CN103307479A

CN103307479A - 照明器件

Info

Publication number: CN103307479A
Application number: CN2013100731638A
Authority: CN
Inventors: 金哲弘; 朴戊龙; 朴光昊
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-09-18
Also published as: EP2637206A2; US20130235585A1; KR20130102714A; KR101379920B1; JP5592521B2; EP2637206A3; JP2013187197A; EP2637206B1; US9303844B2

Abstract

提供了一种照明器件，包括：透镜单元，包括一个或多个透镜；以及光源单元，把从发光单元发射的光转换成表面光源并且把光供应到透镜单元，其中，光源单元被一体地连接到透镜单元，从而能够减小产品的整体厚度和体积，并且该照明器件能够被应用到各种照明科技领域，从而具有普遍性。

Description

照明器件

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月8日提交到韩国知识产权局的韩国专利申请第10-2012-0023756号的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及照明器件的技术领域，更具体地，涉及一种照明器件，该器件通过使用树脂层和透镜单元一体地形成光源单元来降低整体体积和重量。

背景技术

LED（发光二极管）器件是一种能够使用化合物半导体性把电信号转换成红外线或光的器件。与荧光灯不同，由于LED器件不使用如汞等有害物质，从而造成环境污染的可能性很低，并且与普通光源相比寿命比较长。并且，其优点在于，由于高色温，从而LED器件比普通光源耗电小并且具有好的可见度和低耀度。

因此，当前照明器件已经从使用传统光源如普通白炽灯或荧光灯的结构发展成把上述LED器件作为光源使用的结构。举例来说，已经提出了一种使用在韩国特许公开专利公布第10-2010-0132273号中公开的LED器件和透镜的照明器件。

图1示意性地示出一种普通照明器件的结构。该普通照明器件包括：具有LED器件的光源单元10；在前向方向上收集从光源单元10发出的光的前透镜50；外壳70。此外，还可以形成用于保护前透镜50和光源单元10的盖子30。这时，盖子30可以执行单独的透镜的功能。

普通照明器件通常被配置为将反射部件布置在外壳70的内侧以反射从点光源LED发出的光。为了提高光反射效率，有必要在外壳70的内部设置固定空间40。

因此，普通照明器件需要固定空间以提高光反射能力。这样，将出现照明器件的整体体积和尺寸必定增加因而将很难改变设计的问题。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国特许公开专利公布第10-2010-0132273号

发明内容

针对在现有技术中发生的上述问题提出本发明。本发明的一个方面提供了一种照明器件的结构，该结构通过一体地形成透镜单元和光源单元能够使整体厚度变薄。

本发明的另一个方面提供了一种照明器件的结构，该结构被配置为光源单元本身具有柔性，这使得能够提高产品设计的自由度并且能够保证可靠性。

根据本发明的一个方面，提供了一种照明器件，包括：透镜单元，包括一个或多个透镜；以及光源单元，该光源单元把从发光单元发射的光转换成表面光源并把光供应到透镜单元，其中，光源单元和透镜单元以彼此一体地连接的结构形成。

根据本发明，其优点在于，通过一体地形成透镜单元和光源单元从而能够减小照明器件的整体厚度和体积，并且能够提高照明器件的设计自由度。

并且，根据本发明，其优点在于，由于光源单元本身形成为具有恒定的柔性，从而无论透镜单元的形状如何，透镜单元和光源单元能够一体化。

此外，根据本发明，因为在透镜单元和光源单元之间产生的光损失被减到最小，所以能够提高照明器件的光效率。

此外，根据本发明，因为在光源单元中布置了能够有效地反射从发光单元发射的光的反射部件和反射图案，所以光的反射率和亮度能够增到最大，并且能够提供均匀表面光源。

附图说明

本发明包括附图以提供对本发明的进一步的理解，并且附图被并入本说明书并构成本说明书的一部分。附图示出本发明的示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示意性示出普通照明器件的结构。

