TW201233949A - Light emitting sheet - Google Patents
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Description
201233949 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種例如使用LED光源之發光板。 【先前技術】 將發光二極體(LED)利用為其光源的光輸出裝置已變得 . 越來越流行。此等光輸出裝置可用於物件照明,用於顯示 一影像’或僅用於裝飾的目的。 LED係藉由將一 LED晶片的n型半導體區域及p型半導體 區域連接至各自的終端接腳以汲取電流而製造。該1£〇晶 片嵌入一封裝中,例如一樹脂之封裝。該封裝可經配置使 得來自該LED晶片的光以一個或多個指定方向發射。 LED具有一小外觀尺寸,其使得形成薄且多用途的設 計。一實例係一發光板,其可放置於一表面上,或與一表 面整合。一發光板例如具有一嵌入式LED或一嵌入式 陣列。該等LED在該板内其等之位置處發射光。 該等LED之小外觀尺寸轉化為非常高的亮度,例如,超 過 106 cd/m2。 ° 因此,具冑LED整合陣列的發光板的一問題在於該板在 该等LED處具有局部高強度區域。個別LED可產生眩光以 及非期望的陰影效應。在許多應用中,期望跨板區域獲得 一較均句的光輸出強度,例如使LED光輸出散佈在1 J2至 1〇 cm2的一較大面積上。次級光學器件(諸如光擴散層或散 射表面)可使用於此目的。 一發光板之另一實例使用一光腔以散佈光,且藉此產生 1599I5.doc 201233949 一較均勻的輸出。光腔例如使用於LCD的背光單元中,其 中輸出之均勻度特別重要。此一腔可呈一箔之形式其由 邊緣安裝型LED予以照明。 此類型之箔的一實例為PMMA(聚(甲基丙烯酸曱酯),透 明熱塑性)波導,有時稱為光外皮(light skin)。光係藉由全 内反射而捕獲於波導内,且光出耦合(Hght 〇ut c()upling) 結構用於在光輸出表面產生均勻照明。此等光出耦合結構 提供折射率上的一變化或光之角度上的一變化,以便中斷 全内反射。例如此等光出耦合結構可包括光散射區域。該 等出耦合區域參考LED位置而配置-例如遠離該等LED緊密 地配置在一起,因為強度較低,使得需要更多光輸出區域 以達成光輸出表面之區域上的一均勻強度。 圖1展示一 PMMA波導發光板,且展示邊緣耦合型led ι〇(例如,紅色、綠色及藍色)、波導12及光出耦合結構14 之不規則圖案。該圖案經精確計算以確保一良好均勻度。 該波導例如為1 mm厚。 圖2以橫截面展示圖1之結構。 光出耦合結構可採用多種形式,諸如散射塗料點、微凹 槽、微棱鏡、微透鏡、具有表面粗糙度的部位、磷光體 點。 發光板的一應用係一所謂「透射性發射視窗」,其係透 明的,且因此可形成一視窗的部分(或提供於一視窗上), 且亦係發射性的’且可因此用於照明。因此將光外皮使用 為一鑲嵌玻璃材料(glazing material)(一般在一基板,諸如 159915.doc 201233949 玻璃上)。 本發明主要探討製造呈一板之形式的一低成本通用照明 系統的問題,該板具有一按量度切割(cut to measure)架 構° 一光導可提供分佈來自LED之光的一低成本方式,但 挑戰即變為如何製造按量度切割的光導。 已知的設計具有如上文所解釋取決於LED之位置的出耦 合結構,而此妨礙將一較大的板切割成一定尺寸,使得該 板的剩餘部分可用於另一應用。 