專利名稱：平面照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到平面照明裝置。
特別是涉及到用于房間照明的照明裝置，例如在建筑物中或者移動的裝置例如汽車或者飛機以及船上。其中應(yīng)該考慮各個方面例如房間內(nèi)所希望的光強分布，光線的色溫，但是還應(yīng)該考慮建筑學(xué)以及經(jīng)濟學(xué)的觀點。此外由于生理學(xué)和經(jīng)濟學(xué)的原因一般來說將日光包括在建筑物房間的光線規(guī)劃中。
現(xiàn)有技術(shù)對于建筑物房間的照明一般來說是借助于窗戶利用日光。通過巧妙選擇窗戶的大小和數(shù)目可以在好的日光情況下有時可以放棄人造光源。至少在不適當(dāng)?shù)娜展馇闆r以及當(dāng)黑暗時對于內(nèi)室照明不可以放棄人造光源。目前該問題是這樣解決的，用窗戶利用日光之外在房間內(nèi)附加安排了其他光源，例如電燈、蠟燭、光導(dǎo)體等。缺點是當(dāng)日光照明和人造光照明交替變化時房間內(nèi)的光強分布改變。
發(fā)明描述避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點和為了該目的提供改進的照明裝置的任務(wù)是以本發(fā)明為基礎(chǔ)的。
此任務(wù)是用具有權(quán)利要求1特征的平面照明裝置解決的。特別有益的結(jié)構(gòu)可以在從屬權(quán)利要求中找到。
本發(fā)明的基本思路在于，將日光和人造光集成在唯一的平面照明裝置中。簡單地說用適當(dāng)改進的平面燈可以實現(xiàn)這個基本思路，將適當(dāng)改進的平面燈也可以使用作為窗戶，或者相反用適當(dāng)改進的窗戶也具有燈的功能。
其中按照本發(fā)明的照明裝置在嚴(yán)格意義上不僅限于有可能利用日光，也就是說不僅限于用“外窗”形式結(jié)構(gòu)的照明裝置，而是在這里將這些僅作為特別感興趣的變型強調(diào)出來。更多的還是附加利用其他光源作為照明裝置的背景照明感興趣，例如用房間分配器的“內(nèi)窗”照明裝置的形式，因此必要時可以利用相鄰房間的光線。
在本發(fā)明的意義上重要的只是，照明裝置不僅對于背景光源的光，例如日光，環(huán)境光有透明區(qū)域，必要時日光或者一般來說背景光可以透過這些區(qū)域，而且有由于一個或者多個集成在照明裝置內(nèi)的人造光源的照明區(qū)域。
為了這個目的按照本發(fā)明的平面照明裝置有兩個相互對面的至少部分透明的擴展的視面以及至少有一個集成光源，例如平面熒光燈。該或者每個電光源是這樣構(gòu)成和安排的，通過這些至少在兩個視面中的一個內(nèi)可以定義相應(yīng)的照明面。各個視面的一個透明部分與該或者每個照明面鄰接。通過所使用的概念“透明的”應(yīng)該將本發(fā)明盡可能一般性地理解為，這不僅是透視的，也就是說玻璃清澈的，而且也只是透光的，例如包括上述區(qū)域的無光澤或者不透明的材料。重要的只是至少背景照明光線的一部分(日光，環(huán)境光，等)可以穿過這個區(qū)域。
也可以特別是有益的，在兩個視面中各自至少構(gòu)成一個照明面。在這種情況下照明裝置在運行時即向兩邊照明。這樣例如在外窗應(yīng)用情況時有可能，在照明裝置面向室內(nèi)的視面上實現(xiàn)房間照明在面向室外的視面上是照明廣告，指示符號或者其他的照明信息內(nèi)容。
