(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ＬＥＤ導光板照明器具モジュールを提供することにある。【解決手段】  ＬＥＤ導光板照明器具モジュールは、フレーム、光源、導光板、蛍光体材料および反射板を含む。光源は、少なくとも１つの任意の色であり、フレームにより固定される。導光板はフレームにより固定される。蛍光体材料は、導光板側面部の光源に対応する位置に接着され、光源からの光線を受けて励起状態に移行し、導光板は光源および蛍光体材料からの混合光線だけを受ける。反射板は、導光板の背側に設置され、導光板に向かって光線を反射する。本発明の技術案は、既存技術と比較して、コスト、技術的難易度、または実際の使用効果の面に関わらず、非常に大きな利点を有する。同様または比較的低い材料を採用しても、その技術性能は、既存の同類製品をはるかに超えるであろう。したがって、その応用の将来性が十分に高いことを予見することができる。【選択図】図１
2012199227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ導光板照明器具モジュールであって、
側面部を入光側、正面を出光側とし、その背面に格子点が設けられる導光板と、
前記導光板の側面部に塗布される蛍光体材料と、
波長が２３０〜５２０ｎｍのＬＥＤであり、前記導光板側面部付近で、前記蛍光体材料に対応する位置に位置し、前記蛍光体材料と互いに分離される光源と、
前記導光板の背側に設置され、反射面が前記導光板に向いている反射板と、
前記導光板、光源および反射板を固定するのに使用されるフレームと
を含み、そのうち、
前記蛍光体材料の色および前記光源の発光色が、互いに補い合い、
前記蛍光体材料が、光源からの光線を受けて励起状態に移行することができ、前記導光板が光源および蛍光体材料からの混合光線だけを受け、前記導光板が前記反射板の反射を組み合わせて、正面から混合光線を放出し、
前記導光板が、円環、楕円環または矩形環状を呈し、前記フレームが内フレームおよび外フレームを含み、そのうち、該外フレームが前記導光板の外郭と適合する環状を呈して前記導光板の外周を覆い、該内フレームが前記導光板の内周と適合する環状を呈して前記導光板の内周を覆い、前記蛍光体材料が前記導光板の外周側面部および／または内周側面部に塗布され、前記光源が前記外フレームおよび／または内フレームに固定される、
ＬＥＤ導光板照明器具モジュール。
【請求項２】
前記導光板の蛍光体材料を接着する側面位置に格子点が設けられ、前記導光板の正面に光学膜が接着され、該光学膜が拡散光学膜である、請求項１に記載のＬＥＤ導光板照明器具モジュール。
【請求項３】
ＬＥＤ導光板照明器具モジュールであって、
矩形、円形または楕円形を呈し、側面部を入光側、正面を出光側とする導光板と、
前記導光板の側面部に塗布される蛍光体材料と、
波長が２３０〜５２０ｎｍのＬＥＤであり、前記導光板側面部付近で、前記蛍光体材料に対応する位置に位置し、前記蛍光体材料と互いに分離される光源と、
形状が前記導光板と適合し、前記導光板の背側に設置され、反射面が前記導光板に向いている反射板と、
前記導光板の外形と適合する環状を呈し、前記導光板、光源および反射板を固定するのに使用されるフレームと、
を含み、そのうち、
前記蛍光体材料の色および前記光源の発光色が、互いに補い合い、
前記蛍光体材料が光源からの光線を受けて励起状態に移行することができ、前記導光板が光源および蛍光体材料からの混合光線だけを受け、前記導光板が前記反射板の反射を組み合わせて、正面から混合光線を放出する、
ＬＥＤ導光板照明器具モジュール。
【請求項４】
ＬＥＤ導光板照明器具モジュールであって、
円環、楕円環または矩形環状を呈し、側面部を入光側、正面を出光側とする導光板と、
前記導光板の外周側面部および／または内周の側面部に塗布される蛍光体材料と、
波長が２３０〜５２０ｎｍのＬＥＤであり、前記導光板の外周側面部および／または内周の側面部付近で、前記蛍光体材料に対応する位置に位置し、前記蛍光体材料と相互に分離される少なくとも１つの光源と、
形状が前記導光板と適合し、前記導光板の背側に設置され、反射面が前記導光板に向いている反射板と、
