(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
面光源（１）であって、
−  一次放射を生成し、各々が放射主面（２０）を有する複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ（２）と、
−  前記半導体チップ（２）の主光学ユニットであり、前記半導体チップ（２）の主放出方向（ｘ）に沿って前記放射主面（２０）の光学的にすぐ下流に配置されており、前記一次放射を散乱させるように設計されている少なくとも１つの散乱体（３）と、
− 少なくとも１つの反射器（８）と、
を備えており、
−  前記散乱体（３）が、前記半導体チップ（２）の前記主放出方向（ｘ）に対して斜めに向いている少なくとも１つの主放出方向（ｙ）を有しており、
−  前記散乱体（３）の幅が、前記主放出方向（ｘ）に沿って小さくなり、
−  前記主放出方向（ｘ）に沿った前記散乱体（３）の高さ（Ｈ）が、前記散乱体（３）の断面領域の最大幅（Ｂ）より大きく、
−  前記散乱体（３）が、放射透過性のマトリックス材料と、その中に埋め込まれている散乱粒子もしくは変換手段の粒子またはその両方とを備えており、
−  平面視において見たとき、前記面光源（１）の光放出面積と、前記半導体チップ（２）の前記放射主面（２０）の面積の比率が、少なくとも２５０であり、
− 前記散乱体（３）が、複数の前記半導体チップ（２）の上に連続的かつ一体的に延在し、
− 前記散乱体（３）の高さが、前記半導体チップ（２）の厚さの最大で２００％の公差で一定であり、
−  前記散乱体（３）が、平面視において見たとき、対応する前記半導体チップ（２）を完全に覆っており、
− 前記散乱体（３）が上に延在している前記半導体チップ（２）は、１本の直線に沿って配置されており、
− 前記散乱体（３）の前記主放出方向（ｙ）は、平面視において見たとき、最大で１５゜の公差で、前記直線に垂直な向きにあり、
−  前記散乱体（３）の前記主放出方向（ｙ）と、前記半導体チップ（２）の前記主放出方向（ｘ）とが、断面において見たとき、互いに７０゜〜９０゜の範囲内（両端値を含む）の角度に向いており、
− 前記反射器（８）の平均横方向範囲は、前記半導体チップ（２）の前記放射主面（２０）の平均辺長よりも少なくとも１００倍大きく、
−  前記反射器（８）が前記散乱体（３）の光学的にすぐ下流に配置されるように、前記散乱体（３）の放出主面（３５）と前記面光源（１）の光出口面との間の空間（１３）に、透過によって横方向に導光する目的で設けられる導光体が存在しない、
面光源（１）。
【請求項２】
−  前記散乱体（３）が多面体であり、
−  前記散乱体（３）が、三角形の基本形状を有する断面領域を有し、
−  平面視において見たとき、前記面光源（１）の前記光放出面積と、前記半導体チップ（２）の前記放射主面（２０）の前記面積の比率が、少なくとも１０００である、
請求項１に記載の面光源（１）。
【請求項３】
カバー板（７）が、少なくとも１つの前記散乱体（３）の下流に配置され、
前記カバー板（７）は、前記主放出方向（ｙ）に沿っての光導波路ではなく、
前記面光源（１）の放出面を構成している前面（１４）は、眩しさを抑制する役割を果たすため、前記カバー板（７）によって形成されている、
請求項１または請求項２のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項４】
前記散乱体（３）が、曲げ半径１０ｃｍ以下まで壊れることなく曲げることができるように、機械的に可撓性として構築されている、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項５】
複数の前記散乱体（３）が、キャリア（５）の上に互いに隔てて配置されており、
前記散乱体（３）の少なくともいくつかが互いに平行に配置されている、もしくは、前記散乱体（３）の少なくともいくつかが、互いを横切るように、または十字形状に配置されている、またはその両方である、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項６】
前記散乱体（３）が前記放射主面（２０）の上に直接貼り付けられており、
前記半導体チップ（２）の側面（２５）に前記散乱体（３）が存在しない、
請求項１から請求項５のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項７】
前記反射器（８）が、断面において見たとき、台形の基本形状を有し、前記反射器（８）の平均横方向範囲（Ｌ）が、前記半導体チップ（２）の前記放射主面（２０）の平均辺長よりも少なくとも１００倍大きい、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項８】
ヒートシンク上面（９０）を有する少なくとも１つのヒートシンク（９）を備えており、
前記半導体チップ（２）が前記ヒートシンク上面（９０）に取り付けられており、前記ヒートシンク上面（９０）が前記一次放射を反射するように設計されており、
前記ヒートシンク上面（９０）の平均横方向範囲（Ｌ）が、前記半導体チップ（２）の前記放射主面（２０）の平均辺長よりも少なくとも１００倍大きい、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項９】
裏面（１５）に、前記反射器（８）と四分の一波長板（８５）が設けられており、前記裏面（１５）とは反対側に位置しており、かつ前記面光源（１）の光出口面を構成している前面（１４）に、偏光選択性ミラー（７）が取り付けられており、
前記散乱体（３）が、偏光とは無関係に前記一次放射を散乱させるように設計されている、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項１０】
−  前記散乱体（３）のフランク角（α）が、７０゜〜８５゜の範囲内（両端値を含む）であり、
−  光分散器（４）のフランク角（β）が、５゜〜２０゜の範囲内（両端値を含む）であり、
−  前記フランク角（α，β）が、前記半導体チップ（２）の放射主面（２０）に対する角度であり、
−  前記面光源（１）の厚さ（Ｄ）が、５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲内（両端値を含む）であり、
−  前記反射器（８）または前記光分散器（４）の平均横方向範囲Ｌと、前記厚さＤの比率Ｌ／Ｄについて、５≦Ｌ／Ｄ≦２５が成り立つ、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の面光源（１）。
【請求項１１】
−  前記複数の散乱体（３）が回転対称に成形されており、
−  前記散乱体（３）のそれぞれが、異なる色において放出する少なくとも２つの半導体チップ（２）を覆っており、
−  前記半導体チップ（２）の間の平均距離が、前記散乱体（３）の前記高さ（Ｈ）の最大で２５％であり、
−  前記散乱体（３）が、互いに隔てられて配置されている、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の面光源（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
