光學增亮結構與有機發光二極體照明裝置製造方法
2023-05-30 18:32:36
光學增亮結構與有機發光二極體照明裝置製造方法
【專利摘要】一種光學增亮結構與有機發光二極體照明裝置，包含基板、反射層以及聚光微結構陣列。基板包含相對的一第一主表面與一第二主表面以及側面。側面連接第一主表面和第二主表面。反射層設置於側面。聚光微結構陣列設置於第一主表面，其中聚光微結構陣列包含複數個聚光單元，每一聚光單元包含中央凸起部以及至少一外環凸起部。外環凸起部環繞中央凸起部。
【專利說明】光學增亮結構與有機發光二極體照明裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是有關於一種光學增亮結構，特別是有關於一種用於有機發光二極體的光學增亮結構。
【背景技術】
[0002]有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode, OLED)又稱有機電激發光顯示(Organic Electroluminesence Display),為與液晶顯示器為不同類型的產品，前者具有自發旋光性、廣視角、高對比、低耗電、高反應速率及製程簡單等優點。
[0003]有機發光二極體基本結構是由一薄而透明具半導體特性的銦錫氧化物(IndiumTin Oxide, ITO),與電力的正極相連,再加上另一個金屬陰極,形成如三明治的結構。整個結構層中包括了:電洞傳輸層、發光層與電子傳輸層。當電力供應至適當電壓時，正極電洞與陰極電子便會在發光層中結合，產生激子。OLED的特性是自發光，不像薄膜電晶體液晶顯示器需要背光，因此可視度和亮度均高，且無視角問題，其次是驅動電壓低且省電效率高，加上反應快、重量輕、厚度薄，構造簡單，成本低等，被視為21世紀最具前途的產品之一。
[0004]然而，因為有機發光二極體的自發光特性，使其發射的光線將不會朝向一特定方向，而用於照明或是顯示時，會有部分光線射到不想要的方向，而使想照射的特定區域的亮度降低；或是在光線從發光裝置射入空氣時，因為入射角度過大而發生全反射的現象，而使光線無法從發光裝置射入空氣，因而使亮度降低。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供一種光學增亮結構，用以提升有機發光二極體照明裝置的發光效率。
[0006]本實用新型的一態樣提供了一種光學增亮結構，包含基板、反射層以及聚光微結構陣列。基板包含相對的一第一主表面與一第二主表面以及側面。側面連接第一主表面和第二主表面。反射層設置於側面。聚光微結構陣列設置於第一主表面，其中聚光微結構陣列包含複數個聚光單元，每一聚光單元包含中央凸起部以及至少一外環凸起部。外環凸起部環繞中央凸起部。
[0007]本實用新型的另一態樣提供了一種有機發光二極體照明裝置，包含前述的光學增亮結構以及有機發光二極體模組。有機發光二極體模組設置於光學增亮結構的第二主表面的一側。
[0008]在本實用新型一或多個實施方式中，第一主表面的面積大於第二主表面的面積，而側面為斜面。
[0009]在本實用新型一或多個實施方式中，斜面與第二主表面的間的夾角介於30度至60度之間。
[0010]在本實用新型一或多個實施方式中，第二主表面設置有凹槽。
[0011]在本實用新型一或多個實施方式中，中央凸起部為圓柱體、圓錐體或半球形。[0012]在本實用新型一或多個實施方式中，外環凸起部為立方環狀結構、三角環狀結構或類菲涅爾透鏡環狀結構。
[0013]在本實用新型一或多個實施方式中，中央突起部的底部與外環凸起部的底部相連。
[0014]在本實用新型一或多個實施方式中，第二主表面設置有凹槽，有機發光二極體模組設置於凹槽中。
[0015]本實用新型上述實施方式藉由聚光微結構陣列以及反射層的設計，不但可以適當地將有機發光二極體的發射光線引導到一特定方向，因而在照明或是顯示時可以使想照射的特定區域的亮度提升，同時也可以讓光線在從發光裝置射入空氣時，不會因為入射角過大而產生全反射，而使光線無法從發光裝置射入空氣，因而有效提升有機發光二極體的出光效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1繪示依照本實用新型一實施方式的有機發光二極體照明裝置的立體示意圖；
