專利名稱：用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板和采用導(dǎo)光板的面發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于面發(fā)光裝置(surface light emitting apparatus)的導(dǎo)光板(opticalwaveguide plate)和一種用于液晶顯示器的背光，面板儀表，指示燈，面發(fā)射光開關(guān)等場合的，采用這種導(dǎo)光板的面發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
面發(fā)光裝置最近已經(jīng)被用作液晶顯示的背光的光源等場合，它將從如LED單元之類的點(diǎn)光源發(fā)出的光線擴(kuò)散到一個(gè)平面后輸出。在這種面發(fā)光裝置中，由發(fā)光二極管發(fā)出的光線入射到一個(gè)導(dǎo)光板的入射端面，并通過發(fā)光表面的整個(gè)整個(gè)面積射出。在這種發(fā)光裝置中，從發(fā)光面的發(fā)射的均勻性是非常關(guān)鍵的，因此提出了很多結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)發(fā)射的均勻性。比如說，日本國未經(jīng)審查的專利公報(bào)第2002-42534號(hào)披露了這樣一個(gè)裝置。
在日本國未經(jīng)審查的專利公報(bào)第2002-42534號(hào)中披露的面發(fā)光裝置的光導(dǎo)有一個(gè)特點(diǎn)，在它的權(quán)利要求1中這樣描述，在這個(gè)發(fā)光裝置中，光從光導(dǎo)的一個(gè)第一主要表面射出，這個(gè)光導(dǎo)包含多個(gè)位于對(duì)著光源的發(fā)射面的一個(gè)端面上的不同形狀的切口，每個(gè)這種切口都包含一個(gè)第一表面和一個(gè)第二表面，其中由第一表面和光導(dǎo)的一個(gè)對(duì)著光源的端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得隨著中心到該端面的距離成比例變大，由第二表面和光導(dǎo)的一個(gè)對(duì)著光源的端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得隨著中心到該端面的距離成比例變小。

發(fā)明內(nèi)容
但是，現(xiàn)在，面發(fā)光裝置已經(jīng)被廣泛使用，需要更高的面發(fā)光均勻性。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就在于提供一種用于面發(fā)光裝置的具有更高的面發(fā)光均勻性的導(dǎo)光板和一種使用這種導(dǎo)光板的面發(fā)光裝置。
依據(jù)本發(fā)明的用于面發(fā)光裝置(surface light emitting apparatus)的導(dǎo)光板(opticalwaveguide plate)包括一用來將一光源發(fā)射的光引入的端面，一將從端面引入的光輸出的發(fā)光面，其中，所述端面包含一個(gè)由多個(gè)用來散射入射光的單切口棱鏡(notched prisms)構(gòu)成的光引入部分(light introducing part)，并且，兩個(gè)遠(yuǎn)離中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔和兩個(gè)靠近中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔設(shè)定得不同。
另外，在依據(jù)本發(fā)明的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，最好是將兩個(gè)遠(yuǎn)離中心的相鄰切口棱鏡的之間的間隔設(shè)定得比兩個(gè)靠近中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔大。
在依據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，入射光線可以通過減小由兩個(gè)相鄰棱鏡中離中心較近的切口棱鏡的外入射面引入的，由離中心較遠(yuǎn)的切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光的反射率而被有效地散射。
而且，在面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，切口棱鏡在端面可以做成三角柱形或三角錐形。
此外，在依據(jù)本發(fā)明的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，為了更有效地散射入射光線，還可以以如下方式構(gòu)造切口棱鏡，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的其他每個(gè)單切口棱鏡包括一離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和一離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，由外入射面和端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變大，由內(nèi)入射面和端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變小。
另外，在上述的光引入部分中，兩個(gè)相鄰切口棱鏡間的平臺(tái)部分(flat portion)可以設(shè)定得面對(duì)著發(fā)光中心，每個(gè)單切口棱鏡以如下方式構(gòu)造，由離平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得按離平臺(tái)部分的距離成比例變大，由離平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面和端面構(gòu)成的夾角按離平臺(tái)部分的距離成比例變小。
在依據(jù)本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，一平臺(tái)部分面對(duì)著發(fā)光中心，使得從光源發(fā)射出的入射光可以在光源的光軸方向和與光軸大致垂直的方向(比如，導(dǎo)光板的寬度方向)更均勻地分布。
另外，在依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板中，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)單切口棱鏡都包含一離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和一離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，切口棱鏡的由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角可以設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變小。
在依據(jù)本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，一切口棱鏡的由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的夾角設(shè)計(jì)成按離對(duì)著發(fā)光中心的光引入部分的中心的距離成比例變小，這樣使得引入到導(dǎo)光板的光線可以被折射到外入射面的法線方向，因此向?qū)Ч獍宓膶挾确较蛏⑸涞哪遣糠秩肷涔饩€可以增加。
另外，在依據(jù)本發(fā)明的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的其他每個(gè)切口棱鏡包含一離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和一離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，一切口棱鏡的由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角可以設(shè)計(jì)成按離中心切口棱鏡的距離成比例變大。
在本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)的由外入射面和那入射面構(gòu)成的夾角被設(shè)計(jì)成按離對(duì)著發(fā)光中心的光引入部分的中心距離成比例變大。按照這種結(jié)構(gòu)，切口棱鏡的高度向著光引入部分的兩端逐漸變小，入射光線可以沿著導(dǎo)光板的寬度方向傳播而不被中斷，因此，光線在寬度方向可以更好地散射。
而且，在依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的光引入部分，兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的平臺(tái)部分被設(shè)定得對(duì)著發(fā)光中心，多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)切口棱鏡包括一離平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和一離平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面，由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變小。
