TWM612908U - 具螢光或夜光功能之高消光膜及具有該高消光膜之led陣列光源模組 - Google Patents

Abstract

本創作係一種具螢光或夜光功能之高消光膜及具有該高消光膜之LED陣列光源模組，該高消光膜包含一基板、一主微結構層設於該基板、及一光色轉換物質分佈於該主微結構層或該基板之中，該LED陣列光源模組包含一LED燈板、以及該高消光膜疊覆於該LED燈板上，藉此，該高消光膜具有消光與勻光特性，而透過該光色轉換物質，該高消光膜可產生波長不同於LED之光，因此該高消光膜兼顧了光均勻分佈與高演色性之功效。

Description

具螢光或夜光功能之高消光膜及具有該高消光膜之LED陣列光源模組

本創作關於一種光學膜，特別是指一種兼具消光特性、以及螢光或夜光功能之高消光膜；本創作另關於一種光源模組，特別是指一種具有該高消光膜之LED陣列光源模組。

目前LED光源模組無論是直下式或是側光式，主要是藉由一光擴散元件（包含擴散板、擴散膜）來達到光線均勻分佈之效果，此外，若是在訴求高演色性之光源模組的情況下，常見的做法是將LED搭配一層螢光粉膜，因此若是想同時達到光均勻分佈、以及高演色性的光源模組，就必須設有光擴散元件、以及螢光粉膜此二種膜材，如此一來，光源模組的整體厚度就會變厚，且光源模組的組裝程序以及組裝成本增加、造成低良率、生產效益低，更會有光效耗損大的缺點。

有鑑於此，本創作目的之一在於提供一種具螢光或夜光功能之高消光膜，其同時具有消光與勻光特性、以及螢光或夜光功能。

為達上述目的，本創作揭露一種具螢光或夜光功能之高消光膜，其包含有一基板、一主微結構層以及一光色轉換物質；該基板具有一入光側、以及一出光側位於相反於該入光側的另一側；該主微結構層設於該基板之出光側；該光色轉換物質分佈於該主微結構層之中。

為達上述目的，本創作另揭露一種具有該高消光膜之LED陣列光源模組，其包含有一LED燈板、以及一上述之具螢光或夜光功能之高消光膜疊覆於該LED燈板上。

藉此，該高消光膜具有消光與勻光特性，而透過該光色轉換物質，該高消光膜可產生波長不同於LED之光，因此該高消光膜兼顧了光均勻分佈與高演色性之功效，且該LED陣列光源模組相較於習知結構的整體厚度較薄、光效耗損較小，更可降低該LED陣列光源模組的組裝程序與成本，減少工序以提升良率，並提升生產效益。

以下藉由二較佳實施例配合圖式，詳細說明本創作的技術內容及特徵，如圖1、圖2所示，係本創作一較佳實施例所提供之LED陣列光源模組10，其包含有一LED燈板20、以及一具螢光或夜光功能之高消光膜30（以下簡稱消光膜30）疊覆於該LED燈板上。為方便說明起見，圖式中的該LED燈板20與該消光膜30等元件係分開間隔排列，然實際上該等元件係緊密疊覆在一起。該LED燈板20具有一電路板22、一LED陣列24設於該電路板22上、以及一保護層26設於該電路板22並覆蓋於該LED陣列24，事實上該LED燈板20與習知結構大致相同，故細節不再贅述，任何市面上的LED燈板不管結構如何都可能作為該LED陣列光源模組10之LED燈板20。

如圖2所示，該消光膜30包含有一基板40、一主微結構層50、一副微結構層60、以及一光色轉換物質70，該基板40具有一入光側IS位於底側、以及一出光側OS位於相反於該入光側IS的另一側(即頂側)，該主微結構層50設於該基板40之出光側OS，該副微結構層60設於該基板40之入光側IS，該光色轉換物質70分佈於該主微結構層50以及該副微結構層60之中。該主微結構層50與該副微結構層60可為但不限於壓克力系UV膠所製成。

該基板40包含有至少一高分子層，也就是該基板40可以是單層高分子層或多層高分子層結構，且該基板40可具有高透明、低霧度之特性，例如該基板40之霧度（haze）＜ 3 %，在此情況下，該高分子層係由一主體材料所製成，該主體材料可為聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯（MS）或其他高分子材料。

