Освещаемое устройство
В заявке описано освещаемое устройство, состоящее из источника света и сопряженного с источником света светорассеивающего экрана из окрашенной пластмассы. Источник света состоит из одного или нескольких светоизлучающих диодов (СИД), которые излучают окрашенный, в основном монохроматический свет, а сопряженный с ним светорассеивающий экран имеет при длине волны относительного энергетического максимума светоизлучающего диода пропускание (DIN 5036), по меньшей мере, 35% и отражение (DIN 5036), по меньшей мере, 15%. Технический результат - обеспечение оптически приблизительно такого же воспринимаемого цвета, что и при освещении падающим светом, уменьшение габаритов, уменьшение потребления электроэнергии. 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 табл.
Настоящее изобретение относится к освещаемому устройству, состоящему в основном из источника света, имеющего в своем составе один или несколько светоизлучающих диодов (светодиодов) и сопряженного с источником света светорассеивающего экрана из окрашенной пластмассы.
Уровень техники
Освещаемые устройства, например рекламные панели, состоящие в основном из источника света и сопряженного с источником света светорассеивающего экрана из окрашенной пластмассы, в принципе (А2) известны (см., например, JP 61159440). Как правило, в качестве источника света используются лампы накаливания или люминесцентные лампы, имеющие хорошую силу света и излучающие свет широкого спектра. Благодаря широкому спектру света соответствующие окрашенные пластмассовые экраны в неосвещенном состоянии, т.е., например, при дневном свете, воспринимаются как имеющие тот же самый цвет, который может восприниматься и при освещении сзади с помощью названных источников света.
Светодиоды имеют в сравнении с такими источниками света как лампы накаливания или люминесцентные лампы заметно меньшую силу света. Однако, несмотря на это цветные светодиоды очень хорошо воспринимаются в темноте, так как они излучают почти монохроматический свет, который в свою очередь относительно интенсивен в том или ином конкретном интервале длин волн. Соответствующие цветные светодиоды выпускаются несколькими изготовителями, например, светодиоды выпускаются красного, зеленого, синего и желтого цвета. Окраска и способы окрашивания для пластмасс, таких как, например, полиметилметакрилат, достаточно известны, например, из ЕР-А 130576.
Задача и ее решение
Задача изобретения заключается в том, чтобы предложить альтернативу известным освещаемым устройствам, у которых окрашенные экраны из пластмассы просвечиваются с помощью ламп накаливания или люминесцентных ламп. В частности, устройство должно обеспечивать оптически приблизительно такой же воспринимаемый цвет, что и при освещении падающим светом, т.е., например, при дневном свете, а также и при просвечивании. Устройство должно обеспечивать его реализацию при меньшей монтажной глубине, чем до сих пор известные устройства, и отличаться меньшим потреблением электроэнергии.
Эта задача решается с помощью освещаемого устройства, которое состоит в основном из источника света и одного сопряженного с источником света светорассеивающего экрана из окрашенной пластмассы и отличается тем, что источник света состоит из одного или нескольких светодиодов (СИД), излучающих окрашенный, в основном монохроматический свет, а сопряженный с ним светорассеивающий экран имеет при длине волны относительного энергетического максимума светоизлучающего диода пропускание (DIN 5036), по меньшей мере, 35% и отражение (DIN 5036), по меньшей мере, 15%.
Изобретение основано на том, что пропускание и диффузное отражение от светорассеивающего экрана из пластмассы согласованы с монохроматическим светом применяемого светодиода таким образом, что как в отраженном свете, так и в проходящем свете может быть получен почти один и тот же воспринимаемый цвет. Соответствующие рекламные или информационные панели кажутся как днем, так и в просвеченном состоянии оптически почти одинаковыми.
Такое согласование позволяет применять для названной цели светодиоды, излучающие окрашенный, соответственно монохроматический свет. Предлагаемые согласно изобретению освещаемые устройства требуют меньшей монтажной глубиной, так как размер светодиодов меньше, чем у соответствующих ламп накаливания или люминесцентных ламп. Также легче могут быть реализованы устройства сложной формы. Потребление электроэнергии меньше при почти одинаковом воспринимаемом цвете в просвеченном состоянии. Так как светодиоды могут работать на низком напряжении, то и электробезопасность предлагаемых устройств выше или, соответственно, она легче может быть обеспечена. Затраты на обслуживание также ниже, так как светодиоды, как правило, приходится менять менее часто.
