专利名称：一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用高色彩饱和度的数字印刷的透明板，结合透明板表面的光学微结构，特别是涉及一种可达到高均匀度的光扩散，同时具有高亮度的效果；并结合发光二极管光源组合而成高效率且具装饰效果的照明装置。
背景技术：
传统的照明技术存在发光效率低、耗电量大、使用寿命短。近年来，经过科学家的技术突破，一种新型光源技术，发光二极管(Light emitting diode,LED)照明技术,正在趋于成熟，并开始投入生产，走向市场。LED光源亮度很高，但具有很高的方向性，因此需要采用扩散板，使亮度分布均匀，不会有局部产生亮点(hot spot)的问题，让整个空间充分得到照明，当人们直视照明装置 时，眼睛不会感到不舒服。传统的扩散板主要以树脂添加不同折射率的粒子达到光扩散的 需求。为了达到高亮度与良好的扩散效果，具表面微结构的扩散板也愈来愈受欢迎；甚至导光结合扩散的整体设计，成为未来的主流趋势。除了扩散点状LED光源成为面光源的需求外，照明装置还有艺术与美学的需求，结合色彩艺术与光学调光设计为一体的创作，并未在任何先前文献或公开发表的产品中有揭示或暗示教导。本实用新型结合高色彩饱和度的数字印刷技术，以呈现完美的艺术图纹，更利用印刷油墨中的色料粒子当作光扩散粒子，以达到具高色彩饱和度并具扩散功能的调光板，进一步结合导光与微结构的设计，本实用新型可达到具有艺术印刷图纹的高亮度调光板，此技术实非先前技艺的组合所能轻易完成的。由此可见，上述现有的照明装置在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决照明装置存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种可兼具体积小、成本低且使用时可具有全方位调整功能的新型结构的一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容本实用新型的目的在于，克服现有的照明装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置，所要解决的技术问题是在利用高色彩饱和度的数字印刷的透明板，结合透明板表面的光学微结构，以达到高均匀度的光扩散，同时具有高亮度的效果；并结合发光二极管光源组合而成高效率且具装饰效果的照明装置，从而更加适于实用。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的其包含一具表面印刷的透明板、及在印刷面具有一印刷保护层所组合而成；其中该印刷的图纹是由数字印刷技术制成，其色彩饱和度区域值大于40%，整体光穿透率介于20 %至95 %之间；其中该透明板表面，至少有一面具有微结构，以控制出光的方向与强度。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的一种高色彩饱和度的调光板，其中所述的该透明板选自塑料板，玻璃或金属化的透明膜。前述的一种高色彩饱和度的调光板，其中所述的该透明板与印刷图纹间，可增加一层表面改质层，以增加接口接着强度。前述的一种高色彩饱和度的调光板，其中所述的该透明板表面的微结构面，具有该印刷图纹与印刷保护层。 前述的一种高色彩饱和度的调光板，其中所述的该透明板表面的非微结构面，具该有印刷图纹与印刷保护层。前述的一种高色彩饱和度的调光板，其中所述的该透明板表面的微结构可选自菱镜结构，半球型的透镜结构及两者的组合，该微结构可与透明板一体成型或以外贴微结构膜片的方式达成。本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本实用新型提出的其包含利用申请专利范围第I项所述的高色彩饱和度的调光板，及发光二极管光源所组合而成，调光板将光源均匀分布并提供印刷图纹的外观需求。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的一种照明装置，其中所述的该发光二极管光源为有机发光二极管。前述的一种照明装置，其中所述的该发光二极管光源借由一导光板，将光导入调光板，可视需要在该导光板表面制作微结构及在该导光板后方加反射板。前述的一种照明装置，其中所述的该发光二极管光源是由直下式平面或点状发光二极管光源与一载板所组合而成。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点本实用新型利用高色彩饱和度的数字印刷的透明板，结合透明板表面的光学微结构，达到高均匀度的光扩散，同时具有高亮度的效果；并结合发光二极管光源组合而成高效率且具装饰效果的照明装置。