TW201802391A - 面狀發光模組及照明裝置 - Google Patents

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TW201802391A TW106107323A TW106107323A TW201802391A TW 201802391 A TW201802391 A TW 201802391A TW 106107323 A TW106107323 A TW 106107323A TW 106107323 A TW106107323 A TW 106107323A TW 201802391 A TW201802391 A TW 201802391A
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木下誠二
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可樂麗股份有限公司
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Abstract

本發明旨在抑制具備側面受光式導光體之面狀發光模組所產生的眩光。本發明為具備導光體(20)及光源(30a至30d)的面狀發光模組。導光體(20)係形成為具有受光面(21a)、偏向面(22)、發光面(23)的板狀。光源(30a至30d)以既定間隔排列於和偏向面平行的方向。偏向面具有彼此並行的複數條凹溝(25a至25d)。凹溝(25a至25d)係在從受光面附近朝受光面遠方的方向上依序配置。俯視觀察板狀時,凹溝(25a至25d)係呈流暢蛇行。在複數條凹溝(25a至25d)之間,蛇行的相位係彼此不規則地錯開。平行於受光面的法線及板狀開展之基準平面(27)的法線的剖面中,凹溝(25a至25d)之輪廓線的切線對基準平面(27)所形成的傾斜角係隨著凹溝(25a至25d)中深度之增加而單調地減小。這種傾斜角係對應深度而流暢地變化。

Description

面狀發光模組及照明裝置
本發明係關於面狀發光模組及照明裝置。
專利文獻1揭示有邊光(edge light)式照明裝置。這種照明裝置的分解立體圖已從該文獻予以援用並顯示於本案附圖的圖25。這種照明裝置1中,光線係從配置在導光板2之側面2a、2b側的發光單元3a、3b所具備的LED(發光二極體)8射入導光板2內。照明裝置1中,光線係從導光板2之主面2d射出。圖中,描繪有反射板4、擴散板5及設於主面2d的凸條7。
在圖25所示之導光板2的底面2c,以既定節距形成有複數道延伸於X軸方向的凹條6。藉由凹條6的作用,光線會在底面2c改變方向,而朝主面2d行進。藉由將凹條6的剖面形狀作成既定樣式,從斜向一邊改變視角一邊觀察照明裝置的主面2d時,可使主面2d上的亮度變化緩和。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 國際公開第2014/200096號
專利文獻2 日本特開2009-087916號公報
上述照明裝置中,使用如呈列狀的LED那樣保持間隔配置的光源時,容易產生眩光。以既定視角觀察主面時,眩光會被看成強發光部分與弱發光部分的差異。本案發明係以抑制具備側面受光式導光體的面狀發光模組所產生的眩光為目的。
[1].一種面狀發光模組,具備導光體及光源,前述導光體係形成為具有下列各面的板狀:側面,具受光面;下底面,具偏向面;及上底面,具發光面,前述受光面係和複數個前述光源相對向,前述光源係以既定間隔排列於和前述偏向面平行的方向,前述偏向面具有彼此並行的複數條凹溝,前述凹溝係在從前述受光面附近朝前述受光面遠方的方向依序配置,並且,俯視觀察前述板狀時,係呈流暢地蛇行,在前述複數條凹溝之間,前述蛇行的相位係彼此不規則地錯開, 在平行於前述受光面的法線與前述板狀擴展之基準平面的法線的剖面中,前述凹溝輪廓線的切線對前述基準平面所形成的傾斜角係隨著前述凹溝中深度的增加而單調地減小,並且對應前述深度而流暢地變化。
[2].如[1]之面狀發光模組,其中,前述傾斜角係在至少25度至65度的範圍內單調而流暢地變化。
[3].如[1]或[2]之面狀發光模組,其中,和前述受光面平行之面的配光曲線中,半值角為45°以上。
[4].如[3]之面狀發光模組,其中,前述半值角為60°以上。
[5].如[1]至[4]中任一項之面狀發光模組,其中,前述蛇行的蛇行寬度相對於前述蛇行的節距的比為0.06以上。
[6].如[1]至[5]中任一項之面狀發光模組,其中,前述蛇行中,前述凹溝與前述受光面形成之角度的最大值為20.7°以上。
[7].如[1]至[6]中任一項之面狀發光模組,其中,前述發光面具有彼此並行的凸條,而前述凸條係對前述受光面呈直角。
[8].如[1]至[7]中任一項之面狀發光模組,其中,前述輪廓線為V字形,而前述V字形的中心線係對前述基準平面呈直角。
[9].一種照明裝置,具備如[1]至[8]項中任一項之面狀發光模組,但不具備和前述發光面相對向的擴散材料。