在依據(jù)本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，一部分從光源射出的跟光引入部分垂直的入射光線可以充分地沿著它的軸線射向?qū)Ч獍宓捻敳浚@樣，光線在導(dǎo)光板的寬度方向可以更好地散射。
而且，在依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板的光引入部分，兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的平臺(tái)部分被設(shè)定得對(duì)著發(fā)光中心，多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)包括一離平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和一離平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面，由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變大。
在本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，一部分從光源射出的跟光引入部分垂直的入射光線可以充分地沿著它的軸線被引入射向?qū)Ч獍宓捻敳?，而且，由離發(fā)光中心較近的那個(gè)切口棱鏡引入的，沿著導(dǎo)光板的寬度方向傳播的入射光線可以不被離發(fā)光中心較遠(yuǎn)的那個(gè)切口棱鏡中斷地散射。
而且，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的其他多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)切口棱鏡和中心切口棱鏡的形狀相似，并且可以設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變小。
在依據(jù)本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，多個(gè)切口棱鏡制成相似的形狀，按離對(duì)著發(fā)光中心的中心切口棱鏡的距離成比例變小，而且，入射光線，比如從中心切口棱鏡引入的并在導(dǎo)光板的寬度方向傳播的光線，不會(huì)被其他切口棱鏡中斷。因此入射光線可以在以前所述的陰影部分散射。
而且，在依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板中，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的其他多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)單切口棱鏡制成和中心切口棱鏡的形狀相似，可以按離中心切口棱鏡的距離成比例變大。
在本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，多個(gè)切口棱鏡制成相似的形狀，按離對(duì)著發(fā)光中心的中心切口棱鏡的距離成比例變大，因此從離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的那個(gè)切口棱鏡的外入射面引入的入射光線的量將會(huì)增加，因此，入射光線可以被散射得更廣。
而且，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，在多個(gè)切口棱鏡中，在光引入部分的中心的中心切口棱鏡的開口寬度和中心切口棱鏡跟它相鄰的單切口棱鏡之間的間隔可以設(shè)定得近似相等。
而且，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，在光引入部分的中心的中心切口棱鏡的開口寬度可以設(shè)定得比中心切口棱鏡跟它相鄰的單切口棱鏡間的間隔小。
依據(jù)本方明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板可以更有效地實(shí)現(xiàn)均勻的面發(fā)光。
而且，本發(fā)明的導(dǎo)光板包含一發(fā)光面和一端面，端面引入從光源發(fā)出的光并將光從發(fā)光面輸出，端面包含一由多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡組成的光引入部分，而且在除了中心切口棱鏡以外的其他切口棱鏡中，由離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得可以改變。
特別地，在光引入部分，除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的其他切口棱鏡可以以如下方式構(gòu)造，在中心切口棱鏡的兩側(cè)，由離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變大。入射光線，比如從中心切口棱鏡引入的光線，可以不被其他切口棱鏡反射。
而且，依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板包含一發(fā)光面和一端面，端面引入從光源發(fā)出的光并將光從發(fā)光面輸出，其中，端面包含一由多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡組成的光引入部分，一平臺(tái)部分設(shè)置在光引入部分的中心，而且在中心平臺(tái)部分的兩側(cè)，每個(gè)切口棱鏡的由離中心平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和離中心平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得可以改變。
特別地，在光引入部分中，當(dāng)多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)切口棱鏡的由離中心平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和離中心平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角按離中心平臺(tái)部分的距離成比例變大時(shí)，入射光線可以不僅在和軸線垂直的方向散射，還有足夠多的光線沿著軸線的方向傳播，這樣可以得到更均勻的表面發(fā)光。
此外，本發(fā)明的導(dǎo)光板包含一發(fā)光面和一端面，從光源發(fā)出的光線從端面引入，從發(fā)光面射出，端面包括一由多個(gè)用來散射入射光線的切口棱鏡構(gòu)成的光引入部分，除了中心切口棱鏡以外的其他切口棱鏡和中心切口棱鏡制成相似的形狀。
特別地，當(dāng)多個(gè)切口棱鏡按離中心切口棱鏡的距離成比例變小時(shí)，在側(cè)向傳播的入射光線可以不被中斷地散射。
而且，本發(fā)明的導(dǎo)光板包含一發(fā)光面和一端面，從光源發(fā)出的光線從端面引入，從發(fā)光面射出，端面包括一由多個(gè)用來散射入射光線的切口棱鏡構(gòu)成的光引入部分，一平臺(tái)部分設(shè)置在光引入部分的中心，多個(gè)切口棱鏡制成相似的形狀。
特別地，當(dāng)多個(gè)切口棱鏡以如下方式構(gòu)造時(shí)，即切口棱鏡按離平臺(tái)部分的距離成比例變小時(shí)，通過在軸線方向傳播的光線和在導(dǎo)光板的寬度方向散射的光線可以獲得很好的面發(fā)光性能。
而且，在依據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)光板中，當(dāng)多個(gè)切口棱鏡以如下方式構(gòu)造，即兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間有一個(gè)間隔，可以獲得更均勻的面發(fā)光。
而且，依據(jù)本發(fā)明的面發(fā)光裝置包含一光源和帶有一發(fā)光面和一端面的導(dǎo)光板，從光源發(fā)出的光從導(dǎo)光板的端面引入，從發(fā)光面射出，其中端面有一包含多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡的光引入部分，兩個(gè)相鄰的遠(yuǎn)離中心的切口棱鏡之間的間隔和兩個(gè)相鄰的靠近中心的切口棱鏡之間的間隔設(shè)定得不同。
此外，在面發(fā)光裝置中，最好是將兩個(gè)相鄰的遠(yuǎn)離中心的切口棱鏡之間的間隔設(shè)定得比兩個(gè)相鄰的靠近中心的切口棱鏡之間的間隔大。
入射光線可以在有上述結(jié)構(gòu)的面發(fā)光裝置中有效地散射，可以實(shí)現(xiàn)更均勻的面發(fā)光。
而且，在本發(fā)明的面發(fā)光裝置中，切口棱鏡的端面可以做成三角柱形或三角錐形。
