波導(dǎo)光擴(kuò)散器及波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造方法
【專利摘要】提供一種將光源光擴(kuò)散而傳遞環(huán)境光的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。與光源（20）光耦合的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板（10），具有相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第1面、和具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面；來自光源（20）的可視光透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板（10）；來自光源（20）的可視光的至少一部分在第2面的擴(kuò)散點(diǎn)反射而透過第1面。
【專利說明】波導(dǎo)光擴(kuò)散器及波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及用來對(duì)周圍或物體進(jìn)行照射的波導(dǎo)光擴(kuò)散器(光波導(dǎo)擴(kuò)散器:light waveguide diffuser)及波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]通常，在可用在照明中的光源中，需要從光源向擴(kuò)散點(diǎn)傳送光的波導(dǎo)管、以及將光擴(kuò)散(散射)而生成通常為與銳利的邊緣形成對(duì)照的沒有邊緣或柔和的邊緣的投影的柔光的擴(kuò)散器。例如在照片攝影中使用柔光，以便通過使人的皺紋不易看到而看起來更年輕。
[0003]一般的擴(kuò)散器的外觀是模糊或不透明的。即，觀察者不能通過一般的擴(kuò)散器鮮明地看到物體。作為一般的擴(kuò)散器，可以舉出例如磨砂玻璃擴(kuò)散器、特氟龍擴(kuò)散器、全息擴(kuò)散器、乳白玻璃擴(kuò)散器及灰色的玻璃等。由于這樣的擴(kuò)散器是不透明的，所以觀察者可能感到不舒服。此外，由于一般的擴(kuò)散器有可能將相當(dāng)量的光朝向光源散射，所以如果使用這樣的一般的擴(kuò)散器，則光源的效率下降。
[0004]圖1表不以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板110。以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板110例如是磨砂玻璃擴(kuò)散器面板。這樣的以往的磨砂玻璃擴(kuò)散器面板由于將光各向同性地?cái)U(kuò)散，看上去是模糊而不透明的。這是因?yàn)?，如圖1所示，不論是在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板110進(jìn)行波導(dǎo)的波導(dǎo)光、還是從與擴(kuò)散面12相反側(cè)的平面14入射的入射光，通常具有可視光頻帶的波長的光如果在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板110的擴(kuò)散面12交叉，則由于擴(kuò)散面12是不均勻而凸凹的質(zhì)感，所以都在擴(kuò)散面12根據(jù)不同的表面角度而大致向全部的方向散射或擴(kuò)散。這樣，在擴(kuò)散面12中，由于光大致向全方向擴(kuò)散，所以波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板110可以說具有各向同性的擴(kuò)散性。由此，如果通過這樣的以往的磨砂玻璃擴(kuò)散器進(jìn)行觀察，則物體暗淡而不能鮮明地被看見，所以以往的磨砂玻璃擴(kuò)散器看起來不透明。
[0005]圖2A及圖2B表示以往的另一波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210。波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210例如是作為噴墨點(diǎn)的點(diǎn)15規(guī)則地排列的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。具體而言，圖2A是以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210的俯視圖。圖2B是以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210的側(cè)視圖。
[0006]如圖2A及圖2B所示，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210具有被規(guī)則地排列而打印的點(diǎn)15的陣列。點(diǎn)15被作為柔性光的光取出功能而使用。點(diǎn)15也可以是設(shè)在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210的表面上的物質(zhì)的塊，點(diǎn)15的形狀及大小也可以是各種各樣的。例如，點(diǎn)15的形狀也可以是圓形、橢圓形、曲線形、正方形、長方形、三角形、多邊形、不規(guī)則形狀等。此外，點(diǎn)15既可以分別是大致相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。點(diǎn)15被印刷在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210的前面210a及背面210b的一方、或前面210a及背面210b的兩者上，將從發(fā)光二極管(LED)等的光源20入射到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210中的光取出。此外，從光源20朝向波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板210的光也可以透過束整形(beam shaping)光學(xué)系統(tǒng)25。
[0007]圖3A及圖3B表示透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310。透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310例如是點(diǎn)15分散或不規(guī)則地排列的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。具體而言，圖3A是透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的俯視圖。圖3B是透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的側(cè)視圖。
