TW200409977A - Surface light-emitting device - Google Patents

Description

200409977 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種表面發光裝置，適合用於例如交通號 誌，展示廣告等之相當大型背部發光類型顯示器，及置於 建築室内平面或戶外平面，例如天花板’地板，盥之 平面照明裝置應用。 【先前技術】 稱為表面發光裝置或薄片類型發光主體之裝置可由發光 表面整個區域一致地發《。此冑裝置於…丁國「祭專利申請 案第1 〇·5〇6725號之公開日本譯文，日本專射請案早衫 1-45002，η_1544〇6，4_1〇1639號等中揭示。 於這些公開案揭示之薄片_型發光主體通常具下列結構 。具體地’這些薄片類型發光主體包含⑴—主體，里界定 =導引Μ且具至少-發光表面，⑺—光源，其置於主體 一寸引二間外，且提供光線至光導引空間，及（3)一光一致 2裝置’當提供至光導引空間之光線經由發光表面發射朝 α王外時，其可於發光表面幾乎整個區域獲得一致亮度 。例如該主體為盒狀’發光表面外之其他側面為不透：。又 且2體界定之光導引空間幾乎為麵形平行六面體形狀， "、二疋長度，見度’與高度。-般而言，具最大區域之至 ^ —側面（例如，光導引而間 、 、 尤寸幻工間万；纟化向炙平行兩侧面，及於橫 一出仃《兩側面)為發射面。主體包含放置為覆蓋發射面之 一傳輻板。光傳輸板表面為發光表面。 85109 200409977 光源通¥為線光源，例如螢光管或冷陰極管。光源於周 圍表面整個區域及縱向一致地發光。於使用線光源情形， 線光源通常放置為使線光源與入射面及發光表面皆平行， =使發光表面亮度變為一致。線光源通常置於與發射面（發 光表面）直角交叉之四側面至少其中之一附近。於該情形， 入射面與發射面外心其他側面，通常以由不透光板或薄片 形成之側面構件覆蓋。 發光表面亮度於靠近光源區域最高，且隨著距離光源之 2 =而減少，因此不一致地發光。因此，需使用光一致化 裝置，而得以於發光表面整個區域獲得一致亮度。光—致 7裝置為一棱鏡薄片或白色半透光漫射傳輸薄膜，如上述 公=案所揭示。結合使用該薄片與薄膜尤其有效。光—致 化^置放置為實質上一致地覆蓋發射面整個區域。例如， -漫射傳輸薄膜置於光傳輸板表面，且一棱鏡薄片置於光 傳輸板背®，使得由光源提供之光線傳輸通過棱鏡薄片虛 :射傳輸薄膜，並向外發射。棱鏡薄片通常由透光樹脂形 且具-棱鏡表面，於其上形成複數個微小平行棱鏡。 :作為線光源，包含側面發射類型光纖或中空光管之線光 原作為光學傳輸為亦為有用的。光學 傳輪态m常具圓柱狀 t面）。於縱向由光學傳輸器—頂端引人光學傳輸 當光線於縱向傳輸朝向另—頂端時，逐漸由周 :表面外漏，藉此光線由周圍表面整個區域明亮地發射。 例如日本專利中請案早期公開第叫伽㉘揭示之, 例，其中側面發射類型光纖作為表 軏 以九衣置足線光源。 85109 200409977 曰本專利第2628858號與日本專利申請案早期公開第 10-82902與2000-1 37 105號揭示使用由光管構成之光學傳輸 器之線光源，該光管藉由圓柱狀地捲起棱鏡薄片而形成。 如這些公開案所揭示，光管通常形成為使得稜鏡薄片之棱 鏡表面朝外，且圓柱之内表面由棱鏡薄片之平坦表面形成。 藉由使用置於主體外光源（邊緣發光光源）與光一致化裝 置，可一致地發光之表面發光裝置應用，乃限於小型發光 裝置（例如，個人電腦液晶顯示器之背面光）。具體地，因發 光表面區域相當小（通常為80 X 80公分或更少），這些表面發 光裝置不適合藉由水平地安排複數個光傳輸板，形成具大 區域之光傳輸板，並由大型光傳輸板之表面發光，以作為 置於建築等室内平面之相當大型顯示器或平面照明裝置。 其理由如下。 锻尤衣囱党度具有於靠近光源區域最高，且隨著距離 源4增加而減少之傾向。於發光表面區域增加之情形， 其，於表面發光裝置之發光表面長度大於寬度之情形（光 引空間之長度大於寬度），沿發光表面—致地放置之光— 化裝置未有效地增加亮度—致性。例如，於絲在縱向 近光導引空間-邊緣放置之情形，於縱向之入射面，及 入射面相對之一侧面間之距離將增加。結果，靠近入射 區域，及靠近與入射面相對一侧面區域間之亮度差傾向 加。為消除亮度不—致，漫射傳輪薄膜之漫射性需盡可 增加。然而’此導致漫射傳輸薄膜之光透射比降低，從 使發光表面亮度降低。增加光導引空間高度（增加深旬對: 85109 200409977 亮度一致性為有效地。然而，此導致整個表面發光裝置佔 據之空間增加。尤其，於藉由將表面發光裝置併入建築隔 牆（地板，牆壁，或天花板），由室内平面發光之情形，因隔 牆深度(厚度）受到限制，由建築設計觀點，表面發光裝置之 高度需盡可能降低。 