專利名稱：發(fā)光面板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括具有至少一個發(fā)光面的光導介質(zhì)的發(fā)光面板。更具體來說 (但非排他性地)，本發(fā)明的實施例針對一種在形式上為大致平面的發(fā)光面板，其中來自光 源(通常為發(fā)光二極管(LED))的光耦合到光導介質(zhì)的一個或一個以上邊緣中，且接著從發(fā) 光面發(fā)射。
背景技術(shù)：
通常見于辦公室及商業(yè)處所的照明器具是熒光照明面板。一般來說，此類照明面 板包括光盒，所述光盒包括裝納一個或一個以上熒光管及一前漫射面板的外殼。通常，所述 漫射面板為半透明塑料材料，或具有規(guī)則表面圖案以促進均勻發(fā)光的透明塑料材料?；蛘撸?可使用百葉窗式前蓋來漫射所發(fā)射的光。此類照明面板通常既定在懸掛式(垂吊式)天花 板中使用，其中支撐部件(T型桿)格柵通過纜線懸掛在天花板上，且天花板發(fā)光塊由所述 支撐部件格柵支撐。所述天花板發(fā)光塊在形狀上可為正方形或矩形，且照明面板模塊經(jīng)配 置以裝配于此類開口內(nèi)，從而用漫射面板替換天花板發(fā)光塊。產(chǎn)生白色光的LED( “白色LED”)為相對近期的創(chuàng)新，且提供形成完全新一代能效 照明系統(tǒng)的潛勢。據(jù)預測，白色LED可替換白熾、熒光及緊湊型熒光光源，這是因為其長操 作壽命(可能幾十萬小時)及其就低功率消耗來說的高效率。直到已開發(fā)出在電磁光譜的 藍色/紫外線部分中發(fā)射的LED，開發(fā)基于LED的白色光源才變得實際。舉例來說，如US 5，998，925中所教示，白色LED包含為光致發(fā)光材料的一種或一種以上磷光體材料，其吸收 所述LED所發(fā)射的輻射的一部分并重新發(fā)射不同色彩(波長)的光。通常，LED芯片或裸 片產(chǎn)生藍色光，且所述磷光體吸收一定百分比的藍色光并重新發(fā)射黃色光或綠色光與紅色 光、綠色光與黃色光或黃色光與紅色光的組合。所述LED所產(chǎn)生的藍色光的不被所述磷光 體吸收的部分與所述磷光體所發(fā)射的光相組合，以提供在人眼看來在色彩上近似為白色的 光。迄今為止，高亮度的白色LED正日益用于替換常規(guī)熒光及白熾燈泡。當今，利用白 色LED的大多數(shù)照明器具設(shè)計包括其中白色LED(更常見為白色LED陣列)替換常規(guī)光源 組件的系統(tǒng)。由于白色LED與常規(guī)光源相比大小緊湊，因此其使得構(gòu)造與傳統(tǒng)背光照明面 板相比為邊緣光的緊湊型照明面板變得實際。一個此種白色LED邊緣光照明器具為真明麗 國際有限公司(Neo-Neon International Ltd)的“I面板”，其在圖1中展示為透視部分剖 面示意圖。照明面板1包括分層構(gòu)造，所述分層構(gòu)造包括光反射后部層2、光導面板3、光漫 射層4及保護性透明前部層5。光導面板3及保護性前部層5各自包括透明塑料材料(例如聚碳酸酯)薄片，而反射后部層2包括不透明白色塑料材料薄片，且漫射層4包括半透明 塑料材料薄片。沿所述光導面板的邊緣中的每一者提供延續(xù)穿過其厚度的一系列彎曲凹槽 6，以輔助將光7從相關(guān)聯(lián)白色LED 8耦合到光導面板3中。將白色LED 8安裝于與環(huán)繞金 屬框架(未展示)熱連通的電路板9上。為促進從照明面板的發(fā)光前面12較均勻地發(fā)射 光11 (在圖1中，發(fā)光前面12為下部面)，沿照明面板的邊緣中的每一者提供若干個功率相 對低(例如，1瓦)的白色LED 8。舉例來說，600mm2的面板具有以40mm的間距圍繞光導面 板的外圍安裝的56個1瓦的LED。為減少光從光導面板的各邊緣的發(fā)射，在面板3的邊緣 上于凹槽6之間提供反射性材料13，例如不透明白色塑料材料。為了進一步促進從發(fā)光前面12均勻地發(fā)射光，光導面板3的相對后面14在其整 個表面上具有圓形區(qū)域15的六邊形陣列。每一圓形區(qū)域15包括由光導面板粗糙化而成的 圓形表面，且在直徑上通常為1mm，其中相鄰區(qū)域的中心之間具有2mm的間距。所述圓形區(qū) 域造成對光導面板3的光導性質(zhì)的破壞，從而導致在每一圓形區(qū)域15的部位處光朝向反射 后部層2的優(yōu)先發(fā)射。圓形區(qū)域所發(fā)射的光由反射后部層2往回反射穿過光導面板，且發(fā) 射穿過前發(fā)光面12。在操作中，由白色LED 8發(fā)射的白色光7經(jīng)由凹槽6耦合到光導面板 3中，且通過全內(nèi)反射而被導引在光導面板3的整個塊體內(nèi)。由于圓形區(qū)域15的規(guī)則圖案 的存在而從發(fā)光面12大致均勻地發(fā)射光11。與背光面板相比，邊緣光照明面板的優(yōu)點為其緊湊性質(zhì)，尤其是可與光導面板的 厚度大致相同的器具總厚度。盡管此類照明系統(tǒng)良好地工作，但其光發(fā)射在整個發(fā)光面上 并不真正地均勻。舉例來說，沿邊緣可存在對應于LED的位置的“熱點”，且在面板中心處存 在暗區(qū)。通常，在此種面板的邊緣及中心處發(fā)射的光的強度可在13到18勒克斯的范圍中， 即，從邊緣到中心存在多達30%的變化。如所描述，為減輕發(fā)射強度均勻性的問題，可使用 大量緊密間隔的較低功率LED，但這會顯著增加照明面板的成本。除照明應用外，發(fā)光面板(尤其是邊緣光面板)還用作例如電視及監(jiān)視器等液晶 顯示器(LCD)中的背光。在此類應用中，發(fā)射的均勻性對顯示器的準確色彩再現(xiàn)尤為重要。 US 2008/0049445教示一種拐角耦合的背光，其中來自一個或一個以上LED的光耦合到實 心矩形光導的截頭拐角。在一個實施例中，將高功率白色LED安裝于小反射性空腔內(nèi)，接著 將所述空腔耦合到所述光導的截頭拐角。所述反射性空腔以各種各樣的角度向所述截頭拐 角的面提供較均勻的光分布，以較佳地使光在光導的整個體積內(nèi)分布。共同待決的第11/827，890號美國專利申請案(2006年7月13日提出申請)描述 一種利用藍色LED來替代白色LED的邊緣光照明面板。在所述面板的發(fā)光面上提供一個或 一個以上藍色光可激發(fā)磷光體材料的一層。所述磷光體材料吸收從所述面板的發(fā)光面發(fā)射 的藍色光的一部分且所述磷光體發(fā)射其它色彩光。來自LED的藍色光與磷光體產(chǎn)生的光相 組合，產(chǎn)生看起來為白色的照射產(chǎn)物。遠離LED提供磷光體的優(yōu)點為在面板的整個發(fā)光表 面區(qū)域上出現(xiàn)光產(chǎn)生、光致發(fā)光。此可導致更均勻的色彩及/或相關(guān)色溫(CCT)，但“熱點” 仍可出現(xiàn)于LED的附近。遠離LED定位磷光體的另一優(yōu)點為較少熱量傳送到磷光體，從而 減少磷光體的熱降解。US 2008/0112183揭示一種包括碟形光導的照明裝置，其具有圍繞所述光導的邊 緣定位的一系列LED。所述光導可為圓形或正方形，且具有分別圍繞所述光導的圓周邊緣/ 側(cè)等距間隔開的LED。在光導的前發(fā)光面及后面上提供具有比所述光導的折射指數(shù)低的折射指數(shù)的若干光學層。在所述光導的后面上的光學層上提供反射器，以減少來自裝置后部 的光發(fā)射。與光導的發(fā)光面接觸的光學層具有規(guī)則線格柵以促進光從發(fā)光面的發(fā)射。本發(fā)明的目的為改進來自發(fā)光面板的光發(fā)射的均勻性并減少制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例針對一種包括光導介質(zhì)的發(fā)光面板，其中光被耦合到所述介質(zhì)的 一個或一個以上邊緣中使得通過全內(nèi)反射來將所述光波導在所述介質(zhì)的整個體積內(nèi)。