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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Beleuchtung mittels flächiger Leuchten
und insbesondere Mittel zum Lenken des Lichts von einer flächigen Leuchte.
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Flächige Lichtquellen
stellen eine neue Beleuchtungstechnik dar und zeichnen sich durch
ihren Formfaktor und ihre flächige
Lichtausstrahlung aus. Derartige Leuchten sind üblicherweise relativ dünn, beispielsweise
nur wenige Millimeter dick, und strahlen Licht über den Großteil der Leuchtenfläche ab. Das
Licht wird üblicherweise
in jeder Richtung von der Oberfläche
der Leuchte abgestrahlt. In vielen Anwendungen wird jedoch eine
gerichtete oder gelenkte Ausstrahlung des Lichts bevorzugt, beispielsweise zur
Wand, zur Decke oder zum Boden.
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Vorhandene,
kommerziell verfügbare
Lichtquellen, wie Glühbirnen
und Leuchtstoffröhren,
benötigen üblicherweise
zur Lenkung des Lichts eine Beleuchtungsvorrichtung. Derartige Leuchten
strahlen Licht üblicherweise
von einer begrenzten Fläche
ab, beispielsweise einem Faden, einem zylindrischen Stab oder einer
Halbleiter-Leuchtdiode (LED) und müssen sehr hell sein, um eine
angemessene Beleuchtung zu erreichen. Um eine angenehme Umgebung
ohne Blendeffekte zu erhalten, sind daher Licht lenkende Schirme
erforderlich. Beispielsweise haben mit Glühbirnen versehene Tisch- oder
Stehleuchten normalerweise einen Schirm, der das Licht zur Decke oder
zum Boden lenkt. Wandleuchten lenken ihr Licht normalerweise zu
einer Wand. Deckenleuchten erzeugen häufig gerichtete Punktstrahlung
oder aufgabenbezogene Strahlung oder beinhalten Reflektoren, die
das Licht horizontal zu einer Wand lenken. Derartige Leuchten sind
sperrig, insbesondere in Kombination mit Schirmen oder Reflektoren.
Die Wahl der Lichtrichtung hängt
von der Anwendung und Lage einer Leuchte ab, ebenso wie die zur
Erzeugung der Beleuchtung verwendete Technik.
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Flächige Leuchten
sind zwar nicht vorherrschend, aber in der Technik bekannt und können organische
Leuchtdioden einsetzen, um Licht zu erzeugen. Beispielsweise beschreibt
Cok in
US20040061439
A1 mit dem Titel "OLED
Lamp", veröffentlicht
unter
20040401 , eine
OLED-Leuchte, die ein Substrat umfasst, eine auf dem Substrat ausgebildete,
nicht gepixelte OLED, wobei die OLED eine erste Elektrode umfasst,
die auf dem Substrat ausgebildet ist und sich von einer ersten Kante
des Substrats zu einer zweiten, entgegengesetzten Kante des Substrats
erstreckt, eine Licht ausstrahlende OLED-Struktur, die auf der ersten
Elektrode ausgebildet ist und einen Teil der ersten Elektrode in
Nähe der
ersten Kante des Substrats freilässt,
und eine zweite Elektrode, die über
der Licht ausstrahlenden OLED-Struktur ausgebildet ist und sich
zur zweiten Kante des Substrats erstreckt, und eine gekapselte Abdeckung über der
nicht gepixelten OLED, die freie Teile der ersten und der zweiten
Elektrode offen lässt, um
einen elektrischen Kontakt zu der Lampe herzustellen. Diese OLED-Lampen
können
Vorrichtungen mit starren oder biegsamen Substraten und Leuchtenschirmen
umfassen, wie beispielsweise beschrieben in
US20030222559 A1 mit
dem Titel "Lighting apparatus
with flexible OLED area illumination light source and fixture", eingereicht von
demselben Autor und veröffentlicht
als
20031204 .