[10].一種照明裝置,具備如[1]至[8]項中任一項的面狀發光模組,但不具備具有和前述偏向面相對向之非鏡面的反射材料。
本發明可抑制具備側面受光式導光體的面狀發光模組所產生的眩光。
1‧‧‧照明裝置
2‧‧‧導光板
2a、2b‧‧‧側面
2c‧‧‧底面
2d‧‧‧主面
3a‧‧‧發光單元
4‧‧‧反射板
5‧‧‧擴散板
6‧‧‧凹條
7‧‧‧凸條
19‧‧‧輪廓線
20‧‧‧導光體
21a、21b‧‧‧側面
22‧‧‧下底面
23‧‧‧上底面
24‧‧‧剖面
25a至25d‧‧‧凹溝
27‧‧‧基準平面
28‧‧‧中心線
29‧‧‧輪廓線
30a至30d‧‧‧光源
31a、31b‧‧‧光源群
33a、33b‧‧‧點
34‧‧‧切線
37a、37b‧‧‧視線
40‧‧‧照明裝置
41‧‧‧凸條
42‧‧‧反射材料
43‧‧‧擴散材料
45a、45b‧‧‧光源單元
圖1為面狀發光模組之立體圖。
圖2為剖面視圖之凹溝輪廓線示意圖。
圖3為凹溝輪廓線之切線示意圖。
圖4為照明裝置之立體圖。
圖5為面狀發光模組之俯視圖及前視圖。
圖6為俯視時之凹溝示意圖。
圖7為比較例1之發光面的觀察圖像。
圖8為比較例1之配光分布曲線圖。
圖9為比較例2之發光面的觀察圖像。
圖10為比較例2之配光分布曲線圖。
圖11為比較例3之配光分布曲線圖。
圖12為比較例4之發光面的觀察圖像。
圖13為比較例4之配光分布曲線圖。
圖14為比較例5之發光面的觀察圖像。
圖15為比較例6之發光面的觀察圖像。
圖16為比較例6之配光分布曲線圖。
圖17為實施例1之發光面的觀察圖像。
圖18為實施例1之配光分布曲線圖。
圖19為實施例2之發光面的觀察圖像。
圖20為實施例2之配光分布曲線圖。
圖21為實施例1、5及6之發光面的20°斜視的觀察圖像。
圖22為實施例1、5及6之發光面的30°斜視的觀察圖像。
圖23為面狀發光模組要點部分之一其他例的剖面圖。
圖24為照明裝置之一其他例的立體圖。
圖25為先前技術之照明裝置的分解立體圖。
發明的實施形態
本實施形態中,涉及到各種構成要素彼此構成的角度。2個要素彼此構成既定角度,或者所謂直角的表達用語、及類此的表達用語並不限定於這些2個要素係呈接觸或交叉狀態。
圖1係揭示面狀發光模組。面狀發光模組具備導光體20及光源30a至30d。面狀發光模組具有複數個光源,但其數目則不受限定。圖中係例示4個光源。
圖1所示的導光體20係呈板狀。該板狀具有側面21a、下底面22、及上底面23。為了便於說明,導光體20係在剖面24予以切開。導光體20所形成的板狀係沿基準平面27開展。
圖1所示的側面21a具有受光面。圖中,側面21a的整體為受光面。受光面也可為側面21a的一部分。側面21a所成的受光面係和光源30a至30d相對向。側面21a也可為曲面。
圖1所示的下底面22具有偏向面。整個下底面22的整體為偏向面。偏向面也可為下底面22的一部分。上底面23與側面21a、21b也可彼此形成直角。上底面23與側面21a、21b可彼此交叉,也可不交叉。
圖1所示的光源30a至30d係排列在和下底面22所形成的偏向面平行的方向。光源30a至30d較佳為以既定間隔排列。該間隔可為等間隔。
圖1所示的下底面22具有呈大致V字形凹條的凹溝25a至25d。下底面22係藉凹溝而發揮偏向面的功能。下底面22具有複數條凹溝,但其數目則不受限定。圖中例示了4條凹溝。凹溝25a至25d係彼此並行。凹溝25a至25d未彼此交叉。
圖1所示的凹溝25a至25d係從側面21a所形成的受光面附近朝該受光面遠方之方向依序配置。俯視觀察導光體20所形成的板狀時,凹溝25a至25d係呈流暢蛇行。凹溝25a至25d之間的蛇行相位係彼此不規則地錯開。要排除蛇行的影響時,凹溝25a至25d以彼此平行為佳。
圖1所示的上底面23具有發光面。圖中,整個上底面23皆為發光面。發光面也可為上底面23的一部分。上底面23與側面21a、21b也可彼此形成直角。上底面23與側面21a、21b可彼此交叉,也可不交叉。
圖1所示的剖面24係平行於側面21a所形成之受光面的法線。剖面24係平行於基準平面27的法線。圖中,剖面24係對側面21a及基準平面27呈直角。
圖2係在圖1所示之剖面24將圖1所示之凹溝25a作剖面觀察時的示意圖。和ZY平面平行的剖面上,凹溝具有輪廓線29。輪廓線29係流暢地彎曲。因而,凹溝係由呈流暢凹面的曲面所構成。
輪廓線29也可用二次函數來表示。輪廓線29具有將以點(spot)33a、33b為代表的點流暢連結而成的形狀。輪廓線29為大致V字形。大致V字形的最內裏部不必具有角度。最內裏部可為柔緩曲線,也可為平坦狀。
凹溝從其兩側接受光源光時,如圖2所示,該V字形的中心線28以對基準平面27呈直角為佳。換言之,中心線28以和Z軸平行為佳。此外,凹溝較佳為配置成在剖面上左右對稱。藉由這種態樣,即得以抑制射出光束的偏倚。
圖2所示的深度D(mm)係指自圖中下方朝上方向的深度。凹溝深度的最大值可設為0.002至0.1mm,但不限定於此。圖中凹溝深度的最大值為0.007mm。點33a的深度D係大於點33b的深度D。深度D的方向也可和Z軸平行。另外,輪廓線19為設於比較例之凹溝的輪廓線。