對于在實際上作為窗戶功能一方面和運行的燈功能另一方面之間適當(dāng)?shù)耐讌f(xié)值得建議的是，將各個視面的整個照明面和整個透明部分或者透光部分之間的比例適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧。這種妥協(xié)的必要性當(dāng)然是無效的一旦成功地將按照本發(fā)明照明裝置的該或者每個集成光源同樣至少部分地構(gòu)成為透明的。于是則光源區(qū)域的作用是，光源在運行時的作用是作為照明面，在關(guān)閉狀態(tài)時同樣作為兩個視面的透明的或者透光的部分，也就是說然后必要時平面照明裝置的整個視面的作用是作為窗戶。在下面還將涉及到這個觀點。
無論如何是有益的，有目的地選擇集成光源的數(shù)目，尺寸以及分布和照明面，使得在運行時可以產(chǎn)生與日光類似的室內(nèi)光線分布。
在這種關(guān)系中證明將條形光源與同樣是條形的透明或者透光的區(qū)域交替變化被認(rèn)為是適合的。否則不同的形狀也是合適的。通過審美觀點和為了可以經(jīng)濟制造的考慮對與之有關(guān)的想象當(dāng)然設(shè)置了某些界線。無論如何圓形的或者至少類似圓形的，例如卵形的或者橢圓形的以及矩形的，菱形的，六角形的或者類似形狀的光源是適合的，將這些分布地安排在兩個視面內(nèi)和連接在透明區(qū)域上。其他細(xì)節(jié)參考實施例。
適當(dāng)成形的平面燈，封閉的電燈，例如平面的氣體放電燈適合于該或者每個集成光源。
在有益的結(jié)構(gòu)中該或者每個電燈是用介質(zhì)阻礙電極構(gòu)成的平面氣體放電燈。這種燈的類型有用可離子化的填充物，例如氙氣，填充的至少部分透明的平面的具有底板和前面板的放電容器，這些典型地是由至少原則上透視的絕緣材料例如玻璃構(gòu)成的。在底板和/或前面板上這樣安排介質(zhì)阻礙的電極電路，使得在運行時的作用是照明面。
按照本發(fā)明將單個的平面燈安排在窗戶玻璃板上或者安排在雙層玻璃的兩個玻璃板之間。任何情況下在運行時前面板(一邊是照明的)和附加的底板(雙邊是照明的)相當(dāng)于照明面的每個平面燈。涉及到建立這種平面燈的細(xì)節(jié)參考文獻WO 98/43277，對此將其公開作為參考。將連接在每個平面燈的前面板或者底板的平面擴展上的窗戶玻璃板或者雙層玻璃的兩個玻璃板的區(qū)域行使作為裝置的兩個視面內(nèi)透明區(qū)域的功能。因此保證了背景照明光，例如日光，穿過這個區(qū)域和用這種方法可以對于照明裝置的整體照明作用有所貢獻。
這種裝置的優(yōu)點是模塊化結(jié)構(gòu)，這原則上可以對于具有幾乎任意尺寸的窗戶規(guī)定尺寸。此外對貴重填充氣體的需要，例如氙氣，受到單個燈模塊相對緊湊的放電容器內(nèi)部容積的限制。
另外優(yōu)異的變型涉及到改進的雙層窗戶，在其中兩個玻璃板的作用同時是作為唯一的平面燈的底板或者前面板。平面燈的尺寸原則上相當(dāng)于改進的雙層窗戶的玻璃板尺寸。于是照明裝置前面和后面的視面是由前面板或者底板的外壁構(gòu)成的。兩個玻璃板是氣體密封地與放電容器相連接，例如借助于兩個板之間圍繞著的框架。這樣實現(xiàn)單個光源，在底板和/或前面板上例如借助于傳統(tǒng)的印刷技術(shù)安排電極電路組。用這種方法將整個燈分成為各自作為光源的多個塊。該或者每個照明面的形狀原則上相當(dāng)于對應(yīng)的電極組的形狀。將后者可以用簡單的原本已知的方法，例如借助于薄膜技術(shù)或者厚膜技術(shù)已知的印刷技術(shù)，涂在幾乎每個所希望的平面形狀上。圍繞著燈塊的子區(qū)域的作用是如同原來的窗戶，也就是說它們對于日光(或者普通的背景光)是透明的。在理想情況下透明區(qū)域是由玻璃或者其它類似的透明絕緣材料構(gòu)成的，以便盡可能少地削弱穿過的背景光。當(dāng)然可以將本發(fā)明進一步擴展，也可以包括即使透明不太好的材料，例如無光澤的透光材料。