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Eine
vereinfachte Darstellung solcher flächigen OLED-Leuchten wird in 20 gezeigt.
Wie in 20 gezeigt, umfasst eine flächige Leuchte 12 ein Substrat 100,
auf dem eine erste Elektrode 102, eine oder mehrere organische
Schichten 104 und eine zweite Elektrode 106 aufgebracht
ist. Die flächige Leuchte 12 ist
mit einer Abdeckung 110 gekapselt. Bei Anlegen einer Spannung über den
Elektroden 102 und 106 fließen Ströme durch die organische(n) Schicht(en) 104,
um Licht zu erzeugen, das entweder durch das Substrat 100 oder
durch die Abdeckung 110 ausgestrahlt wird, je nach Konstruktion
der Vorrichtung. Die Licht ausstrahlende Fläche ist durch die Ausdehnung
der Elektroden und organischen Schicht(en) 102, 104 und 106 über dem
Substrat 100 definiert. Wie in 2 gezeigt,
wird Licht 30 nahezu gleichmäßig in jeder Richtung von der
gesamten Licht ausstrahlenden Oberfläche der Leuchte 12 abgestrahlt.
Die Länge
der die Lichtstrahlen darstellenden Pfeile in 2 ist
ungefähr
gleich und stellt grafisch dar, dass die Menge des in Richtung der
Pfeile abgestrahlten Lichts ungefähr gleich ist. Obwohl diese
Leuchten Licht über
eine viel größere Fläche ausstrahlen
als herkömmliche
Leuchten, können
sie immer noch sehr hell sein und einer Abschirmung bedürfen. Einige
Beleuchtungskonstruktionen bedürfen zudem
möglicherweise
einer Lenkung des abgestrahlten Lichts in bestimmte Richtungen.
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Optische
Schichten, einschließlich
helligkeitsverbessernder Schichten und Lichtwechselschichten, werden
z. B. in den
US-Patenten 6,707,611 ,
6,752,505 und
6,760,157 beschrieben. Derartige Schichten
werden typischerweise in diversen Anwendungen verwendet, um Licht
zu sammeln oder zu streuen, z. B. für Hintergrundbeleuchtungen von
LCD-Vorrichtungen, die mit einer seitlichen oder rückwärtigen Beleuchtung
mit fluoreszierenden oder Punktquellen-LED-Ausstrahlelementen versehen sind.
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Gemäß der Beschreibung
nach dem Stand der Technik bewahren flächige Leuchten ihre flache oder
dünne Konfiguration
nicht, wenn sie mit einem Licht lenkenden Element gekoppelt werden,
beispielsweise einem Schirm oder einer sonstigen Vorrichtung. Es
besteht daher Bedarf nach einem verbesserten flachen Flächenbeleuchtungssystem,
das diese Probleme löst
und gelenktes Licht erzeugt.
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Der
Bedarf wird gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung durch Bereitstellen eines flachen Flächenbeleuchtungssystems
gedeckt mit: a) einer flächigen
Leuchte, die ein Substrat und mindestens einen auf dem Substrat
ausgebildeten, nicht gepixelten, Licht ausstrahlenden Bereich aufweist,
der Licht von mindestens einer Licht ausstrahlenden Seite der Leuchte
aus in jede Richtung ausstrahlt; und b) einer Licht lenkenden, optischen Schicht,
die auf der mindestens einen Licht ausstrahlenden Seite über dem
Licht ausstrahlenden Bereich der flächigen Leuchte angeordnet ist,
worin die Licht lenkende, optische Schicht vorzugsweise Licht aus einer
Richtung weglenkt, die rechtwinklig zur Fläche der Licht ausstrahlenden
Seite der flächigen
Leuchte verläuft.
