[发明专利]光电子器件和照明设备

说明书

本发明申请是申请日期为2007年6月28日、申请号为“200780024220.6”、发明名称为“光电子器件和照明设备”的发明专利申请的分案申请。

本申请要求德国专利申请102006030253.2和102006050880.7的优先权，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种光电子器件和一种照明设备。

背景技术

光电子器件经常被用来照明矩形的面。例如，公开了用于平面屏幕的背光照明装置，这些背光照明装置具有多个光电子器件。然而，光电子器件通常具有旋转对称的辐射特性。借助这种光电子器件不可能实现矩形面的均匀照明，因为旋转对称的辐射锥体出于原理上的、数学的原因而不能叠加为使得面被均匀地照明。

如果例如将器件设置成六边形图案以便在所照明的面的中间区域中实现尽可能均匀的照明强度分布，则在被照明的面的边缘处出现不均匀性。通过将器件设置成矩形图案可以改进被照明的面的边缘处照明的均匀性。于是，相对于设置成六边形图案，在面的中间区域中照明的均匀性劣化并且照明强度分布具有波动，这些波动以与光电子器件的布置相同的图案分布。

为了减小这种不均匀性，器件彼此必须以非常小的间隔设置。背光照明装置因此包含比为实现所希望的发光强度所需的器件明显更多的光电子器件。

替换地，来自背光照明装置的辐射可以通过具有高反射率和低透射性的漫射板来耦合输出。这样，在背光照明装置中强制多次散射并且以效率为代价来提高耦合输出的光的均匀性。于是，需要附加的光电子器件，以便实现所希望的背光照明装置的发光强度。

在另一种用于减小不均匀性的方法中，借助散射透镜来使器件的辐射锥体强烈地扩宽。然而，在此可实现的均匀性对许多应用而言仍不充分。此外，该方法对制造公差和安装公差提出了极高的要求。

因此，本发明的任务是提出一种光电子器件，该器件适于均匀地对面进行背光照明。本发明的另一任务是提出一种照明装置，其发射具有改进的均匀性的电磁辐射并且是特别高效的。

发明内容

该任务通过根据本发明的实施例的光电子器件以及通过根据本发明的实施例的照明装置来实现。

一种根据本发明的照明设备具有发光面和多个光电子器件，这些光电子器件分别具有光学有源区，其中该光学有源区包括：至少一个半导体芯片，该半导体芯片被设计用于产生电磁辐射；射束成形元件，该半导体芯片在工作中发射的电磁辐射的至少一部分通过该射束成形元件射出，并且该射束成形元件具有光轴；并且光学有源区具有关于垂直于光轴的坐标系的象限对称性(Quadrantensymmetrie)，光电子器件的光轴彼此平行地设置，发光面在光轴的的方向上设置在光电子器件之后，并且，被相邻的器件在垂直于光轴的平面中照明的面至少部分相交，这些光电子器件具有相同的发射特性并且以彼此相同的间隔设置，使得被器件在发光面上引起的照明强度叠加为在所有方向上恒定的照明强度。

换言之，即存在具有两个、尤其是彼此垂直的坐标轴的坐标系，这两个坐标轴垂直于光轴并且其交点在光轴上。光学有源区关于通过光轴和与该光轴垂直的坐标系的所述坐标轴中的每一个所张成的平面镜像对称。换言之，光学有源区在通过光轴和与其垂直的坐标系的第一坐标轴所张成的平面上的镜像中以及在通过光轴和与其垂直的坐标系的第二坐标轴所张成的平面上的镜像中转变为其本身。

在光学有源区也关于彼此直角设置的第一和第二坐标轴的角平分线镜像对称的情况下，光学有源区在至少一个实施形式中也关于绕光轴的旋转具有四重径向对称。也就是说，在这样的情况下，在绕光轴旋转90°时其转变为其本身。然而有利的是，光学有源区并非是旋转对称的。也就是说，并非在绕光轴旋转任意角度时都转变为其本身，而是例如仅仅在旋转180°的角或者其数倍时或者旋转角度90°或者其数倍时转变为其本身。

有利的是，由光电子器件发射的电磁辐射的分布因此同样不是旋转对称的。更确切的说，光电子器件有利地发射具有象限对称的发光强度分布的电磁辐射。

射束成形元件在光轴的方向上优选设置在半导体芯片之后。在一个合乎目的的优选的实施形式中，来自光电子器件的辐射耦合输出至少基本上在远离半导体芯片的半空间中通过射束成形元件来进行。从光电子器件耦合输出的射束与光轴于是优选成小于等于90°的角度。优选的是，该角度小于90°。

换言之，从光电子器件耦合输出的辐射发射到“辐射锥体”中，该辐射锥体的对称轴优选是器件的射束成形元件的光轴。辐射锥体在此并不具有旋转对称的横截面而是具有象限对称的横截面。