Ниже изобретение подробнее поясняется на примерах его выполнения со ссылкой на прилагаемый чертеж, однако оно не ограничивается приведенными примерами.
На фигурах показано:
Фиг.1 - спектр пропускания / диффузного отражения окрашенной светорассеивающей пластмассовой пластины (зеленый 1, серия 1 примера), пригодной в качестве экрана для освещаемого зеленым светодиодом (СИД) устройства по изобретению.
Т = спектр пропускания;
R = спектр диффузного отражения;
LED = кривая относительной энергии зеленого светодиода с относительным максимумом энергии при длине волны около 520 нм.
Фиг.2 - изображение цветового графика стандартной колориметрической системы МКО (Международной Комиссии по освещению) с примером согласования или определения подходящих локусов (координат цветности) пропускания и диффузного отражения от пластмассовых экранов, пригодных для определенного цветного светоизлучающего диода. Подходящие локусы лежат в той части образующегося прямоугольника, который расположен внутри цветового графика стандартной колориметрической системы.
LED = локус светодиода;
U = точка белого цвета (х/y=0,33/0,33)
А = максимальное расстояние локуса (0,2 единицы) от локуса светодиода на прямой, проведенной через U и LED;
В = максимальное расстояние локуса (0,05 единицы) по обе стороны под прямым углом к прямой, проведенной через U и LED;
Т = локус пропускания;
R = локус отражения экрана.
Пример выполнения изобретения
Изобретение относится к освещаемому устройству, состоящему в основном из источника света и сопряженного с источником света светорассеивающего экрана из окрашенной пластмассы.
Источник света состоит из одного светодиода или большого количества светодиодов, которые излучают окрашенный, в основном монохроматический свет. В ряде случаев одновременно могут применяться также светодиоды различного цвета.
Цвет светодиода при этом зависит от длины волны его относительного энергетического максимума. Этот относительный энергетический максимум может быть определен, например, спектрофотометрически и нанесен на спектр длин волн. Можно вставить светодиод в фотометрический шар (шар Ульбрихта) (DIN 5036) и измерять выходящий свет. Наивысшая точка кривой (пик кривой) характеризует при этом длину волны относительного энергетического максимума.
Количество светодиодов зависит от размеров устройства, от силы света применяемого светодиода и от желаемой суммарной яркости устройства в просвеченном состоянии. Светодиоды выпускаются, например, в виде модулей по 4 светодиода в одном блоке и в некоторых случаях в устройство может быть вмонтировано очень большое количество светодиодов.
Светодиоды (СИД)
Пригодными светодиодами являются, например, красные, синие, желтые или зеленые светодиоды.
Красный светодиод имеет относительный энергетический максимум в пределах приблизительно от 610 до 640 нм.
Красный светодиод (Osram LMО3-B-A) имеет, например, относительный энергетический максимум при длине волны около 620 нм.
Синий светодиод имеет относительный энергетический максимум в пределах приблизительно от 440 до 500 нм.
Синий светодиод (Osram LMО3-B-B) имеет, например, энергетический максимум при длине волны около 460 нм.
Синий светодиод (ESS Blau) имеет, например, энергетический максимум при длине волны около 475 нм.
Желтый светодиод имеет относительный энергетический максимум в пределах приблизительно от 570 до 610 нм.
Желтый светодиод (Osram LMО3-B-Y) имеет, например, энергетический максимум при длине волны около 590 нм.
Зеленый светодиод имеет относительный энергетический максимум в пределах приблизительно от 500 до 540 нм.
Зеленый светодиод (Osram LMО3-B-T) имеет, например, энергетический максимум при длине волны около 520 нм.
