CN102575831A

CN102575831A - Led面发光罩、照明装置以及显示装置

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Publication number: CN102575831A
Application number: CN2011800038304A
Authority: CN
Inventors: 土井元裕; 石井龙仁; 汤浅英治
Original assignee: SATO LIGHT INDUSTRIAL Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: SATO LIGHT INDUSTRIAL Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2031-05-27
Also published as: JP5372176B2; EP2578931A4; EP2578931A1; WO2011152326A1; KR20120080204A; MX2012010877A; EP2578931B1; JPWO2011152326A1; US8657457B2; US20120250318A1; BR112012030282A2; CN102575831B; KR101474083B1

Abstract

本发明提供一种LED面发光罩、照明装置以及显示装置。照明装置，LED面发光罩(1)由树脂成形体构成，具备向面光源前方反射光的主反射器(2)、和具有向该主反射器方向反射来自LED光源(4)的光的反射面的副反射器(3)，主反射器具有能够配置LED光源的开口部(2a)，并且以使由副反射器反射的反射光向面光源前方射出的曲面形状形成，副反射器配置在形成于主反射器的开口部上方，副反射器的反射面相对上述开口部面具有倾斜，从而即使使用了指向性强的LED光源也能够通过简易的方法进行面发光。

Description

LED面发光罩、照明装置以及显示装置

技术领域

本发明涉及LED面发光罩、使用了该LED面发光罩的照明装置以及显示装置。

背景技术

使用了发光二极管(以下，称为LED)等指向性强的光源的照明装置正在得到实用化。但是，由于LED的指向性强，所以难以使用1个LED光源在宽范围的面上得到均匀的亮度分布。

以往，作为在液晶显示面板的正下方配置的正下型面光源装置，已知如下的面光源装置(专利文献1)：在导光板的后表面凹设光源插入部，并在该光源插入部中容纳光源，在光源的前方设置光反射面，使从光源向前方射出的光在光反射面反射而使其朝向光源插入部的侧壁面。

另外，作为以LED为光源的车用灯具，已知如下车用灯具(专利文献2)：具备使光向灯具前方射出的主反射器、使开口部面对该主反射器而向主反射器内投入LED的光的投光单元、以及配置于主反射器内的空间部而使投光单元的投光向主反射器方向反射的副反射器。

专利文献1：日本特开平10-82916号公报

专利文献2：日本特开2000-270009号公报

发明内容

但是，在以往的LED照明装置中，由于LED的指向性强，所以为了设为具有均匀的亮度的面发光照明装置，需要配置多个LED。另外，在专利文献1中使用了导光板，所以照明效率有可能降低通过导光板的量。在专利文献2中，为了使LED光向灯具前方射出，需要在LED上使用内透镜、或者将副反射器配置到该透镜的大致焦点位置，从而存在无法通过简易的方法得到具有均匀的亮度的面发光照明装置这样的问题。

本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种LED面发光罩、照明装置以及显示装置，即使在使用了指向性强的LED光源、并且为个数少的LED光源的情况下，也能够通过简易的方法得到面发光照明装置。

本发明是用于通过覆盖LED光源而将该LED光源变换为面光源的LED面发光罩。

该LED面发光罩由树脂成形体构成，具备向面光源前方反射光的主反射器、和具有向该主反射器方向反射来自LED光源的光的反射面的副反射器，主反射器具有能够配置LED光源的开口部，以使由副反射器反射的反射光向面光源前方射出的曲面形状形成，副反射器配置在形成于主反射器的开口部上方，副反射器的反射面被配置为相对上述开口部面具有倾斜。

构成本发明的LED面发光罩的树脂成形体是使用了金属模具的一体成形品。

另外，相对面光源面的副反射器投影面积小于等于主反射器的开口部的面积。

另外，副反射器具有用于与主反射器连结的支撑柱，该支撑柱是柱径剖面具有至少一对平行线的多边形，并配置成相对该平行线的中线沿着从LED光源放射状地放出的光的光轴方向，连结主反射器和副反射器的支撑柱的主反射器侧基部的柱径剖面大于副反射器侧的柱径剖面。特别地，该支撑柱的柱径剖面是四边形，相对构成四边形的一对平行线的最大长度，平行线以外的边的长度小于2/3。

构成本发明的LED面发光罩的副反射器具有反射面，该反射面由在LED光源向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的多面体或者倒圆锥面构成。特别地，是多面体，该多面体是以下的(1)、(2)或者(3)、或者它们与(4)的组合的形状。