所述 光導介質(zhì)具有至少一個發(fā)光面及提供于所述介質(zhì)的所述發(fā)光面及/或相對面上的光學特 征或不連續(xù)性圖案以用于促進光從發(fā)光面的發(fā)射。所述特征圖案經(jīng)配置以減小在發(fā)光面的 大致整個表面上的所發(fā)射光強度的變化。通常，強度變化將小于或等于約25%，但在某些實 施例中所述變化可為約10%或小于10%。根據(jù)本發(fā)明，一種發(fā)光面板包括多邊形光導介質(zhì)，其具有發(fā)光面、相對面及若干 截頭拐角；至少一個光源，其與所述光導介質(zhì)的每一截頭拐角相關(guān)聯(lián)且經(jīng)配置以將光耦合 到所述相關(guān)聯(lián)截頭拐角中；及特征圖案，其位于所述光導介質(zhì)的至少一個面上以用于促進 光從所述發(fā)光面的發(fā)射，所述特征圖案經(jīng)配置使得在所述發(fā)光面的大致整個表面上的所發(fā) 射光強度的變化小于或等于約25%。本發(fā)明的特定優(yōu)點為可利用較少的相對較高功率的光 源(通常為LED或LED陣列)，借此減小成本且同時使用所述光導介質(zhì)的適當表面圖案化實 現(xiàn)大致均勻的發(fā)射強度。通過特征圖案的精心配置，可減小熱點的強度且減小面板中心處 的暗區(qū)。在本發(fā)明的典型應用中，例如一般照明或液晶顯示器的背光照明，光導介質(zhì)在形 狀上將為正方形或矩形，且對于此類應用來說，將僅需要四個LED/LED陣列，其中每一者與 所述光導介質(zhì)的相應拐角相關(guān)聯(lián)?？芍辽俨糠值匾罁?jù)所述光導介質(zhì)內(nèi)的光強度分布來配置所述特征圖案，所述光強 度分布可計算或根據(jù)經(jīng)驗導出。由于光分布并不均勻且將隨距每一光源的距離而變化，因 此特征的間距可取決于距每一光源的距離。通常，所述間距將在強度隨距每一光源的距離 增加而降低時減小。替代地及/或另外，所述特征的大小及/或形狀可取決于距每一光源 的距離。此外，所述圖案還可經(jīng)配置使得每單位面積的特征數(shù)目依據(jù)距每一光源的距離而 增加。為最大化光到光導介質(zhì)中的耦合，所述光導介質(zhì)的邊緣中的至少一個大致半球形 (碟形)的凹槽與每一光源相關(guān)聯(lián)，其中所述凹槽提供于所述光導介質(zhì)的截頭拐角中，且其 中相關(guān)聯(lián)光源定位于所述凹槽的大致中心處。所述凹槽(即其曲率及/或直徑)經(jīng)配置以 最小化來自相關(guān)聯(lián)光源的光中以大致法向入射撞擊凹槽的表面的部分，且借此最大化光到 光導介質(zhì)中的耦合。在一個布置中，舉例來說，通過對所述光導介質(zhì)進行精密模制來將所述特征形成 為所述光導介質(zhì)的組成部分。替代地及/或另外，可處理所述光導介質(zhì)的面以通過(例如) 選擇性地機械磨蝕、研磨、碾磨、劃線、蝕刻、借助磨料顆粒噴砂或激光燒蝕所述光導介質(zhì)的 面來界定所述特征。在另一布置中，可通過(例如)絲網(wǎng)印刷包括具有與光導介質(zhì)的折射 指數(shù)不同的折射指數(shù)的材料的特征來將所述特征施加到光導介質(zhì)的面。優(yōu)選地，此類特征 具有類似于或低于光導介質(zhì)的折射指數(shù)以提供一定程度的指數(shù)匹配。
通常，在將所述特征施加到光導的面時，其在形式上將為基本上2維的，且可包括 (例如)線(筆直的或彎曲的)、為大致圓形、大致橢圓形、大致多邊形、大致三角形、大致正 方形、大致矩形或大致六邊形的特征。或者，所述特征在形式上可為3維的，且突出到光導 介質(zhì)的面中或從光導介質(zhì)的面延伸出。此類特征可包括許多形式，舉例來說，包含為脊(例 如，u或ν形)、槽(例如，u或ν形)的特征、大致半球形特征、大致棱錐形特征、大致四面 體特征或大致偏方面體特征。本發(fā)明的發(fā)光面板特別適于為液晶顯示器產(chǎn)生照明或作為其背光，且在此類應用 中，發(fā)光面在形式上將為大致平面的。此外，所述光導介質(zhì)在形狀上通常將為大致矩形或大 致正方形，且將取決于給定應用。在其它應用中，光導介質(zhì)在形狀上可為大致三角形或大致 六邊形。此外，在其它實施方案中涵蓋光導介質(zhì)的發(fā)光面可包括彎曲表面。有利地，所述光導介質(zhì)可包括透明材料，例如聚合物、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂或玻 璃。優(yōu)選地，所述至少一個光源包括LED或LED陣列。為最大化來自發(fā)光面的光發(fā)射，所述光源進一步包括在所述光導介質(zhì)的大致整個 相對面上的反射性表面。在優(yōu)選實施方案中，發(fā)光面板進一步包括定位于光導介質(zhì)的大致整個發(fā)光面上的 磷光體材料，其中所述磷光體材料可操作以吸收從所述發(fā)光面發(fā)射的光的至少一部分，且 作為響應發(fā)射不同波長的光，且其中所述面板的光發(fā)射產(chǎn)物包括由所述至少一個源產(chǎn)生的 光及所述磷光體產(chǎn)生的光。與其中將磷光體作為LED的一部分而并入的布置相比，在所述 光導介質(zhì)的大致整個發(fā)光面上提供磷光體材料確保所產(chǎn)生光的均勻色彩及/或相關(guān)色溫。 在一個布置中，可將所述磷光體材料提供為光導介質(zhì)的發(fā)光面上的至少一個層?；蛘?，可將 所述磷光體提供為透明襯底的面上的一層，例如聚合物材料薄片，且接著定位所述透明襯 底以使所述磷光體層面向光導介質(zhì)的發(fā)光面。將所述磷光體提供于透明襯底上而不是直接 提供于光導介質(zhì)上的優(yōu)點為更易于在平面表面(即，不具有可存在于光導介質(zhì)的發(fā)光面上 的表面特征圖案的表面)上沉積均勻厚度且同質(zhì)的磷光體層。使用透明襯底的另一優(yōu)點為 其提供對磷光體材料的環(huán)境保護。在又一布置中，可將磷光體材料與透明材料(通常為聚 合物材料)混合，且接著擠壓所述磷光體/聚合物混合物以形成在其整個體積內(nèi)均勻分布 有磷光體的同質(zhì)磷光體/聚合物薄片。接著，可將所述磷光體薄片定位于光導介質(zhì)的發(fā)光 面上，且此布置消除對額外保護層的需要。為確保光的均勻發(fā)射，光源可進一步包括提供于光導介質(zhì)的大致整個發(fā)光面上的 光漫射材料。優(yōu)選地，將所述漫射材料并入于所述透明襯底內(nèi)或提供于所述透明襯底上。為了進一步增加光發(fā)射的強度，所述面板可進一步包括一個或一個以上光源，所 述光源經(jīng)配置以在光導介質(zhì)的截頭拐角之間將光耦合到光導介質(zhì)的邊緣中。除發(fā)光面板具有單個發(fā)光面外，本文還涵蓋提供其中從光導介質(zhì)的兩個面發(fā)射光 的發(fā)光面板。舉例來說，此照明面板可在辦公室中用作各隔間之間的劃分分隔物。在此面 板中，在光導介質(zhì)的每一面上提供相應特征圖案。在其中要求來自每一面的光發(fā)射強度大 致相同的應用中，特征圖案將大致相同。相反地，在其中要求具有來自每一面的不同光發(fā)射 強度的應用中，可在每一面上使用不同特征圖案。根據(jù)本發(fā)明的另一方面(其中光導介質(zhì)在形狀上未必為多邊形)，一種發(fā)光面板 包括光導介質(zhì)，其具有發(fā)光面及相對面；多個光源，其經(jīng)配置以在圍繞所述光導介質(zhì)的邊緣的四個或少于四個位置處將光耦合到所述邊緣中；及特征圖案，其位于所述光導介質(zhì)的 至少一個面上以用于促進光從所述發(fā)光面的發(fā)射，所述特征圖案經(jīng)配置使得在所述發(fā)光面 的大致整個表面上的所發(fā)射光強度的變化小于或等于約25%。