此外，為避免亮度降低而增加光源發光亮度或光源數目 ，將增加功率消耗，這些方法由能源節約等觀點為不適宜 的。於光源在橫向靠近光導引空間一邊緣放置之情形，入 射面及與入射面相對側面間之距離變得相當小，從而使靠 近入射面區域及靠近與入射面相對侧面區域間之亮度差異 降低。於該情形，需具有與光導引空間相同長度之相當長 線光源。因需大量電力以由此一光源明亮地發光，功率消 耗傾向增加。 因此，本發明提供一表面發光裝置，即使表面發光裝置 之發光表面長度大於寬度，可避免功率消耗之增加，且可一 致地發光而不降低發光表面亮度或增加光導引空間高度。 【發明内容】 本發明提供一表面發光裝置，包含界定一光導引空間之 主體，通常為具特定長度，寬度，與高度之矩形平行六面 體形狀，及一光源安排於主體外以提供光線至光導引空間 ，其中由光源提供之光線，通過由光導引空間至少一側面 形成之入射面，可經由與入射面直角相交之側面形成之發 射面發射至外部，主體包含一光傳輸構件，放置為覆蓋發 射面，光傳輸構件包含一光傳輸板，其具面向光導引空間 85109 200409977 之一背面，及與背面相對之一矣 、 表面’及置於光傳輸板背面 (一棱鏡薄片，光傳輸板之表面 ’ t光表面，入射面為於 縱向與光導引空間相對側面之一， + _ 先傳輪板包含一漫射濾 光斋’其覆蓋靠近光源之光億於4主 、、 尤傳輻板表面特定區域，遠離光 源足光傳輸板表面其餘區域夫脅 ^丄— 、、 次未復盍度射濾光器，漫射濾光 态由一薄片形成’於其中声最 曰宜復放層凌射傳輸薄膜，且漫 射傳輸薄膜層數目於靠近光源士 原〜£域取多，且隨著距離光 源之增加而逐漸減少，由於# 田万；先碌度射減少緣故，使得光透 射比隨著距離光源之增加而增加。 個較=二本發明之表面發光裝置，光傳輸板包含複數 :万塊光傳輸板’沿光導引空間縱向水平安排，使得方塊 光傳輸板邊緣彼此接觸，漫射、、卢 _ — /又射濾先益霄質地覆蓋靠近光源 出現 < 万塊光傳輸板特定數 … 疋數目〈表面整個區域，漫射濾光

斋未復盖运離光源出現之直I 、’、 束光傳輪I板表面，且漫射 傳輸薄膜層數目於靠近井湄> 、 、九/原<万塊光傳輸板最多，且隨著 距離光源之增加而逐漸減少。 方塊光傳輸板間之界線較佳地㈤ 邊缘。光奸m彳m Mu®漫射傳輸薄膜 =入先料構件Μ地由方塊光傳輸構件組合構成，每 已3万塊光傳輸板。棱料片較佳地由 組合構成。棱鏡薄片之分到泛去、杜1 年斤刀j片 w、 刀4片較佳地置於方塊光傳輸板上 以形成万塊光傳輸構件。 於本發明之表面發弁裝 ,^ . — :先私且，王體較佳地由主體單元组合 开/成’母個包含一方墙异值 尤先傳輛構件，且幾乎為矩形平行六 面形狀。每個主體單元 狂地具万塊空間於其中。複 85109 -10- 200409977 數個方塊空間較佳地光學地連接以形成光導引空間。 【實施方式】 於本發明之表面發光裝置，由薄片形成之漫射濾光器， 於其中層豐複數層漫射傳輸薄膜，僅置於靠近光源之特定 區域，由於光線漫射降低緣故，使得光透射比隨著距離光 源 < 增加而增加。具體地，光傳輸板具漫射濾光器，其覆 盖光傳輸板表面靠近光源之特定區域。光傳輸板表面遠離 光源〈其餘區域未覆蓋漫射濾光器。漫射傳輸薄膜層數目 於罪近光源區域最多，且隨著距離光源之增加而逐漸減少 ，由於光線度射降低緣故，使得光透射比隨著距離光源之 增加而增加。此確保由靠近光源之區域，至遠離光源之區 域，可於相當大區域内增加表面發光之一致性，而不降低 發光表面亮度或增加光導引空間高度。 万；本發明之表面發光裝置，因漫射濾光器未置於光傳輸 板表面遠離光源之區域，可有效地避免發光表面亮度下降 。此外，因層疊複數層漫射傳輸薄膜，可避免由靠近光源 區域外漏之光線量不必要的增加，且藉由有效地利用薄膜 之度射傳輸效應，未降低靠近光源區域發光之一致性。 於漫射傳輸薄膜僅置於靠近光源區域之情形，由靠近光 源區域外漏（光線量將不必要地增加，且該區域之亮度過 度地增加。結果，由光源提供之光線未抵達遠離光源之區 域，使得遠離光源區域之亮度傾向降低。於漫射傳輸薄膜 〆致地置S才目當靠近光源之特定區域，包t最靠近區域之 情形’放置漫射傳輸薄膜區域之亮度傾向降低。因此，發 85109 -11 - 200409977 光一致性於兩情形皆無法有效地增加。 因此，為增加發光一致性，漫射濾光器之形成為使得光 透射比由於光線漫射降低緣故，隨著距離光源之增加而逐 漸&加為使光學特性以此方式逐漸地改變，本發明之漫 射濾光斋由一薄片形成，於其中層疊複數層漫射傳輸薄膜 。漫射傳輸薄膜層之數目於靠近光源之特定區域最多，且 隨著距離光源之增加而減少。 入射面為光導引空間於縱向之兩相對側面其中之一。