前記導光板、光源および反射板を固定するのに使用され、外フレームおよび内フレームを含み、そのうち、該外フレームが前記導光板の外周と適合する環状を呈して前記導光板の外周を覆い、該内フレームが前記導光板の内周と適合する環状を呈して前記導光板の内周を覆うフレームと、
を含み、そのうち、
前記蛍光体材料の色および前記光源の発光色が、互いに補い合い、
前記蛍光体材料が光源からの光線を受けて励起状態に移行することができ、前記導光板が光源および蛍光体材料の混合光線だけを受け、前記導光板が前記反射板の反射を組み合わせて、正面から混合光線を放出する、
ＬＥＤ導光板照明器具モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明器具モジュールに関し、特にＬＥＤ導光板照明器具モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
導光板は点、線光源を面光源に転換することができる。極薄、軽便であり、光線が均一で、エネルギー効率が良く、かつ安定で丈夫であるため、現在では、ディスプレイおよび装置、照明器具などの分野に多く利用されている。導光板照明器具モジュールは、通常、ＬＥＤを光源とし、導光板が光源の光線を導入し、導光板内部で伝送され、最終的に高伝導率の導光点を通して、光線が導光板の発光面から各所に放出される。導光板の特徴および照明器具モジュールの構造特性のため、照明器具モジュールは一般に薄く、さらに最終的に生成された光線は比較的均一で暗部が少ない。通常、ほとんどの製品の日常における要求を満たすことができる。
【０００３】
しかしながら、高級照明の分野において、特に、高精度、極薄、高効率のエネルギー利用または高い光線均一度、暗部の無いディスプレイ、照明分野での使用、などの要求に対して、現在のＬＥＤ導光板照明器具モジュールには、依然として一連の不足が存在する。現在、主なものは以下の通りである。
【０００４】
高級照明の分野において、導光板およびＬＥＤ光源は、通常、さらに厳格な要求が求められる。選択するとき、ＬＥＤの色温度およびその他の関係する性能を考慮する必要があるだけでなく、ビン（ｂｉｎ）に分類する必要があり、さらに導光板自体の色、抗変形力、寿命などの問題を考慮する必要がある。高精度を保証するため、原材料は大部分が不良品としてふるい落とされる。製造技術の要求も非常に厳格であり、２重の選択によってコストが激増することがわかる。
【０００５】
高級照明の分野は、導光板照明器具の色温度、エネルギー利用率について、十分に配慮されており、わずかなエネルギー損失も不利であると言うことができる。しかしながら、実際の導光板照明器具の構造において、色温度の制御は、通常ＬＥＤの混色によって実現する必要があり、ＬＥＤの原材料を選択するとき、色温度に対して極めて高い要求がある。コストおよび製造技術が比較的高くなるだけでなく、回折性の問題のため、最終製品の彩度も理想には及ばない。そのほか、エネルギー効率において、ＬＥＤが発する光線は、空気を介して導光板に進入するが、ここに反射損失が存在することがある。この部分の損失を低下させると、エネルギー利用率がさらに効率的に向上するだろう。
【０００６】
現在、照明器具の色温度の設定については、ＬＥＤおよび蛍光体材料を直接一緒に実装し、ＬＥＤ光線が蛍光体材料を励起し、光を混合することによって実現される。ＬＥＤ動作の過程において、特に長時間の使用の後は、昇温が蛍光体材料に影響を及ぼし、色温度の偏移および光度の減衰が生じることがあり、色温度が不安定になる。これは、最終的な光線効果に対して、極めて不利である。
【０００７】
ＬＥＤは点光源であり、導光板照明器具モジュールにおいて、通常、導光板の一側面に均等に配置される。互いの間に依然として暗帯が存在し、この部分の暗帯を取り除くためには、ＬＥＤの間の距離を短くする。同じ距離であれば、より多くのＬＥＤを採用する必要があり、したがって、コストが増加するのは必然である。さらに各種の携帯設備については、電池の負担が増加する。導光板の正面に光線を吸収しやすい黒色の遮蔽部分を増加することによって、この部分の暗帯を遮蔽すると、光線エネルギーの損失を招くことがあり、これは光線に対する要求が高い製品では、割が合わない。
【０００８】
