專利名稱：平薄的基于led的發(fā)光體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括至少一個;^t^l管和光導(dǎo)板的發(fā)光設(shè)備。本發(fā)明還 涉及這樣的光導(dǎo)板本身以及一種包括至少一個這樣的發(fā)光設(shè)備的發(fā)光體 (luminary)。
背景技術(shù)：
特別地，如果應(yīng)用于例如辦公室或?qū)I(yè)環(huán)境，發(fā)光體應(yīng)當(dāng)滿足幾個要求。 第一，光源應(yīng)該具有足夠長的壽命。傳統(tǒng)的^t體通?；跓晒夤?，其具有相 對有限的壽命。在典型的辦公室環(huán)境中，管本身需^ 6000小時更換一次。 這相當(dāng)于每2年更換一次，這增加了所有權(quán)的成本。
第二，發(fā)光體的光輸出應(yīng)該對灰塵和其他污垢具有魯棒性(robust)。聚集 灰塵的發(fā)光體將變得更4敏，因?yàn)槲酃缸钃豕狻Ｓ捎谇鍧嵃l(fā)光體是昂貴的事情， 所以其設(shè)計(jì)應(yīng)該對灰塵和污垢具有魯#^生。
第三，發(fā)光體應(yīng)該滿足防眩目的要求(即，統(tǒng)一的眩光率應(yīng)該足夠小)。 該防睹要求意味著，發(fā)光體不應(yīng)該顯示任何亮點(diǎn)。特別地，如^傾斜角度下 XW發(fā)光體，不應(yīng)該存在亮點(diǎn)。
在US6241358中公開了J賄技術(shù)的發(fā)光體，M述了一種包括一組串聯(lián)布 置的光導(dǎo)塊的照明面板，其中分離的熒光管為每一個光導(dǎo)塊提供光。來自熒光 管的光傳送到相應(yīng)的光導(dǎo)塊，在其中進(jìn)行散布，以及通過光導(dǎo)塊的輸出表面進(jìn) 行傳送。然而，如上所述，熒光管具有有限的壽命并且更換昂貴。而且，在現(xiàn) 有技術(shù)的發(fā)光體中，單個熒光管的故障對照明面板的照明能力和來自照明面板 的光均勻性具有強(qiáng)烈的負(fù)面影響。因此，當(dāng)管中一個出現(xiàn)故障時，必需立刻更 換這個出故障的管。
而且，根據(jù)，358專利的發(fā)光體的鋸齒形背面可能易于收集大量的灰塵和污 垢，并且清潔相當(dāng)復(fù)雜。
此外，熒光管發(fā)射恒定的光譜，這限制了這種照明面板的顏色變化能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，并且提供一種具有長壽 命、抵抗灰塵和污垢并且能夠發(fā)射可變顏色的光的發(fā)光設(shè)備。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，上述目的可以通過根據(jù)所附權(quán)利要求的發(fā)光設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。因此，在第一方面，本發(fā)明涉及包括光導(dǎo)板和至少一個^Je^l管的;^
光導(dǎo)板包括后表面、相對的前表面和布置在所述后表面與所述前表面之間
的相互間隔的^H"面元件的陣列。
^Jt性表面元件相對于所述前表面和所述后表面是非平行的，從而每一個 ^N^4面元件具有面向所述前表面的前側(cè)和面向所述后表面的后側(cè)。M性 表面元件進(jìn)一步地布置成 一個^Hi4面元件的后側(cè)面向相鄰的^H"面 元件的前側(cè)。
至少一個發(fā)光4管布置用于發(fā)射ii^在兩個相鄰的所述反射性表面元 件之間的區(qū)域的光。
來自LED的光將接j]iU^光導(dǎo)板，并且將在所述光經(jīng)光導(dǎo)板的前表面離開 光導(dǎo)板之前，散布在光導(dǎo)板中。光將通過兩個相鄰反射性表面元件之間的通道 以及ii^兩個元件的上的^j"而從光導(dǎo)板的后表面引向前表面。
由于光導(dǎo)的前表面與^H錄面元件的前側(cè)形成角度，光最參降以低于用 于全內(nèi)狄的臨界角的角JL7v射到前表面上，并且樹給到光導(dǎo)板^Jf。
因?yàn)閊f,hi^面元件位于光導(dǎo)內(nèi)，所以光導(dǎo)板的后表面和前表面二者都可 以制得平坦。該平坦表面可以容易地保持清潔，免受灰塵和污垢。佳月fct^ 極管作為主光源是有利的，因?yàn)樗鼈兙哂虚L壽命。因此，維修間隔將延長，從 而導(dǎo)致所有權(quán)的更低成本。