(1)具有由在LED光源向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的四面体构成的反射面，处于光源侧的顶点处的光轴方向剖面是V字型的形状。

(2)具有由在LED光源向上方放射的光的光轴上具有顶点的四面体构成的反射面，上述顶点处的光轴方向1个剖面是V字型的形状，与该剖面交叉的方向的剖面是倒V字型的形状。

(3)关于副反射器，反射面的侧面以及背面中的至少1个面是具有规定的曲率的面。

(4)对副反射器的反射面实施使光的反射率提高的处理。作为使光的反射率提高的处理，能够例举出金属膜等的反射涂覆、镀覆、涂饰等。

本发明的LED照明装置配置有LED光源、和以使该光源位于LED面发光罩的开口部的方式配置的上述本发明的LED面发光罩。

另外，在壳体内配置LED光源、和LED面发光罩，在壳体前表面设置有功能性膜。特别地，功能性膜是光扩散膜、或者层叠了该光扩散膜、和亮度上升膜和/或光反射减轻膜的层叠膜。

本发明的显示装置使上述LED照明装置成为1个显示段。

本发明的由树脂成形体构成的LED面发光罩具备向面光源前方反射光的主反射器、和具有在该主反射器方向反射来自LED光源的光的反射面的副反射器，配置在设置于主反射器的开口部上方的副反射器的反射面被配置为相对开口部面具有倾斜，所以能够经由副反射器向主反射器方向高效地反射从LED光源射出的光。其结果是，从主反射器反射的光不是点光源而是成为面光源。即，通过用本发明的LED面发光罩覆盖指向性强的LED光源，能够将作为点光源的LED光源变换为面光源。

另外，由于LED面发光罩是使用了金属模具的一体成形品，所以进一步使相对面光源面的副反射器投影面积小于等于开口部的面积，从而从成形金属模具的脱模变得容易，作为树脂成形体的LED面发光罩的成形性提高。

另外，连结副反射器和主反射器的支撑柱的柱径剖面是具有至少一对平行线的多边形，且配置成相对该平行线的中线沿着从LED光源放射状地放出的光的光轴方向，所以不易对光线造成影响，能够将来自LED光源的光高效地用于照明。

另外，支撑柱的主反射器侧基部的柱径剖面是四边形，构成该四边形的一对平行线以外的边的长度小于所述平行线的最大长度的2/3，所以进一步地，支撑柱的主反射器侧基部的柱径剖面大于副反射器侧的柱径剖面，因此向成形金属模具的树脂注入变得容易，还能够充分确保成形品的强度。因此，能够得到不但满足光学特性而且成形形变少、质量稳定的LED面发光罩。

构成LED面发光罩的副反射器(1)具有由在LED光源向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的四面体构成的反射面，处于光源侧的顶点处的剖面是V字型的形状，或者，具有(2)由在LED光源向上方放射的光的光轴上具有顶点的四面体构成的反射面，上述顶点处的1个剖面是V字型的形状，与该剖面交叉的方向的剖面是倒V字型的形状，或者，(3)副反射器的反射面的侧面和/或背面是具有规定的曲率的面，所以能够将来自作为点光源的LED光源的光高效地反射到主反射器的反射面。

另外，由于对副反射器的反射面实施金属膜等的反射涂覆、镀覆、涂饰等使反射率提高的处理，所以能够更高效地向主反射器的反射面反射。

本发明的LED照明装置包括LED光源、和以使该光源位于LED面发光罩的开口部的方式配置的上述本发明的LED面发光罩，所以能够通过简易的方法将作为点光源的LED光源变换为面光源。因此，能够通过少的LED光源得到没有亮度不均匀的面光源照明。

通过并用功能性膜，能够得到更加没有亮度不均匀的面光源照明。

本发明的显示装置因为将1个LED光源变换为面光源，所以能够通过少的LED光源制造显示装置。

附图说明

图1是示出LED面发光罩的整体的立体图。

图2是示出照明装置的分解立体图。

图3是示出金属模具分割构造的图。

图4是从面光源面方向观察副反射器看到的平面图。

图5是支撑柱的竖立设置方向剖面图。

图6是示出树脂充填时的金属模具内树脂压力的时间历程变化的图。

图7是具有四角锥形状的反射面的副反射器的构造图。

图8是使用了副反射器时的光线图。

图9是具有其他形状的反射面的副反射器的构造图。

图10是使用了图9的副反射器时的光线图。

图11是在四角锥形状的反射面的背面设置了规定的曲率的副反射器的构造图。

图12是示出对LED照明装置的发光面亮度分布进行测定而得到的结果的图。

图13是示出实施例1的发光面亮度分布的图。

图14是示出比较例1的发光面亮度分布的图。

图15是实施了层次印刷的光扩散膜的立体图。

图16是照明装置的设计面放大剖面图。

图17是由7个显示段构成的显示装置的平面图。

(符号说明)