導光板はＬＥＤのエネルギーを効果的に利用したものであり、全体の厚さはＬＥＤの直径よりかなり大きく作る必要がある。このようにすると、ＬＥＤ側面の発光エネルギーを効果的に利用することができ、ＬＥＤの側面光のエネルギー損失を防止する。しかし、こうなると、導光板の厚さの調整に不利である。したがって、導光板をいかにして比較的薄く作るのかというのと同時に、ＬＥＤの側面光のエネルギーに対する有効利用を保証することが、技術的な重点である。
【０００９】
導光板内で伝導される光線エネルギーはしだいに漸減するため、導光板内の光線が不均一になることがある。光源に近い部分は比較的明るく、光源から離れた部分は比較的暗いという問題であり、これらの問題をいかにして解決するかということも、技術的な鍵となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＬＥＤ導光板照明器具モジュールを提供することにより、現在の製品に存在する高コスト、エネルギー損失、不安定な色温度、彩度不足、厚さをさらに薄くすることができない、光線の均一さが不十分、などの問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明において、その技術問題を解決するために講じた技術案は、以下の通りである。
【００１２】
ＬＥＤ導光板照明器具モジュールは、その中に導光板、蛍光体材料、光源、反射板、フレームを含む。
【００１３】
導光板は、側面部を入光側とし、正面を出光側とする。
【００１４】
蛍光体材料は、導光板の側面部に塗布される。
【００１５】
光源は、青色光ＬＥＤ、紫色光ＬＥＤまたは紫外線ＬＥＤである。導光板の側面部付近で、蛍光体材料に対応する位置に位置し、蛍光体材料と互いに分離される。そのうち、青色光ＬＥＤの波長範囲は４５０〜５２０ｎｍ、紫色光ＬＥＤの波長範囲は４００〜４５０ｎｍ、紫外線ＬＥＤの波長範囲は２３０〜４００ｎｍである。
【００１６】
反射板は、導光板の背側に設置され、反射面は導光板に向いている。
【００１７】
フレームは、導光板、光源および反射板を固定するのに使用される。
【００１８】
そのうち、蛍光体材料の色および光源の発光色は、互いに補い合う。
【００１９】
蛍光体材料は、光源からの光線を受けて励起状態に移行することができ、導光板は光源および蛍光体材料からの混合光線だけを受ける。導光板は反射板の反射を組み合わせ、正面から混合光線を放出する。
【００２０】
改善案として、光源は青色光ＬＥＤであり、蛍光体材料は黄色蛍光体材料であるため、照明器具モジュールは白色光を生成できる。
【００２１】
別の改善案として、光源は紫色光ＬＥＤであり、蛍光体材料は赤、緑、青の３色の蛍光体材料であるため、照明器具モジュールは白色光を生成できる。
【００２２】
上述の導光板の背面に、エッチング、マイクロ切削、電気鋳造、サンドブラストまたはスクリーン印刷の製造技術によって形成される格子点が設けられる。
【００２３】
上述の案のさらなる改善として、格子点のサイズまたは密度、および格子点から光源までの距離は正比例である。
【００２４】
導光板は多くのブロックからなり、光源から比較的近いブロックの場合、そこに設けられた格子点のサイズまたは密度は比較的小さい。光源から比較的遠いブロックの場合、そこに設けられた格子点のサイズまたは密度は比較的大きい。格子点のサイズまたは密度を、光源との距離に基づいて漸増させることにより、光線が導光板内を伝導することによって起こる明暗の不均一を打ち消す。
【００２５】
上述の案の別の改善は、格子点の間隔、および格子点から光源までの距離が反比例であり、同様に光線を均一にする目的を達成する。
【００２６】
別の改善案は、格子点のサイズまたは密度、および格子点から光源までのベクトルの大きさが正比例であり、これも光線を均一にする目的を達成する。
【００２７】
上述の格子点の構造は、鋸歯状、円柱面状または台形棒状を順番に並べるか、あるいは円形、矩形または三角形を配列する。達成する必要がある発光効果に基づいて設けられる。
【００２８】
さらに、導光板の正面に格子点が設けられ、光線エネルギーの利用率が増加する。
【００２９】
さらに、導光板の蛍光体材料を接着する側面位置に格子点が設けられ、同様に光線エネルギーの利用率が増加する。