通過限制提供光源(LED)的 位置的數(shù)目，可減小成本。在一個布置中，所述光導介質(zhì)在形狀上為大致圓形，且優(yōu)選地所 述光源定位于圍繞圓周邊緣的正交位置處。與根據(jù)本發(fā)明的第一方面的發(fā)光面板一樣，所述特征圖案可至少部分地依據(jù)所述 光導介質(zhì)內(nèi)的光強度分布而配置，且通常特征的間距、形狀及/或每特征單位的特征的數(shù) 目將取決于距每一光源的距離。所述特征可突出到光導介質(zhì)的面中或從光導介質(zhì)的面延伸 出，且包括脊；U形脊；V形脊；槽；U形槽；V形槽；大致半球形特征；大致棱錐形特征；大 致四面體特征；大致偏方面體特征；線；大致圓形特征；大致橢圓形特征；大致正方形特征； 大致矩形特征；大致三角形特征；大致六邊形特征；及大致多邊形特征。為最大化來自光源的光到光導介質(zhì)中的耦合，所述面板可進一步包括與每一光源 相關(guān)聯(lián)的至少一個大致半球形凹槽，所述凹槽提供于所述光導介質(zhì)的所述邊緣中且其中所 述相關(guān)聯(lián)光源定位于所述凹槽的大致中心處?？赏ㄟ^(例如)光導介質(zhì)的精密模制來將所述特征形成為光導介質(zhì)的組成部分。 替代地及/或另外，可通過處理光導介質(zhì)的面來界定特征圖案，包含(例如)選擇性地機 械磨蝕所述面、選擇性地研磨所述面、選擇性地對所述面進行劃線、選擇性地蝕刻所述面、 借助磨料顆粒選擇性地對所述面進行噴砂或選擇性地對所述面進行激光燒蝕來界定所述 特征。在又一實施方案中，可將所述特征施加到光導介質(zhì)的面。為產(chǎn)生所需色彩及/或色溫的所發(fā)射光，所述面板優(yōu)選地進一步包括位于所述光 導介質(zhì)的大致整個發(fā)光面的磷光體材料，其中所述磷光體材料可操作以吸收從所述發(fā)光面 發(fā)射的所述光的至少一部分且作為響應發(fā)射不同波長的光，且其中所述面板的光發(fā)射產(chǎn)物 包括由至少一個源產(chǎn)生的光及所述磷光體產(chǎn)生的光。所述磷光體材料可提供為所述光導介 質(zhì)的發(fā)光面上的至少一個層?；蛘?，所述磷光體材料可提供為透明襯底的一部分，所述透明 襯底接著定位成上覆于光導介質(zhì)的發(fā)光面上。在一個實施方案中，所述磷光體材料提供為 所述透明襯底的面上的至少一個層，且所述襯底定位于光導介質(zhì)上以使所述磷光體層面向 所述光導介質(zhì)的發(fā)光面?；蛘?，所述磷光體材料并入于所述透明襯底材料(通常為聚合物 材料)中，使得磷光體在其整個體積內(nèi)大致均勻分布。所述光導介質(zhì)在形狀上優(yōu)選地為大致圓形、大致矩形、大致三角形或大致正方形。 當所述光導介質(zhì)在形狀上為多邊形時，所述光源優(yōu)選地定位于拐角處，且所述拐角優(yōu)選地 經(jīng)截頭以輔助將光耦合到所述介質(zhì)中。所述光導介質(zhì)可包括對光源所發(fā)射的光及磷光體產(chǎn)生的光大致透明的任一材料， 且優(yōu)選地包括聚碳酸酯、丙烯酸樹脂或玻璃。為最大化光從發(fā)光面的發(fā)射，所述面板可進一步包括位于所述光導介質(zhì)的大致整 個相對面上的反射性表面。


為更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參考附圖僅通過實例描述本發(fā)明的實施例，附圖 中
圖1為如先前所述的已知發(fā)光面板的透視部分剖面示意圖；圖2(a) ,2(b)及2 (c)為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光面板的示意性橫截面表示；圖3(a)為光導的示意性橫截面表示，其展示將光耦合到所述光導的平面邊緣中；圖3(b)為光導的示意性橫截面表示，其展示使用所述光導的邊緣中的半球形凹 槽將光耦合到所述光導中；圖3(c)為圖解說明光導的截頭拐角及用于將光耦合到光導中的半球形凹槽的示 意性透視表示；圖4展示根據(jù)本發(fā)明用于發(fā)光面板中的特征的實例；圖5為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；圖6為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；圖8為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；圖9為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；圖10為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示；且圖11為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示。
具體實施例方式本發(fā)明的實施例針對一種包括光導介質(zhì)的發(fā)光面板，其中光被耦合到所述介質(zhì)的 一個或一個以上邊緣中使得通過全內(nèi)反射來將所述光波導在所述介質(zhì)的整個體積內(nèi)。所述 光導介質(zhì)具有至少一個發(fā)光面及位于所述介質(zhì)的發(fā)光面及/或相對面上的光學特征或光 學不連續(xù)性圖案，以用于促進光從所述發(fā)光面的發(fā)射。所述特征圖案經(jīng)配置以減小(優(yōu)選 地最小化)所發(fā)射光強度在所述發(fā)光面的大致整個表面上的變化，也就是說，所述特征圖 案促進來自所述發(fā)光面的大致均勻光發(fā)射強度。在本發(fā)明的實施例中，強度變化通常小于 或等于約25%，且優(yōu)選地小于或等于10%。圖2(a)為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光面板(照明面板)220a的橫截面示意圖。照明面板 220a是通常用于辦公室及商業(yè)處所中的類型，既定在懸掛式(垂吊式)天花板中使用，其中 支撐部件(T型桿)格柵通過纜線懸掛在天花板上，且天花板發(fā)光塊由所述支撐部件格柵支 撐。所述天花板發(fā)光塊在形狀上通常為正方形(60cm χ 60cm)或矩形(120cmX 60cm)，且本 發(fā)明的照明面板經(jīng)配置以裝配于此類大小的開口內(nèi)。在本發(fā)明的一個實施例中，照明面板包括正方形或矩形透明材料薄片221，其在下 文中稱為光導。平面光導221的每一拐角處安裝有發(fā)藍色光GOOnm到480nm)的LED 222。 光導221可由對LED 222所發(fā)射的光透明的任一材料構(gòu)造，且通常包括薄片塑料材料，例如 聚碳酸酯、丙烯酸樹脂或玻璃。藍色LED 222 (其通常包括共同封裝的基于hGaN/GaN (氮化 鎵銦/氮化鎵)的LED芯片的陣列)經(jīng)安裝以與散熱片2M熱連通，所述散熱片可經(jīng)配置 以沿所述光導的邊緣延續(xù)。另外，如圖2(a)中所圖解說明，所述散熱片可延伸于所述面板 的非發(fā)光(后部)表面上，且優(yōu)選地包含多個熱輻射鰭片22 以輔助熱量耗散。光導221 經(jīng)確定尺寸使得照明面板220的總體大小(包含圍繞外圍邊緣的散熱片224)將裝配到標 準懸掛式天花板的發(fā)光塊孔口內(nèi)。在光導221的非發(fā)光面(如圖解說明的下部面)上，即在操作中朝向支撐天花板