因 此即使表面盔光裝置 < 發光表面長度大於寬度（光導引空 間之長度大於寬度），不需使光源長度與光導引空間長度相 同，從而可避免功率消耗之增加。 較佳地，於漫射傳輸薄膜層數目最多之區域，漫射濾光 态之可見光透射比為5%或更多，且於漫射傳輸薄膜層數目 為一（區域為60%或更少。若可見光透射比小於5%，發光 一致性可能降低，因靠近光源區域之亮度將降低。若於漫 射傳輸薄膜層數目為一之區域，可見光透射比超過6〇%， 發光一致性可能降低，因於漫射傳輸薄膜層數目相當小之 區域亮度將增加。因此，於漫射傳輸薄膜層數目最多之區 域’漫射濾光器之可見光透射比尤其較佳地為6 %或更多， 且於漫射傳輸薄膜層數目為一之區域為50%或更少。 用於本說明書之可見光透射比，為在可見光區域使用分 光光度計測量之光透射比（波長區域·· 430-640奈米）。可見 光反射比為在可見光區域使用分光光度計測量之光反射比 。具體地’在可見光透射比或反射比測量值為特定值或更 85109 -12- 200409977 多 < 情形（或一特定值或更少，或小於一特定值），意味整個 波長區域之測量值（通常由光譜分伟決定），為一特定值或更 多（或一特定值或更少，或少於一特定值）。 表面發光裝罾 本發明之一較佳具體實施例於下參照圖式描述。圖1圖表 式地顯示本發明之表面發光裝置（1 )。圖1為與主體長度及鬲 度方向平行之截面圖式。圖2為圖1所示之表面發光装置（1) 之平面圖式，由發光表面頂部觀察。於圖2，省略圖1所示 用以復蓋光源（3)之反射板（3 0 )，使得光源（3)露出。反射板 (3 0)之細節於稍後描述。 本發明之表面發光裝置具一特定長度（L)，寬度（W)，與 高度（H)，且包含由六侧面所包圍，幾乎為矩形平行六面體 形狀（一光導引空間（20)。表面發光裝置（！）包含一主體（2) ’其界足光導引空間（20)，及置於主體（2)外之光源（3)，並 提供光線至光導引空間（20)，如圖所示。由光源（3)提供之 光線通過由光導引空間（2〇)侧面形成之入射面（2〇1)，經由 與入射面（201)直角相交之發射面（2〇2)，向外發射。圖中所 示 < 光源（3)為一線光源，長度約與光導引空間之寬度（界) 相同。線光源放置為幾乎與發射面（2〇2)及入射面（2〇1)平行 ’以確保發光表面之亮度為一致的。 王體（2)包含一光傳輸構件（21)，放置為覆蓋發射面（2〇2) 。用於圖1所示裝置之光傳輸構件（21)包含一光傳輸板（4) ，具面向光導引空間（20)之背面（41)，及與背面（41)相對之 表面（42)，及放置為與光傳輸板（4)背面（41)接觸之稜鏡薄片 85109 -13 - 200409977 (5)，如圖3所示。於該裝置，光傳輸板之表面（42)為發光表 面。圖3為顯示靠近光源（3)區域之放大截面圖式。於圖3， 省略覆蓋光源（3)之反射板（30)，以使光源（3)露出。 光傳輸板（4)可為透光板或漫射傳輸板，在光傳輸板（4) 傳輻光線範圍内。光傳輸板（4)可著色。光傳輸板（4)通常使 用透光材料形成，例如玻璃或塑膠。漫射傳輸光傳輸板可 藉由結合由透光材料形成之平板與漫射傳輸層而形成。漫 射傳輸層通常藉由散佈無機顏料或聚合物微粒於由透光材 料，例如聚合物形成之層内而形成。漫射傳輸半透光層可 藉由將一混合物塑造為平板形狀而形成，於該混合物中無 機顏料或聚合物微粒散佈於透光材料。光傳輸板之可見光 透射比通常為60%或更多，且較佳地為7〇%或更多。可適當 地決定光傳輸板（4)之厚而無特定限制，取決於表面發光裝 置之應用。光傳輸板（4)之厚度通常為3_2〇釐米。棱鏡薄片 之細節於稍後描述。 入射面（2G1)為光導引空間⑽於縱向相對之兩側面之一 。光傳輸板(4)包含漫射濾光器（6)，其覆蓋靠近光源之光 傳輸板⑷表面特定區域（於圖2以斜線表示）。遠離光源（3 之光傳輸板表面其餘區域（圖2無斜線區域）未覆蓋漫❹光 器⑻。漫射遽光器通常經由膠黏劑，例如壓力敏感式膠黏 刎’黏合至光傳輸板表面。漫射滤光器⑹由一薄片形成， 於其中層疊複數層漫射傳輸薄膜。漫射傳輸薄膜為表面粗 糙（一塑膠薄膜，或為由樹脂 ^ ，專艇，於其中散佈 無機顏料或聚合物微粒。盔機軺祖 一 …、钱顔科（一範例為白色無機粉 85109 -14- 200409977 末。 圖中範例所示之漫射濾光器（6)由一薄片形成，於其中層 疊三層漫射傳輸薄膜薄片。漫射傳輸薄膜層數目於靠近光 源區域為二’且隨著距離光源之增加而逐漸減少至一，使 得光透射比由於光線漫射降低之緣故，隨著距離光源之增 加而增加。漫射傳輸薄膜通常經由膠黏劑，例如壓力敏感 式膠黏劑黏合及層疊。用於本發明之漫射濾光器光學特性 較佳地可輕易地逐漸改變。因此，欲層疊之漫射傳輸薄膜 層最大數目較佳地為三至五。 