照明灯具的制作方法

文档序号:13145294阅读:133来源:国知局
【技术领域】本发明涉及一种照明灯具,特别是涉及一种具有反射微结构及光学材料的照明灯具。

背景技术:
目前,已有不同的方式是用于在特定区域上提供均匀并高效的光分布。例如,在常用的陈列柜中,为了展示商品,此陈列柜会受到荧光灯装置照射。然而,荧光灯本身具有固有的功率和维护需求以及相关费用。荧光灯也包含有导致重大环境隐患和代价的水银。因此,特定技术的光源已被用来安装替换荧光灯,例如发光二级管(LED)。在使用白炽灯或荧光灯的各种应用产品中已使用有发光二级管。由于单个LED实质上是点光源,与诸如白炽灯和荧光灯的连续组件相反,对许多应用都已经成功的证明实现了照明均匀性。然而,目前的照明灯具仍需再进行改进,以符合使用者的需求。

技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种照明灯具,所述照明灯具包括:透明基板,具有出光面及反射面,所述出光面及所述反射面是分别位于所述透明基板的相对二侧;至少一光源,设置于所述透明基板的至少一侧,且位于所述出光面及所述反射面之间;多个反射微结构,形成于所述透明基板的反射面上;以及光学材料,填充于部分所述反射微结构所形成的凹部内,其中所述光学材料的折射率与所述透明基板的折射率之间的差异小于或等于0.3。在本发明的一实施例中,另一部分的反射微结构所形成的凹部内并未填充光学材料。在本发明的一实施例中,光学材料的光折射率可实质相同或相似于透明基板的光折射率。在本发明的一实施例中,光学材料为光学透明胶。在本发明的一实施例中,光学材料的折射率与透明基板的折射率之间的差异可为0.0.1~0.3。在本发明的一实施例中,光学材料的折射率与透明基板的折射率之间的差异可为0.0.1~0.1。在本发明的一实施例中,当照明灯具发光时,通过涂布光学材料于反射微结构内及/或透明基板的反射面上,出光面上的部分区域可不发光。在本发明的一实施例中,当照明灯具发光时,出光面上可形成不同的预设发光图案或预设发光形状。在本发明的一实施例中,壳体可为框体结构,其用于固定和安装透明基板及光源,并外露出透明基板的出光面及反射面。此时,照明灯具除了用于照明之外,亦可利用平板状的透明基板来作为窗户、透明门、透明帷幕、天窗或其他用于分隔空间的结构。在本发明的一实施例中,照明灯具更可包含一基板,透明基板及基板可重叠并固定于壳体内。在本发明的一实施例中,壳体可为框体结构,其用于固定和安装透明基板、基板及光源,并可外露出透明基板的出光面及基板的一外表面。在本发明的一实施例中,光学材料是位于透明基板及基板之间,光学材料可例如为光学黏合胶,用于黏合透明基板及基板成一体。在本发明的一实施例中,基板可为透明、半透明或不透明基板,用于支撑透明基板。在本发明的一实施例中,基板为透明基板时,透明基板内部的光线可直接由光学材料射出至基板,并由基板的外表面出光。在本发明的一实施例中,每一所述反射微结构具有至少一宽深比,所述宽深比是等于或大于10。本发明的另一目的在于提供一种照明灯具,所述照明灯具包括:透明基板,具有出光面及反射面,所述出光面及所述反射面是分别位于所述透明基板的相对二侧;至少一光源,设置于所述透明基板的至少一侧,且位于所述出光面及所述反射面之间;以及多个反射微结构,形成于所述透明基板的反射面上,所述反射微结构具有至少二个不同的宽深比。在本发明的一实施例中,照明灯具还可包括壳体,其可嵌设于室内的墙壁或天花板上,以承载透明基板及光源,而仅外露出透明基板的出光面。在本发明的实施例中,由壳体所外露的出光面可为任何形状,例如为矩形、圆形、椭圆形、长方形、三角形或不规则形,以提供各种形状的平面照明。在本发明的实施例中,透明基板可为任何形状的平板,例如为矩形、圆形、椭圆形、长方形、三角形或不规则形。在本发明的一实施例中,透明基板的材料可为玻璃、含硅材料、光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。当照明灯具应用于户外照明时,此透明基板优选为强化玻璃,以提升其基板强度及耐用度。在本发明的一实施例中,透明基板还具有侧入光面,其形成于透明基板的至少一侧,其对应于光源的位置,用以允许光源所发出的光线可进入透明基板内。