專利名稱：用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法以及表面發(fā)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法以及一種表面發(fā)光系統(tǒng)。
對于表面發(fā)光系統(tǒng)存在多種應(yīng)用可能性。例如它們可以作為發(fā)光裝置用在燈或者設(shè)計裝置(Designanordnung)中。特別是，表面發(fā)光系統(tǒng)可用于顯示器如液晶顯示器(LCD-Displays)的背光。
例如由出版物US 6,646,367 B2和US 6,241,358 B1公開了一種表面發(fā)光系統(tǒng)，其層疊狀地由多個光導體(Lichtleitern)構(gòu)成，主輻射源分別側(cè)向地輸入耦合到這些光導體中。然而，在這些出版物中未公開用于制造這種表面發(fā)光系統(tǒng)的裝配方法。
本發(fā)明的任務(wù)在于，說明一種改進的且技術(shù)上簡單的、用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法以及這種表面發(fā)光系統(tǒng)。
該任務(wù)通過具有根據(jù)權(quán)利要求1所述步驟的方法以及具有根據(jù)權(quán)利要求12所述特征的表面發(fā)光系統(tǒng)來解決。
在從屬權(quán)利要求2至7或者13至17中說明了本方法或者表面發(fā)光系統(tǒng)的一些有利實施形式。
一種用于裝配具有發(fā)射電磁輻射的正面的表面發(fā)光系統(tǒng)的方法包括以下步驟-將至少一個適于工作時發(fā)射電磁輻射的主輻射源安置在柔性支撐體的至少一個裝配區(qū)域上，該柔性支撐體具有正面和與正面對置的背面，其中柔性支撐體的正面確定一參考平面，-將柔性支撐體的裝配區(qū)域這樣地從參考平面彎曲出來，使得主輻射源的光軸與參考平面平行或者傾斜，-將柔性支撐體安置在剛性支撐體上，其中柔性支撐體的背面朝向剛性支撐體，以及-將至少一個具有輻射發(fā)射的正面和至少一個輸入耦合區(qū)域的光導體這樣地安置在柔性支撐體上，使得在表面發(fā)光系統(tǒng)工作時，主輻射源輻射進光導體的輸入耦合區(qū)域中，并且光導體輻射發(fā)射的正面朝向表面發(fā)光系統(tǒng)輻射發(fā)射的正面的方向。
如果將主輻射源安置到柔性支撐體的裝配區(qū)域上，則可以以簡單的方式通過彎曲裝配區(qū)域?qū)⒅鬏椛湓春唵蔚匾胨Ｍ奈恢弥校员爿斎腭詈线M光導體中。優(yōu)選的是，裝配區(qū)域位于柔性支撐體的邊緣區(qū)域中，使得柔性支撐體的窄的區(qū)域受到大的彎曲。
該方法特別適合于裝配包括多個光導體的表面發(fā)光系統(tǒng)，其中一個或者多個主輻射源分別輸入耦合到這些光導體中。為此，可以將光導體和這些被設(shè)置照射到光導體的輸入耦合區(qū)域中的主輻射源分別裝配到柔性支撐體上。該設(shè)置基本上形成了一種發(fā)光塊(Lichtkachel)。發(fā)光塊也可包含其它的元件、如光活性元件，用于光導體內(nèi)的目標明確的輻射分布以及用于目標明確地影響表面發(fā)光系統(tǒng)的輻射特性。
此外，發(fā)光塊例如可以包括用于控制主輻射源或者表面發(fā)光系統(tǒng)的印制導線和電子部件以及冷卻體。
發(fā)光塊裝配在剛性支撐體上并且形成用于表面發(fā)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)支架。剛性支撐體例如可以是顯示器后壁。通過由多個分別被單獨供應(yīng)以主輻射源的光的發(fā)光塊來模塊化地構(gòu)建表面發(fā)光系統(tǒng)，可能在同時輻射特性盡可能均勻的情況下，制造具有幾乎任意大小和各種各樣的幾何形狀的顯示器。
在此必須指出，不必以確定的順序來實施本方法的步驟。因此，例如可在將柔性支撐體安置在剛性支撐體上之前或者之后安置光導體。有利的是，本方法的實施形式例如與單個的裝配工藝及工藝控制無關(guān)。
在本方法的一種特別優(yōu)選的實施形式中，將電子部件、印制導線和/或冷卻體安置在柔性支撐體上。通過這種方式，一方面可簡單地安置驅(qū)動器組件和其它用于控制主輻射源、以及整個表面發(fā)光系統(tǒng)的電子組件。另一方面，將冷卻體、例如薄的金屬條安置在柔性支撐體上，允許將表面發(fā)光系統(tǒng)工作時所形成的熱量導出。特別優(yōu)選的是，這樣地安置冷卻體，使得其可以將主輻射源工作時所形成的熱量輸送出。特別是，該實施形式能夠?qū)崿F(xiàn)表面發(fā)光系統(tǒng)的特別緊湊并且輕的結(jié)構(gòu)類型。