过光薄膜可黏附至未放置漫射遽光器區域之光傳輸板表 面。漫射濾光器通常不具有使發光表面外表損害之厚度。 然而，可放置與漫射濾光器具相同厚度之透光薄膜，以消 除放且/更射濾光器區域及未放置漫射濾光器區域間之差距 (度射mi厚度之差異）。於該情形，可放置—透光薄膜於 漫射傳輸薄膜層數目少之區域。透光薄膜之可見光透射比 週常為80%或更多，且較佳地為9〇%或更多。 於圖中所示範例，光傳輸板（4)由複數個安排於光導引空 印〇)縱向之方塊光傳輸板⑽）構成，使得邊緣彼此i觸二 度射遽光器（6)實質地覆蓋靠近光源⑶之特定數目方塊光 傳輸板表面整個區域（於圖中為三個）’但未覆蓋遠離光源之 其餘方誠職板（於时為四個）。漫射傳㈣膜層數目隨 著距離光源之增加而減少。具體地，漫射傳輸薄膜層數目 於靠近光源之方塊光傳輸板（術)上為三層，於與其相鄰之 方塊光傳輸板（4Qb)上為兩層，且於由光源數來之第三方塊 85109 -15 - 200409977 光傳輸板（40c)上為一層。 於層叠複數層漫射傳輸薄膜之漫射濾光器，僅置於靠近 光源區域，使得光透射比於縱向逐漸增加之情形，由靠近 光源區域外漏之光量可適當地控制，從而可避免該區威亮 度過度地增加。因此，可有效地避免遠離光源區域亮度之 降低’從而可增加發光表面一致性。 放置漫射遽光器區域之決定通常為使得發光表面亮度最 大值（B)與最小值（D)之比（亮度比=B/D)為4或更小。亮度比 較佳地為3.5或更小，且尤其較佳地為3或更小。可藉由控 制漫射傳輸薄膜之可見光透射比而有效地降低亮度比。 於本發明之表面發光裝置，可藉由將漫射濾光器置於光 傳輸板表面而調整亮度一致性。具體地，放置漫射濾光器 區域之決定為得以獲致最佳亮度比，藉由組合表面發光裝 置，其中安裝裝置之地點未放置漫射濾光器，並藉由引起 表面發射測量亮度分佈。因此，可輕易地組合具相當大發 光表面（裝置。因此，與將光一致裝置置於光導引空間情 形相比，可顯著地改進使用性。作為將光一致裝置置於光 導引空間之範例，可提供複數個光漫射點，其中漫射程度 由、、從向非近光源處改變，位於與發光表面平行之光導引命 間底部。 ’又射濾光斋（6)通常藉由附著及層疊複數層具不同長度— 度射傳輸薄膜而形成，同時調準縱向之一邊緣，使得縱向 接近其他邊緣之層數目降低。此於下根據圖式所示範例描 逑。長度與一片方塊光傳輸板相同之第一漫射傳輸薄嗲田 -L6 - 85 LQ9 200409977 附耆至靠近光源（3)之方塊光傳輸板（4〇a)表面。長度與兩片 方塊光傳輸板相同之第二漫射傳輸薄膜，附著至=二漫射 傳輸薄膜與方塊光傳輸板(40b)。長度與三片方塊纖板 相—同〈第三漫射傳輸薄膜’ w著至第—與第二漫射傳輸薄 膜及方塊光傳輸板（術）。此使得漫射傳輸薄膜層數目於靠 近光源之方塊光傳輸板(4〇a)為三，於方塊光傳輸板(楊)為 二，且於方塊光傳輸板（40c)為一。因此，第—與第二漫射 傳輸薄膜縱向Jt他邊後，以昜| >筮—、曰 ^ ，、他k、.冢以取長惑罘二漫射傳輸薄膜覆蓋 ^未露出。因此，可有效地避免使用時由於外部力量施加 至漫射傳輸薄膜邊緣，造成漫射傳輸薄膜分離之問題。 t於圖中所示範例，方塊光傳輸板間之界線（49)對應於漫射 ㈣薄膜邊緣（例如，僅出現—層薄膜之區域與兩層薄膜層 區域間之邊緣）。方塊光傳輸板間之界線規律地出 ^於整個發光表面。相對地，漫射傳輸薄膜邊緣未出現於 遠離光源之區域。因此，發光表面外表可能損害，由於漫 射傳輸薄膜之明顯邊緣。藉由使方塊光傳輸板間之界線（49) 對應於半透光薄膜邊緣，可消除漫射傳輸薄膜之明顯邊緣。 方塊光傳輸板間之界線（49)通常以樹脂材料例如油灰，密 封材料，或膠黏劑密封。 如圖1所示，具曲線反射表面（301)之反射板（30)較佳地靠 …光原(J))放|。此使彳于發射方向有效地控制，使得實質上 ，自光源（3)之全部光量導引至光導引空間（2〇)。反射板（3〇) 藉由加工鏡面反射材料形成，以使反射區域（301)截面具有 字母u形狀。反射板（30)可包含由u形區域（301)其中一邊 85109 -17- 200409977 緣延伸心區域（302)。延伸區域（3〇2)可引入至光導引空間 (2〇)，使得反射表面面對光傳輸構件（21)。此降低入射光量 ’該入射光與靠近光源（3)之光傳輸構件（21)棱鏡薄片之棱 叙表面中線平行，從而可避免由光傳輸構件（21)不必要地洩 漏大夏光線。因此，抵達遠離光源區域之光量有效地增加 ，k而可輕易地增加發光表面亮度一致性。反射板（3〇)較佳 地為具拋物線部分之拋物面鏡。 作為鏡面反射材料，可使用金屬板，金屬薄片，金屬沉 積薄膜，電介質反射薄膜等。鏡面反射材料之可見光透射 比通常為80〇/〇或更多，較佳地為9〇%或更多，且尤其較佳地 為95%或更多。 