215 fokussiert werden kann. Die Lichtstrahlung 150 trifft im Wesentlichen senkrecht auf die Teilflächen 215 auf, und kann nach einer Reflexion in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 zurücklaufen. Zu diesem Zweck sind die Teilflächen 215 reflektierend ausgebildet. Hierzu befindet sich rückseitig der Schicht 213 und angrenzend an diese eine Schicht 211 aus einem reflektierenden metallischen Material. Auf der Vorderseite der Schicht 213 ist eine weitere Schicht 212 aus einem transparenten Material mit einem im Vergleich zu der Schicht 213 geringeren Brechungsindex angeordnet. Die Schicht 212 ist in Form einer Planarisierungsschicht mit ebe- ner vorderseitiger Oberfläche ausgebildet, an welcher die Lichtstrahlung 150 gebrochen wird.
Gemäß Figur 5 weist die Linsenschicht 213 eine bikonvexe Aus¬ gestaltung mit beidseitig nach außen gekrümmten Teilflächen 214, 215 auf. Möglich ist jedoch auch eine Ausgestaltung in Form von Meniskuslinsen. Eine in diesem Sinne verwirklichte retroreflektierende Struk¬ tur 220 ist in Figur 6 gezeigt. Die Struktur 220 weist eine transparente Schicht 223 mit konkav gekrümmten Teilflächen
224 an einer Vorderseite und konvex gekrümmten Teilflächen 225 an einer Rückseite auf. Hierbei können die Teilflächen
224, 225 teilkugelförmig gekrümmt, und in einer Ebene verteilt angeordnet sein. Die Schicht 223 bildet mit den vorder¬ seitigen gekrümmten Teilflächen 224 eine Mikrolinsenanord- nung, mit deren Hilfe die einfallende Lichtstrahlung 150 in Richtung der rückseitigen Teilflächen 225 fokussiert werden kann. Hierzu ist auf der Vorderseite der Schicht 223 eine weitere Schicht 222 aus einem transparenten Material mit ei¬ nem im Vergleich zu der Schicht 223 größeren Brechungsindex angeordnet. Diese Schicht 222 ist in Form einer Planarisie- rungsschicht mit ebener vorderseitiger Oberfläche ausgebil¬ det. Die fokussierte Lichtstrahlung 150 trifft im Wesentli¬ chen senkrecht auf die rückseitigen gekrümmten Teilflächen
225 der Schicht 223 auf, und kann nach einer Reflexion in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 zurücklaufen. Hierfür sind die Teilflächen 225 reflektierend ausgebildet, was mit Hilfe einer rückseitig an die Schicht 223 angrenzen¬ den Schicht 221 aus einem reflektierenden metallischen Material verwirklicht ist. Figur 7 zeigt eine weitere retroreflektierende Struktur 230, welche eine Anordnung aus nebeneinander angeordneten Eckbzw. Winkelreflektoren mit zueinander senkrecht orientierten Reflexionsflächen aufweist. Dies ist mit Hilfe einer Schicht 231 verwirklicht, welche eine der einfallenden Lichtstrahlung 150 zugewandte strukturierte Seite mit Aussparungen 234 in
Form der Eckreflektoren aufweist, und welche an dieser Seite reflektierend ist. Die Schicht 231 kann aus einem reflektie¬ renden metallischen Material ausgebildet sein. Auf der strukturierten Seite der Schicht 231 ist des Weiteren eine Schicht 233 aus einem transparenten Material angeordnet, welche in Form einer Planarisierungsschicht mit ebener vorderseitiger Oberfläche ausgebildet ist. Die Aussparungen 234 sind mit Ma¬ terial der Schicht 233 verfüllt. Diese Ausgestaltung kann da- her eine Mikroprismenanordnung bilden. Bei der retroreflektierenden Struktur 230 kann die einfallende Lichtstrahlung 150, nach einer Brechung an der vorderseitigen Oberfläche der Schicht 233, derart an den Reflexionsflächen der Aussparungen 234 reflektiert werden, dass die Lichtstrahlung 150 (nach einer erneuten Brechung) in Richtung der einfallenden Strahlung 150 zurücklaufen kann.