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Das
erfindungsgemäße flächige Leuchtensystem
stellt eine Fähigkeit
zur Lenkung von Licht für eine
flächige
OLED-Leuchte bereit, während
ein dünnes
Profil beibehalten wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1a eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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1b eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Darstellung einer flächigen Leuchte gemäß dem Stand
der Technik;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Licht lenkenden optischen Schicht
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß einem alternativen
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5a–5b perspektivische
Ansichten von Licht lenkenden Strukturen;
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6a–6d mikrografische
Ansichten von Licht lenkenden Strukturen;
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7 ein
schematisches Diagramm zur Darstellung der Lichtausgabe aus dem
Ausführungsbeispiel
von 1a;
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8 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems und
einer Lichtausgabe gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems mit
mehreren Licht lenkenden optischen Schichten gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
Draufsicht einer Licht lenkenden optischen Schicht gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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11 eine
Draufsicht einer Licht lenkenden optischen Schicht gemäß einem
weiteren alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 eine
Draufsicht einer Licht lenkenden optischen Schicht gemäß einem
weiteren alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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13 eine
grafische Darstellung der Lichtausgabe von einer flächigen OLED-Leuchte;
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14 eine
grafische Darstellung der Lichtausgabe eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß einem
Ausführungsbeispiel
von 1a;
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15 eine
grafische Darstellung der Lichtausgabe eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 9;
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16 eine
grafische Darstellung der Lichtausgabe von einer anderen flächigen OLED-Leuchte;
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17 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß dem alternativen
Ausführungsbeispiel
von 6a–6d;
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18 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems gemäß dem alternativen
Ausführungsbeispiel
von 6a–6d;
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19 eine
schematische Darstellung eines flachen Flächenbeleuchtungssystems mit
einem Diffusor gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung; und
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20 eine
schematische Darstellung einer flächigen OLED-Leuchte gemäß dem Stand
der Technik.
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Es
wird Bezug genommen auf 1a, in
der ein flaches Flächenbeleuchtungssystem 10 eine
flächige
Leuchte 12 mit einem Substrat mit einem oder mehreren auf
dem Substrat ausgebildeten, nicht gepixelten Licht ausstrahlenden
Bereichen 13 umfasst, die auf dem Substrat ausgebildet
sind und Licht 30 in jede Richtung von mindestens einer
Seite der Leuchte 12 ausstrahlen; und eine Licht lenkende
optische Schicht 14, die über dem Licht ausstrahlenden
Bereich 13 der flächigen
Leuchte angeordnet ist. Die Licht lenkende optische Schicht 14 aus 1 ist
in 3 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Wie
in 3 gezeigt, umfasst die Licht lenkende optische Schicht 14 eine
flache Oberfläche 40 auf
einer Seite und eine strukturierte Oberfläche 42 auf der anderen Seite
der Licht lenkenden optischen Schicht 14.
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Die
auf der strukturierten Oberfläche
42 ausgebildeten
Strukturen
22 können
unterschiedliche Formen annehmen, beispielsweise die von regelmäßigen, dreieckigen
Prismen oder zylindrischen Linsen in benachbarten Reihen, wie beschrieben
in den
US-Patenten 6,707,611 ,
6,752,505 und
6,760,157 . Die Strukturen
22 sind
viel kleiner als der Licht ausstrahlende Bereich
13, so
dass jedem Licht ausstrahlenden Bereich eine Vielzahl von Strukturen
zugeordnet ist. Die Licht lenkende optische Schicht
14 kann entweder
starr oder biegsam sein und beispielsweise aus Kunststoff bestehen,
wie PET, oder aus Glas und kann anhand diverser in der Technik bekannter
Techniken hergestellt werden, beispielsweise durch Walzenspritzgießen und
Prägen.
Es ist eine Vielzahl von Formen und strukturellen Beziehungen möglich, beispielsweise
können
die Formen der Strukturen verschieden sein, sie können von
unterschiedlicher Größe sein
oder Teile aufweisen, die sich in unterschiedlichen Winkeln schneiden,
und sie können
spitze oder abgerundete Spitzen oder Hohlräume aufweisen.