面光源を開示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の目的は、比較的小さい幾何学的寸法とともに高い効率を有する面光源を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
この目的は、特に、特許請求項１の特徴を備えた面光源によって達成される。従属請求項は、本面光源の好ましい発展形態に関する。
【０００４】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、１つまたは複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを備えている。半導体チップは、発光ダイオード（略してＬＥＤ）とすることができる。半導体チップは、一次放射を生成するように設計されている。半導体チップは、放射主面を有する。放射主面は、半導体チップのエピタキシャルに作製される半導体積層体の成長方向に垂直な向きにあることが好ましい。本面光源が複数の半導体チップを備えている場合、それら半導体チップのすべてを、構造的に同一とし、同じ波長を有する放射を生成するように設計することができる。同様に、互いに異なって（例えば、異なる波長を有する放射を生成するように）構成されている半導体チップを配置することも可能である。
【０００５】
この場合、面光源は、広い発光面を有する光源である。これとは異なり、点光源は、極めて小さい発光面のみを有する。面光源の一般的な用途は、一般照明（例えば埋め込み式の天井灯）と、液晶表示装置のバックライトである。
【０００６】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、１つまたは複数の散乱体を備えている。これら少なくとも１つの散乱体は、一次放射を散乱させるように設計されている。散乱体は、少なくとも１つの半導体チップの主放出方向に沿って放射主面の下流に配置されている。言い換えれば、散乱体は、半導体チップの放射主面の上に位置している。レンズやフィルタ、波長を変換するための変換手段などの光学的にアクティブなさらなる要素を、放射主面と散乱体との間に配置しないことが可能である。平面視において見たとき、散乱体は半導体チップを完全に覆っていることが好ましい。散乱体は、平面視において見たとき、横方向に半導体チップと端部が揃っている、または横方向に半導体チップより突き出していることができる。
【０００７】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、１つまたは複数の主放出方向を有する。主放出方向とは、散乱体が立体角あたりの最大放射出力を放出する方向である。特に、散乱体の各主面に主放出方向が割り当てられている。散乱体は、正確に２つの主放出方向と、正確に２つの主放出面を有することが好ましい。複数の主放出方向が存在する場合、これらは、角度に依存する放射強度の局所的な最大値によって形成することができる。
【０００８】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の主放出方向、または、主放出方向の少なくとも１つ、または主放出方向のすべては、半導体チップの主放出方向に対して斜めの向きにある。散乱体の主放出方向と半導体チップの主放出方向との間の角度は、一例として、少なくとも４５゜または少なくとも６０゜または少なくとも７０゜または少なくとも７５゜である。これに代えて、またはこれに加えて、この角度は、最大で９２゜または最大で９０゜または最大で８５゜または最大で８０゜である。
【０００９】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、一次放射を生成するための、放射主面を有する１つまたは複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを備えている。本面光源の散乱体は、半導体チップの主放出方向に沿って放射主面の下流に配置されている。散乱体は、一次放射を散乱させるように設計されている。散乱体の主放出方向は、半導体チップの主放出方向に対して斜めの向きにある。
【００１０】
このような面光源の場合、散乱体が半導体チップの主放出方向（放射主面に対して特に垂直な向きにある）を、これとは異なる主放出方向に変化させる。したがって、散乱体は、半導体チップとは異なる放出特性を有する。特に、異なる発光波長を有する複数の半導体チップを使用するとき、高い光学効率を有するこのような散乱体によって、均一に放射を放出するコンパクトな面光源を実現することができる。
【００１１】
さらに、このような面光源では、作業面を均一に照らす目的で、比較的小さい構造高さおよび高い効率と、さらには十分な色混合とを実現することが可能になる。同様に、光が好ましい偏光を有する高い効率の面光源を実現することも可能である。このような光源の場合、液晶表示装置のバックライトとしての用途においてシステムの効率を高めることが可能である。本明細書において、構造高さという用語は、広い発光面に垂直な方向における寸法を意味するものと理解されたい。
【００１２】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、平面視において見たとき、少なくとも５０ｍｍまたは少なくとも１００ｍｍまたは少なくとも１５０ｍｍの平均横方向寸法を有する。したがって、面光源という用語は、面光源の放出面が少なくとも０．０１ｍ２の面積を有することを意味する。本面光源は、光出口面において均一に放出することが好ましい。均一にとは、局所的な放射出力と、放出面全体にわたり平均した放射出力の平均値との差異が最大で４０％であることを意味する。局所的に放出される放射の色位置と、放出面全体にわたり平均した色位置との差異は、ＣＩＥ標準色度図において最大で０．０２単位または最大で０．０１単位であることが好ましい。
【００１３】
本面光源の少なくとも一実施形態によると、散乱体は、回転体の形状を有する。一例として、散乱体は、円柱、円錐、または円錐台として成形されている。
【００１４】
本面光源の少なくとも一実施形態によると、散乱体は、多面体形を有する。散乱体は、例えば、角柱、角錐、または角錐台として成形されている。
【００１５】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、三角形の基本形状を有する断面領域を有する。この場合、基本形状とは、断面において見たとき、散乱体の外側輪郭が三角形の形状を有することを意味する。基本形状を求めるとき、１つの面、特に、半導体チップの側の散乱体の下面における比較的小さい切取り部または凹部を考慮しないことが可能である。断面領域は、特に、半導体チップの主放出方向に平行でありかつさらに好ましくは散乱体の主延在方向（例えば縦軸線）に垂直である断面図において求められる。三角形の基本形状の代替として、散乱体が台形の基本形状を有することも可能である。