Светорассеивающий экран из пластмассы
Сопряженный со светодиодом светорассеивающий экран из пластмассы имеет при длине волны относительного энергетического максимума пропускание (DIN 5036, см. части 1 и 3) не менее 35%, предпочтительно не менее 38%, особенно предпочтительно не менее 41%, и отражение (DIN 5036, см. части 1 и 3, отражение или диффузное отражение) не менее 15%, предпочтительно не менее 20%, особенно предпочтительно не менее 30%.
В частности, пропускание светорассеивающего экрана, сопряженного с желтым светодиодом, может составлять не менее 50%, предпочтительно не менее 60%. Соответствующее отражение может составлять не менее 25%, предпочтительно не менее 30%.
В частности, пропускание светорассеивающего экрана, сопряженного с красным светодиодом, может составлять не менее 40%, предпочтительно не менее 45%. Соответствующее отражение может составлять не менее 22%, предпочтительно не менее 45%.
В частности, пропускание светорассеивающего экрана, сопряженного с зеленым светодиодом, может составлять не менее 40%, предпочтительно не менее 42%. Соответствующее отражение может составлять не менее 18%, предпочтительно не менее 20%.
В частности, пропускание светорассеивающего экрана, сопряженного с синим светодиодом, может составлять не менее 40%, предпочтительно не менее 42%. Соответствующее отражение может составлять не менее 20%, предпочтительно не менее 22%.
Для случая одновременного применения светодиодов различного цвета с целью получения смешанных цветов (например, желтый и зеленый светодиоды создают цвет, воспринимаемый как желто-зеленый) сопряженный светорассеивающий экран из пластмассы должен иметь, по меньшей мере, при длине волны относительного энергетического максимума одного из применяемых светодиодов, т.е. желтого или зеленого светодиода, вышеприведенные значения в отношении пропускания и отражения.
Сопряженный светорассеивающий экран изготовлен из пластмассы, которая в неокрашенном состоянии и без светорассеивающих добавок является прозрачной, соответственно имеет коэффициент пропускания (DIN 5036, см. части 1 и 3/D65) не менее 50%, предпочтительно не менее 70%, особенно предпочтительно от 75 до 92%, не менее 50%. С рассеивающими добавками, но без окрашивающих веществ коэффициент пропускания может составлять предпочтительно не менее 40%, особенно предпочтительно не менее 50%.
Подходящими пластмассами являются, например, полиметилметакрилат, модифицированный ударовязкий полиметилметакрилат, поликарбонат, полистирол, стирол-акрил-нитрил, полиэтилентерефталат, модифицированный гликолем полиэтилентерефталат, поливинилхлорид, прозрачные полиолефины, акрилнитрил-бутадиен-стирол (АБС) или смеси различных термопластов.
Предпочтительными, особенно для наружного применения, благодаря их высокой стойкости к атмосферным воздействиям, являются пластмассы из литого или экструдированного полиметилметакрилата, например пластмассы с долей метилметакрилата от 85 до 100% (масс.). В ряде случаев с ними может быть сополимеризовано, или в полимере может содержаться, до 15% (масс.) пригодных сомономеров, таких как, например, эфиры метакриловой кислоты (например, этилметакрилат, бутилметакрилат, гексилметакрилат, цикпогексилметакрилат), эфиры акриловой кислоты (например, метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат, гексилакрилат, циклогексилакрилат) или стирол и производные стирола, такие как, например, альфа-метилстирол или пара-метилстирол.
Светорассеивающая способность экрана, измеренная в соответствии с DIN 5036, предпочтительно может иметь значение не менее 0,5, особенно предпочтительно не менее 0,6, в частности не менее 0,7. Чем лучше светорассеивающая способность, тем меньшие расстояния между светодиодом и экраном и тем меньшая монтажная глубина устройства могут быть реализованы.
В качестве светорассеивающей добавки могут применяться, например, BaSO4, полистирол или светорассеивающие жемчужины из структурированной пластмассы.
BaSO4 или полистирол являются предпочтительными светорассеивающими добавками и вводятся в пластмассу предпочтительно в количестве от 1,5 до 2,5% (масс.).
Светорассеивающие жемчужины из структурированной пластмассы вводятся в пластмассу предпочтительно в количестве от 0,1 до 10% (масс.).