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In
dem in 5a gezeigten alternativen Ausführungsbeispiel
können
die Strukturen keilförmig sein
und eine lange Achse 26 aufweisen, wobei die Achsen der
keilförmigen
Strukturen in gemeinsamer Richtung ausgerichtet sind. Der Keil kann
eine gekrümmte
Außenkante
oder einen langgestreckten geraden Teil mit Kurven an den Enden
aufweisen. Wie in 5b gezeigt, können die
Keile sich gegenüberliegend
und paarweise ausgebildet sein. Es wird Bezug genommen auf 6a und 6b,
wo beispielsweise in den Fotomikrografien eines von dem Anmelder
implementierten, alternativen Ausführungsbeispiels die Keilpaare
in Reihen ausgerichtet sind, deren Achsen zu parallelen Linien ausgebildet sind.
Es wird Bezug genommen auf 6c und 6d,
die Fotomikrografien eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels
zeigen, in denen die Kanten parallele Achsen aufweisen, aber nicht
in Linien ausgebildet sind und in einer Dimension zufällig angeordnet
sind, während
sie in einer anderen ausgerichtet sind.
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Die
auf der strukturierten Oberfläche 42 der Licht
lenkenden optischen Schicht 14 ausgebildeten Strukturen 22 sind
viel kleiner als die Licht ausstrahlenden Bereiche 13 der
flächigen
Leuchte 12, wobei die Strukturen dazu dienen, das Licht
von der flächigen
Leuchte 12 bild weise umzulenken. Die tatsächliche
Form der Strukturen definiert die Art der Lichtumlenkung. Die Licht
lenkende optische Schicht 14 und die Strukturen 22 sind
aus einem Werkstoff mit relativ starker Brechungsindex im Vergleich
zu den zwischen den Strukturen ausgebildeten Spalten 24 ausgebildet.
Die Spalten 24 können
beispielsweise Luft oder ein Werkstoff mit niedrigem Brechungsindex sein.
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Das
flache Flächenbeleuchtungssystem 10 kann
Licht durch das Substrat ausstrahlen, und die optische Schicht kann über dem
Substrat angeordnet sein (wie in 1a gezeigt).
In einem (in 1b gezeigten) alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann das flache Flächenbeleuchtungssystem 10 zudem
eine gekapselte Abdeckung über
dem Licht ausstrahlenden Bereich umfassen und auf dem Substrat befestigt
sein und Licht durch die Abdeckung ausstrahlen. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die optische Schicht über
der Abdeckung angeordnet oder in der Abdeckung ausgebildet (wie in 1b).
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Die
flächige
Leuchte 12 kann eine OLED-Leuchte sein. Eine solche Leuchte
kann Licht von einer oder von beiden Seiten ausstrahlen, biegsam
oder starr sein und eine nach unten oder nach oben ausstrahlende
Vorrichtung sein, wie in der Technik bekannt ist. 1a zeigt
ein nach unten ausstrahlendes Ausführungsbeispiel, während 1b ein
nach oben ausstrahlendes Ausführungsbeispiel zeigt.