圖3係示意性揭示輪廓線29。切線34係在點33a接觸輪廓線29。切線34係對基準平面27形成既定角度,亦即,傾斜角I。傾斜角I為銳角。傾斜角I為在圖2所示之點33b、其他點及切線上其他位置點之中可特定的角度。
圖3所示之傾斜角I為深度D的函數。傾斜角I係隨著所欲特定之位置點在凹溝中深度D的增加而單調地減小。傾斜角I係對應深度D而流暢地變化。傾斜角I係在至少角度的既定範圍內單調且流暢地變化。在一個例子中,角度的既定範圍為25度至65度的範圍。較佳為40度至55度的範圍。
再返回圖2。凹溝的寬度H可設為0.003至0.2mm,但不限定於此。圖中,凹溝的寬度H為0.012mm。
也可如圖4所示地將其他構件附加在面狀發光模組而構成照明裝置40。圖4為照明裝置的一個例子,但本實施形態的照明裝置不限定於此。例如圖1所示的面狀發光模組也可直接使用作為照明裝置。照明裝置的設置方向並無限定。例如,也可將照明裝置40設置在天花板上,使上底面23所形成的發光面朝鉛直方向的朝下方向。
圖4所示的照明裝置40中,係以例如上底面23所形成的發光面作為具有凸條41之面。凸條41的高度為10至500μm,較佳為可設在10至50μm。凸條41的高度也可不固定。
圖4所示的凸條41的剖面可為橢圓弧形、圓弧形、拋物線形及多角形的任一形狀。圖中的凸條41為凸透鏡(lenticular)。圓弧可為半圓形。凸條41為凸透鏡時,凸條41的長寬比(aspect ratio)可依下述方式界定。描摹(trace)凸透鏡之垂直剖面所得之圓的半徑設為R,形成凸透鏡之圓弧的頂部至弦線的距離為r時,長寬比=r/2R×100(%)。此時,長寬比可設為大於10%且40%以下。凸條41對發光面或基準平面(圖1,基準平面27)的傾斜角可設為0至85°。
圖4所示的凸條41係彼此並行。凸條41彼此間的間隔可設為50至300μm。凸條41較佳為對側面21a、21b所形成的受光面呈直角。凸條41可設成和受光面之法線平行的直線狀。
此外,可設置反射材料42以覆蓋下底面22所形成的偏向面,但也可不設置。反射材料42的反射面亦可與偏向面相對向,並且可具有擴散性。具有擴散性的反射面例如為非鏡面。反射材料42也可為反射板。另一方面,藉由反射材料42所具有的非鏡面不和偏向面相對向,偏向面側的光能量損失可獲得抑制。再者,反射材料42的反射面也可為鏡面,並且和偏向面相對向。這種態樣也可獲致和上述相同的效果。
藉由不在照明裝置設置圖4所示的反射材料42,照明裝置也可從偏向面發光。從天花板懸吊設置這種照明裝置時,可以發光面照亮天花板下的空間,並且以偏向面照亮天花板。
再者,可設置擴散材料43以覆蓋圖4所示的上底面23所形成的發光面,但也可不設置。擴散材料43也可覆蓋導光體20的側端。擴散材料43可為擴散板,也可為擴散片。擴散材料43的厚度可為0.1至3mm。擴散材料43的表面可為鏡面。該表面也可具有細紋。
藉由不如圖4所示地設置和上底面23所形成的發光面相對向的擴散材料43,從發光面發出的光能量的損失即可獲得抑制。此外,也可使用透明材料來替代擴散材料43。透明材料可抑制光能量的損失,同時保護發光面。
擴散材料43賦設在照明裝置時,擴散材料43的全光線透過率(T.T)較佳為70%以上。擴散材料43的霧度值(haze value)較佳為80%以上。
如圖4所示,照明裝置40具有光源30a至30d的棒狀光源單元45a。導光體20又具有側面21b。側面21b係與側面21a相對。側面21a係和光源單元45b相對向。光源單元45b則夾介著導光體20而和光源單元45a相對。光源單元45b具有和光源單元45a同等的構成。因此,藉由光源單元45a、45b,可使上底面23所形成的發光面均勻地發光。
實施例 [導光體及光源]
圖5的上圖為面狀發光模組的俯視圖。圖5的下圖為面狀發光模組的前視圖。俯視圖及前視圖中, 導光體20的中央部已藉斷開線予以省略。俯視觀察時,導光體20具有正方形或長方形等形狀。
上述正方形的一邊長度可為600至1200mm。上述長方形的縱邊及橫邊長度可分別設在180至1200mm之間。例如,俯視觀察時的導光體20的形狀可設成橫邊為180(Y軸方向)、縱邊為1200mm(X軸方向)的長方形。以下的實施例及比較例中,俯視觀察時的導光體20具有縱橫600mm的正方形形狀。
圖5所示的導光體20的厚度可設為1至4mm。以下的實施例及比較例中,導光體的厚度為3mm。
圖5所示的側面21b與側面21a之間的長度係設為長度L。如上所述,長度L為600mm。圖中,導光體20的寬度係以長度L來表示。在這種寬度之中,導光體20具有以凹溝25a至25d為首的複數條凹溝。俯視圖中,凹溝25a至25d係以表示凹溝中心的基線(base line)來表現。俯視圖中,凹溝的外形已經局部省略。
