专利名称：导光板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光导部件，特别是配合新型的点状光源如发光二极管(LED)作为发光元件的新型光源的导光板，使用本实用新型可以将点状光源发出的光线向特定方向传导，使光线高效到达边缘并向空间扩散，也可经散射结构转换光线的传播方向，从而使点光源转换为转化为线性光及平面和球面光源，从而消除点光源的眩目光；导光板配合一定数量的发光二极管(LED)器件可组合或装配成为标准的发光模块，导光板可同时构成光源灯的外壳。使用多块导光板与发光二极管构成的发光模块单元，可构成功率变化自由、亮度高、高效节能、安全可靠、制造简单、兼容性好、使用寿命长的新型发光二极管光源灯。
背景技术：
导光板是将光线传导到特定位置或方向的光学器件，应用了平面光波导原理，可以将进入导光板内部的光线传递、折射、反射，光线在其内部的光导体内传播时，除直射，同时在其两个相对的界面上发生全反射，因损耗极小，可高效传递到其它端面，并最终从射出面导出。也可以借助于分布于表面的散射结构，将部分光线转变为平面光。一般使用透明的材料制造，如玻璃、透明的树脂材料制造。中国国家知识产权局申请号为200410027387.6的专利提出了一种发光二极管灯，该专利提出的发光二极管灯不仅包括发光二极管，还包括一种导光板，利用导光板将发光二极管(LED)发出的光线高效导出，不仅利用了其导光板的平面光，还利用了其边缘的射出光，对点光源进行了扩散，不会因点光源的眩光效应而对人眼造成伤害，实现了一种可以直接取代传统灯具使用的环保、安全、节能、寿命长的新型光源。
已有的发光二极管灯大多使用发光二极管安装于平面的单一电路基板上构成，由于单个发光二极管的亮度不足以满足高亮度照明的需要，必须使用多个器件组合。但由于实际应用的灯具的尺寸有限，故安装发光二极管的数量也受到限制，灯的亮度无法得到有效的提高，其发展应用也受到了极大的限制。
本实用新型的导光板可以使发光二极管等点光源发出的光线直接向特定的方向高效传播扩散，避免被电路基板或其他结构反射或吸收造成损耗，提高了光源的发光效率；同时彻底改变了发光器件的安装限制，可以无限制的层叠安装。本实用新型可以使发光器件发射的光线有效的向外传播甚至改变方向，不会受电路安装的影响受到遮挡；本实用新型与发光二极管可组合形成厚度极小的薄片状的发光单元，使用该种单元可方便的组合成具有外形尺寸小、表面发光均匀的发光二极管灯。由于没有结构的限制，使用单元的数量可以无限多，可方便构成各种功率的发光二极管灯。
本实用新型对原有专利内容中的导光板的结构型式进行了创新、扩展和补充。使用本实用新型所述的导光板可以实现更高效率的光导出，同时可以改善散热条件，提高光扩散的均匀度，可以采用更多形式的光源器件，进一步增强了实用性。
发明内容
本实用新型解决的问题在于提出了一种用于构造LED灯的实用的导光板，导光板为圆形盘状，导光板由入射端、平面光导体及射出面组成，其特征是导光板的光线入射面位于导光板的中心或中心附近位置，发光器件如LED发出的光线经入射面进入平面光导体，在光导体内直射和全反射，传导至射出面，直接或经散射再向空间射出，多个LED点光源发出的光线在导光板内散射交叠使光线均匀分布于导光板的射出面。
由此种导光板与安装有多个LED的电路板装配成为标准的发光单元，可相互层叠装配，配合电源转换电路和散热结构，可以构成表面均匀发光、照度足够、可安全使用的实用的新型LED灯。
导光板的入射端可以按实际的应用要求制成光滑的或更有利于光线入射的特殊结构，如点状、锯齿形或槽类结构。
导光板的平面光导部分根据实际的应用要求设计为有利于光线传播的厚度尺寸，其外表面为平行的表面，或呈一定角度的斜面；可以是光滑的也可以制作有散射结构或反射层，此结构为点状或槽类结构；也可以是外置的反射层或镀层。
导光板的外边缘为光线的射出边缘，该边缘可以为柱形的表面，也可以为扩散角度较大的弧形曲线表面；其表面可以是光滑的，也可以是可以使光线散射的规则或不规则的散射结构。
导光板的表面还可以有有利于与电路结构、散热结构及导光板相互配合装配和密封的突状结构。
导光板的中心或中心附近开有一个或多个通孔，该孔可以在作为电气连接装置和散热装置或散热气流的通道。该孔可以为圆形、方形或多边形。
以下结合附图对该实用新型进行进一步的说明，附图中
图1-1是本实用新型的基本结构平面外型图。
图1-2是本实用新型的基本结构的径向截面图。
图2-1是本实用新型的外缘呈弧形的示意图。
图2-2是射出面为锥形斜面的截面示意图。
图3-1是本实用新型的一种具有配合结构的导光板的示意图。
图3-2是本实用新型的导光板的平面光导体与射出面为平缓过渡的结构示意图。
图4是本实用新型的一种外表面制作有散射层的变化的结构的示意图。
图5是本实用新型的两个表面制作有全放射层的结构示意图。
图6是本实用新型开有多个散热孔的结构示意图。
具体实施方式
图1-2是本实用新型的基本结构的径向截面图，其中11为光源的入射面，12为平面光导体，13为光线射出面，15为电路装配结构，16为导光板的装配密封结构。其中入射面11位于导光板的圆心附近，并与导光板的平面光导体12的平面垂直，点状光源15发出的光线经入射面11进入平面光导体12，在光导体的相互平行的两个表面之间反射，经光导体向外边缘的光线射出面13传播，并由射出面13向空间射出。图中也画出了光线传播的路线示意图。