【發明内容】 根據本發明’提供一種照明系統,其包括: 一光導’其包括一光導材料板; 一陣列之光出耦合結構,其用於安裝於該光導材料板的 一表面處;及 至少一 LED模組’其用於安裝於該光導材料板的一邊緣 處,以將光引導至該板中, 其中該陣列之光出耦合結構包括施覆至該板的一貼紙。 藉由將該等光出耦合結構形成為一貼紙,該系統需要定 製之部分的成本保持為一最小值。該光導材料板可為一通 用板,其對於該等光出耦合結構沒有特殊設計。 該光導材料板可包括例如PMMA、聚碳酸酯或玻璃。 该等光出耦合結構可以在該貼紙之中央附近比在該貼紙 之邊緣附近更為密集之一圖案而配置。對於一邊緣發光系 統’此増加在距光源較大距離處的照明面積,且旨在確保 從表面出搞合的光具有一大體上均勻的光強度分佈。 159915.doc 201233949 中央的至少 中央轴與該 緣的邊緣照 導材料板且 一鏡面對稱 割。換句話 等光出耗合 之貼紙相對 2等光出Μ結構可q目對於通過該貼紙之 :轴成鏡面對稱的—圖案而配置。在該貼紙之 之中央軸對準之情況下,若存在來自相對邊 明’則此提供—均勻光輪出。 在、且裝該,系明系統之前該貼紙可大於該光 -有n、中央之(該等光出耦合結構之)至少 軸’且該貼紙係用於以維持該中央的一方式切 說,當將該貼紙切割減小至—定的尺寸時,該 、’口構之中央對稱軸維持於中央。此意指所施覆 於該板對稱。 或者,在組裝該照明系統之前,該貼紙包括一第一貼紙 部分及一第二貼紙部分,該第一貼紙部分及該第二貼紙部 刀S在起大於s亥光導材料板,且該等貼紙部分係用於以 維持一邊緣為完整的一方式切割。接著可使兩個貼紙部分 之元整邊緣鄰接以形成中央貼紙轴。此提供一更容易的切 割操作。 當組裝時’該貼紙係安裝於該光導材料板之表面處,且 5亥LED模組係安裝於該光導材料板之一邊緣處,以將光引 導至該板中》 本發明亦提供一種組態一照明系統的方法,其包括: 切割一貼纸,該貼紙包括一陣列之光出耦合結構; 將該切割之貼紙安裝於一光導材料板之一表面處;及 將至少一 LED模組安裝於該光導材料板之一邊緣處,以 將光引導至該板中。 159915.doc • 6 - 201233949 【實施方式】 現將參考附圖詳細描述本發明之實例。 本發明提供一照明系統,其具有:一光導,該光導包括 一光導材料板;及一陣列之光出耦合結構’其形成於該光 導材料板之一表面處。該板係邊緣發光的。該陣列之光出 耦合結構經形成為一貼紙,且可在施覆至該光導材料板之 前切割減小至一定的尺寸。 圖3展示本發明之照明系統的一第一實例。 该照明系統30包括一透射性發射視窗3〇,其包括放置於 鑲嵌玻璃31之邊緣處的LED 32,使得1^1)光33耦合至玻璃 視窗3 1中。 該光係藉由全内反射而捕集於鑲嵌玻璃31中。 一貼紙層35包括出叙合結構34的一圖案。 較佳地’以一使得可獲得一均勻光發射的方式使LED光 33從該視窗出耦合,以此一方式選擇出耦合結構34之圖 案。 該貼紙35包括與一橡膠/塑膠層(乙烯、聚矽氧橡膠、 PP PE或另一塑膠)組合的一黏著層(例如,丙烯酸)。本 技術中貼紙係已知的’本技術中視窗貼紙亦係已知的。可 使用習知透明視窗貼紙材料。 s亥等光出搞合結構可採用與已知光導中相同的形式,諸 如散射塗料點、微凹槽、微稜鏡、微透鏡、具有表面粗糙 度的部位、磷光體點。 該貼紙較佳地為一單一自黏著層(即,具有預先施覆的 159915.doc 201233949 黏著劑广但代替地其可包括具有該等出輕合結構的一背 二Γ及一分離之透明黏著層。