【００１６】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、円形状を有する断面領域を有する。例えば、断面において散乱体は、丸い角部を有する三角形、長方形、または台形である。これに代えて、散乱体は、断面において見たとき、楕円形状であることができる、あるいは、半円または半楕円の形状を有することができる。
【００１７】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の幅は、主放出方向に沿って減少する。言い換えれば、散乱体は、放射主面に垂直でありかつ放射主面から離れる方向に、狭くなる。主放出方向に沿っての散乱体の幅の減少は、単調に、または厳密に単調に生じることが好ましい。
【００１８】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、主放出方向に沿って、または、放射主面に垂直な方向に沿って、三角形の基本形状を有する散乱体の断面領域の最大幅よりも大きい高さを有する。言い換えれば、散乱体は、特に、散乱体の主延在方向に垂直でありかつ半導体チップの放射主面に垂直である断面において見たとき、自身の幅よりも高い。
【００１９】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、放射透過性のマトリックス材料を備えている。このマトリックス材料は、ＰＭＭＡ、ガラス、シリコーン、エポキシ、シリコーン−エポキシハイブリッド材料のうちの少なくとも１種類とすることができる。ポリカーボネートなどの熱可塑性プラスチックも、散乱体のマトリックス材料として使用することができる。マトリックス材料には散乱粒子が埋め込まれている。散乱粒子は、マトリックス材料とは異なる屈折率を有することが好ましい。散乱粒子は、二酸化チタン粒子やアルミニウム酸化物粒子とすることができる。散乱粒子に代えて、または散乱粒子に加えて、変換手段の粒子をマトリックス材料に埋め込むことができる。散乱粒子は、散乱体の中に均一に分布させる、または意図的に不均一に（例えば半導体チップの近傍においてより高い濃度で）分布させることが可能である。
【００２０】
本面光源の少なくとも一実施形態によると、散乱体は、複数の半導体チップの上に連続的かつ一体的に延在している。言い換えれば、その場合、複数の半導体チップ（これらの半導体チップは構造的に同一に設計する、または異なる波長を有する放射を放出するように設計することができる）が散乱体の下に配置されており、散乱体によってまとめて覆われている。
【００２１】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の下に配置されている半導体チップは、複数の色を放出するグループ、特にＲＧＢグループを形成するように組み合わされている。言い換えれば、その場合、赤色光を放出する少なくとも１つの半導体チップと、緑色光を放出する少なくとも１つの半導体チップと、青色光を放出する少なくとも１つの半導体チップのうちの少なくとも１種類が、散乱体の下に配置されている。これらの半導体チップは、密集して隣接するように配置されていることが好ましい。このことは、隣り合う半導体チップの間の平均距離が、散乱体の高さの最大で５０％または２５％または１０％であることを意味する。
【００２２】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、回転対称に成形されている。例えば、散乱体の側面は、円錐の形状、円錐台の形状、または切断された回転楕円体（truncated ellipsoid of revolution）の形状を有する。
【００２３】
少なくとも一実施形態によると、共通の散乱体の下に配置されている半導体チップの少なくともいくつかは、互いに遠く隔てられている。このことは、これらの半導体チップの間の距離が、散乱体の高さの少なくとも１００％または２００％または３００％であることを意味する。
【００２４】
少なくとも一実施形態によると、散乱体には、複数の半導体チップにわたる高さ輪郭に対して、局所的な極小値が存在しない。この場合、散乱体は、特に、半導体チップに関連して高さが変化しない。特に、散乱体は、すべての半導体チップにわたり一定の高さで延在している。これに代えて、またはこれに加えて、一定の高さという用語は、散乱体の高さが、半導体チップの厚さの最大で２００％または１００％の公差で、同じままであることを意味する。
【００２５】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、半導体チップにわたる高さ輪郭に対して、１つまたは複数の局所的な極小値を有する。この場合、散乱体は、特に、半導体チップに関連して高さが変化しうる。
【００２６】
少なくとも一実施形態によると、散乱体が上に延在している半導体チップは、少なくとも１本または正確に１本の直線に沿って配置されている。散乱体の主延在方向は、半導体チップが配置されているこの直線に平行な向きにあることが好ましく、平面視において見たとき、半導体チップが配置されているこの線の上に位置していることができる。
【００２７】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の１つまたは複数の主放出方向は、本面光源の平面視において見たとき、好ましくは最大で１５゜または最大で１０゜または最大で５゜の公差で、半導体チップが配置されている線に垂直な向きにある。
【００２８】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、複数の散乱体を備えている。これらの散乱体は、共通のキャリア上に、互いに隔てて配置されていることが好ましい。半導体チップの主放出方向は、キャリアの主面に垂直な向きにあることが好ましい。
【００２９】
少なくとも一実施形態によると、散乱体または散乱体の少なくともいくつかは、互いに平行に配置されている。特に、すべての散乱体を互いに平行な向きとすることができる。散乱体または散乱体の少なくともいくつかの主放出方向も、互いに平行な向きとすることができる。
【００３０】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の少なくともいくつか、または散乱体のすべては、互いを横切るように、または十字形状に配置されている。互いを横切るように配置されているとは、特に、散乱体および散乱体の主延在方向の間の角度が、３０゜〜９０゜の範囲内（両端値を含む）、特に約９０゜であることを意味する。十字形とは、散乱体が、交差リブヴォールト（cross-ribbed vault）に類似する態様で、互いに貫通して部分的に重なることを意味する。特に、このような散乱体が互いを横切るように配置され、面光源もしくは散乱体の配置格子またはその両方の縁部または角部に位置することが可能である。
【００３１】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、平面視において見たとき、網状である。この場合、半導体チップは、規則的な格子状に配置されていることが好ましく、散乱体は、すべての半導体チップ、または半導体チップの少なくともいくつかを覆うことができる。
