DE2827573A1 - Grossflaechige lichtquelle - Google Patents

Grossflaechige lichtquelle

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Description

BLAUPUNRT-WERKE GMBH » h.ldE,hE.m, *,„«,***,
Straft·
PLI Gebranzig-bz/tex1
-X-
20. Juni 1978 R.Nr. 1576
Die vorliegende Erfindung betrifft eine großflächige Lichtquelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Lichtquellen dienen der Beleuchtung von flachen transparenten Anzeigeelementen, beispielsweise von Flüssigkristall-Displays. Dazu sind diese Lichtquellen üblicherweise als lichtdurchlässige Platten ausgebildet, die eine schmale Seitenfläche aufweisen, in die das Licht einer kleinen Glühbirne eintritt und durch eine der großen Seitenflächen der Platten das Flüssigkristall-Display durchstrahlend austritt.
Lichtquellen dieser Art besitzen den Nachteil, daß ihre Leuchtdichte über die Lichtaustrittsfläche ungleichmäßig ist. Diese Lichtquellen sind daher für die Beleuchtung von beispielsweise Flüssigkristall-Displays nicht gut geeignet, da die ungleichmäßige Ausleuchtung zu Fehlablesungen der von dem Flüssigkristall-Display angezeigten Informationszeichen führen kann.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine großflächige Lichtquelle der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, die über ihre gesamte Lichtaustrittsfläche eine möglichst gleichmäßige Leuchtdichte aufweist.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der lichtdurchlässige Körper als dünner Keil ausgebildet ist, das Licht durch eine die gegeneinander geneigten großen Seitenflächen verbindenden und auf einer Grundfläche des Keils senkrecht stehenden schmalen Seitenfläche des Keils in diesen eintritt und durch eine der gegeneinander geneigten großen Seitenflächen des Keils austritt.
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BLAUPUNKT-WERKE GMBH
!, Robari-Botcti-Strte· 200
PLI Gebranzig-bz/tex1
20. Juni 1978 R. Nr. 1576
Gemäß vorteilhafter Ausbildungen der Erfindung läßt sich eine Lichtquelle mit hoher Lichtausbeute bei über die gesamte Lichtaustrittsfläche gleichmäßiger Leuchtdichte dadurch erzielen, daß die gegen die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche geneigte große Seitenfläche des Keils mit einer dünnen lichtdurchlässigen Zwischenschicht flächig bedeckt ist, der optische Brechungsindex dieser Zwischenschicht kleiner ist als der optische Brechungsindex des Keils und diese Zwischenschicht mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht flächig bedeckt ist, wobei die Zwischenschicht als Klarlack auf die große Seitenfläche des Keils und die Pigmentschicht als weiße Lackschicht auf die Zwischenschicht aufgetragen werden.
Nach einen anderen Lösungsweg gehenden vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung läßt sich eine Lichtquelle mit hoher Lichtausbeute bei über die gesamte Lichtaustrittsfläche gleichmäßiger Leuchtdichte erreichen, indem die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche des Keils mattiert ist, wobei die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche des Keils eine Vielzahl im wesentlichen äquidistanter Mikrorillen zur Mattierung aufweist und diese Mikrorillen zu der Grundfläche des Keils im wesentlichen parallel verlaufen. Zur Erhöhung der Lichtausbeute wird der Keil an der gegen die für den Lichtaustritt bestimmten großen Seitenfläche geneigten großen Seitenfläche mit einer Licht streuend reflektierenden Schicht hinterlegt.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen insbesondere darin, daß mit einfachen Mitteln der gewünschte Effekt einer über die gesamte Lichtaustrittsfläche gleichmäßigen Leuchtdichte erzielt wird, wobei das in den keilförmigen prismatischen Körper eintretende Licht mit herkömmlichen Glühbirnen und anderen Lampen erzeugt werden kann.
909881/0299
BLAUPUNRT-WERKE GMBH » Rob*rt-Bo(di-Stri6« 200
! PLI Gebranzig-bz/tex1 - X~ 20. Juni 1978 j
: ζ R.Nr. 1576
Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Figuren näher erläutert. Dabei zeigt die Figur 1 eine erfindungsgemäß keilförmige Lichtquelle, bei der die eine Seitenfläche mit einer Zwischenschicht und die Zwischenschicht mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht überdeckt ist. Die Figur 2 zeigt eine weitere keilförmige erfindungsgemäße Lichtquelle, bei der die Lichtaustrittsfläche durch eine Mikrorillenstruktur mattiert ist und bei der die gegen die Lichtaustrittsfläche geneigte Seitenfläche mit einer Licht streuend reflektierenden Schicht hinterlegt ist.
Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäß als prismatischer Keil 1 ausgebildete großflächige Lichtquelle. Der lichtdurchlässige prismatische. Keil 1 weist zwei große und gegeneinander geneigte Seitenflächen 2 und 3 auf, von denen die große Seitenfläche 2 als Lichtaustrittsfläche dient, während die gegen diese geneigte große Seitenfläche 3 mit einer durchsichtigen Zwischenschicht 7 flächig bedeckt ist. Diese Zwischenschicht 7 kann beispielsweise auch dadurch erzielt werden, daß der Keil 1 in Klarlack tauchlackiert wird und somit auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Klarlackschicht überzogen wird. Dabei ist der optischen Brechungsindex der Zwischenschicht 7 kleiner als der optische Brechungsindex des Keils 1. Die Zwischenschicht 7 ist mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht 8 bedeckt. Über die die gegeneinander geneigten Seitenflächen 2 und 3 verbindenden schmalen Seitenfläche des Keils 1 wird das Licht in den Keil 1 eingekoppelt, dabei steht die Seitenfläche 4 auf der Grundfläche 5 und der Deckfläche 6 des Keils 1 senkrecht.
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BLAUPUNKT-WERKE GMBH »„.»..Η..«
PLI Gebranzig-bz/tex1
20. Juni 1978 R.Nr. 1576
Das von einer nicht näher dargestellten Lampe durch die schmale Seitenfläche 4 in den Keil 1 eingekoppelte Licht wird durch ge-' eignete Dimensionierung des Keils 1 an der Grundfläche 5 und der Deckfläche 6 des prismatischen Keils total reflektiert. An den gegeneinander geneigten großen Seitenflächen 2 und 3 tritt ebenfalls je nach Einfallswinkel des Lichts Totalreflexion auf. Ein Teil des einfallenden Lichts tritt durch die große und für den Lichtaustritt bestimmte Seitenfläche 2 des Keils aus und trägt zur Lichtausbeute bei.
Ein weiterer Lichtanteil tritt durch die gegen die Seitenfläche geneigte Seitenfläche 3 in die gegenüber den Keil 1 optisch dünnere Zwischenschicht 7 und durch diese auf die dieses Licht streuend reflektierende Pigmentschicht 8 und wird somit irregulär in den Keil 1 zurückgestreut und tritt nach ggf. weiteren Reflexionen durch die für den Lichtaustritt bestimmte Seitenfläche 2 des Keils 1 und trägt somit ebenfalls zur Lichtausbeute bei.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der in der Figur 1 dargestellten Lichtquelle als prismatischer Keil 1 wird es erreicht, daß das Licht aufgrund eines Zusammenwirkens von Totalreflexion, Streuung und Lichtbrechung mit hoher Ausbeute und über die gesamte Lichtaustrittsfläche 2 des Keils 1 gleichmäßiger Leuchtdichte austritt.
Bei der in der Figur 2 dargestellten weiteren erfindungsgemäß als Keil 1 ausgebildeten Lichtquelle ist die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche 2 des Keils 1 durch eine Vielzahl äquidistanter und parallel zu der Grundfläche 5 des Keils 1 verlaufenden Mikrorillen 9 mattiert. Die gegen die für den Lichtaustritt bestimmte Seitenfläche 2 des Keils 1 geneigte Seitenfläche 3 ist mit einer das Licht streuend reflektierenden Schicht 10 hinterlegt.
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BLAUPUNKT-WERKE GMBH »..·»■■··■··■. Rob«rt-Boich-Str«B·
PLI Gebranzig-bz/tex1 -Jf- 20. Juni 1978 ι
-^. R.Nr. 1576
Das durch die die gegeneinander geneigten Seitenflächen 2 und 3 verbindende schmale Seitenfläche 4 in den Keil 1 eingekoppelte Licht wird unter Mitwirkung der Mikrorillenstruktur 9 teilweise durch die Seitenfläche 2 ausgekoppelt. Das aus dem Keil 1 auf die Seitenfläche 3 gelangende Licht wird von dieser teilweise total reflektiert und der verbleibende Teil, der nicht total reflektiert wird, wird von der Schicht 10, die beispielsweise als weißes Papier oder weißes Keramikplättchen mit unregelmäßig strukturierter Oberfläche ausgebildet sein kann, in den Keil 1 streuend reflektiert und gelangt schließlich nach ggf. mehrfacher Reflexion durch die Lichtaustrittsfläche 2.
Auch bei der in der Figur 2 dargestellten erfindungsgemäßen Ausbildung der Lichtquelle wird das Licht aufgrund eines Zusammenwirkens von Totalreflexion, Streuung und Lichtbrechung mit hoher Ausbeute und über die gesamte Lichtaustrittsfläche 2 gleichmäßiger Leuchtdichte ausgekoppelt.
Die Lichteinkoppelung in den beispielsweise aus Acrylglas bestehenden Keil durch die schmale Seitenfläche 4 kann bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Keilen auf verschiedene' Arten geschehen. So ist es beispielsweise möglich, das Licht einer Glühbirne über eine Lichtverteilerplatte, die Quaderform haben kann und deren eine Seitenfläche mit der Seitenfläche 4 des Keils deckungsgleich ist, einzukoppeln. Dazu ist es von Vorteil, den Keil mit der beschriebenen Lichtverteilerplatte als einstückiges Bauteil auszubilden. In der Lichtverteilerplatte kann für die Aufnahme der Glühbirne oder einer anderen Lampe eine Ausnehmung vorgesehen werden, wodurch die Lichteinkopplung verbessert wird.
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BLAUPUNKT-WERKE GMBH 12 HH.DESHEIM, Rob«rt.Bo«ch-Strie· 200
PLI Gebranzig-bz/text - Jf'- 20. Juni 1978
g R.Nr. 1576
ι Erfindungsgmäße großflächige Lichtquellen zeichnen sich durch j
einen einfachen und störunanfälligen robusten Aufbau aus. Sie
sind daher auch für die Beleuchtung von flachen transparenten '.
Anzeigevorrichtungen, beispielsweise von Flüssigkristall-Displays in Fahrzeugen, sehr gut geeignet.
909881/0299