圖5所示的以光源30a至30d為首的光源係分別由LED形成,並且構成光源群31a。光源群31b係夾介著導光體20位在光源群31a的相反側。光源群31b係和側面21b相對向。圖中,側面21b及側面21a所形成的受光面皆對上底面23所形成的發光面呈直角。如上述,線狀光源群31a、31b係配置在導光體20的側緣(side edge)。
圖5所示的上底面23所形成的發光面上有設置凸條(圖4中為凸條41)的情形。以下的實施例及 比較例中,上底面23所形成的發光面上設有長寬比(aspect ratio)為20%的凸透鏡。凸透鏡的高度為12.5μm、寬度為50μm、節距為50μm。
[凹溝的形狀]
如圖5所示,蛇行的凹溝25a至25d係呈流暢蛇行。在這些凹溝之間,蛇行的相位係彼此不規則地錯開。而且,如上所述,凹溝25a係以呈流暢凹面的曲面所構成(圖2)。凹溝之輪廓線的切線對基準平面所構成的傾斜角I係隨著凹溝中的深度D增大而單調地減小,並且因應深度D而流暢地變化(圖3)。
設於圖5所示之導光體20的凹溝形狀會影響面狀發光模組的眩光減低情況。圖6係示意性顯示俯視觀察時的凹溝25a之基線及輪廓線29。俯視觀察凹溝25a時,和凹溝25a的基線交叉的輪廓線29係連續地呈現。凹溝25a的蛇行形狀係呈所謂的正弦曲線。蛇行的形狀可為拋物線。
圖6所示的節距P為凹溝25a的蛇行節距。蛇行的節距P為所謂的蛇行的波長。蛇行寬度M為凹溝25a蛇行的寬度。蛇行寬度為所謂的蛇行振幅。
因圖5所示的凹溝以不彼此接觸為佳,凹溝彼此間的間隔較佳為大於蛇行寬度M(圖6)的2倍。凹溝中心間的間隔較佳為大於(蛇行寬度M)×2+(凹溝寬度)。凹溝中心間的間隔較佳為未達2mm。蛇行寬度M可設在200μm以下。節距P可設為0.5至5mm。
[其他構成要素]
對實施例及比較例的面狀發光模組依需要附加如圖4所示的其他要素。
[觀測條件]
茲一邊參照圖5,一邊說明有關實施例的面狀發光模組實施例之物理性變量的觀察。另外,為了便於說明比較例的構成要素以及物理性變量,也針對比較例參照圖5加以說明。
本實施例的說明中,係拍攝觀察圖5所示的上底面23所形成的發光面。視線37a、37b係表示注視面狀發光模組之觀測者的假想性視線。視線37a、37b係分別在側面21a、21b附近和上底面23所形成的發光面交叉。視線37a、37b和上底面23的法線所形成的角度係分別設為視角Sa、Sb。面狀發光模組係朝和視線37a、37b的箭號相反的方向發光。
在圖5所示的視角Sa、Sb分別大於0°、小於90°時,視線37a、37b分別表示對面狀發光模組的斜向觀察。視角Sa、Sb分別為0°時,視線37a、37b係分別表示對面狀發光模組的俯視觀察。
本實施例的說明中,又以測角光度計(goniophotometer)觀測圖5所示的面狀發光模組。圖5所示的變角方向U、V、W係表示測角光度計在測定位置G的變角方向。測定位置G和由側面21a所形成的受光 面之間的距離設為F。在側面21b側,也同樣將測定位置、及該測定位置和受光面之間的距離F加以設定。
圖5所示的上底面23所形成的發光面上,變角方向U係對側面21a或側面21b所形成的受光面呈平行。因此,變角方向U所屬的平面係對管軸呈平行。此處所稱管軸係指光源群31a、31b的長軸,且和受光面平行。再者,測角光度計係在和受光面平行的面上改變觀測光度的角度(所謂的受光角)。觀測係以發光面的法線方向Z軸為0°,受光角為0度至90度的範圍中,兩側都進行觀測。另外,受光角的正值側係在X軸的正值方向。
圖5所示的上底面23所形成的發光面上,變角方向V係對側面21a或側面21b所形成的受光面呈直角。因而,變角方向V所屬的平面係對管軸呈垂直。再者,測角光度計係在對受光面形成直角的面上,改變觀測光度的角度(所謂的受光角)。觀測係以發光面的法線方向Z軸設為0°,在受光角為0度至90度的範圍內,兩側均進行觀測。另外,受光角的負值側係在Y軸的正值方向。
在圖5所示的上底面23所形成的發光面上,變角方向W係對側面21a或側面21b所形成的受光面成45°。因而,變角方向W所屬的平面係對管軸成45°。再者,測角光度計係在對受光面成45°的面上,改變光度觀測角度(所謂的受光角)。觀測係使發光面的法線方向Z軸設為0°,且在受光角為0度至90度的範圍內,兩側均進行觀測。
比較例1至8及實施例1至6所涉及的面狀發光模組的形狀特徵、和所測定的光學性能值均揭示於表1。關於所測得的光學性能值的詳細內容容後述。
Figure TW201802391AD00001
[比較例1]
比較例1的面狀發光模組具備形成有偏向面的導光體,該偏向面係由圖2所示之輪廓線19的凹溝所組成。輪廓線19具有兩段型直線式V字形。圖7係顯示俯視觀察比較例1之導光體的發光面時的亮度分布(導 光體20內,側面21b側的一半)。圖7的標度(scale)為0-8,000nit。此處所稱亮度的標度(scale),係指由最小亮度0至最大亮度設為8000cd/m2時以灰階標度(gray scale)形成的階度來表現者。白側表示亮度較高,黒側表示亮度較低。
相異於圖5所示的凹溝25a至25d,比較例1的凹溝係和受光面平行的直線狀,且未蛇行。比較例1的面狀發光模組中,其他構成和圖5所示面狀發光模組相等。