此外，特別優(yōu)選的是，將柔性印刷電路板用作柔性支撐體。這提供了這樣的優(yōu)點，即可簡單地集成電子部件和印制導線。因此，例如可以將可表面安裝的電子部件粘貼或者焊接到設(shè)置有被印制的印制導線的電路板上。
在本方法的另一優(yōu)選的實施形式中，借助柔性支撐體的一些槽產(chǎn)生至少一個裝配區(qū)域，接著在該裝配區(qū)域中首先安置主輻射源。在其它接下來的步驟中，將該裝配區(qū)域這樣地彎曲出參考平面，使得主輻射源照射到光導體的輸入耦合區(qū)域中，其中光導體在將裝配區(qū)域彎曲之前或者之后被設(shè)置到柔性支撐體上。
優(yōu)選的是，通過沖壓實現(xiàn)柔性支撐體的槽。
優(yōu)選的是，在該實施形式中，在柔性支撐體內(nèi)提供多個裝配區(qū)域，如窄條。接著可以在這些窄條上分別固定至少一個主輻射源。在固定主輻射源之后，將裝配區(qū)域從參考平面彎曲出，使得相應(yīng)的主輻射源又位于所希望的位置上，以便照射到相應(yīng)的光導體中。
在該實施形式中，發(fā)光塊的功能部分、如具有所屬的一個或多個主輻射源的光導體、冷卻體和其它電子部件不是分別安裝在分離的柔性支撐體上，而是可以將多個發(fā)光塊的功能部分安置在唯一一個共同的柔性支撐體上。特別是，可將表面發(fā)光系統(tǒng)的所有光導體和所有主輻射源安置在唯一一個共同的柔性支撐體上。
這提供了這樣的優(yōu)點，即可使為控制主輻射源所必需的電子部件的數(shù)量最小。此外，可省去單個柔性支撐體之間的電連接位置。
在本方法的另一優(yōu)選的實施形式中，將這樣的結(jié)構(gòu)施加在剛性支撐體上，通過這些結(jié)構(gòu)，在將柔性支撐體安置到剛性支撐體上時，將柔性支撐體的裝配區(qū)域從參考平面彎曲到希望的位置中。從工藝技術(shù)的觀點來看，本方法的該實施形式提供了優(yōu)點，并因此在實際中簡化了本方法的實現(xiàn)。
在本方法的另一優(yōu)選的實施形式中，發(fā)光二極管器件(縮寫“LED”)用作主輻射源。它提供了高發(fā)光效率以及緊湊的結(jié)構(gòu)和重量輕的優(yōu)點。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施形式中，使用至少兩個光導體，它們有利地在相鄰的邊緣區(qū)域中借助光耦合介質(zhì)相連。具有與光導體的材料所具有的光學特性類似的光學特性的材料適合作為光耦合介質(zhì)。通過這種方式，輻射可以盡可能不受阻礙地從一個光導體到達相鄰的光導體中，這改善了表面發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)射特性。如果澆鑄或者粘合相鄰光導體的邊緣區(qū)域，則這還對表面發(fā)光系統(tǒng)的機械穩(wěn)定性是有利的。
在本方法的另一優(yōu)選的實施形式中，將至少一個輻射透射的薄膜施加在光導體的輻射發(fā)射的正面上。這同樣有助于改善光導體復(fù)合結(jié)構(gòu)的機械穩(wěn)定性。
此外優(yōu)選的是，施加一種光活性薄膜，其以所希望的方式影響表面發(fā)光系統(tǒng)的輻射特性。這樣，光活性薄膜例如可以在表面上具有菱柱狀結(jié)構(gòu)，從背面入射的光被導向輻射發(fā)射的正面的平面法線的方向上。
一種根據(jù)本發(fā)明的表面發(fā)光系統(tǒng)特別是包括-至少一個主輻射源，其適于在工作時發(fā)射電磁輻射，-至少一個柔性支撐體，其具有正面和與正面相對的背面以及具有至少一個裝配區(qū)域，在該裝配區(qū)域上正面地安置有主輻射源，其中除裝配區(qū)域外，柔性支撐體的正面確定了一參考平面并且裝配區(qū)域從該參考平面這樣彎曲出，使得主輻射源的光軸與參考平面平行地或者與其成銳角傾斜地延伸，-剛性支撐體，將柔性支撐體安置在其上，使得柔性支撐體的背面朝向剛性支撐體，以及-至少一個光導體，其具有發(fā)射輻射的正面和至少一個輸入耦合區(qū)域，該輸入耦合區(qū)域這樣地安置在柔性支撐體上，使得主輻射源在表面發(fā)光系統(tǒng)工作時照射到光導體的輸入耦合區(qū)域中，并且光導體的發(fā)射輻射的正面朝向表面發(fā)光系統(tǒng)的發(fā)射輻射的正面的方向。