【００３２】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、放射主面に直接取り付けられている。直接とは、散乱体と放射主面との間に接着剤などの結合手段のみが配置されていることを意味する。同様に、散乱体が放射主面に接触していることも可能である。
【００３３】
少なくとも一実施形態によると、半導体チップの側面には散乱体が存在しない。半導体チップの側面に垂直な方向、したがって特に、放射主面に平行な方向においては、半導体チップは散乱体によって覆われていない。一例として、半導体チップの側面は、反射性のポッティングによって、または散乱体を取り付けるための接着剤によって、囲まれている、または覆われている。その場合、側面上への垂直投影において、側面の上に散乱粒子が位置していないことが好ましい。
【００３４】
少なくとも一実施形態によると、半導体チップの側面は、部分的または完全に散乱体によって覆われている。側面は散乱体に接触していることができる。
【００３５】
少なくとも一実施形態によると、面光源の光放出面積と半導体チップの放射主面の面積の比率は、少なくとも１００または少なくとも２５０または少なくとも１０００または少なくとも２５００である。
【００３６】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、１つまたは複数の反射器を備えている。反射器は、散乱体によって散乱される一次放射を、面光源の放出面への方向に向きを変えるように設計されている。
【００３７】
少なくとも一実施形態によると、反射器は、断面において見たとき、対称的または非対称的な四辺形の形状を有する。平面視において見たとき、反射器を、円、楕円、長方形、または丸い角部を有する長方形として構築することが可能である。
【００３８】
少なくとも一実施形態によると、反射器は、特に、半導体チップの放射主面に垂直な断面において見たとき、台形の基本形状を有する。同様に、反射器が、断面において三角形の基本形状を有することも可能である。これらの場合、反射器は、例えば、角錐、角錐台、円錐、または円錐台の側面状に成形されている。基本形状は、鏡面対称性を有することができる。この変形形態として、反射器が、直線に沿って延びる側面を有するのではなく、例えば放物面状に湾曲した側面を有することも可能である。
【００３９】
少なくとも一実施形態によると、反射器は、半導体チップの放射主面の平均辺長よりも少なくとも１０倍または少なくとも５０倍または少なくとも１００倍大きい平均横方向範囲を有する。言い換えれば、反射器は、平面視において見たとき、半導体チップよりも大幅に大きい。
【００４０】
少なくとも一実施形態によると、本面光源は、１つまたは複数のヒートシンクを備えている。ヒートシンク、またはヒートシンクの少なくとも１つは、ヒートシンク上面を備えている。少なくとも１つの半導体チップは、このヒートシンク上面に取り付けられている。ヒートシンクが、ヒートシンク上面、もしくは、ヒートシンク上面とは反対側のヒートシンク下面、またはその両方に、構造化部を有することが可能である。このような構造化部によって冷却リブを形成することができる。
【００４１】
少なくとも一実施形態によると、ヒートシンクは、一次放射を反射するように設計されている。ヒートシンク上面が半導体チップの放射主面に平行な向きにある、または、ヒートシンク上面が半導体チップの放射主面に対して斜めに延びていることが可能である。ヒートシンク上面は、断面において見たとき、平面状である、あるいは、三角形形状または台形形状に延びていることができる。
【００４２】
少なくとも一実施形態によると、ヒートシンク上面は、半導体チップの放射主面の平均辺長よりも少なくとも１０倍または少なくとも５０倍または少なくとも１００倍大きい平均横方向範囲を有する。
【００４３】
少なくとも一実施形態によると、本光源は、１つまたは複数の放射透過性の光分散器を備えている。この少なくとも１つの光分散器は、固体として成形されている。光分散器は、光導波路とすることができる。
【００４４】
少なくとも一実施形態によると、光分散器もしくは反射器またはその両方は、回転対称に成形されている。この場合、対称軸は、少なくとも１つの半導体チップの主放出方向に平行な向きにあることが好ましい。この場合、反射器もしくは光分散器またはその両方は、例えば円錐台の形状に具体化されている。
【００４５】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、完全に、または大部分が、または少なくとも一部分が、光分散器の切取り部の中に取り付けられている。特に断面において見たとき、光分散器における切取り部が散乱体と同じ基本形状を有することが可能である。一例として、切取り部および散乱体の両方が三角形の基本形状を有する。
【００４６】
少なくとも一実施形態によると、光分散器は、断面において見たとき、台形の基本形状または三角形の基本形状を有する。すなわち、特に放射主面に垂直な断面において見たとき、光分散器の外形または光分散器の輪郭線は、三角形の形状または台形の形状を示すことができる。
【００４７】
同様に、断面において見たとき、光分散器が、例えば放物線、楕円、または双曲線の一部のように成形された湾曲した側面を有することも可能である。側面が全体にわたり同じ形状を有さないことが可能である。結果として、さまざまな空間方向に沿って異なる導光挙動や異なる放出挙動を実現することができる。
【００４８】
少なくとも一実施形態によると、光分散器は、平面視において見たとき、半導体チップの放射主面の平均辺長よりも少なくとも１０倍または少なくとも５０倍または少なくとも１００倍大きい平均横方向範囲を有する。
【００４９】
少なくとも一実施形態によると、光分散器と散乱体との間に分離ギャップが配置されている。この分離ギャップは、真空にされている、または気体で満たされていることが好ましい。分離ギャップの平均幅は、例えば少なくとも１μｍまたは少なくとも０．１ｍｍまたは少なくとも０．２５ｍｍである。特に、分離ギャップの平均幅は、最大で１．０ｍｍまたは最大で０．５ｍｍである。
【００５０】
少なくとも一実施形態によると、光分散器と散乱体は互いに接触していない。同様に、光分散器と散乱体が互いに光学的に直接結合されていないことが可能である。互いに光学的に直接結合されているとは、散乱体と光分散器との間に、主放出方向に沿って、一次放射の波長に対する光屈折率の急激な変化（０．１または０．２を超えない）が存在することを意味する。光分散器の屈折率は、散乱体の屈折率より小さくないことが好ましい。
【００５１】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の放出主面と、散乱体に面している光分散器の光入口面は、部分的に、または全領域にわたり、互いに平行な向きにある。言い換えれば、この場合、分離ギャップが一定の均一な幅を有する。
【００５２】
少なくとも一実施形態によると、放出主面と光入口面との間の角度は、少なくとも部分的に、少なくとも１５゜または少なくとも２０゜または少なくとも２５゜である。これに代えて、またはこれに加えて、この角度は、最大で６０゜または最大で５５゜である。散乱体の放出主面と光分散器の光入口面との間のこのような角度によって、光入口面における偏光選択性反射を達成することが可能であり、すなわち、垂直に偏光した放射と平行に偏光した放射の反射率が互いに異なることが好ましい。