[0008]如圖3A及圖3B所示，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310具有被分散地打印的點(diǎn)15的陣列。點(diǎn)15被作為柔性光的光取出功能而使用。點(diǎn)15也可以是設(shè)在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的表面上的物質(zhì)的塊，點(diǎn)15的形狀及大小也可以是各種各樣的。例如，點(diǎn)15的形狀也可以是圓形、橢圓形、曲線形、正方形、長方形、三角形、多邊形、不規(guī)則形狀等。此外，點(diǎn)15既可以分別是大致相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。點(diǎn)15被印刷在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的前面310a及背面310b的一方或前面310a及背面310b的兩者上，將從發(fā)光二極管(LED)等的光源20入射到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310中的光取出。此外，從光源20朝向波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的光也可以透過束整形光學(xué)系統(tǒng)25。
[0009]波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310的點(diǎn)亮及不點(diǎn)亮的特征一般可以通過材料、印刷及圖案的選擇而獨(dú)立控制。例如，在光源20較暗或不點(diǎn)亮的情況下，也可以使用較大的點(diǎn)15限制光透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310。同樣，在光源20較暗或不點(diǎn)亮的情況下，也可以通過進(jìn)一步使較小的點(diǎn)15的密集度變高來限制光透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310。較大的點(diǎn)15或較小的點(diǎn)15例如也可以構(gòu)成擴(kuò)散粒子或不透明材料，也可以為了限制光透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310而增加點(diǎn)15的厚度或提高密集度。另外，根據(jù)實(shí)施形態(tài)不同，在光源20較暗或不點(diǎn)亮的情況下，也可以進(jìn)一步使較小的點(diǎn)15的密集度變低，以使光能夠透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310。
[0010]點(diǎn)15作為一例，通過噴墨打印機(jī)、絲網(wǎng)印刷技術(shù)或其他噴墨打印機(jī)印刷到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310上。點(diǎn)15也可以通過滾動(dòng)、撒落、噴吹等印刷到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板310上。在本說明書中記載的全部的實(shí)施方式的點(diǎn)15只要沒有特別否定，通過這些處理的哪種生成都可以。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]通過各種形態(tài)、實(shí)施方式及/或具體的特征或下位要素中的I個(gè)以上，本公開提示了能夠?qū)崿F(xiàn)透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器的各種裝置或結(jié)構(gòu)、以及能夠在透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造中利用的方法。
[0012]本公開的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案是一種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，與光源光率禹合，其特征在于，具有:相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第I面；以及具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面；來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板；來自上述光源的可視光的至少一部分在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射而透過上述第I面。
[0013]根據(jù)本公開的另一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)是通過模制加工、壓紋加工、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷中的某個(gè)而形成的多個(gè)微透鏡、多個(gè)微點(diǎn)及多個(gè)微凸起中的某種。
[0014]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)占上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面的20?50%。
[0015]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)以稀疏配置、交錯(cuò)配置、隨機(jī)配置、半隨機(jī)配置及交織配置中的某種配置，以網(wǎng)格陣列狀分布于上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
[0016]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的周期被擴(kuò)大或縮小。
[0017]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的形狀以可變更的設(shè)計(jì)構(gòu)成。
[0018]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案,在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板是透明的。
[0019]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案,在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述光源是LED。
[0020]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述第I面被單層或多層的防反射膜覆蓋。
[0021]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的形狀是使可視光發(fā)散反射的凹面狀。
[0022]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一技術(shù)方案中，也可以是，上述光源安裝在上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一端的至少I處，并且構(gòu)成為向上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的內(nèi)部傳遞光的多個(gè)波長。