[0017]圖2繪示沿圖1的線段A-A的剖面圖；
[0018]圖3A繪示依照本實用新型一實施方式的聚光單元的上視圖；
[0019]圖3B繪示依照本實用新型另一實施方式的聚光單元的上視圖；
[0020]圖4A繪示沿圖3A的線段B-B —實施方式的聚光單元的剖面圖；
[0021]圖4B繪示沿圖3A的線段B-B另一實施方式的聚光單元的剖面圖；
[0022]圖4C繪示沿圖3A的線段B-B又一實施方式的聚光單元的剖面圖；
[0023]圖5A繪示沿圖3B的線段C_C 一實施方式的聚光單元的剖面圖；
[0024]圖5B繪示沿圖3B的線段C_C另一實施方式的聚光單元的剖面圖；
[0025]圖6繪示依照本實用新型另一實施方式的有機發光二極體照明裝置的剖面圖。
[0026]【主要組件符號說明】
[0027]100:有機發光二極體照明裝置
[0028]200:光學增亮結構
[0029]210:基板
[0030]211:第一主表面
[0031]212:第二主表面
[0032]213:側面
[0033]214:凹槽
[0034]215:凹槽側面
[0035]220:反射層
[0036]230:聚光微結構陣列
[0037]231:聚光單元
[0038]232:中央凸起部
[0039]233:外環凸起部
[0040]300:有機發光二極體模組
[0041]A、B、C:線段[0042]D:出光方向
[0043]θ:夾角。
【具體實施方式】
[0044]以下將以圖式公開本實用新型的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應了解到，這些實務上的細節不應用以限制本實用新型。也就是說，在本實用新型部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些公知慣用的結構與組件在圖式中將以簡單示意的方式繪示的。
[0045]圖1繪示依照本實用新型一實施方式的有機發光二極體照明裝置的立體示意圖。本實施方式的光學增亮結構200主要用於提升用於照明的有機發光二極體的出光效率。光學增亮結構200可與有機發光二極體模組300組合成有機發光二極體照明裝置100。
[0046]圖2繪示沿圖1的線段A-A的剖面圖。如圖1與圖2所繪示，光學增亮結構200包含基板210、反射層220以及聚光微結構陣列230。基板210包含相對的第一主表面211與第二主表面212以及側面213，側面213連接第一主表面211和第二主表面212。反射層220設置於側面213。聚光微結構陣列230設置於第一主表面211。有機發光二極體模組300可設置於光學增亮結構200的第二主表面212的一側。
[0047]第二主表面212可為平坦表面，有機發光二極體模組300可接觸第二主表面212而組成有機發光二極體照明裝置100。有機發光二極體模組300可主要往出光方向D發射光線，因而光線通過第二主表面212而進入基板210。基板210可為透光材質，且基板210的折射係數與有機發光二極體模組300的折射係數相近，所以當光線從有機發光二極體模組300通過第二主表面212進入基板210時，將不會產生明顯的折射或是全反射的現象。具體而言，基板210的折射係數η介於1.1至1.5之間。
[0048]因為有機發光二極體的自發光特性，有機發光二極體模組300發射光線的方向將不會全部朝向所欲的出光方向D，即第一主表面211的法線方向射出，而是有部分光線的方向會與出光方向D有偏差。於是會有部分光線射到不想要的方向，而使有機發光二極體照明裝置100無法針對特定的區域有效進行照射。反射層220可將原本經由側面213射出基板210的光線反射，而將光線方向引導至出光方向D ;聚光微結構陣列230可將原本經由第一主表面211射出基板210的光線聚合，而將光線方向引導至出光方向D。於是，藉由反射層220和聚光微結構陣列230引導光線方向至出光方向D，將能提升有機發光二極體照明裝置100對於特定方向的亮度，而能針對特定的區域有效進行照射。