10引導的面，提供反射性材料223的一層以防止從照明面板220a的后部發(fā)射光。反射性材料 223可包括金屬涂層(例如鉻)或亮白材料(例如塑料材料或紙)。為了最小化從光導221 的邊緣發(fā)射的光，光導的邊緣優(yōu)選地包含反射表面(圖2(a)中未展示)。光導221的發(fā)光面用光學特征(非連續(xù)性)22 進行圖案化，所述光學特征(非 連續(xù)性)確保在所述特征的位置處的優(yōu)先光發(fā)射。如下文進一步描述，以使得所發(fā)射光強 度在發(fā)光面的大致整個表面上的變化減小(優(yōu)選地最小化)的圖案配置特征22 ，也就是 說，所述特征圖案促進來自面板的發(fā)光面的大致均勻光發(fā)射強度。提供上覆于所述光導的 整個發(fā)光面上的磷光體(光致發(fā)光)材料226，且在所述磷光體上提供透明前保護層227以 提供對磷光體226的環(huán)境保護。為實現(xiàn)將由LED 222發(fā)射的光2 耦合到光導221中，對233所述光導的每一拐角 進行截頭，且借助于大體半球形(碟形)凹槽232將光耦合到截頭拐角的面中。在本說明 書通篇中，前面有對應于給定實施例的圖編號的相似參考編號用于表示相似部件。舉例來 說，圖 2 的光導 221 在圖 3 到 11 中分別表示為 321、421、521、621、721、821、912、1021、1121， 且圖2的特征225在圖4到11中分別表示為425、525、625、725、825、925、1025、1125。圖3(a)及3(b)圖解說明半球形凹槽332如何增強光328到光導321中的耦合。 參考圖3(a)，其展示光導321的示意性橫截面表示及光到所述光導的平面邊緣中的耦合。 垂直撞擊光導321的邊緣的光耦合到所述光導中。由于LED 322發(fā)射具有徑向分布的光， 因此光還將與法線成一范圍角度地撞擊所述光導的邊緣。對于以等于或大于臨界角度的角 度撞擊所述邊緣的光來說，此光334將由光導321的邊緣反射并丟失。圖3(b)為光導321 的示意性橫截面表示，所述光導在其邊緣中包含半球形凹槽332以用于最大化光到光導中 的耦合。在此布置中，LED 322定位于所述半球形凹槽的中心處，使得對于所有角度的光發(fā) 射，光將大致垂直地撞擊所述凹槽的彎曲表面且將被耦合到所述光導中。所述凹槽的曲率 及大小(直徑)是依據(jù)所述LED的發(fā)射輪廓來選擇，以最大化光到所述光導中的耦合。此 外，將了解，在使用LED陣列時，優(yōu)選地使用匹配的凹槽陣列，在所述匹配的凹槽陣列中存 在對應于所述陣列的每一 LED的凹槽。圖3(c)為圖解說明截頭拐角333及單個半球形凹 槽332的示意性透視表示。返回參考圖2(a)，在操作中，由LED 222發(fā)射的光(激發(fā)輻射)2 (其具有第一 波長范圍X1(在此實例中為藍色))耦合到光導221的每一截頭拐角中且通過全內(nèi)反射在 光導221的整個體積內(nèi)被導引。撞擊光學特征22 中的一者的光2 將在所述特征的位 置處發(fā)射穿過光導的發(fā)光面，且導致磷光體材料2 的激發(fā)，磷光體材料2 重新發(fā)射具有 第二較長波長范圍λ2的光229。從照明面板的發(fā)光面輸出的光230(其包括最終的照射產(chǎn) 物)為激發(fā)輻射(λ ^2 與磷光體產(chǎn)生的光229( λ 2)的組合。在一般照明應用中，照射產(chǎn) 物將通常為白色光，且磷光體2 可包括綠色(525到535nm)發(fā)射性磷光體與橙色(590到 610nm)發(fā)射性磷光體的混合物，其可由藍色光激發(fā)?？赏ㄟ^磷光體及/或磷光體材料的組 合物的每單位面積的數(shù)量(密度)或厚度來選擇所述面板產(chǎn)生的光的相關(guān)色溫(CCT)(以 開爾文度數(shù)為單位來測量)。在其它布置中，所述面板可經(jīng)配置以通過適當選擇磷光體材 料、厚度及/或激發(fā)輻射的色彩(波長)來產(chǎn)生彩色光。本發(fā)明的發(fā)光面板的優(yōu)點為其緊湊性質(zhì)，尤其是可與光導的厚度大致相同的器具 總體厚度通常為10到20mm的厚度。雖然將照明面板描述為在懸掛式天花板中使用，但其還可用于墻壁上、與天花板齊平、作為地板或任一水平表面的一部分，例如計數(shù)器頂部或例 如樓梯踏板或豎板等其它表面。此外，所述面板可用作建筑物或一件家具的結(jié)構(gòu)性或裝飾 性組件的一部分。在樓梯踏板或豎板的情況下，光導優(yōu)選地為層壓玻璃構(gòu)造，其中介入壓層 中的一者內(nèi)并入有磷光體。本發(fā)明的光源特別適于與無機磷光體一起使用，例如大致組成SA3Si (0，0)5或 A2Si (0，D)4的基于硅酸鹽的磷光體，其中Si為硅，0為氧，A包括鍶(Sr)、鋇(Ba)、鎂(Mg) 或鈣(Ca)，且D包括氯(Cl)、氟(F)、氮(N)或硫(S)。基于硅酸鹽的磷光體的實例揭示 于共同待決的專利申請案 US2006/0145123、US2006/0261309、US2007/0(^9M6 及專利 US7，311，858(也轉(zhuǎn)讓給英特美公司(Intematix Corporation))中，所述專利申請案中的 每一者的內(nèi)容特此以引用方式并入本文中。如US2006/0145123中所教示，銪(Eu2+)激活的基于硅酸鹽的綠色磷光體具有通式 (Sr5A1)x(SijA2) (0，A3)2+x:Eu2+，其中=A1為2+陽離子、1+及3+陽離子的組合中的至少一者， 例如 Mg、Ca、Ba、鋅( )、鈉(Na)、· (Li) (Bi)、釔(Y)或鈰(Ce) ;A2 為 3+、4+或 5+陽離 子，例如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga) M (C)、鍺(Ge)、N或磷(P)；且A3為1_、2_或3_陰離子，例 如F、C1、溴(Br)、N或S。寫出所述式以指示A1陽離子替換Sr ;A2陽離子替換Si且A3陰離 子替換氧。χ的值為1. 5與2. 5之間的整數(shù)或非整數(shù)。US7, 311，858揭示具有式A2SiO4 = Eu2+D的基于硅酸鹽的黃綠色磷光體，其中A為包 括Sr、Ca、Ba、Mg、Si或鎘(Cd)的二價金屬中的至少一者；且D為包括F、Cl、Br、碘(I)、P、 S及N的摻雜劑。摻雜劑D可以介于從約0. 01到20莫爾百分數(shù)的范圍內(nèi)的量存在于磷光 體中，且所述摻雜劑中的至少一些替代氧陰離子，以并入到磷光體的晶格中。所述磷光體可 包括(31~1_!￡_力&具)5104工112+0，其中] 包括0&、]\%、&1或0(1，且其中0≤1≤1且0≤y≤1。US2006/(^61309教示兩相基于硅酸鹽的磷光體，其第一相具有與(Ml)2SiO4的晶 體結(jié)構(gòu)大致相同的晶體結(jié)構(gòu)；且其第二相具有與(M2)3Si05&晶體結(jié)構(gòu)大致相同的晶體結(jié) 構(gòu)，其中Ml及M2各自包括Sr、Ba、Mg、Ca或Si。至少一個相是借助二價銪(Eu2+)激活，且 所述相中的至少一者含有包括F、Cl、Br、S或N的摻雜劑D。據(jù)信，摻雜劑原子中的至少一 些原子位于硅酸鹽主晶的氧原子晶格位點上。US2007/00295^揭示具有式(SivxMx) yEuzSi05的基于硅酸鹽的橙色磷光體，其中M 為包括Ba、Mg、Ca或Si的二價金屬中的至少一者；0 < χ < 0. 5 ;2. 6 < y < 3. 3 ；且0. 001
<ζ < 0. 5。所述磷光體經(jīng)配置以發(fā)射具有大于約565nm的峰值發(fā)射波長的可見光。所述磷光體還可包括例如共同待決的專利申請案US2006/0158090及專利 US7，390，437(也轉(zhuǎn)讓給英特美公司)中所教示的基于鋁酸鹽的材料，或如共同待決的申請 案US2008/0111472中所教示的鋁硅酸鹽磷光體，所述申請案中的每一者的內(nèi)容特此以引 用方式并入本文中。US2006/0158090教示具有式MhEuxAlyC^3yM的基于鋁酸鹽的綠色磷光體，其中M 為包括Ba、Sr、Ca、Mg、Mn、Zn、Cu、Cd、Sm或銩(Tm)的二價金屬中的至少一者，且其中0. 1