图2示出根据本发明的照明器件的大概结构。

图3示出图2中示出的照明器件的光源单元的主要结构。

图4示出在图3中示出的光源单元中增加珠子（bead）和反射部件的结构。

图5示出在图3中示出的光源单元中增加反射部件和光学片的结构。

图6示出在图5示出的本发明的照明器件中形成粘合层的结构。

具体实施方式

现将参照附图在下文中更完整地描述根据本发明的示例性实施例，这使得本领域的普通技术人员能够容易地实施。然而，本发明可以以不同的形式实施并且不应作为对此处陈述的示例性实施例的限制。将理解的是，此处示出和描述的本发明的形式将作为本发明的优选实施例，并且在不违背本发明精神和范围的情况下可以对本发明进行各种变型和修改。并且，在以下描述中，将会注意到，当与本发明相关的公知元素的功能和对元素的详细描述可能会使本发明的主旨不清楚时，将省略对这些元素的详细描述。现将对本发明的优选实施例进行更详细地参考，在附图中示出其例子。只要可能，相同的附图标记将在附图和说明书中通篇使用，以指代相同或相似的部分。

本发明的主旨是提供一种照明器件的结构，该结构通过一体地形成透镜单元和光源单元能够创新地减小整体厚度，并且还能够保证柔性并提高设计的自由度。

此外，根据本发明的照明器件能够被应用到各种需要照明的灯器件，如车辆灯、用于家庭使用的照明器件和工业照明器件。在照明器件被应用到车辆灯的情况下，其也能被应用到车前灯、汽车内照明、门槛灯、车后灯等等。此外，根据本发明的照明器件能够被应用到用于液晶显示器件的背光单元领域。除此之外，照明器件能够被应用到已经发展并商业化或能够根据未来技术发展而实施的照明的所有相关领域。

图2示出根据本发明的照明器件的大概结构。更具体地，图2（a）示出与透镜单元由一个透镜（外透镜）组成的情况对应的照明器件，并且图2（b）示出与透镜单元由两个或更多透镜（包括外透镜和内透镜）组成的情况对应的照明器件。

参照图2（a），本示例性实施例的照明器件包括外透镜300和连接到外透镜的光源单元100。

光源单元100包括在其内部的发光单元，把从发光单元发射的光转换成表面光源并把光发射到外透镜300。此外，光源单元100形成在外透镜300的内侧。这时，光源单元100和外透镜300的组合可以通过粘合剂材料实施。除此之外，该组合也可以以将光源单元100直接粘合到外透镜300的方式执行。同时，特别地，本发明的光源单元100形成在移除导光板并形成树脂层的结构中。更具体的解释将在图3到图6的解释中描述。

外透镜300聚集从光源单元100发射的光并且将光转换成平行光。外透镜300可以同时执行用于保护照明器件的内结构的盖子的作用。所有具有透光性的材料可以用作外透镜300的材料，而不受限制。例如，外透镜300可以由玻璃材料、PC（聚碳酸酯）材料、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）材料、其他聚合物树脂等制成。

参照图2（b），在根据本发明的示例性实施例的照明器件中，透镜单元由外透镜300和内透镜500组成。此外，光源单元100形成为连接到内透镜500的结构，更具体地，形成为连接到内透镜500的内侧的结构。这时，光源单元100和内透镜500的组合可以通过粘合剂材料实施。除此之外，该组合也可以以光源单元直接粘合到内透镜500的方法实施。除了上述解释之外，关于用于形成内透镜500的材料的解释与外透镜300的相同。这样，其解释被省略。

在根据本发明的示例性实施例的照明器件的情况下，通过适当地调整和改变内透镜500和外透镜300，发射到外侧的光可以被转换成漫射光、平行光等。例如，当光从光源单元发射出时，首先内透镜500聚集光并且将其转换成平行光。其次外透镜300聚集从内透镜500发射的光并且将其转换成更精确的平行光，从而把光发射到外侧。