Es ist möglich, dass die Aussparungen 234 jeweils dreieckför- mig mit lediglich zwei senkrecht orientierten Reflexionsflä¬ chen ausgebildet sind. Hierbei kann sich die gezeigte Struk¬ tur senkrecht zur Zeichenebene von Figur 7 hin fortsetzen, und können somit sich senkrecht zur Zeichenebene von Figur 7 länglich erstreckende, rillenförmige Aussparungen 234 vorlie- gen.
Alternativ können die Aussparungen 234 auch drei zueinander senkrecht orientierte Reflexionsflächen aufweisen, und in Form von invertierten bzw. auf den Kopf stehenden Tetraedern ausgebildet sein. Hierbei können die tetraederförmigen Aussparungen 234 in einer Ebene verteilt nebeneinander angeordnet sein.
Hiervon abweichend können auch weitere Ausgestaltungen in Be- tracht kommen. Beispielsweise ist es möglich, bei der retro¬ reflektierenden Struktur 230 bzw. an der strukturierten Seite der Schicht 231 anstelle von Aussparungen 234 mit senkrecht zueinander angeordneten Reflexionsflächen Aussparungen 235 in Form von invertierten Kegeln vorzusehen. Diese können im Querschnitt aussehen wie die Aussparungen 234, so dass für eine solche Ausgestaltung Figur 7 in entsprechender Weise herangezogen werden kann. Die kegelförmigen Aussparungen 235, welche mit Material der Schicht 233 verfüllt sind, können in einer Ebene verteilt nebeneinander angeordnet sein. Die ke- gelförmigen Aussparungen 235 weisen einen Öffnungswinkel von 90° und, aufgrund der reflektierenden Schicht 231, eine re¬ flektierende Mantelfläche auf. Die einfallende Lichtstrahlung 150 kann hierbei auf gegenüberliegenden Abschnitten der Man- telfläche reflektiert werden, so dass eine Retroreflexion auftritt .
Anstelle von Kegeln können zum Beispiel auch invertierte Ke- gelstümpfe zum Einsatz kommen. Hierzu ist in Figur 8 eine weitere retroreflektierende Struktur 240 gezeigt, welche die gleichen Schichten 231, 233 wie die Struktur 230 aufweist. Die strukturierte Seite der Schicht 231 weist Aussparungen 236 in Form von Kegelstümpfen auf. Die einfallende Licht- Strahlung 150 kann auch in dieser Ausgestaltung auf gegenüberliegenden Abschnitten der Mantelfläche reflektiert werden, so dass eine Retroreflexion erfolgt.
Eine retroreflektierende Struktur weist einen Akzeptanzwinkel bzw. Akzeptanzwinkelbereich auf, für welchen die Struktur retroreflektierend ist. Bei der Hinterleuchtungseinrichtung 105 sind die Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 geneigt ausgebildet, so dass auch die von (benachbarten) Halbleiter- Lichtquellen 110 kommende Lichtstrahlung 150 schräg auf die Seitenwände 121, 122 und damit auf die dazugehörige retrore¬ flektierende Struktur auftrifft (vgl. Figur 1) . Damit es hierdurch zu keiner Beeinträchtigung der retroreflektierenden Wirkung kommt, können die vorstehend beschriebenen retrore¬ flektierenden Strukturen mit Strukturelementen verwirklicht werden, welche in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 verkippt ausgebildet sind.