【００５３】
少なくとも一実施形態によると、光分散器の光入口面に、偏光に依存する反射性コーティングまたは偏光に依存する反射性構造化部（例えば角柱形状または角錐形状）が設けられている。これによって達成できることとして、原理的には、好ましい偏光方向を有する放射が光分散器に入る。光入口面において反射された放射は散乱体に戻り、散乱体において散乱される。この散乱によって偏光方向を変化させることができ、その次に光入口面に入射したとき、この放射は光分散器に入ることができる。
【００５４】
少なくとも一実施形態によると、本面光源の裏面に、反射器もしくは四分の一波長板またはその両方が設けられている。四分の一波長板は、この板および反射器に入射する放射の偏光方向を変化させるように、特に、偏光方向を約９０゜回転させるように、設計されている。多色放射や広い入射角範囲の場合、偏光方向は、角度分布の特定の幅の中で、およそ９０゜回転する。
【００５５】
少なくとも一実施形態によると、本面光源の前面に偏光選択性ミラーが配置されており、前面は、裏面とは反対側に位置しており、前面は、本面光源の放出面を構成することができる。偏光選択性ミラーによって達成できることとして、特定の偏光方向を有する放射のみが面光源から放出される。裏面における四分の一波長板との組合せにおいて、いわゆるフォトンリサイクリングと、特定の好ましい偏光を有する放射の効率的な放出とを達成することが可能である。
【００５６】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、偏光とは無関係に一次放射を散乱させるように設計されている。言い換えれば、散乱体の散乱断面積は、入射する放射の偏光方向とは独立している、または実質的に独立している。放射の偏光方向は、一般的には散乱によって変化する。結果として、入射する放射の偏光方向を散乱によって変化させることができる。
【００５７】
少なくとも一実施形態によると、散乱体の放出主面と面光源の光出口面との間の空間には、透過によって横方向に導光する目的で設けられる導光体が存在しない。特に、その場合、本面光源は光分散器を有さない。したがって、散乱体から放出された放射が、放射主面に平行な方向に固体を通過しないことが起こり得る。特に、散乱体から放出された放射は、半導体チップの放射主面または本面光源の主延在方向に垂直に、または実質的に垂直に、さらなる光学素子を通過する。
【００５８】
少なくとも一実施形態によると、特に、半導体チップの放射主面に対する散乱体の放出主面のフランク角は、少なくとも４５゜または少なくとも６０゜または少なくとも７０゜または少なくとも７５゜である。これに代えて、またはこれに加えて、このフランク角は、最大で８８゜または最大で８５゜または最大で８２゜である。言い換えれば、散乱体の放出主面は、半導体チップの放射主面または本面光源の主延在方向にほぼ垂直な向きにある。
【００５９】
少なくとも一実施形態によると、光分散器または反射器、特に、散乱体とは反対側の光分散器の側面と、半導体チップの放射主面との間のフランク角は、０゜より大きい、または少なくとも２゜または少なくとも５゜または少なくとも１０゜または少なくとも１２゜である。これに代えて、またはこれに加えて、このフランク角は、最大で４５゜または最大で２５゜または最大で２０゜または最大で１５゜である。言い換えれば、光分散器の側面は、半導体チップの放射主面または本面光源の主延在方向にほぼ平行な向きとすることができる。
【００６０】
少なくとも一実施形態によると、本面光源の厚さは、少なくとも０．４ｍｍまたは少なくとも３ｍｍまたは少なくとも５ｍｍまたは少なくとも８ｍｍである。これに代えて、またはこれに加えて、この厚さは、最大で５０ｍｍまたは最大で３５ｍｍまたは最大で２５ｍｍまたは最大で１５ｍｍである。
【００６１】
少なくとも一実施形態によると、反射器または光分散器の平均横方向範囲Ｌと、本面光源の厚さＤの比率Ｌ／Ｄについて、２≦Ｌ／Ｄまたは５≦Ｌ／ＤまたはＬ／Ｄ≦２５またはＬ／Ｄ≦１００のうちの少なくとも１つが成り立つ。
【００６２】
タイル状に横方向に互いに並んで隣接して配置することのできる複数の面光源を、１つのモジュールが備えていることができる。これらの面光源は、互いに平行な向きとする、または互いを横切る向きとすることができる。面光源は、共通のキャリア上に取り付けることができる。
【００６３】
少なくとも一実施形態によると、本面光源には、横方向に導光するように設計されており、かつプラスチックやガラスなどの固体から形成されている光分散器が存在しない。この場合、横方向の光分散は、反射性ライトボックス内に配置することのできる少なくとも１つの散乱体を介してのみ、または実質的にこのような散乱体を介してのみ、行われる。この場合、例えば光の分布を整形する役割を果たし、ただし光導波路ではなく、実質的に主延在方向に垂直な方向のみに放射が通過するカバープレートが、１つまたは複数の散乱体の下流に配置される状況が除外されるものではない。
【００６４】
少なくとも一実施形態によると、散乱体は、機械的に可撓性として構築されている。このことは、散乱体が、曲げ半径１０ｃｍ以下または２０ｃｍ以下まで壊れることなく曲げることができることを意味する。したがって、散乱体の取付けが容易になる。
【００６５】
以下では、本発明の面光源について、図面を参照しながら例示的な実施形態に基づいてさらに詳しく説明する。この場合、同じ参照符号は、個々の図面において同じ要素を示している。しかしながら、この場合、要素の互いの関係は正しい縮尺では示していない。むしろ、本発明を深く理解できるようにする目的で、個々の要素を誇張した大きさで示してあることがある。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図２】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図３】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図４】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図５】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図６】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図７】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図８】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図９】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図１０】面光源の修正形態の概略図を示している。
【図１１】面光源の修正形態の概略図を示している。