[0023]此外，本公開的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案，是一種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，與光源光耦合，其特征在于，具有:使可視光發(fā)散反射的凹狀的第I面；以及具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面；來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板；來自上述光源的可視光的至少一部分，以在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射、并由上述第I面至少部分地反射后發(fā)散的方式透過上述第2面。
[0024]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)是通過模制加工、壓紋加工、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷中的某個(gè)而形成的多個(gè)微透鏡、多個(gè)微點(diǎn)及多個(gè)微凸起中的某種。
[0025]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)占上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面的20?50%。
[0026]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)以稀疏配置、交錯(cuò)配置、隨機(jī)配置、半隨機(jī)配置及交織配置中的某種配置，以網(wǎng)格陣列狀分布于上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
[0027]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的周期被擴(kuò)大或縮小。
[0028]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的形狀以可變更的設(shè)計(jì)構(gòu)成。
[0029]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板是透明的。
[0030]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述光源是LED。
[0031]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述第I面被單層或多層的防反射膜覆蓋。
[0032]根據(jù)本公開的又一技術(shù)方案，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一技術(shù)方案中，也可以是，上述光源安裝在上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一端的至少I處，并且構(gòu)成為向上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的內(nèi)部傳遞光的多個(gè)波長。
[0033]此外，本公開的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的制造方法的一技術(shù)方案，是一種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的制造方法，該波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板與光源光稱合，其特征在于，包括:準(zhǔn)備相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第I面的步驟；以及準(zhǔn)備具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面的步驟；來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板；來自上述光源的可視光的至少一部分在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射而透過上述第I面。
[0034]此外，本公開的照明器具的一技術(shù)方案，具備與光源光耦合的上述某種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
[0035]本發(fā)明的效果是，能夠得到效率性更高的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是表示以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的圖。
[0037]圖2A是以往的被印刷了打印點(diǎn)的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的俯視圖。
[0038]圖2B是以往的被印刷了打印點(diǎn)的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的側(cè)視圖。
[0039]圖3A是被印刷了打印點(diǎn)的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的俯視圖。
[0040]圖3B是被印刷了打印點(diǎn)的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的側(cè)視圖。
[0041]圖4是表不光在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板中傳輸?shù)臓顩r的圖。
[0042]圖5A是表不光在被覆蓋了防反射膜的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板中傳輸?shù)囊粚?shí)施方式的圖。
[0043]圖5B是表示光在被覆蓋了納米圖案的防反射膜的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板中傳輸?shù)囊粚?shí)施方式的圖。
[0044]圖6A是表示稀疏配置或交織配置的納米圖案的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一實(shí)施方式的圖。
[0045]圖6B是表示隨機(jī)配置或半隨機(jī)配置的納米圖案的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一實(shí)施方式的圖。
[0046]圖7是表示重合的塔爾博像的一例的圖。
[0047]圖8是表不具有凹面狀的面的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一例的圖。
[0048]圖9是表示本公開的一實(shí)施方式的波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0049]以下，參照附圖對(duì)本公開的實(shí)施方式進(jìn)行說明，各圖是示意圖，并不一定是嚴(yán)格圖示的。此外，在各圖中，對(duì)于實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)賦予相同的標(biāo)號(hào)，重復(fù)的說明有時(shí)會(huì)被省略或簡略化。