該黏著層接著可作為-固 層或作為-黏性液體而施覆。若使用—分離之黏著層, 其可在施㈣f襯層之前噴塗或刷线光導板處。 在圖3之實例中,該鑲嵌玻璃從兩個相對邊緣予以照 明。此意指光出耗合結構之圖案具有在此等邊緣之間的一 對㈣。如所展示,該等光出輕合結構在中央附近具有較 大密度。 光出耦合結構之期望圖案可以多種方式形成。 圖4展示一單一貼紙35之一實例,其大於板3!,該貼紙 35將裝配至該板3 !。存在光出輕合結構%的一圖案其係 針對左側及右側處的邊緣照明而設計。因此該等結構之密 度朝向左邊緣及右邊緣減小,而在垂直方向上係均句的。 該貼紙具有通過巾央之該等結構34之—鏡面對稱線。 為將㈣紙35切割成一定的尺寸’該對稱線保持在中 央,使得其保持與該板31之一對稱線對準,如圖4中所展 示0 在該貼紙中央軸40與該板之中央軸對準之情況下,若存 在來自相對邊緣之邊緣照明,則此提供一均勻光輸出。 或者,如圖5中所展示,在組裝該照明系統之前,該貼 紙可包括一第一貼紙部分35a及一第二貼紙部分35b,其等 合在一起大於該光導材料板31。 該等貼紙部分係用於以維持一邊緣42為完整的一方式切 割。接著可使兩個貼紙部分之完整邊緣鄰接,以形成中央 159915.doc -8 - 201233949 貼紙轴。 在另一實例中,維持完整的邊緣在貼紙之另-側上, 即,在外側上,而不在該板31之中央上。該等貼紙部分仍 然在中央結合,且㈣邊緣彼此鄰接。此可用於提供—較 低密度之光_合位點(site)(因為高密度中央區域接著已 被切割),但其意指該等切割邊緣將在該板之可見部分 中。 兩塊貼紙提供維持期望之對稱性的一更容易的切割操 作。 ’、 該等個別貼紙部分並不提供所需要的對稱性(儘管其等 在自上而下的方向上對稱)。待提供於該板31上之出耦合 圖案’、有對稱圖案,且此僅當兩個貼紙部分鄰接在—起 時形成。兩個貼紙部分之鄰接_2在該期望之出耦合圖 案之對稱軸處。 在此情況中,兩個貼紙將被施覆至視窗,且該等貼紙將 在該視窗之中間、在該出耦合圖案之該對稱轴處結合。此 更易於切割。 該光導材料板可包括高度透射性玻璃,諸如石英,或塑 膠,諸如PMMA。 在上文之實例中,照明係在該板之兩個相對邊緣上。此 意指該圖案在此等邊緣之間係不規則的,且具有在該等邊 緣之間的一鏡面對稱線。照明可來自全部四個邊緣,在此 情況中該圖案將具有兩個鏡面對稱線,且在兩個方向上為 不規則的。或者,照明可僅在一側上,在此情況中,在圖 159915.doc 201233949 案中將不存在垂直於該一側的對稱性。 熟習此項技術者在實踐所主張之發明時可從圖式、揭示 内谷及隨附_請專利範圍之研究中理解及實現對所揭示之 實施例的其他變動。在請求項中,詞語「包括」不排除其 他7G件或步驟,且不定冠詞「一("a"或"an")」不排除複數 個。某些措施敘述在相互不同的從屬請求項中,但僅就此 事實,並不表示此等措施之組合不能利用以更具有優越 性。凊求項中的任意參考標記不應解譯為限制範圍。 【圖式簡單說明】 圖1以透視圖展示一已知發光板; 圖2以橫截面展示圖1之發光板; 圖3展示本發明之照明系統的一實例; 圖4展示一第一貼紙設計;及 圖5展示一第二貼紙設計。 【主要元件符號說明】 10 邊緣耦合型發光二極體 12 波導 14 光出耦合結構 30 照明系統/透射性發射視窗 31 光導/鑲嵌玻璃/玻璃視窗/光導材料板 32 發光二極體模組/led 33 LED光 34 光出耦合結構 35 貼紙/貼紙層 159915.doc -10- 201233949 35a 35b 40 42 第一貼紙部分 第二貼紙部分 鏡面對稱軸/鏡面對稱線/貼紙中央軸 邊緣
