TW201616045A - 光學與增強的有機發光二極體照明器 - Google Patents

Abstract

一種光學與增強的有機發光二極體照明器包含發光本體與增亮膜。發光本體具有出光面。增亮膜位於發光本體的出光面上。增亮膜包含基材與複數個光學微顆粒。基材的折射率與發光本體的折射率大致相同，且光學微顆粒均勻散佈於基材中。

Description

光學與增強的有機發光二極體照明器

本發明是有關一種光學與增強的有機發光二極體照明器。

習知以有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)作為光源的燈具，可藉由貼附一層增亮膜於有機發光二極體的表面，來增加具有機發光二極體之燈具的亮度。

然而，習知增亮膜的折射率與有機發光二極體的折射率差異大，因此當有機發光二極體點亮時，光線容易在有機發光二極體內產生全反射。此外，在增亮膜接觸空氣的表面也會有部分光線產生全反射。這些在有機發光二極體及增亮膜內全反射的光線並無法出光，導致燈具的照度難以提升。

另外，習知的增亮膜表面雖可利用微結構或透鏡結構將光線反射與折射，但這些額外的結構會增加製作成本，且會導致增亮膜的表面不平整。如此一來，增亮膜與有機發光二極體之間易產生間隙，造成燈具的出光效率難 以提升。

本發明之一技術態樣為一種光學與增強的有機發光二極體照明器。

根據本發明一實施方式，一種光學與增強的有機發光二極體照明器包含發光本體與增亮膜。發光本體具有出光面。增亮膜位於發光本體的出光面上。增亮膜包含基材與複數個光學微顆粒。基材的折射率與發光本體的折射率大致相同，且光學微顆粒均勻散佈於基材中。

在本發明一實施方式中，上述基材的材質包含聚二甲基矽氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯。

在本發明一實施方式中，上述基材的折射率大致為1.5。

在本發明一實施方式中，上述光學微顆粒的材質包含氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、三氧化二鐵與二氧化矽。

在本發明一實施方式中，上述光學微顆粒的尺寸大致為2μm。

在本發明一實施方式中，上述光學微顆粒占增亮膜的重量百分比1%至3%。

在本發明一實施方式中，上述基材的厚度介於350μm至450μm。

在本發明一實施方式中，上述基材之透光度介於90%至100%。

在本發明一實施方式中，上述發光本體為有機發光二極體燈。

在本發明一實施方式中，上述有機發光二極體照明器更包含光學膠。光學膠位於增亮膜與發光本體的出光面之間。光學膠的折射率、發光本體的折射率與增亮膜的折射率大致相同。

在本發明上述實施方式中，由於增亮膜之基材的折射率與發光本體的折射率大致相同，因此當發光本體點亮時，光線不易在發光本體內產生全反射。此外，光學微顆粒均勻散佈於基材中，當光線在增亮膜接觸空氣的表面反射時，反射的光線可由光學微顆粒反射與折射出光，可提升發光本體的出光效率。如此一來，本發明之具有基材及光學微顆粒的增亮膜可提升有機發光二極體照明器的照度與亮度，進而提升有機發光二極體照明器的產品競爭力。

100‧‧‧有機發光二極體照明器

100a‧‧‧有機發光二極體照明器

100b‧‧‧有機發光二極體照明器

100c‧‧‧有機發光二極體照明器

110‧‧‧發光本體

112‧‧‧出光面

120‧‧‧增亮膜

122‧‧‧基材

124a‧‧‧光學微顆粒

124b‧‧‧光學微顆粒

126‧‧‧表面

200‧‧‧桌燈

210‧‧‧殼體

2-2‧‧‧線段

D‧‧‧厚度

L1~L6‧‧‧光線

第1圖繪示根據本發明一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器的立體圖。

第2圖繪示第1圖之有機發光二極體照明器沿線段2-2的剖面圖。

第3圖繪示第1圖之有機發光二極體照明器應用於燈具時的立體圖。

第4圖繪示根據本發明另一實施方式之光學與增強的 有機發光二極體照明器的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。

第5圖繪示根據本發明又一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。

第6圖繪示根據本發明另一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器的立體圖。

第1圖繪示根據本發明一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器100的立體圖。第2圖繪示第1圖之有機發光二極體照明器100沿線段2-2的剖面圖。同時參閱第1圖與第2圖，有機發光二極體照明器100包含發光本體110與增亮膜120。發光本體110具有出光面112。增亮膜120位於發光本體110的出光面112上。增亮膜120包含基材122與複數個光學微顆粒124a、124b。基材122的折射率與發光本體110的折射率大致相同，且光學微顆粒124a、124b均勻散佈於基材122中。