【００３０】
上述の案のさらなる改善として、導光板の正面に光学膜が接着され、導光板からの混合光線を受け、散乱させる。
【００３１】
光学膜は、比較的よく見られる拡散光学膜（film optical diffuser sheet）が採用され、出光を均一にする効果を達成する。さらに光学用複合材料（Ｄｉｆｆｕｓｅｒ＋ＢＥＦ増光フィルム）を採用することができ、最適な増光および出光の均一化を達成する。
【００３２】
上述の導光板は、矩形、円形または楕円形を呈し、フレームは、適合する環状を呈する。光源は、フレームの内縁に沿って配列される。
【００３３】
上記導光板は、円環または楕円環または矩形環状を呈する。フレームは、内フレームおよび外フレームを含み、そのうち、外フレームは、導光板の外郭と適合する環状を呈し、導光板の外周を覆う。内フレームは、導光板の内周と適合する環状を呈し、導光板の内周を覆う。蛍光体材料は、導光板の外周側面部および／または内周側面に塗布され、光源は、外フレームおよび／または内フレームに固定される。
【発明の効果】
【００３４】
既存技術と比較して、本発明は以下の長所を有する。
【００３５】
光源の光線が、導光板に部分的に設けられた蛍光体材料に進入する。光源の側面光線は、蛍光体材料の励起に使用されるため、側面光線を効果的に使用し、さらに側面光線が導光板に進入しているかどうかを考慮する必要はない。このようにして、導光板をできるだけ薄く、ＬＥＤの直径と同じにすることさえできる。本発明によって、導光板の厚さを明らかに薄くすることができ、材料コストを節約し、構造をさらに軽便にすることがわかる。
【００３６】
本発明は、光源の側面光線、および正面光線が蛍光体材料を励起することを効果的に利用し、導光板のエネルギーを増加する。さらに側面光線の照射角度が過大であり、また光線が相互に打ち消し合うことにより起こる光学的損失を防止することができる。
【００３７】
最終の色温度は、光源の光線および導光板側面の蛍光体材料によって励起される光線によって決まるため、色温度の調整において、技術的な重点は、ＬＥＤ自体の色および蛍光体材料の選択に転換された。したがって、一般に蛍光体材料の色を変える必要があるだけで、光源を設置したり、またはビンに分類し選抜したりする必要はない。このように、製造工程を大きく簡素化でき、さらに光源に蛍光体材料を実装する必要がなく、実装コストが低下する。さらには、導光板の選択についても、要求を大きく緩和することができ、原材料および製造技術のコストがさらに低下する。
【００３８】
光源は、蛍光体材料と一緒に実装する必要はないため、動作過程において、熱量の蛍光体材料に対する影響を最低程度まで減少させ、色温度の偏移および光度の減衰が生じることはない。光源に直接蛍光体材料を実装する場合、４色さらにはさらに多くの混合光を容易に実現する。光線の回折性がよく、彩度もさらに優れている。
【００３９】
蛍光体材料を導光板の入光部分に直接塗布すると、光源の光線が導光板に進入する角度は、蛍光体材料の屈折のため、拡大、反射または２次屈折することがある。さらに蛍光体材料の励起光線を組み合わせ、最終的に導光板に進入する混合光線をさらに均一にし、導光板の側縁に暗帯が出現することがない。暗色の遮蔽部を利用して、導光板側縁を遮蔽する必要はさらに無く、エネルギー損失を減少させる。その上、発光効果は十分に優れている。
【００４０】
光源、蛍光体材料および導光板の異なる色の組み合わせを採用し、例えば、青色光源に黄色蛍光体材料を組み合わせたり、赤色がかった導光板を組み合わせたりするなどで、さらに高い演色性を容易に達成する。
【００４１】
格子点およびその異なる形状、組み合わせ、配列方式を採用して、導光板の発光が不均一である問題を容易に解決する。
【００４２】
本発明の技術案は、既存技術と比較して、コスト、技術的難易度、または実際の使用効果の面に関わらず、非常に大きな利点を有することがわかる。同様または比較的低い材料を採用しても、その技術性能は既存の同類製品をはるかに超えるため、その応用の将来性は十分に高いことを予見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