而且，發(fā)^^1管能夠發(fā)射#顏色的光，從而^^光設(shè)備產(chǎn)生具有高顏 色可變性的光。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，^JH錄面元件與所述前表面分離。 當(dāng)A^H錄面元件與光導(dǎo)的前表面分離(即，沒有連接)時，在前表面和 ^H錄面元件之間留下開口、間隙。因此，來自LED、在其入射到前表面時 沒有井給到光導(dǎo)板"卜(例如，由于入射角超過了用于全內(nèi)M的臨界角)的 光可以^J"ii7v另一 (相鄰)對的^H錄面元件之間的區(qū)域。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，^H錄面元件;S^-M目互共面。
光，優(yōu)選的是反射性表面元件是平行的或共面的，從而以相同的方式引導(dǎo)來 自LED上每一個元件的光。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少一部分所^^Hi4面元件可以包括在其所述 前側(cè)與所述后側(cè)之間的槽。在^JHi4面元件的前與后側(cè)之間的槽(s n t)使得全內(nèi)^t在這些元件 M生。這將提高光的利用率，因?yàn)閍可以在沒有^^r光吸收的情況下發(fā)生。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，鏡子可以布置在一個或者多個所it^Hi^面元件 的所述前側(cè)與所述后側(cè)處，或者布置在所i^Jt'ii4面元件的所述前側(cè)與所述 后側(cè)之間。
對于光導(dǎo)板的設(shè)計(jì)，其中相當(dāng)"~^分入射到^#1^面元件的前側(cè)和/或
后側(cè)上的光低于入射的臨界角，鏡子可以布置成該光M射回兩個相鄰的反 射，li^面元件之間的間隔內(nèi)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少一個所i^光二歐管可以布置在位于所述兩個 相鄰的^JH^^面元件之間的所g表面中的凹槽內(nèi)。
為了使整個發(fā)光設(shè)"^具有本質(zhì)上平坦的后表面，發(fā)i^l管可以布置在光 導(dǎo)M側(cè)中的凹槽內(nèi)。這提供了才咸魯才爭I"生設(shè)計(jì)，因?yàn)長ED很少遭受才/l^W損 和撕裂。而且，LED可以易于物理地固定在光導(dǎo)中，這可以M對分離的、在 其上典型地布置有LED的PCB電i^板的需要。替代地，LED可以通過簡單JU更 宜的電力布線連接到i殳備的后側(cè)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述至少一個^^^及管可以與所述光導(dǎo)板光學(xué)接觸。
當(dāng)LED與光導(dǎo)材料光學(xué)接觸時，提高了光的利用效率，因?yàn)榕c當(dāng)LED位于 距光導(dǎo)材料一定距離的地方處、和/或不與光導(dǎo)材料光學(xué)接觸時相比，由LED 發(fā)射的較大部分(M上為全部)的i^給i^v光導(dǎo)。然而，光將以相對于所 接收光通常方向直到90。的角展變(angular spread)接j]i^/v光導(dǎo)板，并且 因jtb^光導(dǎo)中將不由全內(nèi)M來引導(dǎo)。光導(dǎo)板中的反射'l"錄面元件將在沿著他 們延伸部分的方向提供所需的準(zhǔn)直。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述至少一個^it^管可以才莫制到在所述兩個相 鄰的^H錄面元件之間的所述光導(dǎo)板中。
當(dāng)發(fā)光二級管模制到光導(dǎo)內(nèi)時，他們可以通過光導(dǎo)板來物理地固定，并且 可以本質(zhì)上不暴露在周圍環(huán)境中，從而提供了容易保持清潔的、非常魯#4生的 設(shè)計(jì)。
而且，通過將LED模制到光導(dǎo)板內(nèi)，LED變成與光導(dǎo)板光學(xué)接觸。 在本發(fā)明的實(shí)施例中，^Jt'f錄面可以布置在所述后表面處。 在光導(dǎo)板中傳播的光可以以低于用于全內(nèi)反射的臨界角的角^射到后 表面上，并且因此可以經(jīng)后表面從光"H^出來。這通常是不想要的，并JL^