王體之光導引空間長度較佳地增加至使得遠離入射面之 發光表面壳度未降低之程度。光導引空間之長度通常為 3-15米，較佳地為4_12米，且尤其較佳地為5_1〇米。若光導 引空間之長度太小，當使用複數個表面發光裝置形成平面 照明裝置時，需大量數目之表面發光裝置。對於增加平面 照明裝置之發光表面區域為不利的。相反地，若光導引空 間之長度太大，遠離入射面之發光表面亮度將降低，從而 使得發光表面之亮度一致性降低。 光導引空間心高度較佳地降低至使得發光表面$度一致 性未降低之程度。光導引空間之高度通常為2〇—7〇公分，較 佳地為30-65公分，且尤其較佳地為35_6〇公分。若光導引空 間之高度過小，靠近光源之發光表面亮度將不必要地增加 85109 -18 - 200409977 ，從而使發光表面亮度一致性降低。相反地，若光導引空 間之高度太大，表面發光裝置佔據之區域將增加。對於藉 由將表面發光裝置嵌入建築隔牆，由室内平面發射光線^ 不利的。 光導引空間之宽度通常為2(M00公分，且較佳地為3〇_9〇 公分。若光導引空間之寬度太小，對於藉由安排複數個主 體，形成具大型發光表面之平面照明裝置為不利的。相反 地，若光導引空間之寬度太大，製造主體將變為困難。 光導引空間之發射面以光傳輸構件覆蓋，如上所述。因 此，光傳輸構件置於主體變為發光表面之區域。入射面允 許仍舊為一開口或以透光構件覆蓋。透光構件為由透光^ 璃，塑膠等形成之一透光板或透光薄片。 入射面與發射面外之其他主體側面通常以不、彡光構件覆 蓋。不透光構件為由不透光塑膠，木材，金屬等形成之一 不透光板或不透光薄片。面對光導引空間之不透光構件内 表面較佳地以一反射材料覆蓋。反射材料較佳地為一漫射 反射材料或一鏡面反射材料。 ¥與發射面平行之底部（2Q3)較佳地以鏡面反射材料⑺覆 皇’如B 1所巾。此乃因τ增加發光表面亮度而無須降低發 _光一'致性。可放置一棱鏡薄片以取代鏡面反射材料⑺。^ 孩情形，棱鏡薄片之平行稜鏡縱向較佳地與光導引空間縱 向平行。ϋ面反射材料與棱鏡薄片可結合使用。例如，鏡 面，射材料或棱鏡薄片皆可置於縱向靠近光源區域之底： (2〇3) ’且其他可置於遠離㈣區域。棱鏡薄片可層叠於鏡 85109 -19 - 200409977 面反射材料上，使得# 4土緣^ τ , 文奸t叙潯片面對光導引空間。部分靠近 光源〜底4 (203)可以黑色光吸收物覆蓋，使得本發明之效 果未又拍此P♦低由底部（2G3)反射並抵達靠近光源之發光 表面光里攸而使得由發光表面外漏之光量未不必要地增 加。 王睹可由王體單元組合形成，如圖4所示。圖中所示之每 個主體單Tt(2U)包含—方塊光傳輸構件（21U)，且幾乎為矩 形平行六面體形狀。主體（2)由一組合形成，其中複數個主 體早tl(2U)於主體（2)縱向相互連接。每個主體單元（2u)具 方塊空間（2〇U)形成於其中。這些方塊空間（20U)光學地 連接以形成主體（2)之光導引空間。於圖中所示之範例，主 體單元（2U)經由主體（2)縱向之開口相互連接。因此，方塊 二間（20U)形成一空間，其於縱向較長。該空間可用於作為 光導引空間。主體單元（2U)可具光傳輸側壁，與方塊光傳 輸構件（21U)表面垂直。主體單元(2U)可經由這些垂直側壁 連接以形成主體（2)。

如圖中所示，位於主體（2)縱向一邊緣之主體單元方塊空 間具一開口，其可直接連接至外部。該開口作為主體（2)之 光導引空間之入射面（2〇1)。主體（2)之光導引空間側面較佳 地以不透光構件覆蓋，使得光線不由入射面（2()1)與覆蓋光 傳fei構件 < 發射面外之其他側面外漏。因此，每個主體單 元（2U)具此一不透光構件Q 與發射面垂直，於主體（2)光導引空間縱向延伸.之側面， 以由不透光構件形成之垂直側面板（7 1)覆蓋。因此，每個主 85109 -20- 200409977 體單元（2U)包含一方塊垂直側面板（7 1 u)。方塊垂直側面板 (7 1 U)之邊緣彼此連接，從而形成垂直側面板（7 1)。方塊垂 直側面板（7 1 U)較佳地為由鏡面反射材料形成之反射板。 於主體（2)光導引空間縱向面對入射面之垂直側面亦以不 K光構件復盍。因此，位於主體（2)纟從向其他邊緣之主體單 元具此一不透光構件。具體地，在位於主體其他邊緣之主 體單元，主體單元相鄰方塊空間間出現之侧面允許仍舊為 一開口，且其他側面以不透光構件覆蓋。不透光構件較佳 地為一反射板（72)，以與圖！所示範例相同方<，由鏡面反 射材料形成。反射板較佳地稍微傾斜，使得反射表面面對 光傳輸構件（21)，如圖所示。此對於增加發光表面亮度為有 利的。 因 ,从，工W以貌囬反射材料覆蓋 、此’每個王體單TL (2U)包含-方塊鏡面反射材料（7U) 。