同时，也可以在内透镜500和外透镜300之间形成透镜气隙400，以使得穿过内透镜500的光均匀地漫射并且由此被供应到外透镜300。即是，由于透镜气隙400的形成，能够提高供应到外透镜300的光的均匀性。结果，能够提高通过外透镜300漫射和发射的光的均匀性。

根据本发明的具有上述结构的照明器件，因为透镜单元和光源单元被一体化，能够减小照明器件的整体厚度和体积。此外，由于厚度和体积减小，能够提高照明器件在设计上的自由度并且照明器件能够被应用到各个与照明相关的领域。此外，由于透镜单元和光源单元形成为彼此紧密地粘合，在透镜单元和光源单元之间产生的光损失可以被减到最小，从而提高照明器件的光效率。

图3示出图2中示出的照明器件的光源单元的主要结构。

参照图3，本发明的光源单元100a可以包括：印刷电路板100；形成在印刷电路板110上的一个或多个发光单元130；树脂层150，该树脂层150形成在发光单元130上以使得发光单元130被嵌入其中并且引导发射的光向前。此外，还可以包括漫射板290，该漫射板290均匀地漫射从树脂层入射的光并把光发射到外侧。并且，即使没有示出棱镜片和保护片，然而也可以在漫射板290的上部或下部设置棱镜片和保护片。

印刷电路板110的意思是一种在板上形成电路图案的板，即是PCB。特别地，为了保证恒定的柔性，根据本发明的印刷电路板可以形成为柔性印刷电路板（FPCB）。

发光单元130被配置为一个或多个发光单元排列在印刷电路板110上，这使得光被发射。本发明的发光单元130可以由侧视型发光二极管组成。即是，具有被发射的光在横向上而不是垂直向上发射的结构的发光二极管可以被用作本发明的发光单元130。这样，光源单元100a被配置为将由侧视型发光二极管组成的发光单元130布置成直下式（direct type）。此外，使用起漫射和反射光作用的树脂层，以使得光在漫射板290的方向上被漫射和引导，由此减小了发光单元的总量并创新地减小了照明器件的整体重量和厚度。

树脂层150形成在发光单元130和印刷电路板110的上部。树脂层150漫射和引导从发光单元130发射的光向前。即是，因为树脂层150形成为发光单元130被嵌入在树脂层中的结构，所以树脂层150起在横向上漫射从发光单元发射的光的作用。即是，树脂层150可以执行普通导光板的作用。

本发明的树脂层150可以主要由能够漫射光的树脂材料组成。例如，树脂层可以由包括低聚物的紫外固化树脂形成。更具体地，可以通过将具有聚氨酯丙烯酸酯低聚物的树脂用作主要原材料，来形成树脂层150。例如，可以使用是合成低聚物的聚氨酯丙烯酸酯低聚物与是丙烯酸纤维的聚合物类混合而成的树脂。当然，除此之外，也可以包括将是低沸点和稀释型反应性单体的IBOA（丙烯酸异冰片酯）、HPA（丙烯酸羟丙酯）、2-HEA（2-丙烯酸羟乙酯）混合的单体。光引发剂（如，1-羟基环己基苯基酮等）或抗氧化剂等可以被混合作为添加剂。然而，这仅仅是一个例子。除了这些材料，所有已经发展并商业化或能够根据未来技术发展而实施的能执行光漫射功能的树脂也可以被用于树脂层150。

根据本发明，由于树脂层150的存在，被普通导光板占用的厚度能够被创新地减小，并且可以使得整个产品更薄。并且，因为照明器件具有柔性，所以优点在于，照明器件可以被容易地应用到弯曲表面如透镜单元，并且可以提高产品设计的自由度。此外，优点在于照明器件可以被应用到其他柔性显示器件。

漫射板290形成在树脂层150的上部并且起在整个表面上均匀地漫射通过树脂层150发射的光的作用。漫射板290通常由丙烯酸树脂形成。然而，材料不受限制。除了丙烯酸树脂，漫射板290还可以由能够执行光漫射功能的所有高透射性塑料材料如聚苯乙烯（PS）、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、环烯烃共聚物（COC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、树脂等形成。