在本實施方式中，發光本體110可以為有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode；OLED)燈，其折射率大致為1.5。在本文中，『大致』可意指製造上的誤差，例如10%的誤差範圍。基材122的材質可以包含聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane；PDMS)，使得基材122的折射率的折射率也大致為1.5。如此一來，基材122的折射率與發光 本體110的折射率便可大致相同。然而，基材122的材質並不以聚二甲基矽氧烷為限，在其他實施方式中，基材122的材質可包含丙烯酸酯類樹脂，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate；PMMA)。

由於增亮膜120之基材122的折射率與發光本體110的折射率大致相同，因此當有發光本體110點亮時，光線不易在發光本體110內產生全反射。舉例來說，當光線L1從發光本體110的出光面112出光時，可完全進入增亮膜120中，而不易產生反射光線L2。也就是說，以聚二甲基矽氧烷材料製作的基材122可提升發光本體110的出光效率。

增亮膜120中的光學微顆粒124a、124b具有全反射之特性。光學微顆粒124a、124b的材質可選擇性包含氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、三氧化二鐵與二氧化矽。在本實施方式中，光學微顆粒124a的材質與光學微顆粒124b的材質不同。舉例來說，光學微顆粒124a的材質可以包含氧化鋁(例如三氧化二鋁)，光學微顆粒124b的材質可以包含氧化鋯(例如二氧化鋯)。光學微顆粒124a、124b的尺寸大致為2μm。

此外，光學微顆粒124a、124b均勻散佈於基材122中，可反射與折射增亮膜120中的光線，以提升發光本體110的出光效率。舉例來說，當光線L1從增亮膜120的表面126出光時，由於基材122與空氣的折射率不同，因此會產生折射光線L3與反射光線L4。其中，反射的光線L4 可由光學微顆粒124a反射而形成光線L5，接著光線L5可穿過增亮膜120的表面126，形成折射光線L6出光。在本實施方式中，增亮膜120中的光線除了可由光學微顆粒124a反射與折射外，亦可由光學微顆粒124b反射與折射，光學微顆粒124a、124b均可提升發光本體110的出光效率與照度。

也就是說，藉由光學微顆粒124a、124b散佈於基材122中的設計，使本發明的增亮膜120具有提升發光本體110出光效率及照度的功效。如此一來，具有基材122及光學微顆粒124a、124b的增亮膜120可提升有機發光二極體照明器100的照度與亮度，進而提升有機發光二極體照明器100的產品競爭力。本發明之有機發光二極體照明器100與未貼附增亮膜120的發光本體110相較，可提升約44%的照度與約70%的亮度。

此外，增亮膜120對於有機發光二極體照明器100的設計方面來說也較具彈性，例如設計者可選用照度與亮度較低的發光本體110，並用增亮膜120提升發光本體110的照度與亮度，以節省成本。又或者，有機發光二極體照明器100因具有增亮膜120，設計者可降低發光本體110的輸出功率，延長發光本體110的使用壽命。

在本實施方式中，光學微顆粒124a、124b可占整體增亮膜120的重量百分比1%至3%。基材122之透光度可介於90%至100%，且基材122的厚度D可介於350μm至450μm。由於基材122的透光度高且厚度薄，因此對於 光線的傳輸與有機發光二極體照明器的微小化設計均有所助益。

在本實施方式中，增亮膜120本身的材質具有黏性，可直接疊合於發光本體110上，但在其他實施方式中，增亮膜120亦可透過光學膠貼附於發光本體110上，如第6圖所示。

第3圖繪示第1圖之有機發光二極體照明器100應用於燈具200時的立體圖。如圖所示，燈具200包含有機發光二極體照明器100與殼體210。有機發光二極體照明器100安裝於燈具200的殼體210上。由於有機發光二極體照明器100具有增亮膜120(見第1圖)，因此燈具200具有照度高與成本低的優點，可提升產品競爭力。在本實施方式中，燈具200為檯燈，但在其他實施方式中，有機發光二極體照明器100亦可安裝於路燈、天花板吸頂燈、立燈等燈具中，並不用以限制本發明。

在以下敘述中，將說明其他型式的有機發光二極體照明器，其中已敘述過的元件連接關係與材料將不再重複贅述，合先敘明。

第4圖繪示根據本發明另一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器100a的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。有機發光二極體照明器100a包含發光本體110與增亮膜120。與第2圖實施方式不同之處在於：增亮膜120包含基材122與光學微顆粒124a，但不包含第2圖的光學微顆粒124b。

在本實施方式中，光學微顆粒124a可反射與折射增亮膜120中的光線，以提升發光本體110發光時的照度與亮度。此外，當光線在增亮膜120接觸空氣的表面126反射時，反射的光線可由光學微顆粒124a反射與折射出光，進而提升發光本體110的出光效率。