Zur Veranschaulichung dieses Ansatzes zeigt Figur 9 eine seitliche Darstellung eines Ausschnitts der
Hinterleuchtungseinrichtung 105 im Bereich einer Seitenwand 121, 122 des Rahmens 120 mit einer retroreflektierenden
Struktur 250. Die retroreflektierende Struktur 250 weist Aus¬ sparungen 237 auf. Die Aussparungen 237 können zum Beispiel senkrecht zueinander orientierte Reflexionsflächen aufweisen bzw. als Eckreflektoren dienen. Hierbei kann eine zu Figur 7 vergleichbare Ausgestaltung mit den Schichten 231, 233 vorliegen, d.h. dass die Aussparungen 237 an der der einfallenden Lichtstrahlung 150 zugewandten Seite der reflektierenden Schicht 231 ausgebildet sind. Die Aussparungen 237 sind, mit Bezug auf die durch die Seitenwand 121, 122 des Rahmens 120 vorgegebene Flächennormale 141, in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung 150 verkippt ausgebildet. Auf diese Weise liegt eine verkippte Prismenanordnung vor. Die verkippte Aus¬ gestaltung wird deutlich durch einen Vergleich der Aussparungen 237 mit einer in Figur 9 anhand von gestrichelten Linien angedeuteten Aussparung 234. Die Aussparung 234 weist keine solche gekippte Ausprägung auf, sondern besitzt stattdessen eine übliche, zu der Ausrichtung der Normale 141 symmetrische Orientierung .
Eine solche verkippte Ausgestaltung kann auch für andere ret¬ roreflektierende Strukturen mit anderen Strukturelementen zur Anwendung kommen. Hierunter fallen zum Beispiel die oben beschriebenen Strukturen mit kegelförmigen oder kegelstumpfförmigen Aussparungen 235, 236.
Die anhand der Figuren 4 bis 9 beschriebenen Ausgestaltungen von retroreflektierenden Strukturen können zum Beispiel in Form von retroreflektierenden Folien bzw. Klebefolien verwirklicht sein. Hierbei können die Seitenwände 121, 122 in Form von mit der Klebefolie versehenen Seitenwänden 121, 122 verwirklicht sein (nicht dargestellt) . In diesem Sinne können die in den Figuren 4 bis 9 dargestellten Strukturen wenigstens eine weitere nicht gezeigte Schicht wie zum Beispiel ei¬ ne Klebstoffschicht aufweisen.
Des Weiteren können die Strukturen der Figuren 4 bis 9 derart abgewandelt werden, dass lediglich im Bereich der interessie¬ renden reflektierenden Flächen (rückseitige Kugelflächen der Mikrokugeln 203, rückseitige gekrümmte Teilflächen 215, 225 der Linsenschichten 213, 223, Reflexionsflächen der Aussparungen 234, 235, 236, 237) ein reflektierendes Material bzw. eine reflektierende Ausgestaltung vorliegt. Hierbei können die Schichten 201, 211, 221, 231 Trägerschichten sein, welche vorderseitig eine reflektierende Beschichtung aufweisen
(nicht dargestellt) . Die reflektierende Beschichtung kann zum Beispiel aus einem metallischen Material ausgebildet sein, oder in Form eines Bragg-Spiegels verwirklicht sein.
Wie oben angegeben wurde, kann für die retroreflektierenden Seitenwände 121, 122 des Rahmens 120 gegebenenfalls eine Aus¬ gestaltung zum gezielten Bewirken der zusätzlichen diffusen Reflexion in Betracht kommen. In Bezug auf die Strukturen der Figuren 4 bis 9 kann dies zum Beispiel dadurch erfolgen, dass die Schichten 202, 212, 222, 233 mit einer aufgerauten vor- derseitigen Oberfläche zum Hervorrufen einer Streuung ausgebildet werden (nicht dargestellt) . Eine weitere Variante ist die Verwendung von Streupartikeln, welche zum Beispiel in dem transparenten Material der Schichten 202, 212, 222, 233 eingebettet sein können (nicht dargestellt) .
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können .