【図１２】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図１３】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【図１４】本明細書に記載されている面光源の例示的な実施形態の概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１は、面光源１の例示的な実施形態を断面図において概略的に示している。ヒートシンク９のヒートシンク上面９０に、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ２（好ましくは発光ダイオード）が取り付けられている。半導体チップ２は、ヒートシンク９とは反対側に放射主面２０を有する。放射主面２０は、製造公差の範囲内で、ヒートシンク上面９０に平行な向きとすることができる。半導体チップ２は、実質的に放射主面２０において一次放射Ｐを放出する。図面には、一次放射Ｐの進路が矢印線によって示してある。ヒートシンク上面９０を、一次放射Ｐの反射器として構築することが可能である。半導体チップ２の主放出方向ｘは、放射主面２０に垂直な向きにある。
【００６８】
主放出方向ｘに沿って半導体チップ２の下流に、散乱体３が配置されている。散乱体３は、マトリックス材料と、その中に埋め込まれている散乱粒子とを備えている。散乱体３は、断面において見たとき、外側輪郭の形状に関して三角形の形状に構成されている。散乱体３は、半導体チップ２を、その放射主面２０および側面２５の両方において囲んでいることができる。散乱体３は、半導体チップ２に接触していることができる、または図示した形態とは異なり、半導体チップ２から隔てて配置することができる。
【００６９】
散乱体３の幅Ｂは、一例として、少なくとも１ｍｍ、最大で４ｍｍ、特に、約２ｍｍである。散乱体３の高さＨは、例えば、少なくとも３ｍｍ、および／または、最大で１０ｍｍ、特に、約６ｍｍである。散乱体３の放出主面３５と、ヒートシンク上面９０または放射主面２０との間のフランク角αは、約８０゜である。
【００７０】
散乱体３は、一次放射Ｐを散乱させる。散乱の結果としての散乱体３の主放出方向ｙは、放出主面３５に実質的に垂直な向きにあり、したがって、放射主面２０にほぼ平行に延びている。散乱体３の放出主面３５は、一次放射Ｐに対する散乱体３の散乱特性のため、ランバート発光体を構成することができ、これは他のすべての例示的な実施形態においても同様である。
【００７１】
オプションとして、面光源１は、光分散器４を備えている。光分散器４の材料は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）である。光分散器４は、断面において見たとき、三角形の切取り部４３を有する。散乱体３は、完全に切取り部４３の中に配置されている。切取り部４３における光分散器４の光入口面４０は、散乱体３の放出主面３５に平行な向きとすることができる。光分散器４と散乱体３との間には、分離ギャップ６（例えば空気で満たされている）が配置されていることが好ましい。
【００７２】
光分散器４は、断面において見たとき、台形の基本形状を有する。光分散器４の側面４８は、断面において見たとき、直線として構成することができ、または図面の変形形態として、湾曲状に延びていることができる。光分散器４の側面４８とヒートシンク上面９０との間のフランク角βは、例えば約１２．５゜である。側面４８は、内部全反射によって反射することが好ましい。面光源１の厚さＤは、例えば約１０ｍｍである。面光源１の主延在方向に沿った、光分散器４または反射器の平均横方向範囲Ｌは、例えば２ｃｍ〜２０ｃｍの範囲内（両端値を含む）または１０ｃｍ〜１５ｃｍの範囲内（両端値を含む）である。
【００７３】
面光源の前面１４（面光源１の放出面も構成している）は、光分散器４の光出口面４５によって形成されている。光出口面４５は、実質的に平面状かつ水平に延びている。オプションとして、光出口面、光入口面、放出主面３５のうちの少なくとも１つと、さらには放出主面２０には、放射の取り込みを改善する、もしくは放射の取り出しを改善する、またはその両方を目的として、粗面化部または構造化部が設けられている。さらなるオプションとして、一次放射Ｐを異なる放射に変換するための変換手段（図示していない）を散乱体３に追加することができる。このような変換手段は、散乱体３または光分散器４に配置することもできる。
【００７４】
他のすべての例示的な実施形態と同様に、図１に示した形態の変形形態として、半導体チップ２をヒートシンク９の切取り部の中に配置することが可能である。この場合、散乱体３が、透明な接着剤（例えばシリコーン）によってヒートシンク９と半導体チップ２とに取り付けられることが好ましい。結果として、接着剤が大量に流れることなく散乱体３を効率的に取り付けることができる。
【００７５】
図２の断面図に示したさらなる例示的な実施形態においては、光分散器４の側面４８に反射器８が設けられている。
【００７６】
図３による概略的な斜視図においては、３つの異なる半導体チップ２の下流に、角柱形状の散乱体３が配置されている。一例として、半導体チップ２のうちの１つが緑色光を放出し、第２の半導体チップが赤色光を放出し、第３の半導体チップが青色光を放出する。散乱体３の中では、これら３つの半導体チップ２によって放出された放射の色混合が散乱体３によって行われる。このような面光源１の光学効率は、例えば９２％〜９６％の範囲内（両端値を含む）である。
【００７７】
他のすべての例示的な実施形態と同様に、オプションとして、散乱体３と光分散器４との間の光屈折率の急激な変化を回避または低減する目的で、分離ギャップ６を媒体で満たすことが可能である。しかしながら、分離ギャップ６は真空にされている、または気体で満たされていることが好ましい。分離ギャップ６によって、散乱体３からの光放射から、光分散器４の中の導かれる放射への（特に、いわゆる光導波モードへの）効率的な過結合（overcoupling）が可能になることが好ましい。
【００７８】
図４による面光源１の例示的な実施形態の断面図においては、切取り部４３とさらには散乱体３とが三角形の基本形状を有する。しかしながら、光入口面４０と放出主面３５とが互いに平行に延びておらず、互いに角度γをなしている。角度γは、例えば約３０゜である。切取り部４３をこのように成形することによって達成できることとして、光入口面４０において、散乱体３によって放出される放射の特定の割合が、偏光選択式に光分散器４に取り込まれる。
【００７９】
図５による面光源１は、複数の散乱体３を備えており、これらの散乱体３は、三角形の断面を有する細長い角柱として構成されている。個々の散乱体３は、キャリア５の上に互いに平行に配置されており、キャリア５は、反射器８として、もしくはヒートシンク９として、またはその両方として構成することもできる。散乱体３のそれぞれは、多数の半導体チップ（図５には示していない）の上に取り付けられている。
【００８０】
図６は、面光源１のさらなる例示的な実施形態の平面図を示している。図６Ａにおいては、散乱体３ａは、散乱体３ｂに実質的に垂直な向きにある。散乱体３ａ，３ｂは、部分的に重なっており、交差リブヴォールトの態様で互いに貫通している。
【００８１】