1：面发光罩；2：主反射器；3：副反射器；4：LED光源；5：壳体；6：基板；7：金属模具；8：功能性膜；9：粘接层；10：显示装置；11：显示面

具体实施方式

图1是示出本发明的一个实施方式的LED面发光罩的整体的立体图。LED面发光罩1是用于得到具有长方形的发光面的LED照明装置的面发光罩。

面发光罩1是针对长方形的发光面在长度方向上将2个副反射器3配置成一列的例子，包括向面光源前方反射光的主反射器2、和具有向该主反射器2方向反射来自LED光源4的光的反射面的副反射器3。另外，能够在面发光罩的周围设置用于形成长方形的发光面的壳体5。在壳体5中，根据发光面的形状，发光面能够采用圆形、角形、任意形状等各种形状。另外，LED光源4设置于基板6上，该基板6的形状能够根据LED的数量以及配置采用任意的形状。

另外，为了保护主反射器2以及副反射器3，进而得到均匀的面亮度，能够在壳体5前表面设置光透射性或者半光透射性的功能性膜8。

图2示出表示用LED面发光罩1覆盖LED光源4的状态的分解立体图。

在图2中，LED光源4安装于基板6。另外，作为LED光源4，除了表面安装型LED光源以外，还能够使用炮弹型LED光源。在本发明中，由于是使光向宽范围扩散的构造，所以能够优选使用表面安装型LED光源。

LED光源例如能够使用红色、绿色以及蓝色等单色系LED、白色系LED、或者具备红色系LED、绿色系LED以及蓝色系LED的RGB型的LED。

如图2所示，仅通过将LED面发光罩1载置到安装于基板6的LED光源4上，就能够将LED光源4变换为面光源。

另外，LED面发光罩1也能够仅使用一体成形的主反射器2以及副反射器3。

另外，能够将主反射器2、副反射器3以及壳体5一体成形而作为LED面发光罩1。另外，能够在壳体5的上表面设置光透射性或者半光透射性的功能性膜8而作为LED面发光罩1。

主反射器2以及副反射器3能够通过使用了金属模具的树脂成形制造为一体成形品。图3示出用于将主反射器2以及副反射器3一体成形的金属模具分割构造。

在金属模具7中，通过使固定侧型板7a以及可动侧型板7b对接而形成空腔7c，并通过省略了图示的通道向空腔7c内注入树脂7d。

在本发明中，使相对面光源面的副反射器投影面积小于等于主反射器的开口部2a的面积。例如，在图3中的金属模具分割构造中，使反映副反射器投影面积的距离7e小于等于反映主反射器的开口部2a的面积的距离7f。

通过采用上述金属模具分割构造，在使固定侧型板7a以及可动侧型板7b对接了时，在对接面(PL)7g中，金属模具彼此的滑动构造消失，金属模具的制造变得容易。因此，能够削减金属模具的生产成本，并且提高树脂成形时的生产稳定性。

副反射器3具有用于与主反射器2连结的支撑柱3a。在图1中，1个副反射器3被4个支撑柱3a支撑。另外，虽然支撑柱3a的个数没有限制，但为了充分得到光学特性以及成形品的强度优选为2个或者4个。

图4是从面光源面方向观察副反射器3、即从图1上方观察LED面发光罩1的平面图，为了便于说明，LED光源4用实线来表示。在图4(a)中，支撑柱3a的配置在副反射器3的边方向，在图4(b)中，支撑柱3a的配置在副反射器3的顶点方向，无论哪一个都示意地示出了支撑柱3a的配置状态和从LED光源4放射状地放出的光的光轴方向。

支撑柱3a的柱径剖面是长方形，被配置成连接该长方形的两短边的中点的线3b沿着从LED光源4放射状地放出的光的光轴4a方向。

另外，柱径剖面为长方形是指包括图4(b)所示的形状。特别地，在副反射器3的顶点方向上配置支撑柱3a的配置的情况下，能够使金属模具形状简化，能够削减树脂成形加工成本。