[0050]本公開的目的是，通過各種形態(tài)、實(shí)施方式及/或具體的特征或下位要素中的I個(gè)以上，帶來以下如詳細(xì)敘述那樣的I個(gè)以上的效果。
[0051]在本實(shí)施方式中，公開了將光源光擴(kuò)散而使環(huán)境光透過的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。另外，以往的波導(dǎo)光擴(kuò)散器由于將全部的光擴(kuò)散，所以是模糊的。
[0052]在透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造中，也可以使用噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷技術(shù)或其他墨印刷等的印刷方法。在該方法中，將點(diǎn)狀的微透鏡(點(diǎn))印刷到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的單面上。
[0053]點(diǎn)(擴(kuò)散點(diǎn))以各種各樣的配置將波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的至少一部分覆蓋。例如，點(diǎn)占波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面的20%?50%而將該表面覆蓋。另外，點(diǎn)覆蓋的范圍并不限定于20%?50%,該范圍也可以向某一方擴(kuò)大。
[0054]點(diǎn)的配置可以為稀疏配置的圖案、交錯(cuò)配置的圖案、隨機(jī)配置的圖案、半隨機(jī)配置的圖案、交織配置的圖案或其他圖案。
[0055]波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一方的面(沒有設(shè)置點(diǎn)的面)被防反射材料(單層或多層的材料)覆蓋，為低反射面。即，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的另一方的面的反射率比沒有被防反射材料覆蓋的結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面低。
[0056]此外，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板也可以形成為能夠?qū)⒐鈹U(kuò)散、聚束或發(fā)散的形狀。例如，也可以使波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面形狀為凹面狀。但是，本公開的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面形狀并不限定于由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解那樣的凹面狀。
[0057]此外，將點(diǎn)的形狀和尺寸設(shè)計(jì)為，使入射光有效地反射，這與反射效率較低的以往的有模糊的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的點(diǎn)成為對(duì)照。在本公開的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板中，通過較高的反射效率的點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了形成點(diǎn)的范圍的縮小。
[0058]通過使用噴墨的印刷進(jìn)行的制造，一般基于網(wǎng)格定位(grid posit1ning)方法。使用該方法，使噴墨點(diǎn)附著到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的假想的網(wǎng)格上。如果使用該方法單純地使點(diǎn)附著，則發(fā)生塔爾博像(Talbot image)。塔爾博像是點(diǎn)所形成的微透鏡的周期性的像。因?yàn)樗柌┫?，光的品質(zhì)受損。
[0059]圖4表示使噴墨點(diǎn)附著在單面上的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板410。在從光源20 (例如LED)生成光A的情況下，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板410內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)光的光A的一部分被波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的表面的點(diǎn)15反射，成為被周知為菲涅爾反射的反射光B。如圖4所示，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板410上沒有防止將光反射的防反射材料的情況下，發(fā)生該反射光B。最終，該反射光B成為生成被周知為塔爾博像的虛像35的光源。
[0060]塔爾博像是與配置在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板410上的點(diǎn)15同樣的圖案，表現(xiàn)為點(diǎn)15的周期像及離散像。該塔爾博像給視線目標(biāo)之上存在反射光B的觀察者V帶來不需要的光。
[0061]因而，希望實(shí)現(xiàn)能夠提供更高效率的照明、以及更好地增加了透明度的視野的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器。
[0062]但是，在使用噴墨方法制造的情況下，只要不使用觸針法(stylus method)，為了涂布點(diǎn)就要使用網(wǎng)格定位方法。在該方法中，如上述那樣，點(diǎn)被以網(wǎng)格狀排列在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板上，將發(fā)生不希望的塔爾博像。
[0063]本公開是基于這樣的問題而做出的，以下基于實(shí)施方式說明具體的解決方案。
[0064]圖5A表示單面被涂覆、并且使用噴墨點(diǎn)的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10。在圖5A所示的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10中，如以下所示，能夠使用多種技術(shù)中的I種，將不需要的塔爾博像縮小或去除。為了將塔爾博像縮小或去除，使用(a)將光源縮小或去除、及/或(b)使光源難以看到的技術(shù)的哪種都可以。
[0065]在本實(shí)施方式中，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的背面1b上設(shè)有作為噴墨點(diǎn)的點(diǎn)15。如圖5A所示，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的背面(第2面)10b上分散設(shè)有多個(gè)點(diǎn)(擴(kuò)散點(diǎn))15，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面(第I面)1a上設(shè)有規(guī)定的材料。