優(yōu)選的是，表面發(fā)光系統(tǒng)具有作為支撐體的柔性印刷電路板以及作為主輻射源的發(fā)光二極管器件。
此外，表面發(fā)光系統(tǒng)的柔性支撐體同樣優(yōu)選地包括電子部件、印制導線和/或冷卻體。
如果表面發(fā)光系統(tǒng)包括至少兩個光導體，則這些光導體的相鄰的邊緣區(qū)域特別優(yōu)選地借助光耦合介質(zhì)相連。
在表面發(fā)光系統(tǒng)的另一種優(yōu)選的實施形式中，輻射發(fā)射的正面優(yōu)選地具有輻射透射的薄膜。
從以下結(jié)合附

圖1a至1b、2a至2e、3a至3b和4a至4b進一步闡述的實施例中，得到用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法的另一些優(yōu)點和有利的實施形式。
其中圖1a是具有主輻射源、電子部件和側(cè)面的連接位置的柔性印刷電路板在彎曲裝配區(qū)域之前的示意性俯視圖，圖1b是穿過根據(jù)圖1a的柔性印刷電路板的示意性截面圖，圖2a是多個如在圖1a中的柔性印刷電路板的示意性俯視圖，這些電路板安置在剛性支撐體上，圖2b是剛性支撐體上的柔性印刷電路板的示意性俯視圖，圖2c是在將裝配區(qū)域彎曲之后的圖2b的柔性印刷電路板的示意性俯視圖，圖2d是穿過圖2c的柔性印刷電路板的區(qū)域的示意性截面圖，圖2e是在安置多個光導體之后的、具有根據(jù)圖2c或者2a的柔性支撐體的表面發(fā)光系統(tǒng)的示意性俯視圖，圖3a和3b是穿過根據(jù)圖2e的表面發(fā)光系統(tǒng)的兩個變形方案的示意性截面圖，圖4a和4b是柔性印刷電路板的其它實施例的示意性俯視圖。
在這些實施例和附圖中，相同或者相似的組成部分分別采用相同的參考標號。附圖所示的元件不應(yīng)看作符合比例的。更準確的說，為了更好的理解，部分夸大地表示這些元件。
根據(jù)本方法的第一實施例(參照圖1a)，例如在主輻射源2的邊緣的柔性印刷電路板1上將多個LED固定在一列中，并且與電印制導線電接觸。此外，將另一些電子部件3、如用于控制LED2的驅(qū)動器組件固定在該柔性印刷電路板1上，并且在側(cè)向上構(gòu)造用于電接觸的連接位置31。在柔性印刷電路板1的與LED 2對置的側(cè)上安置有冷卻體4(參照圖1b)，以便導出LED2工作時所形成的損耗熱量。在接下來的方法步驟中，將多個這樣裝配的柔性印刷電路板1安置在剛性支撐體5上(參照圖2a)。
在第二實施例中，這樣地將槽6構(gòu)造在柔性印刷電路板1中，使得分別通過三個相連接的槽6來形成直角的、窄的裝配區(qū)域11，該裝配區(qū)域在一側(cè)上保持與剩余的柔性印刷電路板1相連(參照圖2b)。在該裝配區(qū)域11內(nèi)，分別又將多個LED 2安置成一列。如在上面已經(jīng)結(jié)合圖1a和1b說明的實施例中那樣，進一步將電子部件3設(shè)置在柔性印刷電路板1上。在接下來的方法步驟中，將其上施加有LED 2的、窄的直角的裝配區(qū)域11這樣地向上彎曲，使得LED 2處于所希望的位置，以便以后工作時將輻射輸入耦合進接下來被安置的光導體7中。窄的直角區(qū)域11例如可以這樣地向上彎曲，使得其基本上垂直于剩余的柔性印刷電路板1來定位，如在圖2c和2d中可看到的那樣。在該實施形式中，柔性印刷電路板1也安裝到剛性支撐體5上，如顯示器背面上。
在另一實施例中，這些槽6這樣地設(shè)置在柔性印刷電路板內(nèi)，使得形成垂直的裝配區(qū)域11，在裝配區(qū)域中分別安裝有一個LED 2(參照圖4a和4b)。
在另一接下來的步驟中，將光導體7安置到安裝有LED 2并部分彎曲的電路板1上。其這樣地進行，即LED 2工作時分別照射光導體7的輸入耦合區(qū)域71，并且光導體7的輻射發(fā)射的正面72與柔性印刷電路板1背離(參照圖2e)。
在另一實施例中(參照圖3a和3b)，將支持元件51構(gòu)造在剛性支撐體5上，在將柔性印刷電路板1安置到剛性支撐體5上時，這些支持元件將其上有LED 2的柔性印刷電路板1的裝配區(qū)域11彎曲到所希望的位置并且保持在那里。襯板(Laschen)51例如可以是從剛性支撐體5的主參考平面向上彎曲的襯板51。垂直向上彎曲的襯板51提供這樣的優(yōu)點，即可簡單地改變?nèi)嵝杂∷㈦娐钒?的向上彎曲的區(qū)域11與剩余的柔性印刷電路板1之間的角度，并且由此可簡單地改變LED 2的、至光導體7中的入射角。此外，可以這樣地形成襯板51，使得也可將柔性印刷電路板固定在其上。