另外，在图4中设柱径剖面为长方形，但只要是具有至少一对平行线的多边形且平行线的中线沿着光轴即可。例如，能够例示剖面形状为五边形、梯形、平行四边形。

支撑柱3a有可能妨碍从LED光源4放射状地放出的光，所以优选尽可能减小其柱径剖面形状。但是，如果考虑树脂的成形性、所得到的树脂体的机械性的强度等方面，则优选设为与主反射器2同等的厚度。

因此，为了满足光学特性、成形性这两方面，使支撑柱3a的柱径剖面为长方形，并配置成连接该长方形的两短边的中点的线3b成为沿着光的光轴方向4a的方向。

通过配置成沿着光轴方向4a的方向成为线3b、并使柱径剖面成为长方形，具有增加支撑柱3a的厚度而提高成形性的效果、和将光的损失抑制为最小限的效果。另外，通过使支撑柱3a的柱径剖面成为长方形并增加厚度，还能够加强副反射器3的支撑。

图5是支撑柱3a的竖立设置方向剖面图，图5(a)是示出在LED光源4上载置了LED面发光罩1时的状态的图，图5(b)是示出向金属模具中的形成支撑柱3a的空腔内注入树脂的过程的图。

副反射器3通过支撑柱3a而与主反射器2一体成形。另外，以能够将副反射器3配置在安装于基板6上的LED光源4上的方式，在主反射器2侧设置开口部2a。仅以使LED光源4位于开口部2a内的方式在基板6上载置LED面发光罩，LED光源4就成为以主反射器2为光放射面的面光源。

支撑柱3a的主反射器侧基部3c的柱径剖面大于副反射器3侧的柱径剖面3d。能够通过使支撑柱3a的与LED光源4对向的面具有倾斜来实现。

通过设为图5(a)所示的剖面构造，具有成形时的金属模具脱模性提高的效果、以及由于支撑柱的体积的减少而减少阻碍光的要素并能够提高光学性能的效果。

另外，如图5(b)所示，支撑柱的主反射器侧基部为厚度厚的一侧，所以在成形时的充填过程中，从主反射器2向支撑柱3a，易于使树脂如箭头R所示地从支撑柱3a流入副反射器3，能够避免充填不足的不良等一体成形时的担忧。

图6示出成形时的树脂充填时的金属模具内树脂压力的时间历程变化。图6(a)是主反射器2以及副反射器3的部分放大立体图，图6(b)～图6(d)示出图6(a)中的M点以及N点处的金属模具内树脂压力的时间变化。在图6(b)中，以剖面是长方形的情况为例子，示出[长边/短边]＝[1/1]的情况，图6(c)示出[长边/短边]＝[1.5/1]的情况，图6(d)示出[长边/短边]＝[2/1]的情况。

将支撑柱3a剖面的短边长度设定成使光的损失成为最小限并且能够成形的厚度(0.4mm)，并对在使主反射器2侧基部的柱径剖面的长边长度成为短边的1倍、1.5倍、2倍时对支撑柱2部位(M以及N)施加的树脂压力进行比较。

如图6(b)所示，在剖面是长方形的情况下，在长边以及短边相等时，对支撑柱中央部(N)施加的压力大致是10MPa。接下来，如图6(c)所示，使长边成为短边的1.5倍时的压力在同样的支撑柱中央部(N)处是35MPa。接下来，如图6(d)所示，使长边成为短边的2倍时的压力成为35MPa，而与使长边成为短边的1.5倍相同。另外，可知与长边和短边相等时相比施加有3.5倍的压力。通过增大树脂压力，树脂到达至副反射器3，能够防止收缩(shrink)、短路(short)、破损(shot)等成形不良。另外，如图6(c)以及图6(d)所示，通过使长边成为短边的1.5倍，与设为2倍时几乎没有差别。如果考虑副反射器的支撑强度，则优选为[长边/短边]＝[1.5/1]以上、即相对一对平行线的最大长度使平行线以外的边的长度小于2/3。如果考虑副反射器的支撑强度，则优选为[长边/短边]＝[1.5/1]～[2/1]。

开口部2a的大小是考虑LED光源4的外形尺寸以及焊锡尺寸而确定的。其中，在设置壳体5的情况下，开口部2a的尺寸优选为小于等于壳体5的壁面间尺寸。

另外，副反射器3的反射面3f优选为大于等于不与LED光源4的表面相接的高度0.1mm、并且小于等于壳体5的开口部高度。

对于能够用于本发明的树脂，只要是能够通过射出成形等一体成形法成形的树脂，就能够使用。例如，能够举出在丙烯、聚碳酸酯、环烯烃、聚芳酯、聚苯乙烯等合成树脂材料中调配了充填剂的材料，该填充剂在成形后作为合成树脂板而赋予高反射性。