[0066]來自光源20的光A在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的內(nèi)部中傳輸，在點(diǎn)15反射，朝向波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a作為取出光(提前光)射出(表示為線A)。在此情況下，在本實(shí)施方式中，由于在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a上設(shè)有由防反射(AR)材料構(gòu)成的覆膜16，所以波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a的傳播光的反射被減輕或消失。
[0067]這樣，通過在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a上覆蓋防反射材料或防反射膜，能夠使波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a相對(duì)于光的多個(gè)波長成為低反射。由此，能夠減輕或消除在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的內(nèi)部傳輸?shù)墓庠谇懊?a反射的情況，能夠使塔爾博像的密集度變低。
[0068]本實(shí)施方式的由防反射材料或防反射膜構(gòu)成的覆膜16例如如圖5B所示，作為覆膜16a可以通過納米圖案(nano-patterning)等形成。此外，作為防反射膜的覆膜也可以是單層膜或多層膜。
[0069]另外，防反射材料或防反射膜并不限定于這些。此外，也可以使用多個(gè)種類的防反射材料或防反射膜，可以想到，也可以使用在該【技術(shù)領(lǐng)域】中周知的技術(shù)或以下說明的技術(shù)來涂敷防反射材料或防反射膜。
[0070]設(shè)在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端的發(fā)光兀件或光源20與波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10被光耦合。與光源20光耦合的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10可以作為照明器具使用。此外，也可以將波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10和發(fā)光兀件或光源20 —體化。
[0071]光源20只要安裝在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端的至少I處就可以，例如可以使用LED (發(fā)光二極管)、LD (激光二極管)或SLD (超輻射發(fā)光二極管)等。
[0072]此外，作為束整形光學(xué)系統(tǒng)25 (耦合光學(xué)系統(tǒng))，例如可以使用聚光性透鏡、準(zhǔn)直器或束整形器等，它們對(duì)從光源20生成的光進(jìn)行傳送。
[0073]此外,波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端和光源20例如也可以通過基于機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)、化學(xué)粘接劑、加熱的安裝方法、或這樣的安裝方法的組合來安裝或耦合。
[0074]光源20例如設(shè)計(jì)為，使I個(gè)或多個(gè)可視光頻帶的波長的光從波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端朝向波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的內(nèi)部傳遞。在此情況下，來自光源20的可視光相對(duì)于波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端的面，以I個(gè)或多個(gè)傾斜角、或內(nèi)全反射(TIR =Total InternalReflect1n)角、或者比波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的臨界角大的I個(gè)以上的角度，從波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的一端向內(nèi)部入射，透過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的內(nèi)部。
[0075]在該結(jié)構(gòu)中，來自光源20的可視光的至少一部分在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的背面1b的點(diǎn)15反射而透過前面10a。具體而言，從光源20傳遞到波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的內(nèi)部的光，被波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的全表面波導(dǎo)及擴(kuò)散，從前面1a及背面1b射出。由此，處于波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的兩側(cè)的物體被來自前面1a及背面1b的雙方向的照明光照射。
[0076]此外，本實(shí)施方式的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10是透明的，被照射的物體在通過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10觀察的情況下看起來是鮮明的。由此，能夠得到能提供效率性更高的照明、以及更容易觀察的透明的視野的透明的波導(dǎo)光擴(kuò)散器。
[0077]如上述那樣，產(chǎn)生塔爾博像的光源是波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a的光的反射光。在本實(shí)施方式中，通過使用通常的反射防止(AR)膜或防反射材料，能夠?qū)⒃摲瓷涔鉁p輕或消除。
[0078]作為也可以應(yīng)用于波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a的涂覆技術(shù)的例子，以下表示(I)?(3)。
[0079](I)由一般的單一膜形成的AR涂覆
[0080]折射率為n1/2的覆膜。這里，η表示波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的折射率。例如由丙烯形成的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10相對(duì)于幾乎全部的可視光范圍具有約1.51的折射率。因而，在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10是丙烯面板的情況下，AR覆膜相對(duì)于波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的折射率是(1.51) 1/2 N 1.23。