6射'1±4面可以用在光導(dǎo)板的后側(cè)上，以便于將這種向夕卜M^的it^回光導(dǎo)， 用于經(jīng)其前表面最終向夕卜井給。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，多于一個的^^l管可以發(fā)射iiA^兩個相鄰的 ^JH生表面元件之間的單個區(qū)域的光。
布置用于發(fā)射ii^單個的這種區(qū)域的光的多個LED可以共同形成擴(kuò)展的 光源。這種擴(kuò)展的光源在所述多個LED中的一個或多個LED發(fā)生故障的情況下 將不會完全不工作，因?yàn)橄噜廘ED仍然會處于運(yùn)行中。因此，這產(chǎn)生了用于發(fā) 光設(shè)備的魯棒〖生設(shè)計(jì)。
區(qū)域中，以便于提供顏色可變的^B殳備。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，反射性表面元件可以形成與所述前和后表面大約 1。到大約20°的角度。角度設(shè)^:獲得準(zhǔn)直的理想程度。
當(dāng)該角度在大約1°與大約20°之間(優(yōu)逸l也為2°與10°之間)時，來 自[個發(fā)i^^及管的光散布在光導(dǎo)中，以侵Jt^對應(yīng)于;t^t相鄰^)"表面元 件的位置處、從光導(dǎo)的前表面向夕N^，從而來自這種^t設(shè)備的光將在整個 光導(dǎo)^Ji非常均勻。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少一個準(zhǔn)直器(collimator )可以在兩個相鄰的 ^H錄面元件之間的區(qū)域中形成，所述準(zhǔn)直器布置在發(fā)射ii^所述間隔的光 的發(fā)ife^l管之間的光路中，并且用于至少在所述光導(dǎo)的平面中、且垂直于第 一方向的方向上準(zhǔn)直光，^H錄面元件的陣列在所述方向上延伸。
光導(dǎo)中的反射性表面元件將本質(zhì)上不在垂直于所述第 一方向的方向上提 ^f壬何光的準(zhǔn)直。通過將準(zhǔn)直器布置^Nl鄰的^H^面之間的區(qū)域中，使得 光導(dǎo)中的M光導(dǎo)的平面中、且垂直于反射'1^^面元件陣列的延伸部分的方向 上準(zhǔn)直，從光導(dǎo)板出射的光將在該方向上準(zhǔn)直。這種準(zhǔn)直器典型地是漏斗形的。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，至少兩個準(zhǔn)直器可以在所述兩個相鄰的表面元件之 間的間隔中并排形成，其中所述兩個準(zhǔn)直器由開i文性空隙分離。
當(dāng)準(zhǔn)直器由光導(dǎo)板材料制成，并ibf目鄰準(zhǔn)直器之間的間隔由開放性空隙形 成時，全內(nèi)^Jt可能在準(zhǔn)直器的光導(dǎo)材料與開放性空隙之間的分界面。因此， 更少損失的瓦射可以在這些分界面中發(fā)生，從而提高了設(shè)備的光利用效率。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，重定向箔可以布置在所述光導(dǎo)的所述前表面，所述 重定向箔具有面向所述前表面的棱鏡面的表面。
在第二方面，同樣，本發(fā)明還涉及一種如上所述的光導(dǎo)板?，F(xiàn)在將參照示出本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的附圖來更詳細(xì)地描i^^發(fā)明的 這個和^fe方面。
圖la示出本發(fā)明的發(fā)JB殳備的一個實(shí)施例。
圖lb示出圖la的細(xì)節(jié)。
圖lc用透視圖示出圖la的實(shí)施例。
圖2示出本發(fā)明的發(fā)充設(shè)備的另一個實(shí)施例。
務(wù)沐實(shí)施方式
本發(fā)明在一個方面涉及一種fct設(shè)備，其包括至少一個光導(dǎo)板和至少一個 布置用于發(fā)射光i4^光導(dǎo)板的發(fā)光二玟管。在另一個方面，本發(fā)明涉及這種光 導(dǎo)板本身。雖然下面的實(shí)施例描述了一種發(fā)光設(shè)備，但是關(guān)于在已經(jīng)描述的發(fā) 光設(shè)備中的光導(dǎo)板的所有細(xì)節(jié)^it用于本發(fā)明的光導(dǎo)板方面。
在圖la-c中示出了本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的典型實(shí)施例，并且所itt光設(shè)備 包括光導(dǎo)板100和多個發(fā)光J^及管110。