此外，在該實施例中，在光導體7與輻射發(fā)射的正面72背離的背面上構(gòu)造漫反射的元件8，如漫反射的薄膜或者漫反射的結(jié)構(gòu)。
在根據(jù)圖3a和3b的實施例中，粘合或者澆鑄光導體74的邊緣。優(yōu)選具有與光導體7的材料類似的折射率的、輻射透射的材料特別適合作為澆鑄材料或者粘合材料。例如可以使用環(huán)氧體系(Epoxidsysteme)作為粘合材料。
在另一實施例中，將一個或者多個薄膜9安置在光導體7的正面72，這些薄膜盡可能地透射由表面發(fā)光系統(tǒng)仿制(imitierte)的輻射。
在此優(yōu)選的是，這涉及光活性薄膜9，其例如將棱柱狀結(jié)構(gòu)支承在表面上，并且通過這種方式有針對地以所希望的方式影響表面發(fā)光系統(tǒng)的輸出耦合特性。
顯而易見地，本發(fā)明并非限于這些實施例，而是包括表面發(fā)光系統(tǒng)的所有變化實施方案以及利用用于主輻射源的柔性支撐體裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法，在支撐體中其上有輻射源的裝配區(qū)域從柔性支撐體的主伸展平面中彎曲出來，以便將輻射源朝著光導體引入所希望的位置。
權(quán)利要求
1.一種用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法，所述表面發(fā)光系統(tǒng)具有發(fā)射電磁輻射的正面，所述方法具有以下步驟—將至少一個適于工作時發(fā)射電磁輻射的主輻射源(2)安置到具有正面和與所述正面對置的背面的柔性支撐體(1)的至少一個裝配區(qū)域(11)上，其中所述柔性支撐體(1)的所述正面確定一參考平面，—將所述柔性支撐體(1)的所述裝配區(qū)域(11)從所述參考平面這樣地彎曲出來，使得所述主輻射源的光軸與所述參考平面平行或者傾斜地延伸，—將所述柔性支撐體(1)安置在剛性支撐體(5)上，其中所述柔性支撐體(1)的背面朝向所述剛性支撐體(5)，以及—將至少一個具有輻射發(fā)射的正面(72)和至少一個輸入耦合區(qū)域(71)的光導體(7)這樣地安置在所述柔性支撐體(1)上，使得在所述表面發(fā)光系統(tǒng)工作時，所述主輻射源(2)照射到所述光導體(7)的所述輸入耦合區(qū)域(71)中，并且所述光導體(7)的所述輻射發(fā)射的正面(72)朝向所述表面發(fā)光系統(tǒng)的所述輻射發(fā)射的正面的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述柔性支撐體(1)安置在所述剛性支撐體(5)上之后，將所述光導體(7)安置在所述柔性支撐體(1)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在將所述柔性支撐體(1)安置在所述剛性支撐體(5)上之前，將所述光導體(7)安置在所述柔性支撐體(1)上。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中將電子部件(3)、印制導線和/或冷卻體(4)安置在所述柔性支撐體(1)上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中將柔性印刷電路板用作柔性支撐體(1)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中—通過將槽(6)設(shè)置在所述柔性支撐體(1)內(nèi)，有目的地實現(xiàn)至少一個裝配區(qū)域(11)，—將所述主輻射源(2)安置在所述裝配區(qū)域(11)中，以及—將所述裝配區(qū)域(11)從所述參考平面中彎曲出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中通過沖壓來設(shè)置所述槽(6)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中將剛性結(jié)構(gòu)(51)安置在所述剛性支撐體(5)上，通過這些剛性結(jié)構(gòu)，在將所述柔性支撐體(1)安放到所述剛性支撐體(5)上時，將所述柔性支撐體(1)的所述裝配區(qū)域(11)從所述參考平面彎曲到所希望的位置中。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中發(fā)光二極管器件用作主輻射源(2)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中使用至少兩個光導體(7)，并且所述光導體(7)相鄰的邊緣區(qū)域(74)借助光耦合介質(zhì)相互連接。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中的一項所述的方法，其中將至少一個輻射透射的薄膜(9)施加到所述光導體(7)的所述輻射發(fā)射的正面(72)上。