[0081](2)多層膜
[0082]為了波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的涂覆而使用多層膜。構(gòu)成多層膜的各膜作為一例可以舉出Si02、T12及ZrO2,但并不限定于此。
[0083](3)子波長周期結(jié)構(gòu)表面:
[0084]通過代替使用一般的AR覆膜而使用孔或凸起(bump)對(duì)波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a進(jìn)行壓紋加工或印痕加工，使前面1a的反射消失或顯著減輕?？谆蛲蛊鹄缡亲硬ㄩL的孔或凸起。即，在結(jié)構(gòu)周期比λ (λ是光源20 (例如LED)的波譜的峰值波長)小的情況下，不發(fā)生可視光的反射。
[0085]設(shè)在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的背面1b上的點(diǎn)15是光擴(kuò)散點(diǎn)。點(diǎn)15作為一例，是多個(gè)微透鏡、多個(gè)微點(diǎn)及多個(gè)微凸起中的某種，例如通過模制加工、壓紋加工、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷的某種形成。
[0086]多個(gè)點(diǎn)15的形狀由可變更的設(shè)計(jì)構(gòu)成。各點(diǎn)15的形狀及大小也可以是各種各樣的，例如，各點(diǎn)15的形狀可以取圓形、橢圓形、曲線形、正方形、長方形、三角形、多邊形、不規(guī)則形狀等。此外，多個(gè)點(diǎn)15既可以是分別大致相同的尺寸，也可以是不同的尺寸。
[0087]圖6A及圖6 B表不波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10上的點(diǎn)15的圖案的布局的一例。
[0088]如圖6A及圖6B所示，點(diǎn)15為了處理原始的像源而以網(wǎng)格圖案狀配置在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的背面1b上。通過像源的處理，能夠使從像源生成的塔爾博像變小或?qū)⑵淙コ?br> [0089]例如，可以使用由點(diǎn)15形成的微透鏡對(duì)像源進(jìn)行處理。具體而言，通過(a)將點(diǎn)15的周期擴(kuò)大、(b)將點(diǎn)15的周期縮小、或(c)在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的前面1a上形成局部曲率，能夠?qū)ο裨催M(jìn)行處理。
[0090]圖6A表示點(diǎn)15以稀疏配置或交錯(cuò)配置而以網(wǎng)格陣列狀分布在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10上的形態(tài)。另一方面，圖6B是與圖6A不同的形態(tài),表不點(diǎn)15以隨機(jī)配置或半隨機(jī)配置而以網(wǎng)格陣列狀分布在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10上的形態(tài)。在圖6A及圖6B的哪種情況下，都為與具有點(diǎn)15的周期成比例的周期的點(diǎn)排列，結(jié)果出現(xiàn)塔爾博像。
[0091]在點(diǎn)15的周期較小的情況下，作為結(jié)果而發(fā)生的塔爾博像的周期也變小。因而，通過使塔爾博像變小，如圖7所示，各個(gè)點(diǎn)15產(chǎn)生的點(diǎn)像相互重合，最終均勻化而生成均勻的塔爾博像。由此，與不連續(xù)的粒子像的存在相關(guān)聯(lián)的問題得以改善。
[0092]塔爾博像的最小周期由點(diǎn)15的最小周期決定。因此，在本實(shí)施方式中，使用比以往的網(wǎng)格周期小的網(wǎng)格周期。例如，以往的網(wǎng)格周期是339μπι=75(1ρ?。另一方面，在本實(shí)施方式中，作為更小的網(wǎng)格周期而使用42.3 μ m=600dpi或21.2 μ m=1200dpi。當(dāng)然，該網(wǎng)格周期是例示性的，也可以以本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的方式適當(dāng)變更。
[0093]此外，為了在以更細(xì)的周期提供均勻的照明光的同時(shí)保持波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10的透明度，也可以以稀疏配置、交錯(cuò)配置、交織配置、隨機(jī)配置或半隨機(jī)配置將點(diǎn)15排列。
[0094]圖8表不凹面狀的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的點(diǎn)15的圖案的布局的一例。
[0095]如圖8所示，點(diǎn)15為了處理原始的像源而以網(wǎng)格圖案狀配置在波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的背面10b。通過像源的處理，能夠使從像源生成的塔爾博像變小或?qū)⑵淙コ?br> [0096]在本實(shí)施方式中，如圖8所示，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的前面1a的形狀為使可視光發(fā)散反射的凹面狀。在該結(jié)構(gòu)中，來自光源20的可視光的至少一部分由波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的背面1b上的點(diǎn)15反射，在由前面1a至少部分地反射后，以發(fā)散的方式透過背面10b。在此情況下，由于通過波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的曲線使塔爾博像的光源發(fā)散，所以能夠?qū)⑺柌┫竦闹芷诳s小或消除。
[0097]此外，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的前面1a的曲率越大，塔爾博像越重合而被均勻化。
[0098]另外，在本實(shí)施方式中，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的前面1a為凹面狀，但前面1a的表面形狀并不限定于本實(shí)施方式的形狀，也可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解等那樣的形狀。例如，波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板1A的前面1a也可以構(gòu)成為，使光散射、會(huì)聚或發(fā)散。
[0099]圖9是本公開的一實(shí)施方式的波導(dǎo)光擴(kuò)散器的制造方法的流程圖。更具體地講，在圖9所示的流程圖中，表示具有第I面及第2面、對(duì)光進(jìn)行波導(dǎo)傳播而使其擴(kuò)散的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的制造方法。
[0100]這里，第I面是被實(shí)施了納米圖案的面，例如是圖5A或圖5B中的前面10a。第2面是容易將光的多個(gè)波長擴(kuò)散的面，例如是圖5A或圖5B中的背面10b。