此侧入光面可具有例如V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示),藉以提升光线的入射效率和光耦合效率。在本发明的实施例中,反射微结构可连续或非连续地排列于反射面的全部或局部区域上。在本发明的实施例中,反射微结构的横截面形状可为三角形、矩形、梯形或半圆形。或者,反射微结可呈多个柱状、圆锥、金字塔形或半球状的形式。又,反射微结构的底面可为多边形、圆形、不规则形状或任意形状。在本发明的实施例中,反射微结构的宽深比是表示反射微结构的宽度与深度的比值(W/D)。此宽度是反射微结构在反射面上所形成的凹陷开口宽度,深度为反射微结构在反射面上所形成的凹陷深度。在本发明的一实施例中,反射微结构的宽度W约为500微米(um)~1500um,其深度D约为50um~150um。在本发明的一实施例中,反射微结构的宽深比可介于10至30的范围之间,以调整照明灯具的亮度分布。在本发明的一实施例中,反射微结构的宽深比可约为13~27,以调整照明灯具的亮度分布。在本发明的一实施例中,透明基板的长度约为600公厘(mm),多个光源分别设置于透明基板的相对两侧,且位于出光面及反射面之间。反射微结构的宽深比可约为15~27,使得照明灯具可具有均匀的亮度分布。在本发明的一实施例中,一部分的反射微结构140的第一宽深比是位于第一宽深比范围内,另一部分的反射微结构140的第二宽深比是位于第二宽深比范围内,第一宽深比可不同于第二宽深比。在本发明的一实施例中,靠近于光源的部分反射微结构可具有第一宽深比,而远离光源的另一部分反射微结构可具有第二宽深比,且第一宽深比可大于第二宽深比。在本发明的一实施例中,所述第一宽深比为是介于20至30的范围之间,所述第二宽深比为是介于10至20的范围之间。在本发明的一实施例中,多个所述反射微结构中的至少一个具有至少二个不同的宽深比,以调整照明灯具的亮度分布。在本发明的一实施例中,反射微结构在一方向上具有第三宽深比,反射微结构在另一不同方向上具有第四宽深比,第三宽深比可不同于第四宽深比。在本发明的一实施例中,当透明基板的长度大于600mm时,反射微结构的宽深比可等于大于15。当透明基板120的长度小于600mm,反射微结构的宽深比可等于小于15。在本发明的一实施例中,多个光源分别设置于透明基板的相对两侧,当两侧光源之间的距离大于600mm时,反射微结构的宽深比可等于大于15。当两侧光源之间的距离小于600mm,反射微结构的宽深比可等于小于15。相较于现有的照明灯具,本发明的照明灯具可利用反射微结构的宽深比来调整其照明的亮度分布,以符合各种不同的照明需求,且通过涂布光学材料来形成不同的发光图案或发光形状。又,本发明的照明灯具可通过光学材料来形成双面出光或照明效果。为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下:【附图说明】图1显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图;图2显示依照本发明的一实施例的透明基板的部分剖面示意图;图3显示依照本发明的一实施例的出光面所形成的发光图案的范例示意图;图4A至图4C显示反射微结构的不同宽深比所形成的亮度分布的示意图;图5为依照本发明的一实施例的透明基板与光源的示意图;图6为依照本发明的一实施例的透明基板与光源的示意图;图7为依照本发明的一实施例的反射微结构的示意图;图8显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图;以及图9显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图。【具体实施方式】以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。附图和说明被认为在本质上是示出性的,而不是限制性的。在图中,结构相似的单元是以相同标号表示。另外,为了理解和便于描述,附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的,但是本发明不限于此。