一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置的製作方法

2023-05-30 00:17:31 2

專利名稱：一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用高色彩飽和度的數字印刷的透明板，結合透明板表面的光學微結構，特別是涉及一種可達到高均勻度的光擴散，同時具有高亮度的效果；並結合發光二極體光源組合而成高效率且具裝飾效果的照明裝置。
背景技術：
傳統的照明技術存在發光效率低、耗電量大、使用壽命短。近年來，經過科學家的技術突破，一種新型光源技術，發光二極體(Light emitting diode,LED)照明技術,正在趨於成熟，並開始投入生產，走向市場。LED光源亮度很高，但具有很高的方向性，因此需要採用擴散板，使亮度分布均勻，不會有局部產生亮點(hot spot)的問題，讓整個空間充分得到照明，當人們直視照明裝置 時，眼睛不會感到不舒服。傳統的擴散板主要以樹脂添加不同折射率的粒子達到光擴散的 需求。為了達到高亮度與良好的擴散效果，具表面微結構的擴散板也愈來愈受歡迎；甚至導光結合擴散的整體設計，成為未來的主流趨勢。除了擴散點狀LED光源成為面光源的需求外，照明裝置還有藝術與美學的需求，結合色彩藝術與光學調光設計為一體的創作，並未在任何先前文獻或公開發表的產品中有揭示或暗示教導。本實用新型結合高色彩飽和度的數字印刷技術，以呈現完美的藝術圖紋，更利用印刷油墨中的色料粒子當作光擴散粒子，以達到具高色彩飽和度並具擴散功能的調光板，進一步結合導光與微結構的設計，本實用新型可達到具有藝術印刷圖紋的高亮度調光板，此技術實非先前技藝的組合所能輕易完成的。由此可見，上述現有的照明裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決照明裝置存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種可兼具體積小、成本低且使用時可具有全方位調整功能的新型結構的一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
發明內容本實用新型的目的在於，克服現有的照明裝置存在的缺陷，而提供一種新型結構的一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置，所要解決的技術問題是在利用高色彩飽和度的數字印刷的透明板，結合透明板表面的光學微結構，以達到高均勻度的光擴散，同時具有高亮度的效果；並結合發光二極體光源組合而成高效率且具裝飾效果的照明裝置，從而更加適於實用。本實用新型的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。依據本實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護層所組合而成；其中該印刷的圖紋是由數字印刷技術製成，其色彩飽和度區域值大於40%，整體光穿透率介於20 %至95 %之間；其中該透明板表面，至少有一面具有微結構，以控制出光的方向與強度。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以採用以下的技術措施來進一步實現。前述的一種高色彩飽和度的調光板，其中所述的該透明板選自塑料板，玻璃或金屬化的透明膜。前述的一種高色彩飽和度的調光板，其中所述的該透明板與印刷圖紋間，可增加一層表面改質層，以增加接口接著強度。前述的一種高色彩飽和度的調光板，其中所述的該透明板表面的微結構面，具有該印刷圖紋與印刷保護層。 前述的一種高色彩飽和度的調光板，其中所述的該透明板表面的非微結構面，具該有印刷圖紋與印刷保護層。前述的一種高色彩飽和度的調光板，其中所述的該透明板表面的微結構可選自菱鏡結構，半球型的透鏡結構及兩者的組合，該微結構可與透明板一體成型或以外貼微結構膜片的方式達成。