Требование высокого пропускания при высоком рассеивании света является трудно реализуемым требованием. Высокая светорассеивающая способность достигается при применении диоксида титана. Но так как этот краситель отражает большую часть света, то светопропускание получается лишь незначительным. Целесообразнее применять бесцветные рассеивающие пигменты, у которых показатель преломления отличается от показателя преломления акрилового стекла приблизительно не более чем на 0,2. Подходящими пигментами являются, например, карбонат кальция, карбонат магния, тригидроксид алюминия, гидроксид магния, сульфат бария и т.д.
Также могут применяться полимеры, у которых показатель преломления находится в приемлемых пределах. Например, можно растворить в мономерном метилметакрилате полистирол, который затем при полимеризации выпадает в осадок и дает материал с хорошим светорассеянием. Могут быть добавлены также и структурированные полимерные частицы, например полимерные жемчужины из структурированного полистирола или структурированные сополимеры из метил метакрилата с фенил(мет)акрилатом или бензил(мет)акрилатом.
Изготовление окрашенного светорассеивающего экрана из пластмассы
Светорассеивающие и окрашивающие средства могут быть добавлены, соответственно введены известным образом в пластмассу либо при ее получении путем полимеризации в полимеризуемой смеси, либо во время термопластической переработки в расплавленном состоянии, например, посредством экструзии или литья под давлением. Наряду с пластинчатой формой могут быть изготовлены также любые профили, такие как трубы, стержни и т.д.
Этот способ позволяет получить, например, пластмассовые пластины с толщиной, например, от 0,5 до 10 мм, предпочтительно от 1 до 5 мм, которые могут быть использованы в качестве экранов для освещаемых устройств по изобретению с прямоугольными ящиками, рамами или держателями. Соответствующие куски могут быть при необходимости переведены практически в любую форму и подогнаны путем резки, фрезерования, отпиливания или иной обработки.
Устройство
Устройство может быть выполнено таким образом, что расстояние между светодиодами и светорассеивающим экраном составляет от 3 до 12 см, предпочтительно от 4 до 10 см. На этом расстоянии достигается хорошее высвечивание экрана. При слишком малом расстоянии положение светодиода заметно в форме светлого пятна. При слишком большом расстоянии слишком сильно снижается светлота.
Светодиоды могут, например, находиться в ящике или раме, закрываемой светорассеивающим экраном. Экран может быть снабжен слоем, несущим информацию, например пленкой, или экран уже сам по себе может нести информацию, например, он может иметь форму букв или чисел.
Красящее средство
В качестве красящих средств для целей изобретения предпочтительно используются органические красящие вещества, потому что они обладают как в отраженном свете, так и в проходящем свете высокой яркостью и силой светоизлучения. Для защиты акрилового стекла от воздействия света и погоды могут быть добавлены также светозащитные средства, ультрафиолетовые поглотители, антиоксиданты и т.д.
В качестве красящих средств для пластмасс могут быть рассмотрены, в частности, растворимые красители или органические пигменты, а также, менее предпочтительно, нерастворимые неорганические красящие пигменты. Например, могут быть названы:
Для желтого окрашивания: пиразолоновый желтый и периноновый оранжевый, соответственно их смеси.
Для красного окрашивания: смеси пиразолонового желтого и антрахинонового красного или нафтол AS и DPP-красный (дипирролопиррол-красный), соответственно их смеси.
Для зеленого окрашивания: смеси из Cu-фталоцианинового зеленого и пиразолонового желтого.
Для синего окрашивания: антрахиноновый синий и ультрамариновый синий, соответственно их смеси.
Локусы (координаты цветности)
Изобретение исходит из того рассуждения, что, чем ближе локусы пропускания и диффузного отражения окрашенного экрана расположены к локусу светодиодов, тем лучше должен согласоваться воспринимаемый цвет в отраженном свете с воспринимаемым цветом в проходящем свете. Однако оказалось, что согласование окрашивания с заданным локусом светодиода практически может быть реализовано лишь приближенно. В общем и целом, отклонения, которые лежат на прямой или рядом с прямой, проходящей через точку белого цвета (х/y=0,33/0,33) и локус светодиода, скорее могут быть терпимы, чем отклонения, которые хотя и имеют одинаковую с ними величину, но лежат на большем удалении в сторону от описанной прямой.