在漫射板290和树脂层150之间还可以形成空气层（第一气隙280）。这时，由于第一气隙280的存在，可以增加供应到漫射板290的光的均匀性。结果，可以提高通过漫射板290漫射和发射的光的均匀性，并且可以实现均匀表面光发射。同时，为了把透过树脂层150的光的偏离减到最小，第一气隙280的厚度（H1）可以形成在从超过0到不超过20mm的范围之间。然而，厚度不限制于此。厚度可以根据需要适当地设计和改变。

图4示出在图3中示出的光源单元中增加珠子和反射部件的结构100b。

参照图3和图4，根据本发明的树脂层150可以进一步包括具有混合的和漫射的形状的多个珠子151，该珠子内部形成有空腔（或气穴）。珠子151起提高光的反射和漫射特性的功能。例如，当从光源单元130发射的光被入射到树脂层150的内部的珠子151时，由于珠子151的空腔，光被反射并被透射，然后光被漫射和聚集，从而被发射到漫射板290。这时，因为由于珠子151使得光的反射率和漫射率增加，所以之后供应到漫射板290的发射的光的数量和均匀性提高，从而提高照明器件的亮度。

珠子151的含量可以适当地调整以获得希望的光漫射效果。更具体地，珠子的含量可以基于树脂层150的总重量在0.01到0.3%的范围内调整。然而，该含量不限制于此。即是，在横向上从发光单元130发射的光通过树脂层150和珠子151被漫射和反射以在前向方向上传送。珠子151可以由选自硅、二氧化硅、玻璃泡、PMMA、聚氨酯、锌、锆、Al₂O₃和亚克力（acryl）中的任一种形成。珠子151的直径可以形成在1μm～20μm的范围内。然而，该直径并不限制于此。

本发明的反射部件120形成在印刷电路板110的上表面上，并且具有发光单元130形成为穿过该反射部件的结构。根据本发明的反射部件120由具有高反射率的材料形成，从而能够减小光损失。反射部件120可以形成为薄膜形状并且可以包括其中散布并包含白色颜料的合成树脂，从而能够实现光反射和漫射特性。例如，氧化钛、氧化铝、氧化锌、碳酸铅、硫酸钡、碳酸钙等被可以被用作白色颜料。聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯环烷酸盐、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、醋酸纤维素、耐候性聚氯乙烯等可以被用作合成树脂。然而，本发明不限制于此。

反射图案121可以形成在反射部件120的表面上。反射图案121起通过散射和漫射入射光把光均匀传送到漫射板290的作用。反射图案121可以使用包括TiO₂、CaCO₃、BaSO₄、Al₂O₃、硅和PS的任一种的反射油墨印刷反射部件120的表面形成。然而，本发明并不限制于此。

图5示出在图3中示出的光源单元中增加反射部件和光学片的结构100c。

在下文中，将会解释在图3示出的结构中增加反射部件和光学片。然而，这仅仅是一个例子。光学片可以被增加到图4示出的增加珠子和放射部件的结构的光源单元中。

参照图3到图5，本发明的光源单元100c也可以包括：形成在树脂层150的上表面上的第一光学片170，和形成在第一光学片170上的第二光学片190。并且，还可以在第一光学片170的上表面上或第二光学片190的下表面上形成光学图案183。可以在第二光学片190上额外地形成一个或多个光学片。

形成在第一光学片170的上表面上或第二光学片190的下表面上的光学图案183可以形成为光屏蔽图案，该图案形成为防止从发光单元130发射的光的聚集。为此，需要对齐光学图案183和发光单元130。这时，为了在执行对齐后确保恒定强度，第一光学片170和第二光学片190使用粘合层彼此粘合，该粘合层将在下文中解释。