而且，在本發(fā)明的面發(fā)光裝置中，為了獲得更均勻的面發(fā)光，最好是以如下方式構(gòu)造除了位于光引入部分中心的中心切口棱鏡的其他切口棱鏡，即除了中心切口棱鏡以外的其他多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)單切口棱鏡包含離中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和離中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，由外入射面和端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變大，由內(nèi)入射面和端面構(gòu)成的夾角設(shè)定得按離中心切口棱鏡的距離成比例變小。
此外，光源最好是一發(fā)光二極管。


圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的一面發(fā)光裝置的平面示意圖；圖2是顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光引入部分的局部放大透視示意圖；圖3是顯示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的示意圖；圖4是解釋依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光引入部分效果的示意圖；圖5是解釋依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光引入部分效果的對(duì)比示意圖；圖6是解釋一實(shí)施例的光引入部分的另一效果的示意圖；圖7是顯示依據(jù)本發(fā)明的一改進(jìn)例子中構(gòu)成光引入部分的一部分的一三角錐形的切口棱鏡的示意圖；圖8是顯示依據(jù)本發(fā)明的一例子中的面發(fā)光裝置的發(fā)光面的外貌圖；圖9是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖10是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖11是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖12是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖13是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖14是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖15是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖16是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖17是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖18是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖19是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖20是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖21是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖22是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖23是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖24是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖25是顯示依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的詳細(xì)的光引入部分的平面示意圖；圖26是解釋一實(shí)施例的光引入部分的另一效果的示意圖；圖27是為解釋根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的光引入部分效果的對(duì)比示意圖；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的面發(fā)光裝置的較佳實(shí)施例。
本發(fā)明方案的面發(fā)光裝置包括一個(gè)光源，一個(gè)發(fā)光面，端面，和一個(gè)將光從端面引入，并將光從發(fā)光面輸出的導(dǎo)光板，這個(gè)導(dǎo)光板有一個(gè)不同于現(xiàn)有技術(shù)的特征。
更具體的說，本發(fā)明方案的導(dǎo)光板是一個(gè)面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，它將點(diǎn)光源發(fā)出的光從入射端面3引入，從發(fā)光面的整個(gè)表面將光均勻射出，在光引入部分12a，12b和12c的構(gòu)造有不同于現(xiàn)有技術(shù)的特征。
這里，光引入部分被設(shè)定得入射面對(duì)著光源，而且通常包括多個(gè)切口棱鏡，這些棱鏡用來在光線引入到導(dǎo)光板時(shí)，將光源射出的光散射掉。
(本方案的導(dǎo)光板的總體構(gòu)造)如圖1所示，導(dǎo)光板1包括發(fā)光面11，它是主要表面的一邊，入射邊的端面11a，對(duì)著入射邊端面11a的端面11b，側(cè)面11c和11d，還包括入射端面3，它和入射邊的端面11a不同。入射端面3包括構(gòu)造在入射邊端面11a上的光引入部分12的各端面，光引入部分12a，12b，12c構(gòu)造在入射端面3上。光引入部分12的平面形狀是一個(gè)梯形，入射端面3對(duì)應(yīng)梯形的上底邊。
另外，光引入部分12是當(dāng)光線被引入時(shí)，把入射光線散射到導(dǎo)光板的主要部分，導(dǎo)光板1的發(fā)光面11是由入射邊端面11a和它的對(duì)端面11b組成。
另外，本發(fā)明的導(dǎo)光板的構(gòu)造并不局限于圖1所述，甚至沒有形成光引入部分12的情況下，入射邊端面11a可以設(shè)定為入射端面，光引入部分12a，12b和12c可以直接構(gòu)造在入射端面上。
(光引入部分12a，12b和12c)每個(gè)構(gòu)造在本方案的導(dǎo)光板上的光引入部分12a，12b和12c，包括多個(gè)帶有切口的棱鏡P0，PRk(k＝1，2，3...n)和PLk(k＝1，2，3...m)，這些光引入部分有一個(gè)的新穎的構(gòu)造，將在下文詳細(xì)描述，因此本方案的導(dǎo)光板可以均勻地將從點(diǎn)光源2發(fā)射出的光散射到整個(gè)發(fā)光面11，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光面11發(fā)光的極高的均勻性。而且，在本方案中，每個(gè)點(diǎn)光源2被設(shè)置得對(duì)著光引入部分12a，12b和12c。而且，從導(dǎo)光板的發(fā)光面上看，設(shè)置在光引入部分12a，12b，12c和12d中間的中心切口棱鏡的形狀可以是一個(gè)理想形狀，根據(jù)光源的方向特性，可以是比如等腰三角形，長方形，等等。
而且，每個(gè)切口棱鏡在導(dǎo)光板的端面的位置是確定的，由此那些角度，深度，尺寸，間隔都是確定的。但是，本發(fā)明并不局限于上述構(gòu)型。一個(gè)三棱柱形的切口棱鏡將會(huì)在本說明書中詳細(xì)描述在發(fā)光面的上表面的角度，深度，尺寸，間隔等的使用，而且，在本說明書中，關(guān)于切口棱鏡PRk(k＝1，2，3..n)和PLk(k＝1，2，3，...m)而不是中心切口棱鏡P0，這些以一定的間隔構(gòu)造在光引入部分上的切口棱鏡被特別稱作單切口棱鏡，當(dāng)只提到切口棱鏡時(shí)，單切口棱鏡的概念可能已經(jīng)包括。
(1)兩個(gè)相鄰的切口棱鏡之間的間隔在本發(fā)明中，首先，以中心切口棱鏡作為一個(gè)中心，切口棱鏡PRk和PLk的間隔按離中心切口棱鏡距離正比例地變大。
也就是說，在本方案的光引入部分12a，12b，12c中(以后就用數(shù)字12來代表)，如圖3所示，切口棱鏡DR(k，k+1)，DL(k，k+1)之間的間隔設(shè)定得滿足DR(0，1)＜DR(1，2)＜DR(2，3)，...，DL(0，1)＜DL(1，2)＜DL(2，3)，...。
這里，切口棱鏡之間的間隔DR(k，k+1)表示中心切口棱鏡P0右邊第k個(gè)切口棱鏡PRk和跟它相鄰的，比PRk更遠(yuǎn)的那個(gè)切口棱鏡PRk+1之間的距離。切口棱鏡之間的間隔DL(k，k+1)表示中心切口棱鏡P0左邊的k各切口棱鏡PLk和相鄰的，比PLk更遠(yuǎn)的那個(gè)切口棱鏡PLk+1之間的距離。
如圖4所示，具有如上所述的構(gòu)造的光引入部分12可以更有效地散射光線，并將光引入到導(dǎo)光板1中。
也就是說，如圖4所示，從光源射出的光線L1，以一定的角度被引入導(dǎo)光板，入射端面3的這個(gè)入射角隨著切口棱鏡的發(fā)射中心距離光源發(fā)射中心的距離成比例變大。
因此，在本方案中，當(dāng)遠(yuǎn)離光源發(fā)射中心的切口棱鏡PLk和跟它相鄰的，距離更遠(yuǎn)的切口棱鏡PLk+1之間的距離變大時(shí)，從切口棱鏡PLk的外入射面FL0(k)引入的，從切口棱鏡PL(k+1)的內(nèi)入射面FLi(k+1)反射的光線的反射率就變小。