光導(dǎo)板100是至少部分:feit射的(例如，半透明乃至透明)，并且例如由 透明材料(比如，光學(xué)透明玻璃、陶瓷或塑料材料)制成。P腿A(聚曱基丙烯 酸甲酯)和聚碳酸酯是合適的塑料材料的實(shí)例。
光導(dǎo)板100 ^J^上平坦的板，其具有面向 >設(shè)備內(nèi)部的后表面101和 面向i殳備的^見察者的前表面102。
在光導(dǎo)板100中，布置了多個相互間隔開的反射'^^面元件103。陣列在 光導(dǎo)板IOO的平面中沿著方向L延伸。
典型地，^H"面元件103表示平坦且相對比較薄(即，與光導(dǎo)板的厚 度相比較薄)的表面。
如圖lc所見，反射'^^面元件103在光導(dǎo)板100的平面中垂直于陣列方 向L的方向上5l伸。而且，^Jt'l"錄面元件103連接到后表面101，但在該實(shí) 施例中其與前表面102分離。因此，^寸錄面元件從光導(dǎo)板的后表面開始向 里延伸，但不完全到達(dá)前表面。因此，在光導(dǎo)板100的厚度的方向上(即，從 后表面到前表面)，光導(dǎo)板被分為兩個部分朝向后表面101的下半部分，其 中，設(shè)置有^H"錄面元件103;以及朝向前表面102的上半部分，其中，沒 有設(shè)置這種^H錄面元件103。
^Jt性表面元件103進(jìn)一步:^M目對于板的前和后表面是不平行的，從而元件具有面向光導(dǎo)板100前表面102的前側(cè)104，以及面向光導(dǎo)板100后表面101 的后側(cè)105，并JJL件布置成 一個元件103的后側(cè)105面向相鄰元件103，^j 前側(cè)104。
儲'I"錄面元件103的陣列可以是典型;^線性(例如，矩形)光導(dǎo)板中 的線性陣列。在這種線性陣列中，M，^4面元件103典型 目互_^^上共面。 然而，本發(fā)明不限于此，并且陣列可以是比如用于圓形光導(dǎo)板中的圓形陣列(在 該情況下，陣列的方向L沿著圓形光導(dǎo)的周邊)?？蒦f^， M'^4面元件 103與光導(dǎo)的前和后表面之間的角可以在不同表面元件103之間變化。
;^J^l管110布置威發(fā)射ii^兩個相鄰的J^H錄面元件103、 103， 之間所形成的區(qū)域111中的光，從而區(qū)域111位于一個元件103的后表面105 與兩個元件中另一個103'的前表面104之間。
ii^該區(qū)域111的所接收iMit^^Jt性元件103、 103，中至少一個上的 反射、和/或可選i4itit^M立于所述區(qū)域的后表面101部分上的M、或者通 過直M到前表面而沒有^Jt來朝向光導(dǎo)的前表面102傳播。
楔形部分。該第一楔形部分在光導(dǎo)板的高度方向上準(zhǔn)i光。 ' ^
方向L從小于用于TIR (全內(nèi)反射)的:界角的角度(相對于前k面102)口到 大于用于TIR的臨界角的角度(這可以發(fā)生在LED與光導(dǎo)光學(xué)接觸時，或當(dāng)LED 光沒有沿著方向L瞄準(zhǔn)時)來準(zhǔn)直任何光。因此，通過該第一楔形部分將光捕 獲敘光導(dǎo)。
區(qū)域lll的剩^分斜目鄰的^N^^面元件103，與前表面102之間形成 相對的第4形。該第1形去準(zhǔn)直(de-collimate)光，^H吏得itj^表面102 處從光導(dǎo)中泄漏出，而不是準(zhǔn)直。
以低于全內(nèi)M (TIR)的臨界角的角;tA射到光導(dǎo)板100的前表面102 上的iy^到光導(dǎo)板"卜。然而，從LED發(fā)出的-"^分光將以高于TIR的臨界 角的角y^v射到前表面上，并且因此將朝向光導(dǎo)板的后表面反射。
在當(dāng)前描迷的實(shí)施例中，由于在前表面102與^H錄面元件103之間存 在間隙，(即，上述頂部)，所以來自一個LED的光(最初在一對相鄰的^f 寸錄面元件103、 103，之間的某一區(qū)域111中經(jīng)過)可以在前表面上^Jti^ 另一個在另一對狄4錄面元件103、 103，之間形成的區(qū)域111，。
在前表面102上M回光導(dǎo)板內(nèi)的光最,在^H錄面的前側(cè)104上再一次朝向前表面102 ^。由于^^H^4面元件103的前側(cè)104朝向前表面102 形成角度，所以在表面102上的后續(xù)入射角將不同于先前的入射角，并且光將 在光導(dǎo)中傳播，直到它最^^到光導(dǎo)"卜。
在前表面與M'li^面元件之間的開口 (opening)允許來自一個LED的 光散布在大部分光導(dǎo)上。
