CN101583890B - 具有用于耦合出光的腔体的发光面板 - Google Patents

Abstract

一种发光面板，包括具有发光前侧(3)以及与之平行的后侧(4)的板状半透明部件(1)，所述后侧具有多个腔体(2)。光可以通过腔体(2)表面(8)的镜面反射耦合出去。每个腔体(2)具有侧壁(7)和底部(8)，所述底部(8)与所述后侧(4)成一定角度延伸。每个腔体(2)包括与该腔体(2)的侧壁(7)的大部分光学接触的填充元件(10)，同时在填充元件(10)与腔体(2)的底部(8)之间存在一定距离，以便形成封闭的空间(11)。

Description

具有用于耦合出光的腔体的发光面板

技术领域

本发明涉及发光面板，其具有至少一个用于将来自光源的光耦合到该发光面板中的光入射边缘，该发光面板包括具有发光前侧以及与之平行的后侧的板状半透明部件，所述后侧具有多个腔体，光可以借助于这些腔体通过腔体表面的镜面反射耦合出去，其中每个腔体具有侧壁并且包括与该腔体的侧壁的大部分接触的填充元件。所述板状部件优选地为透明的，但至少是半透明的。

背景技术

这样的发光面板首先可以用作液晶显示(LCD)器件中的背光面板，例如电视机、监视器以及计算机、(便携式)电话的显示器等等中的背光面板。这样的发光面板也可以用作用于若干照明目的(例如商店照明)的发光体，利用所述发光面板，可以透过照明其后的物体的面板看见这些物体。此外，这样的发光面板可以用在借助于这些面板均匀照明的空间或房间的墙壁或天花板上。面板的光源可以可拆卸地连接到面板的光入射边缘或者可以是该边缘的组成部分。

JP-A-2001/110333中公开了一种上述类型的发光面板。该出版物描述了一种面板，其中在面板后侧的表面上将腔体定形为笔直的凹槽。每个凹槽具有两个平坦的侧壁，从而获得了V形凹槽。在发光面板的边缘处耦合进来的光辐射通过相对于凹槽的两个平坦的壁的镜面反射离开面板。可以向这些凹槽填充邻接凹槽的两个侧壁的填充元件。

WO-A-2005/073622中公开了另一种发光面板。该出版物描述了一种矩形透明发光面板，其具有前侧和其中存在腔体的后侧。这些腔体是前侧和后侧之间的笔直狭缝，所述狭缝相对于面板的平面倾斜。面板的一个边缘设有发光二极管(LED)阵列，使得这些二极管的光辐射耦合到面板中。耦合进来的光辐射通过相对于狭缝侧表面的镜面反射离开发光面板。通过在整个面板上适当地分布这些倾斜的狭缝，光通过面板的整个前侧均匀地耦合出去。

用于面板的各部分的适当的光导材料是透明的热塑性塑料，特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸脂(PC)或聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral，PVB)。可以在注射成型工艺、挤压工艺或者材料去除激光操作中对这样的材料定形。

由于倾斜狭缝形式的腔体的存在，发光面板不能具有不间断的前表面。此外，一个缺陷在于，腔体与环境接触，从而它们的壁可能被污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光面板，其包括具有腔体的板状半透明部件，光可以经由这些腔体借助于腔体表面的镜面反射通过发光面板的前侧耦合出去，并且其中所述板状部件具有不间断的前表面。

本发明的另一个目的是提供一种发光面板，其包括具有腔体的板状半透明部件，光可以经由这些腔体借助于腔体表面的镜面反射通过发光面板的前侧耦合出去，其中每个腔体是封闭的空间。

本发明的另一个目的是提供一种发光面板，其包括具有腔体的板状半透明部件，光可以经由这些腔体借助于腔体表面的镜面反射通过发光面板的前侧耦合出去，所述腔体在任何希望的方向上可以是弯曲的。

为了实现这些目的中的一个或多个，每个腔体具有与所述后侧成一定角度延伸的底部，其中每个腔体具有侧壁并且包括与腔体的侧壁的大部分接触的填充元件，以及其中在填充元件与腔体的底部之间存在一定距离。腔体内的空间因而是封闭的，因为它由腔体的底部、侧壁的小部分以及所述填充元件的表面的一部分包围。

板状部件的材料和填充元件的材料优选地都是透明的，所述填充元件与腔体的侧壁形成光学接触，从而耦合到面板中的光辐射的干扰最小。

在一个优选的实施例中，腔体的侧壁基本上垂直于板状部件的后侧，即所述侧壁的表面与板状部件的后侧之间的角度为90°，或者优选地，腔体侧壁的表面从后侧渐缩到板状部件的材料内。在一个优选的实施例中，所述角度介于80°和90°之间，更优选地介于85°和89°之间。填充元件具有相应的形状，并且可以容易地将其移到腔体中，直到其中它具有希望的到腔体底部的小距离的位置。