本實用新型的目的及解決其技術問題還採用以下技術方案來實現。依據本實用新型提出的其包含利用申請專利範圍第I項所述的高色彩飽和度的調光板，及發光二極體光源所組合而成，調光板將光源均勻分布並提供印刷圖紋的外觀需求。本實用新型的目的以及解決其技術問題還可以採用以下的技術措施來進一步實現。前述的一種照明裝置，其中所述的該發光二極體光源為有機發光二極體。前述的一種照明裝置，其中所述的該發光二極體光源藉由一導光板，將光導入調光板，可視需要在該導光板表面製作微結構及在該導光板後方加反射板。前述的一種照明裝置，其中所述的該發光二極體光源是由直下式平面或點狀發光二極體光源與一載板所組合而成。本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本實用新型一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置可達到相當的技術進步性及實用性，並具有產業上的廣泛利用價值，其至少具有下列優點本實用新型利用高色彩飽和度的數字印刷的透明板，結合透明板表面的光學微結構，達到高均勻度的光擴散，同時具有高亮度的效果；並結合發光二極體光源組合而成高效率且具裝飾效果的照明裝置。綜上所述，本實用新型一般LED是點狀光源，如果未經過處理，光源間必定有較亮與較暗的區域，如此一來畫面會有明暗不均的情形。因此需加上一層擴散膜，一方面消除點狀光影的現象，另一方面可讓光源的光線更均勻全面性地分布，而不會有局部過暗或過亮的情況。目前的做法大都是把粒子加入高分子膜中，讓光進入這層膜時不斷地在不同折射率的材料中穿梭，而發生折射、散射及反射以達到光擴散的功能。也有人以粗化膜表面的方式達到光擴散的目的，但因工藝較費時且成本較高，所以現在仍以加入粒子的傳統方式為主。擴散板其主要的功能為讓光線透過光學複合材料漫射，產生一個亮度均勻分布的面光源，並且達到亮度強化的作用。LED照明行業卯足全力搶攻市場，為了消除眩光讓居家環境更為舒適，已全線產品使用擴散板，目前LED燈具達到臨界照度時可以改善照度的地方就只剩擴散板，照明用擴散板的光透過率近來才開始為人們所注意，因為照明用要在2. 5米以外測照度，換句話說，如果一個三十瓦的燈具在擴散板透光率的臨界點以上每低1%時，光源必需用用百分之I. 5%來補，如果使用透光率低3%的擴散板要多使用4. 5瓦的光源來補，這時光源所增加的費用將大於高透光率擴散板多出來的費用。傳統的擴散板為高霧度、低光穿透性的半透明材料，除了擴散效果不佳，更使光亮度大幅度下降，失去LED節能環保的主要優點。本實用新型主要利用高色彩飽和度的數字印刷技術，使透明板呈現高飽和度的色彩圖紋，高色彩飽和度的色料粒子，便具有光擴散的效果，呈現擴散板的功能。結合透明板表面的光學微結構，並可以達到高均勻度並增亮的效果。利用數字印刷的高色彩飽和度調光板，具有光擴散的效果，併兼具藝術裝飾的功能。在表面結構設計部分，利用菱鏡形狀的表面，將穿過調光板的光線，進一步調整到待照明的方向，充分利用光源，以增加擴散均勻後的光源的出光亮度；也可以在結合半球面的結構，進行同時擴散與增亮的雙重功效，而得到更高的光均勻性，且保持相同的亮度。在透明板上進行印刷，可以選用網版印刷，其色彩飽和度佳，但解析度低，對於高精密圖騰的印製效果不佳。另一印刷技術為噴墨印刷，尤其是數字印刷，具有高速生產的優點，針對少量多樣式的印刷，也有極佳生產彈性。噴墨印刷利用數字式的數據儲存影像，在不需要印版的情形下，可以直接輸出。因此，只要在未輸出前都可以任意的修改輸出的內容，省去了拼版、曬版的程序，及過程所需的時間與耗 材。此外，更由於其非接觸性的印刷方式，故可應用於凹凸不平的材料。然而，噴墨印刷通常使用直接或酸性染料的水性印墨，該種印墨雖然有難燃耐火及減低汙染等優點，但有乾燥性不良的缺點，因此必須在待印材科的材質上作特別的考慮。