第一光学片170和第二光学片190可以使用具有良好的透光率的材料形成。举例来说，可以使用PET。

布置在第一光学片170和第二光学片190之间的光学图案183起不聚集从发光单元130发射的光的作用。光学图案183可以形成为光屏蔽图案，以使得能够在预定的部分中实现光屏蔽效果，以防止由于光强度过强而使光特性变差或产生黄光的现象。可以通过使用光屏蔽油墨对第一光学片170的上表面和第二光学片190的下表面执行印刷过程，来形成光屏蔽图案。

光学图案183可以作为一个光学图案实施，以执行部分地屏蔽和漫射光的作用而不是完全地屏蔽光的作用，从而调整光屏蔽和漫射度。此外，更具体地，根据本发明的光学图案183可以以复合图案的重叠印刷结构实施。重叠印刷结构的意思是通过形成一个图案并在其上部上印刷另一个图案形状来实施的结构。

举例来说，可以以在光发射方向上使用包括选自TiO₂、CaCO₃、BaSO₄、Al₂O₃和硅的一种或多种材料的光屏蔽油墨在聚合物膜的下表面上形成的漫射图案与使用包括Al或Al和TiO₂的混合物的光屏蔽油墨形成的光屏蔽图案重叠的结构来实施光学图案183。即是，通过执行白色印刷过程在聚合物膜的表面上形成漫射图案，此后，在其上形成光屏蔽图案。相反，图案可以被形成为双层结构。当然，考虑到光的效率和强度以及遮光率，显然可以对图案的形式设计进行各种变化。并且，图案可以形成为这样一种三层结构，在逐次压合结构中，在中间层中形成是金属图案的光屏蔽图案，并且在其上部和下部实施漫射图案。在这种三层结构中，图案可以通过选择上述材料实施。举一个优选例子，基于三层结构，可以保证光的效率和均匀性，在该三层结构中多个漫射图案的一个漫射图案使用具有良好反射率的TiO₂实施，另一个漫射图案共同使用具有良好安全性和色感的TiO₂和CaCO₃实施，并且光屏蔽图案使用具有良好的遮盖力的Al实施。特别地，CaCO₃起减少黄光曝光的作用，从而起最后实现白光的作用。因此能够得到更稳定的光效率。除CaCO₃外，可以利用具有大粒子尺寸和相似结构的无机材料如BaSO₄、Al₂O₃和硅珠等。此外，考虑到光效率，优选地，通过以随着光学图案被移到远离LED光源的光发射方向从而图案密度减少的方式调节图案密度来形成光学图案183。

图6示出在图5示出的本发明的照明器件中形成粘合层的结构100d。

参照图3到图6，本发明的光源单元100d还可包括形成在第一光学片170和第二光学片190之间的粘合层180。还可以在粘合层180中形成第二气隙181。即是，粘合层180可以围着光学图案183形成间隔开的空间（第二气隙181），并且可以以通过对除去间隔之外的剩余部分应用粘合剂材料使第一光学片170和第二光学片190彼此粘合的结构来实施粘合层180。并且，在第二光学片190上可以额外地形成一个或多个光学片。包括第二光学片170、第二光学片190、粘合层180和光学图案183的结构可以被限定为光学图案层A。

可以以粘合层180包围光学图案183并在剩余部分处形成第二气隙181的结构、或粘合层绕光学图案183形成第二气隙181的结构形成粘合层180。这样，通过彼此接合两个光学片可以实现对齐。即是，第一光学片170和第二光学片190的接合结构可以起固定印刷光学图案183的作用。

这时，粘合层180可以使用热固PSA、热固粘合剂、UV固化PSA型材料形成。然而，本发明不限制于此。

这时，可以在第二光学片190和漫射板170之间形成在图3的解释中描述的第一气隙280。由于第一气隙280的存在，能够增加供应到漫射板290的光的均匀性，从而提高通过漫射板290漫射和发射的光的均匀性。这时，为了把透过树脂层250的光的偏差减到最小，第一气隙280的厚度可以形成在从超过0到不超过20mm的范围之间。然而，厚度不限制于此。如图3的解释所述，厚度可以根据需要适当地设计并改变。

