本實(shí)用新型涉及LED照明領(lǐng)域，尤其涉及一種微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材及具有該光學(xué)薄膜/板材的LED照明裝置。

背景技術(shù)：

LED，半導(dǎo)體光電二極管，作為一種節(jié)能環(huán)保的新型光源，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于通用照明環(huán)境。為了適應(yīng)各種環(huán)境的不同照明需求，需要二次或者多次光學(xué)控制器件來(lái)滿足不同的照明需求，例如道路照明，工業(yè)照明，辦公室照明和商業(yè)照明。這種二次或者多次光學(xué)器件通常是各種光學(xué)透鏡和光學(xué)反射器。為了適應(yīng)不同的光學(xué)照明環(huán)境和不同的LED光源(LED顆粒大小，封裝和LED出光特性均有差異)，這種光學(xué)透鏡或光學(xué)反射器的類型會(huì)非常多變，通用型非常差，這會(huì)增加LED應(yīng)用的成本，降低LED應(yīng)用的通用型。另外，LED，因?yàn)槠浼械墓鈱W(xué)輸出，導(dǎo)致LED產(chǎn)品的表面亮度非常高，使用戶感覺(jué)非常刺眼，眩光很強(qiáng)，這也會(huì)制約LED廣泛應(yīng)用。

因此，申請(qǐng)?zhí)枮?01310121672.3的發(fā)明專利提出了一種具有微結(jié)構(gòu)薄膜的LED照明裝置，通過(guò)新型的光學(xué)設(shè)計(jì)和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同LED光源不同應(yīng)用場(chǎng)景的照明需求，并解決這種眩光的問(wèn)題。

但是，在達(dá)到防眩光的目的的情況下，在光學(xué)設(shè)計(jì)上還需要盡可能地增強(qiáng)薄膜和板材剛性，同時(shí)減少材料的使用量，降低LED燈的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材，其通過(guò)凹陷結(jié)構(gòu)防眩光的同時(shí)能夠增強(qiáng)光學(xué)薄膜和板材剛性，同時(shí)減小薄膜/板材的厚度以及降低成本。

本實(shí)用新型提出了一種微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材，所述微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的一面具有周期性排列的凹陷部，所述凹陷部的形狀為半球形、半橢球形、錐形、梯臺(tái)形、復(fù)合形狀中的一種或兩種以上的形狀，所述微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的凹陷部的邊緣形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的另一面具有齒狀結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型還提出了一種LED照明裝置，包括：外殼，設(shè)置在外殼中的印刷電路板(PCB)，與印刷電路板連接的至少一個(gè)LED芯片，與LED芯片電連接以驅(qū)動(dòng)LED芯片發(fā)光的LED驅(qū)動(dòng)電源，設(shè)置在LED芯片上方的罩蓋，和設(shè)置于罩蓋上表面的微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材，以控制LED芯片的光學(xué)輸出達(dá)到特定應(yīng)用場(chǎng)景的照明要求。

本實(shí)用新型在微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的光學(xué)薄膜或光學(xué)板材滿足照明光分布及有效改善眩光的基礎(chǔ)上，提高了材料剛度，在相同剛度需求的情況下，可以減少薄膜和板材材料的用量，降低照明裝置的成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材的截面示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的凹陷部的形狀的示意圖。

圖3為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的凹陷部的截面示意圖。

圖4為實(shí)用新型的具有微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材的LED照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下具體實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材的截面示意圖。如圖1所示，該微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜和板材的一面具有周期性排列的凹陷部10，該凹陷部10的截面形狀為半圓形(立體形狀為半球形)。在另外的實(shí)施例中，凹陷部1的形狀還可以為半橢圓形、圓錐形、棱錐形、梯臺(tái)形或復(fù)合形狀，也可以是上述形狀的兩者以上。其中，所述錐形包括圓錐形、三棱錐形、四棱錐形、五棱錐形、六棱錐形、七棱錐形和八棱錐形等。所述梯臺(tái)形為將半球形或半橢球形或錐形削去頂部而成的類似梯臺(tái)的形狀。所述復(fù)合形狀為下部是錐形上部是球形的形狀，或者下部是球形上部是錐形的形狀，如圖2所示。

該凹陷部10的深度與寬度的比例范圍為0.1-5。該周期性排列的凹陷部的周期長(zhǎng)度為1微米-5毫米。該凹陷部的深度為1微米-5毫米。這里的深度是指凹陷部的頂點(diǎn)至底面的距離。這里的寬度是指凹陷部底面圓形形狀的直徑或底面內(nèi)切圓的直徑。當(dāng)凹陷部為半球形、半橢球形、圓錐形時(shí)，底面形狀為圓形；當(dāng)凹陷部為棱錐形時(shí)，底面形狀為多角形，則凹陷部的寬度為多角形的內(nèi)切圓的直徑。這里所指的周期排列的長(zhǎng)度(即周期長(zhǎng)度)表示沿排列方向兩個(gè)相鄰凹陷部的中心之間的間距(凹陷部的中心即凹陷部在薄膜或板材平面上的中心)。例如，圓錐形凹陷部的中心即圓錐形底面圓形的中心。