[0049]聚光微結構陣列230可為凸出於第一主表面211的結構，且聚光微結構陣列230的折射係數可與基板210的折射係數相近或相同，具體而言，聚光微結構陣列230的材質可與基板210的材質相同。承上所述，部分光線的方向會與出光方向D有偏差，因此在沒有聚光微結構陣列230的情況下，光線從基板210通過第一主表面211進入空氣時，可能會因為入射角度過大而發生全反射的現象，如此導致部分光線被第一主表面211反射，而無法射出基板210，因而使出光效率下降。為此，在第一主表面211上設置聚光微結構陣列230，因為聚光微結構陣列230的折射係數可與基板210的折射係數相近或相同，所以光線從基板210經過第一主表面211進入聚光微結構陣列230時不會發生明顯的折射或是全反射現象，而當光線從聚光微結構陣列230進入空氣時，將因為入射角度變小，所以不易產生全反射的現象。於是，藉由聚光微結構陣列230破壞原本發生在第一主表面211的全反射現象，光線將能進入空氣，因而提升有機發光二極體照明裝置100的出光效率。
[0050]具體而言，第一主表面211的面積可大於第二主表面212的面積，而側面213可為斜面。更具體地說，斜面與第二主表面212之間的夾角Θ可介於30度至60度之間，如此在搭配有機發光二極體模組300時，將使有機發光二極體照明裝置100能有較佳的出光效率。
[0051]具體而言，聚光微結構陣列230可包含複數個聚光單元231。此處需要注意的是，圖1與圖2所繪示的聚光單元231與基板210的相對大小關係以及聚光單元231之間的距離僅為示意，實際上聚光單元231應較圖中所繪示小，而聚光單元231之間的距離亦應較圖中所繪示小，甚至相鄰的聚光單元231的底部可互相接觸。
[0052]圖3A繪示依照本實用新型一實施方式的聚光單元的上視圖。圖3B繪示依照本實用新型另一實施方式的聚光單元的上視圖。如圖3A和圖3B所繪示，每一聚光單元231可包含中央凸起部232以及至少一外環凸起部233。外環凸起部233環繞中央凸起部232。中央突起部232的底部可與外環凸起部233的底部分離(如圖3A所繪示)或相連(如圖3B所繪示)。
[0053]圖4A至圖4C分別繪示本實用新型的聚光單元不同實施例的剖面圖，其剖面位置沿圖3A的線段B-B。如圖4A所繪示，中央凸起部232為圓柱體，而外環凸起部233為立方環狀結構。如圖4B所繪示，中央凸起部232為圓錐體，而外環凸起部233為三角環狀結構。如圖4C所繪示，中央凸起部232為半球形，而外環凸起部233為類菲涅爾(Fresnel)透鏡環狀結構。總結來說，中央凸起部232可為圓柱體、圓錐體或半球形，而外環凸起部233可為立方環狀結構、三角環狀結構或類菲涅爾透鏡環狀結構。中央凸起部232可與外環凸起部233的高度相等或不同。當中央凸起部232為半球形，且外環凸起部233為類菲涅爾透鏡環狀結構時，中央凸起部232與外環凸起部233的曲率可為相同或是不同。
[0054]圖5A至圖5B分別繪示本實用新型的聚光單元不同實施例的剖面圖，其剖面位置沿圖3B的線段C-C。圖5A和圖5B中的聚光單元231與圖4A至圖4C的聚光單元231類似，主要差異在於中央突起部232的底部與外環凸起部233的底部相連，其他細節不再贅述。
[0055]圖6繪示依照本實用新型另一實施方式的有機發光二極體照明裝置的剖面圖。圖6中的有機發光二極體照明裝置100與前述的有機發光二極體照明裝置100類似，主要差異在於，第二主表面212可設置有凹槽214，而有機發光二極體模組300可設置於凹槽214中。有機發光二極體模組300的發射光線不但可以通過第二主表面212進入基板210，亦可通過凹槽側面215進入基板210。
[0056]在不具有額外的光學增亮結構的設計下，傳統的有機發光二極體模組照度平均值為304.724勒克斯(Lux);若是搭配具有如本實用新型所公開的側面具有反射層的基板後，有機發光二極體照明裝置的照度平均值可提升至322.801勒克斯；若是搭配具有如本實用新型所公開的具有聚光微結構陣列(其中的聚光單元僅具有半球形的中央突起部)的基板後，其照度平均值可再提升至341.899勒克斯；若是搭配具有如本實用新型所公開的具有聚光微結構陣列(其中的聚光單元如圖5B所示)的基板後，其照度平均值將提升至369.21勒克斯；若搭配如本實用新型圖2所公開的光學增亮結構後的有機發光二極體照明裝置，其照度平均值可達374.491勒克斯。[0057]由上述信息可以得知，反射層220以及聚光微結構陣列230確實可以有效提升有機發光二極體照明裝置100的出光效率。另外亦可得知，相較於不具有外環凸起部233的聚光單元231，具有外環凸起部233的聚光單元231將更能提升有機發光二極體照明裝置100的出光效率；具有外環凸起部233的聚光單元231相較於不具有外環凸起部233的聚光單元231，將更能減少光線進入空氣時發生全反射的情況。