在附图中,为了清晰起见,夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中,为了理解和便于描述,夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是,当例如层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时,所述组件可以直接在所述另一组件上,或者也可以存在中间组件。具体实施方式在下文将参考所附附图来更完整地描述本发明的实施例,附图中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来体现,且不应被看作是限于本文阐述的实施例。相反,这些实施例提供成以便该公开内容将更彻底且完整,以及将向本领域中的技术人员完整传达本发明的范围。相似的数字在各处表示相似的组件。尽管本文可使用用语第一、第二等来描述各种组件,但将理解的是,这些组件将不受这些用语限制。这些用语仅用于将一个组件与另一个区分开。例如,在不脱离本发明的范围的情况下,第一组件可称为第二组件,且同样地,第二组件可称为第一组件。如本文中使用的,用语〃和/或〃包括一个或多个相关联的所列出项目的任何组合和所有组合。可理解的是,当组件(如,层、区或基底)称为〃在〃另一个组件上或延伸〃到〃另一个组件上时,其可直接在另一组件上或直接延伸到另一个组件上,或还可存在介入的组件。相反,当组件称为〃直接在〃另一个组件上或〃直接延伸到〃另一个组件上时,这里不存在介入的组件。还将理解的是,当组件称为〃连接〃或〃联接〃到另一个组件上时,其可直接连接或联接到另一组件上,或可存在介入的组件。相反,当组件称为〃直接地连接〃或〃直接地联接〃到另一个组件上时,这里不存连接介入的组件。本文中使用的用语仅出于描述具体实施例的目的,而不旨在限制本发明。如本文中使用的,单数形式〃一个〃、〃一种〃以及〃这\旨在也包括复数形式,除非上下文以其它方式清楚地指出。还将理解的是,当用语“包括”、“包含”、“具有”和/或“设有”在本文中使用时,指定陈述的特征、整体、步骤、操作、组件,和/或构件的存在,但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、组件、构件,和/或它们的组合的存在或附加。除非另外限定,否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)都具有如由本发明所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同意义。将进一步理解的是,本文中使用的用语应解释为具有与该说明书的上下文和相关领域中的其意义一致的意义,且不应以理想化或过度形式化的意义来解释,除非本文明确地这样限定。除非另外明确陈述,否则比较性数量用语(如,〃较少〃和〃较大〃)旨在涵盖相等的概念。举例来说,〃较少的〃不仅可意指严格的数学意义上的〃较少〃,而且意指〃少于或等于\。本发明的照明灯具可应用在各种装置中,例如包括室内照明灯、路灯、背光源(包括例如日光耦合背光源)、洗墙灯、广告牌灯、停车匝道灯、工矿灯、停车场灯、标牌照明指示牌(也称作电光指示牌)、静态标牌(包括例如日光耦合静态标牌)、发光标牌以及其它照明应用。请参照图1,其显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图。本实施例的照明灯具100可包括壳体110、透明基板120、至少一光源130、多个反射微结构140及光学材料150。透明基板120及光源130是装设于壳体110内。光源130是位于透明基板120的至少一侧,用于发出光线至透明基板120内。反射微结构140是形成于透明基板120的反射面122上,用于反射透明基板120内部的光线,使得透明基板120内部的光线可发出至外界环境。光学材料150是填充于部分的反射微结构140所形成的凹部内,另一部分的反射微结构140所形成的凹部内则未填充光学材料150。其中,此光学材料150的光折射率可实质相同或相似于透明基板120的光折射率。此光学材料150可例如为光学透明胶。