油墨和待印材料配合一定要正確，待印材料的表面特性需要調整，才能得到附著性佳且高清晰的印刷效果。如圖I所示，使用透明板(I)為印刷用基板，若選用的透明板與油墨的附著力不佳，例如玻璃，在高精度數位噴墨印刷前，需在玻璃上先添加一表面改質層(2)，若為油墨附著力佳的基板，則無需表面處理層。經過在印刷後的印刷層(3)，表面需要塗覆油墨保護層(4)，以防止油墨被損傷或水性油墨吸水散開等問題，而影響印刷效果的耐久性。為了達到良好的彩色藝術圖紋的呈現，及足夠的光擴散效果，圖紋的色彩飽和度區域值需要大於40%。當印刷的色飽和度不佳時，在強的側光或背光源下，無法呈現足夠的圖紋對比，效果不佳。但若使用色彩飽和度大於80%，且印刷面積大於80%時，整體的透光度小於20%，則使照明裝置的功效受到極大的限制。因此，控制圖紋的色彩飽和度區域值需要大於40%，整體光穿透率介於20%至95%之間，可得到最佳的藝術照明的效果。尤其結合增亮微結構的照明組合，更能達到高色彩飽和度與高對比的圖紋，同時具有高的整體光穿透率。圖紋的色彩飽和度區域值的控制，除了可藉由選擇不同的色料達到，也可藉由增加印刷圖紋的厚度，得到提升色彩飽和度區域的效果。整體光穿透率為有調光板與無調光板的照明裝置的照度(Illuminance)比值。照度則由照度計(Illuminance meter)直接測得。如圖2所示,為了進一步調整出光的亮度與方向，可以在非印刷面表面加上一層具菱鏡結構(5)的外加層，或直接選用一面具菱鏡結構(5)的透明板為基板，例如穎臺公司的EML系列微結構板，在另一面進行印刷。菱鏡結構(5)最主要的功能是把通過高色彩飽和度的調光板後的均勻光線，以反射和折射的方式控制光線的行進角度，使光線集中在需要的範圍。光源有一大部分會轉換為熱能，導致照明溫度上升，加速照明裝置本身的劣化，因此菱鏡結構(5)絕對有其必要性。目前最常用的菱鏡結構膜的製作方法，以紫外光為反應性光源，以精密的顯微複製技術把樹酯硬化，最後形成細微菱鏡結構，再用這菱鏡結構來管理光的行進角度，而達到增亮的效果。光源進入擴散膜後均勻地放出光線，進入菱鏡膜後的光線會依路徑與角度而有不同的表現。如圖3所示，為了進一步調整出光的亮度與均勻性，可以在非印刷面表面加上一層具半球型的透鏡結構(6)的外加層，或直接選用一面具半球型的透鏡結構(6)的透明板為基板，在另一面進行印刷。本實用新型的高色彩飽和度的調光板，印刷圖紋與印刷保護層可以在該透明板表面的半球型的透鏡結構(6)面，或非微結構面。如圖3所示，表面改質層(2)、印刷層(3)與油墨保護層⑷皆在非微結構面。然而，圖紋也可以印刷在透明板表面的半球型的透鏡結構(6)面，所呈現的光學與藝術效果略有不同，視使用者的功能與美學喜好決定。如圖4所示，表面改質層(2)、印刷層(3)與油墨保護層⑷皆在半球型的透鏡結構(6)面。本實用新型的調光板的實際應用上，常與導光板結合一起使用，加上發光二極體或有機發光二極體的光源形成各種照明裝置。導光板的原理是利用全反射的原理將光源光線傳至導光板的遠程，再利用導光板的底面印刷圖案擴散點，反射光會往各個角度擴散，利用疏密、大小不同的擴散點圖案設計來破壞光線的全反射，將光線導引至導光板正面，折射率越大，其導光能力越好。燈管以後端照光方式將光線送入導光板，有些光線會由導光板的正面透出，剩下無法擴散的光線再由底部的反射板再次導入導光板。導光板主要原料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、環烯烴聚合物(Cyclo olefin polymer, COP)與聚碳酸酯(PC),以PMMA為 主。由於本實用新型的高色彩飽和度的調光板，選用高透明度的塑料板或玻璃，因此，可以直接使用導光板作為印刷的透明基板，印刷基板同時兼具導光的功能。如圖5所示，結合LED光源(7)，側光源可輕易的藉由透明板(I)的厚度方向，導入整個高色彩飽和度的調光板，再由非印刷面出光。由於省去額外加導光板的厚度，如此可得到薄型、高亮度且藝術化的照明裝置。