[0058]本實用新型上述實施方式藉由反射層220以及聚光微結構陣列230的設計，不但可以適當地將有機發光二極體模組300的發射光線引導到出光方向D，因而在照明或是顯示時可以使想照射的特定區域的亮度提升，同時也可以讓光線在從有機發光二極體照明裝置100射入空氣時，不會因為入射角過大而產生全反射，而使光線無法從有機發光二極體照明裝置100射入空氣，因而有效提升有機發光二極體照明裝置100的出光效率。
[0059]雖然本實用新型已以實施方式公開如上，然其並非用以限定本實用新型，任何熟習此技藝者，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護範圍當視前述的申請專利範圍所界定者為準。
【權利要求】
1.一種光學增亮結構，包含:一基板，包含:相對的一第一主表面與一第二主表面；以及一側面，連接該第一主表面和該第二主表面；一反射層，設置於該側面；以及一聚光微結構陣列，設置於該第一主表面，其中該聚光微結構陣列包含複數個聚光單元，每一該些聚光單元包含:一中央凸起部；以及至少一外環凸起部，環繞該中央凸起部。
2.如權利要求1所述的光學增亮結構，其特徵在於，該第一主表面的面積大於該第二主表面的面積，該側面為一斜面。
3.如權利要求2所述的光學增亮結構，其特徵在於，該斜面與該第二主表面之間的夾角介於30度至60度之間。
4.如權利要求1所述的光學增亮結構，其特徵在於，該第二主表面設置有一凹槽。
5.如權利要求1所述的光學增亮結構，其特徵在於，該中央凸起部為圓柱體、圓錐體或半球形。
6.如權利要求1所述的光學增亮結構，其特徵在於，該外環凸起部為立方環狀結構、三角環狀結構或類菲涅爾透鏡環狀結構。
7.如權利要求1所述的光學增亮結構，其特徵在於，該中央突起部的底部與該外環凸起部的底部相連。
8.一種有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，包含:一光學增亮結構，包含:一基板，具有相對的一第一主表面與一第二主表面，以及連接該第一主表面和該第二主表面的一側面；一反射層，設置於該側面；以及一聚光微結構陣列，設置於該第一主表面，其中該聚光微結構陣列包含複數個聚光單元，每一該些聚光單元包含:一中央凸起部；以及至少一外環凸起部，環繞該中央凸起部；以及一有機發光二極體模組，設置於該光學增亮結構的該第二主表面的一側。
9.如權利要求8所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該第一主表面的面積大於該第二主表面的面積，該側面為一斜面。
10.如權利要求9所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該斜面與該第二主表面之間的夾角介於30度至60度之間。
11.如權利要求8所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該第二主表面設置有一凹槽，該有機發光二極體模組設置於該凹槽中。
12.如權利要求8所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該中央凸起部為圓柱體、圓錐體或半球形。
13.如權利要求8所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該外環凸起部為立方環狀結構、三角環狀結構或類菲涅爾透鏡環狀結構。
14.如權利要求8所述的有機發光二極體照明裝置，其特徵在於，該中央突起部的底部與該外環凸起部的底部相連 。
【文檔編號】H01L51/52GK203521481SQ201320639508
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月17日 優先權日:2013年10月17日
【發明者】邱創弘, 簡昭珩, 郭聿翔 申請人:華映視訊（吳江）有限公司, 中華映管股份有限公司