單個的電極組也可以分開控制，例如對于減弱運行，閃爍功能或者其他的可見光效應(yīng)。
在任何情況下前面板的該或者每個區(qū)域，這些在運行時是作為照明面的，安排有照明材料。為了提高前面板的照明密度底板的該或者每個區(qū)域，這是通過在前面板上用照明材料涂層區(qū)域的投影形成的，可以有一個光反射層。
這種變型的優(yōu)點是具有制造步驟相對少的簡單的可制造性，因為這里如上所述不涉及到準(zhǔn)備制造的封閉的單個燈模塊，而是涉及到唯一燈的同樣形狀的單個塊。因此例如已經(jīng)敘述過的和在平面上容易分度的印刷技術(shù)是很適合的，在其中借助于唯一的印刷過程涂上整個窗戶板的所有電極組。當(dāng)然缺點是，由于雙層窗戶-放電容器體積相對比較大對于比較貴的填充氣體，例如氙氣，需要的數(shù)量相對也同樣高。涉及到具有介質(zhì)阻礙電極組的平面燈的其他細(xì)節(jié)參考無線EP 0926705A1，對此將其公開作為參考。
按照現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展在介質(zhì)阻礙放電基礎(chǔ)上用這種平面燈的光增益大約為28 lm/W和每個電功率的光強(“效率”)大約為10cd/W。根據(jù)爭取達到的照明面的照明密度以及所希望的，由照明裝置發(fā)射的光通量可以估算出整個視面上所要求照明面的部分。
下面的表格1應(yīng)該解釋這個，在其中除了光增益和“效率”的上述數(shù)值之外是以具有視面為1m2(相當(dāng)于100％)以及照明密度為5000cd/m2(也就是說幾乎不耀眼和因此適合于室內(nèi)照明)的照明裝置為基礎(chǔ)的。

表格1與100W白熾燈典型的1380 lm相比顯示出，實際上照明面的部分為大于1％，典型的至少要求幾個百分點，以便在任何情況下在室內(nèi)保證適當(dāng)?shù)恼彰魉健Ａ硪环矫嫱该鞑糠忠话銇碚f不小于1％，典型的不少于幾個百分點，因為否則背景照明(日光，環(huán)境光，隔壁房間的照明等)的穿透光部分太少。在這里變型構(gòu)成了一個例外，在其中照明面，電極和其他的燈組成部分本身同樣(部分地-)是透明的，在這種情況下原則上可以將整個視面構(gòu)成為透明的照明面。于是也滿足了開始敘述的照明裝置的雙功能。
下面表格2涉及到要爭取達到的照明密度大約為7000cd/m2，如其適合于室外應(yīng)用，例如廣告目的。

表格

下面借助于多個附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明。附圖表示附圖1按照本發(fā)明具有條形照明面的部分透明照明裝置的第一個
附圖1表示了按照本發(fā)明的部分透明照明裝置1具有一共七個條形照明面2和一個整體框架3形狀的窗戶代替物。照明條2水平方向的相互距離在向上方向，也就是說在裝配位置向房頂方向依次遞減。這個的優(yōu)點是，在典型的大約從窗戶下半部分開始的目光方向看視面上的透明部分相對大和因此眺望幾乎不受阻礙。此外照明條2與位于其間的各個透明區(qū)域4之比相對窄。另一方面向上向房頂方向比較大的條密度使類似于典型日光入射的室內(nèi)光強分布成為可能，光強分布或許還可以有目的地通過在上邊部分或者“窗戶”的上邊附加反射元件進行改變。此外也可以這樣安排，將照明條2可以分開接電，以便可以使光強柔性地與實際要求相匹配。在沒有表示的變型中半透明的照明裝置1照明面2不僅有內(nèi)部視面而且有外部視面，也就是說在這種情況下照明裝置1不僅在室內(nèi)方向照明，而且向窗戶平面的兩邊照明。