<χ < 0. 9 且 0. 5 ≤ y ≤ 12。US7, 390，437揭示具有式(M^Eux)2_zMgzAly0[2+3y/2]的基于鋁酸鹽的藍色磷光體， 其中M為Ba或Sr的二價金屬中的至少一者。在一個組成中，所述磷光體經(jīng)配置以吸收 處于介于從約280nm到420nm的范圍內(nèi)的波長的輻射，并發(fā)射具有介于從約420nm到560nm的范圍內(nèi)的波長的可見光，且0. 05 < χ < 0. 5或0. 2 < χ < 0. 5 ;3彡y彡12且 0. 8 < ζ < 1. 2。所述磷光體可進一步摻雜有例如Cl、Br或I的鹵素摻雜劑H，且可具有一 般組成(MhEux) 2-zMgzAly0[2+3y/2] H。US2008/0111472 教示通式為(Sri_x_yMxTy) 3_mEum (SihAlz) O5 的具有混合二價及三價 陽離子的鋁硅酸鹽橙紅色磷光體，其中M為選自Ba、Mg或Ca的呈介于0彡χ彡0. 4的范 圍內(nèi)的量的至少一種二價金屬；T為選自Y、鑭(La)、Ce、鐠(Pr) M (Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、 釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、Tm、鐿(Yt)、镥(Lu)、釷(Th)、鏷(Pa)或鈾 (U)的呈介于0彡y彡0. 4的范圍內(nèi)的量的三價金屬，且ζ及m介于范圍0彡ζ彡0. 2及 0. 001 < m < 0. 5內(nèi)。所述磷光體經(jīng)配置使得鹵素駐存于硅酸鹽晶體內(nèi)的氧晶格位點上。將了解，所述磷光體并不限于本文所述的實例，且可包括包含有機或無機磷光體 兩者的任一磷光體材料，例如氮化物及/或硫酸鹽磷光體材料、氧氮化物及含氧硫酸鹽磷 光體或石榴石材料(YAG)。如圖2(a)中所圖解說明，通常呈粉末形式的磷光體材料可以預選比例與例如環(huán) 氧樹脂、硅酮或其它聚合物材料的透明粘結(jié)劑材料混合，且將所述混合物施加到前保護層 227的面向光導221的發(fā)光面的面。適合硅酮材料的實例為GE的硅酮RTV615。磷光體對 硅酮的重量加載通常介于35%到65%的范圍內(nèi)，其中額外加載取決于照明面板220a的照 射產(chǎn)物的目標色彩或CCT。于其它布置中，可將磷光體材料直接沉積于光導221的發(fā)光面 上?？墒褂美缧俊⑹褂霉纹膸С尚?、噴墨印刷、噴涂等任一技術(shù)來沉積所述磷光體材 料。還涵蓋使用例如共同待決的專利申請案US2007/0M0346(其內(nèi)容特此以引用方式并入 本文中)中所描述的網(wǎng)板系統(tǒng)將磷光體材料沉積為包括(例如)不同大小的等距間隔開的 非重疊區(qū)域(點)的陣列的圖案。在使用兩種不同磷光體材料時，所述點在磷光體材料之 間交替，且所述點的相對大小及/或間距用于控制兩種磷光體的相對數(shù)量?？赏ㄟ^絲網(wǎng)印 刷磷光體材料方便地產(chǎn)生磷光體材料的圖案。在另一布置中，可將磷光體并入于透明材料(通常為聚合物)薄片中，例如聚碳酸 酯、硅酮或環(huán)氧樹脂材料。通過擠壓磷光體/聚合物混合物以形成在其整個體積內(nèi)均勻分 布有磷光體的同質(zhì)磷光體/聚合物薄片來方便地制作此磷光體薄片。接著可將所述磷光體 薄片定位成上覆于光導的發(fā)光面上。在此布置中，無需單獨的前保護層227。在本發(fā)明的其它實施例中，且如圖2(b)中所圖解說明，可在光導221的非發(fā)光面 上提供光學特征225b。在此布置中，特征22 所發(fā)射的光由反射層223往回反射穿過光導 221，且穿過發(fā)光面發(fā)射。除具有單個發(fā)光面的發(fā)光面板外，還涵蓋提供其中從光導的兩個面發(fā)射光的發(fā)光 面板，舉例來說，如圖2(c)中所圖解說明。舉例來說，此照明面板220c可在辦公室中用作各 隔間之間的劃分分隔物。在此實施例中，在光導221的每一面上提供相應的特征225c、225d 圖案。在其中要求來自相應面的光發(fā)射230c、230d大致相同的應用中，特征225c、225d圖 案將大致相同。相反地，在其中要求具有來自每一面的不同光發(fā)射的應用中，可在每一面上 使用不同的特征圖案。為了實現(xiàn)所發(fā)射光230c、230d的所要色彩，在光導221的每一發(fā)光 面上提供相應磷光體材料226c、2^d。為了提供對磷光體226c、226d的環(huán)境保護，在每一磷 光體上提供透明前保護層227c、227d?；蛘?，可將所述磷光體材料并入于例如聚合物的透明 材料中，且接著將所制作的磷光體材料薄片定位成上覆于所述光導的各面上。一般來說，磷光體材料226c、2^kl將相同，使得從每一面發(fā)射相同色彩的光。然而，還涵蓋在每一面上使 用不同的磷光體材料，或省略一個面上的磷光體，使得所述面板從每一面發(fā)射不同色彩及/ 或色溫的光。此布置可用作懸掛式照明面板，其中朝向天花板的向上照明為一種色彩，且向 下照明為不同色彩。參考圖4，其展示用于減小所發(fā)射光強度在發(fā)光面的整個表面上的變化的光學特 征(光學不連續(xù)性)42 到425ο的實例，也就是說，所述特征圖案促進來自光導421的發(fā) 光面的更均勻光發(fā)射。通常，所述特征圖案的使用確保實現(xiàn)強度的約25%或小于25%的變 化，但在一些實施方案中涵蓋，通過精心優(yōu)化，可能有約10%或小于10%的變化。圖4展示 圖2(a)到2(c)中的特征22 至225d的更詳細描繪。下文描述減小所發(fā)射強度的變化所 必需的特征的配置(布局或圖案)。特征425可廣義地分類為兩個群組(i)為3維形式且 從光導的面(發(fā)光面及/或相對面)突出或延伸到所述面中的那些特征，及(ii)為基本上 2維形式的那些特征。在第一群組特征的情況下，這些特征一般將由與光導421的材料相同的材料制 成，且如所描述，可將其提供于光導的發(fā)光面及/或相對面上。如圖4中所圖解說明，此類 特征的實例包含半圓形脊425a、u形槽425b、ν形脊425c、ν形槽425d、棱錐形凹槽425e、 半球形或碟形凹槽425f、四面體凹槽425g、多小面(偏方面體)凹槽42 、棱錐形突出部 425i、半球形突出部425j、四面體突出部42 或多面體(偏方面體)突出部4251。脊及 槽42 到425d可包括如所圖解說明的基本上直線，或包括曲線。通過(舉例來說)光導 421的精密模制將從光導突出的特征及包括具有多個小面的凹槽的那些特征最方便地形成 為光導的組成部分。還可通過例如選擇性地研磨、碾磨、鉆孔、磨蝕、劃線等機械手段或通過 激光燒蝕光導的面形成所述特征。在第二群組特征的情況下，這些特征可包括將不同材料施加到光導的面，或處理 所述光導的所述面以界定所述特征。在前一情況下，施加到光導的材料優(yōu)選地為透明或半 透明的，且具有與光導的折射指數(shù)大致相同或類似的折射指數(shù)，以提供指數(shù)匹配及所述特 征處的優(yōu)先光發(fā)射。在一個實施例中，所述材料包括油墨，且可通過(例如)絲網(wǎng)印刷或噴 墨印刷在光導的面上沉積所要的特征圖案。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明了其它沉積技術(shù)?；?者，可通過處理光導的面來界定所述特征，例如通過選擇性地化學蝕刻所述光導面；選擇性 地機械磨蝕所述光導面，例如使用研磨、碾磨、鉆孔、磨蝕、借助磨料顆粒噴砂或劃線；或通 過激光燒蝕所述光導面。