CN101294682A - 面状照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种侧光型面状照明装置(22)，包括透明树脂板(24)、布置在透明树脂板(24)的一个主表面处的反射器(26)和配置在朝向透明树脂板(24)的一个末端而形成的光源空间(50)中的光源(42)，其中反射器(26)包括具有矩形形状的主体部(26A)和在主体部(26A)周边边缘形成以从该周边边缘突起的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)，穿过位于透明树脂板(24)的周边边缘的内侧并离开该周边边缘的部分来形成狭缝(52/52、54和56/56)，并且其中通过透明树脂板(24)的狭缝(52/52、54和56/56)嵌入反射器(26)的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)。

Description

面状照明装置
技术领域
本发明涉及侧光型面状照明装置(spread illustrating apparatus)，并且具体地涉及具有与外壳框架一体化形成的导光板的面状照明装置。
背景技术
液晶显示器(LCD)器件在外形、体积和重量上都很小，因此广泛地应用于很多种类的电子装置例如移动电话和个人计算机中。由于LCD器件的液晶(LC)自身不发光，当在不能获得太阳光或室内照明的黑暗环境中使用LCD器件时，需要照明装置作为照明设备以照明所述液晶。而且，由于在不断小型化的同时需要LCD器件具有增大的屏幕尺寸，因此需要照明装置减小尺寸和功率消耗。
为了减小照明装置尺寸和功率消耗，使用点光源如发光二极管(LED)作为照明装置的光源，并且最优化布置光源、导光板和照明装置其它的构成部件以高效地利用从光源发出的光。
例如，在图7中所示的侧光型面状照明装置包括用于发光的LED 2、具有矩形形状和适合于接受来自LED 2的光并产生照明的光的导光板1、以及由白树脂制成的并适合于将LED 2和导光板1布置在适当位置的外壳框架(housing frame)7。在取向正交于具有LED 2的端表面8的导光板1的各侧表面11和12处形成的突起12a和12c，同时在取向平行于导光板1的侧表面11和12的外壳框架7的各内侧表面处形成凹陷20a和20c，并且导光板1的突起12a和12c分别接合适配于外壳框架7的凹陷20a和20c，由此将导光板1紧密地保持在外壳框架7内的适当位置处(例如，参见日本专利申请公开No.2005-302485)。
然而，在上述的接合结构中，在导光板1和外壳框架7之间必须提供预定的间隙，并且必须采取措施以弥补由于间隙的存在所导致的光损失。而且，由于外壳框架7的白树脂的反射比小于由反射膜构成的反射器如增强镜面反射器(ESR)(例如，参见日本专利申请公开No.H9-506837)的反射比，由此导致光损失，还必须考虑采取措施以弥补这样的光损失。而且，当接合结构外形进一步减小时，其总刚度降低，并且导光板1的突起12a和12c还可能与外壳框架7的凹陷20a和20c脱离。
为了克服在图7中所示的导光板1和外壳框架7的接合结构的中发现的光损失、刚度劣化和脱离问题，提出了一种一体化结构，其中为了实现整个装置所需要的机械强度同时实现进一步缩小外形的目的，将导光部分421和外壳框架部分422一体化形成为如图8所示的一个部件，其中导光部分421包含以预定距离远离光源410布置的图案化的区域426(例如，参见日本专利申请公开No.2006-285171)。
在图8中所示的一体化结构中，由于外壳框架部分422是由与用于导光部分421的相同的树脂材料制成，因此具有高的透光率，来自光源410的光穿过外壳框架部分422并由此射出。为了防止光通过外壳框架部分422射出，沿着导光部分421和外壳框架部分422之间的界面提供狭缝状的开口空间425以完全反射来自光源410的光。然而，由于通常用作导光部分421和外壳框架部分422的一体化结构的树脂材料的聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯具有约1.5的折射率，因此意味着具有相对大的临界角，根据结构设计，可能会损失大量以小于临界角的角度照射在狭缝状的开口空间425上的光，这导致无法防止光通过外壳框架部分422并且然后射出。