此設計可視需要在整體調光板後方(即保護層(4)後方)加反射板，增加整體照明裝置的亮度與圖紋的對比。如圖6與圖7所示，本實用新型的高色彩飽和度的調光板，也可以外加一導光板(8),並將LED光源(7)定位於導光板(8)的兩側，即可形成一個具藝術氣息的側光型(Edge type)LED照明裝置。其中透明板⑴與菱鏡結構(5)可以為玻璃外貼表面具菱鏡結構的塑料膜(又稱增亮膜，Light Enhancement Film)或使用具微結構的導光板。換句話說，該微結構可與透明板或導光板一體成型或以外貼微結構膜片的方式達成。雖然較圖5的設計多一層導光板，但此設計的變化性較大，較易微調光學效果。圖6與圖7的差別，在於印刷面為平滑面或微結構面。此設計中的導光板(8)可選用一般導光板、導光板加增亮膜，或具微結構的導光板。視需要可在導光板後方加反射板，增加整體照明裝置的亮度與圖紋的對比。將LED光源(7)定位於一光源載板(9)上，結合上述的高色彩飽和度的調光板，即可形成一個具藝術氣息的直下式(Direct type) LED或平面光源的有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode)的照明裝置,如圖8所示,OLED光源選自日本Lumiotec公司的發光板。其中光源載板(9)可以為金屬化的透明膜，LED或OLED光源可以利用金屬面當電極，直接在其上布線通電。常用的金屬化的透明膜，是以聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)為基板，鍍上銦錫氧化物(Indium TinOxide, ITO)所製得。上述的ITO導電膜也可直接代替透明板(I)，成為數字印刷的基板，印刷在非ITO面，如此便可得到一柔軟薄型的照明裝置。雖然圖4至圖8中的表面結構皆以菱鏡結構為例，在實際應用上並不限於菱鏡結構，可以為半球型的透鏡結構、金字塔型與長柱型，視所需的光學效果而定。本實用新型在技術上有顯著的進步，並具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為讓本實用新型的上述和其它目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。

圖I繪示一種高色彩飽和度的調光板的示意圖。圖2繪示一種含菱鏡結構的高色彩飽和度的調光板示意圖。圖3繪示一種含半球型的透鏡結構的高色彩飽和度的調光板示意圖。圖4繪示另一種含菱鏡結構的高色彩飽和度的調光板示意圖。圖5繪示一種含高色彩飽和度的調光板的側光式LED照明裝置示意圖。圖6繪示一種含導光板的高色彩飽和度的調光板的側光式LED照明裝置示意圖。圖7繪示另一種含導光板的高色彩飽和度的調光板的側光式LED照明裝置示意圖。圖8繪示一種含高色彩飽和度的調光板的直下式LED照明裝置示意圖。I :透明板2 :表面改質層3:印刷層4:保護層5 :菱鏡結構6 :半球型的透鏡結構7:LED光源8 :導光板9 :光源載板
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，
以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。實施例一如圖6所示，在一 120釐米長80釐米寬的鹼玻璃透明板(I)上，塗覆表面改質層