Следует стремиться к тому, чтобы локусы были локализованы по возможности по краю цветового графика стандартной колориметрической системы МКО, так как яркость цвета в этой области наивысшая. Это есть результат того, что локусы светодиодов в силу монохроматичности света также располагаются по краю или вблизи края цветового графика стандартной колориметрической системы МКО. Однако необходимо иметь в виду, что фактически устанавливаемые (измеренные) локусы также могут отличаться от теоретически ожидаемых локусов.
Во многих случаях соответствующие окрашивания не могут быть достигнуты с помощью одного только красящего средства. При использовании смесей необходимо иметь в виду, что отдельные компоненты не должны лежать на цветовом графите стандартной колориметрической системы МКО слишком далеко друг от друга, так как смешанный цветовой тон в этом случае имеет слишком малую яркость.
Локусы пропускания и диффузного отражения окрашенного экрана из пластмассы, отнесенные к цветовому графику стандартной колориметрической системы МКО, должны предпочтительно лежать в области, которая по отношению к прямой, проходящей через точку белого цвета (х/y=0,33/0,33) и локус светодиода, удалена не более чем на 0,2 х/y-единицы, предпочтительно не более чем на 0,1 х/y-единицы, от локуса светодиода в направлении прямой и не более чем на 0,05 х/y-единицы, предпочтительно не более чем на 0,03 х/y-единицы, под прямым углом по обе стороны от прямой (см. также Фиг.2).
Для измерения локусов в распоряжении специалиста имеются коммерчески доступные измерительные приборы.
Устройство для освещения желтым (соответственно желто-зеленым) светом
Применяемые светодиоды могут излучать, например, желтый (соответственно желто-зеленый) свет и иметь локус в области координат х/y=0,5/0,5+/-0,02.
Пластмасса экрана может быть в этом случае окрашена смесью, содержащей от 0,075 до 0,09, предпочтительно от 0,081 до 0,084% (масс.) пиразолонового желтого и от 0,002 до 0,004, предпочтительно от 0,0028 до 0,0032% (масс.) перинонового оранжевого.
Целесообразно комбинировать это окрашивание с добавлением BaSO4 в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Устройство для освещения красным светом
Применяемые светодиоды могут излучать, например, красный свет и иметь локус в области координат х/y=0,67/0,33+/-0,02.
Пластмасса экрана может быть в этом случае окрашена смесью, содержащей от 0,13 до 0,17, предпочтительно от 0,14 до 0,16% (масс.) пиразолонового желтого и от 0,01 до 0,03, предпочтительно от 0,17 до 0,23% (масс.) антрахинонового красного.
Целесообразно комбинировать это окрашивание с добавлением полистирола в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Пластмасса экрана может быть также окрашена смесью, содержащей от 0,055 до 0,07, предпочтительно от 0,061 до 0,064% (масс.) нафтола AS (2-гидрокси-3-(нафтойная кислота)-анилинд) и от 0,005 до 0,015, предпочтительно от 0,008 до 0,012% (масс.) DPP-красного (дипирролопиррол-красный).
Целесообразно комбинировать эту окраску с полистиролом в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Устройство для освещения зеленым светом
Применяемые светодиоды могут излучать, например, зеленый свет и иметь локус в области координат х/y=0,16/0,73+/-0,02.
Пластмасса экрана может быть в этом случае окрашена смесью, содержащей от 0,01 до 0,025, предпочтительно от 0,013 до 0,017% (масс.) Cu-фталоцианинового зеленого и от 0,025 до 0,045, предпочтительно от 0,028 до 0,032% (масс.) пиразолонового желтого.
Целесообразно комбинировать это окрашивание с добавлением BaSO4 или полистирола в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Устройство для освещения синим светом
Применяемые светодиоды могут излучать, например, синий свет и иметь локус в области координат х/y=0,14/0,06+/-0,02.