在上述的情况下，如果将反射膜附着在外壳框架部分422的外表面以防止光由此射出，必须利用一些合适的方法将该反射膜固定于外壳框架部分422上。例如，如果使用双面胶带来固定，则其粘合层吸收光，这是不希望的。即使通过除使用双面胶带以外的任意其它方法将反射膜适当地固定，光在通过外壳框架部分422时也会不可避免地被吸收。
发明内容
鉴于上述问题做出了本发明，并且本发明的一个目的是提供侧光型面状照明装置，其具有导光部分和外壳框架部分的一体化结构并且可成功地小型化，使得保持必要的机械强度同时防止光从外壳框架部分处射出，由此减少光损失。
根据本发明的一方面，提供一种面状照明装置，该照明装置包括透明树脂板、布置在所述透明树脂板的一个主表面处的反射器和布置在朝向透明树脂板的一个末端而形成的光源空间中的光源，其中所述反射器包括具有矩形形状的主体部和在所述主体部的周边边缘形成并从该周边边缘突起的折叠部，穿过位于所述透明树脂板的周边边缘的内侧并离开该周边边缘的部分来形成狭缝，并且其中通过所述透明树脂板的狭缝嵌入所述反射器的折叠部。
在本发明的所述方面中，反射器的折叠部和透明树脂板的狭缝可位于朝向具有光源空间的透明板的第一末端、与具有光源空间的第一末端相对的透明树脂板的第二末端、以及正交于具有光源空间的第一末端的透明树脂板的两侧。
在本发明的所述方面中，透明树脂板的狭缝在所述一个主表面处的宽度可以大于其在与所述一个主表面相反的另一个主表面处的宽度。
在本发明的所述方面中，限定透明树脂板的各狭缝的两个壁的至少一部分相对于所述透明树脂板的厚度方向可以是倾斜的。
在本发明的所述方面中，光源空间可以是位于透明树脂板的周边边缘的内侧并且离开该周边边缘的通孔。
而且，在本发明的所述方面中，反射器的至少一个折叠部可以独立于主体部来形成。
在如上所述包括与外壳框架一体化结合的导光板的侧光型面状照明装置中，保持了必要的机械强度，并同时防止光从外壳框架部分射出，因此减少光损失同时成功地实现小型化。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的面状照明装置的透视分解图；
图2A是图1中的面状照明装置的正视图，图2B是图1中的面状照明装置的顶视图，图2C是图1中的面状照明装置的后视图，图2D是图1中的面状照明装置的右侧视图，图2E是图1中的面状照明装置的底视图；
图3是图1面状照明装置沿着在图2B中所示的线A-A的截面图；
图4A是图1的面状照明装置的反射器的展开平面图；图4B是边缘部分弯曲的图4A的反射器的侧视图；
图5是与图4A的反射器组装的图1的面状照明装置的透明树脂板的截面图；
图6A、6B和6C是在图5的透明树脂板中形成的各狭缝的变化实例的截面图；
图7是其中导光板和外壳框架分离的传统面状照明装置的有关部分的透视图；
图8是其中导光板与外壳框架一体化的传统面状照明装置的示意性顶视图。
具体实施方式。
将参考附图对本发明的一个示例性实施方案进行描述。
参考图1，根据本发明的一个实施方案的面状照明装置22基本包括作为光源的发光二极管(LED)42、透明树脂板24、通过胶带28固定于透明树脂板24的底表面(一个主表面)的反射器26、布置在透明树脂板24的顶表面(另一个主表面)的光扩散片30、以及在所述顶表面侧依次相互叠置的棱镜片32、棱镜片34和光屏蔽片36。图1进一步显示用于光屏蔽片36的保护膜38，该保护膜38是暂时使用的并且当液晶面板附着在光屏蔽片36上时被除去。透明树脂板24包括光源空间50(后面将描述)，其中将安装装配于柔性印刷电路(FPC)40上的LED42。面状照明装置22还包括在LED 42的底部布置的反光带44、在LED42的顶部配置的反光带46和在反光带46上布置的黑垫片带(blackspacer tape)48，该黑垫片带48用作克服在LED 42附近的亮度不均匀性的防范措施。
根据本实施方案的透明树脂板24通过模塑工艺由聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯制成，并且一体化地包括作为导光板的导光部分24A和外壳框架部分24B，如在图2A至2E以及图3中所示。适合于使得LED 42稳固地安装在其中的上述光源空间50由通孔构成，该通孔在透明树脂板24的边缘的内侧并离开该边缘形成。参考图3，在截面中透明树脂板24具有阶梯外形，具体地，其在导光部分24A处的厚度小于在外壳框架部分24B处的厚度，由此反射器26在底部表面基本齐平地放置同时光扩散片30和棱镜片32和34齐平且适当地保持在上表面上。