例如,当本实施例的照明灯具100用于室内照明时,壳体110可嵌设于室内的墙壁或天花板上,以承载透明基板120及光源130,而仅外露出透明基板120的出光面121。当照明灯具100提供照明时,光源130所发出的光线可进入透明基板120内,并被反射微结构140所反射,使得透明基板120内部的光线可通过出光面121来发出至房间内(外界环境)。当透明基板120内部的光线行进至透明基板120与光学材料150之间的界面时,由于光学材料150的光折射率实质相同或相似于透明基板120的光折射率,故此时,透明基板120内部的光线可直接穿过透明基板120与光学材料150之间的界面,亦即填充有光学材料150的反射微结构140可不反射光线。其中,光学材料150的折射率与透明基板120的折射率之间的差异小于或等于0.3。在一实施例中,光学材料150的折射率与透明基板120的折射率之间的差异可为0.0.1~0.3。在又一实施例中,光学材料150的折射率与透明基板120的折射率之间的差异可为0.0.1~0.1。如图1所示,本实施例的照明灯具100的壳体110可由不透光材料所制成,例如为金属材料、塑化材料或上述材料的组合。壳体110优选是以高导热性的金属材料所制成,以提升照明灯具1000的散热效率,此金属材料例如为银、铜、铜合金、铜银合金、铝、铝合金及其上述任意合金,并可利用挤压成型、冲压、裁切、铸造、机械加工、压铸或锻造等方法来制造。如图1所示,本实施例的照明灯具100的透明基板120可为全透明或半透明,透明基板120可制成平板形结构,且透明基板120可为任何形状的平板,例如为矩形、圆形、椭圆形、长方形、三角形或不规则形。透明基板120的材料例如为玻璃、含硅材料、光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。当照明灯具100应用于户外照明时,此透明基板120优选为强化玻璃,以提升其基板强度及耐用度。透明基板120可具有出光面121、反射面122及侧入光面123。出光面121是位于透明基板120的正面,用以允许光线由透明基板120的内部发出至外界环境。反射面122是位于透明基板120的底面,且相对于出光面121。透明基板120的侧入光面123是形成于透明基板120的至少一侧,其对应于光源130的位置,用以允许光源130所发出的光线可进入透明基板120内。在一实施例中,此侧入光面123可具有例如V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示),藉以提升光线的入射效率和光耦合效率。在本实施例中,此侧入光面123可为一平面,其实质垂直于出光面121及反射面122。其中,由壳体110所外露的出光面121可为任何形状,例如为矩形、圆形、椭圆形、长方形、三角形或不规则形,以提供各种形状的平面照明。如图1所示,本实施例的照明灯具100的光源130是设置于壳体110的腔室内,并面对于透明基板120的侧入光面123,用于发出光线来通过侧入光面123。光源130可例如为冷阴极荧光灯管(ColdCathodeFluorescentLamp,CCFL)、热阴极荧光灯(HotCathodeFluorescentLamp,HCFL)、发光二极管(Light-EmittingDiode,LED)、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode,OLED)、平面荧光灯(FlatFluorescentLamp,FFL)、电激发光组件(Electro-Luminescence,EL)、发光灯条(LightBar)、无极灯或上述的任意组合。请参照图1及图2,图2显示依照本发明的一实施例的透明基板的部分剖面示意图。本实施例的照明灯具100的反射微结构140是排列于透明基板120的反射面122上,反射微结构140可连续或非连续地排列于反射面122的全部或局部区域上。反射微结构140的横截面形状可为三角形、矩形、梯形或半圆形。或者,反射微结构140可呈多个柱状、圆锥、金字塔形或半球状的形式。又,反射微结构140的底面可为多边形、圆形、不规则形状或任意形状。其中,每一反射微结构140具有至少一宽深比(width-depthratio)。