[0101]在步驟SI中，準(zhǔn)備用來引導(dǎo)從LED等的光源釋放的光波的波導(dǎo)材料(波導(dǎo)光面板)。
[0102]在步驟2中，準(zhǔn)備相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第I面。具體而言，對(duì)于波導(dǎo)材料的單面直接壓紋加工納米圖案，或者重疊預(yù)先印刷了納米圖案的片材(膜)。
[0103]在步驟3中，準(zhǔn)備具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面。具體而言，對(duì)波導(dǎo)材料的另一方的面(與納米圖案相反側(cè)的面)噴吹噴墨擴(kuò)散點(diǎn)而進(jìn)行印刷。
[0104]在步驟4中，將耦合光學(xué)系統(tǒng)安裝到波導(dǎo)材料上。
[0105]在步驟5中，設(shè)置光源，使其與波導(dǎo)材料光耦合。
[0106]由此，能夠制造例如圖5A或圖5B所示那樣的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板10。
[0107]以上，參照多個(gè)例示的實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但這里使用的用語是為了說明而使用的用語，應(yīng)理解并不是限定于這些用語的意思。例如，只要不脫離本發(fā)明的實(shí)施方式的范圍，也可以在現(xiàn)行的或修正時(shí)的權(quán)利要求的主旨的范圍內(nèi)變更。此外，關(guān)于本發(fā)明，使用具體的機(jī)構(gòu)、材料及實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不是限定于公開的這些的具體例的意思。本發(fā)明的范圍涉及包含在權(quán)利要求書的范圍那樣的、在功能上等同的結(jié)構(gòu)、方法及用途的全部。
[0108]在本說明書中，記載了也可以參照具體的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議以特定的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)的要素或功能，但本發(fā)明并不限定于這樣的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議。實(shí)質(zhì)上具有相同的功能的、能夠進(jìn)行更快而有效率的處理的等價(jià)物定期地取代這樣的標(biāo)準(zhǔn)。因而，具有相同或同樣的功能的新的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議可看作之前的標(biāo)準(zhǔn)的等價(jià)物。
[0109]這里記載的實(shí)施方式的例示以表示各種各樣的實(shí)施方式的一般的理解為目的。這些例示并不以利用這里記載的結(jié)構(gòu)或方法的針對(duì)裝置及系統(tǒng)的要素及特征的全部進(jìn)行完全說明為目的。關(guān)于這一點(diǎn)，并未以超過理解本發(fā)明的根本部分所需要的詳細(xì)程度提示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。只要詳細(xì)地分析本發(fā)明，許多其他的實(shí)施方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員就可能是顯而易見的。此外，也可以利用其他實(shí)施方式，也可以根據(jù)本公開導(dǎo)出其他實(shí)施方式。此時(shí)，也可以不脫離本公開的范圍而進(jìn)行結(jié)構(gòu)上及邏輯上的代替及變更。此外，這些圖是單純的代表圖，可能不是與比例尺匹配而畫出的。也可以將圖的某些部分放大描繪、將別的部分最小化描繪。因而，本公開及附圖不是限定的，而以例示為目的。
[0110]這里，也可以將本公開的I個(gè)以上的實(shí)施方式單獨(dú)或一起稱作“發(fā)明”，但這單單是方便上的理由，不是將本申請(qǐng)的范圍限定于特定的發(fā)明或發(fā)明概念的意思。此外，這里表示了具體的實(shí)施方式，但應(yīng)認(rèn)為為了達(dá)到相同或同樣的目的而考慮出的實(shí)施方式也可以取代它。本公開在其范圍中也包括各種各樣的實(shí)施方式的修正例及變形例。這里沒有具體地記載的上述實(shí)施方式的組合及其他實(shí)施方式對(duì)于詳細(xì)地分析了本說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)是顯而易見的。
[0111]此外，在上述詳細(xì)的說明中，為了公開的合理化，也可以將各種各樣的特征集成為一個(gè)，也可以記載在一實(shí)施方式中。請(qǐng)求的實(shí)施方式如果需要比明確記載在各權(quán)項(xiàng)中的特征多的特征，則本公開不被解釋。如權(quán)利要求所示，發(fā)明的主題也可以是關(guān)于比本公開的某個(gè)實(shí)施方式的全部的特征少的特征的主圖。這樣，各權(quán)利要求是單獨(dú)定義主題的單獨(dú)的權(quán)利要求，以下的權(quán)利要求被納入到上述詳細(xì)的說明中。
[0112]在上述中公開的主題是以例示為目的的，不意味著限定。在權(quán)利要求書中，包含本公開的主旨及范圍內(nèi)的變形例、改善例及其他實(shí)施方式。如以上那樣，通過在法律容許的最大限的范圍內(nèi)盡可能寬泛地解釋以下的權(quán)利要求及其等價(jià)物，本公開的范圍被決定，并不限定于上述詳細(xì)的說明。
[0113]除此以外，對(duì)于各實(shí)施方式實(shí)施本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的各種變形而得到的形態(tài)、或通過在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)將各實(shí)施方式的構(gòu)成要素及功能任意地組合而實(shí)現(xiàn)的形態(tài)也包含在本發(fā)明中。
[0114]標(biāo)號(hào)說明
[0115]10、10A、110、210、310、410 波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板
[0116]10a、210a、310a 前面
[0117]10b、210b、310b 背面
[0118]12擴(kuò)散面
[0119]14 平面
[0120]15 點(diǎn)
[0121]16、16a 覆膜
[0122]20 光源
[0123]25束整形光學(xué)系統(tǒng)
[0124]35 虛像。
【權(quán)利要求】
1.一種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板,與光源光稱合，其特征在于， 具有: 相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第I面；以及 具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面； 來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板； 來自上述光源的可視光的至少一部分在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射而透過上述第I面。