上述反射器26是厚度为0.065mm的ESR膜。参考图4A，反射器26包括矩形的主体部26A和在其边缘弯曲的折叠部26B/26B、26C和26D/26D，其中折叠部26B/26B布置在位于朝向透明树脂板24的光源空间50的边缘处，折叠部26C布置在与具有折叠部26B/26B的边缘相对的边缘处，并且折叠部26D/26D分别布置在与具有折叠部26B/26B的边缘正交的边缘处。再次参考图2B和2E，在沿着透明树脂板24的周边边缘并且靠近该周边边缘的部分处形成狭缝52/52、54和56/56，其中设置狭缝52/52、54和56/56使得分别对应于弯曲的折叠部26B/26B、26C和26D/26D，由此可以将弯曲的折叠部26B/26B、26C和26D/26D适当地分别嵌入狭缝52/52、54和56/56，如在图5中所示(仅仅显示了26D/26和56/56)，因此实现固定的联接。反射器26还包括在具有折叠部26B/26B的边缘处形成的突出部26E，从而延伸以覆盖光源空间50的底部，由此将两个折叠部26B和26B分开。
在图5中所示例子中的狭缝52/52、54和56/56具有沿着深度方向的均匀的宽度(仅仅显示狭缝56/56)，但是本发明不限于这样的狭缝结构，狭缝52/52、54和56/56在透明树脂板24的顶部的宽度可以小于在其底部的宽度，如在图6A、6B和6C中所示。在图6A/6B中，限定狭缝56(561/562)的两个壁的任一个相对于透明树脂板24的顶表面和底表面是倾斜的，而对于其它壁是垂直的，并且在图6C中，限定狭缝56(563)的两个壁都沿各自相反的方向倾斜。在这点上，在图6B和6C的例子中，反射器26的折叠部26D可以根据在图6B/6C中所示的狭缝56(562/563)处倾斜的壁的倾斜角来初始地弯曲，或者作为替代，其可以首先对于如图6A所示的主体部26A以90度角弯曲，并且然后有弹性地变形至倾斜角。
虽然没有显示，但是在狭缝处的壁不必以如图6A、6B和6C所示的直线来完全倾斜，而是可以部分倾斜，或者可以是完全或者部分曲线化。而且，反射器26的折叠部26B/26B、26C和26D/26D以及透明树脂板24的狭缝52/52、54和56/56在顶视图(图2B/2E和图3)中不必形成为平行于透明树脂板24的周边边缘线，而是可以根据面状照亮装置22的待照亮的LC面板的形状、亮度分布等进行最优布置。另外，折叠部26B/26B、26C和26D/26D或者突出部26E不必如上所述地与主体部26A一体化形成，而是可以适当地独立于主体部26A来形成。
根据本实施方案的面状照明装置22仅仅包括一个LED 42作为光源，但是本发明不限于这样的光源布置，而是可以将两个或更多LED42与必要数目的光源空间50结合。
现在将对根据本实施方案的面状照明装置22的优点进行描述。
由于反射器26附着于透明树脂板24的底部，使得反射器26的折叠部26B/26B、26C和26D/26D分别嵌入透明树脂板24的狭缝52/52、54和56/56，反射器26可以相对于透明树脂板24可靠和精确地定位。而且，反射器26的折叠部26B/26B、26C和26D/26D通过狭缝52/52、54和56/56一直嵌入，所述狭缝在透明树脂板24的内部并且基本上一直沿着其周边边缘设置，因此反射板26的折叠部26B/26B、26C和26D/26D适于基本反射所有从LED 42发射并引入透明树脂板24的导光部分24A的光，由此防止光进入透明树脂板24的外壳框架部部分24B，因此确保防止光从透明树脂板24周边边缘表面的每个部分漏出。
当狭缝52/52、54和56/56配置为在透明树脂板24的顶表面的宽度小于其在底表面的宽度而由此形成横截面逐渐变细的结构时，可以毫无困难地将折叠部26B/26B、26C和26D/26D嵌入狭缝52/52、54和56/56，而且调整折叠部26B/26B、26C和26D/26D的尖端部以在透明树脂板24的顶表面与狭缝52/52、54和56/56接合。因此，改善了生产率，并且提高了联接强度。此外，由于折叠部26B/26B、26C和26D/26D更可能与狭缝52/52、54和56/56的壁紧密接触，因此可增强在折叠部26B/26B、26C和26D/26D处的有效反射比。