事實上該基板40亦可具有低透明、高霧度之特性，例如霧度（haze）≧3 %，在此情況下，該基板40中至少一高分子層具有一主體材料、以及至少一客體材料分佈於該主體材料之中，該主體材料可為聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯（MS）或其高分子他材料，該客體材料可為空氣、二氧化矽（SiO ₂）、二氧化鈦（TiO ₂）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、液晶、聚碳酸酯（PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯（MS）或其他材料，其中該客體材料的折射率與該主體材料的折射率相差0.1至0.65，故可理解的是該客體材料與該主體材料為不同材料，例如該主體材料為折射率1.49之PET，而該客體材料為折射率1之空氣且在該主體材料中形成氣泡，又如當該主體材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）時，該客體材料不得為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。

該主微結構層50具有複數呈不規則形狀之主光學體52，且該些主光學體52係以不規則之陣列分佈，如圖3所示，該些主光學體52有三角錐狀、四角錐狀、與圓錐狀，各該主光學體52之間的尺寸大小與高度也不完全相同，且排列方式不規則，此外，該些主光學體52之表面起伏高度h1可為1 μm至100 μm，圖2中顯示的表面起伏高度h1相當於該主微結構層50的表面最高點與最低點之間的高度變化，與該主微結構層50本身的厚度不一定相同，亦即h1並非各該主光學體52之最高點至該基板40的高度變化。需特別說明的是，圖2與圖4所示之表面起伏高度h1是為了方便說明而以較誇張之方式呈現，實務上該主微結構層50係非常微小之結構，而不是像圖式中所顯示之比例。於其他可能的實施例中，該些主光學體52可具有規則的形狀、尺寸、高度與陣列分佈，例如該些主光學體52的排列方式可為直線線性排列或曲線線性排列等規則之陣列分佈，另一方面，該主光學體52的形狀可為但不限於多角錐、圓錐、錐台、扇形體、條狀等或其組合，此外，該些主光學體52之表面起伏高度h1可小於1μm或大於100μm，但以落在1μm至100μm之範圍為佳。

該副微結構層60之結構與該主微結構層50大致相同，該副微結構層60具有複數副光學體62，該些副光學體62可呈規則或不規則形狀，且該些副光學體62能以規則或不規則之陣列分佈，該些副光學體62之表面起伏高度h2為1μm至30μm，於其他可能的實施例中，該些副光學體62之表面起伏高度h2可小於1μm或大於30μm，但以落在1μm至30μm之範圍為佳。

當光線由該LED燈板20發出後，入射於該消光膜30的光線可先被該副微結構層60以不同角度折射，再被該主微結構層50以不同角度向上折射或向下反射，被該主微結構層50向下反射的光可再被該副微結構層60以不同角度向上反射，如此不斷反覆進行，該消光膜30便能將來自於該LED燈板20的入射光均勻化以後向上射出，而具有光均勻化之功效，對外部入射光而言，降低了直接反射量，進而達到消除炫光特性。

此外，該副微結構層60兼具避免該消光膜30因靜電貼附於該LED燈板20造成組裝時對位之困難，事實上該副微結構層60也可省略不設，該LED燈板20所發出之光亦能藉由該主微結構層50以不同角度向上折射出去，請參考圖4，係本創作另一較佳實施例所提供之LED陣列光源模組10’，該LED陣列光源模組10’之結構與該LED陣列光源模組10大致相同，惟該消光膜30’省略該副微結構層60不設，此外，該些主光學體52可聚集成多數光學區塊52’，該等光學區塊52’可呈圓形、方形、多邊形(分別如圖5至7所示)或其他形狀，該等光學區塊52’為陣列分佈，且該等光學區塊52’的位置係對應於該LED燈板20上的LED陣列24。

該光色轉換物質70為無機合成物質，例如鈣鈦礦、鎢酸鎂、鎢酸鈣、矽酸鋅、氧化釔、氧化鑭、鎘化硒、其他物質或其組合，該光色轉換物質70的粒徑為100 nm至50 μm，重量百分比為0.1至30 wt%。該光色轉換物質70吸收由該LED燈板20所發出之光(如藍光)後，能產生波長不同於該LED燈板20之光(如白光)，發光的機制為螢光或夜光，更詳細地說，該光色轉換物質70能射出波長較入射光波長為長的光，使該LED陣列光源模組10最終發出的光是白光而具有高演色性，毋須再額外設置一螢光粉膜，此外，光色轉換物質70的粒徑可小於100 nm或大於50 μm，但以落在100 nm至50 μm之範圍為佳。

綜上所述，該具螢光或夜光功能之高消光膜30兼具了光均勻分佈的消光特性、以及發出螢光或夜光之功能，藉此，該LED陣列光源模組10的整體厚度較習知結構薄，因省略螢光粉膜，不僅可減少光通過界面時的光效耗損，更可降低該LED陣列光源模組10的組裝程序與成本，減少工序以提升良率，並提升生產效益。