Пластмасса экрана может быть в этом случае окрашена смесью, содержащей от 0,005 до 0,01, предпочтительно от 0,006 до 0,008% (масс.) антрахинонового синего и от 0,05 до 0,1, предпочтительно от 0,07 до 0,08% (масс.) ультрамаринового синего.
Целесообразно комбинировать это окрашивание с добавлением BaSO4 в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Пластмасса экрана может быть также окрашена антрахиноновым синим в количестве от 0,007 до 0,013, предпочтительно от 0,009 до 0,011% (масс.).
Целесообразно комбинировать это окрашивание с добавлением полистирола в качестве светорассеивающего средства в количестве от 1,9 до 2,1% (масс.).
Применение
В устройстве по изобретению применяются описанные окрашенные пластмассовые элементы, содержащие светорассеивающие вещества, в качестве экрана, а также цветные светодиоды в качестве источника света.
ПРИМЕРЫ
Примеры серии 1: красный 1, желтый 1, синий 1, зеленый 1
В 1000 частей метилметакрилата растворяют
0,5 части трет-бутилперпивалата и
20 частей полистирола (например, от фирмы BASF).
В раствор добавляют красители согласно таблице 1, растворяют при интенсивном перемешивании, раствор заливают в камеру из силикатного стекла, установленную через 3-миллиметровый распорный шнур в водяную баню, и полимеризуют в водяной бане при температуре 45°С в течение приблизительно 16 часов. Окончательная полимеризация проводится в термостатируемом шкафу при 115°С в течение приблизительно 4 часов.
Примеры серии 2: красный 2, желтый 2, синий 2, зеленый 2
В 1000 частей предварительно полимеризованного метилметакрилатного сиропа (вязкость около 1000 сантипуаз) растворяют
1 часть 2,2'-азобис-(2,4-диметилвалеронитрила).
В этот исходный раствор добавляют окрашивающую пасту, состоящую из 3 частей растворимой полиметилметакрилатной смолы,
20 частей сульфата бария и окрашивающих средств согласно таблице 2, которые диспергируют в 30 частях метилметакрилата с помощью скоростного диспергатора (по принципу ротор/статор).
Смесь интенсивно перемешивают, заливают в камеру из силикатного стекла, установленную через 3-миллиметровый распорный шнур в водяную баню, и полимеризуют в водяной бане при температуре 45°С в течение приблизительно 16 часов. Окончательная полимеризация проводится в термостатируемом шкафу при 115°С в течение приблизительно 4 часов.
| Таблица 1 Красители серии 1 | ||||||
| Цвет | Cu-фталоцианиновый зеленый | Пиразолоновый желтый | Антрахиноновый синий | Периноновый оранжевый | Антрахиноновый фиолетовый | Антрахиноновый красный |
| Красный 1 | ---- | 0,1500 | ---- | ---- | ---- | 0,0200 |
| Желтый 1 | ---- | 0,0825 | ---- | 0,003 | ---- | ---- |
| Зеленый 1 | 0,0200 | 0,0400 | ---- | ---- | ---- | ---- |
| Синий 1 | ---- | ---- | 0,0100 | ---- | ---- | ---- |
Данные: в % (масс.)
| Таблица 2 Красители серии 2 | |||||||
| Порядковый номер | Нафтол AS | DPP красный | Cu-фталоцианиновый зеленый | Ультрамариновый синий | Пиразолоновый желтый | Антрахиноновый синий | Периноновый оранжевый |
| - | |||||||
| Красный 2 | 0,0625 | 0,01 | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| Желтый 2 | ---- | ---- | ---- | ---- | 0,0825 | ---- | 0,003 |
| Зеленый 2 | ---- | ---- | 0,015 | ---- | 0,03 | ---- | ---- |
| Синий 2 | ---- | ---- | ---- | 0,077 | ---- | 0,007 | ---- |
Данные: в % (масс.)
