CN101994956A - 平面照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种平面照明装置，该平面照明装置包括：导光板，通过以使多个单位导光板中相邻单位导光板的相对端面紧密地配置的方式配置该多个单位导光板而形成，该多个单位导光板均具有作为前表面的发光表面和作为后表面的反射表面；一个或两个以上的多个光源，配置在多个单位导光板的每一个的在多个单位导光板的配置方向上的第一侧面上；以及凹凸结构，配置在多个单位导光板的每一个的面对光源的第二侧面上，并且具有与发光表面的法线平行的边缘。

Description

平面照明装置
相关申请的参考
本申请包含于2009年8月11日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2009-186734中所涉及的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种通过连续配置多个单位导光板来执行大表面发光的平面照明装置。
背景技术
近年来，液晶显示面板、用于室内和室外的广告板、布告板等变得较大，因此，需要更大的导光板作为这些装置的背光。
然而，形成一块大导光板是困难的，并且形成大导光板的成本很高。因此，考虑通过连续配置多个单位导光板来形成大表面光源的方法。按照该方法，制作大表面光源比使用大导光板的方法更加容易，并且可实现成本降低。然而，在连续配置多个导光板以形成大表面光源的情况下，当大表面光源发射光时，从导光板之间的连接部泄漏出非常少量的照明光，导致在边界表面的散射，从而可能在连接部中产生亮线。
作为用于解决该问题的一种技术，例如，如在日本未审查专利申请公开第2007-213951号中所描述的，提出了以下技术，其中，作为单位导光板的连接部的薄端形成为与发光表面平行的凹凸形状，并且在单位导光板上配置扩散片，从而使从连接部之间的间隙泄漏的亮线分散。
发明内容
然而，即使单位导光板的薄端形成为与发光表面平行的凹凸形状，也没有充分抑制单位导光板之间的连接部(边界部)中的亮线产生，因此期望一种更有效地减少亮线产生的方法。
期望提供一种平面照明装置，其用于通过减少到达边界部的光量来抑制相邻单位导光板之间的边界部中的亮线产生。
根据本发明的实施方式，提供了一种平面照明装置，其包括：导光板，通过以使多个单位导光板中相邻单位导光板的相对端面紧密地配置的方式配置该多个单位导光板而形成，该多个单位导光板均具有作为前表面的发光表面和作为后表面的反射表面；一个或两个以上的光源，配置在多个单位导光板的每一个的沿多个单位导光板的配置方向的第一侧面上；以及凹凸结构，配置在多个单位导光板的每一个的面对光源的第二侧面上，并且具有与发光表面的法线平行的边缘。
在根据本发明实施方式的平面照明装置中，从光源(位于每个导光板的第一侧面上)发射的光在面对第一侧面的第二侧面上被凹凸结构反射向光源，因此，减少了朝向相邻导光板之间的边界表面的光量。
在根据本发明的实施方式的平面照明装置中，凹凸结构配置在每个导光板中面对光源的位置，所以光朝向相邻单位导光板之间的边界表面的移动是可控制的。从而，能够使单位导光板之间的光泄漏减少，并且能够抑制亮线产生。
从以下描述中，本发明的其他和进一步的目的、特征和优点将呈现得更加充分。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的平面照明装置的示意性构造的透视图。
图2是示出了导光板的反射表面的构造的侧视图。
图3是示出了包括根据第一实施方式的平面照明装置的液晶显示器的示意性构造的透视图。
图4是示出了现有技术中的导光板的平面图。
图5是示出了根据棱镜顶角的效果的图表。
图6是根据修改例的导光板的平面图。
图7是根据本发明第二实施方式的导光板的平面图。
图8是示出了导光板的反射表面的构造的侧视图。
具体实施方式
以下将参考附图详细描述优选实施方式。将以下列顺序给出描述。
第一实施方式
修改例
第二实施方式
第一实施方式
图1是示出了根据本发明第一实施方式的平面照明装置1的主要部分的构造的透视图。例如，平面照明装置1用作液晶显示器等的背光，并且在平面照明装置1中，通过以一行或两行以上紧密地配置多个单位导光板来形成导光板10。这里，将在下文描述由两个单位导光板11和12构成的导光板10。
在平面照明装置1中，在每个单位导光板11和12的沿单位导光板11和12的配置方向(X方向)的侧面S3(第一侧面)上配置光源13。单位导光板11和12每个均具有例如矩形平面形状，并且每个单位导光板11和12的后表面为反射表面S1，每个单位导光板11和12的前表面为发出发射光Lout的发光表面S2。
单位导光板11和12均将来自每个光源13的光传播并引导至发光表面S2。单位导光板11和12例如由玻璃材料形成，但单位导光板11和12也可以由能够传播来自光源13的光的任何其他材料形成。换言之，单位导光板11和12的材料不限于具有高透明性的材料，并且单位导光板11和12可以由其中散布了光散射微粒的光散射材料或光扩散材料形成。可以使用包括这种光散射微粒的任何材料，只要在发光表面获得期望的光学特性即可。这些材料包括丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、环状聚烯烃(COP)等。单位导光板11和12的形状、尺寸、折射率、密度、密度分布等可任意调整，以获得期望的特性。
例如，作为光源13，使用诸如LED(发光二极管)的点光源或诸如荧光灯的线光源。例如，可以根据每个单位导光板11和12的侧面的长度来调节用于每个单位导光板11和12的光源13的数目，而不具体限制该数目。