另一方面，在一般的例子中，一對(duì)遠(yuǎn)離光源發(fā)射中心的相鄰的切口棱鏡之間的間隔和一對(duì)離中心較近的相鄰的切口棱鏡之間的間隔是差不多的(或者說所有切口棱鏡之間的間隔是相等的)。在這樣的構(gòu)型中，從任意一個(gè)切口棱鏡的外入射面引入的，從另一切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的的入射光線L2在遠(yuǎn)離光源發(fā)射中心的一對(duì)切口棱鏡上反射率就變大(如圖5所示)。
換句話說，在本發(fā)明中，為了減小從靠近中心的切口棱鏡的外入射面引入的，從另一切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線的比例，兩個(gè)相鄰切口棱鏡的間隔被設(shè)定得跟它們到光源發(fā)射中心的距離相關(guān)。
(2)每個(gè)切口棱鏡中分別由外入射面，內(nèi)入射面和入射端面各自構(gòu)成的角度另外，在本發(fā)明的導(dǎo)光板的光引入部分12，在每個(gè)切口棱鏡中，由外入射面和入射端面3構(gòu)成的夾角，內(nèi)入射面和入射端面3構(gòu)成的夾角如下設(shè)置，作為一種較佳方案。
就是在本方案的光引入部分12中，切口棱鏡設(shè)置成如下方式，由外入射面和與入射端面3垂直的平面構(gòu)成夾角隨著和光引入部分12中心的距離的改變成比例變小，由內(nèi)入射面和與入射端面3垂直的平面構(gòu)成的夾角隨著離光引入部分12中心的距離的改變成比例變大。
在本說明書中，當(dāng)外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的夾角用到入射端面3的角度表示時(shí)，就可以表示出切口棱鏡三角交叉部分的內(nèi)角。因此，上面所示的外入射面和內(nèi)入射面的特性就可以用一個(gè)角度來表示，就是，外入射面和入射端面構(gòu)成的夾角隨著和中心切口棱鏡P0的距離的改變成比例變大，內(nèi)入射面和入射端面構(gòu)成的夾角隨著和中心切口棱鏡的距離的改變成比例變小。
下面，上述的構(gòu)型用圖3中的字符來表示。中心切口棱鏡P0的入射面和與入射端面3垂直平面構(gòu)成的夾角設(shè)為θC，由每個(gè)切口棱鏡PL1，PL2，PL3...的內(nèi)入射面FLi(1)，F(xiàn)Li(2)，F(xiàn)Li(3)和垂直于入射端面3的平面構(gòu)成的內(nèi)入射面夾角θLi(1)，θLi(2)，θLi(3)要滿足如下條件，θC＜θLi(1)＜θLi(2)＜θLi(3)。而且由每個(gè)切口棱鏡PR1，PR2，PR3...的內(nèi)入射面FRi(1)，F(xiàn)Ri(2)，F(xiàn)Ri(3)構(gòu)成的內(nèi)入射面夾角θRi(1)，θRi(2)，θRi(3)要滿足如下條件，θC＜θRi(1)＜θRi(2)＜θRi(3)。
每個(gè)外入射面由每個(gè)切口棱鏡PL1，PL2，PL3...的外入射面FLo(1)，F(xiàn)Lo(2)，F(xiàn)Lo(3)和垂直于入射端面3的平面構(gòu)成的外入射面夾角θLo(1)，θLo(2)，θLo(3)要滿足如下條件，θC＞θLo(1)＞θLo(2)＞θLo(3)。而且由每個(gè)切口棱鏡PR1，PR2，PR3...的外入射面FRo(1)，F(xiàn)Ro(2)，F(xiàn)Ro(3)構(gòu)成的外入射面夾角θRo(1)，θRo(2)，θRo(3)要滿足如下條件，θC＞θLo(1)＞θLo(2)＞θLo(3)。
如圖6所示，上述構(gòu)造的光引入部分12能夠更有效地散射光線并將光線引入導(dǎo)光板1。
那就是，如圖6所述，當(dāng)從光源射出，射向離光源發(fā)射中心較遠(yuǎn)的切口棱鏡PLk的光線L1從切口棱鏡PLk的外入射表面FLo(k)引入時(shí)，入射光線L3被相鄰切口棱鏡PLk+1的內(nèi)入射表面FLi(k+1)反射的幾率會(huì)減少。(當(dāng)每個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面和外入射面的角度不是根據(jù)上述條件設(shè)置的情況，如，當(dāng)所以切口棱鏡的內(nèi)入射面和外入射面的角度都設(shè)置成相等，入射光線L3被相鄰切口棱鏡PLk+1的內(nèi)入射表面FLi(k+1)反射的機(jī)率會(huì)增加。)換句話說，在本發(fā)明中，為了減小從一對(duì)相鄰的的靠近中心的那個(gè)切口棱鏡的外入射面引入的，從另一切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的的光線的反射率，切口棱鏡的外入射面和內(nèi)入射面的角度被設(shè)定得跟它們到光源發(fā)射中心的距離相關(guān)。
(3)每個(gè)切口棱鏡的由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的夾角另外，如圖10和11所示，在本方案的光引入部分12中，每個(gè)切口棱鏡可以以這種方式構(gòu)成，由外入射面FLo(k)，F(xiàn)Ro(k)和內(nèi)入射面FLi(k)，F(xiàn)Ri(k)構(gòu)成的夾角隨著和光線入射部分的中心的距離改變成比例變小。那就是說，如圖11和圖19所示，在本方案的光線入射部分12中，分別由內(nèi)入射面FRi和外入射面FRo構(gòu)成的夾角θPRk要滿足如下條件，P0＜PR1＜PR2＜PR3，...。而且分別由內(nèi)入射面FLi(k)和外入射面FLo(k)構(gòu)成的夾角θPLk要滿足如下條件，P0＜PL1＜PL2＜PL3，...。而且，關(guān)于上述的角度設(shè)置，當(dāng)所有切口棱鏡的開口w被設(shè)置成相同的寬度，一個(gè)切口的深度h(切口棱鏡的頂部到入射端面的底部的高度)要滿足如下條件，h0＞hR1＞hR2＞hR3，...，而且h0＞hL1＞hL2＞hL3，...。而且，由一個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面FRi(k+1)，F(xiàn)Li(k+1)和與入射端面DR(k，k+1)，DL(k，k+1)垂直的平面構(gòu)成的夾角θRi(k+1)，θLi(k+1)，和分別由一個(gè)切口棱鏡的外入射面FRo(k+1)，F(xiàn)Lo(k+1)和與入射端面DR(k+1，k+2)，DL(k+1，k+2)構(gòu)成的夾角θRi(k+1)，θLi(k+1)要分別相等。
在有上述構(gòu)造的光引入部分12中，入射光線可以有效地從側(cè)向引入(和光源的軸向垂直的方向)。
就是說，在本方案的光引入部分12中，切口棱鏡的角度θPLk和θPRk要隨著和光引入部分中心的距離改變而成比例變大。結(jié)果，切口棱鏡的深度變小，使得在一對(duì)相鄰的切口棱鏡中，從靠近中心的那個(gè)切口棱鏡的外入射面引入的，從另一切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線的反射率可以減小。
而且，如上所述，通過改變兩個(gè)相鄰的切口棱鏡之間的間隔DR(k，k+1)，DL(k，k+1)，尤其是通過將遠(yuǎn)離中心切口棱鏡的那些切口棱鏡的間隔變大，即使在一個(gè)切口棱鏡的外部的角度比本方案小的情況，都可以達(dá)到本發(fā)明的效果。那就是說，在本方案的光線入射部分12中，如圖10所示，內(nèi)入射面FRi(k)和外入射面FRo(k)的角度θPRk要分別滿足P0＞PR1＞PR2＞PR3...，而且內(nèi)入射面FLi(k)和外入射面FLo(k)之間角度θPLk要分別滿足P0＞PL1＞PL2＞PL3，...。而且，根據(jù)對(duì)角度的設(shè)置，當(dāng)所有的切口棱鏡的開口都設(shè)置成相同的寬度時(shí)，切口棱鏡的深度h(從切口棱鏡的頂部到入射端面的底部的高度)要分別滿足h0＜hR1＜hR2＜hR3，...，而且h0＜hL1＜hL2＜hL3，...。而且，由一個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面FRi(k+1)，F(xiàn)Li(k+1)和與入射端面DR(k，k+1)，DL(k，k+1)垂直的平面構(gòu)成的夾角θRi(k+1)，θLi(k+1)，和分別由一個(gè)切口棱鏡的外入射面FRo(k+1)，F(xiàn)Lo(k+1)和與入射端面DR(k+1，k+2)，DL(k+1，k+2)構(gòu)成的夾角θRi(k+1)，θLi(k+1)要分別相等。
如上所述，即使當(dāng)一個(gè)切口棱鏡PRk，PLk的深度hRk，hLk被設(shè)定得隨和中心切口棱鏡P0的距離的改變按比例變大時(shí)，兩個(gè)相鄰切口棱鏡間的間隔DR(k，k+1)，DL(k，k+1)被設(shè)定得隨和中心切口棱鏡P0的距離的改變按比例變大，這樣的話，從一個(gè)切口棱鏡的外入射面引入的，由相鄰切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線被中斷的情況就可以避免。而且，如圖26所示，通過將一個(gè)切口棱鏡的角度θPLk和θPRk設(shè)置得隨和光引入部分中心的距離的改變而按比例減小，在離發(fā)光中心較遠(yuǎn)的一個(gè)切口棱鏡中，被朝著法線方向折向外入射面的入射光線可以被指向靠近和發(fā)射光軸向近似垂直的方向。因此，更多的入射光線可以在側(cè)面被散射。另一方面，如圖27所示，當(dāng)一個(gè)切口棱鏡的角度θPLk和θPRk設(shè)置得隨和光引入部分中心的距離的改變而按比例增大時(shí)，在離發(fā)光中心較遠(yuǎn)的一個(gè)切口棱鏡中，被朝著法線方向折向外入射面的入射光線可以被指向遠(yuǎn)離和發(fā)射光軸近似垂直的方向。因此，在側(cè)向的光線散射變得更困難。