M'l^面元件可以包括反射鏡107，以實(shí)5LSJt，或者可以如對圖la 詳述的圖lb所示，可i^包括在元件103的前側(cè)104與后側(cè)105之間的槽 (slot)。
這種槽106 (即，^M^H錄面元件的前側(cè)到后側(cè)的距離)應(yīng)當(dāng)?shù)湫偷鼗?本上比在波導(dǎo)中傳播的光的波長更寬。而且，這種槽106典型地是空的(空氣) 或填M具有^^上低于光導(dǎo)板材料折射率的折射率的材料。因此，在M性 表面元件103的側(cè)104、 105上允許全內(nèi)j^，從而產(chǎn)生顯著地?fù)p失更少的反 射。
M鏡107可以布置在槽106內(nèi)，比如在表面元件的前側(cè)或后側(cè)之間或在 其中之一上，從而反射以低于全內(nèi)M的臨界角的入射角入射到^H錄面元 件上的光。
^"""個發(fā)光^f及管(LED) 110布置用于發(fā)射^兩個相鄰的^H錄面 103、 103，之間的區(qū)域111中的光。LED 110可以布置在光導(dǎo)板100的后表面 101上或發(fā)射到光導(dǎo)板100的后表面101上。典型地，LED容納在布置于后表 面101中的凹槽109內(nèi)，或者才莫制到光導(dǎo)板的后表面101內(nèi)。
通過將LED 110模制到光導(dǎo)100內(nèi)，LED與光導(dǎo)光學(xué)接觸，并且絲效地 摔給敘光導(dǎo)。
如圖lc所示，多個(兩個或更多)LED110、 110，可以布置用于發(fā)射光進(jìn) 入在兩個相鄰M性表面元件103、 103，之間的相同單個區(qū)域111中。這兩個 或更多個LED110、 110，并排布置，以形成沿著光導(dǎo)平面中的延伸部分、并垂直 于^H錄面元件103、 103，陣列的延伸部分L延伸的行。LED110、 110'的行
可以用作i^伸的線性光源。
LED110、 110，的行可以包括;^射不同顏色光的LED。例如，這種行可以包 括一個或多個組(每一組包括比如紅色、綠色和藍(lán)色LED)，用于形成顏色可 變的發(fā)iti殳備。
所有類型的LED都可以用在本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備中，所述LED包括但不限于 側(cè)發(fā)光和頂發(fā)光LED、基于無機(jī)、有枳糸聚合的LED、以;^^射在光的可見、
10UV和IR波長范圍內(nèi)的光的LED。
與LED的電連接和熱連接可以經(jīng)底側(cè)101或經(jīng)^Jt器103。 LED還可以安 絲a寸錄面元件103上，并且赫-"^模制到光導(dǎo)板100中。
一些光可以無意地經(jīng)光導(dǎo)M表面101旨出光導(dǎo)板。M'I14面108可 以布置在后表面101的后側(cè)，以便于將這些M射回光導(dǎo)板，從而提高光的利 用效率。
該表面108可以含有用于到LED的電氣布線或熱接觸的孔。
沿著元件陣列的延伸部分L計(jì)算的兩個相鄰^H錄面元件103、 1Q3，之 間的距離(即，陣列的間距)典型地為大約一厘米或氣垔米，比如從大約O. 5 到30cm，典型地為從l到10cm。
對于當(dāng)前所^J I的低功率LED，大約l-2cm的這種間距，以;Sj t于當(dāng)前所 4吏用的高功率LED，大約3-6cm的這種間距，已經(jīng)證明是有用的。然而， LED效率和流明/封裝(package)的增加，該間距將來也可以增加。
沿著陣列的延伸部分L，間距可以是恒定的，或者可以替換地變化。
光導(dǎo)板的厚度(即，從其后表面到前表面的距離)""*為大約數(shù)毫米，比 如從大約1到大約20鵬，典型地從大約2到大約10 ram。然而，厚度取決于LED 的高度和反射'l"錄面元件的間距。LED變，小，將便于光導(dǎo)越薄。另一方面， 每封裝的光量增加，并且由此間距可能增加。因此，厚度既可以比上^度更 小、又可以比其更大。
-"^1， ^H錄面元件的高度(沿著板的厚度計(jì)算)為M度的大約10% 到100% (即，從后表面到前表面)，典型地為從大約30%到大約70%。
當(dāng)幼小錄面元件103話表面101完全延伸(100% )到前表面102時， 將不會;^^來自布置斜目鄰區(qū)域111、 lll，中的LED的光，而^5l僅;^^來自布 置W目同間隔中的LED的光。
光導(dǎo)100的前表面102與^H^面元^牛103的前側(cè)104之間的角;U 地為大約幾度，比如從大約2°到大約20° ，典型地在從大約4°到大約10 °的范圍內(nèi)。
