一种适用于受限空间的LCD照明装置的制作方法

本发明涉及lcd显示技术领域，尤其涉及一种适用于受限空间的lcd照明装置。

背景技术：

led芯片是一个面发光的光源，发光特征近似为朗伯体。当被照明表面到led芯片距离较近时，在目标照明面上容易形成一个亮斑(hotspot)，照度从中心向边缘衰减，照度非常不均匀。这样的照明效果非常容易引起视觉疲劳，甚至头晕，必须尽量避免。借助光学元件改变光在空间内的能量分布，提高照度均匀性就能解决这个问题。一般地，照明类光学元件分为反射型、折射型、散射型、衍射型以及混合型等。

照明设计的两个重要指标就是提高照度均匀性和优化光效。常规的照明设计，如室内、街道照明，光学设计受空间的限制比较小，在光学元件的结构选型和尺寸分配方面有很大的自由度，设计的局限性较小。但是，如果要求在极其狭小的空间内实现相对比较均匀的照明效果，不仅光学元件的设计、生产的难度增大，光效也不能得到保障。

在微小空间内实现均匀照明效果的典型代表是lcd的背光源。lcd自身不发光，需要背光源照亮lcd平板，才能实现lcd的显示功能。lcd背光源常使用led光源，led的装配方式有edge-lit(侧打光)和bottom-lit(正面打光)两种：bottom-lit模式下led阵列的放置在lcd的正下方，导致显示屏的整体厚度大，需要的led数量也多，控制电源的功耗大；但是照度均匀，亮度大。edge-lit模式下led光源位于光波导的一个或多个侧面上，优点是显示屏的整体厚度小，需要的led数量少，控制电源的功耗小；缺点是照度均匀性和亮度有所损失。

edge-lit模式中现有的结构方式有lcd背光源和积分球两种方式。lcd背光源虽然轻薄，照度均匀度也很高(一般0.9左右)，但这是以及其复杂、精细的设计、生产和装配成本为代价。由于背光源非常之精密，对使用者的专业能力要求较高。而且，商品化背光源的可选型号有限，不能满足非标应用环境；而积分球体积越大，球内光能量的分布越均匀，它依赖球内非常大的表面积，通过漫反射促使内部的光能量均匀分布，这种“庞然大物”与极其狭小的可分配空间显然不能兼容。

因此，需要提供一种适用于受限空间的lcd照明装置来解决现有技术的不足。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种适用于受限空间的lcd照明装置。

一种适用于受限空间的lcd照明装置，所述装置包括led光源、光波导和目标照明面；

所述光波导为壳体，所述光波导在第一方向上的长度和所述光波导在第三方向上的长度的比为10:1，所述光波导在第二方向上的长度和所述光波导在第三方向上的长度的比为7:1-15:1，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向分别两两垂直；