值得说明的是,反射微结构140的宽深比是表示反射微结构140的宽度W与深度D的比值(W/D)。此宽度W是反射微结构140在反射面122上所形成的凹陷开口宽度,深度D为反射微结构140在反射面122上所形成的凹陷深度。在本实施例中,反射微结构140的宽度W约为500微米(um)~1500um,其深度D约为50um~150um。当照明灯具100提供照明时,光源130所发出的光线可通过侧入光面123来进入透明基板120内,而在透明基板120的内部传递。通过反射面122上的反射微结构140可破坏光线的全反射传递,使得透明基板120内部的光线被反射至出光面121之外。值得注意的是,此时,通过反射微结构140的适当宽深比(W/D),可调整照明灯具100的亮度分布。当照明灯具100发光时,通过涂布光学材料150于反射微结构140内及/或透明基板120的反射面122上,出光面121上的部分区域可不发光,亦即通过涂布光学材料150于反射微结构140内及/或透明基板120的反射面122上,出光面121上可形成不同的发光图案或发光形状(如图3所示)。请参照图4A至图4C,其显示反射微结构的不同宽深比所形成的亮度分布的示意图。在图4A中,当透明基板120上的反射微结构140具有较大的宽深比时,透明基板120内部的光线可传递较长的距离,但由出光面121发出的亮度可能会低于一预期亮度。在图4B中,当透明基板120上的反射微结构140具有较小的宽深比时,由出光面121发出的亮度可高于预期亮度,但由出光面121发出的光线可能会容易集中于光源130的附近位置。在图4C中,当透明基板120上的反射微结构140具有适当的宽深比时,透明基板120内部的光线可传递一适当的距离,且由出光面121发出的亮度仍可高于一预期亮度,因而可符合照明需求。因此,通过反射微结构140的宽深比(W/D),可调整本发明的照明灯具100的亮度分布。实际上,在透明基板120上的每个反射微结构140之间的宽深比可能会有微小的差异,而本发明的照明灯具100的每一反射微结构140的宽深比可位于一适当宽深比范围,例如等于大于10,使得照明灯具100所发出光线的亮度分布符合预期的照明要求,亦即透明基板120内部的光线可传递至适当的距离,且照明灯具100的亮度可高于预期亮度。在一实施例中,反射微结构140的宽深比可约为10~30,以调整照明灯具100的亮度分布。在一实施例中,反射微结构140的宽深比可约为13~27,以调整照明灯具100的亮度分布。请参照图5,其显示依照本发明的一实施例的透明基板与光源的示意图。在一实施例中,透明基板120的长度约为600公厘(mm),多个光源130分别设置于透明基板120的相对两侧,且位于出光面121及反射面122之间。此时,反射微结构140的宽深比可约为15~27,使得照明灯具100具有均匀的亮度分布,亦即由出光面121发出的光线亮度一致,且可高低于预期亮度。在一实施例中,透明基板120上的多个反射微结构140可具有至少二个不同的宽深比,以对应调整照明灯具100的亮度分布。例如,一部分的反射微结构140的第一宽深比是位于第一宽深比范围内,另一部分的反射微结构140的第二宽深比是位于第二宽深比范围内,第一宽深比可不同于第二宽深比。当调整照明灯具100的亮度分布时,例如,在图6中,靠近于光源130的部分反射微结构140可具有第一宽深比(例如约为20~30),而远离光源130的另一部分反射微结构140可具有第二宽深比(例如约为10~20),且第一宽深比可大于第二宽深比。如此,可避免在光源130附近的照明亮度过高,而得到较均匀的亮度分布。然不限于此,在特殊的例子中,第一宽深比亦可小于第二宽深比,以对应调整照明灯具100的亮度分布。请参照图7,其显示依照本发明的一实施例的反射微结构的示意图。在一实施例中,多个反射微结构140中的至少一个可具不同的宽深比,以调整照明灯具100的亮度分布。例如,反射微结构140中的至少一个的底部形状可为多边形(如六边形),且同一反射微结构140在一方向上具有一宽度W1,并在另一不同方向上具有另一不同的宽度W2。因此,单一反射微结构140可在一方向上具有第三宽深比(例如为13~17),反射微结构140在另一不同方向上具有第四宽深比(例如为23~28),第三宽深比可不同于第四宽深比。