以下に、図および具体的実施例を組み合わせて、本発明についてさらに説明を行う。
【図１】図１は、本発明の１つの実施例における構造概要図である。
【図２】図２は、光源の光線が蛍光体材料に入射し、光線が励起される概要図である。
【図３】図３は、光源の光線が蛍光体材料および導光板に入射する概要図である。
【図４】図４は、導光板の格子点の大きさおよび光線エネルギーの線形関係図である。
【図５】図５は、導光板の格子点密度および光線エネルギーの線形関係図である。
【図６】図６は、導光板の格子点の距離および光線エネルギーの線形関係図である。
【図７】図７は、１つの実施例における導光板の構造概要図である。
【図８】図８は、１つの実施例における導光板の、格子点分布の概要図である。
【図９】図９は、１つの実施例における導光板の、格子点領域の区分概要図である。
【図１０】図１０は、別の実施例における導光板の、格子点領域の区分概要図である。
【図１１】図１１は、１つの実施例における格子点の形状概要図である。
【図１２】図１２は、１つの実施例のおける格子点の形状概要図である。
【図１３】図１３は、１つの実施例における格子点の形状概要図である。
【図１４】図１４は、１つの実施例における格子点の形状概要図である。
【図１５】図１５は、１つの実施例における格子点の形状概要図である。
【図１６】図１６は、１つの実施例における格子点の形状概要図である。
【図１７】図１７は、１つの実施例における導光板の、格子点の分布概要図である。
【図１８】図１８は、１つの実施例における導光板の、格子点の分布概要図である。
【図１９】図１９は、本発明の第２の実施例における、背面構造の概要図である。
【図２０】図２０は、本発明の第３の実施例における、側面構造の概要図である。
【図２１】図２１は、本発明の第３の実施例における、背面構造の概要図である。
【図２２】図２２は、本発明の第３の実施例における、正面構造の概要図である。
【図２３】図２３は、本発明の第４の実施例における、側面構造の概要図である。
【図２４】図２４は、本発明の第４の実施例における、背面構造の概要図である。
【図２５】図２５は、本発明の第４の実施例における、正面構造の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００４４】
図１に示すように、本発明で提供されるＬＥＤ導光板照明器具モジュールは、構造が主にフレーム１、光源２、導光板３、蛍光体材料４から構成される。フレーム１は全体の位置決め構造である。光源２はＬＥＤが採用され、回路基板または支柱によってフレーム１内の側面部に固定される。導光板３はフレーム１によって挟持固定される。導光板３は平板または楔状板でよく、実際の使用の違いに基づいて調整を行う。例えば、装飾、照明器具に応用する場合、平板構造を採用し、ノートパソコン、携帯電話のバックライトモジュールに応用する場合、楔状板構造が採用される。導光板３の１側面または多側面の入光部に、蛍光体材料４を接着することにより、光源２が導光板３に向かって発する光線を保証する。まず、蛍光体材料４に照射され、蛍光体材料４で光源２からの光線を受けた後、励起を受け、励起状態に移行して励起光線を発し、光源２の光線と混合され、混合光線を形成する。導光板３および光源２の間隔に蛍光体材料４を有するため、導光板３は最終的に混合光線だけを受けることができる。注意することは、本発明の蛍光体材料４および光源２は互いに分離されており、蛍光体材料４は光源２と一緒に実装されない。
【００４５】
本発明において、導光板３の背側に、さらに反射板６が設置される。フレーム１によって導光板３の背側に固定または接着され、照明器具モジュールの内部光線の反射に使用でき、効率が上がる。
【００４６】
１つの実施例において、導光板３の形状は、矩形板、円形板、楕円形板またはその他の板状でよく、反射板６の形状は、導光板３の形状と適合する。フレーム１は導光板３の外郭の形状と適合する環状である。そのほか、放熱効果を向上させるため、フレーム１の外部で、フレーム１の内側の光源２に近い位置に、放熱フィン７を設置してもよい。光源２の動作時の熱量が、フレーム１を通じて放熱フィン７に伝導され、迅速に放出される。その構造は図１９を参考のこと。
【００４７】