另外,LED的發光區域在導光板的厚度方向(Z方向)為2.5mm,X方向為5.6mm,LED未發光長度為6.6mm。此處所稱的LED未發光長度係表示LED與其相鄰LED之間的未發光距離。只要未特別明示,以下的比較例及實施例中均為相同。
如圖7所示,在側面21b(圖5)所形成的受光面附近,形成有亮度較高部分、熱點。熱點係格子狀排列,並形成縮放架(pantograph)形狀。連續型熱點則被看成亮線。再者,熱點的周圍則被看成暗線。
圖8為顯示比較例1之配光分布的曲線圖。曲線圖係顯示變角方向U、V、W(圖5)的光度變化。光度的單位為cd,光度變化曲線係表示每1000lm的光度(cd)。只要未特別指示,其他顯示配光分布的曲線圖均為相同。配光分布的測定位置係為自側面21a相距距離F(圖5)之處。距離F係設為540mm。比較例2、3中亦相同。
如圖8所示,變角方向V、W(圖5)上,表示配光分布的曲線可看見凹凸。這種凹凸係表示射出光度會依據變角方向V、W的受光角而有偏差不一致的情形。這種射出光度偏差不一致會被看成圖7所示的熱點、亮線及暗線。變角方向U(圖5)上,未見有顯著的凹凸。
[比較例2]
圖9係顯示透過擴散板觀察面狀發光模組的情形。其係在和比較例1的構成相同之面狀發光模組的發光面安裝和圖4所示之擴散材料43相等的擴散材料作為擴散板。擴散板的補正為0.691。圖9的標度(scale)為0-6,000nit。
如圖9所示,在側面21a(圖5)所形成的受光面附近,也未看出有熱點的形成。而且,也未看到亮線及暗線。再者,如圖10所示,顯示變角方向V、W(圖5)上之配光分布曲線的凹凸已經消除。然而,在任一變角方向上,亮度已因擴散板而整體性降低。
[比較例3]
比較例3的面狀發光模組,除了凹溝係呈一段型直線式V字形之外,其餘和比較例1的面狀發光模組相等。一段型V字形所形成的斜面和下底面22所構成的角I係設為40°。如圖11所示,不只是在變角方向U(圖5)上,變角方向V(圖5)上也可在表示配光分布的曲線中看見凹凸。
在變角方向V(圖5)上,亦即,在和受光面法線平行的方向上,藉由如比較例1所示設成二段型V字凹溝,即可減輕圖11的V方向配光曲線的凹凸,亦即,減輕射出光度的偏差。亦即,二段型V字凹溝能緩和斜向觀察的面亮度變化。
然而,如圖8所示,僅靠二段型V字凹溝並不能在變角方向V、W(圖5)(亦即,平行於受光面法線的方向等)上充分減輕射出光度的偏差,而這種偏差卻會被人的肉眼看成眩光。以下所述的實施例中,其一個目標即是縱使不依靠擴散材料,也能有效抑制這種眩光。
[比較例4]
比較例4的面狀發光模組具備的凹溝具有和比較例1的面狀發光模組相等的二段型V字形剖面。該凹溝的深度為7.0μm、凹溝寬度為11.7μm,且凹溝設成直線狀。
比較例4中,面狀發光模組係作成具有和圖4所示凸條41同樣凸條的構造。但,和凸條41不同者為,在比較例4中使凸條蛇行。凸條蛇行的蛇行寬度為10μm。凸條蛇行的節距為3mm。凸條係作成凸透鏡。長寬比為20%。此外,凸條的蛇行相位全部相同。
圖12為觀察比較例4之面狀發光模組的發光面之圖像。圖12的標度(scale)為0-8,000nit。另外,圖中的亮度較高部分的顏色較濃,亮度較低部分的顏色較淺。以下相同。
圖12的上段圖像係顯示側面21b(圖5)附近的發光面。上段圖像中,視角Sb(圖5)為0°。亦即,係俯視觀察發光面。此外,圖12的下段圖像係顯示側面21a(圖5)附近的發光面。下段圖像中,視角Sa(圖5)為10°。亦即,係斜向觀察發光面。
和圖7所示之比較例1的發光面同樣地,在圖12所示的發光面中,側面21a、21b(圖5)所形成的受光面附近可看出有熱點、亮線、暗線及閃爍現象。
圖13所示者為顯示比較例4之面狀發光模組的配光分布曲線圖。比較例4中,係和上述比較例1的配光分布(圖8)同樣,圖5所示的距離F設為540mm。變角方向V(圖5)上,顯示配光分布的曲線可看出有凹凸。圖13所示結果和比較例1中所示的結果相同。
[比較例5]
比較例5中,為了確認僅以凹溝不規則蛇行是否有眩光減低效果,而使用了下述的面狀發光模組。
比較例5的面狀發光模組中,和比較例1的面狀發光模組的一致點及相異點陳述如下。比較例5的導光體係和比較例1的導光體同樣具備具有如圖2所示的直線式輪廓線19之凹溝。輪廓線19具有二段型V字形。該凹溝和比較例1的凹溝不同,其係和圖5所示之凹溝25a至25d同樣地蛇行。凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)為80μm,凹溝蛇行的節距P(圖6)為1mm。各凹溝之間的蛇行相位係彼此不規則地錯開。
圖14為觀察比較例5之面狀發光模組發光面的圖像。圖14的標度(scale)為0-8,000nit。上段圖像及下段圖像的視角和比較例4同樣。圖14所示的發光面中,在側面21a、21b(圖5)附近可看出有熱點、亮線、暗線及閃爍現象。上述結果顯示出僅以凹溝的不規則蛇行無法消除熱點。
[比較例6]
比較例6中,為了確認僅以深度方向的凹溝流暢彎曲式斜面是否具有眩光減低效果,而使用了下述的面狀發光模組。