図６Ｂによると、縁部における散乱体３ｂが、中央領域における散乱体３ａに垂直な向きにある。オプションとして、特に角部の領域において、散乱体３ａ，３ｂが互いに対して斜めに（例えば約４５゜の角度に）取り付けられていることが可能である（図６Ｂには示していない）。図示した形態とは異なり、散乱体３ａ，３ｂが相互に異なる長さを有することもできる。図６Ｂによると、短辺における散乱体３ａ，３ｂの境界面は、キャリア５の上面に対して斜めの向きにある。
【００８２】
図７に示した例示的な実施形態による面光源１の断面図においては、散乱体３とカバー７との間の空間１３に光分散器が存在しない。言い換えれば、空間１３は真空にされている、または好ましくは、空気などの気体によって満たされている。カバー７は、オプションとして、指向性放出のための構造化部を有することができる。
【００８３】
したがって、カバー７は、光整形板とすることができ、これは他のすべての例示的な実施形態においても同様である。半導体チップ２によって生成された放射は、実質的に主放出方向ｘに沿って導かれてカバー７を通過し、カバー７においては、好ましくはわずかな部分のみが主放出方向ｙに沿って導かれ、したがって、カバー７は、主放出方向ｙに沿っての光導波路ではないことが好ましい。前面１４（面光源１の放出面を構成している）は、特に、カバー７によって形成されている。
【００８４】
このような面光源１は、直下型ＬＥＤバックライトを有するいわゆるライトボックスを構成している。カバー７は、光学機能板、好ましくは光整形板であり、例えば、眩しさを抑制する役割を果たすことができる。散乱体３は、例えば、角柱形状、円柱状、円錐状、または平行六面体状に構成されている。この面光源１には、横方向に導光する光導波路が存在しない。散乱体３と反射器８を組み合わせることで、特に前面１４の均一な照明が確保される。
【００８５】
光導波路（一般的にはＰＭＭＡから作製される）が省かれているため、図７による面光源１は、フレームクリティカル（flame-critical）用途（例えば航空機）において使用することもできる。
【００８６】
図７による面光源１は、ライトボックスの構造に対応しており、すなわち、反射性内壁を有するハウジングと、ハウジングに組み込まれた光源とを備えている。光源は、散乱体３と組み合わせた半導体チップ２によって形成されており、顕著な横方向放出特性を有する。結果として、蛍光灯を備えたシステムや、前面１４に垂直な最大値を有するランバート発光特性を有する発光ダイオードを備えたシステムと比較して、ライトボックスの構造高さを小さくすることが可能である。横方向放出特性を有する透明な光学ユニットが自身の下流に配置されている発光ダイオードとは異なり、散乱体によって、色混合を散乱体の中ですでに行うことができる。側壁（すなわち特に反射器８）の成形の結果と、散乱体３の横方向放出の結果として、光はライトボックス内で横方向に幅広く分布する。
【００８７】
眩しさに関して標準規格に準拠する目的と、光強度分布曲線を整形する目的で、光学機能板としてのカバー７を、ライトボックスの上、前面に配置することができる。このようなライトボックスは、ディスプレイや広告用掲示板を照らす目的にもしばしば使用される。この場合、カバー７は、乳白ガラス板によって実施することができる。比較的遠い面（すなわち面光源１から距離を隔てた面）を照らすときには、より高度な光学機能を有する（例えばマイクロレンズなどのレンズシステムを有する、または角柱状マイクロ構造を有する）カバーを使用することも可能である。
【００８８】
散乱体３を有する半導体チップ２をライトボックス（すなわち特に反射器８）に固定的に結合する、または反射器の中にモジュール式に挿入することが可能である。モジュール構造の結果として、反射器８の製造を、発光ダイオード２および散乱体３の製造から分離することができ、反射器８の汚れや反射器８の損傷を回避または低減することができる。
【００８９】
反射器８は、高い反射率を有することが好ましく、鏡面的または拡散的に反射することができ、これは他のすべての例示的な実施形態においても同様である。反射器は、湾曲した鏡面を有することができ、これは他のすべての例示的な実施形態においても同様である。反射器８を成形することによって、面光源１の光強度の分布をサポートすることができる。
【００９０】
半導体チップ２の冷却が反射器８によって確保される場合、ヒートシンク９を省くことができる。同様に、プリント基板の裏面に個別のヒートシンクを取り付けることも可能である（図７には示していない）。
【００９１】
カバー７は、例えば、ＰＭＭＡやＰＣ（ポリカーボネート）などのプラスチックから成形されている。カバー７には、眩しさを抑える、もしくは光強度分布を整形する、またはその両方のための屈折構造が設けられていることが好ましい。図示した形態とは異なり、カバー７を湾曲状に具体化することもできる。フィルタ層や反射層などの光学機能層を、カバー７の少なくとも一方の主面に形成することができる。例えば、構造化部によって、異なる空間方向に沿って異なる放出特性を得ることが可能である。カバー７をフレネルレンズ状に構造化することも可能である。
【００９２】
図８による面光源１は、裏面１５に平面状の反射器８を有する。反射器８の上には、そこに入射する放射の偏光を変化させるためのコーティング８５が施されている。幅広い範囲の入射角もしくは幅広い範囲の波長またはその両方にわたる、コーティング８５による偏光の変化は、少なくとも近似的に四分の一波長板による偏光の変化に相当することが好ましい。四分の一波長板８５と指向性反射鏡の組合せの代わりに、拡散的散乱反射器８を使用することも可能である。カバー７は、偏光選択性ミラーとして構成されている。カバー７の上にコーティング７５を施すことができ、このコーティングによって、光学特性を設定したり、例えば液晶表示装置の電極を実施することができる。機能層７５として、例えば、光取り出し構造または構造化された透明導電性酸化物を使用することができる。
【００９３】
一次放射Ｐの進路は矢印線によって示してある。偏光方向は、一次放射Ｐの図示した進路における矢印およびドットによって表してある。散乱体３は、例えばランバート発光特性を有する放射を非偏光状態で放出する（放出主面３５における周囲がギザギザの円によって表してある）。オプションとして、光分散器４の光入口面４０のコーティングもしくは構造化部またはその両方によって、好ましい偏光の放射が光分散器４に入るようにすることが可能である。
【００９４】
偏光選択性の反射性かつ透過性のカバー７に特定の偏光状態で入射する光が、面光源１から取り出される。異なって偏光した光は、四分の一波長板８５の方に反射され、四分の一波長板８５において光は偏光に関して回転し、その後に放出される。
【００９５】
他のすべての例示的な実施形態と同様に、領域的（areal）かつ均一な照明を達成する目的で、対応する半導体チップ２を有する複数の散乱体３を互いに平行に配置することが可能である（特に図５を参照）。光分散器４における光の好ましい偏光に関して、散乱体３もしくは切取り部４３またはその両方のくさび形状を最適化することができる（図４を参照）。その場合、散乱体３において、光入口面４０において反射された光がその偏光に関して変化し、その後に光分散器４に取り込まれることが好ましい。使用される偏光要素もしくは反射要素またはその両方は、できる限りスペクトル的に広帯域の特性を有することが好ましい。
