[发明专利]具有设置成发光组的半导体光源的背光照明装置以及发光设备

说明书

本发明涉及一种具有设置成发光组的半导体光源的背光照明装置。此外，本发明还涉及一种发光设备，其具有这种背光照明装置。

本专利申请要求德国专利申请102005042066.4-54的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

目前，主要将冷阴极荧光管用于面(例如LCD(液晶显示器))的背光照明。冷阴极荧光管主要发射白光，然而需要大的位置和电流。

近年来，半导体光源在LCD屏幕或者TFT屏幕的背光照明中的应用越来越重要。对此需要通过半导体光源均匀地对面进行背景照明。

对在要照亮的屏幕上的均匀彩色的再现尤其必需的是，实现不同颜色的半导体光源所发射的光的均匀颜色混合。只有使用不同颜色的半导体光源才要求半导体光源的单个发射的均匀的颜色混合。均匀的颜色混合可以通过单个光源相对于要背光照明的面之间的大的距离来实现。此外，可以在要背光照明的面与光源之间设置漫散射的材料。

然而，增大的距离以大的结构尺寸为前提，而这种大的结构尺寸是不希望的。光源和要背光照明的面之间的漫射器典型地导致了发光功率的极大损耗。由此，这种背光照明的总效率和其可应用性受到影响。背光照明的总效率在此应理解为发光功率与花费的能量的比率。

在WO 2004/031844A1中可找到利用半导体光源来背光照明的例子。在该出版物中，多个不同颜色的半导体光源组合成组件，并且这种发光组以相同的取向设置在直角的光栅中。在使用这种光源布置时，难以产生均匀的混合颜色。由于组件的相同取向而存在这样的趋势：被背光照明的面内的区域(并且尤其是在边缘处)具有强烈的颜色偏差。

由半导体光源构成的组件的颜色混合尤其由于以下原因而受到影响：单个半导体光源在辐射方向上拥有不同的优选方向。如果代替具有不同颜色的半导体光源的组件而使用包含多个不同颜色的半导体芯片的多芯片封装(即LED单元)，则出现类似的特性。

图5示出了背光照明装置1的细节。虚线要表示背光照明装置1的边3。在那里，在所示边侧之一上设置有四个发光组。各个发光组类似地构建。它们尤其是包含三种不同发射光谱的半导体芯片。相应的发光组的半导体芯片以相同的方式设置。在该例子中，涉及多芯片封装，如由Osram公司以名称Multitopled销售的多芯片封装。根据本发明的发光组当然并非仅限于这种多芯片封装，而是包括发射辐射的半导体器件的所有类型的设置。

在这种背光照明装置中，大部分相同或者类似的发光组以相同的取向设置在条状电路板上。于是由条状电路板组合成平面的背光照明。

在直角的格栅布置中，每个类似的发光组以相同的取向设置。在这样的情况下，发光组分别包括发射辐射的半导体器件，该半导体器件具有三种发射辐射的半导体芯片。在该实施例中，这分别是发射蓝光(B)的半导体芯片、发射绿光(G)的半导体芯片和发射红光(R)的半导体芯片32a、32b和32c。由于相邻发光组31a、31b分别具有相同的取向，并且发光组的各个半导体光源具有在辐射方向中的优选方向，所以在此只是有条件地引起半导体光源的单个光谱成分的均匀颜色混合。

根据该图，相邻的发光组31a、31b具有相同的取向。在该实施例中，从边缘侧沿着垂直的虚线只有发射红光的半导体器件2c、2d、2e相邻。由此，在这种背光照明装置的边缘处会引起不均匀的颜色效果。

本发明的任务在于，在背光照明装置或者发光设备中以低成本的方式和方法实现改进的颜色混合。

该任务通过根据权利要求1或者权利要求18所述的背光照明装置或者发光设备来解决。

根据本发明的背光照明装置如背光照明模块包括多个类似的发光组，其中每个发光组具有至少一个具有不同取向的相邻发光组。

根据本发明设计了将不同的半导体光源组合成类似的发光组。例如，其可以是RGB光源。发光组当然也可以包含其它不同的颜色。类似的发光组被设置为使得均匀地对面进行背光照明。优选地，发光组分别类似地构建。也就是说，每个发光组都包含相同布置的相同半导体光源。为了尤其是能够避免不均匀的颜色混合的边缘效应，同样设置的每个发光组拥有至少一个相邻的不同取向的发光组。

如果在两个发光组的中心之间的假想的路径与背光照明装置的任意第三发光组的包络线既不接触也不相交，则背光照明装置的两个发光组是相邻的。

如果在类似的相邻发光组的每个相应相同的半导体光源的中心之间的距离不同于相邻的发光组的中心之间的距离，则例如给出了发光组相对于另一发光组的不同取向。例如，不同的取向可以通过以下方式来实现：相邻的发光组关于其主辐射方向相互扭转。