所述led光源所发光沿所述第一方向或所述第二方向射入所述光波导内；

所述目标照明面设于所述光波导的第三方向上。

进一步的，所述led光源为至少一个led；

所述led为单波段led、宽波段led、非有机led或有机led。

进一步的，所述光波导具有与所述第三方向平行的第一侧壁；所述led光源所发光与所述第一侧壁垂直。

进一步的，所述光波导具有与所述第三方向垂直的第二侧壁；所述目标照明面与所述第二侧壁贴合。

进一步的，所述led光源设于所述光波导内，所述led光源与所述第一侧壁固定连接，所述led光源的发光点设于其远离所述第一侧壁的一侧。

进一步的，所述第二侧壁内表面设有增透膜，所述光波导内表面的其余部分设有漫反射涂料层。

进一步的，还包括反射器，所述led光源设于所述光波导外，所述反射器、所述led光源和所述第一侧壁沿所述第一方向或所述第二方向依次设置。

进一步的，所述第一侧壁的内表面和所述第二侧壁的内表面均设有增透膜，所述光波导内表面的其余部分设有漫反射涂料层。

进一步的，所述光波导为长方体壳体；

所述光波导的长度方向与所述第一方向平行；所述光波导的宽度方向与所述第二方向平行；所述光波导的高度方向与所述第三方向平行。

进一步的，所述光波导的材质为pmma、pc、ps、光学玻璃、氟化物、硅酸盐或硫酸盐。

本发明的技术方案与最接近的现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的技术方案提供的一种适用于受限空间的lcd照明装置，结合了lcd背光源edge-lit模式和积分球的漫反射功能，能够在空间受限的狭窄安装空间内安装，降低了生产设计难度，节约了装配成本，且能够获得较好的照度均匀性和照明亮度。

附图说明

图1是本发明提供的适用于受限空间的lcd照明装置的结构示意图。

其中，a-第一方向；b-第二方向；c-第三方向；1-led光源；2-反射器；3-光波导；4-第一侧壁；5-第二侧壁；6-第三侧壁；7-第四侧壁；8-第五侧壁；9-第六侧壁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1并结合实施例来详细说明本申请。

本发明提供了一种适用于受限空间的lcd照明装置，所述装置包括led光源1、光波导3和目标照明面；所述光波导3为壳体，所述光波导3在第一方向a上的长度和所述光波导3在第三方向c上的长度的比为10:1，所述光波导3在第二方向b上的长度和光波导3在第三方向c上的长度的比为7：1-15:1，所述第一方向a、所述第二方向b和所述第三方向c分别两两垂直；所述led光源1所发光沿所述第一方向a或所述第二方向b射入所述光波导3内；所述目标照明面设于所述光波导3的第三方向c上。

本照明装置结合了lcd背光源edge-lit模式和积分球的漫反射功能，能够在空间受限的狭窄安装空间内安装，降低了生产设计难度，节约了装配成本，且能够获得较好的照度均匀性和照明亮度；所述光波导3为扁平型的壳体结构，构成所述光波导3的多个侧壁可为平面型、曲面型、弧面型或不规则型，只要其能够构成一个扁平的壳体，所述扁平的壳体的厚度方向即为所述第三方向c；目标照明面也可选用平面型、曲面型、弧面型或不规则型，其可与所述光波导3贴合，也可不贴合，能保证光波导3射出的光线射至所述目标照明面上即可。

在本发明的一些实施例中，所述led光源1为至少一个led；所述led为单波段led、宽波段led、非有机led或有机led。

不同的led照明特性各有不同，可根据具体应用场景的需求进行选定；led的个数会直接影响led光源1的照明亮度，根据应用时的照明需求进行个数的选定，选定过程中不可过分考虑成本而减少led的数量，也不可过分追求照明亮度而增加led的数量，应在照明亮度与成本的考虑中寻求一平衡，既能满足照明需求，又不至成本浪费。

在本发明的一些实施例中，所述光波导3具有与所述第三方向c平行的第一侧壁4；所述led光源1所发光与所述第一侧壁4垂直。

所述第一侧壁4为所述光波导3中光的起点，当所述led光源1设于所述光波导3外部时，所述第一侧壁4就作为入光耦合面。

在本发明的一些实施例中，所述光波导3具有与所述第三方向c垂直的第二侧壁5；所述目标照明面与所述第二侧壁5贴合。

所述第二侧壁5为所述光波导3中光的终点，即作为光波导3的出光面。

在本发明的一些实施例中，所述led光源1设于所述光波导3内，所述led光源1与所述第一侧壁4固定连接，所述led光源1的发光点设于其远离所述第一侧壁4的一侧。

所述led光源1设于所述光波导3内，减少了照明装置使用时的装配成本，且所述led光源1在所述光波导3内，也避免了led光源1所发光的浪费，能够全部被利用。

在本发明的一些实施例中，所述第二侧壁5内表面设有增透膜，所述光波导3内表面的其余部分设有漫反射涂料层。

所述第二侧壁5作为出光面需要增加其透光率，增透膜贴设于所述第二侧壁5的内表面，所述增透膜采用金属膜或者介质膜，增透膜的透光率在50％以上，优选透光率高于95％的增透膜；漫反射涂料层的效率在50％以上，优选效率高于80％的漫反射涂料层，漫反射涂料层能够增加光在光波导3内的反射，除出光面之外，所述光波导3内的所有内表面均设有漫反射涂料层，能够有效进行各个方向的反射，当反射至所述出光面后，光会从出光面射出，射至所述目标照明面。