2.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)是通過模制加工、壓紋加工、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷中的某個(gè)而形成的多個(gè)微透鏡、多個(gè)微點(diǎn)及多個(gè)微凸起中的某種。
3.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)占上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面的20~50%。
4.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)以稀疏配置、交錯(cuò)配置、隨機(jī)配置、半隨機(jī)配置及交織配置中的某種配置，以網(wǎng)格陣列狀分布于 上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
5.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的周期被擴(kuò)大或縮小。
6.如權(quán)利要求2所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的形狀以可變更的設(shè)計(jì)構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板是透明的。
8.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述光源是LED。
9.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述第I面被單層或多層的防反射膜覆蓋。
10.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的形狀是使可視光發(fā)散反射的凹面狀。
11.如權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述光源安裝在上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一端的至少I處，并且構(gòu)成為向上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的內(nèi)部傳遞光的多個(gè)波長。
12.—種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板,與光源光稱合，其特征在于， 具有: 使可視光發(fā)散反射的凹狀的第I面；以及 具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面； 來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板； 來自上述光源的可視光的至少一部分，以在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射、并由上述第I面至少部分地反射后發(fā)散的方式透過上述第2面。
13.如權(quán)利要求12所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)是通過模制加工、壓紋加工、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷中的某個(gè)而形成的多個(gè)微透鏡、多個(gè)微點(diǎn)及多個(gè)微凸起中的某種。
14.如權(quán)利要求13所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)占上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的表面的20~50%。
15.如權(quán)利要求13所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)以稀疏配置、交錯(cuò)配置、隨機(jī)配置、半隨機(jī)配置及交織配置中的某種配置，以網(wǎng)格陣列狀分布于上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
16.如權(quán)利要求13所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的周期被擴(kuò)大或縮小。
17.如權(quán)利要求13所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的形狀以可變更的設(shè)計(jì)構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求12所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板是透明的。
19.如權(quán)利要求12所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述光源是LED。
20.如權(quán)利要求12所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述第I面被單層或多層的防反射膜覆蓋。
21.如權(quán)利要求12所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板，其特征在于， 上述光源安裝在上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的一端的至少I處，并且構(gòu)成為向上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的內(nèi)部傳遞光的多個(gè)波長。
22.—種波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板的制造方法,該波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板與光源光稱合，其特征在于， 包括: 準(zhǔn)備相對(duì)于光的多個(gè)波長為低反射的第I面的步驟；以及 準(zhǔn)備具有多個(gè)擴(kuò)散點(diǎn)的第2面的步驟； 來自上述光源的可視光透過上述波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板； 來自上述光源的可視光的至少一部分在上述第2面的上述擴(kuò)散點(diǎn)反射而透過上述第I面。
23.一種照明器具，其特征在于，具備與光源光耦合的權(quán)利要求1所述的波導(dǎo)光擴(kuò)散器面板。
【文檔編號(hào)】F21V8/00GK104049295SQ201410085635
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】水山洋右, N·哈里森, 佐藤步 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社