Результаты:
Внутри открытого сверху жестяного ящика с размерами 90 мм на 470 мм и высотой 100 мм, покрытого белым лаком, размещали на дне 32 светодиода, например от фирмы OSRAM (8 модулей по 4 светодиода в каждом). (Существуют стандартные светодиоды сопоставимого друг с другом цветового тона, выпускаемые разными изготовителями). Через вилку и розетку включали допустимый в соответствии с типом светодиода рабочий ток в пределах от 320 до 400 мА при напряжении 10 В.
На этот ящик накладывали и колориметрически оценивали вышеописанные образцы. Испытание в отраженном свете (эффект дневного света) проводилось путем освещения лампой дневного света мощностью 150 Вт (D65 согласно DIN 6173, класс качества 1, например, лампа от фирмы Siemens) с расстояния приблизительно 60 см сверху. При этом светодиоды были отключены. Испытание в проходящем свете проводилось в затемненном помещении при включенных светодиодах с вышеприведенными рабочими характеристиками. Цветовые измерения проводились с помощью колориметра. Этот прибор позволяет бесконтактно измерять источники света и цвета объекта. Расстояние от образца до прибора составляло 1 м. При этом указанным прибором измеряли яркость Y в кд/м2.
Результаты цветовых измерений и яркости приведены в таблице 3. Таблица 4 показывает для сравнения соответствующие результаты цветовых измерения и яркости, полученные с коммерчески доступными экранами из полиметилметакрилата со стандартным окрашиванием, которые не были специально согласованы со светодиодами.
| Таблица 3 Цветовые координаты х, у и яркость Y в кд/м2 в условиях освещения светодиодом сзади при окрашивании по изобретению | ||||||
| Цвет | λ макс. светодиода в нм | Пропускание при λ макс. светодиода | Отражение при λ макс. светодиода | Y, кд/м2 | x | y |
| Желтый 1 | 590 | 62% | 26% | 141 | 0,527 | 0,467 |
| Желтый 2 | 590 | 55% | 32% | 130 | 0,533 | 0,461 |
| Красный 1 | 620 | 48% | 23% | 127 | 0,682 | 0,317 |
| Красный 2 | 620 | 42% | 50% | 120 | 0,682 | 0,317 |
| Зеленый 1 | 520 | 43% | 19% | 36,3 | 0,141 | 0,780 |
| Зеленый 2 | 520 | 41% | 21% | 36,4 | 0,139 | 0,777 |
| Синий 1 | 460 | 43% | 24% | 6,56 | 0,138 | 0,045 |
| Синий 2 | 460 | 43% | 24% | 6,31 | 0,138 | 0,041 |
| Таблица 4 Сравнительные измерения с коммерчески доступными пластмассовыми экранами | ||||||
| Цвет | λ макс. светодиода в нм | Пропускание при λ макс. светодиода | Отражение при λ макс. светодиода | Y, кд/м2 | x | y |
| Желтый 370* | 590 | 28% | 62% | 55,1 | 0,582 | 0,417 |
| Красный 568* | 620 | 20% | 50% | 49,7 | 0,686 | 0,313 |
| Зеленый 710* | 520 | 18% | 18% | 11,4 | 0,139 | 0,779 |
| Синий 601 * | 460 | 30% | 27% | 4,31 | 0,139 | 0,037 |
| * = Наименование продукта. Изготовитель продукта - фирма Röhm GmbH & Со. KG, D-64293 Дармштадт, Германия |
Результаты (таблица 3) показывают, что изготовленные в соответствии с вышеописанной технологией цветные акриловые стекла, в сравнении с окрашиванием согласно уровню техники (таблица 4), позволяют получить заметно более высокую яркость (светлоту) при освещении светодиодом сзади. При этом светорассеяние настолько хорошее, что равномерное высвечивание достигается при расстоянии всего лишь 40 мм от светодиода.
| Таблица 5 Измерения на образцах сравнения согласно примерам серий 1 и 2, однако без окрашивающих средств, но с указанным светорассеивающим веществом в указанных количествах (полистирол, соответственно сульфат бария) показывают, что рассеивающая способность составляет более 0,5 при коэффициенте пропускания более 40%. | ||
| Добавка | Рассеивающая способность | Коэффициент пропускания |
| Полистирол | 0,65 | 56% |
| Сульфат бария | 0,80 | 50,5% |
Для сравнения: При соответствующем белом окрашивании диоксидом титана может быть получена очень хорошая рассеивающая способность порядка 0,90. Однако коэффициент пропускания в этом случае составляет лишь от 20 до 30%. В результате эти сорта в проходящем свете кажутся темными и, как правило, не пригодны для целей изобретения.