并且，如上所述，根据需要可以在光学图案层A上额外地形成一个或多个光学片，即使这个没有示出。

如上所述，在本发明的详细说明中，已经描述了本发明的详细的示例性实施例，显而易见的是，在不违背本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员能够进行修改和变型。因此，将理解的是，上述内容是本发明的示例并且不是作为对所公开的具体实施例的限制，并且对所公开的实施例的修改和其他实施例都意在包括在权利要求和等同方案的范围内。

Claims

1.一种照明器件，包括：

透镜单元，包括一个或多个透镜；以及

光源单元，该光源单元把从发光单元发射的光转换成表面光源并把所述光供应到所述透镜单元，

其中，所述光源单元被一体地连接到所述透镜单元。

2.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述透镜单元包括外透镜，并且所述光源单元被连接到所述外透镜的下表面。

3.根据权利要求1所述照明器件，其中，所述透镜单元包括内透镜和形成在所述内透镜上的外透镜，并且所述光源单元被连接到所述内透镜的下表面。

4.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述光源单元包括：

印刷电路板；

形成在所述印刷电路板上的一个或多个发光单元；

形成在所述印刷电路板上的树脂层，并且所述发光单元嵌入在所述树脂层中；以及

形成在所述树脂层的上侧的漫射板。

5.根据权利要求4所述的照明器件，其中，所述光源单元还包括形成在所述印刷电路板和所述树脂层之间的反射部件，并且具有所述发光单元穿过所述反射部件的结构。

6.根据权利要求5所述的照明器件，其中，反射图案形成在所述反射部件上。

7.根据权利要求6所述的照明器件，其中，所述反射图案用包括TiO₂、CaCO₃、BaSO₄、Al₂O₃、硅和PS中的任一种的反射油墨形成。

8.根据权利要求1所述的照明器件，其中，所述发光单元由侧视型发光二极管组成。

9.根据权利要求4所述的照明器件，其中，第一气隙形成在所述树脂层和所述漫射板之间。

10.根据权利要求9所述的照明器件，其中，所述第一气隙形成在从超过0到不超过20mm的范围之间。

11.根据权利要求4所述的照明器件，其中，所述光源单元还包括形成在所述树脂层的上表面上并且漫射所发射的光的第一光学片。

12.根据权利要求11所述的照明器件，其中，所述光源单元还包括形成在所述第一光学片上的第二光学片。

13.根据权利要求12所述的照明器件，其中，用于屏蔽或反射所发射的光的光学图案形成在所述第一光学片的上表面上或所述第二光学片的下表面上。

14.根据权利要求13所述的照明器件，其中，所述光学图案形成为一种结构，在该结构中使用包括选自TiO₂、CaCO₃、BaSO₄、Al₂O₃和硅的一种或多种材料的光屏蔽油墨形成的漫射图案与使用包括Al或Al和TiO₂的混合物的光屏蔽油墨形成的光屏蔽图案重叠。

15.根据权利要求14所述的照明器件，其中，所述漫射图案形成为一种结构，在该结构中所述漫射图案被印刷在所述光屏蔽图案的上表面和下表面的至少一个上。

16.根据权利要求4所述的照明器件，其中，所述树脂层由包括低聚物的紫外固化树脂组成。

17.根据权利要求16所述的照明器件，其中，所述低聚物包括选自聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸脂、聚酯丙烯酸酯和丙烯酸-丙烯酸酯的任一种材料。

18.根据权利要求4所述的照明器件，其中，所述树脂层还包括珠子，该珠子由选自硅、二氧化硅、玻璃泡、PMMA、聚氨酯、Zn、Zr、Al₂O₃和亚克力中的任一种组成。

19.根据权利要求4所述的照明器件，其中，所述印刷电路板由柔性印刷电路板组成。