附圖2用簡圖表示了窗戶的另外代替物。在這里對同樣特征安排了同樣的參考符號。在這里照明面2’是卵形的和以行的方式可以接電。每個照明面2’直徑與“窗戶”1’尺寸相比是小的，則向外面的眺望相對很少受到干擾。此外圓形照明面2’在窗戶代替物內(nèi)的視面上面是同樣形狀的分布，這樣就避免了如附圖1有可能引起干擾的“條形效應(yīng)”。在外邊視面(沒有表示)位于與照明面2’對面的區(qū)域汽相沉積上反射層。用這種方法窗戶代替物只向室內(nèi)照明和不向外邊照明。這個的優(yōu)點是，因此室內(nèi)照明效率得到改善。
附圖3a和3b部分地表示了具有方形照明面2’’的另外實施例1’’上視簡圖或者沿AA線的截面圖。涉及到具有介質(zhì)阻礙電極的單個平面燈例如在已經(jīng)提到的WO 98/43277中公開的類型。用氙氣填充的平面燈2’’是安排在雙層窗戶的兩個玻璃板5、6之間。雙層窗戶的內(nèi)部7同樣可以用氣體或者氣體混合物填充，例如用干燥空氣，或者也可以是抽真空的。一系列的平面燈2’’是借助輸入導(dǎo)線8相互連接和是可以逐行控制的。在運行時平面燈2’’的作用是由兩個玻璃板5、6的外面5a、6a定義的視面的內(nèi)部作為照明面。通過使用單個封閉的平面燈使得相對貴的氙氣-填充物限制在這種燈的內(nèi)部和不用填充到原本雙層玻璃窗戶的明顯大的內(nèi)部空間。
附圖4部分地表示了附圖1實施例的電極配置。其中將各自三個按照絲網(wǎng)印刷方法印在雙層窗戶的第一個玻璃板上，底板上的平行電極電路組合成條形的電極組9。這些是用玻璃柵作為介質(zhì)涂上的(沒有表示)。優(yōu)異的是相鄰電極電路之間不同的極性在萬能極性脈沖運行或者雙極性脈沖運行時按照文獻EP 0733266B1形成很多單個子放電(沒有表示)。與電極組9對應(yīng)的第二個玻璃板，前面板的條形子區(qū)域是用照明材料涂層的，這些條形子區(qū)域在燈運行時的作用是作為在附圖1上表示的條形照明面2。在條形照明面2之間是沒有涂層的前面板，也就是說玻璃清澈的。同樣的方法適合于電極組9之間相應(yīng)的區(qū)域10。因此背景光，例如日光，可以在電極組9或者照明面2之間不受阻擋地穿過。在這方面按照本發(fā)明部分透明的平面照明裝置的作用如同一個傳統(tǒng)的窗戶。兩個玻璃板之間的距離大約為3至5mm，其中在放電容積外緣構(gòu)成的玻璃框架上面用玻璃焊藥作為密封將兩個玻璃板連接在一起(沒有表示)。這樣緊密封閉的放電容積包括氙氣-填充物作為放電填充物大約在100mbar(＝10kPa)。涉及到具有電極組的平面燈的進一步細(xì)節(jié)參考EP 0926705A1。
附圖5作為擴展的實施例用簡圖表示了鑲嵌式窗戶代替物1’’’。這是由三個矩形的平面燈2’’’和三個同樣形狀的窗戶玻璃11構(gòu)成的。平面燈2’’’的厚度大約為7至10mm大約相當(dāng)于窗戶玻璃11的厚度。將所有六個零件2’’’，11在其接觸邊上借助于鉛條12相互連接在一起和借助于整體框架13與窗戶代替物1框在一起。平面燈2’’在運行時構(gòu)成為照明面，而窗戶玻璃11構(gòu)成為窗戶代替物1’’’的透明部分。平面燈2’’’和窗戶玻璃11的整體的前面和反面構(gòu)成兩個視面。由于裝潢美觀的原因窗戶玻璃11和/或平面燈2’’’也可以是彩色的，例如也可以是不同的。此外單個零件也可以與矩形不同，例如成形為菱形的，六角形的等。在這方面重要的只是，單個零件與窗戶代替物1’’’是可以連接在一起的。
附圖6a、6b表示了在附圖3a、3b上表示的實施例的一個變型。同樣的特征也用同樣的參考符號標(biāo)志。在這里將每個用氙氣填充的平面燈2’’的放電容器這樣構(gòu)成，在兩個窗戶板5、6之間各自裝配上矩形圍繞的框架14。于是將照明材料和電極直接涂在窗戶玻璃板5、6的內(nèi)壁上(沒有表示)。用這種方法可以放棄按照附圖3a、3b平面燈放電容器的各個附加的底板和前面板。其他的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)與附圖3a、3b相似。補充參考已經(jīng)多次提到的WO 98/43277。
