CN101614840B - 一种导光元件及具有该导光元件的光源组件 - Google Patents
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Abstract
一种导光元件，用于接收面光源的光，该面光源具有一出光面。导光元件具有第一表面及相对设置第二表面。第二表面具有一入射区域，入射区域面积与面光源的出光面在第二表面正投影面积相当。导光元件第一表面具有第一区域及第二区域，第一区域位于入射区域在第一表面正投影上，第一区域上设置有第一微结构，该第一微结构具有一顶部平面，该顶部平面平行于第一表面。面光源所发出正对导光元件的光从第一微结构的顶部平面透射出，第二区域环绕第一区域设置，第二区域上设置有第二微结构。本发明所提供导光元件在面光源正投影处光线可以从其顶部透射出，增加了光透射比例。另，本发明还提供一种使用该导光元件的光源组件。
Description
技术领域
本发明涉及照明领域，尤其涉及一种导光元件及使用该导光元件的光源组件。
背景技术
现在，许多照明系统采用发光二极管及有机发光二极管等制成的面光源作为光源，然而这些光源在封装入玻璃后，会因发生全反射现象而削弱光源亮度，为解决这个问题许多情况下采用在玻璃上设置微结构的方法来避免全反射，以增加光源的亮度。
请参阅图1，一种现有的光源组件1，其包括面光源2，导光元件3及微结构4，所述微结构4及面光源2设置于所述导光元件3相对的第一表面3a及第二表面3b上。所述微结构4由多个金字塔型的微透镜组成，并布满所述第一表面3a上。这些微结构4在面光源2周围将面光源2所发出光线L的入射角A减小为A1，从而避免了全反射的发生，增加了光源组件1的亮度。
然而，从图1中可以发现，在导光元件3上的面光源2的正投影位置P处的微透镜4a处，光线L原本小角度的入射角反而增加了，造成部分光线被全反射，使得从导光元件中心出射光的亮度减弱。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可增大中心区域出射光的亮度的导光元件，及使用该导光元件的光源组件。
一种导光元件，用于接收面光源的光，该面光源具有一出光面。导光元件具有第一表面及相对设置的第二表面。第二表面具有一入射区域，入射区域面积与面光源的出光面在第二表面的正投影面积相当。导光元件的第一表面具有第一区域及第二区域，第一区域位于入射区域在第一表面的正投影上，所述第一区域上设置有第一微结构，该第一微结构具有一顶部平面，该顶部平面平行于所述第一表面。所述面光源所发出正对导光元件的光从所述第一微结构的顶部平面透射出，第二区域环绕第一区域设置，第二区域上设置有第二微结构。
一种光源组件，其包括一面光源和导光元件。该面光源具有一出光面，所述导光元件具有第一表面及相对设置的第二表面。所述第二表面具有一入射区域，所述面光源设置于所述入射区域上，所述入射区域面积与所述面光源的出光面在所述第二表面的正投影面积相当。所述导光元件的第一表面具有第一区域及第二区域。所述第一区域位于所述入射区域在第一表面的正投影上，所述第一区域上设置有第一微结构，该第一微结构具有一顶部平面，该顶部平面平行于所述第一表面。所述面光源所发出正对导光元件的光从所述第一微结构的顶部平面透射出。所述第二区域环绕所述第一区域设置，所述第二区域上设置有第二微结构。
本发明所提供的导光元件由于在入射区域位于导光元件的第一表面正投影处设置的第一微结构顶部为平行所述第一表面的平面，所以在面光源的正投影处光线可以从所述第一微结构的顶部透射出，增加了光的透射比例，从而提高了该区域的亮度。
附图说明
图1是现有光源组件的示意图。
图2是本发明实施方式提供的光源组件的示意图。
图3是对应微结构不同切除比例的光源组件亮度特性曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图2，为本发明实施方式提供的一种光源组件100。其包括导光元件10和面光源90。
所述面光源90可以采用发光二极管或有机发光二极管等面光源，其发光面可以是圆形，矩形等几何形状。本实施方式中，所采用的面光源90为发光面为正方形的有机发光二极管，其长宽N为177um(微米)。
所述导光元件10用于接收面光源90的光，所述面光源90具有一出光面90a，所述导光元件10具有第一表面11及相对设置的第二表面12。
所述面光源90贴于所述第二表面12上。所述第二表面12具有一入射区域12a，所述面光源90设置于所述入射区域12a上，所述入射区域12a面积与所述面光源90的出光面90a在所述第二表面12上的正投影面积相当，本实施方式中所述入射区域12a采用与面光源90面积大小相同的长宽均为177um的正方形。
所述第一表面11具有第一区域11A及第二区域11B。所述第一区域11A位于所述入射区域12a在第一表面11的正投影上，所述第一区域11A上设有第一微结构21，该第一微结构21顶部21a为平行所述第一表面11的平面。所述第二区域11B环绕所述第一区域11A设置，所述第二区域11B上设置有第二微结构20。所述第一微结构21及所述第二微结构20与所述导光元件10采用折射率相同或相近的材料制成。例如。所述导光元件10采用玻璃，所述第一微结构21及所述第二微结构20采用聚甲基丙烯酸甲酯。