"""^:地，更小的角度提供更好的準(zhǔn)直。然而，如M定LED的高度(例如， 當(dāng)LED模制到光導(dǎo)板的后表面內(nèi)時)和間距，那么當(dāng)角度太小時，LED將不再 適合在^JH錄面元件與光導(dǎo)板的后表面之間。在示出了好結(jié)果的一個典型實(shí) 施例中，^H錄面元件的陣列間距是1.8Scm，光導(dǎo)板的厚y^3mm，反射性 表面元件延伸到2ram的高度(66.7%)，并JL^H錄面元件與光導(dǎo)板的前表面之間的角度為6。。
典型地，沿著陣列方向L計(jì)算的^性表面元件103的延伸部分，大約與 沿著相同方向計(jì)算的兩個相鄰M性表面元件的距離(即間距)相同。然而， 該延伸部分可以略大于間距(從而產(chǎn)生重疊的^Hi4面元件)，或者可以可 ^R^略小于該間距。
光導(dǎo)板的上述設(shè)計(jì)在光導(dǎo)板的平面內(nèi)、且垂直于^Hi^面元件103陣列 的延伸部分L的方向上不產(chǎn)生4^f可顯著的準(zhǔn)直。
因此，在本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的第二典型實(shí)施例中，如圖2所示，用于在該 方向上準(zhǔn)直光的準(zhǔn)直器220并入光導(dǎo)板的設(shè)計(jì)中。
準(zhǔn)直器220布置在LED 110之前(即，在LED與光導(dǎo)板的前表面之間的光 路中，并錄兩個相鄰的幼'l"錄面元件(103， 103，)之間的間隔(space) 中。
準(zhǔn)直器由^JH錄面元件103的后側(cè)105、光導(dǎo)板的后表面101以及由從 光導(dǎo)板的后表面101延伸到^H錄面元件的后側(cè)105的側(cè)壁221所P艮制。
準(zhǔn)直器220是漏斗形(funnel shaped)的，從而側(cè)壁221之間的距離隨 著到LED的距離而增加。側(cè)壁221典型地^^H生的。
當(dāng)準(zhǔn)直器220中的光在其側(cè)壁221上M時，在光導(dǎo)的平面中、且垂直于 ^f性表面元件103陣列的延伸部分L的方向上，光的角M減少，即，在該 方向上準(zhǔn)直光。
典型地，多個(多于一個)準(zhǔn)直器220、 220，在兩個相鄰反射性表面元件 103、 103，之間的相同區(qū)域111中并排:N^目鄰設(shè)置，以準(zhǔn)直來自分離的LEDllO、 11 O，的光或來自分離的LED組的光。
形成側(cè)壁221的一種方式^^布置分離相鄰準(zhǔn)直器220、 220，的空隙(void) 222。空隙222應(yīng)該是空的(空氣、真空、其他氣體)或填充有具有鉢上低 于光導(dǎo)板材料折射率的折射率的材料。隨后，側(cè)壁221形成為光導(dǎo)材料與空隙 220之間的分界面，并且因此，全內(nèi)M可能在側(cè)壁221上，從而在這些表面 上導(dǎo)致顯著地?fù)p失更少的M。
除了提供非常高效的反射之外，準(zhǔn)直器220、 220，可以容易地在注模 (injection-molding)步驟中形成。
可替^i也，鏡面可以模制到光導(dǎo)板材料內(nèi)，以形成側(cè)壁221。
將這種準(zhǔn)直器220引入到光導(dǎo)板的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了發(fā)光設(shè)備，^R供在光導(dǎo)板 的平面中所有方向上^皮準(zhǔn)直的光。
12對于本領(lǐng)域的技#員將顯而易見的是，來自如

圖1和2所示的發(fā)光設(shè)備 的光，典型地將以相對于前表面102的法線明顯的角度、經(jīng)其前表面102離開 光導(dǎo)板ii^卜界環(huán)境。
例如，這樣的發(fā)光設(shè)備在其懸掛在墻上時可以很好地適合用于照亮天花
板，或在布置在天;^i上時用于照亮墻壁，以;sj^用于在其中需要^從前表面法 ^j^射出光的，目的。
然而，在某些應(yīng)用中，期望的是，將離開光導(dǎo)板的光進(jìn)行重定向，例如以 獲得具有在或接近于光導(dǎo)板前表面的法線的主方向的光。
因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，并且如圖la所示，重定向片300可以布置 在前表面102處，以接收經(jīng)前表面102離開光導(dǎo)板100的光，以便于重定向該 光的主方向(main direction)。