在一個擴展結(jié)構(gòu)中所使用的材料至少是透光的，則重要的是平面照明裝置的整個視面也可以作為窗戶使用。例如可以想象對于電極電路使用透明的導(dǎo)電層，例如銦-鋅-氧化物(ITO)。此外可以將照明材料作得很薄，這樣光線塊區(qū)域至少是無光澤透光的。
權(quán)利要求
1. 平面照明裝置(1-1’’’)，具有□兩個相互對面的至少部分透明的視面(5a，6a)，照明裝置后的照明光源的光線可以穿過視面的透明部分(4)，□至少一個集成光源，其中將該或者每個光源這樣安排，在至少兩個中的一個視面內(nèi)由該或者每個光源定義一個相應(yīng)的照明面(2-2’’’)和其中視面的透明部分(4；11)與該或者每個照明面(2；2’’’)鄰接。
2. 按照權(quán)利要求1的照明裝置，其中該或者每個光源和隨后相應(yīng)的照明面(2)是條形的。
3. 按照權(quán)利要求2的照明裝置，其中在多個條形光源情況下其相互間的距離在視面的一個邊的方向看小于在相反的方向看。
4. 按照權(quán)利要求1的照明裝置，其中該或者每個電光源和隨后相應(yīng)的照明面是圓形的(2’)或者是矩形的(2’’)。
5. 按照上述權(quán)利要求之一的照明裝置，其中該或者每個光源是由空間封閉的電燈(2’’；2’’’)構(gòu)成的。
6. 按照權(quán)利要求5的照明裝置，其中將該或者每個電燈構(gòu)成為具有介質(zhì)阻礙電極的氣體放電燈。
7. 按照權(quán)利要求1至4之一的照明裝置，其中照明裝置包括用可離子化填充物填充的至少部分透明的具有底板和前面板的平面放電容器，其中照明裝置的兩個視面是由底板或者前面板的外壁構(gòu)成的。
8. 按照權(quán)利要求7的照明裝置，其中在底板和/或前面板上安裝了介質(zhì)阻礙電極電路，將這些與作為行使光源功能的電極組(9)組合在一起，其中這些電極組的平面形狀原則上與照明面的平面形狀相對應(yīng)。
9. 按照權(quán)利要求7的照明裝置，其中前面板的在運行時安排作為照明面的該或者每個區(qū)域安排有一個照明材料層。
10. 按照權(quán)利要求7，8或9的照明裝置，其中底板的由用照明材料在前面板上的涂層區(qū)域投影產(chǎn)生的該或者每個區(qū)域有一個光反射層。
11. 按照上述權(quán)利要求之一的照明裝置，其中在多個光源情況下將這些光源是可以分開控制的。
12. 按照權(quán)利要求7至11之一的照明裝置，其中底板和前面板是由至少原則上透明的或者至少透光的絕緣材料，例如玻璃，構(gòu)成的。
13. 按照上述權(quán)利要求之一的照明裝置是作為窗戶或者雙層窗戶(1’’)。
14. 按照權(quán)利要求1至6或者11至12之一的照明裝置是作為鑲嵌窗戶(1’’’)。
15. 按照上述權(quán)利要求之一的照明裝置是作為建筑物的或者在建筑物內(nèi)的外窗戶或者內(nèi)窗戶。
全文摘要
平面照明裝置(1)有相互對面的至少部分透明的兩個視面,照明裝置的后照明光源的光線,例如日光或者環(huán)境光,可以穿過視面的透明部分(4)。此外照明裝置有至少一個集成光源,其中將該或者每個光源這樣安排,在運行時由該或者每個光源在至少兩個視面中的一個構(gòu)成一個相應(yīng)的照明面(2)。
文檔編號F21S11/00GK1340140SQ00803744
公開日2002年3月13日 申請日期2000年11月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者A·埃貝爾哈德特, U·庫斯托蒂斯, M·賽波德, M·伊爾默 申請人:電燈專利信托有限公司