Beispielsweise sind die erläuterten Ausgestaltungen nicht auf eine Vorrichtung 100 in Form eines Flachbildschirms oder ei- nes Flachbildfernsehers beschränkt. Die Vorrichtung 100 mit der Hinterleuchtungseinrichtung 105 kann zum Beispiel auch ein selbstleuchtendes Straßenschild, eine Werbeanzeige, ein selbstleuchtendes Plakat oder eine Flächenlichtquelle zur Raumbeleuchtung sein. Dementsprechend können auch für die von hinten beleuchtete weitere Einrichtung 135 der Vorrichtung 100 von einem Flüssigkristallbildschirm abweichende Ausgestaltungen in Betracht kommen. Die Einrichtung 135 kann zum Beispiel eine transparente, gegebenenfalls in unterschiedli¬ chen Bereichen unterschiedlich farbige Schicht oder eine Diffusorplatte sein, oder kann solche Komponenten umfassen.
Hinsichtlich der Hinterleuchtungseinrichtung besteht eine mögliche nicht gezeigte Abwandlung darin, diese mit einem rechteckförmigen Rahmen auszubilden, von welchem nicht sämtliche vier Seitenwände geneigt zur Ebene der Lichtquellen bzw. zur Beleuchtungsfläche ausgerichtet sind. Beispielsweise können lediglich zwei sich gegenüberliegende Seitenwände, oder kann lediglich eine Seitenwand geneigt sein, wohingegen die übrigen Seitenwände senkrecht zu der durch die Lichtquel¬ len vorgegebenen Ebene bzw. senkrecht zu der Beleuchtungsflä¬ che ausgerichtet sind. Bei derartigen Ausgestaltungen kann die geneigte Seitenwand bzw. können die geneigten Seitenwände gemäß den obigen Ansätzen retroreflektierend ausgebildet sein. Die orthogonalen Seitenwände können an der Seite, welche mit Lichtstrahlung der Lichtquellen bestrahlbar ist, spekular reflektierend ausgebildet sein. In ähnlicher Weise lässt sich eine
Hinterleuchtungseinrichtung verwirklichen, welche einen mehrere Halbleiter-Lichtquellen umlaufenden Rahmen mit einer in der Aufsicht anderen Kontur, zum Beispiel einer dreieckigen Kontur mit drei Seitenwänden, aufweist. Hierbei kann wenigs- tens eine oder können mehrere oder auch sämtliche Seitenwände geneigt zur Ebene der Lichtquellen bzw. zur Beleuchtungsflä¬ che ausgerichtet und retroreflektierend ausgebildet sein. Ei¬ ne senkrechte Seitenwand (sofern vorhanden) kann spekular reflektierend ausgebildet sein.
In einer weiteren möglichen Abwandlung kann die
Hinterleuchtungseinrichtung eine geneigte und retroreflektie¬ rende Seitenwand aufweisen, welche in der Aufsicht anstelle einer geraden eine gekrümmte Kontur besitzt.