(4)切口棱鏡的寬度另外，在本方案的光引入部分12中，如圖14，15，22和23所示，每個(gè)切口棱鏡的都被制成開口寬度不同的相似形狀。
如圖14和23所示，更好的是，在本方案的光引入部分12，從中心棱鏡P0開始，朝著光引入部分12的每個(gè)端部，切口棱鏡PRk，PLk被制成相似的形狀，切口棱鏡的開口w分別滿足w0＞wR1＞W(wǎng)R2＞W(wǎng)R3，W0＞W(wǎng)L1＞W(wǎng)L2＞W(wǎng)L3。
而且，切口棱鏡的深度要分別滿足h0＞hR1＞hR2＞hR3，和h0＞hL1＞hL2＞hL3。那就是說，邊長要按一個(gè)固定的比例縮小，保持角度不變。
如上所述的光引入部分，光線可以有效地被引入。那就是說，通過將切口棱鏡制成相似形狀，邊長按離中心切口棱鏡P0的距離成比例減少，在相鄰兩個(gè)切口棱鏡中，從靠近中心切口棱鏡的那個(gè)棱鏡的外入射面引入，從另一個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線比例可以減小。
而且，如上所述，通過在兩個(gè)相鄰的切口棱鏡間設(shè)置一個(gè)間隔，特別是使遠(yuǎn)離中心切口棱鏡P0的切口棱鏡間的間隔變大，本發(fā)明的效果可以進(jìn)一步提高。另外，在本方案中，如圖14所示，也可以通過使切口棱鏡PRk，PLk之間的間隔DL(k，k+1)和DR(k，k+1)根據(jù)離中心切口棱鏡P0的距離成比例變小，來獲得很好的效果。這樣的話，在一對(duì)相鄰的切口棱鏡中，從靠近中心切口棱鏡的那個(gè)棱鏡的外入射面引入，從另一個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線比例可以減到一個(gè)相當(dāng)小的比例。
而且，如圖15所示，通過使遠(yuǎn)離中心切口棱鏡的兩個(gè)相鄰棱鏡的間隔變寬，具有相似形狀的切口棱鏡的各邊長按離中心切口棱鏡的距離成比例變大。這樣的話，在本發(fā)明的光引入部分12中，切口棱鏡PRk，PLk被設(shè)置成相似的形狀，按離中心切口棱鏡P0的距離成比例變大，切口棱鏡的開口w分別滿足如下條件，w0＜wR1＜wR2＜wR3和w0＜wL1＜wL2＜wL3。而且，切口棱鏡的深度h分別滿足h0＜hR1＜hR2＜hR3，和h0＜hL1＜hL2＜hL3。
如上所述，在切口棱鏡的每個(gè)邊長隨著離中心切口棱鏡的距離而成比例變大的情況，在相鄰兩個(gè)切口棱鏡中，從靠近中心切口棱鏡的那個(gè)棱鏡的外入射面引入，從另一個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面反射的光線比例就會(huì)增大，但是，這個(gè)比例可以通過逐漸按離中心切口棱鏡的距離成比例增加切口棱鏡每邊的間隔來減小。而且，在這樣的方案中，位于角部或在導(dǎo)光板的光源之間的暗部的棱鏡的尺寸比較大，可以有更多的光線從外入射面引入。因此，入射光線可以有效地在和光軸近似垂直的方向被散射。
(5)中心切口棱鏡的開口寬度和中心切口棱鏡和它的相鄰棱鏡的間隔之間的關(guān)系如圖16所述，在本方案的光引入部分中，對(duì)著發(fā)射中心的中心切口棱鏡P0的開口寬度w0，中心切口棱鏡和它相鄰的切口棱鏡PR1和PL1之間的間隔DR(0，1)和DL(0，1)設(shè)置得近似相等。
另外，中心切口棱鏡P0的開口寬度w0也可以設(shè)置得比和它相鄰的切口棱鏡PR1和PL1之間的間隔DR(0，1)和DL(0，1)大，如圖17所示，但是通過將開口寬度w0設(shè)置得比間隔DR(0，1)和DL(0，1)小，可以獲得更好的表面發(fā)射均勻性。
射向中心切口棱鏡P0的相當(dāng)多的光線是以跟光軸近似的方向從光源射出，因此，當(dāng)光線的方向改變成和光軸近似垂直的方向時(shí)，到達(dá)導(dǎo)光板的頂部的對(duì)端面11b上的光線會(huì)減少，導(dǎo)光板上靠近光源的部分會(huì)顯得明顯比其他部分亮。因此，如上所述，這樣的問題可以通過使中心切口棱鏡P0的開口寬度w0等于或小于兩個(gè)相鄰的切口棱鏡PR1和PL1的間隔來解決。
(6)對(duì)著光發(fā)射中心的平臺(tái)部分在以上所述的本發(fā)明的導(dǎo)光板中，在光引入部分12中，兩個(gè)相鄰切口棱鏡的平臺(tái)部分D(0)可以被設(shè)置得對(duì)著光發(fā)射中心。那就是說，如圖9，12，13，20，21，24和25所示，在光引入部分12中，沒有形成中心切口棱鏡P0，多個(gè)切口棱鏡PRk，PLk設(shè)置在取代中心切口棱鏡的平臺(tái)部分D(0)的兩側(cè)。這種情況下，切口棱鏡PL1和PR1設(shè)置得鄰近平臺(tái)部分D(0)。
通過這樣的結(jié)構(gòu)，平臺(tái)部分D(0)被設(shè)置在光引入部分中正對(duì)著光發(fā)射中心的位置，使得從光源發(fā)出的沿光軸方向的光線可以被引入導(dǎo)光板的頂部。而且，通過在平臺(tái)部分D(0)的兩次分別形成切口棱鏡PRk和PLk，以較大入射角射向入射端面的光線可以有效地在導(dǎo)光板的寬度方向被散射。在離光發(fā)射中心相對(duì)較遠(yuǎn)的入射端面3上，有較大入射角的光線可以被引入到導(dǎo)光板中，并在寬度方向被散射。
而且，由光引入部分的端面的一部分形成的平臺(tái)部分D(0)，它的尺寸可以根據(jù)光源的方向性，發(fā)光能量，和其它光學(xué)特性來任意決定，以獲得想要的發(fā)光面。
如上所述，在本方案的導(dǎo)光板中，由于在光引入部分12中，相鄰切口棱鏡PRk和PLk的間隔被設(shè)置得和離中心切口棱鏡P0的距離成比較變大，入射光線引入后可以有效地被散射，因此在發(fā)光面11的入射端面3的鄰近區(qū)域的暗部(在圖1中用虛線和數(shù)字50表示)可以減到最小。
而且，在本方案的導(dǎo)光板的光引入部分12中，由外入射面和入射端面構(gòu)成的夾角按離中心切口棱鏡P0的距離按比例增大，切口棱鏡中由內(nèi)入射面和入射端面構(gòu)成的夾角按離中心切口棱鏡的距離按比例減小，這樣的話，入射光線可以更有效地被散射，在發(fā)光面11的入射端面3的鄰近區(qū)域的暗部可以進(jìn)一步減小。
另外，在本方案的導(dǎo)光板的光引入部分12中，一個(gè)切口棱鏡的外入射面和內(nèi)入射面的角度可以變化，而且，最好是使由外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的夾角按離中心切口棱鏡P0的距離成比例變大。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，入射光線可以有效地被散射而不被中斷，在發(fā)光面11的入射端面3的鄰近區(qū)域的暗部可以消除。
另外，在本方案的導(dǎo)光板的光引入部分12中，切口棱鏡可以被設(shè)置成有不同開口寬度的相似的形狀，而且最好使切口棱鏡按離中心切口棱鏡P0的距離成比例變小。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，入射光線可以不被中斷地散射，在發(fā)光面11的入射端面3的鄰近區(qū)域的暗部可以消除。
而且，在本方案的導(dǎo)光板的光引入部分12中，中心切口棱鏡P0的開口寬度w0與它相鄰的切口棱鏡PR1和PL1之間的間隔DR(0，1)和DL(0，1)設(shè)置得近似相等，或開口寬度w0小于中心切口棱鏡和相鄰的切口棱鏡PR1和PL1之間的間隔DR(0，1)和DL(0，1)，這樣就可以更有效地獲得均勻的面發(fā)射。
而且，在本方案的光引入部分12中，當(dāng)在光引入部分形成一個(gè)平臺(tái)部分D(0)對(duì)著光發(fā)射中心時(shí)，切口棱鏡設(shè)置在它的兩側(cè)，足夠多的沿著光軸方向傳播的光線可以被分散到導(dǎo)光板頂部的對(duì)端面上，如上所述，在本發(fā)明的發(fā)光裝置中，切口棱鏡的最合適的形狀和最有效的間隔可以根據(jù)導(dǎo)光板的形狀和光源的方向性來選擇。復(fù)雜的光線散射和照射均勻性的提高可以通過增加切口棱鏡的數(shù)目，從而增加側(cè)面的數(shù)目來實(shí)現(xiàn)，但是，這樣的話，金屬模具的結(jié)構(gòu)也會(huì)變得復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生如導(dǎo)光板的端面結(jié)構(gòu)不平整等問題。
因此，最好根據(jù)制造的條件，結(jié)合需要的具體要求來選擇一個(gè)結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，可以選擇各種各樣的結(jié)構(gòu)，因此切口形狀的選擇，可以根據(jù)導(dǎo)光板的尺寸，光源的數(shù)量和它們的方向性，以及想要達(dá)到的性能，模具制造的限制，鑄造的精度，等等，綜合考慮。
此外，在本方案中，在本發(fā)明的更佳的實(shí)施例，設(shè)置了一個(gè)不作為發(fā)光面的光引入部分12并且增加了一個(gè)遮住光引入部分12的上表面的遮光部分。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，直接從切口棱鏡上面漏出的光線可以被阻止，從發(fā)光面11射出的光均勻性可以提高。