上述の実施例以外に、導光板３の形状は、図２０、２１、２２に示すような円環もしくは楕円環状、または図２３、２４、２５に示すような矩形環を採用してもよい。導光板３と組み合わせるために、フレーム１を外フレーム１１および内フレーム１２に分ける。そのうち、外フレーム１１は、導光板３の外周と適合する環状を呈して導光板３の外周側面を覆う。内フレーム１２は、上記導光版３の内周と適合する環状を呈して導光板３の内周側面を覆う。蛍光体材料４を導光板３の外周側面もしくは内周側面に塗布するか、または内、外周側面全体に塗布することが選択される。当然、光源２も蛍光体材料４と組み合わさり、導光板３の外周側面、内周側面、もしくは内、外周側面全体に配置され、外フレーム１１または内フレーム１２によって固定される。それは具体的には使用するニーズに基づき設計される。同様に、外フレーム１１および内フレーム１２の外部で、フレーム１の内側の光源２に近い位置に、放熱フィン７を設置してもよく、光源２の動作時の熱量を迅速に放熱フィン７に伝導し、迅速に放出することができる。
【００４８】
本発明において、出光の光学設計案は、以下の選択が採用される。（１）導光板３の正面に光学膜５が設置され、導光板３が受ける混合光線は、光学膜５を通して拡散される。光学膜５には、Ｄｉｆｆｕｓｅｒ光学ｆｉｌｍ材が採用され、出光を均一化する。（２）さらにＤｉｆｆｕｓｅｒおよびＢＥＦ増光フィルムの光学用複合材料を採用することができ、増光および光線均一化の最適効果を達成する。（３）当然、いかなる光学ｆｉｌｍ材も使用せず、コストを節約してもよい。なおかつ、本発明の構造によって、同様に光線の均一化を達成する。
【００４９】
本発明の実施例において、光源２から蛍光体材料４の距離をできるだけ短くし、光線エネルギーの損失を低下させることにより、最も良い光線効果が得られる。さらに、図２に示すように、光源２が導光板３の側面に設けられた蛍光体材料４を励起する方法を採用し、光源２の側面光を効果的に利用して、蛍光体材料４に照射する。側面光が導光板３に進入するかどうかを考慮する必要はなく、側面の光線エネルギーの有効利用を達成し、導光板のエネルギーが増加する。このようにして、導光板３をできるだけ薄く、ＬＥＤの直径と同じにすることさえでき、本発明の技術が導光板の厚さの問題の解決に有利であり、サイズ、光線エネルギーに対して高精度の要求が求められる分野への応用に適していることがわかる。そのほか図３に示すように、入射角度が導光板３の全反射角より大きい側面光線について、反射が蛍光体材料４に戻った後、蛍光体材料４で２次反射またはさらに多くの反射が起こって、蛍光体材料４の励起に使用され、導光板３に再び入射することができる。したがって、光学的損失を低下させるのに有利であり、隣接する２つのＬＥＤの間の距離によって生じる暗帯を防止し、光線をさらに均一にすると同時に、エネルギー損失を低下させる。
【００５０】
本発明の光源２は、各色のＬＥＤを採用でき、それは蛍光体材料４と実装する必要がないため、光源２の動作時に生じる熱量は、蛍光体材料４に影響を及ぼしにくい。したがって、蛍光体材料４は発熱によって生じる色温度の偏移または光度の減衰が起こることはない。照射される光線の色温度の制御について、本発明においては、元々、光源２のＬＥＤの色温度を制御していたことから、光源２および蛍光体材料４の共同制御に変更した。これは色温度設定の技術的な重点に相当する。光源２の非常に細かく、高精度な製造技術から、光源２に蛍光体材料４を組み合わせる簡便な製造技術に変更したことから、本発明の技術を採用して、必要な色温度に達したい場合、基本的に蛍光体材料４の技術パラメータを制御する必要があるだけでよく、技術コストまたは製造技術の難易度から見ても、十分に優勢であることがわかる。
【００５１】
さらに、本発明の技術案において、導光板３の原材料の選択についても、標準をさらに引き下げた。導光板の技術において、最終光線の色温度、エネルギーの大部分は、導光板自体の品質によって決まるため、通常、黄色がかった品質の比較的低い導光板を選択することはできない。そうでなければ、最終光線の効果に影響を及ぼすことがあり、こうしてコストが高止まりする。本発明の技術は、混合光の効果において、導光板３の色温度を考慮しやすい。したがって、比較的低価格な導光板を採用でき、コストの節約に有利である。