In einer weiteren möglichen Abwandlung kann die
Hinterleuchtungseinrichtung eine geneigte und retroreflektie¬ rende Seitenwand aufweisen, welche eine geschlossene und die Lichtquellen umlaufende Kontur in Form eines Kreises oder Ovals besitzt. Je nach Kontur der Hinterleuchtungseinrichtung kann auch eine hiermit von hinten beleuchtete weitere Einrichtung eine ent¬ sprechende Kontur aufweisen. In einer weiteren möglichen Abwandlung können die Lichtquellen der Hinterleuchtungseinrichtung zum Erzeugen einer Lichtstrahlung mit einer von weiß verschiedenen Farbe ausgebildet sein . Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
100 Vorrichtung
105 Hinterleuchtungseinrichtung
110 Lichtquelle
111 Halbleiter-Bauelement, Leuchtdiode
112 Primäroptik
115 Träger
120 Rahmen
121, 122 Seitenwand
127 Rückseite
130 Fläche
135 Einrichtung
140, 141 Normale
150 Lichtstrahlung
157 AbstrahlCharakteristik
160 Neigungswinkel
161 Einfallswinkel
162 Ausfallswinkel
163 Winkelbereich
200 Struktur
201, 202 Schicht
203 Mikrokugel
210 Struktur
211, 212 Schicht
213 Schicht
214, 215 Teilfläche
220 Struktur
221, 222 Schicht
223 Schicht
224, 225 Teilfläche
230 Struktur
231, 233 Schicht
234, 235 Aussparung
236, 237 Aussparung
240, 250 Struktur

Claims

Hinterleuchtungseinrichtung (105), aufweisend:
mehrere in einer Ebene angeordnete Halbleiter- Lichtquellen (110) zur Erzeugung von Lichtstrahlung (150) ; und
eine seitlich der Halbleiter-Lichtquellen (110) angeord nete Seitenwand (121, 122), wobei die Seitenwand (121, 122) geneigt ist zu der durch die Halbleiter- Lichtquellen (110) vorgegebenen Ebene, und wobei die Seitenwand (121, 122) an einer Seite, welche mit Licht¬ strahlung (150) der Halbleiter-Lichtquellen (110) bestrahlbar ist, retroreflektierend ist.
Hinterleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1,
wobei die geneigte und retroreflektierende Seitenwand
(121, 122) Teil eines die Halbleiter-Lichtquellen (110) umlaufenden Rahmens (120) ist, und wobei der Rahmen
(120) weitere Seitenwände (121, 122) aufweist.
Hinterleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2,
wobei der Rahmen (120) rechteckförmig ist.
Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
wobei wenigstens eine der weiteren Seitenwände (121, 122) des Rahmens (120) geneigt und retroreflektierend ist .
Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die retroreflektierende Seitenwand (121, 122) aus gebildet ist, mehr als 50% einer einfallenden Licht¬ strahlung (150) in einem Winkelbereich (161) beginnend ab einem Winkel von mehr als 0° bezogen auf eine durch die Seitenwand (121, 122) vorgegebene Normale (141) zurückzureflektieren . Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die retroreflektierende Seitenwand (121, 122) aus¬ gebildet ist, mehr als 50% einer einfallenden Licht¬ strahlung (150) in einem vorgegebenen Winkelbereich (163) in Richtung der einfallenden Lichtstrahlung (150), insbesondere in einem Winkelbereich (163) von -45° bis 45° oder von -30° bis 30° bezogen auf einen Einfallswinkel (161) der einfallenden Lichtstrahlung (150)
zurückzureflektieren .
Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die retroreflektierende Seitenwand (121, 122) eine retroreflektierende Struktur (200, 210, 220, 230, 240, 250) aufweist, und wobei die retroreflektierende Struk¬ tur (200, 210, 220, 230, 240, 250) wenigstens eines der Folgenden umfasst:
eine Anordnung aus Mikrokugeln (203) ; eine Mikrolinsen- anordnung (213, 214, 223, 224); eine Anordnung aus Eckreflektoren (234); eine Mikroprismenanordnung; eine Anordnung aus invertierten Kegeln (235) ; eine Anordnung aus invertierten Kegelstümpfen (236) .
Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die retroreflektierende Seitenwand (121, 122) eine retroreflektierende Struktur (250) aufweist, und wobei Strukturelemente (237) der retroreflektierenden Struktur (250) verkippt sind zu einer durch die Seitenwand (121, 122) vorgegebenen Normale (141).
Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehen den Ansprüche,
wobei die Halbleiter-Lichtquellen (110) eine Optik auf weisen .
10. Hinterleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Halbleiter-Lichtquellen (110) eine gespreizte Abstrahlcharakteristik mit einer zur Seite hin erfolgenden Lichtabstrahlung aufweisen.
11. Vorrichtung (100), aufweisend eine
Hinterleuchtungseinrichtung (105) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine weitere Einrichtung (135), welche mit Lichtstrahlung (150) der
Hinterleuchtungseinrichtung (105) bestrahlbar ist.
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