综上所述，本实用新型一般LED是点状光源，如果未经过处理，光源间必定有较亮与较暗的区域，如此一来画面会有明暗不均的情形。因此需加上一层扩散膜，一方面消除点状光影的现象，另一方面可让光源的光线更均匀全面性地分布，而不会有局部过暗或过亮的情况。目前的做法大都是把粒子加入高分子膜中，让光进入这层膜时不断地在不同折射率的材料中穿梭，而发生折射、散射及反射以达到光扩散的功能。也有人以粗化膜表面的方式达到光扩散的目的，但因工艺较费时且成本较高，所以现在仍以加入粒子的传统方式为主。扩散板其主要的功能为让光线透过光学复合材料漫射，产生一个亮度均匀分布的面光源，并且达到亮度强化的作用。LED照明行业卯足全力抢攻市场，为了消除眩光让居家环境更为舒适，已全线产品使用扩散板，目前LED灯具达到临界照度时可以改善照度的地方就只剩扩散板，照明用扩散板的光透过率近来才开始为人们所注意，因为照明用要在2. 5米以外测照度，换句话说，如果一个三十瓦的灯具在扩散板透光率的临界点以上每低1%时，光源必需用用百分之I. 5%来补，如果使用透光率低3%的扩散板要多使用4. 5瓦的光源来补，这时光源所增加的费用将大于高透光率扩散板多出来的费用。传统的扩散板为高雾度、低光穿透性的半透明材料，除了扩散效果不佳，更使光亮度大幅度下降，失去LED节能环保的主要优点。本实用新型主要利用高色彩饱和度的数字印刷技术，使透明板呈现高饱和度的色彩图纹，高色彩饱和度的色料粒子，便具有光扩散的效果，呈现扩散板的功能。结合透明板表面的光学微结构，并可以达到高均匀度并增亮的效果。利用数字印刷的高色彩饱和度调光板，具有光扩散的效果，并兼具艺术装饰的功能。在表面结构设计部分，利用菱镜形状的表面，将穿过调光板的光线，进一步调整到待照明的方向，充分利用光源，以增加扩散均匀后的光源的出光亮度；也可以在结合半球面的结构，进行同时扩散与增亮的双重功效，而得到更高的光均匀性，且保持相同的亮度。在透明板上进行印刷，可以选用网版印刷，其色彩饱和度佳，但分辨率低，对于高精密图腾的印制效果不佳。另一印刷技术为喷墨印刷，尤其是数字印刷，具有高速生产的优点，针对少量多样式的印刷，也有极佳生产弹性。喷墨印刷利用数字式的数据储存影像，在不需要印版的情形下，可以直接输出。因此，只要在未输出前都可以任意的修改输出的内容，省去了拼版、晒版的程序，及过程所需的时间与耗 材。此外，更由于其非接触性的印刷方式，故可应用于凹凸不平的材料。然而，喷墨印刷通常使用直接或酸性染料的水性印墨，该种印墨虽然有难燃耐火及减低污染等优点，但有干燥性不良的缺点，因此必须在待印材科的材质上作特别的考虑。油墨和待印材料配合一定要正确，待印材料的表面特性需要调整，才能得到附着性佳且高清晰的印刷效果。如图I所示，使用透明板(I)为印刷用基板，若选用的透明板与油墨的附着力不佳，例如玻璃，在高精度数位喷墨印刷前，需在玻璃上先添加一表面改质层(2)，若为油墨附着力佳的基板，则无需表面处理层。经过在印刷后的印刷层(3)，表面需要涂覆油墨保护层(4)，以防止油墨被损伤或水性油墨吸水散开等问题，而影响印刷效果的耐久性。为了达到良好的彩色艺术图纹的呈现，及足够的光扩散效果，图纹的色彩饱和度区域值需要大于40%。当印刷的色饱和度不佳时，在强的侧光或背光源下，无法呈现足够的图纹对比，效果不佳。但若使用色彩饱和度大于80%，且印刷面积大于80%时，整体的透光度小于20%，则使照明装置的功效受到极大的限制。因此，控制图纹的色彩饱和度区域值需要大于40%，整体光穿透率介于20%至95%之间，可得到最佳的艺术照明的效果。尤其结合增亮微结构的照明组合，更能达到高色彩饱和度与高对比的图纹，同时具有高的整体光穿透率。图纹的色彩饱和度区域值的控制，除了可借由选择不同的色料达到，也可借由增加印刷图纹的厚度，得到提升色彩饱和度区域的效果。整体光穿透率为有调光板与无调光板的照明装置的照度(Illuminance)比值。照度则由照度计(Illuminance meter)直接测得。如图2所示,为了进一步调整出光的亮度与方向，可以在非印刷面表面加上一层具菱镜结构(5)的外加层，或直接选用一面具菱镜结构(5)的透明板为基板，例如颖台公司的EML系列微结构板，在另一面进行印刷。菱镜结构(5)最主要的功能是把通过高色彩饱和度的调光板后的均匀光线，以反射和折射的方式控制光线的行进角度，使光线集中在需要的范围。光源有一大部分会转换为热能，导致照明温度上升，加速照明装置本身的劣化，因此菱镜结构(5)绝对有其必要性。目前最常用的菱镜结构膜的制作方法，以紫外光为反应性光源，以精密的显微复制技术把树酯硬化，最后形成细微菱镜结构，再用这菱镜结构来管理光的行进角度，而达到增亮的效果。光源进入扩散膜后均匀地放出光线，进入菱镜膜后的光线会依路径与角度而有不同的表现。