12.一種表面發(fā)光系統(tǒng)，其具有輻射發(fā)射的正面，所述表面發(fā)光系統(tǒng)具有—至少一個主輻射源(2)，其適于工作時發(fā)射電磁輻射，—至少一個柔性支撐體(1)，其具有正面和與所述正面相對的背面以及具有至少一個裝配區(qū)域(11)，在所述裝配區(qū)域上正面地安置有所述主輻射源(2)，其中除所述裝配區(qū)域(11)外，所述柔性支撐體(11)的正面確定一參考平面并且所述裝配區(qū)域(11)從參考平面這樣地彎曲出，使得所述主輻射源(2)的光軸相對于所述參考平面平行或者傾斜地延伸，—剛性支撐體(5)，所述柔性支撐體(1)安置在其上，使得所述柔性支撐體(1)的背面朝向所述剛性支撐體(5)，以及—至少一個光導體(7)，其具有輻射發(fā)射的正面(72)和至少一個輸入耦合區(qū)域(71)，所述輸入耦合區(qū)域這樣地安置在所述柔性支撐體(1)上，使得所述主輻射源(2)在所述表面發(fā)光系統(tǒng)工作時照射到所述光導體(7)的所述輸入耦合區(qū)域(71)中，并且所述光導體(7)的所述輻射發(fā)射的正面(72)朝向所述表面發(fā)光系統(tǒng)的所述輻射發(fā)射的正面的方向。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的表面發(fā)光系統(tǒng)，其具有作為柔性支撐體的柔性印刷電路板。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或者13所述的表面發(fā)光系統(tǒng)，其具有作為主輻射源的發(fā)光二極管器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中的一項所述的表面發(fā)光系統(tǒng)，其在所述柔性支撐體上具有電子部件(3)、印制導線和/或冷卻體(4)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中的一項所述的表面發(fā)光系統(tǒng)，其具有至少兩個光導體(7)，它們在相鄰的邊緣區(qū)域中借助光耦合介質(zhì)相連。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中的一項所述的表面發(fā)光系統(tǒng)，其在所述輻射發(fā)射的正面具有至少一個輻射透射的薄膜(9)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于裝配表面發(fā)光系統(tǒng)的方法，所述表面發(fā)光系統(tǒng)具有發(fā)射電磁輻射的正面，在本方法中將至少一個適于工作時發(fā)射電磁輻射的主輻射源(2)設(shè)置在柔性支撐體(1)的至少一個裝配區(qū)域(11)上。柔性支撐體(1)具有正面和與正面對置的背面，其中柔性支撐體(1)的正面確定一參考平面。接著，其上設(shè)置有主輻射源(2)的柔性支撐體(1)的裝配區(qū)域(11)這樣地從該參考平面彎曲出來，使得主輻射源(2)的光軸與參考平面平行或者傾斜地延伸。在進一步的步驟中，將至少一個具有輻射發(fā)射的正面(72)和至少一個輸入耦合區(qū)域(71)的光導體(7)安置在柔性印刷電路板(1)上，這樣使得主輻射源(2)在工作時照射到光導體(7)的輸入耦合區(qū)域(71)中，并且光導體(7)的輻射發(fā)射的正面(72)朝向表面發(fā)光系統(tǒng)的輻射發(fā)射的正面的方向。此外，還描述了一種相應(yīng)的表面發(fā)光系統(tǒng)。
文檔編號F21V8/00GK1957275SQ200580016351
公開日2007年5月2日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月24日
發(fā)明者庫爾特-于爾根·朗, 胡貝特·奧特, 路德維?！て章宕? 克里斯蒂安·波, 馬里奧·萬寧格 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司