在一实施例中,反射微结构140的宽深比可依据透明基板120的长度或尺寸来决定。例如,当透明基板120的长度大于600mm,反射微结构140的宽深比可较大,例如等于大于15,使得透明基板120内部的光线可传递较长的距离,避免由出光面121发出的光线集中于光源130的附近位置。相对地,当透明基板120的长度小于600mm,反射微结构140的宽深比可较小,例如等于小于15,使得透明基板120内部的光线可在有限的距离内发出出光面121。请再参照图5,在一实施例中,多个光源130分别设置于透明基板120的相对两侧,且反射微结构140的宽深比可依据位于透明基板120的相对两侧的光源130之间的距离来决定。例如,当两侧光源130之间的距离大于600mm,反射微结构140的宽深比可较大,例如等于大于15,使得透明基板120内部的光线可传递较长的距离,避免由出光面121发出的光线集中于光源130的附近位置。相对地,当两侧光源130之间的距离小于600mm,反射微结构140的宽深比可较小,例如等于小于15,使得透明基板120内部的光线可在有限的距离内发出出光面121。请参照图8,其显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图。在一实施例中,壳体110a可为框体结构,其用于固定和安装透明基板120及光源130,并外露出透明基板120的出光面121及反射面122。当透明基板120内部的光线行进至透明基板120与光学材料150之间的界面时,由于光学材料150的光折射率实质相同或相似于透明基板120的光折射率,故此时,透明基板120内部的光线可直接穿过透明基板120与光学材料150之间的界面,并由光学材料150射出至照明灯具的外部,亦即透明基板120内部的光线可由光学材料150射出,因而更可达到照明灯具的双面(出光面121及反射面122)出光或照明效果。另外,此时照明灯具除了用于照明之外,亦可利用平板状的透明基板120来作为窗户、透明门、透明帷幕、天窗或其他用于分隔空间的结构。请参照图9,其显示依照本发明的一实施例的照明灯具的剖面示意图。在一实施例中,照明灯具更可包含一基板220,透明基板120及基板220可重叠并固定于壳体110b内。壳体110b可为框体结构,其用于固定和安装透明基板120、基板220及光源130,并可外露出透明基板120的出光面121及基板220的一外表面。在此实施例中,光学材料150是位于透明基板120及基板220之间,且光学材料150可例如为光学黏合胶,用于黏合透明基板120及基板220成一体。基板220可为透明、半透明或不透明基板,用于支撑透明基板120。当基板220为透明基板时,透明基板120内部的光线可直接由光学材料150射出至基板220,并由基板220的外表面出光,亦即可达到照明灯具的双面(透明基板120的出光面121及基板220的外表面)出光或照明效果。由上述可知,本发明的照明灯具可利用反射微结构来调整其照明的亮度分布,以符合各种不同的照明需求,且通过涂布光学材料来形成不同的发光图案或发光形状。又,本发明的照明灯具可通过光学材料来形成双面出光或照明效果。这些例示性的实施例的各种态样是本领域技术者在将它们的工作的内容传达给其他本领域技术者时所常用的用词来描述于本文中。然而,本领域技术者将可了解的是,本发明的实施例可以只用某些被描述的态样来实施。为了说明的目的,特定的数量、材料及组态被提出,用以提供对于本发明的实体例的完整的了解。然而,本领域技术者将可了解的是,本发明的实施例可在没有特定的细节下被实施。在其它例子中,习知的特征被省略或被简化以避免遮蔽了示范性的实施例。“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。该用语通常不是指相同的实施例;但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词,除非其前后文意显示出其它意思。综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
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