方塊鏡面反射材料(7U)彼此連接以形成鏡面反射材料， 其覆蓋底部整個區域。 主體單元（2U)之方塊光傳輸構件（2ιυ)由方塊光傳輸板 (外及置於每個方塊光傳輸板上之棱鏡薄片—分割片所形 ，。具體地’覆蓋主體之光導引空間整個區域之棱物 由複數個棱鏡薄片之分刻片 刀成。於該情形，稜鏡薄片 ()〈矢告》]片平坦表面附著牵女 , 者土万塊先傳輸板（40)背面，使撂 夂鏡表面面對光導引空間- 、 ,L 如圖3所不。棱鏡薄片較佳蚰细 由半透光膠黏劑附著至光傳輸板。 、、、二 藉由黏合作為發射面之方塊光傳輸構件，及邊緣之垂直 85109 -21 - 200409977 =面板形成截面幾乎為字母，，u"形狀之單元前導，並黏合 复.1 鏡面反射材料至垂直側面板，主體單元（2U)便 ①成。於布望減少重量並增加垂直側面板機械強度之情形 ’垂直側面板可由相當厚之塑膠板形成。於提供垂直侧面 板反射性^形’鏡面反射材料可附著至塑膠板。塑膠板之 厚度未限制可根據表面發光裝置之應用適當地決定厚度 。塑膠板<厚度通常為3_2〇釐米。 因王體早兀為中空管形狀，由於重量較輕，主體單元可 輕易地操作。因此，使用主體單元使主體之製造變為容易 具地王肢單几所需數目攜帶至欲安裝表面發光裝置 〈地點。i體單元安排為使得方塊光傳輸構件邊緣附著。 方塊光傳輸構件間之界線密封且連接複數個主體單元。主 體以此方式完成。 第一方塊光傳輸板（表面光傳輸板）可置於主體之方塊光 傳輸板以此方式完成。於將主體併入建築地板之情形，若 主體之方塊光傳輸板露出，由於人行交通’手推車等，方 塊光傳輸板之表面可能受損。然而’光傳輸板表面可用於 保護主體之方塊光傳輸板。具體地，若表面光傳輸板之表 面艾損，可使用主體之方塊光傳輸板。因此，僅受損表面 光傳輸板需更換。於該情形，表面光傳輸板較佳地置於方 塊光傳輸板，而未黏合至表面光傳輸板。 表面發光裝置可僅使用一主體形成。具大型發光區域之 表面發光裝置可藉由利用兩個或多個主體形成。例如，主 體之組合（2 A)可藉由安排複數個主體（2)形成，使得主髀於 -22- 85109 200409977 縱向彼此平行，如圖5所示1該情形，與發射面垂直，於 彼此附著之主體（2)間縱向延伸之侧面，可以不透光垂直側 面板復盍。然而，垂直側面較佳地以由透光材料形成之垂 直側面板復盖。此使主體（2)之光導引空間光學地連接，從 而可开y成由這些光導引空間構成之大型光導引空間。若主 體（組合（2A)具此一光導引空間，可有效地利用引入每個 主體光導引空間之光線，從而可有效地增加發光表面亮度。 万；使用主體組合（2A)之情形，對於每個主體（2)可放置光 源或可使用如圖5所示之一光源（3)。於該情形，因光源長 度相當地增加，較佳地使用含有中空光管（3丨），及提供光線 土中二光管（3 1)足冷光光源（未顯示）之線光源，如上述公開 木所知示。冷光光源通放置為使得光線由中空光管（3丨）縱向 《一邊緣（3 la)或另一邊緣（31b)供應至管（3丨）。可放置兩個 冷光光源，使得光線由中空光管（3 υ縱向兩邊緣提供。 雖然未於圖5顯示，較佳地放置一反射板以覆蓋光源（3) 作為光源（反射板，反射區域截面為字母U形狀之反射板 ’較佳地與圖1所示範例相同方式。於其中，拋物面鏡尤其 較佳。 以上逑方式製造之表面發光裝置（丨）併入建築之地板隔牆 等’且例如作為平面照明裝置。於使用表面發光裝置作為 平面照明裝置之情形，可不使用主體單元形成主體。於將 表面髮光裝置併入建築地板之情形’主體（2)之架構可使用 圖6所示之框架構件（8)形成。 框架構件（8)由支撐光傳輸構件（21)之欄杆部分（81)，及由 85109 -23 · 200409977 安裝面（8〇)以一特定距離支撐欄杆部分（81)之支承（82)所 成。欄杆部分⑽與支承（82)通常由金屬，例如鐵 形成 & 兩個攔杆部分⑻）通常放置為支撐一個光傳輸構件 。欄秆邰分（81)於水平面以特定間隔平行放置。水平面與主 體光導引空間（2〇)之發射面（2〇2)平行。騰部分⑻）沿=

引芝間（2G)縱向連續。具體地，兩個平行欄杆部分⑻）形成 一開口 ’沿光導引空間縱向延伸。 後數個支承（82)沿光導引空間（2戰向以特定間隔放置 。因此，由複數個支承(82)分割之開口，於沿光導引空間： 向延伸〈垂直侧面形成。這些開口通常以不透光構件覆蓋 ☆例如鏡面反射材料。如圖所示，於使用複數個與光^ :間縱向平行，緊密地安排之主體⑺情形，—開口允；仍 售於相鄰主體間之垂直側面上。鏡面反射材料⑺較佳地置 於與王體光導引空間（2〇)之發射面（2〇2)平行之底 盘