在本发明的一些实施例中，还包括反射器2，所述led光源1设于所述光波导3外，所述反射器2、所述led光源1和所述第一侧壁4沿所述第一方向a或所述第二方向b依次设置。

所述led光源1设于所述光波导3外，所述照明装置使用时装配的灵活性高，适应性强，所述第一侧壁4即为入光耦合面；所述led光源1从所述光波导3外部向其内部发射光，会有一部分光不能射入光波导3，即有一些光浪费，为了减少光的浪费，需要在所述led光源1相对所述光波导3的一侧设置反射器2，所述反射器2将浪费的光中的一部分反射至所述光波导3内，减少光的浪费，增加照明装置的照明效果；为了提高反射器2的效果，应将其设置为弯折形状，如弧形，使其包围所述led光源1，所述反射器2的开口正对所述光波导3。

在本发明的一些实施例中，所述第一侧壁4的内表面和所述第二侧壁5的内表面均设有增透膜，所述光波导3内表面的其余部分设有漫反射涂料层。

作为入光耦合面，所述第一侧壁4需要向所述出光面一样具备较高的透光率，因此在其内表面设置增透膜，所述增透膜采用金属膜或者介质摸，其透光率在50％以上，优选透光率高于95％的增透膜，同样除了第一侧壁4和所述第二侧壁5之外的内表面部分需要设置漫反射涂料层，以增加其反射效率，其效率高于50％，优选反射效率高于80％的漫反射涂料层；led光源1反发光或被所述反射器2反射的光通过所述入光耦合面(第一侧壁4)射入所述光波导3内，在所述光波导3内进行各个方向的漫反射，当反射至所述出光面(第二侧壁5)，即从所述出光面射出，射向所述照明目标面。

在本发明的一些实施例中，所述光波导3为长方体壳体；

所述光波导3的长度方向与所述第一方向a平行；所述光波导3的宽度方向与所述第二方向b平行；所述光波导3的高度方向与所述第三方向c平行。

所述光波导3设置为长方体形状，生产方便，安装易行；所述光波导3为一个扁平的长方体壳体，像一个平板一样，其共包括六个侧壁，即相对的面积最大的第二侧壁5和第六侧壁9、相对的第一侧壁4和第四侧壁7、相对的第三侧壁6和第五侧壁8；选用第二侧壁5作为出光面是因为其面积大，同样选择与之面积相同的第六侧壁9也可以，效果相同；选择第一侧壁4作为入光耦合面或固定led光源1的面是因为其不与出光面相对，同样选择与出光面不相对的第三侧壁6、第四侧壁7、第五侧壁8亦可以。需要注意的是选定出光面和入光耦合面后，需要在出光面内表面和入光耦合面内表面设置增透膜，在其他侧壁内表面设置漫反射涂料层；选定出光面和led光源1固定面后，需要在出光面内表面设置增透膜，在其他侧壁内表面设置漫反射涂料层。目标照明面选用平面结构，其与所述出光面贴合。

在本发明的一些实施例中，所述光波导3的材质为pmma、pc、ps、光学玻璃、氟化物、硅酸盐或硫酸盐,所述pmma即为聚甲基丙烯酸甲酯，即俗称的有机玻璃，所述pc即为聚碳酸酯，所述ps为聚苯乙烯，这些材料都利于光的反射，能够增加所述照明装置的照明效果。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。