【００５２】
本発明の光線の良好な性能は、いくつかの実施例を通して具体的に示すことができる。例えば、本発明の１つの実施例において、光源２は波長範囲が４５０〜５２０ｎｍの青色光ＬＥＤ、波長範囲が４００〜４５０ｎｍの紫色光ＬＥＤ、または波長範囲が２３０〜４００ｎｍの紫外線（ＵＶ）ＬＥＤであり、蛍光体材料４の色は、光源２の発光色と互いに補い合う。例えば黄色のＬＥＤ光線が、補い合う色を呈する蛍光体材料４を励起することによって、白色光を合成することができる。そのほか、演色性能を改善するため、蛍光体材料４に、その他の色の１種または複数種の蛍光体材料を増加することができ、被照射体の見た目の色をさらに鮮やかにする。例えば、黄色蛍光体材料４には少量の赤色系を混合することができるため、導光板３に赤色がかった色を選択でき、このようにして、基本的に演色指数が９０以上である高演色性の光線が達成される。
【００５３】
別の実施例において、光源２は青色光ＬＥＤまたは紫色光ＬＥＤであり、蛍光体材料４には赤緑青（ＲＧＢ）の３色を採用でき、両者が光線を発し、白色光が合成される。該実施例の演色性は十分優れており、さらに本発明に応用すると、フレーム１内に密封固定されて、紫色光ＬＥＤの光効率の問題を解決でき、さらに上の実施例と同様の光度を達成する。本実施例には、さらに低い電気消費量が必要なだけである。
【００５４】
当然、上述の実施例以外に、さらに多くの実施案に展開することができる。例えば、光源２自体の実装コストを考慮しない状況において、蛍光体材料を実装するＬＥＤを採用し、蛍光体材料４を組み合わせて、４色の混合光またはさらに多くの色の混合光を実現できる。演色性能は十分際立っている。
【００５５】
本発明の好適な実施案として、導光板３の背面に格子点３１が設けられる。格子点３１は、エッチング、マイクロ切削、電気鋳造、サンドブラストまたはスクリーン印刷の製造技術によって作られる。ここでは、効果が最も優れたスクリーン印刷の技術工程による格子点３１で、説明を行う。
【００５６】
導光板３によって伝送される光線のエネルギーは、伝送距離が漸増するのに伴って失われる。これは避けられないものであり、導光板３の発光均一度に対して極めて不利である。導光板３の格子点３１の各種パラメータは、導光板３が光線を伝送するエネルギーに対して一定の関係を有するため、この問題に対して、本発明でいくつかの案を行って改善した。図４および図５に示すように、理想状態では、格子点のサイズまたは密度は、光線エネルギーと線形の正比例関係にあり、図６に示すように、格子点の間の距離は、光線エネルギーと線形の反比例関係にある。この原理に基づき、本発明は以下の案を通して光線の均一分布を実現する。
【００５７】
第１の案として、導光板３の格子点３１のサイズは、この格子点から光源２の距離と正比例である。図７に示すように、製造に便利なように、複数のブロック３０を設計することができ、各ブロック３０の格子点３１の大きさ、密度または距離は互いに異なる。多くのブロック３０を順番につなぎ合わせ、導光板３が形成される。導光板を作製する際、特に比較的大きい導光板であるとき、あるブロック３０の格子点を作るのに失敗しても、このブロック３０を新たに作製する必要があるだけであり、したがって、コストの節約に有利である。格子点３１のサイズもしくは密度が小さいほど、または距離が大きいブロック３０であれるほど、光源２に近くなる。格子点３１のサイズもしくは密度が最少、または距離が最大のブロック３０であれば、導光板３全体の最縁部に位置する。光源２から最も近いその側面は、蛍光体材料４が接着される部分である。格子点３１のサイズもしくは密度が大きいほど、または距離が小さいブロック３０であるほど、光源２から離れる。このように、合理的な設計に基づき、導光板３の光線を基本的に均一にし、全体の導光板３の光度を見た目に均一にする。当然、図８に示すように、一体となった導光板３を採用することもでき、これは比較的小さい面積の導光板に適している。導光板３に、多くが漸減または漸増の法則で、サイズ、密度または距離が異なる格子点を設置することにより、均一な光線効果を得る。
【００５８】