而且，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，為了實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的很好的均勻性，可以在反射面和/或發(fā)光面上進(jìn)行表面處理，如用密度經(jīng)過設(shè)計(jì)的多個(gè)點(diǎn)或排的柱體進(jìn)行織構(gòu)處理。這里，點(diǎn)是在反射面上的多個(gè)凹陷或突起，為了散射光線，發(fā)光面的亮度分布可以通過這些點(diǎn)的密度來調(diào)節(jié)。而且，點(diǎn)的形狀也不局限于簡單的凹陷或突起，可以是中心隆起的一個(gè)凹陷，或周邊凹陷的一個(gè)突起。
而且，點(diǎn)的分布可以按一定規(guī)律也可以隨機(jī)分布，或者兩者兼有的一種可以滿足預(yù)先設(shè)定的密度的圖案。
上述的方案是通過用一個(gè)三角棱鏡的例子來描述的。但是，本發(fā)明并不局限于這些例子，如圖7所示的一個(gè)三角錐形棱鏡P100可以作為切口棱鏡。
一個(gè)切口三角棱鏡和一個(gè)切口三角錐形棱鏡在操作中有不同的效果，將在下文詳細(xì)描述。
一個(gè)切口三角棱鏡在散射從光源側(cè)向(右邊和左邊)射出的光的方面有很好的效果。
結(jié)果，通過組合切口三角棱鏡和本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征，即兩個(gè)相鄰切口棱鏡PRk和PLk之間的間隔按離光引入部分中心的距離成比例增大，可以獲得獲得更好的光散射效果。而且，通過增加一個(gè)特性，即由外入射面和跟入射端面3垂直的平面構(gòu)成的夾角，由內(nèi)入射面和射門端面3之間的夾角，分別按離光引入部分中心的距離成比例減小和增大，可以獲得更好的光線散射效果。
另一方面，用切口三角錐形棱鏡，側(cè)向(右邊和左邊)的光線散射效果不如在切口三角棱鏡中那么顯著。
但是，如圖7所述，一個(gè)切口三角錐形棱鏡不穿入光發(fā)射邊的主要表面，因此，從光發(fā)射邊的主要表面漏過的光就可以減小。
因此，比如說，這種結(jié)構(gòu)比較適合只有很小的空間用在光引入部分12的面發(fā)光裝置。
而且，雖然一個(gè)切口三角錐形棱鏡側(cè)向散射從光線射出的光線的效果比一個(gè)切口三角棱鏡差，但是可以通過結(jié)合本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征，即相鄰的棱鏡的間隔按離光引入部分中心的距離成比例增加，來獲得比較好的光散射性能。
那就是說，一個(gè)切口三角錐形棱鏡的光散射效果的不足可以通過本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征來補(bǔ)償。
下面將描述本方案的面發(fā)光裝置的各個(gè)部分，比如說合適的材料。
(導(dǎo)光板)至于本發(fā)明的導(dǎo)光板，最好用光透過率和可塑性比較好的材料，丙烯酸鹽樹脂(acrylateresin)，聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)，環(huán)烯聚合物(cycloolefin polymer)，聚苯乙烯樹脂(polustyrene resin)，功能降冰片烯樹脂(functional norbornene resin)，等等都可以采用。雖然這些材料用作導(dǎo)光板，折射率會(huì)有所不同，光線散射可以通過選擇角度和導(dǎo)光板的入射端面的切口棱鏡的數(shù)量來控制，這樣的話，這些材料的使用就不受折射率的限制。
另外，導(dǎo)光板的形狀可以根據(jù)用途任意選擇。
(光源)在本發(fā)明的面發(fā)光裝置中，光源可以是單個(gè)和多個(gè)，而且一般使用一個(gè)發(fā)光二極管(LED元件)。為了放置和固定LED元件和導(dǎo)光板的入射端面上的切口棱鏡，要采用一個(gè)比如用模壓樹脂制成的支持部件，而且LED元件要擺放得使發(fā)光面要對(duì)著導(dǎo)光板的光引入部分。LED元件包括一個(gè)半導(dǎo)體元件和一個(gè)蓋在半導(dǎo)體元件上的透光樹脂。透光樹脂可能包括一層吸收半導(dǎo)體元件發(fā)出的光，發(fā)出和吸收光波長不同的光的熒光體(phosphor)。在半導(dǎo)體元件發(fā)出的光是紫外線的情況，要使用可由UV線激發(fā)，并發(fā)射紫外線和可見光的熒光物質(zhì)。而且，一種可以吸收從半導(dǎo)體元件發(fā)出的可見光，并發(fā)射更長波長的光的熒光體可以和半導(dǎo)體元件結(jié)合使用?？梢酝ㄟ^將一個(gè)半導(dǎo)體元件和一層熒光體結(jié)合來實(shí)現(xiàn)不同色調(diào)的混合色光的發(fā)射，而且顏色的混合可以通過從切口棱鏡引入光線來改善。
(半導(dǎo)體元件)至于半導(dǎo)體元件，可以使用包含比如氮化合物半導(dǎo)體的元件(普通分子式IniGajAlkN，0＜＝i，0＜＝j(luò)，0＜＝k，i+j+k＝1)。而且，可以使用有不同摻雜物的各種氮化物，如InGAN，GaN。這里提到的半導(dǎo)體元件是通過在襯底上用MOCVD和其他類似方法生長如INGaN或GaN等半導(dǎo)體材料作為發(fā)光層而形成的。至于半導(dǎo)體元件的結(jié)構(gòu)，同質(zhì)結(jié)或有MIS結(jié)，PIN結(jié)或P-N結(jié)的異質(zhì)結(jié)都可以。氮化物半導(dǎo)體層的發(fā)光波長可以根據(jù)材料或它們混合結(jié)晶度來選擇。而且，半導(dǎo)體的激活層可以由單個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)或包括一層有量子效應(yīng)薄膜的多量子阱結(jié)形成。
(熒光材料)本發(fā)明中使用的熒光材料是用來轉(zhuǎn)換從LED元件發(fā)出的光的波長。放置在支持件上的LED元件發(fā)出的光的波長將蓋在LED元件上的透光樹脂中包含的熒光物質(zhì)來轉(zhuǎn)換，這樣使得各種顏色的光可以射向支持體。在LED元件射出的光是高能量的短波長可見光時(shí)，最好使用有機(jī)熒光物質(zhì)如二萘嵌苯衍生物或無機(jī)熒光物質(zhì)如ZnCdS:Cu，YAG:Ce，或用Eu和/或Cr激勵(lì)的含氮CaO-Al2O3-SiO2等。
特別的，較好的是使用YAG:Ce的熒光體情況，它可以發(fā)射出從半導(dǎo)體元件發(fā)出的藍(lán)光和它的互補(bǔ)的黃光，根據(jù)熒光物質(zhì)的含量，吸收一部分藍(lán)光，這樣就可以比較容易得獲得可靠性較好的白光。另一種較好的情況是使用用Eu和/或Cr激勵(lì)的CaO-Al2O3-SiO2熒光體，，它可以發(fā)射出從半導(dǎo)體元件發(fā)出的藍(lán)光和它的互補(bǔ)的紅光，根據(jù)熒光物質(zhì)的含量，吸收一部分藍(lán)光，這樣也可以比較容易得獲得可靠性較好的白光。
在如上所述的實(shí)施例中，光引入部分右邊的和左邊的切口棱鏡的數(shù)目是相等的(n＝m)，但是，本發(fā)明并不局限于這種組合，右邊切口棱鏡的和左邊切口棱鏡的數(shù)目n，m可以不相等(比如n≈m或n≠m)。
例子下面，將描述本發(fā)明的面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板。
例1例1中的導(dǎo)光板如圖1所示。
本例子中的導(dǎo)光板1被作為入射邊11a的端面，對(duì)端面11b長度近似46mm，側(cè)面11c和11d的長度近似34mm，有一個(gè)比入射邊端面11a突出3mm的入射端面3。入射端面3的寬度近似30mm，光引入部分12a，12b和12c形成在入射端面3上。
而且，每個(gè)光引入部分12a，12b和12c包含十一個(gè)切口三角棱鏡P0，PL1，PL2，PL3，PL4，PL5，PR1，PR2，PR3，PR4和PR5，其中的具體形狀和結(jié)構(gòu)如表1和2所示。
表1

在表1中，括弧中表示的角度是和入射端面3的角度。
表2(兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的間隔)


而且，切口棱鏡開口的寬度設(shè)成0.1mm，切口棱鏡的深度設(shè)成0.095mm。
將上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板用在例1的面發(fā)光裝置中，發(fā)光二極管對(duì)著光引入部分12a，12b和12c放置，面發(fā)光裝置裝配好后，就可以觀察到發(fā)光面的發(fā)射的樣子。
而且，在本方案中，導(dǎo)光板的反射面(對(duì)著發(fā)光面的一個(gè)主要表面)的靠近入射端面的一部分(離入射端面一個(gè)指定距離的部分)還進(jìn)行了噴砂處理(blast treatment)。
例2例2中的導(dǎo)光板如圖10所示。
本例子中的導(dǎo)光板被設(shè)置為入射邊11a的端面，對(duì)端面11b的長度近似46mm，側(cè)面11c和11d的長度近似34mm，有一個(gè)比入射邊端面11a突出3mm的入射端面3。入射端面3的寬度近似30mm，光引入部分12a，12b和12c形成在入射端面3上。
而且，每個(gè)光引入部分12a，12b和12c包含十一個(gè)切口三角棱鏡P0，PL1，PL2，PL3，PL4，PL5，PR1，PR2，PR3，PR4和PR5，其中的具體形狀和結(jié)構(gòu)如表3和4所示。