在圖4中，所圖解說明的特征可包括線(筆直的或彎曲的)425m 或在形狀上為大致圓形425η、橢圓形425ο、正方形425ρ、三角形425q或六邊形425r。將了解，所描述的特征僅為實例，且所述特征在視覺上可為任一形式，但條件是所 述特征具有影響(破壞或擾亂)光導在所述特征的位置處的波導性質(zhì)的形式。因此，所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于明了其它特征形式，且所述特征形式可包含不規(guī)則形式。然而，為便 于制作，簡單幾何形狀(例如圓形或線)為優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明，以使得所發(fā)射光強度在發(fā)光面的大致整個表面上的變化減小(優(yōu)選 地最小化)的圖案配置特征425。在一個布置中，至少部分地依據(jù)所述光導內(nèi)的光強度分 布來配置所述特征圖案，所述光強度分布可計算或根據(jù)經(jīng)驗導出。所述光強度分布將取決 于光源的位置、數(shù)目、強度及發(fā)射角度。由于光導內(nèi)的光強度分布將為不均勻的，因此實現(xiàn) 大致均勻的光發(fā)射強度所必需的特征的位置、間距、大小、形狀及/或密度可跨越光導而變化。舉例來說，特征的間距(特征的間距越近，將在所述區(qū)域中提取越多的光)將取決于距 每一光源(通常在光導的拐角處)的距離，且通常將在強度隨距每一光源的距離增加而降 低時減小。替代地及/或另外，所述特征的大小及/或形狀可取決于距每一光源的距離。此 外，所述圖案還可經(jīng)配置使得每單位面積的特征數(shù)目依據(jù)距每一光源的距離而增加?，F(xiàn)在將參考附圖的圖5到11來描述根據(jù)本發(fā)明的照明面板的實例。為便于理解， 這些圖未展示磷光體層，這是因為其將使特征圖案模糊。圖5為發(fā)光面板520的呈平面圖 的示意性表示，其中光導521在形狀上為正方形(300mmX 300mm)，且光導521的每一截頭 拐角533處提供有一個或一個以上高功率發(fā)藍色光的LED 522。就電光性質(zhì)方面，LED 522 優(yōu)選地為大致相同的，且各自具有大致相同的發(fā)射強度及輪廓(發(fā)射角度)。實際上，每一 LED 522包括共同封裝的LED芯片陣列，以增加照明面板的發(fā)射強度。光導521的每一截頭 拐角533包含對應于每一 LED的半球形凹槽532，以最大化光5 從其相關(guān)聯(lián)LED到光導中 的耦合。圖5圖解說明在每一拐角處具有單個凹槽532，但在其中使用LED陣列的實施方案 中，可使用對應凹槽陣列來優(yōu)化光到光導中的耦合。在圖5的實施例中，特征525包括u形 或ν形直線槽(例如，圖4的42恥、425(1)或脊(例如，圖4的42fe、425c)的圖案。通常， 所述槽/脊在寬度上介于0. 5與Imm之間，且可通過對光導521進行精密模制來形成?；?者，在槽的情況下，這些特征可通過(例如)碾磨或劃線而界定于光導的一個或兩個面中。特征525圖案經(jīng)配置以界定一系列同心正方形，其以光導521的面的中心為中心。 所述系列的正方形經(jīng)定向使得其側(cè)與光導的邊緣呈45°的角度，也就是說，所述正方性的 側(cè)正交于光導的對角線。如圖所示，同心正方形之間的間距可朝向光導521的中心而減小， 從而導致特征525的密度隨距每一 LED 522的距離增加而增加。在所圖解說明的實施例中， 特征之間的間距減小固定距離，例如0. 1到10mm，其中特征的密度在光導的中心處最高，在 此處光強度將為最低。對于正方形光導來說，距LED中的任一者最遠的點為面板的中心點， 對于300mm的正方形面板來說其距每一拐角212mm，且因此特征之間的間距減小介于此最 大距離的0. 05%到4. 73%的范圍內(nèi)的固定距離。在典型實施方案中，涵蓋所述特征將占據(jù) 光導的面的總面積的10%與50%之間。然而，為便于理解，在圖5中描繪少得多的特征。發(fā) 現(xiàn)此特征525圖案減少所發(fā)射光強度在面板的發(fā)光面上的變化，且促進來自發(fā)光面的整個 表面的大致均勻光發(fā)射強度。通過特征圖案的適當選擇及配置，可實現(xiàn)所發(fā)射光強度的約 25%或小于25%的變化，且對于經(jīng)優(yōu)化圖案來說，涵蓋小于10%的變化。在其它實施例中， 所述特征可等距間隔開，及/或所述特征的大小隨距每一 LED的距離而改變。圖6為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光面板的呈平面圖的示意性表示。在此實施 例中，光導621在形狀上同樣為正方形，且特征625包括彎曲槽或脊。所述特征圖案包括四 個系列的同心圓弧，其中每一系列具有位于其相關(guān)聯(lián)LED 622的位置處(S卩，在光導的相應 拐角處)的共同中心。應注意，每一系列的圓弧之間的距離隨距相關(guān)聯(lián)LED的距離增加而 在徑向方向上減小。與圖5的實施例一樣，特征之間的間距可減小固定距離，從而產(chǎn)生其中 特征的密度從每一拐角朝向光導的面的中心對稱增加的特征圖案。發(fā)現(xiàn)此特征625圖案減 小所發(fā)射光強度在面板的發(fā)光面上的變化，且促進來自發(fā)光面的整個表面的大致均勻光發(fā) 射強度。圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的發(fā)光面板720的呈平面圖的示意性表示。在此 實施例中，光導721在形狀上為正方形(600mmX 600mm)，且特征725包括大致半球形凹槽(例如，圖4的425f)或半球形突出部(例如，圖4的425j)。通常，所述半球形特征在直徑 上為0.5到1mm。特征725位于一系列同心正方形的側(cè)上，其中所述系列正方形的側(cè)并行 于光導的邊緣。如從圖7可見，相連正方形之間的間距在朝向光導面的中心的方向上減小。 此外，特征725之間沿正方形的側(cè)的間距還朝向每一側(cè)的中點而減小，其中所述間距取決 于多項式函數(shù)。使用以下一般形式的四次多項式來計算特征之間的間距間距 d = A+Bi+Ci2+Di3+Ei4其中i為距光導的面的中心的徑向距離，且A、B、C、D及E為常數(shù)。常數(shù)A、B、 C、D及E的值優(yōu)選地借助于射線跟蹤程序(例如由位于美國加州帕薩迪納的光學研究 協(xié)會(Optical Research Associates based in Pasedena CA USA)開發(fā)的“光工具 (LightTools) ”)來優(yōu)化，以針對所述常數(shù)的值范圍來模擬發(fā)光面板的光發(fā)射分布，并選擇 給出所發(fā)射光強度的最低變化(即，所發(fā)射光的最均勻強度)的常數(shù)。在圖7中所圖解說 明的實施例中，特征之間的間距從光導邊緣處的23mm變化到光導中心處的1mm，此表示距 每一 LED的最大距離的0. 33%到7. 67%的范圍。圖7還展示特征725圖案的中心區(qū)的放 大部分。如從圖7可見，特征725之間的間距隨距LED 722的距離增加而減小，且所述圖案 至少部分地考慮到光導內(nèi)的光強度分布。此外，將了解，應在光導的其中光強度較低的區(qū)處 提供每單位面積較高密度的特征，且因此最低密度的特征為最靠近于LED的那些區(qū)。所屬 領(lǐng)域的技術(shù)人員將明了，可使用其它數(shù)學函數(shù)來計算特征的間距及/或定位，例如更低或 更高次多項式、線性或指數(shù)函數(shù)(僅列舉幾個)。此外，應注意，在確定特征的配置時，還可考慮到前面的特征(即，較靠近于光源 的那些特征)將已從光導提取光且因此已影響到光導內(nèi)的光分布。