除了下述之點,比較例6的面狀發光模組係作成和比較例1的面狀發光模組相等。比較例6的導光體所具備的凹溝具有如圖2所示之彎曲輪廓線29。此外,該凹溝不蛇行,而是形成和受光面平行的直線狀。
圖15為觀察比較例6之面狀發光模組的發光面之圖像。圖15的標度(scale)為0-8,000nit。上段圖像視線的視角Sb(圖5)為0°。下段圖像的視角Sb為20°。圖15所示之發光面中,在側面21b(圖5)所形成的受光面附近可看出若干熱點、亮線、暗線及閃爍現象。
圖16所示為比較例6之面狀發光模組的配光分布曲線圖。比較例6中,圖5所示距離F設為540mm。光度單位cd為每10001m的光度值。在變角方向U、V、W(圖5)上,表示配光分布的曲線中,稍殘留有凹凸。
上述結果顯示,僅以深度方向的凹溝流暢彎曲,熱點消除效果會受限制。由此結果可確認,僅以深度方向的凹溝流暢彎曲,眩光減低效果並不充分。
[實施例1]
實施例1的面狀發光模組中,係和比較例6之面狀發光模組具備的凹溝同樣,凹溝具有如圖2所示的彎曲式輪廓線29。本實施例中,係使該凹溝以比較例5的面狀發光模組所具備的蛇行條件蛇行。凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)為80μm,凹溝的蛇行節距P(圖6)設為1mm。各凹溝之間的蛇行相位係作成彼此不規則地錯開。
圖17為觀察實施例1之面狀發光模組的發光面之圖像。圖17的標度(scale)為0-8,000nit。圖17的上段圖像及下段圖像的視角和比較例4(圖12)同樣。和比較例1、3及4不同的是,圖17中,在側面21a、21b(圖5)所形成的受光面附近,熱點、亮線、暗線及閃爍現象已有減輕。
圖18所示為實施例1之面狀發光模組的配光分布曲線圖。和上述比較例4之配光分布(圖13)同樣的,實施例1中,圖5所示的距離F設為540mm。光度單位cd為每1000lm的光度值。
如圖18所示,在變角方向V(圖5)上,和比較例1、3、4及6相比,在表示配光分布的曲線上,凹凸已消失。和比較例2同樣的,在實施例1中,凹凸 的減少係和熱點、亮線、暗線及閃爍現象的減輕相呼應。實施例1中,和比較例2不同的是,縱使不依靠擴散材料,仍可有效抑制眩光。
[凹溝形狀達成的效果]
茲用比較例5、6的結果來說明實施例1達成的功效係藉由凹溝的不規則蛇行及深度方向的凹溝流暢彎曲雙方面所產生的效應。
如前所述,比較例5的結果係顯示僅藉凹溝的不規則蛇行並不能消除熱點。此結果表示,僅藉凹溝的不規則蛇行,眩光減低效果不充分。
另一方面,比較例6的結果係顯示僅藉深度方向的凹溝流暢彎曲時,熱點的消除效果有限制。此結果表示,僅藉深度方向的凹溝流暢彎曲時,眩光減低效果不充分。
藉由將比較例5、6和實施例1比較,可知透過凹溝的不規則蛇行與深度方向的凹溝流暢彎曲加以組合,能有效消除熱點。而且,已確知這種組合在實施例1中已產生眩光減低效果。
[和先前技術的對比]
依據上述結果,發明人等也針對專利文獻2作了觀察。專利文獻2係揭示一種背光組件(back light assembly)。該背光組件中,在下面設有稜鏡圖樣,射入導光體內的光線在下面進行全反射,一部分的光係藉稜鏡圖樣改變反射角度,並從上面射出。
專利文獻2的圖9中,下面的稜鏡圖樣係以不規則的曲線形成。這是為了要避免液晶板像素和該圖樣的幾何學式干擾而產生波紋。因而,避免發生該波紋的措施即與前述消除眩光的原理不同。因此,本案的比較例中,可認為僅藉不規則曲線無法充分抑制眩光。
[實施例2]
實施例2之面狀發光模組具備和實施例1之面狀發光模組同等的凹溝。凹溝的蛇行節距P(圖6)為1mm。但,就下述之點而言,實施例2的面狀發光模組和實施例1的面狀發光模組不同。實施例2中,凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)係設成140μm。
圖19為實施例2之面狀發光模組發光面的俯視觀察圖像。圖19的標度(scale)為0-5000nit。視線的視角Sb(圖5)為0°。標度設為0至5000cd/m2。和圖18所示的實施例1同樣的,圖19中,側面21b(圖5)所形成的受光面附近,未觀察到熱點、亮線、暗線及閃爍現象。
圖20所示者為實施例2之面狀發光模組的配光分布曲線圖。實施例2中,圖5所示的距離F設為540mm。變角方向V(圖5)上,表示配光分布的曲線上沒有凹凸。藉由凹凸的消失,熱點、亮線、暗線及閃爍現象也消失。實施例2中,縱使未依靠擴散材料,亦可有效抑制眩光。
和實施例1比較,實施例2中,在變角方向U及變角方向V(圖5)的任一方向上,射出光束皆為廣角。因此,顯示出藉由蛇行的蛇行寬度M相對於蛇行節距P的大小比(M/P)增大,射出光束會形成廣角。
[半值角及蛇行的蛇行寬度]
依據實施例2的結果就凹溝的蛇行寬度加以探討。除了凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)(亦即,振幅的大小)係如表1所示之點外,實施例3至4的面狀發光模組係和實施例2的面狀發光模組相等。