S 159915.doc -11 -
Claims (1)
- 201233949 七、申請專利範圍. 1. 一種照明系統(30),其包括: 一光導(31),其包括一光導材料板; 一陣列之光出耦合結構(34),其用於安裝於該光導材 料板(31)的一表面處;及 至少一 LED模組(32) ’其用於安裝於該光導材料板(3 ” 的一邊緣處,以將光引導至該板中, 其中該陣列之光出耦合結構(34)包括施覆至該板的一貼 紙(35)。 2·如請求項1之系統,其中該光導材料板(31)包括pMMA, 或聚碳酸酯。 3.如請求項1之系統,其中該光導材料板(3丨)包括玻璃。 4,如請求項1之系統,其中該等光出耦合結構(34)係以在該 貼紙(35)之中央附近比在該貼紙之邊緣附近更為密集之 一圖案而配置。 5.如請求項1之系統,其中該等光出耦合結構(34)係以相對 於通過该貼紙(35)之該中央的至少一軸成鏡面對稱的一 圖案而配置。 6.如μ求項1之系統,其中該等光出耦合結構(34)係以使得 玄表面出耦合的光具有一大體上均勻光強度分佈之一 圖案而配置。 7請求項1之系統,在組裝該照明系統之前,其中該貼 、^(35)大於該光導材料板(3丨),且具有通過其中央之該 等光出耦合結構(34)之至少一鏡面對稱轴(4〇),且該貼 159915.doc 201233949 紙(35)係用於以維持該中央的一方式切割β «月求項1之系統,在組裝該照明系統之前,其中該貼 紙(35)包括一第一貼紙部分(35a)及一第二貼紙部分 (35b)’其等合在一起大於該光導材料板(31),其中該等 貼紙部分(35a、35b)係用於以維持一邊緣為完整的一方 式切割。 9_如請求項1之系統,其中該貼紙(35)係安裝於該光導材料 板之該表面處,且該LED模組(32)係安裝於該光導材料 板之一邊緣處’以將光引導至該板中。 10· —種組態一照明系統的方法,其包括: 切割一貼紙(35) ’該貼紙(35)包括一陣列之光出耦合 結構(34); 將該切割貼紙(35)安裝於一光導材料板(31)之一表面 處;及 將至少一 LED模組(32)安裝於該光導材料板之一邊緣 處’以將光引導至該板中。 11. 如叫求項10之方法,其中該等光出耦合結構(34)係以在 忒切割貼紙(35)之中央附近比安裝該LED模組(32)所在的 該板之該邊緣附近更為密集之一圖案而配置。 12. 如請求項10之方法,其中該等光出輕合結構係以相對於 通過《亥貼紙(35)之該中央的至少一軸(4〇)成鏡面對稱的 一圖案而配置。 13. 如請求項1〇之方法’其中在切割之前,該貼紙⑽大於 該光導材料板(31),且具有通過其中央之該等光出賴合 159915.doc , 201233949 結構(34)之至少一鏡面對稱軸(4〇),且其中該切割維 該中央。 14. 漱*邵分及第 如請求項10之方法,其包括切 、^ 7V〇 紙部分(35a、35b),其中在切割之前,該第一貼紙部分 及該第二貼紙部分合在一起大於該光導材料板(31),且 切割維持—邊緣(42)為完整’且該等完整邊緣彼 此鄰接而安|,且定義通過料 央的-鏡面對稱輪。 抖之该表面之该中 159915.doc
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