作为优选的树脂材料，能够举出在聚碳酸酯树脂中调配氧化钛粉末等白色充填剂并调配阻燃剂、聚硅氧烷(organopolysiloxanes)、氟系树脂类等，减少光透射性并提高了光反射性的树脂材料。

从LED光源4射出的光被副反射器3的反射面反射。该反射面相对形成于主反射器2的开口部2a面具有倾斜地配置于开口部2a上方。通过使反射面具有倾斜，能够使来自LED光源4的光向主反射器2方向反射。

作为反射面，能够设为在LED光源向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的多面体或者倒圆锥面。在它们中，作为反射面，优选易于控制反射光的多面体，特别优选为四面体。

根据图7～图11，说明副反射器3的反射面构造。

图7是具有由在LED光源4向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的四面体构成的反射面3f、并具有处于光源侧的顶点处的光轴方向剖面是V字型的形状的反射面的、即具有在LED光源4的光轴上具有顶点A的四角锥形状的反射面3f的副反射器3的构造。在图7中，与副反射器3一体地成形的支撑柱3a被省略。图8(a)以及(b)示出从LED光源4射出的光的光线图。

在图7中，在开口部2a中心配置有LED光源4，并且露出固定LED光源4的基板6。基板6的光的反射率低而吸收光，所以进入到开口部2a的光成为损失。

形成副反射器3，该副反射器3具有在配置于开口部2a中心的LED光源4的光轴上具有顶点A的四角锥形状的反射面3f，设定与LED光源4的指向性符合的最佳的角度α。通过调整该角度α，能够如图8(a)所示，使由副反射器3的反射面反射了的光反射到开口部2a以外的反射率高的主反射器2。

优选的角度α是大于等于1度且小于180度，更优选为120度～140度，角度γ是大于等于1度且小于180度，更优选为120度～140度。

由此，如图8(b)所示，通过使指向性高的LED光源4的光扩展至四方、并且作为主反射器2的形状而设定为使上述扩展到四方的光朝向发光面那样的形状，从而能够提高光的利用效率，能够得到削减了LED的使用个数的面发光。

在图9中，具有由在LED光源4向上方放射的光的光轴上具有顶点B的四面体构成的反射面3f，顶点B处的1个光轴方向剖面是V字型的形状，与该剖面交叉的方向的剖面是倒V字型的形状。在长方形的面光源的情况下，交叉的方向优选为正交，以使形成倒V字型的面朝向长度方向。在图9中，省略了与副反射器3一体成形的支撑柱3a。图10(a)、(b)以及(c)示出从LED光源4射出的光的光线图。

在图9中，在开口部2a中心配置有LED光源4，并且露出固定LED光源4的基板6。基板6的光的反射率低而吸收光，所以进入到开口部2a的光成为损失。

由在配置于开口部2a中心的LED光源4的光轴上具有顶点B的四面体形成副反射器3，设定与LED光源4的指向性符合的最佳的角度β以及γ。通过调整这些角度β以及γ，如图10(a)以及(b)所示，能够使由副反射器3反射的光反射到开口外的反射率高的主反射器2。

角度β大于180度且小于340度，优选为200度～240度，角度γ大于等于1度且小于180度、优选为120度～140度。通过设为这些角度，能够抑制光线向开口部2a方向逆向前进。

由此，如图10(c)所示，通过使指向性高的LED光源4的光扩展至四方、并且将主反射器2的形状设定为朝向发光面那样的形状，能够提高光的利用效率，得到削减了LED光源4的使用个数的面发光。

以下，说明图7以及图9所示的副反射器3的反射面构造的作用效果。

在图7所示的副反射器3中，如根据光线图(图8(b))可知，通过四角锥形状去除朝向开口部2a的光，使光向四方扩展而朝向主反射器2。因此，在该图7所示的副反射器3的情况下，有效得到纵横比相等的面发光。

对于图9所示的副反射器3的形状，在长方形的面光源的情况下，从排列有LED光源4的方向观察的长度侧面3f’是V型的形状，与图7所示的副反射器3的形状相同，但具有随着接近顶点B而远离LED光源4的方向的倾斜3g，这是与图7所示的副反射器3的倾斜3g相反的倾斜。