表3

表4(兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的間隔)

另外，每個(gè)切口棱鏡，包括中心切口棱鏡的開口寬度為0.10mm。
將上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板用在例2的面發(fā)光裝置中，在入射邊端面附近形成的陰影部分和光源之間的部分可以減少。
例3例3中的導(dǎo)光板如圖14所示。
本例中的導(dǎo)光板的設(shè)置如例1，導(dǎo)光板1被作為入射邊11a的端面，對(duì)端面11b長度近似46mm，側(cè)面11c和11d的長度近似34mm，有一個(gè)比入射邊端面11a突出3mm的入射端面3。入射端面3的寬度近似30mm，光引入部分12a，12b，12c和12d形成在入射端面3上。
而且，每個(gè)光引入部分12a，12b，12c包含九個(gè)切口三角棱鏡P0，PL1，PL2，PL3，PL4，PR1，PR2，PR3和PR4，其中的具體形狀和結(jié)構(gòu)如表5和6所示。
表5


表6(相鄰兩個(gè)切口棱鏡之間的間隔)

將上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光板用在例3的面發(fā)光裝置中，在入射邊端面附近形成的陰影部分和光源之間的部分可以減少。
在本發(fā)明的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板中，棱鏡的間隔設(shè)置得按離光引入部分中心的距離成比例增大，這樣使得入射光線引入到導(dǎo)光板中后可以有效地被散射，在入射端面3鄰近區(qū)域的陰影部分可以減少。因此，可以提高面發(fā)光的均勻性。
因此，本發(fā)明可以提供一種具有很高的面發(fā)光均勻性的面發(fā)光裝置。
附圖符號(hào)說明1 導(dǎo)光板2 光源3 入射端面11發(fā)光面11a 入射邊端面
11b 對(duì)端面11c，11d 側(cè)面12 光引入部分12a，12b，12c... 光引入部分P0 中心切口棱鏡PRk(k＝1，2，3...n) 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡PLk(k＝1，2，3...n) 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡F(0) 中心切口棱鏡P0的入射面FRi(k) 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面FLi(k) 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面FRo(k) 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面FLo(k) 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面θRi(k) 由中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面和與入射端面垂直的平面構(gòu)成夾角θLi(k) 由中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的內(nèi)入射面和與入射端面垂直的平面構(gòu)成夾角θRo(k) 由中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面和與入射端面垂直的平面構(gòu)成夾角θLo(k) 由中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面和與入射端面垂直的平面構(gòu)成夾角θP0 中心切口棱鏡的外入射面和內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角θPRk 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面FRo(k)和內(nèi)入射面FRi(k)構(gòu)成的頂角θPLk 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的外入射面FLo(k)和內(nèi)入射面FLi(k)構(gòu)成的頂角D(0) PR1和PL1之間的平臺(tái)部分w0 中心切口棱鏡的開口寬度wRk 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的開口寬度wLk 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的開口寬度h0 中心切口棱鏡的高度(深度)hRk 中心右邊第k個(gè)切口棱鏡的高度(深度)hLk 中心左邊第k個(gè)切口棱鏡的高度(深度)
權(quán)利要求
1.一種用于一面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，包括一用來將一光源發(fā)射的光引入的端面；一將從所述端面引入的光輸出的發(fā)光面；其特征在于，所述端面包含一個(gè)由多個(gè)用來散射入射光的單切口棱鏡構(gòu)成的光引入部分，并且，兩個(gè)遠(yuǎn)離中心的相鄰切口棱鏡的之間的間隔和兩個(gè)靠近中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔不同。
2.如權(quán)利要求1所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述光引入部分中，所述兩個(gè)遠(yuǎn)離中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔比所述兩個(gè)靠近中心的相鄰切口棱鏡之間的間隔大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，所述切口棱鏡在所述端面做成三角柱形。
4.如權(quán)利要求1或2所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，所述切口棱鏡在所述端面做成三角錐形。
5.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的中心切口棱鏡以外的多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)所述單切口棱鏡包含一離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和一離所述中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述端面構(gòu)成的夾角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變大，由所述內(nèi)入射面和所述端面構(gòu)成的夾角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
6.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述的光引入部分中，有一兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的平臺(tái)部分對(duì)著一發(fā)光中心，每個(gè)所述單切口棱鏡以如下方式構(gòu)造，由離所述平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的所述外入射面和所述端面構(gòu)成的夾角的角度按離所述平臺(tái)部分的距離成比例變大，由離所述平臺(tái)部分較近的所述內(nèi)入射面和所述端面構(gòu)成的所述夾角的角度按離所述平臺(tái)部分的距離成比例變小。
7.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)所述單切口棱鏡都包含離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述中心切口棱鏡較近的所述內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
8.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)所述單切口棱鏡包含離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述中心切口棱鏡較近的所述內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變大。
9.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述光引入部分，兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的所述平臺(tái)部分對(duì)著所述發(fā)光中心，所述多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)包含離所述平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述平臺(tái)部分較近的所述內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