腔体平行于所述后侧的截面形状可以是矩形或正方形，但是在一个优选的实施例中，该截面形状基本上为圆形，从而腔体侧壁的表面具有从所述后侧渐缩到板状部件的材料内的圆锥的形状。该圆锥的轴优选地基本上垂直于所述后侧，使得该圆锥的顶角小于20°，优选地介于2°和10°之间。可以将具有相应形状的填充元件移到腔体中，直到其与腔体底部相距小的距离处的预定位置。该填充元件紧紧地压在腔体的侧壁上，从而在该填充元件与腔体侧壁之间获得适当的光学接触。由于填充元件渐细的形状的原因，可以在无需粘合剂或者任何其他的中间物质的情况下获得填充元件的表面与腔体的侧壁之间的光学接触，但是，如果合适的话，它们当然可以用来确保实现光学接触。

腔体的底部可以具有弯曲的形状，优选地为凹面形状，使得耦合出去的光辐射方便地分布在发光面板之前的空间中。腔体可以具有球形底部。

在一个优选的实施例中，填充元件与腔体底部之间在所述底部的中心区域的距离大于腔体侧壁附近的所述距离。于是，腔体的几乎整个侧壁可以与填充元件光学接触，导致耦合到发光面板中的光辐射的传播的干扰最小。在所述中心区域，由于填充元件与腔体底部之间的距离相对较大，因而避免了其间的接触。

在一个优选的实施例中，面向腔体底部的填充元件具有平坦的表面，从而它可以具有简单的形状，同时，与腔体底部的弯曲形状相结合，填充元件和所述底部之间的空间具有适当的形状。

腔体的底部优选地与板状部件的后侧成10°和60°之间的角度延伸，更优选地成25°和50°之间的角度延伸，所述底部形成用于镜面反射的表面，以便通过面板的前侧耦合出光。

在一个优选的实施例中，存在板状支撑部件，同时多个所述填充元件附接到该支撑部件，该支撑部件位于所述板状部件的后侧。支撑部件可以相对较薄，并且邻接板状部件的后侧，使得在板状部件与支撑部件之间可以存在光学接触。耦合进来的光辐射由此由板状部件和支撑部件的材料引导。在另一个实施例中，在支撑部件与板状部件的后侧之间存在一定距离，使得耦合进来的光辐射基本上由板状部件引导。

支撑部件以及支撑部件携带的填充元件可以例如通过注射成型工艺或者热压印操作制造成一个部件。当组装发光面板时，必须将携带多个填充元件的支撑部件放置在板状部件的后侧上，将填充元件***腔体中。当支撑部件邻接板状部件的后侧时，自动地实现了每个填充元件的预定位置处于其相应的腔体中。而且，相同支撑部件上多个填充元件的存在有助于面板的组装。此外，支撑部件提供了发光面板的平滑的后侧。

优选地，在板状部件的后侧存在多个板状支撑部件，同时这些支撑部件的边缘位于彼此的附近。这些支撑部件优选地为矩形。在组装发光面板期间，可以容易地操纵相对较小的矩形支撑部件。

在一个优选的实施例中，填充元件的材料比板状部件的材料更柔软。板状部件可以具有小的柔性，以便降低发光面板的柔性。填充元件更柔软的材料有助于形成填充元件材料的表面与腔体侧壁之间的光学接触。

腔体可以具有不同的尺寸(例如不同的截面直径)和不同的深度以及倾斜底部的不同的角度等等。此外，腔体之间的相互距离可以变化。因此，可以通过面板前侧以均匀分布的方式耦合出光，或者以跨面板前侧表面变化的方式耦合出光，使得前侧的某些区域比其他区域发射更多的光。

附图说明

现在将参照附图进一步阐述本发明，在附图中：

图1为板状部件的一部分的截面图；

图2为具有填充元件的支撑部件的一部分的截面图；

图3为组装的发光面板的一部分的截面图；

图4为第一实施例的透视图；以及

图5为第二实施例的透视图。

具体实施方式

图1为包括腔体2的透明板状部件1的一部分的截面图。该板状部件的前侧3具有平坦的不间断的表面。后侧4平行于前侧3。后侧4由具有圆形边缘6的腔体2间断。腔体2具有锥形侧壁7和底部8，该底部相对于后侧4倾斜并且是弯曲的。

图2为携带填充元件10的板状支撑部件9的一部分的截面图。填充元件10的形状与腔体2的形状相应。然而，填充元件10具有平坦的下表面(图2中)并且其竖直方向的尺寸小于腔体2的相应尺寸(两图中)，从而当把填充元件10移到腔体2中时，填充元件10并不接触腔体2的底部8，如图3所示。在底部8与填充元件10之间存在封闭的盘状空间11，从而中心区域的空间11的高度大于盘状空间11的周边附近的高度。