(2)，其為增加油墨的吸附性與吸附速度，然後再以EPSON工業級數位噴墨印刷機，印上精密圖案的印刷層(3)，圖案精密度每I英寸上大於800點，然後，進一步於圖案上方加上一層透明樹脂的硬塗層作為保護層(4)，其為壓克力樹脂或環氧樹脂。如此得到本實用新型的高色彩飽和度的調光板，其中該印刷的圖紋區域佔總面積50%，其色彩飽和度區域值55%。在不具印刷圖紋的玻璃的另一側，貼上一片具菱鏡結構(5)的美國3M公司的菱鏡膜(Vikuiti film)，形成高亮度的高色彩飽和度的調光板。結合穎臺公司的EGP微結構導光板(8),並在導光板兩側(寬度方向)各放置20顆光嘉公司的36瓦LED光源(7),形成一薄型藝術LED照明裝置。依據上述方法所製得的照明裝置，呈現均勻的高色彩飽和度燈罩的圖紋，高亮度且均勻的出光效果，整體光穿透率25%。實施例二如圖5所示，採用穎臺公司的EML系列菱鏡結構(5)板為透明板(I)，在菱鏡結構(5)面加上表面改質層(2)，進行數字印刷彩色藝術圖紋，產生印刷層(3)，使用如實施例一的製作方法加上保護層(4)，製得高色彩飽和度的調光板。不外加導光板，直接在本實用新型的高色彩飽和度的調光板兩側，各放置20顆光磊公司的36瓦LED光源(7)，形成一超薄型藝術LED照明裝置。依據上述方法所製得的照明裝置，呈現均勻的高色彩飽和度燈罩的圖紋，高亮度且均勻的出光效果，整體光穿透率87%。實施例一與實施例二皆達到良好的光均勻效果；然而，實施例二的整體色彩對比、光均勻性與整體光穿透率，皆比實施例一為佳。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內 容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於其包含一具表面印刷的透明板、及在印刷面具有一印刷保護層所組合而成；其中該印刷的圖紋是由數字印刷技術製成，其色彩飽和度區域值大於40%，整體光穿透率介於20%至95%之間；其中該透明板表面，至少有一面具有微結構，以控制出光的方向與強度。
2.根據權利要求I所述的一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於該透明板選自塑料板，玻璃或金屬化的透明膜。
3.根據權利要求I所述的一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於該透明板與印刷圖紋間，可增加一層表面改質層，以增加接口接著強度。
4.根據權利要求I所述的一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於該透明板表面的微結構面，具有該印刷圖紋與印刷保護層。
5.根據權利要求I所述的一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於該透明板表面的非微結構面，具該有印刷圖紋與印刷保護層。
6.根據權利要求I所述的一種高色彩飽和度的調光板，其特徵在於該透明板表面的微結構可選自菱鏡結構，半球型的透鏡結構及兩者 的組合，該微結構可與透明板一體成型或以外貼微結構膜片的方式達成。
7.一種照明裝置，其特徵在於其包含利用申請專利範圍第I項所述的高色彩飽和度的調光板，及發光二極體光源所組合而成，調光板將光源均勻分布並提供印刷圖紋的外觀需求。
8.根據權利要求7所述的一種照明裝置，其特徵在於該發光二極體光源為有機發光二極體。
9.根據權利要求7所述的一種照明裝置，其特徵在於該發光二極體光源藉由一導光板，將光導入調光板，在該導光板表面製作微結構及在該導光板後方加反射板。
10.根據權利要求7所述的一種照明裝置，其特徵在於該發光二極體光源是由直下式平面或點狀發光二極體光源與一載板所組合而成。
專利摘要本實用新型是有關於一種高色彩飽和度的調光板及其所製作的照明裝置，該一種高色彩飽和度的調光板，其包含一具表面印刷的透明板、及在印刷面具有一印刷保護層所組合而成；其中該印刷的圖紋是由數字印刷技術製成，其色彩飽和度區域值大於40％，整體光穿透率介於15％至95％之間；其中該透明板表面，至少有一面具有微結構，以控制出光的方向與強度；結合發光二極體光源組合而成高效率且具裝飾效果的照明裝置。
文檔編號F21Y101/02GK202613325SQ201220101060
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月16日 優先權日2011年11月3日
發明者黃瑜貞 申請人:黃瑜貞