再者,依照表1所示情況,將實施例1至4和比較例7及8加以比較。除了將凹溝和比較例1的凹溝設為相同外,比較例7的面狀發光模組係設成和實施例2的面狀發光模組相同。除了將比較例2所用的擴散板安裝於發光面外,比較例8的面狀發光模組係設成和比較例7的面狀發光模組相同。
表1中的射出光束(單位:lm)係表示以積分球測定從面狀發光模組的發光面射出的光束值。
表1中的半值角(單位:°)係表示將面狀發光模組發光面的法線方向設為0°,以配光分布測定儀一面改變受光角一面觀測發光面而獲得光度分布時,其0°的光度達一半值的受光角。半值角係按變角方向U、V(圖5)個別計算。
表1中的熱點水平(hot spot level)係表示如下述的值。首先,在面狀發光模組的發光面中,在相 對向於LED光源位置的位置測得之亮度、與在和相鄰各LED光源的中間點相對向之位置測得之亮度的亮度差絶對值設為△L。接著,在相對向於LED光源位置的位置測得之亮度、與在和相鄰各LED光源之中間點相對向的位置測得之亮度平均值設為Lave。此時,△L/Lave(%)即表示熱點水平。由上述式子可以瞭解,熱點水平越小,明暗參差就越小。這表示熱點水平越小,越接近均一亮度。
表1中的正下方照度(單位:lx)係表示面狀發光模組發光面的法線方向設為0°時,沿該法線方向距離2m處的照度。
在變角方向U(圖5)上所得的配光曲線即為和受光面平行之面的配光曲線。該配光曲線中,半值角較佳為45°以上。半值角在45°以上而未達60°時,正下方照度可高度保持。半值角達60°以上時,可作廣範圍照射。
圖21、圖22中係觀察實施例5、1、6之發光面的圖像。圖21表示視角Sb(圖5)為20°的斜向觀察。上段、中段及下段的各觀察圖像中,圖像的上方為靠近光源之側。標度係設為6500cd/m2。圖22表示視角Sb(圖5)為30°的斜向觀察。標度設為4000cd/m2。上段、中段及下段的各觀察圖像中,圖像的下方為靠近光源之側。
圖21、圖22之上段圖像所示的實施例5的面狀發光模組中,凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)的大小 為60μm。實施例5中,凹溝與受光面形成的角度最大值為20.7°。
圖21、圖22之中段圖像所示的實施例1之面狀發光模組中,凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)的大小為80μm。實施例1中,凹溝與受光面形成的角度最大值為26.7°。
圖21、圖22之下段圖像所示的實施例6之面狀發光模組中,凹溝蛇行的蛇行寬度M(圖6)的大小為150μm。實施例6中,凹溝與受光面形成的角度最大值為43.3°。
從圖21、圖22所示的實施例5、1、6可知,蛇行的蛇行寬度越大,亦即,蛇行越厲害,熱點消除效果越高。
圖5所示的蛇行中,凹溝與受光面形成的角度係在偏向面上以凹溝與平行於受光面的線形成的角度來表示。該角度的最大值以20.7°以上為佳。該最大值為25°及40°的任一值以上更佳。
如實施例1至6所顯示,蛇行的蛇行寬度M相對於蛇行節距P的比(M/P)以0.06以上為佳。該比值以0.08、0.10、0.14、0.15及0.20的任一值以上為佳。藉由這種態樣,可有效抑制眩光。
此外,本發明並不限於上述實施形態,在不逸離本發明旨趣的範圍內,可適當加以改變。例如圖1所示的導光體20也可為圓盤型。受光面的位置也可不在導光體20的外緣,而改在中心部分。
(變化例)
上述實施形態的變化例可舉出例如圖24所示的照明裝置。圖24所示的照明裝置具備圖23所示的面狀發光模組。
[具有凹溝的偏向圖樣]
如圖23所示,下底面22具有偏向圖樣(pattern)46。偏向圖樣46係由大致平行於側面21a的複數條凹溝組成。前述複數條凹溝係隨著由側面21a的近處向遠處依序排列。
圖23所示的上述各凹溝以對側面21a實質地平行設置為佳。凹溝較佳為大致V字形的凹條。
此外,上述各凹溝也可為直線狀,也可呈蛇行。
[凹溝的配置]
各凹溝與側面21a的距離越大,複數條凹溝彼此間的間隔基本上越狹窄。藉此作用,即使是因位置距離側面21a很遠而使到達的光線減少的部位,也可使更多的光偏向,並朝向上底面23。
再者,圖23所示的各凹溝,也可設成各凹溝與側面21a的距離越大,其深度越大。藉由調整凹溝的間隔或深度或兩者,使因距離側面21a很遠而致到達的光線減少的部位,也可使更多的光偏向,並朝向上底面23。
具體而言,圖23所示的下底面22中,凹溝彼此間的間隔也可隨著遠離側面21a而階段性地變小。間隔可在例如2.0mm至10μm的範圍內變化。凹溝 的條數可按照底面的大小、凹溝的深度及凹溝彼此的間隔來決定。
各凹溝的深度可任意決定。在一個例子中,可隨著遠離側面21a而在2至100μm的範圍內階段性地增加。
[射出面]
如圖24所示,上底面23具備微細圖樣。該態樣中,具有彼此平行延伸的複數條凸條41。如圖23及圖24所示,俯視觀察導光體20時,凸條41係配置成和側面21a垂直,且和配設於下底面22的各凹溝正交。