Claims (1)

  1. Ansprüche
    Großflächige Lichtquelle bestehend aus einem prismatischen lichtdurchlässigen Körper, in den durch eine kleine Seitenfläche Licht eintritt und der eine große Seitenfläche aufweist, durch die das Licht austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtdurchlässige Körper als dünner Keil (1) ausgebildet ist, das Licht durch eine die gegeneinander geneigten großen Seitenflächen (2, 3) verbindenden und auf einer Grundfläche (5) des Keils (1) senkrecht stehenden schmalen Seitenfläche (4) des Keils (1) in diesen eintritt und durch eine der gegeneinander geneigten großen Seitenflächen (2, 3) des Keils (1) austritt.
    Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche (2) geneigte große Seitenfläche (3) des Keils (1) mit einer dünnen lichtdurchlässigen Zwischenschicht (7) flächig bedeckt ist, der optische Brechungsindex dieser Zwischenschicht (7) kleiner ist als der optische Brechungsindex des Keils (1) und diese Zwischenschicht (7) mit einer das Licht streuend reflektierenden Pigmentschicht (8) flächig bedeckt ist.
    909881/0299
    ORIGINAL INSPECTED
    BLAUPUNKT-WERKE GMBH
    Jl HILOESHCIH, Robert-Bosäi-StriB« 200 ;
    PLI Gebranzig-bz/tex1
    — 2 —
    20. Juni 1978 R.Nr. 1576
    3. Lichtquelle nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, : daß die Zwischenschicht (7) als Klarlack auf die große Seitenfläche (3) des Keils (1) und die Pigmentschicht (8) als weiße
    : Lackschicht auf die Zwischenschicht (7) aufgetragen sind.
    4. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
    für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche (2) des j Keils (1) mattiert ist.
    . 5. Lichtquelle nach den Ansprüchen I und 4, dadurch gekennzeichnet, J daß die für den Lichtaustritt bestimmte große Seitenfläche i (2) des Keils (1) eine Vielzahl im wesentlichen äquidistanter : Mikrorillen (9) aufweist und diese Mikrorillen (9) zu der Grundfläche (5) des Keils (1) parallel verlaufen.
    6. Lichtquelle nach den Ansprüchen 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (1) an der gegen die für den Lichtaustritt bestimmten großen Seitenfläche (2) geneigten großen Seitenfläche (3) mit einer Licht streuend reflektierenden Schicht (10) hinterlegt ist.
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