這樣的重定向片300的一個實(shí)例包括半透明材料(即，塑料、陶瓷或玻璃) 片，其具有面向光導(dǎo)板100前表面102的棱柱曲面301。
在實(shí)施例中，棱柱曲面301包括一列相互平行的^( protrusion) 302。 為了高效率，狄302有利地M上平行于光導(dǎo)板100的^JH錄面元件103。
典型地，^ 302具有三角形截面，有在20°到70°范圍中(優(yōu)選地為 40° )的頂角。^ 302 "-^:地以明顯小于^H錄面元件103間距的間距(兩 個相鄰?fù)黄鹬g的距離)形成。典型地，^ 302的間距在大約50到500 "m 的范圍內(nèi)。
^ 302可以進(jìn)一步i^目對于前表面102的法線不對稱，以便于將來自光 導(dǎo)板的光引導(dǎo)ii/v沿著前表面法線的平均方向(mean direction)。對于不對 稱的^ 302， ^的中心線與前表面102的法線不平行。
本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備和光導(dǎo)板可以用在適當(dāng)?shù)腲f可應(yīng)用中。非限制性的典型 領(lǐng)域的使用包括在用于通常照明應(yīng)用(如在家庭、辦公室、汽車等等)和用 于顯示設(shè)備的背光照明的發(fā)光體中使用，或者用作通常照明應(yīng)用(如在家庭、 辦公室、汽車等等)的和顯示設(shè)備的背光照明的發(fā)光體。例如，這樣的發(fā)光體 可以包括一個或多個本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光設(shè)備，包括光導(dǎo)板(100)和至少一個發(fā)光二極管(110)，所述板(100)包括后表面(101)、相對的前表面(102)和布置在所述后表面(102)與所述前表面(103)之間的多個相互間隔開的反射性表面元件(103，103’)的陣列，其中所述反射性表面元件(103，103’)相對于所述后表面(101)和前表面(102)是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前側(cè)(104)和面向所述后表面(101)的后側(cè)(105)，反射性表面元件(103)的后表面(105)面向相鄰反射性表面元件(103’)的前表面(104)，以及所述至少一個發(fā)光二極管(110)布置成發(fā)射光進(jìn)入兩個相鄰的所述反射性表面(103，103’)之間的區(qū)域(111)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光設(shè)備，其中所iiA^射'l"錄面元件(103, 103，) 與所述前表面(102)分離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的發(fā)光設(shè)備，其中所ii^射'f錄面元件(103， 103，) ^^目互共面的。
4. 根據(jù)前a利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中至少一個所i^gJH錄 面元件(103 )包括在其所述前側(cè)(104 )與所述后側(cè)(105 )之間的槽(106 )。
5. 根據(jù)前ii^又利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中在所ii^JH錄面元件 (103， 103，)的所述前表面(104)和所ii^表面(105)的一個或多個處，或布置在所述前表面(104)和所述后表面(105)之間，布置有鏡子(107)。
6. 根據(jù)前i^又利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中所述至少一個發(fā)光4 管布置在位于所述兩個相鄰的反射'^J^面元件(103， 103，)之間的所ii^表面(101)中的凹槽(109)內(nèi)。
7. 根據(jù)前^利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中所述至少一個發(fā)光^ l 管(110)與所述光導(dǎo)板(100)光學(xué)接觸。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中所述至少一個發(fā)光^ L 管(110)模制到在所述兩個相鄰的^IH生表面元件(103， 103，)之間的所述 光導(dǎo)板(100)內(nèi)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中^性表面(108)布 置在所述后表面(101)處。