所述第二微结构20形状可以是金字塔型、圆锥型、三角锥型、椭球型或球缺形状。本实施方式中，所述第二微结构20由顶角C为90度，高度为H1的金字塔型的微棱镜组成。本实施方式中，H1为25um。所述第二微结构20可以是采用压制技术将第二微结构20压制到所述第一表面11上，或利用热成形的方式在所述第一表面11上形成所述第二微结构20。本实施方式中，所述导光元件10采用玻璃，所述第二微结构20采用热成形的方式在所述第一表面11上形成第二微结构20。
所述第一区域11A上的第一微结构21顶部21a的平面结构可以是在所述第一表面11上形成第二微结构20后再采用激光切除形成或单独制作第一微结构21再粘到所述第一区域11A上。本实施方式中，采用在所述第一表面11上形成第二微结构20后再采用激光切除形成高度为H2的棱台的第一微结构21。本实施方式中，高度H2为8um。所述第一区域11A中心位于所述面光源90的出光面中心轴M上。所述第一区域11A面积大小与入射区域12a面积大小相当，使得面光源90所发出正对导光元件10的光可以在第一区域11A中从第一微结构21的顶部21a透射出，从而减弱全反射的影响。本实施方式中，所述第一区域11A长宽皆为177微米。
请参阅图3，是对应金字塔形状的微结构不同切除剩余高度的光源组件亮度特性曲线图。其中横坐标表示微结构的高度，纵坐标表示光源的亮度。实验条件是采用一个发光面为长宽177um的正方形有机发光二极管，微结构为边长是50um，未削平前高度25um，顶角为90度的金字塔型微棱镜，微结构在第一表面的覆盖比例为90％。但本实施方式提供的光源组件在第一表面具有一个长宽均为177um的第一区域，该区域的微棱镜顶部被切平，形成一个高度为8um的棱台微棱镜。在实验室中，为了的表现出微棱镜顶部被切平不同高度所产生的不同效果，分别采用20um、16um、12um、10um及8um五个剩余高度参数进行实验，通过实验得到的图可以看出，随着被切除比例的增大，本发明所提供的具有被切平的微棱镜的光源组件出光效率比具有未被切平的25um高的金字塔型的微棱镜的传统的光源组件大，较现有的光源组件进一步增加了亮度。
本发明所提供的导光元件由于在入射区域位于导光元件的第一表面正投影处设置的第一微结构顶部为平行所述第一表面的平面，所以在面光源的正投影处光线可以从所述第一微结构的顶部透射出，增加了光的透射比例，从而提高了该区域的亮度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种导光元件，用于接收面光源的光，该面光源具有一出光面，所述导光元件具有第一表面及相对设置的第二表面，所述第二表面具有一入射区域，所述入射区域面积与所述面光源的出光面在所述第二表面的正投影面积相当，其特征在于，所述导光元件的第一表面具有第一区域及第二区域，所述第一区域位于所述入射区域在第一表面的正投影上，所述第一区域上设置有第一微结构，该第一微结构具有一顶部平面，该顶部平面平行于所述第一表面，所述顶部平面用于使得所述面光源所发出正对导光元件的光从所述第一微结构的顶部平面透射出，从而增加光的透射比例，所述第二区域环绕所述第一区域设置，所述第二区域上设置有第二微结构。
2.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一区域面积的大小与所述入射区域在第一表面的正投影的面积大小相当。
3.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第二微结构的形状为金字塔型、三角锥型、圆锥型、椭球型或球缺形状中的一种。
4.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述导光元件为玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
5.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一微结构及第二微结构材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
6.如权利要求1所述的导光元件，其特征在于，所述第一微结构及第二微结构采用与所述导光元件折射率相同的材料。
7.一种光源组件，其包括一面光源和导光元件，该面光源具有一出光面，所述导光元件具有第一表面及相对设置的第二表面，所述第二表面具有一入射区域，所述面光源设置于所述入射区域上，所述入射区域面积与所述面光源的出光面在所述第二表面的正投影面积相当，其特征在于，所述导光元件的第一表面具有第一区域及第二区域，所述第一区域位于所述入射区域在第一表面的正投影上，所述第一区域上设置有第一微结构，该第一微结构具有一顶部平面，该顶部平面平行于所述第一表面，所述顶部平面用于使得所述面光源所发出正对导光元件的光从所述第一微结构的顶部平面透射出，从而增加光的透射比例，所述第二区域环绕所述第一区域设置，所述第二区域上设置有第二微结构。
8.如权利要求7所述的光源组件，其特征在于，所述第一区域面积的大小与所述入射区域在第一表面的正投影的面积大小相当。
9.如权利要求7所述的光源组件，其特征在于，所述第一微结构及第二微结构采用与所述导光元件折射率相同的材料。
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