每个单位导光板11和12的面对光源13的侧面S4(第二侧面)具有凹凸结构14。凹凸结构14由具有与发光表面S2的法线平行的边缘的一个或多个棱镜14A构成。在该实施方式中，通过棱镜14A来控制从光源13到达侧面S4的光的反射方向，以减少到达单位导光板11和12之间的边界部的光量。
如图2所示，在每个单位导光板11和12的反射表面S1上配置有导光控制部16。导光控制部16控制从光源13进入到每个单位导光板11和12的光的引导。导光控制部16具有相对于光源13倾斜的倾斜表面(倾斜角α)，并且包括在X方向上延伸的多个凸出部16A。该倾斜角是面对光源13的倾斜表面与底面形成的角度。导光控制部16的凸出部16A可以以等间隔或者不等间隔配置。多个凸出部16A的倾斜角α彼此是相同的。例如，凸出部16A被配置为使得凸出部16A的高度H(从底面到凸出结构的顶部的距离)随着离光源13的距离增大而逐渐增大。
当配置这种导光控制部16时，能够形成整体上发光强度分布均匀的导光板。
图3示出了包括平面照明装置1的液晶显示器的示意性构造，并且该液晶显示器包括扩散片21和液晶面板22，它们位于由上述单位导光板11和12构成的导光板10上。
在根据实施方式的平面照明装置1中，当每个光源13发光时，光进入每个单位导光板11和12中。进入每个单位导光板11和12的光由具有导光控制部16的反射表面S1反射，以通过每个单位导光板11和12进行传播，然后，从每个单位导光板11和12的发光表面S2发射所述光，从而在平面照明装置1中执行表面发光。从发光表面S2发射的光通过扩散片21进入液晶面板22。
在该情况下，如上所述，当面对光源13的侧面S4具有平面形状时，到达侧面S4的光被反射，从而导致从单位导光板11和12之间的边界部15泄漏光。
另一方面，在该实施方式中，在每个单位导光板11和12的面对光源13的表面(侧面S4)上配置有由棱镜14A构成的凹凸结构14，所以如图4所示，控制了到达侧面S4的光的反射角，并且大部分光被反射向光源13。结果，减少了朝向单位导光板11和12之间的边界部15的光。
图5示出了根据棱镜14A的顶角，没有被反射向边界部15而从每个单位导光板11和12的发光表面S2提取的光的效率。在棱镜14A的顶角为180°(平面)的情况下，提取效率为1。从图5中可明显看出，棱镜14A的有效顶角在60°至110°的范围内，并且90°的顶角为最优选的。棱镜14A的表面可以涂覆有介电材料或者金属材料，或者可以在棱镜14A的表面上形成反射膜，从而进一步提高反射率。
如上所述，在该实施方式中，在每个单位导光板11和12的面对侧面S3(其上配置有光源13)的侧面S4上配置了凹凸结构14(棱镜14A)，所以到达侧面S4的光的反射角是可控制的。因此，能够减少在单位导光板11和12之间的边界部15中的光泄漏，从而能够抑制亮线产生。
此外，从光源13进入至每个单位导光板11和12并到达侧面S4的光(不从发光表面S2发射)被棱镜14A反射，从而返回至每个导光板11和12。这提供了再次从发光表面S2发射返回光的更多可能性，所以提高了光使用效率，并且提高了单位导光板11和12中的光提取效率。
修改例
在上述实施方式中，为每个单位导光板11和12配置一个光源13，但也可以配置任何数目的光源13。例如，如图6所示，可以为每个单位导光板21配置四个光源13。通过调整光源13的数目可获得所需的发光强度。
第二实施方式
图7示出了根据本发明第二实施方式的平面照明装置2的平面配置。在本实施方式中，在沿单位导光板11和12的配置方向的侧面S3和S4上分别配置有光源13A和13B，并且在每个侧面S3和S4上也配置有凹凸结构14(棱镜14A)。
在本实施方式中，如图8所示，在每个单位导光板11和12的反射表面S1上交替地配置两种凸出部17A和17B作为导光控制部17。然而，并非必须交替配置凸出部17A和17B。面对光源13A的凸出部17A的倾斜角和面对光源13B的凸出部17B的倾斜角是彼此相同的，并且凸出部17A和17B线对称。
在该实施方式中，光源13A和13B分别配置在侧面S3和S4上，所以能够增强发光强度，并且能够执行如在第一实施方式中的光控制。
尽管参考实施方式和修改例描述了本发明，但本发明不限于此，并且可以对其进行各种修改。例如，在面对光源13的侧面S4上的凹凸结构的形状不限于上述棱镜14A的形状，而该凹凸结构可以具有球形、梯形等，只要该凹凸结构具有将到达侧面S4的光反射至侧面S3的形状即可。此外，来自光源的光不限于可见光，并且可以为诸如红外光或者紫外光的不可见光，并且可以根据预期使用而进行改变。
本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (4)

1.一种平面照明装置，包括：
导光板，通过以使多个单位导光板中相邻单位导光板的相对端面紧密地配置的方式配置所述多个单位导光板而形成，所述多个单位导光板均具有作为前表面的发光表面和作为后表面的反射表面；
一个或两个以上的光源，配置在所述多个单位导光板的每一个的沿所述多个单位导光板的配置方向的第一侧面上；以及
凹凸结构，被配置在所述多个导光板的每一个的面对所述光源的第二侧面上，并且具有与所述发光表面的法线平行的边缘。
2.根据权利要求1所述的平面照明装置，其中，
所述凹凸结构具有棱镜形状。
3.根据权利要求2所述的平面照明装置，其中，
所述棱镜形状的顶角在60°至110°的范围内。
4.根据权利要求1所述的平面照明装置，其中，
所述光源和所述凹凸结构被同时配置在所述多个单位导光板的每一个的所述第一侧面和所述第二侧面上。
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