【００９６】
このような偏光選択性の反射性カバー７と四分の一波長板８５とを有するこのような面光源によって、例えば、いわゆる偏光リサイクリング（polarization light recycling）が可能である。
【００９７】
図８に示した面光源に構造的に類似するが、偏光選択性の反射性カバーおよび四分の一波長板を有さず、代わりに図７に関連して示したカバーを有する面光源１の場合、約０．２５の偏光比が達成可能である。偏光比とは、１つの偏光の光の強度と、それに垂直な偏光の光の強度の比率である。
【００９８】
図９は、面光源１のさらなる例示的な実施形態を概略断面図において示している。図９Ａによると、半導体チップ２がキャリア５の上に取り付けられている。他のすべての例示的な実施形態と同様に、半導体チップ２に変換要素を設けることができる。主放出方向ｘに沿って半導体チップ２の下流に、レンズの形における光学素子７７が配置されている。光学素子７７から距離を隔てて、個別の散乱体３が取り付けられている。キャリア５における散乱体３の固定装置は、図９Ａには示していない。
【００９９】
他のすべての例示的な実施形態と同様に、図９Ａにおいては、オプションとして、図示した形態とは異なり、散乱体３が半導体チップ２の側の下面に光学体のための切取り部を有することが可能である。オプションとして、他のすべての例示的な実施形態と同様に、変換手段を散乱体３に追加する、または散乱体３に取り付けることもできる。
【０１００】
図９Ｂに示した例示的な実施形態においては、面光源１は、半導体チップ２に横方向に並んでいる下側ポッティングと、主放出方向ｘに沿って半導体チップ２の上の平面状のポッティングとを有する。この平面状のポッティング（キャリア５から離れる方向に半導体チップ２よりも突き出している）の上には、個別の散乱体３が取り付けられている。他のすべての例示的な実施形態と同様に、半導体チップ２をキャリア５の空洞の中に取り付けることができる。各図において、キャリア５の電気線が単に示されている。
【０１０１】
図９Ｃによると、散乱体３は、半導体チップ２の主光学ユニットであり、半導体チップ２の光学的にすぐ下流に配置されている。したがって、図９Ｃによると、半導体チップ２と散乱体３との間に、光学的にアクティブな他の要素は配置されていない。オプションとして、半導体チップ２は、反射性の下側ポッティングによって完全に囲まれている（図９Ｂを参照）。
【０１０２】
図１０は、本面光源の修正形態を示している。図１０Ａによると、散乱体３がレンズ状に具体化されており、その上に光学体７７が配置されており、光学体７７は、同様にレンズ状に具体化されており、ビーム整形の役割を果たす。
【０１０３】
図１０Ｂに示した修正形態の場合、半導体チップ２のすぐ下流に光学体７７が配置されている。この面光源には散乱体が存在しない。光学体７７は、中央の凹部と、その周囲全体を囲む壁部とを有する。このような光学体７７は、実質的に横方向の放出を有し、半導体チップ２の放出方向ｘに平行に放出される放射の割合は比較的小さい。しかしながら、図１０Ｂに示した光学体７７の場合、半導体チップ２に対する位置合わせが重要であり、比較的複雑である。さらには、異なる波長の放射を光学体７７の中で混合することはできず、なぜなら、光学体７７は光散乱特性をまったく、または実質的に持たないためである。
【０１０４】
図１１Ａによる修正形態は、バックライト装置を示しており、このバックライト装置においては、光源が光導波路の縁部に局所的に取り付けられている。このため光取り込み損失が生じうる。さらに、光導波路における放射の吸収が起こることがあり、さらには光源２が局所的に取り付けられているため、熱放散のための措置が必要である（図１１Ａには示していない）。光を取り出すため、特に、下面における構造化部９５が使用される。
【０１０５】
図１１Ｂによる修正形態においては、光源２がライトボックスの底面に取り付けられている。カバー７を均一に照らす目的で、このライトボックスは、隣り合う半導体チップの間の距離にほぼ一致する比較的大きな高さを有さなければならない。したがって、図１１Ｂによる部品は、数センチメートルのオーダーの比較的大きい構造高さを有する。
【０１０６】
図１２は、面光源１のさらなる例示的な実施形態を示している（図１２Ａの平面図、図１２Ｂおよび図１２Ｃの概略断面図を参照）。複数の散乱体３が行列状に配置されている。互いに隔てて配置されている散乱体３それぞれは、密集して隣接して配置されている３つの半導体チップ２を完全に覆っている。半導体チップ２それぞれは、異なるスペクトル領域の光を放出する。特に、半導体チップ２のそれぞれは、赤色光、緑色光、および青色光を放出する。
【０１０７】
図１２Ｂによると、散乱体３は、円錐状に具体化されている。図１２Ｃによると、回転対称の散乱体３は、断面において見たとき、湾曲した境界領域と、丸い先端部とを有する。他のすべての例示的な実施形態と同様に、散乱体３の幅Ｂを、半導体チップ２の平均辺長の少なくとも２倍、少なくとも３倍、または少なくとも４倍とする、および／または、最大で２０倍、最大で１０倍、または最大で５倍とすることが可能である。
【０１０８】
図示した形態とは異なり、例えば図１と同様に、散乱体３の下流に光分散器を配置することができる。光分散器と散乱体３との間に空気の隙間が配置されていることが好ましく、この場合、光分散器における切取り部は、特に、散乱体３と同じ基本形状を有する。
【０１０９】
図１３による例示的な実施形態の場合、散乱体３は、断面において見たとき、台形状に構成されている。散乱体３は、回転対称に成形する（図１２を参照）、または、細長い形を有することができる（図３および図６を参照）。散乱体３は、キャリア５を形成している反射性ライトボックスに収容されている。
【０１１０】
図示した形態の変形形態として、面光源１は、図１２における実施形態と同じように、ただ１つの散乱体３を備えていることもできる。この場合、平均横方向範囲は、例えば１２ｃｍ未満である。
【０１１１】
図１４による例示的な実施形態の光分散器４は、断面において見たとき、湾曲した側面４８を有する。このような光分散器４は、他のすべての例示的な実施形態において使用することもできる。
【０１１２】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの例示的な実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に開示されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【０１１３】
関連出願
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１２１０２１１９．８号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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