10.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述光引入部分，所述兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間的所述平臺(tái)部分對(duì)著所述發(fā)光中心，所述多個(gè)切口棱鏡中的每一個(gè)包含離所述平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述平臺(tái)部分較近的所述內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變大。
11.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述多個(gè)切口棱鏡中的所述單切口棱鏡和所述中心切口棱鏡的形狀相似，并按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
12.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述多個(gè)切口棱鏡中的所述切口棱鏡和所述中心切口棱鏡的形狀相似，按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變大。
13.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述多個(gè)切口棱鏡中，在所述光引入部分的中心的所述中心切口棱鏡的開口寬度和所述中心切口棱鏡和跟所述中心切口棱鏡相鄰的所述單切口棱鏡之間的間隔設(shè)定得近似相等。
14.如權(quán)利要求1到4所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述多個(gè)切口棱鏡中，在所述光引入部分的中心的所述中心切口棱鏡的開口寬度設(shè)定得比所述中心切口棱鏡和跟所述中心切口棱鏡相鄰的所述單切口棱鏡之間的間隔小。
15.一種用于一面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，包括一將從一光源發(fā)出的光引入的端面；一將從所述端面引入的光輸出的發(fā)光面；其特征在于，所述端面包含一由多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡組成的光引入部分，在所述中心切口棱鏡的兩側(cè)，一個(gè)切口棱鏡的由離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和離所述中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得可以改變。
16.如權(quán)利要求15所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述光引入部分，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述其他切口棱鏡以如下方式構(gòu)造，在所述中心切口棱鏡的兩側(cè)，由離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述中心切口棱鏡較近的所述內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變大。
17.一種用于一面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，包括一將從一光源發(fā)出的光引入的端面；一將從所述端面引入的光輸出的發(fā)光面；其特征在于，所述端面包含一由多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡組成的光引入部分和一在所述光引入部分中心的平臺(tái)部分，在所述平臺(tái)部分的兩側(cè)，每個(gè)切口棱鏡的由一離所述中心平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的外入射面和一離所述中心平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度設(shè)定得可以改變。
18.如權(quán)利要求17所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，在所述光引入部分中，在所述平臺(tái)部分的兩側(cè)，所述多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)切口棱鏡的由離所述平臺(tái)部分較遠(yuǎn)的所述外入射面和離所述平臺(tái)部分較近的內(nèi)入射面構(gòu)成的頂角的角度按離所述平臺(tái)部分的距離成比例變大。
19.一種用于一面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，包括一發(fā)光面和一端面；一用來將一光源發(fā)射的光引入的端面；一將從所述端面引入的光發(fā)射出的發(fā)光面；其特征在于，所述端面包含一由多個(gè)用來散射入射光線的切口棱鏡構(gòu)成的光引入部分，除了位于所述光引入部分中心的所述中心切口棱鏡以外的所述其他切口棱鏡和所述中心切口棱鏡制成相似的形狀。
20.如權(quán)利要求19所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，其中所述的多個(gè)切口棱鏡按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
21.一種用于一面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，包含一發(fā)光面和一端面；一用來將一光源發(fā)射的光引入的端面；一將從所述端面引入的光發(fā)射出的發(fā)光面；其特征在于，所述端面包括一由多個(gè)用來散射入射光線的切口棱鏡構(gòu)成的光引入部分，一平臺(tái)部分設(shè)置在所述光引入部分的中心，所述多個(gè)切口棱鏡制成相似的形狀。
22.如權(quán)利要求21所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，所述多個(gè)切口棱鏡按離所述平臺(tái)部分的距離成比例變小。
23.如權(quán)利要求15到22所述的用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板，其特征在于，所述多個(gè)切口棱鏡以如下方式構(gòu)造，即兩個(gè)相鄰切口棱鏡之間有一個(gè)間隔。
24.一種面發(fā)光裝置，包含一光源，一發(fā)光面，一端面和一導(dǎo)光板；所述導(dǎo)光板將所述光源發(fā)出的光從所述端面引入，從所述發(fā)光面發(fā)出；其特征在于，在所述發(fā)光部分，所述端面有一包含多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡的光引入部分，兩個(gè)相鄰的遠(yuǎn)離中心的切口棱鏡之間的間隔和兩個(gè)相鄰的靠近中心的切口棱鏡之間的間隔不同。
25.如權(quán)利要求24所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在所述的光引入部分，所述兩個(gè)相鄰的遠(yuǎn)離中心的切口棱鏡之間的間隔設(shè)定得比所述兩個(gè)相鄰的靠近中心的切口棱鏡的之間的間隔大。
26.如權(quán)利要求24或25所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在所述端面，所述切口棱鏡包括做成三角柱形的切口。
27.如權(quán)利要求24或25所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，在所述端面，所述切口棱鏡包括做成三角錐形的切口。
28.如權(quán)利要求24到27所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，除了位于所述光引入部分中心的一中心切口棱鏡以外的所述多個(gè)切口棱鏡中的每個(gè)單切口棱鏡包含一離所述中心切口棱鏡較遠(yuǎn)的外入射面和一離所述中心切口棱鏡較近的內(nèi)入射面，由所述外入射面和所述內(nèi)入射面構(gòu)成的夾角的角度按離所述中心切口棱鏡的距離成比例變小。
29.如權(quán)利要求1到28所述的面發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源是一發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板和使用這種導(dǎo)光板能獲得很好的面發(fā)光均勻性的面發(fā)光裝置。用于面發(fā)光裝置的導(dǎo)光板包括一將光源發(fā)射的光引入的端面，一將端面引入的光輸出的發(fā)光面，其中端面上有一包括多個(gè)用來散射入射光的切口棱鏡的光引入部分，兩個(gè)相鄰棱鏡之間的間隔隨離光引入部分中心的距離成比例變大。
文檔編號(hào)F21V8/00GK1497208SQ0312720
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者田村祐記, 田村 記, 中西榮二, 二 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社