另外，从排列有LED光源4的方向观察的宽度侧面3f是倒V型的形状，这是与图7所示的副反射器3的侧面3f相反的形状。

在图9所示的副反射器3中，如从光线图(图10(c))可知，去除朝向开口部2a的光的情况与图7所示的副反射器3相同，但重要的特征在于，向LED光源4的排列方向(长度方向)反射光的反射量增加。由此，通过最佳地设定主反射器2的形状，针对向LED光源4的排列方向(长度方向)反射的光，在需要长条的面发光的情况下是有效的。

另外，在图7或者图9所示的副反射器3中，也可以对四面体的棱线以及顶点附加R形状。通过设为R形状，金属模具制作以及树脂成形体的金属模具脱模性变得容易。

另外，副反射器3的四面体的各反射面并非平面，而能够具有规定的曲率。通过具有曲率，能够增大或者减小朝向主反射器2的光的范围而进行微调整，面发光的均匀性提高。

在副反射器3中，能够使各反射面3f的侧面3f’以及反射面3f的背面3h成为具有规定的曲率的面。特别地，能够使反射面3f的背面3h成为具有规定的曲率的面。

图11是示出在反射面3f的背面3h设置了规定的曲率的例子的图。

通过在主反射器2以及副反射器3出的光反射，从而从各个反射面产生散射光。在散射光中，还存在与副反射器3的背面3h平行的光。因此，通过对副反射器3的背面3h附加曲率，能够使这些光反射到发光面侧。由此，光的利用效率提高。

另外，能够对副反射器3的反射面3f实施金属膜等的反射涂覆、镀覆、涂饰等使反射率提高的处理。

通过对副反射器3实施使反射率提高的处理，由副反射器3反射的光的正反射性提高。通过提高正反射性，副反射器3处的散射反射分量减少。如果在副反射器3处发生散射反射，则还产生一定量的朝向基板6侧的光，所以通过减少散射反射分量，能够防止光的损失。另外，具有光的控制变得容易而使面发光的均匀性提高的效果。

主反射器2的反射面只要是能够使从上述副反射器3反射的光射出到面光源前方的形状即可。优选为随着远离副反射器3，倾斜逐渐变陡的形状。另外，在长方形的面光源的情况下，优选为从宽度方向观察时反射面成为凹面的形状。

作为主反射器的反射面构造，例如，能够使用由下式构成的扩展多项式面(自由曲面)来成形。

[式1]

z = \frac{{cr}^{2}}{1 + \sqrt{1 - (1 + k) c^{2} r^{2}}} + Σ_{i = 1}^{N} A_{i} E_{i} (x, y)

上式是表示用x轴(发光面的宽度方向)、y轴(发光面的长度方向)确定的坐标轴的高度Z的式子。此处，c、r、k表示常数，A、E、N表示多项系数的数量、系数等。作为优选的值，是宽度方向(X方向)使用了(X²×Y⁰～X⁴×Y⁰)、对于长度方向(Y方向)使用了(X⁰×Y²～X⁰×Y⁶)的值的多项式面。

对于本发明的照明装置，仅通过以使LED光源位于开口部的方式，在LED光源上载置上述LED面发光罩就能得到照明装置。

另外，能够设置收纳上述照明装置的壳体。在设置壳体的情况下，能够如图2所示地，在壳体5前表面设置光透射性或者半光透射性的功能性膜8。功能性膜8使成为使用了本发明的LED面发光罩的照明装置的前表面的设计面的光学的诸多特性提高。

作为使光学的诸多特性提高的功能性膜8的例子，能够例举出光扩散膜、亮度上升膜、光反射减轻膜等。

光扩散膜使使用了本发明的LED面发光罩的照明装置的面发光的均匀性进一步提高。

作为光扩散膜的例子，能够例举出株式会社KIMOTO制、商品名LIGHT-UP、Nisshinbo公司制扩散膜、Keiwa株式会社制、商品名OPALUS、株式会社Tsujiden制扩散膜等。

另外，在光扩散膜中，通过使用使光扩散的树脂涂覆、印刷等，对成为基材的膜进行层次印刷并控制膜的透射率，能够进一步改善亮度不均。图15示出实施了层次印刷的光扩散膜的一个例子。图15是实施了层次印刷的光扩散膜8a的立体图。

针对光扩散膜8a，以在没有使用光扩散膜时的照明装置的设计面中从亮度高的部分8c向亮度低的部分8d逐渐调整亮度的方式，通过与扩散膜相同系色的油墨实施层次印刷。在照明装置的设计面中亮度低的部分8d是位于副反射器3的上方的部位，层次印刷是以使该部分8d处的透射率提高的方式进行印刷的。通过使用该光扩散膜，照明装置的设计面中的亮度分布变得更均匀。另外，对于层次印刷中使用的油墨颜色，也可以通过与扩散膜相同系色的透射形以及非透射形来构成。