图3为发光面板的一部分的截面图，其中透明板状部件1和支撑部件9置于彼此之上，使得支撑部件9的下侧12邻接板状部件1的后侧4。腔体2的锥形侧壁7邻接填充元件10的相应表面，并且接触表面在图3中由虚线13表示。该接触表面(虚线13)在圆锥的表面上延伸，所述圆锥由点划线14表示，而该圆锥的轴由点划线15表示。

腔体2的底部8是封闭空间11的下壁，是来自板状部件1的边缘(在图中右边)的光辐射(箭头16)从其反射(箭头17)通过板状部件1的前侧3的表面。

在本发明的这个实施例中，圆锥的顶角(直线14之间的角度)为10°，并且圆锥的轴(直线15)垂直于板状部件1的后侧4。填充元件10相对于腔体的侧壁7的尺寸提供了两个表面(虚线13)之间的稳固接触，使得它们形成光学接触。支撑部件9的下侧12可以邻接板状部件1的后侧4，或者可以与该侧4具有一定距离。后侧4可以是反射耦合进来的光辐射的表面。然而，在另一个实施例中，支撑部件9的下侧12与板状部件1的后侧4形成光学接触，使得耦合进来的光辐射由板状部件1和支撑部件9引导。

图4为组装透明板状部件1和支撑部件9之前这两个部件1、9的第一实施例的透视图。板状部件1的后侧4具有腔体2，并且支撑部件9的下侧12携带填充元件10。当两个部件1、9接合时，每个填充元件10与相应的腔体2配合，同时在填充元件10的倾斜下侧与相应腔体2的倾斜底部之间将留下封闭的空间，如图3所示。光可以通过光入射边缘18耦合到板状部件中并且将借助于来自腔体2的倾斜底部8的镜面反射通过板状部件1的前侧(下侧)耦合出去(未在图4中表示，但图3中显示出来)。

图5为包括透明板状部件1和多个支撑部件9的发光面板的第二实施例的透视图，每个支撑部件携带多个填充元件10。多个较小的支撑部件9而不是一个较大的支撑部件9(图4)的存在有助于发光面板的组装，并且这些较小的支撑部件9的制造较不复杂。

如上所述的依照本发明的发光面板的两个实施例仅仅是实例；许多其他的实施例也是可能的。

Claims (13)

1.一种发光面板，具有至少一个用于将来自光源的光耦合到该发光面板中的光入射边缘(18)，该发光面板包括具有发光前侧(3)以及与之平行的后侧(4)的板状半透明部件(1)，所述后侧具有多个腔体(2)，光可以借助于这些腔体通过腔体(2)表面(8)的镜面反射耦合出去，其中每个腔体(2)具有侧壁(7)并且包括与腔体(2)的侧壁(7)的大部分接触的填充元件(10)，其特征在于，每个腔体(2)具有与所述后侧(4)成一定角度延伸的底部(8)，并且其特征在于，在填充元件(10)与腔体(2)的底部(8)之间存在一定距离。

2.如权利要求1所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)的侧壁(7)垂直于板状半透明部件(1)的后侧(4)。

3.如权利要求1所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)侧壁(7)的表面从后侧(4)渐缩到板状半透明部件(1)的材料内。

4.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)侧壁(7)的表面具有从所述后侧渐缩到板状半透明部件(1)的材料内的圆锥(14)的形状，同时该圆锥(14)的轴(15)垂直于所述后侧(4)，并且该圆锥(14)的顶角小于20°。

5.如权利要求4所述的发光面板，其特征在于，该圆锥(14)的顶角介于2°和10°之间。

6.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)的底部(8)具有凹面形状。

7.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，在所述底部(8)的中心区域处填充元件(10)与腔体(2)底部(8)之间的距离大于在腔体(2)侧壁(7)附近填充元件(10)与腔体(2)底部(8)之间的距离。

8.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，面向腔体(2)底部(8)的填充元件(10)具有平坦的表面。

9.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)的底部(8)与板状半透明部件(1)的后侧(4)成10°和60°之间的角度延伸。

10.如权利要求9所述的发光面板，其特征在于，腔体(2)的底部(8)与板状半透明部件(1)的后侧(4)成25°和50°之间的角度延伸。

11.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于板状支撑部件(9)，同时多个所述填充元件(10)附接到所述板状支撑部件(9)，该板状支撑部件位于所述板状半透明部件(1)的后侧(4)。

12.如权利要求8所述的发光面板，其特征在于，在板状半透明部件(1)的后侧(4)存在多个板状支撑部件(9)，同时这些板状支撑部件(9)的边缘位于彼此的附近。

13.如权利要求1-3中任何一项所述的发光面板，其特征在于，填充元件(10)的材料比板状半透明部件(1)的材料更柔软。

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