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Erfindungsgemäß lenkt
die Licht lenkende optische Schicht vorzugsweise Licht aus einer
Richtung rechtwinklig zur Oberfläche
der Licht ausstrahlenden Seite der flächigen Leuchte weg. Wie in
7 gezeigt,
ist in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ein solcher Effekt dadurch realisierbar,
dass die strukturierte Seite
42 der Licht lenkenden optischen
Schicht
14 verwendet wird, die der Licht ausstrahlenden
Seite der flächigen
Leuchte
12 benachbart ist, so dass die strukturierte Seite
der Licht lenkenden optischen Schicht das von der flächigen Leuchte
abgestrahlte Licht empfangt. In dieser Konfiguration lenkt die Licht
lenkende optische Schicht
14 einen größeren Anteil des Lichts
30 aus einem
rechten Winkel zur Oberfläche
der flächigen Leuchte
und der Schicht weg. Die Länge
jedes Lichtstrahls
30 zeigt die Menge des in Richtung des Strahls
ausgestrahlten Lichts an. Ein kürzerer
Strahl zeigt an, dass weniger Licht in dieser Richtung ausgestrahlt
wird; ein längerer
Strahl zeigt an, dass mehr Licht in dieser Richtung ausgestrahlt
wird. Dies unterscheidet sich von der nach dem Stand der Technik üblichen
Verwendung von helligkeitsverbessernden und Licht lenkenden Schichten,
wie diese z. B. in
US-Patenten
6,707,611 ,
6,752,505 und
6,760,157 beschrieben werden,
worin Strukturen üblicherweise verwendet
werden, um Licht in verschiedenen Anwendungen zu sammeln und zu
streuen und auf der Lichtaustrittsseite der Schicht verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere beispielsweise in einem
flachen Decken-Flächenbeleuchtungssystem
verwendbar, wenn eine Streuung aus den Lampen reduziert werden soll,
indem das Licht entlang der Decke zu den Wänden gelenkt wird, wo es in
einen Raum oder eine Halle diffus reflektiert werden kann. Die Licht
lenkende optische Schicht kann an der flächigen Leuchte mithilfe von
Klebstoffen befestigt werden, die an den Spitzen der Strukturen oder
um die Kanten der Leuchte oder an bestimmten Stellen innerhalb der
Licht ausstrahlenden Bereiche der Leuchte angebracht werden.
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In
einem in 8 dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel
kann eine flächige
Leuchte Licht von beiden Seiten und von einer Licht lenkenden optischen
Schicht ausstrahlen, die auf beiden Seiten der flächigen Leuchte
angeordnet ist. Diese Anordnung ist sinnvoll, wenn Licht von einer
Decke abgestrahlt und vorwiegend zu den Seiten gelenkt wird. Alternativ
hierzu können
die auf jeder Seite bereitgestellten Schichten verschieden sein,
beispielsweise kann die Schicht auf einer Seite Licht von einer
Senkrechten weglenken, während
die Schicht auf der anderen Seite Licht zu einer Senkrechten hinlenkt.
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Eine
einzelne Licht lenkende optische Schicht ist in ihrer Fähigkeit
zur Lichtlenkung eingeschränkt.
Durch Verwendung einer Kombination von Schichten, die in unterschiedlichen
Richtungen ausgerichtet sind, ist eine größere Vielzahl von Licht lenkenden
Modalitäten
erzielbar. Wie in 9 gezeigt, kann beispielsweise
eine flächige
Leuchte 12 zudem eine zweite Licht lenkende optische Schicht 14b umfassen,
die über
der Licht lenkenden optischen Schicht 14a angeordnet ist
und parallel zur Licht lenkenden optischen Schicht 14a,
und worin die Strukturen der zweiten Licht lenkenden optischen Schicht 14b sich
in einem Winkel, beispielsweise von 90 Grad, zu den Strukturen der
Licht lenkenden optischen Schicht 14a befinden. Zudem können Licht lenkende
optische Schichten mit Strukturen, die in unterschiedlichen Winkeln
ausgerichtet sind, beispielsweise in Mehrfachen von 60, 45 oder
30 Grad, übereinander
gestapelt sein, um eine größere Vielfalt von
Licht lenkenden Modalitäten
bereitzustellen.
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Die
Konstruktion ist zwar verwendbar, aber weist die Einschränkung auf,
dass mehrere Schichten übereinander
gestapelt werden müssen,
was die Kosten und die Dicke erhöht.