述範例相同方式。 〃 光傳輸構件（21)較佳地由方塊光傳輸構件組合形成，每 由方塊光傳輸板（40)，及附著至方塊光傳輸板(4〇)背面= 鐃薄片（5)分割片所構成。此使主體（2)之製造變為容易。 塊光傳輸構件相當輕，從而使運輸與操作變為容易。為 架構件（8)構成部分之欄杆部分與支承，可個別攜帶並於 點組合。具體地，這些構成部分可攜帶至地 ^ 伴 占且框架 牛(八8)於地點之安裝面_上組合。方塊光傳輸構件沿欄 F刀（8 1 )縱向，安排於框架構件之欄杆部分（g 1 )上。、轉 -έ-丹豆 851()9 -24 - 以言亥方气 A 、 、J 70成。底邵之鏡面反射材料可於安排方塊光傳輸 構件前放置。、 。万塊光傳輸構件之邊緣彼此附著。密封方塊 光傳輸構件間+ w Μ 、 〜’！、'泉。接著放置覆蓋垂直側面之不透光構 件。 另兄薄片為一薄片，其中之一主要表面為棱鏡表面，且 王要表面為平坦表面。棱鏡薄片通常由樹脂形成，例 4丙烯I树脂，聚酯樹脂，或聚碳酸脂樹脂。 2鏡表面之稜鏡形狀通常為三角形。然而，棱鏡形狀未 限万、Τ。钹鏡可為截面為半圓或弧形之形狀，或三角形頂 口卜夂圓足形狀。棱鏡表面之複數個棱鏡可具不同形狀及/或 大小。棱鏡表面可放置為面對漫射傳輸薄膜，或複數個棱 鏡薄片可結合放置。 如圖3所示，較佳地棱鏡薄片之棱鏡表面面對光導引空間 ，且複數個平行棱鏡置於稜鏡表面，以便與光導引空間於 縱向幾乎以直角相交。此確保由靠近光源區域外漏之光量 可適當地控制，從而可避免於該區域之亮度過度增加。= 此，可有效地避免遠離光源區域之亮度減少，從而可增加 發光表面一致性。於該情形，平行棱鏡較佳地為三角形棱 鏡，其頂角為60-80度範圍。此類稜鏡薄片商業上可取得產 品之特定範例為“TRAP”（商標··棱鏡頂角=7〇度），由 Sumitomo 3M有限公司製造。 作為線光源，可使用用於常見表面發光裝置之線光源 85109 -25 - 200409977 例如，可使用含有_側面發 光學傳輸器（線光源。於該 入光導引空間之部分。冷光 面發光裝置分離放置。光專 行放置。 射類型光纖或一中空光管作為 情形’光學傳輸器為將光線引 光源，其為發光部分，可與表 傳輸器與入射面及發光表面平 於使用中空光管形成光學 、 〜疋卞得如备（情形，直徑（截面直徑 方向大小’其與縱向以直菡如 直月相父）可相當地增加。因此，可 輕易地增加入射於光導引空 士 ' ,— |二间芡先I。中空光管通常藉由 圓柱形地捲起棱鏡蘇g γ j 兄專片而形成。於該情形，較佳地棱鏡薄 片捲起為使得稜鏡表面面對外邱 一 叫τ外4，且棱鏡表面之棱鏡縱向 不/、&周圍方向平行’其與縱向相交。由棱鏡縱向虛管周 圍方向形成之角度通常為45,度。稜鏡表面之摄鏡頂角通 常為80-100度範圍。 作為冷光光源，可使用高強度燈例如氙燈，函素燈，金 屬画化物燈，或間光燈。燈之功率消耗通常為〇1_5仟瓦。 燈通常置於容器内。用於燈之一反射板安裝於容器内。由 光源提供之光線可為白光或有色光。例如，由燈發射之光 線可經由色彩濾光器提供作為有色光。 範例 形成具圖1與2所示結構之表面發光裝置。表面發光裝置 置於地板表面並發光。於主體提供藉由安排七片方塊光傳 輸構件形成义光傳輸板，包含如圖所示，具8〇〇χ8〇〇釐米平 面區域（方塊光傳輸板。光傳輸板至安裝表面（光導引空間 底部）4距離為5 0 0變米。因此，該範例之裝置具$ q 〇釐_米χ $ 6 米區域之發光表面。 85109 -26- 200409977 主體藉由使用主體之架構形成，其使用圖6所示之金屬框 架構件形成。光傳輸板由複數個方塊光傳輸板形成。方塊 光傳輸板由厚度為米之強化麵形成。具7()度棱鏡頂 角之上述商業上可取得棱鏡薄片，使用丙烯酸膠黏劑黏合 至方塊光傳輸板背面，以獲得方塊光傳輸構件。稜鏡薄片 4平坦表面附著至方塊㈣輸板背面。七件方塊光傳輸構 件女排万；王骰架構上，且相鄰方塊光傳輸板間之界線使用 密封劑密封。 且於光導引空間底邵之鏡面反射材料為具％%可見光反 射比之鏡面反射薄膜（商標：Sllverlux，由s_t〇m〇⑽有 限公司製造)。覆蓋面對入射面之侧面之反射板，及覆蓋於 光導引空間縱向延伸之垂直側面之不透光構件，亦使用該 鏡面反射薄膜形成。 由三層漫射傳輸薄膜構成之漫射滤光器（可見光透射比= 夠，使用丙晞酸膠黏劑附著至靠近光源之三片光傳輸板 如圖1與2所不。因此，三層薄膜附著至靠近光源之光傳 輸^ ’兩層薄膜附著至由光源數來之第二光傳輸板，且- 層濞月吴附者至由光源數來之第三光傳輸板。無漫射傳輸薄 膜：於由：源數來之第四至第七光傳輸板發光表面。 。有光g及冷光光源紅合之一線光源使用作為光源。作 為冷光光源，使用高強度之金屬i化物燈(1仟瓦)。光管使 由mitomo 3M有限公司（商標：〇LF，棱鏡頂角，度） 製造之稜鏡薄片形成。該棱鏡薄片以圓柱狀捲起，使得棱 鏡表面面對外部，R3 政_ 内砟空間之截面直徑為250釐米。