10. 根據(jù)前i^又利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中多于一個發(fā)光J^及管(110, 110，)發(fā)射iti^兩個相鄰的^g^H錄面元件(103， 103，)之間的單 個間隔中。
11. 根據(jù)前i^利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中所i^Jt性表面元件 (103， 103，)的前側(cè)(104)與所述前表面(102)形成在從1°到20°的范圍內(nèi)的角度。
12. 根據(jù)前m利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中至少一個準(zhǔn)直器(220) 在兩個相鄰的^H錄面元件(103， 103， A間的間隔中形成,所述準(zhǔn)直器(220) 布置在發(fā)射進(jìn)入所述間隔中的光的發(fā)光二極管(110)之間的光路中，并且用 于至少在所述光導(dǎo)的平面中、且垂直于第一方向(L)的方向上準(zhǔn)直光，所述 ^Hi4面元件(103， 103，)的陣列在該第一方向上延伸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光設(shè)備，其中所述準(zhǔn)直器(220 )是漏斗形的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13的發(fā)光設(shè)備，其中在所述兩個相鄰表面元件 (103, 103，)之間的所述區(qū)域(111)中并排形成至少兩個準(zhǔn)直器(220， 220，)，并且其中所述兩個準(zhǔn)直器(220， 220，)由開i文性空隙(222 )分離。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備，其中重定向箔(300 )布置 在所述光導(dǎo)的所述前表面處，所述重定向箔具有面向所述前表面(102)的棱 鏡面的表面(301)。
16. —種光導(dǎo)板(100 )，其包括后表面(101)、相對的前表面(102 )和 布置在所it^表面(102)與所述前表面(103)之間的相互間隔的反射'f4^面 元件(103， 103，)陣列，其中所il^H錄面元件(103， 103，)相對于所i^r表面(101 )和前表面(102 ) 是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前側(cè)(104)和面向所#表 面(101)的后側(cè)(105)，以及的前表面(104)。
17. —種發(fā)光體，其包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求1至15中任意一項(xiàng)的發(fā)光設(shè)備。
全文摘要
提供了一種發(fā)光設(shè)備，其包括光導(dǎo)板(100)和至少一個發(fā)光二極管(110)。相互間隔的反射性表面元件(103，103’)陣列布置在所述后表面(102)與所述前表面(103)之間。反射性表面元件(103，103’)相對于所述后表面(101)和前表面(102)是非平行的，并且具有面向所述前表面(102)的前側(cè)(104)和面向所述后表面(101)的后側(cè)(105)。反射性表面元件(103)的后表面(105)面向相鄰的反射性表面元件(103’)的前表面(104)。至少一個發(fā)光二極管(110)布置用于發(fā)射光進(jìn)入兩個相鄰的所述反射性表面元件(103，103’)之間的區(qū)域(111)。因?yàn)榉瓷湫员砻嬖挥诠鈱?dǎo)內(nèi)，所以光導(dǎo)板的后表面和前表面二者都可以制得平坦。該平坦的表面可以容易地保持清潔，免受灰塵和污垢。
文檔編號G02B6/00GK101529291SQ200780038689
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者M·C·J·M·維森伯格, W·L·伊澤曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司