Zudem sind optische Schichten nicht vollkommen klar, so dass in
der Schicht etwas Licht absorbiert wird, wodurch sich der Wirkungsgrad
des Beleuchtungssystems reduziert. Wie in 10 gezeigt,
ist in einem alternativen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine einzelne Licht lenkende optische
Schicht 14 in eine Vielzahl von Bereichen 18 unterteilt,
und die Strukturen in einem Bereich sind in einem anderen Winkel als
die Strukturen in einem zweiten Bereich ausgerichtet. Wie in 10 gezeigt,
gibt es zwei Arten von Bereichen 18, wobei jede Art ähnliche
Strukturen aufweist, die rechtwinklig zur anderen ausgerichtet sind. Jeder
Bereich 18 der Licht lenkenden optischen Schicht 14 lenkt
Licht in ihre bevorzugte Richtung. Insgesamt gilt, dass wenn die
Bereiche 18 im Vergleich zu dem Licht ausstrahlenden Bereich 13 relativ klein
sind, die Licht lenkenden Eigenschaften der Bereiche 18 miteinander
kombiniert werden. Wie in 10 gezeigt,
verlaufen die Strukturen parallel oder rechtwinklig zu den Kanten
der optischen Schicht. In einer in 11 gezeigten
alternativen Anordnung sind die Strukturen in einem anderen Winkel
in Bezug zu den Kanten der Licht lenkenden optischen Schicht angeordnet
und sind zur Eignung für
eine bestimmte Anwendung konstruierbar. Die Anzahl der Art von Bereichen 18 ist
nicht auf zwei beschränkt.
Wie in 12 gezeigt, sind die Strukturen
von vier unterschiedlichen Licht lenkenden Bereichen 18 in
Winkeln von 0, 45, 90 und 135 Grad relativ ausgerichtet, um ein
Ausstrahlungsprofil zu erzeugen, das das Licht von jedem Bereich 18 kombiniert.
Wenn die Wahrnehmbarkeit des von den unterschiedlichen Bereichen
gelenkten Lichts reduziert werden soll, können die Bereiche relativ zur
Größe der flächigen Leuchte
klein gemacht werden, und die unterschiedlichen Bereiche 18 können sich über die
Ausdehnung des Licht ausstrahlenden Bereichs 30 der flächigen Leuchte 12 abwechseln.
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Die
das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem
umfassende flächige
Leuchte 12 und Licht lenkende optische Schicht 14 sind
separat herstellbar. Nach Herstellung sind die flächige Leuchte 12 und
die Licht lenkende optische Schicht 14 kombinierbar, üblicherweise
durch Befestigen der Schicht auf der Leuchte, um eine einzelne,
flächige
Vorrichtung auszubilden. Nach Integration kann die flächige Leuchte
beleuchtet werden, um ein flaches Flächenbeleuchtungssystem bereitzustellen,
das Licht in bevorzugten Richtungen ausstrahlt. Es sei darauf hingewiesen,
dass darauf geachtet werden muss, das System bei Installation auszurichten,
um sicherzustellen, dass sich das Beleuchtungssystem innerhalb eines
bestimmten Beleuch tungsraums wie gewünscht verhält. In einem geeigneten Fertigungsprozess
können
die flächige
Leuchte und die Licht lenkende optische Schicht aus einer Bahn in
einer Endlosrolle ausgebildet werden.
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Wie
in 13–15 gezeigt,
wird die Leistung der in 1a gezeigten
Licht lenkenden optischen Schicht und flächigen Leuchte gemessen. Die kreisförmigen Grafiken
zeigen die relative Helligkeit des Beleuchtungssystems über einer
Halbkugel, so dass beispielsweise der Mittelpunkt des Kreises die rechtwinklig
zur Oberfläche
der Leuchte abgestrahlte Lichtmenge darstellt, und so dass die Kanten
des Kreises die horizontal zur Oberfläche der Lampe und in relativer
Richtung zum Mittelpunkt ausgestrahlte Lichtmenge darstellen. Die
Helligkeit des Punktes bezeichnet die Helligkeit des Lichts; dunkle
Bereiche der Grafik weisen darauf hin, dass relativ wenig Licht in
der entsprechenden Richtung ausgestrahlt wird.