通过使用光扩散膜8a，亮度分布变得均匀，但照明装置的设计面整体的亮度有时降低。

通过在光扩散膜8a的上部层叠亮度上升膜，能够提高由于光扩散膜8a而降低了的亮度。

亮度上升膜是在光透射性优良的膜的表面形成了精密的棱镜模式的膜，能够提高上述设计面的亮度。

作为亮度上升膜的例子，能够例举出3M公司制、商品名BEF系列、BEFRP系列、DBEF系列。

即使在光扩散膜8a上层叠光反射减轻膜也能够提高设计面的亮度。光反射减轻膜是光透射性以及挠性优良的膜，通过减轻光的反射，作为结果提高设计面的亮度。

作为光反射减轻膜的例子，能够举出INOAC公司制、商品名VISELA。

另外，在本发明中，作为能够层叠到光扩散膜8a上的膜，能够使用亮度上升膜、光反射减轻膜、或者亮度上升膜和光反射减轻膜的层叠膜。

图16示出将功能性膜8安装到本发明的照明装置的状态。图16是照明装置的设计面放大剖面图。

在壳体5的前表面，隔着粘接层9固定有功能性膜8(图16(a))。作为粘接层9，能够例举出双面粘接带、粘接剂等。

另外，在壳体5的前表面固定功能性膜8的情况下，能够不经由粘接层9，而使用超声波溶敷等来固定(图16(b))。

功能性膜8能够层叠光扩散膜8a和在该光扩散膜8a的表面的亮度上升膜8b(图16(c))。另外，能够在这些层叠膜表面进一步层叠光反射减轻膜。

本发明的LED照明装置能够通过少的LED光源得到没有亮度不均的面光源照明。另外，能够使该LED照明装置成为1个显示段来构成显示装置。图17示出显示装置的一个例子。图17是由7个显示段构成的显示装置的平面图。

在显示装置10中，在显示面11中按照8的字型配置有7个显示段1a～1g，通过使各个显示段点亮，能够显示数字等。例如，通过使显示段1a、1b、1c、1d、1e、1f点亮，能够表现数字0。通过使显示段之一成为上述LED照明装置，能够得到确保亮度并且均匀地发光的显示装置。

例如，在如电梯的显示器那样在发光部的上部还设置显示板以确保设计性、强度那样的产品中，能够将本发明的显示装置用作确保亮度并且均匀地发光的显示装置。

实施例

实施例1

用高反射性树脂材料一体成形了在面发光的开口部的大小是4×26mm、高度是7mm的壳体内配置有主反射器以及副反射器的LED面发光罩。

关于LED光源，以9mm间隔使用了2个具有160度的指向性的表面安装型LED光源。另外，关于副反射器，使用了图9所示的反射形状。

将副反射器的反射面至LED光源的距离设定为0.2～0.7mm。另外，在大致均等间隔地配置了LED光源的Y方向(开口部的长度方向)剖面中的副反射器的倾斜角度β是120～140度、正交的X剖面中的角度γ是200～240度的副反射器。

对于主反射器的反射面，在X方向以及Y方向上都随着接近端部而通过自由曲面形成了带有角度的曲率。另外，将底部开口部2a的宽度设定成比LED光源的纵横的尺寸宽0.1～0.4mm。

在表面安装型LED光源上载置上述LED面发光罩而得到LED照明装置。图12以及图13示出对该LED照明装置的发光面亮度分布进行测定而得到的结果。另外，图12所示的数据是将副反射器的反射面至LED光源的距离设定为0.5mm、将副反射器的倾斜角度β设定为130度、将角度γ设定为220度时的值。

如图12以及图13所示，得到示出在发光面整体上得到均匀的亮度的面发光的照明装置。

比较例1

除了将没有配置主反射器以及副反射器的、进行面发光的开口部的大小是4×26mm、高度是7mm的壳体简单地配置到实施例1中使用的LED光源上的以外，与实施例1同样地得到照明装置。图12以及图14示出对所得到的LED照明装置的发光面亮度分布进行测定而得到的结果。