第5圖繪示根據本發明又一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器100b的剖面圖，其剖面位置與第2圖相同。有機發光二極體照明器100b包含發光本體110與增亮膜120。與第2圖實施方式不同之處在於：增亮膜120包含基材122與光學微顆粒124b，但不包含第2圖的光學微顆粒124a。

在本實施方式中，光學微顆粒124b可反射與折射增亮膜120中的光線，以提升發光本體110發光時的照度與亮度。此外，當光線在增亮膜120接觸空氣的表面126反射時，反射的光線可由光學微顆粒124b反射與折射出光，進而提升發光本體110的出光效率。

第6圖繪示根據本發明另一實施方式之光學與增強的有機發光二極體照明器100c的立體圖。有機發光二極體照明器100c包含發光本體110與增亮膜120。與第2圖實施方式不同之處在於：有機發光二極體照明器100c更包含光學膠130。光學膠130位於增亮膜120與發光本體110的出光面112之間，可將增亮膜120穩固地貼附於發光本體110的出光面112上。在本實施方式中，光學膠130的折射率、發光本體110的折射率與增亮膜120的折射率大 致相同，可提升發光本體110的出光效率與照度。此外，光學膠130的透光度可大於或等於95%。

在以下敘述中，將敘述第2圖之增亮膜120的製造方法。

首先，將軟性高分子聚合物材料與固化劑加入適當溶液中混合而調配成溶液。在本實施方式中，高分子聚合物材料例如聚二甲基矽氧烷。適當溶液例如四氫呋喃(Tetrahydrofuran；THF)或二甲基甲醯胺(Dimethyl-formamide；DMF)。接著，可將光學微顆粒依比例混入此溶液中，並均勻攪拌使其均勻散佈於溶液中。在本實施方式中，光學微顆粒的尺寸可大致為2μm，且光學微顆粒佔增亮膜的重量百分比1%至3%。

在下一步驟中，可將具光學微顆粒的溶液置於真空環境中(例如30分鐘)，以抽出溶液中的氣泡。接著，可將溶液塗佈於基板上，並使用旋轉塗佈機控制轉速，使溶液均勻分布於基板上。其中，基板位於旋轉塗佈機的抬面上。

在下一步驟中，將基板及其上的溶液置於真空環境中(例如30分鐘)，以抽出溶液中的氣泡。之後烘烤溶液使溶液固化。其中，烘烤的溫度例如75℃，烘烤時間例如1小時，但並不用以限制本發明。

待溶液烘烤固化而形成薄膜後，將此薄膜從基板上分離。此薄膜可以為第2圖之增亮膜120。在本實施方式中，固化後的薄膜可利用材料本身的黏性平整地貼附於發光本體(例如有機發光二極體)上，而得到第1圖之有機發光 二極體照明器100。又或者，可利用光學膠將固化後的薄膜貼附於發光本體上，而得到第6圖之有機發光二極體照明器100c。

與習知技術相較，由於增亮膜之基材的折射率與發光本體的折射率大致相同，因此當發光本體點亮時，光線不易在發光本體內產生全反射。此外，光學微顆粒均勻散佈於基材中，當光線在增亮膜接觸空氣的表面反射時，反射的光線可由光學微顆粒反射與折射出光，可提升發光本體的出光效率。如此一來，本發明之具有基材及光學微顆粒的增亮膜可提升有機發光二極體照明器的照度與亮度，進而提升有機發光二極體照明器的產品競爭力。

100‧‧‧有機發光二極體照明器

110‧‧‧發光本體

112‧‧‧出光面

120‧‧‧增亮膜

122‧‧‧基材

124a‧‧‧光學微顆粒

124b‧‧‧光學微顆粒

126‧‧‧表面

D‧‧‧厚度

L1~L6‧‧‧光線

Claims (10)

1. 一種光學與增強的有機發光二極體照明器，包含：一發光本體，具有一出光面；以及一增亮膜，位於該發光本體的該出光面上，該增亮膜包含：一基材，其折射率與該發光本體的折射率大致相同；以及複數個光學微顆粒，均勻散佈於該基材中。
2. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該基材的材質包含聚二甲基矽氧烷(PDMS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
3. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該基材的折射率大致為1.5。
4. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該些光學微顆粒的材質包含氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、三氧化二鐵與二氧化矽。
5. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該些光學微顆粒的尺寸大致為2μm。
6. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該 些光學微顆粒占該增亮膜的重量百分比1%至3%。
7. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該基材的厚度介於350μm至450μm。
8. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該基材之透光度介於90%至100%。
9. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，其中該發光本體為一有機發光二極體燈。
10. 如請求項1所述之有機發光二極體照明器，更包含：一光學膠，位於該增亮膜與該發光本體的該出光面之間，其中該光學膠的折射率、該發光本體的折射率與該增亮膜的折射率大致相同。