用於 4 足益·光源4ir — 射板，猎由將上述具95%可見光反射比之 鏡面反射薄膜捲起而形成。 200409977 當由以此方式形成之該範例表面發光裝置發光時，證實 光線一致地發射。於縱向距離光源0.4米測量之亮度為2 0 0 燭光/米2，且距離光源5.4米測量之亮度為95燭光/米2。這些 測量點之亮度比為2。最免點與最暗點i党度比為2.5。党 度乃使用由Mmota有限公司製造之照度計“T-l H”測量，距 離發光表面3 0公分。亮度測量結果示於圖7。 於未放置漫射濾光器之情形，靠近光源之最亮點亮度增 加至3 1 0燭光/米2，且遠離光源之最暗點亮度下降至5 5燭光/ 米2。這些點之亮度比為5.6，從而無法獲得足夠之發光一致 性。 由上述結果可清楚瞭解，根據本發明，可輕易地製造於 大型發光表面整個區域一致地發光之一表面發光裝置。因 光源長度與光導引空間寬度相等，光線可以高亮度發射而 無須大量電力。 【圖式簡單說明】 圖1顯示根據本發明之表面發光裝置一較佳具體實施例 範例之一截面圖式’與主體之長度及南度方向平行。 圖2顯示圖1所示之表面發光裝置之一平面圖式，由發光 表面頂部觀看。 圖3為顯示圖1所示之靠近光源區域之一放大截面圖式。 圖4為顯示複數個主體單元組合形成之主體範例之一斜 角圖式。 圖5為描繪主體單元組合範例之一圖式。 圖6為顯示一範例之一截面圖式，其中本發明之表面發光 裝置併入建築地板内。 圖7為顯示於範例中製造之表面發光裝置亮度測量結果 M 1(H) -28 - 200409977 之一圖表。 【圖式代表符號說明】 1 2

2A

2U 3 4 5 6 7

7U 8 20

20U 21

21U 30 31 31a，31b 40, 40a，40b，40c 41 42 49 表面發光裝置 主體 組合 主體單元 光源 光傳輸板 棱鏡薄片 漫射濾光器 鏡面反射材料 方塊鏡面反射材料 框架構件 光導引空間 方塊空間 光傳輸構件 方塊光傳輸構件 反射板 中空光管 中空光管邊緣 方塊光傳輸板 背面 表面 界線 -29- 85109 200409977 71 垂直側面板 71U 方塊垂直側面板 72 反射板 80 安裝面 81 欄杆部分 82 支承 201 入射面 202 發射面 203 底部 301 曲線反射表面 302 延伸區域 Η 南度 L 長度 W 寬度 85109 -30 -

Claims (1)

1. 200409977 拾、申請專利範圍： 1. 一種表面發光裝置，包含： 一主體，該主體界定具一特定長度，寬度，與高度之 一矩形平行六面體形狀之一光導引空間，及 一安排於該主體外之光源，以提供光線至該光導引空 間， 其中由該光源提供之光線，通過一由該光導引空間至 少一側面形成之入射面，經由一與該入射面以直角相交 之側面形成之發射面，發射至外部， 其中該主體包含一安排為覆蓋該發射面之光傳輸構 件’該光傳輸構件包含一光傳輸板，該光傳輸板具一面 對孩光導引空間之背面，及一與該背面相對之表面，且 一板鏡薄片安排於該光傳輸板之該背面，該光傳輸板之 该表面為一發光表面， 其中該入射面為該光導引空間於縱向上之諸相對側 面（一 该光傳輸板包含一漫射濾光器，該漫射濾光器 覆蓋該光傳輸板之該表面靠近該光源之一特定區域，該 光傳輸板之該表面遠離該光源之其餘區域未以該漫射 濾光器覆蓋，及 其中該漫射遽光器由-薄片形成，於其中層疊複㈣ 漫射傳輸薄膜’且該漫射傳輸薄麟之數目於靠近該光 源之該區«大，並隨著距離該光源之增加而逐漸減少 ，使得光透射比由於光線漫射降低之緣故，隨著距離該 光源之增加而增加。 85109 200409977 2 .如申請專利範圍第1項之表面發光裝置， 其中該光傳輸板包含複數個方塊光傳輸板，其沿著該 光導引空間之該縱向水平地放置，使得該方塊光傳輸板 之該邊緣彼此接觸， 該漫射濾光器實質地覆蓋靠近該光 該方塊光傳輸板之表面之整個區域，但未覆蓋遠離該光 源之其餘方塊光傳輸板之表面，及 4 該漫射傳輸薄膜層之數目於靠近該光源之該方塊光 傳輸板為最大，且隨著距離該光源之增加而逐漸減少。 3 .如申睛專利範圍第2項之表面發光裝置，纟中該方塊光 傳幸則板間〈邊界線對應於該漫射傳輸薄膜之該邊緣。 如申叫專利範圍第2項之表面發光裝置，其中該光傳輸 構件由万塊光傳輸構件之—組合形成，每個包含該方塊 光傳幸η “反，该板鏡薄片&棱鏡薄片之分割片之一組合所 >成且《板知薄片之該分割片置於該方塊光傳輸板上 ，以形成該方塊光傳輸構件。 i。專利範圍第4項之表面發光裝置，其中該主體由 王體單元+人 之二，二—、、、且合所形成，每個包含該方塊光傳輸構件 元具、戎乎為一矩形平行六面體形狀，每個該主體單 、金1、、鬼二間形成於其中，且複數個方塊空間光學地 連接以形成該光導引空間。