由于用于容纳LED 42的光源空间50形成在透明树脂板24的周边边缘内侧并且离开该周边边缘，因此LED 42布置在透明树脂板24的周边边缘内侧并且离开该周边边缘，由此将从LED 42发出的光高效地引入透明树脂板24的导光部分24A并且可有效地利用。
当反射器26的折叠部26B/26B、26C和26D/26D中的至少一个是独立于主体部26A形成时，增加了选择反射器26的制造工艺及其材料的自由度，并且可以以良好平衡的方式提高反射效率，同时可以降低材料和制造成本。
本发明人对根据本发明的一个实施方案的面状照明装置22和对比实施例的面状照明装置的中央亮度、平均亮度和亮度均匀性进行了比较，其中本发明的实施方案的面状照明装置22具有提供有折叠部26B/26B、26C和26D/26D的反射器26，而对比实施例的面状照明装置具有相当于反射器22的反射器，但是没有折叠部26B/26B、26C和26D/26D。对比结果表明面状照明装置22对对比实施例的中央亮度、平均亮度和亮度均匀性分别为：2501cd/m2对1938cd/m2；2442cd/m2对1862cd/m2；和74.4％对57.9％。因此，证实了在面状照明装置22中，有效地防止了从透明树脂板24的外部边缘表面漏光。

Claims (6)

1.一种面状发光装置(22)，包括透明树脂板(24)、布置在所述透明树脂板(24)的一个主表面处的反射器(26)和布置在朝向所述透明树脂板(24)的第一末端形成的光源空间(50)中的光源(42)，
其特征在于所述反射器(26)包括具有矩形形状的主体部(26A)和在所述主体部(26A)周边边缘处形成以从所述周边边缘突起的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)，穿过位于所述透明树脂板(24)的周边边缘的内侧并且离开所述周边边缘的部分来形成狭缝(52/52、54和56/56)，通过所述透明树脂板(24)的狭缝(52/52、54和56/56)嵌入所述反射器(26)的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)。
2.根据权利要求1所述的面状照明装置(22)，其中所述反射器(26)的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)和所述透明树脂板(24)的狭缝(52/52、54和56/56)位于朝向透明板(24)的具有所述光源空间(50)的所述第一末端、与具有所述光源空间(50)的所述第一末端相反的透明树脂板(24)的第二末端、以及正交于具有所述光源空间(50)的所述第一末端的透明树脂板(24)的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的面状照明装置(22)，其中所述透明树脂板(24)的狭缝(52/52、54和56/56)在第一主表面处的宽度大于其在与所述第一主表面相反的第二主表面处的宽度。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的面状照明装置(22)，其中限定所述透明树脂板(24)的每一个狭缝(52/52、54和56/56)的两个壁的至少一个部分相对于所述透明树脂板(24)的厚度方向是倾斜的。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的面状照明装置(22)，其中所述光源空间(50)是位于所述透明树脂板(24)的周边边缘的内侧并且离开所述周边边缘的通孔。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的面状照明装置(22)，其中所述反射器(26)的折叠部(26B/26B、26C和26D/26D)中的至少一个独立于所述主体部(26A)形成。
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