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13 zeigt
die Ausgabe einer flächigen OLED-Leuchte
ohne Licht lenkende optische Schicht. Wie aus dieser Grafik zu erkennen
ist, ist das von der Leuchte ausgestrahlte Licht isotrop und hat
keine bevorzugte Richtung, d. h. das ausgestrahlte Licht ist im
wesentlichen Lambertsches Licht; eine ungefähr gleiche Lichtmenge wird
in jeder Richtung von jedem Punkt des Licht ausstrahlenden Oberflächenbereichs
ausgestrahlt. In diesem Versuch ist z. B. die Menge des rechtwinklig
zum Substrat ausgestrahlten Lichts kleiner als das Doppelte der
in jeder anderen Richtung ausgestrahlten. 14 zeigt
die Lichtausgabe von der Konfiguration aus 1a und 7 unter
Verwendung einer Schicht mit dreieckigen Prismen, wie in 3 dargestellt.
Wie aus 14 zu ersehen ist, wird das
Licht vorzugsweise zu den Seiten gelenkt. Relativ wenig Licht wird
gerade nach unten oder in Richtung der Strukturen gelenkt. In diesem
Versuch ist die Menge des in der bevorzugten Richtung ausgestrahlten
Lichts mehr als um einen Faktor zehn größer als die Menge des in der
am wenigsten bevorzugten Richtung ausgestrahlten Lichts. 15 zeigt
das Verhalten der Konfiguration aus 9, woraus
hervorgeht, dass eine Kombination aus separaten Folien Licht wirksam
in bevorzugten Richtungen lenken kann, wobei in mehreren Richtungen
unterschiedliche Leistungen erzielt werden.
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16–18 zeigen
die Wirkung der Licht lenkenden optischen Schichten mit Keilstrukturen, wie
in 6a–6d gezeigt. 16 zeigt
die Leistung einer zweiten flächigen
OLED-Leuchte ohne Schicht. Ähnlich
wie in 13 ist die Menge des rechtwinklig
zum Substrat ausgestrahlten Lichts kleiner als das Doppelte der
in jeder anderen Richtung ausgestrahlten. 17 zeigt
das Verhalten der gleichen Leuchte mit einer Schicht mit Keilstrukturen,
wie in 6a und 6b gezeigt.
Das Verhalten einer Schicht mit Keilstrukturen, wie in 6c und 6d gezeigt,
wird auch in 18 in ähnlicher Weise gezeigt. Wie
aus 17 und 18 zu
ersehen ist, wird das Licht in jedem Fall vorzugsweise zu den Seiten
gelenkt. Relativ wenig Licht wird gerade nach unten oder in Richtung
der Langsachse der Keilstrukturen gelenkt. Bei diesen Versuchen
ist die Menge des in der bevorzugten Richtung ausgestrahlten Lichts mehr
als um einen Faktor fünf
größer als
die Menge des in der am wenigsten bevorzugten Richtung ausgestrahlten
Lichts.
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Das
erfindungsgemäße flache
Flächenbeleuchtungssystem
kann zudem einen Diffusor umfassen, der zwischen der Licht lenkenden,
optischen Schicht und der flächigen
Leuchte (19) angeordnet ist. Derartige
Diffusoren sind ggf. verwendbar, um eine farbbezogene Winkelabhängigkeit
zu reduzieren, die in der Farbart des von der flächigen Leuchte abgestrahlten
Lichts zu finden ist, um die Erscheinung von Ungleichmäßigkeiten
in dem von der Leuchte ausgestrahlten Licht zu reduzieren oder um die
Menge des von der flächigen
Leuchte abgestrahlten Lichts zu verbessern.
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Die
vorliegende Erfindung ist in Verbindung mit einer beliebigen flächigen Leuchte
verwendbar, beispielsweise, aber nicht abschließend, OLED-Leuchten.