图2-1是导光板的外边缘23呈弧形表面的情况，LED 21发出的光线进入光导体22，经此弧形表面23射出，其辐射角度发生变化，可提高光输出效率，也可以改善照度均匀性。
图2-2是射出面为锥形斜面的截面示意图。图中LED 21发出的光线经锥形表面24射出，使光线可以向特定的方向射出，可加强特定区域的光强度。
图3-1导光板的平面光导体与射出面为平缓过渡的结构，该结构使光导体内的光线更有效的射到射出表面，并有利于改善加工性。
图3-2是本实用新型的一种具有配合结构的导光板的示意图，其所具有的突起结构35同时形成了与其它导光板的配合面，可以与其它单元的凹槽结构36配合，形成密封的安全的实用产品。
图3-3是是导光板的一种层叠的配合结构，如图所示，在其一个表面边缘有凸起的结构61，在另一表面的相对位置则有凹进的结构62，两块相同的导光板在层叠后，不同导光板的61、62结构相互配合，有利于形成易于装配及有利于防水的密封结构。
图4是本实用新型的一种变化的结构，其中光导体的一个外表面制作有散射层41，光线的入射面制作有有利于光线射入的点状或条状的入射吸收层42，在导光板光线射出端还有光线的散射层43，有利于减少光线在界面的反射，提高光线传播效率。光线在平面光导体内传播时，其中的一部分经散射结构41的散射而向垂直方向射出，也可在垂直方向得到较好的照明效果。反射结构41可以分布于整个平面光导体的外表面，也可以分布在局部。散射层41可以是以导光板几何中心为圆心的分布的点状或槽状的微观结构。可以由注塑成型的方法形成，也可以是由腐蚀、印刷等其它方法形成。
图5为在光导体的两个外表面有全反射层51及52，自光源53发出的光线在平面光导体内传播，几乎所有入射角度的光线都可以在平面光导体的两个反射表面之间以全反射的方式传播，最后从射出端射出，使光线的传播效率更高。反射层51、51可以是在导光体的表面用加工的方法形成镀层，也可以是由独立的贴附于导光体表面的反射薄膜。
图6为在导光板上开有多个腰形通孔的示意图。在导光板上，除中心孔62外，还开有多个通孔61，孔侧壁可形成光线反射面。由多个导光板层叠后形成的通道，可形成气体循环流动的通道，配和其它的散热装置，可将LED器件产生的热量有效的向外传导，从而改善散热条件，提高LED灯的寿命及稳定性。通孔62可为一个或多个，其形状可为长方形、扇形、腰形、圆形、椭圆形或曲线形。
权利要求1.一种导光板，包括光线的入射面、平面光导体及光线的射出面，其特征在于其形状为圆形，光线的入射端位于圆形的几何中心或中心附近位置。
2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于所述导光板的入射面可以为光滑的表面，也可以具有锯齿、槽类或点状的微观结构。
3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于射出面的截面可以是垂直于平面光导体的平直的，也可以是斜线和具有函数特征的弧形曲线。
4.根据权利要求3所述的导光板，其特征在于射出表面可以是与平面光导体截面相同尺寸的截面，也可以较平面光导体截面大的表面。
5.根据权利要求4所述的导光板，其特征在于射出面的外表面可以是光滑的，也可以是具有散射结构，此散射结构可以是有规则排列的点状或线状的微观结构，也可以是随机分布的结构。
6.根据权利要求5所述的导光板，其特征在于在平面光导体的外表面可以是光滑表面，也可以是分布有微观的散射结构的不光滑表面，可以在其中的一个表面，也可以在相对的两个表面。
7.根据权利要求6所述的导光板，其特征在于平面光导体的外表面可以有反射光线的反射膜，反射膜可以是外置的，也可以是镀在表面的。
8.根据权利要求7所述的导光板，其特征在于所述散射结构可以分布在整个表面，也可以根据需要分布在表面的局部区域。
9.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于其制作材料可以使用玻璃，也可以是树脂塑料。
10.根据权利要求9所述的导光板，其特征在于可以在中心和其它非光路部位开有孔；孔的数量可以为一个和多个，孔的形状可以为圆形、椭圆、方形、梯形及多边形。
专利摘要一种导光板，其形状为空心圆形，包括光线的入射面、平面光导体及射出面。入射面位于圆心附近，射出面位于外圆周。此导光板与点状光源的发光器件相配合，可将入射光线传导到面积较大的射出端，并以向外射出。本实用新型可与多个发光二极管组合成为高亮度的发光单元，增大了发光二极管的光线发散效率，降低能量密度，改善了散热效果。由此种发光导光板、高亮度发光二极管、相应的电路结构可构成圆周发光的薄片形的高亮度发光单元，利用此种发光单元层叠组合，结合标准照明配件，可制造出工艺简单、变化多样、兼容性好、外形美观、安全可靠、成本低廉、使用方便的可满足各种照明需要的高亮度发光二极管灯。
文档编号F21V8/00GK2876546SQ20052010406
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月18日 优先权日2005年8月18日
发明者付刚 申请人:付刚