如图3所示，为了进一步调整出光的亮度与均匀性，可以在非印刷面表面加上一层具半球型的透镜结构(6)的外加层，或直接选用一面具半球型的透镜结构(6)的透明板为基板，在另一面进行印刷。本实用新型的高色彩饱和度的调光板，印刷图纹与印刷保护层可以在该透明板表面的半球型的透镜结构(6)面，或非微结构面。如图3所示，表面改质层(2)、印刷层(3)与油墨保护层⑷皆在非微结构面。然而，图纹也可以印刷在透明板表面的半球型的透镜结构(6)面，所呈现的光学与艺术效果略有不同，视使用者的功能与美学喜好决定。如图4所示，表面改质层(2)、印刷层(3)与油墨保护层⑷皆在半球型的透镜结构(6)面。本实用新型的调光板的实际应用上，常与导光板结合一起使用，加上发光二极管或有机发光二极管的光源形成各种照明装置。导光板的原理是利用全反射的原理将光源光线传至导光板的远程，再利用导光板的底面印刷图案扩散点，反射光会往各个角度扩散，利用疏密、大小不同的扩散点图案设计来破坏光线的全反射，将光线导引至导光板正面，折射率越大，其导光能力越好。灯管以后端照光方式将光线送入导光板，有些光线会由导光板的正面透出，剩下无法扩散的光线再由底部的反射板再次导入导光板。导光板主要原料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂、环烯烃聚合物(Cyclo olefin polymer, COP)与聚碳酸酯(PC),以PMMA为 主。由于本实用新型的高色彩饱和度的调光板，选用高透明度的塑料板或玻璃，因此，可以直接使用导光板作为印刷的透明基板，印刷基板同时兼具导光的功能。如图5所示，结合LED光源(7)，侧光源可轻易的借由透明板(I)的厚度方向，导入整个高色彩饱和度的调光板，再由非印刷面出光。由于省去额外加导光板的厚度，如此可得到薄型、高亮度且艺术化的照明装置。此设计可视需要在整体调光板后方(即保护层(4)后方)加反射板，增加整体照明装置的亮度与图纹的对比。如图6与图7所示，本实用新型的高色彩饱和度的调光板，也可以外加一导光板(8),并将LED光源(7)定位于导光板(8)的两侧，即可形成一个具艺术气息的侧光型(Edge type)LED照明装置。其中透明板⑴与菱镜结构(5)可以为玻璃外贴表面具菱镜结构的塑料膜(又称增亮膜，Light Enhancement Film)或使用具微结构的导光板。换句话说，该微结构可与透明板或导光板一体成型或以外贴微结构膜片的方式达成。虽然较图5的设计多一层导光板，但此设计的变化性较大，较易微调光学效果。图6与图7的差别，在于印刷面为平滑面或微结构面。此设计中的导光板(8)可选用一般导光板、导光板加增亮膜，或具微结构的导光板。视需要可在导光板后方加反射板，增加整体照明装置的亮度与图纹的对比。将LED光源(7)定位于一光源载板(9)上，结合上述的高色彩饱和度的调光板，即可形成一个具艺术气息的直下式(Direct type) LED或平面光源的有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode)的照明装置,如图8所示,OLED光源选自日本Lumiotec公司的发光板。其中光源载板(9)可以为金属化的透明膜，LED或OLED光源可以利用金属面当电极，直接在其上布线通电。常用的金属化的透明膜，是以聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)为基板，镀上铟锡氧化物(Indium TinOxide, ITO)所制得。上述的ITO导电膜也可直接代替透明板(I)，成为数字印刷的基板，印刷在非ITO面，如此便可得到一柔软薄型的照明装置。虽然图4至图8中的表面结构皆以菱镜结构为例，在实际应用上并不限于菱镜结构，可以为半球型的透镜结构、金字塔型与长柱型，视所需的光学效果而定。本实用新型在技术上有显着的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图I绘示一种高色彩饱和度的调光板的示意图。图2绘示一种含菱镜结构的高色彩饱和度的调光板示意图。图3绘示一种含半球型的透镜结构的高色彩饱和度的调光板示意图。图4绘示另一种含菱镜结构的高色彩饱和度的调光板示意图。图5绘示一种含高色彩饱和度的调光板的侧光式LED照明装置示意图。图6绘示一种含导光板的高色彩饱和度的调光板的侧光式LED照明装置示意图。图7绘示另一种含导光板的高色彩饱和度的调光板的侧光式LED照明装置示意图。图8绘示一种含高色彩饱和度的调光板的直下式LED照明装置示意图。I :透明板2 :表面改质层3:印刷层4:保护层5 :菱镜结构6 :半球型的透镜结构7:LED光源8 :导光板9 :光源载板