第２の案として、ベクトルに基づいて格子点の分布を設計する。格子点３１のサイズまたは密度、および格子点３１から光源２のベクトルの大きさを正比例にするか、あるいは格子点の距離および格子点３１から光源２のベクトルの大きさを反比例にする。この案の実現方式は、図９に示すように、例えば光源２が、導光板３の１つの隅の側面部に位置し、この光源２を中心として、導光板３上で光源２から異なる距離を半径とし、いくつかの領域に分ける。この領域から光源２までの距離に基づいて、上述の法則通りに格子点３１を設ければよい。そのほか、光源２の正面光線のエネルギーが、その側面光線より大きいことを考慮すると、導光板３から光源２が同じ距離の部分では、正面光線部分の光度は、側面光線の光度より大きい。したがって、図１０に示すように、導光板３において、光源２との角度領域が異なることに基づいて、正面光線を集めた中心線部分を１つの領域に分け、両側に向かって順番に対称に分ける。そのうち、中心線部分の格子点３１のサイズもしくは密度が最少、または距離が最大であるとき、順番に両側の領域に向かって漸増または漸減する。
【００５９】
上述の案に基づいて、本発明は導光板の光線が不均一である問題を簡単に解決することができ、効果は十分に満足いくものである。
【００６０】
高級分野の導光板照明器具モジュールに応用することについて、光源２のエネルギー利用率に対する、技術の良し悪しの評価が鍵となる。したがって、上述の案を基礎として、本発明ではさらにいくつかの好ましい実施案を提供した。エネルギー利用率を可能な限り高めることに有利である。
【００６１】
例えば、格子点３１の形状設計は、図１１に示すような、鋸歯状（Ｖ−ＣＵＴ）の列状配列、あるいは図１２に示すような円柱面状（cylinder）の列状配列、またあるいは図１３に示すような台形棒状の列状配列を採用することができる。図１４に示すような準円形のマイクロレンズアレイ、あるいは図１５に示すような準矩形のマイクロレンズアレイ、またあるいは図１６に示すような準三角形またはひし形のマイクロレンズアレイを採用することもできる。上述のいくつかの案は、すべてエネルギーの有効利用に有利である。当然、格子点３１の形状は、上のいくつかの比較的よく見られる形状に限定されない。
【００６２】
本発明の１つの好ましい案において、導光板３の背面に格子点３１が設けられる。その構造は図１７に示す通りである。その背面の格子点３１は、光線の反射または屈折作用を起こし、２次または多次屈折を実現し、光線が導光板３の正面から放出される。光学膜５を組み合わせると、光線の均一拡散に有利であり、しかも同様の条件でエネルギー利用率が７〜８％増加する。
【００６３】
そのほか、図１８に示すように、１つの好ましい案において、導光板３に蛍光体材料４を接着する側面位置に格子点３１を設ける。この部分の格子点３１は、導光板３に進入するとき反射して戻ってくる光線に対して、２次屈折または多次屈折を生じさせ、導光板３に入射しようとする光線が、部分的に反射して戻ってくるために、元の軌道に沿って方向が反対の光線に出会い、相互に打ち消し合って光学的損失が生じることを防止する。したがって、同様の条件では、エネルギー利用率も増加する。
【００６４】
当然、上述は、本発明で最もよく見られる実施案を開示したにすぎない。注意すべきことは、上述は、本発明で比較的優れた実施方式を詳しく述べただけであるため、本発明の唯一の保護範囲であるとみなされない。ただ理解すべきことは、本発明から逸脱しない保護範囲内で、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、多くの変化および修正を行うであろう。本発明は開示された実施例に制限されず、特許請求の保護範囲の記載を基準とし、本発明で出願する特許範囲から逸脱しない均等変化および修飾は、本発明の包含する範囲に属するべきである。
【符号の説明】
【００６５】
１  フレーム
１１  外フレーム
１２  内フレーム
２  光源
３  導光板
３０  ブロック
３１  格子点
４  蛍光体材料
５  光学膜
６  反射板
７  放熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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