在一個例子中,圖24所示的凸條41彼此間的間隔可設為0.05至2.0mm。間隔以50至300μm為佳。
凸條41的剖面形狀可為實質的半圓、圓弧、橢圓弧、部分拋物線、或梯形。
藉由適當選擇設於上底面23的凸條41的剖面形狀,可將射出光的射出方向控制在期望的方向及範圍。
如圖23所示,本發明的照明裝置中,在配置於導光體20之端部附近的光源單元45a與設有偏向圖樣46的區域(下文中亦有稱為偏向圖樣區47的情形)之間具有未設置偏向圖樣46的區域。
如圖23所示,因傳遞於導光體20內的光35會在未有偏向圖樣46的區域藉射出面及底面進行全反射,在該區域會因不存在有射出光36,故成為非發光部22b。存在有偏向圖樣46時,由於光35會被偏向而從上底面23射出成為射出光36,所以和偏向圖樣區47相對向的上底面23即成為發光部22a。
圖2所示之凹溝的剖面係設成和YZ平面平行。因此,不必如圖6所示地使剖面上的輪廓線29和凹溝底線正交。變化例中,這種輪廓線也可和凹溝的基線(base line)正交。亦即,輪廓線可始終沿著凹溝基線(base line)的切線方向界定。
本申請案以2016年3月7日提出申請的日本特願2016-043149案為基礎主張優先權,其全部揭示內容已援用於本說明書中。
20‧‧‧導光體
21a‧‧‧側面
22‧‧‧下底面
23‧‧‧上底面
24‧‧‧剖面
25a至25d‧‧‧凹溝
27‧‧‧基準平面
30a至30d‧‧‧光源

Claims (10)

  1. 一種面狀發光模組,具備導光體及光源,前述導光體係形成為具有下列各面的板狀:側面,具受光面;下底面,具偏向面;及上底面,具發光面,前述受光面係和複數個前述光源相對向,前述光源係以既定間隔排列於和前述偏向面平行的方向,前述偏向面具有彼此並行的複數條凹溝,前述凹溝係在從前述受光面附近朝前述受光面遠方的方向依序配置,並且,俯視觀察前述板狀時,係呈流暢地蛇行,在前述複數條凹溝之間,前述蛇行的相位係彼此不規則地錯開,在平行於前述受光面之法線與前述板狀擴展的基準平面之法線的剖面中,前述凹溝輪廓線的切線相對於前述基準平面所形成的傾斜角係隨著前述凹溝中的深度增大而單調地減小,並且對應前述深度而流暢地變化。
  2. 如請求項1之面狀發光模組,其中,前述傾斜角係至少在25度至65度的範圍內單調且流暢地變化。
  3. 如請求項1或2之面狀發光模組,其中,和前述受光面平行之面的配光曲線中,半值角為45°以上。
  4. 如請求項1或2之面狀發光模組,其中,和前述受光面平行之面的配光曲線中,半值角為60°以上。
  5. 如請求項1或2之面狀發光模組,其中,前述蛇行的蛇行寬度相對於前述蛇行節距的比為0.06以上。
  6. 如請求項1或2項之面狀發光模組,其中,前述蛇行中,前述凹溝與前述受光面形成角度的最大值為20.7°以上。
  7. 如請求項1或2項之面狀發光模組,其中,前述發光面具有彼此並行的凸條,前述凸條係對前述受光面呈直角。
  8. 如請求項1或2項之面狀發光模組,其中,前述輪廓線為V字形,前述V字形的中心線係對前述基準平面成直角。
  9. 一種照明裝置,其具備如請求項1或2之面狀發光模組,但不具備和前述發光面相對向的擴散材料。
  10. 一種照明裝置,其具備如請求項1或2之面狀發光模組,但不具備反射材料,該反射材料具有和前述偏向面相對向之非鏡面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6578977B2 (en) * 2000-10-26 2003-06-17 Minebea Co., Ltd. Spread illuminating apparatus with irregular interval of grooves of light reflection pattern
JP2006235111A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 General Electric Co <Ge> 変調された構造体を有する光学基板
JP5211506B2 (ja) * 2007-02-21 2013-06-12 王子ホールディングス株式会社 凹凸パターン形成シートならびにその製造方法、反射防止体、位相差板および光学素子製造用工程シート。
JP4475312B2 (ja) * 2007-10-01 2010-06-09 エプソンイメージングデバイス株式会社 液晶表示装置及び電子機器
JP5272531B2 (ja) * 2008-06-17 2013-08-28 東レ株式会社 金型、インプリント成形品および面光源
JP5610202B2 (ja) * 2010-06-23 2014-10-22 ミネベア株式会社 面状照明装置
WO2014181865A1 (ja) * 2013-05-10 2014-11-13 株式会社クラレ 照明装置

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