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。实施例一如图6所示，在一 120厘米长80厘米宽的碱玻璃透明板(I)上，涂覆表面改质层
(2)，其为增加油墨的吸附性与吸附速度，然后再以EPSON工业级数位喷墨印刷机，印上精密图案的印刷层(3)，图案精密度每I英寸上大于800点，然后，进一步于图案上方加上一层透明树脂的硬涂层作为保护层(4)，其为压克力树脂或环氧树脂。如此得到本实用新型的高色彩饱和度的调光板，其中该印刷的图纹区域占总面积50%，其色彩饱和度区域值55%。在不具印刷图纹的玻璃的另一侧，贴上一片具菱镜结构(5)的美国3M公司的菱镜膜(Vikuiti film)，形成高亮度的高色彩饱和度的调光板。结合颖台公司的EGP微结构导光板(8),并在导光板两侧(宽度方向)各放置20颗光嘉公司的36瓦LED光源(7),形成一薄型艺术LED照明装置。依据上述方法所制得的照明装置，呈现均匀的高色彩饱和度灯罩的图纹，高亮度且均匀的出光效果，整体光穿透率25%。实施例二如图5所示，采用颖台公司的EML系列菱镜结构(5)板为透明板(I)，在菱镜结构(5)面加上表面改质层(2)，进行数字印刷彩色艺术图纹，产生印刷层(3)，使用如实施例一的制作方法加上保护层(4)，制得高色彩饱和度的调光板。不外加导光板，直接在本实用新型的高色彩饱和度的调光板两侧，各放置20颗光磊公司的36瓦LED光源(7)，形成一超薄型艺术LED照明装置。依据上述方法所制得的照明装置，呈现均匀的高色彩饱和度灯罩的图纹，高亮度且均匀的出光效果，整体光穿透率87%。实施例一与实施例二皆达到良好的光均匀效果；然而，实施例二的整体色彩对比、光均匀性与整体光穿透率，皆比实施例一为佳。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内 容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于其包含一具表面印刷的透明板、及在印刷面具有一印刷保护层所组合而成；其中该印刷的图纹是由数字印刷技术制成，其色彩饱和度区域值大于40%，整体光穿透率介于20%至95%之间；其中该透明板表面，至少有一面具有微结构，以控制出光的方向与强度。
2.根据权利要求I所述的一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于该透明板选自塑料板，玻璃或金属化的透明膜。
3.根据权利要求I所述的一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于该透明板与印刷图纹间，可增加一层表面改质层，以增加接口接着强度。
4.根据权利要求I所述的一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于该透明板表面的微结构面，具有该印刷图纹与印刷保护层。
5.根据权利要求I所述的一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于该透明板表面的非微结构面，具该有印刷图纹与印刷保护层。
6.根据权利要求I所述的一种高色彩饱和度的调光板，其特征在于该透明板表面的微结构可选自菱镜结构，半球型的透镜结构及两者 的组合，该微结构可与透明板一体成型或以外贴微结构膜片的方式达成。
7.一种照明装置，其特征在于其包含利用申请专利范围第I项所述的高色彩饱和度的调光板，及发光二极管光源所组合而成，调光板将光源均匀分布并提供印刷图纹的外观需求。
8.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于该发光二极管光源为有机发光二极管。
9.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于该发光二极管光源借由一导光板，将光导入调光板，在该导光板表面制作微结构及在该导光板后方加反射板。
10.根据权利要求7所述的一种照明装置，其特征在于该发光二极管光源是由直下式平面或点状发光二极管光源与一载板所组合而成。
专利摘要本实用新型是有关于一种高色彩饱和度的调光板及其所制作的照明装置，该一种高色彩饱和度的调光板，其包含一具表面印刷的透明板、及在印刷面具有一印刷保护层所组合而成；其中该印刷的图纹是由数字印刷技术制成，其色彩饱和度区域值大于40％，整体光穿透率介于15％至95％之间；其中该透明板表面，至少有一面具有微结构，以控制出光的方向与强度；结合发光二极管光源组合而成高效率且具装饰效果的照明装置。
文档编号F21Y101/02GK202613325SQ201220101060
公开日2012年12月19日 申请日期2012年3月16日 优先权日2011年11月3日
发明者黄瑜贞 申请人:黄瑜贞