如图12以及图14所示，没有在发光面整体上得到均匀的亮度。

实施例2

在实施例1中得到的LED照明装置的壳体前表面使用双面带粘贴有扩散膜(KIMOTO公司制、型号D207、光的透射率59％)。

所得到的照明装置呈现在发光面整体上得到均匀的亮度的面发光。

实施例3

相对实施例2中使用的扩散膜，对于没有使用光扩散膜时的亮度高的部分，层次印刷有用于以与亮度低的部分的透射率符合的方式降低透射率的半透射的油墨。通过超声波熔敷法，在实施例1中得到的LED照明装置的壳体前表面粘贴有该层次印刷后的扩散膜。

另外，对于没有使用光扩散膜时的亮度高的部分，即使为了以与亮度低的部分符合的方式降低透射率，而使用了以在点亮时不产生不均的方式层次性地无网点地印刷非透射的油墨而得到的扩散膜的情况下，也同样地呈现在发光面整体上得到均匀的亮度的面发光。

实施例4

在实施例2中使用的扩散膜的上表面层叠亮度上升膜(3M公司制、BEFll90/24)，并使用该层叠膜得到与实施例2同样的照明装置。所得到的照明装置呈现在发光面整体上得到均匀的亮度的面发光。

产业上的可利用性

本发明的LED面发光罩能够通过简易的方法将作为点光源的LED光源变换为面光源，所以能够扩大LED照明装置的利用范围。

Claims

1.一种LED面发光罩，用于通过覆盖LED光源而将该LED光源变换为面光源，其特征在于，

所述LED面发光罩由树脂成形体构成，具备向所述面光源前方反射光的主反射器、和具有向该主反射器方向反射来自所述LED光源的光的反射面的副反射器，

所述主反射器具有能够配置所述LED光源的开口部，并以使由所述副反射器反射的反射光向所述面光源前方射出的曲面形状形成，

所述副反射器配置于所述开口部上方，所述反射面被配置为相对所述开口部的面倾斜。

2.根据权利要求1所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述树脂成形体是使用了金属模具的一体成形品。

3.根据权利要求2所述的LED面发光罩，其特征在于，

相对所述面光源的面的该副反射器投影面积小于等于所述开口部的面积。

4.根据权利要求2或者3所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述副反射器具有用于与所述主反射器连结的支撑柱，该支撑柱是柱径剖面具有至少一对平行线的多边形，并配置成相对该平行线的中线沿着从所述LED光源放射状地放出的光的光轴方向，所述支撑柱的主反射器侧基部的柱径剖面大于所述副反射器侧的柱径剖面。

5.根据权利要求4所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述支撑柱的主反射器侧基部的柱径剖面是四边形，构成该四边形的除了一对平行线以外的边的长度小于所述平行线的最大长度的2/3。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述副反射器具有由在所述LED光源向上方放射的光的光轴上的光源侧具有顶点的多面体或者倒圆锥面构成的反射面。

7.根据权利要求6所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述多面体是四面体，所述顶点处的所述光轴方向剖面是V字型的形状。

8.根据权利要求6所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述多面体是四面体，所述顶点处的所述光轴方向1个剖面是V字型的形状，与该剖面交叉的方向的剖面是倒V字型的形状。

9.根据权利要求所述的LED面发光罩，其特征在于，

关于所述副反射器，所述反射面的侧面以及背面中的至少1个面是具有规定的曲率的面。

10.根据权利要求9所述的LED面发光罩，其特征在于，

所述背面是具有规定的曲率的面。

11.根据权利要求6～10中任一项所述的LED面发光罩，其特征在于，

对所述副反射器的所述反射面实施了使光的反射率提高的处理。

12.一种LED照明装置，包括LED光源、和以使该光源位于LED面发光罩的开口部的方式配置的LED面发光罩，其特征在于，

所述LED面发光罩是权利要求1～11所述的LED面发光罩。

13.一种LED照明装置，在壳体内，配置LED光源、和以使该光源位于LED面发光罩的开口部的方式配置的LED面发光罩，并在所述壳体前表面设置有功能性膜，其特征在于，

所述LED面发光罩是权利要求1～11所述的LED面发光罩。

14.根据权利要求13所述的LED照明装置，其特征在于，

所述功能性膜是光扩散膜。

15.根据权利要求14所述的LED照明装置，其特征在于，

所述光扩散膜是具有能够控制光的透射率的膜面的光扩散膜。

16.根据权利要求13所述的LED照明装置，其特征在于，

所述功能性膜是层叠了光扩散膜、和从亮度上升膜以及光反射减轻膜中选择的至少1个膜的层叠膜。

17.一种显示装置，使LED照明装置成为1个显示段，其特征在于，

所述显示段是权利要求12～16所述的LED照明装置。