圖8為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板820的呈平面圖的示意性表示。在此 實施例中，光導821在形狀上為正方形(600mmX 600mm)，且特征825包括大致圓形的二維表 面特征(例如，圖4的425η)。除特征的間距及/或位置至少部分地取決于光導內(nèi)的強度 分布且隨距LED光源的距離而變化外，特征825的大小也可變化。在圖8中，圓形特征825 位于規(guī)則正方形陣列上，且所述特征的半徑在朝向光導中心的方向上增加。此外，圓形特征 825的半徑在與光導的邊緣平行的方向上朝向陣列的每一行/列的中點增加。使用以下一 般形式的多項式函數(shù)來計算所述圓形特征的半徑特征的半徑=A-Bx2-Cy2其中χ及y為距光導面的中心的水平距離及垂直距離，且A、B及C為常數(shù)。本發(fā) 明涵蓋，對于包括圓形特征的正方形陣列的圖案來說，每單位面積的特征密度(即，裝填分 數(shù))可介于靠近于LED的小于與接近面板的中心的約80%的范圍內(nèi)。對于圓形特征圖 案(其中所述特征定位于2維六邊形陣列上)來說，裝填分數(shù)可在到約91%的范圍內(nèi)變化。圖9為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板920的呈平面圖的示意性表示。在 此實施例中，光導921在形狀上為正方形，且特征925包括大致半球形凹槽(例如，圖3的 325f)或半球形突出部(例如，圖3的325j)。通常，所述半球形特征在直徑上為0. 5到1mm。 特征925位于四個系列的同心圓弧上，其中每一系列的中心位于其相關(guān)聯(lián)LED 924的位置 處。應注意，給定系列的圓弧之間在徑向方向上的距離隨距相關(guān)聯(lián)LED的距離增加而減小， 且特征之間在圓周方向上的間距也隨距LED的距離而減小。發(fā)現(xiàn)此特征925圖案減小在面板的發(fā)光面上的所發(fā)射光強度的變化，且促進來自發(fā)光面的整個表面的大體均勻光發(fā)射強 度。與本發(fā)明的其它實施例一樣，通過特征圖案的適當選擇及配置，可實現(xiàn)所發(fā)射光強度的 約25%或小于25%的變化，且對于經(jīng)優(yōu)化圖案來說，涵蓋約10%或小于10%的變化。圖10為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板1020的呈平面圖的示意性表示。在 此實施例中，光導1021在形狀上為等邊三角形，且在每一截頭拐角(頂點)1033處提供有 一個或一個以上LED 1022。如所圖解說明，特征1025包括界定一系列同心等邊三角形的直 線槽/脊，其中所述三角形特征的頂點對應于光導1021的邊緣的中點。相連三角形之間的 距離隨距相關(guān)聯(lián)LED的距離增加而減小。圖11為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的發(fā)光面板1120的呈平面圖的示意性表示。在 此實施例中，光導1121在形狀上為圓形(碟形)，且在圍繞光導的圓周的四個位置中的每一 者處提供LED 1122。如所圖解說明，LED 1122優(yōu)選地定位于圍繞圓周邊緣的正交位置處。 在此實施例中，特征圖案包括四個系列的同心圓弧脊/槽1125，其中每一系列具有位于其 相關(guān)聯(lián)LED 1122的位置處的共同中心。每一系列的圓弧之間在徑向方向上的距離隨距相 關(guān)聯(lián)LED的距離增加而減小。為了優(yōu)化光從LED到光導1121中的耦合，可在光導的邊緣中 提供一個或一個以上半球形凹槽1132，且所述LED定位于相關(guān)聯(lián)凹槽的中心處。通過限制 提供LED的定位(位置)的數(shù)目，可顯著減小面板的成本。將了解，本發(fā)明并不限于所描述的特定實施例且可做出本發(fā)明的范圍內(nèi)的變化。 舉例來說，特征圖案可包括例如螺旋狀(螺線)圖案、同心圓及橢圓(僅列舉幾個)，但條件 是其減小在發(fā)光面的表面上的所發(fā)射光強度的變化。另外及/或替代地，可將磷光體材料提供于光導的與發(fā)光面相對的面上。在此類 布置中，應在磷光體的表面上提供反射層，以通過光導朝向發(fā)光面往回反射磷光體產(chǎn)生的 光并將所述光反射出發(fā)光面。所述特征可進一步包括施加到光導的面的磷光體材料圖案。舉例來說，圖8的發(fā) 光面板820中的圓形特征825圖案可包括磷光體材料圖案。為便于制作，可將磷光體材料 圖案絲網(wǎng)印刷到光導的面上。本發(fā)明還涵蓋，以對應于特征圖案的圖案來提供所述磷光體材料。在其中所述特 征延伸到光導的發(fā)光面中的一個實施方案中，將所述磷光體材料容納于由所述特征界定的 凹部內(nèi)。此布置的優(yōu)點為來自光導的光發(fā)射出現(xiàn)在與磷光體材料的位置相同的位置處，借 此減少所需磷光體材料的數(shù)量?？蓪⑺隽坠怏w材料施加在光導的整個表面上，且使用刀 片(刮刀)移除過剩材料以將磷光體留在所述特征內(nèi)。在其它布置中，可使用白色光源(通常為白色LED)，在此情況下不需要磷光體材 料。在此類布置中，額外光漫射層可有益于進一步減小光發(fā)射強度的任何變化。除其中光導介質(zhì)在形式上為大致平面的發(fā)光面板外，在其它實施例中還涵蓋將光 導制作成彎曲表面。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光面板，其包括多邊形光導介質(zhì)，其具有發(fā)光面、相對面及若干截頭拐角，至少一個光源，其與所述光導介質(zhì)的每一截頭拐角相關(guān)聯(lián)且經(jīng)配置以將光耦合到所述 相關(guān)聯(lián)截頭拐角中，及特征圖案，其位于所述光導介質(zhì)的至少一個面上以用于促進光從所述發(fā)光面的發(fā)射， 所述特征圖案經(jīng)配置使得所發(fā)射光強度在所述發(fā)光面的大致整個表面上的變化小于或等 于約25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述特征圖案選自由以下各項組成的群組至少 部分地依據(jù)所述光導介質(zhì)內(nèi)的光強度分布而配置；特征的間距依據(jù)距每一光源的距離而減 ?。惶卣鞯拇笮≈辽俨糠值厝Q于距每一光源的距離；特征的形狀至少部分地取決于距每 一光源的距離；及每單位面積特征的數(shù)目依據(jù)距每一光源的距離而增加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述特征選自由以下各項組成的群組脊；u形 脊；V形脊；槽；U形槽；V形槽；大致半球形特征；大致棱錐形特征；大致四面體特征；大致 偏方面體特征；線；大致圓形特征；大致橢圓形特征；大致正方形特征；大致矩形特征；大 致三角形特征；大致六邊形特征；及大致多邊形特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，且其進一步包括與每一光源相關(guān)聯(lián)的至少一個大致半 球形凹槽，所述凹槽提供于所述光導介質(zhì)的所述截頭拐角中，且其中所述相關(guān)聯(lián)光源定位 于所述凹槽的大致中心處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面板，其中所述特征是通過選自由以下各項組成的群組的方 法形成的將其形成為所述光導介質(zhì)的組成部分；處理所述光導介質(zhì)的面；及將所述特征 施加到所述光導介質(zhì)的所述面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面板，其中所述方法選自由以下各項組成的群組對所述光 導介質(zhì)進行精密模制以界定特征圖案；選擇性地機械磨蝕所述面以界定所述特征；選擇性 地研磨所述面以界定所述特征；選擇性地對所述面進行劃線以界定所述特征；選擇性地蝕 刻所述面以界定所述特征；用磨料顆粒選擇性地對所述面進行噴砂并選擇性地對所述面進 行激光燒蝕以界定所述特征。