基於本創作之精神，該LED陣列光源模組10之結構可有其他變化，例如圖8及圖9所示即為該LED燈板20之保護層26設置態樣之變化，該保護層26能單獨包覆單一LED而形成複數保護層26(如圖8)，也能依照該LED陣列24與該電路板22的高度差以凹凸的形式覆蓋於該LED陣列24(如圖9)。

該光色轉換物質70亦可添加於該基板40之中，或者不添加於該副微結構層60之中，舉凡此等簡單之修飾、替換或構件之減省，皆應屬於本創作所揭示之申請專利範圍之內。

10:LED陣列光源模組

10’:LED陣列光源模組

20:ED燈板

22:電路板

24:LED陣列

26:保護層

30:具螢光或夜光功能之高消光膜

40:基板

50:主微結構層

52:主光學體

52’:光學區塊

60:副微結構層

62:副光學體

70:光色轉換物質

h1:起伏高度

h2:起伏高度

IS:入光側

OS:出光側

圖1為本創作之一較佳實施例之具有該高消光膜之LED陣列光源模組的立體分解圖； 圖2為本創作之一較佳實施例之具有該高消光膜之LED陣列光源模組的結構示意圖； 圖3為本創作之一較佳實施例之高消光膜之主光學體的示意圖； 圖4為本創作之另一較佳實施例之具有該高消光膜之LED陣列光源模組的結構示意圖； 圖5-7為本創作之其他實施例之高消光膜的示意圖； 圖8-9為本創作之其他實施例之LED陣列光源模組的側視圖。

10:LED陣列光源模組

20:LED燈板

22:電路板

24:LED陣列

26:保護層

30:具螢光或夜光功能之高消光膜

40:基板

50:主微結構層

52:主光學體

60:副微結構層

62:副光學體

70:光色轉換物質

h1:起伏高度

h2:起伏高度

IS:入光側

OS:出光側

Claims (18)

1. 一種具螢光或夜光功能之高消光膜，包含有： 一基板，具有一入光側、以及一出光側位於相反於該入光側的另一側； 一主微結構層，設於該基板之出光側；以及 一光色轉換物質，分佈於該主微結構層或該基板之中。
2. 如請求項1所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，更具有一副微結構層設於該基板之入光側。
3. 如請求項2所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該光色轉換物質分佈於該副微結構層之中。
4. 如請求項1至3中任一項所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該基板包含有至少一高分子層。
5. 如請求項4所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該基板之霧度＜3%。
6. 如請求項5所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該高分子層具有一主體材料，該主體材料為聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯甲基丙烯酸甲酯。
7. 如請求項4所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該基板之霧度≧3%。
8. 如請求項7所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該高分子層具有一主體材料、以及至少一客體材料分佈於該主體材料之中，該主體材料為聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯甲基丙烯酸甲酯，該客體材料為氣泡、二氧化矽、二氧化鈦、聚甲基丙烯酸甲酯、液晶、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、或苯乙烯甲基丙烯酸甲酯，且該客體材料的折射率與該主體材料的折射率相差0.1至0.65。
9. 如請求項1所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該主微結構層具有複數呈規則或不規則形狀之主光學體，該些主光學體以規則或不規則之陣列分佈。
10. 如請求項9所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該些主光學體之表面起伏高度為1 μm至100 μm。
11. 如請求項9所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該些主光學體聚集成多數光學區塊，該等光學區塊呈圓形、方形、或多邊形，且該等光學區塊為陣列分佈。
12. 如請求項2所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該副微結構層具有複數呈規則或不規則形狀之副光學體，該些副光學體以規則或不規則之陣列分佈。
13. 如請求項12所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該些副光學體之表面起伏高度為1 μm至30 μm。
14. 如請求項1所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該光色轉換物質的粒徑為100 nm至50 μm。
15. 如請求項14所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，其中該光色轉換物質為無機合成物質，該無機合成物質為鈣鈦礦、鎢酸鎂、鎢酸鈣、矽酸鋅、氧化釔、氧化鑭、鎘化硒或其組合。
16. 一種LED陣列光源模組，包含有： 一LED燈板；以及 一請求項1至15中任一項所述之具螢光或夜光功能之高消光膜，疊覆於該LED燈板上。
17. 如請求項16所述之光源模組，其中該LED燈板具有一電路板、一LED陣列設於該電路板上、以及一保護層設於該電路板並覆蓋於該LED陣列。
18. 如請求項16所述之光源模組，其中該光色轉換物質接收該LED燈板所發出之光後產生另一波長不同之光。

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