Если цветовые координаты согласно таблице 3 внести в стандартный цветовой график (см., например, DIN 5033 или соответствующую стандартную литературу), то становится видно, что их значения (и тем самым цветовые тона) лежат в требуемых изобретением границах вблизи линии длин волн одинакового цветового тона (линия между точкой белого цвета и локусом соответствующего цвета светодиода). При визуальном испытании заметно хорошее совпадение цветового тона в отраженном свете и в проходящем свете.
На кривой пропускания согласно Фиг.1 для зеленых светодиодов видно, что максимумы пропускания и отражения для окрашивания зеленым 1 (серия 1) довольно хорошо согласуются с длиной волны относительного энергетического максимума светодиода. Значения пропускания лежат в этих пределах заметно выше требуемых 30%, значения отражения лежат выше требуемых 15%.
1. Освещаемое устройство, состоящее в основном из источника света, состоящего из одного или нескольких светоизлучающих диодов (СИД), которые излучают окрашенный, в основном монохроматический свет, и сопряженного с источником света экрана из окрашенной пластмассы, отличающееся тем, что сопряженный с источником света экран является светорассеивающим и имеет при длине волны относительного энергетического максимума светоизлучающего диода пропускание (DIN 5036), по меньшей мере, 35% и отражение (DIN 5036), по меньшей мере, 15%.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды и светорассеивающий экран расположены друг от друга на расстоянии от 3 до 12 см.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светорассеивающий экран изготовлен из литой или экструдированной полиметилметакриловой пластмассы.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светорассеивающая способность пластмассы экрана, измеренная в соответствии с DIN 5036, составляет, по меньшей мере, 0,5.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что в качестве светорассеивающего средства оно содержит BaSO4, полистирол или светорассеивающие жемчужины из структурированной пластмассы.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что в качестве светорассеивающего средства оно содержит BaSO4 или полистирол в количестве от 1,5 до 2,5 мас.%.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды расположены в ящике или в раме, закрытых светорассеивающим экраном.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что локусы пропускания и диффузного отражения окрашенного экрана из пластмассы, отнесенные к цветовому графику стандартной колориметрической системы МКО, лежат в области, которая по отношению к прямой, проходящей через точку белого цвета (х/y=0,33/0,33) и локус светодиода, удалена не более чем на 0,2 х/y-единицы от локуса светодиода в направлении прямой и не более чем на 0,05 х/y-единицы под прямым углом по обе стороны от прямой.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды излучают желтый свет и имеют локус в области координат х/y=0,5/0,5+/-0,02.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена пиразолоновым желтым в количестве от 0,075 до 0,09 мас.% и периноновым оранжевым в количестве 0,002 до 0,004 мас.%.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды излучают красный свет и имеют локус в области координат х/y=0,67/0,33+/-0,02.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена пиразолоновым желтым в количестве от 0,13 до 0,17 мас.% и антрахиноновым красным в количестве 0,01 до 0,03 мас.%.
13. Устройство по п.11, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена нафтолом AS в количестве от 0,055 до 0,07 мас.% и DPP-красным в количестве 0,005 до 0,015 мас.%.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды излучают зеленый свет и имеют локус в области координат х/y=0,16/0,73+/-0,02.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена Cu-фталоцианиновым зеленым в количестве от 0,01 до 0,025 мас.% и пиразолоновым желтым в количестве 0,025 до 0,045 мас.%.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды излучают синий свет и имеют локус в области координат х/y=0,14/0,06+/-0,02.
17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена ультрамариновым синим в количестве от 0,05 до 0,1 мас.% и антрахиноновым синим в количестве 0,005 до 0,01 мас.%.
18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что пластмасса экрана окрашена антрахиноновым синим в количестве 0,007 до 0,013 мас.%.