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，且其進一步包括在所述光導介質(zhì)的大致所述整個發(fā)光 面上提供磷光體材料，其中所述磷光體材料可操作以吸收從所述發(fā)光面發(fā)射的所述光的至 少一部分且作為響應發(fā)射不同波長的光，且其中所述面板的光發(fā)射產(chǎn)物包括由所述至少一 個源產(chǎn)生的光及所述磷光體產(chǎn)生的光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面板，其中所述磷光體材料選自由以下各項組成的群組提 供為所述光導介質(zhì)的所述發(fā)光面上的至少一個層；提供為大致透明襯底的面上的至少一個 層，其中所述襯底定位于所述光導介質(zhì)上以使所述磷光體層面向所述光導介質(zhì)的所述發(fā)光 面；及并入于透明材料薄片中以使磷光體在其整個體積內(nèi)大致均勻分布，其中所述磷光體 薄片定位于所述光導介質(zhì)的所述發(fā)光面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述光導介質(zhì)在形狀上選自由以下各項組成的群 組大致正方形、大致矩形、大致三角形及大致六邊形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，其中所述光導介質(zhì)選自由以下各項組成的群組聚合 物、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂及玻璃。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，且其進一步包括位于所述光導介質(zhì)的大致所述整個 相對面上的反射性表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，且其進一步包括至少一個光源，所述至少一個光源經(jīng) 配置以在所述光導介質(zhì)的所述截頭拐角之間將光耦合到所述光導介質(zhì)的邊緣中。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面板，且其包括位于所述光導介質(zhì)的每一面上的相應特征 圖案，且其中在操作中光是從所述光導介質(zhì)的兩個面發(fā)射的。
14.一種發(fā)光面板，其包括光導介質(zhì)，其具有發(fā)光面及相對面，多個光源，其經(jīng)配置以在圍繞所述光導介質(zhì)的邊緣的四個或少于四個位置處將光耦合 到所述邊緣中，及特征圖案，其位于所述光導介質(zhì)的至少一個面上以用于促進光從所述發(fā)光面的發(fā)射， 所述特征圖案經(jīng)配置使得所發(fā)射光強度在所述發(fā)光面的大致整個表面上的變化小于或等 于約25%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，其中所述特征圖案選自由以下各項組成的群組至 少部分地依據(jù)所述光導介質(zhì)內(nèi)的光強度分布而配置；特征的間距依據(jù)距每一光源的距離而 減??；特征的大小至少部分地取決于距每一光源的距離；特征的形狀至少部分地取決于距 每一光源的距離；及每單位面積特征的數(shù)目依據(jù)距每一光源的距離而增加。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，其中所述特征選自由以下各項組成的群組脊；u形 脊；ν形脊；槽；u形槽；ν形槽；大致半球形特征；大致棱錐形特征；大致四面體特征；大致 偏方面體特征；線；大致圓形特征；大致橢圓形特征；大致正方形特征；大致矩形特征；大 致三角形特征；大致六邊形特征；及大致多邊形特征。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，且其進一步包括與每一光源相關(guān)聯(lián)的至少一個大致 半球形凹槽，所述凹槽提供于所述光導介質(zhì)的所述邊緣中，且其中所述相關(guān)聯(lián)光源定位于 所述凹槽的大致中心處。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，且其進一步包括在所述光導介質(zhì)的大致所述整個發(fā) 光面上提供磷光體材料，其中所述磷光體材料可操作以吸收從所述發(fā)光面發(fā)射的所述光的 至少一部分且作為響應發(fā)射不同波長的光，且其中所述面板的光發(fā)射產(chǎn)物包括由至少一個 源產(chǎn)生的光及所述磷光體產(chǎn)生的光。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的面板，其中所述磷光體材料選自由以下各項組成的群組 提供為所述光導介質(zhì)的所述發(fā)光面上的至少一個層；提供為大致透明襯底的面上的至少一 個層，其中所述襯底定位于所述光導介質(zhì)上以使所述磷光體層面向所述光導介質(zhì)的所述發(fā) 光面；及并入于透明聚合物材料薄片中以使磷光體在其整個體積內(nèi)大致均勻分布，其中所 述磷光體薄片定位于所述光導介質(zhì)的所述發(fā)光面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，其中所述光導介質(zhì)在形狀上選自由以下各項組成的 群組大致圓形；大致正方形；大致矩形；及大致三角形。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，其中所述光導介質(zhì)選自由以下各項組成的群組聚 合物；聚碳酸酯；丙烯酸樹脂及玻璃。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，且其進一步包括位于所述光導介質(zhì)的大致所述整個 相對面上的反射性表面。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的面板，且其包括位于所述光導介質(zhì)的每一面上的相應特征 圖案，且其中在操作中光是從所述光導介質(zhì)的兩個面發(fā)射的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光面板，其包括光導介質(zhì)，其具有至少一個發(fā)光面；及多個光源(LED)，其經(jīng)配置以在圍繞所述光導介質(zhì)的邊緣的四個或少于四個位置處將光耦合到所述邊緣中。所述光導介質(zhì)的至少一個面上提供有光學特征(不連續(xù)性)圖案，以用于促進光從所述發(fā)光面的發(fā)射。所述特征圖案經(jīng)配置以減小所發(fā)射光強度在所述發(fā)光面的大致整個表面上的變化，使得所述變化小于或等于約25％。所述特征圖案是部分地依據(jù)所述光導介質(zhì)內(nèi)的光強度分布而配置的，且特征的間距、大小、形狀及/或每單位面積特征的數(shù)目可取決于距每一光源的距離。
文檔編號F21V8/00GK102112806SQ200980129770
公開日2011年6月29日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者李依群 申請人:英特曼帝克司公司