如圖3所示為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材的截面示意圖。圖3中(a)表示凹陷部為半球的一個(gè)實(shí)施例。該半球的底邊圓形的直徑長(zhǎng)0.4mm，底邊至頂點(diǎn)的高度為0.2mm。

以PC材料為薄膜和板材材料，彈性模量E均為2300MPa，泊松比為0.3，密度為1200kg/m³?？紤]形成圓形的光學(xué)薄膜/板材，圓周上表面固定。圓板直徑600mm，厚度1.5mm。在重力載荷作用下，可以得到未進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的薄膜/板材上表面中心點(diǎn)法向位移0.0134mm。

而將上述薄膜/板材材料制作成本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材，即具有半球形凹陷部后，則在相同條件(重力載荷作用)下，中心點(diǎn)法向位移0.0034mm，表示剛度增加了4倍左右，而材料重量可以節(jié)省17％。

圖3中(b)表示凹陷部為半橢球的另一個(gè)實(shí)施例。該半橢球的底邊圓形的直徑長(zhǎng)0.6mm，底邊至頂點(diǎn)的高度為0.5mm。將上述薄膜/板材材料制作成本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材，即增加半橢球凹陷部結(jié)構(gòu)后，則在相同條件(重力載荷作用)下，上表面中心點(diǎn)法向位移0.0022mm?？梢?jiàn)，圓板中心的法相位移由0.0134mm降低至0.0022mm。剛度提高了5倍左右，而材料重量可以節(jié)省22％。

本實(shí)用新型中，可以使用塑料材料的擠出成型工藝制作薄膜/板材材料，在擠出過(guò)程中，板材材料的一個(gè)表面負(fù)載防眩光的微結(jié)構(gòu)，即具有周期性排列的凹陷部，由于凹陷部的邊緣11在薄膜/板材表面所在的平面形成了網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，因此可同時(shí)提高薄膜/板材材料的剛度。另外，在薄膜/板材的另一面形成齒狀結(jié)構(gòu)20。該齒狀結(jié)構(gòu)20包括多個(gè)互相平行的齒條狀凸起，每個(gè)齒條狀凸起的橫截面呈現(xiàn)為三角形，所述三角形的頂角為60度至90度。該齒狀結(jié)構(gòu)20可進(jìn)一步增強(qiáng)薄膜/板材的剛度，以及可進(jìn)一步節(jié)省材料。

本實(shí)用新型中，微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的材料可以是各種光學(xué)透明的塑料聚合物材料，并加入添加劑以達(dá)到更好的材料特性。塑料聚合物材料包括PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PS(聚苯乙烯)、PP(聚丙烯)、PMS(共聚甲基丙烯酸甲酯苯乙烯)和PEI(聚醚亞酰胺)。還可以在微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜和板材的材料中加入擴(kuò)散材料以滿足不同的光學(xué)需求。

圖4為本實(shí)用新型的具有結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的LED照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4中，1表示外殼，2表示LED芯片，3表示印刷電路板，4表示罩蓋，5表示微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材，6表示凹陷部，7表示反射光學(xué)薄膜/板材，8表示齒狀結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，本實(shí)用新型具有雙面微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜和板材的LED照明裝置包含：外殼1，設(shè)置在外殼1中的印刷電路板(PCB)3，與印刷電路板3電氣連接的至少一個(gè)LED芯片2，與LED芯片2電連接以驅(qū)動(dòng)LED芯片發(fā)光的LED驅(qū)動(dòng)電源(圖未示)，設(shè)置在LED芯片上方的罩蓋4，和微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材5，以控制LED芯片2的光學(xué)輸出達(dá)到特定應(yīng)用場(chǎng)景的照明要求。微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜/板材5的一面具有周期性排列的凹陷部6，另一面具有齒狀結(jié)構(gòu)8。

具體地，外殼1為高散熱壓鑄鋁材質(zhì)，壓鑄或擠出成型，具備良好的散熱性能。LED芯片2的數(shù)量可以為一個(gè)或多個(gè)。LED芯片2可以為大功率、中功率或小功率貼片芯片，并且可以采用串聯(lián)，并聯(lián)或者串并結(jié)合的方式貼片在印刷電路板3上，如圖4中的(a)所示，或者設(shè)置于外殼1的側(cè)面，如圖4中的(b)所示。印刷電路板3與直流驅(qū)動(dòng)電源相配合，驅(qū)動(dòng)LED芯片發(fā)光達(dá)到照明效果。

LED照明系統(tǒng)可以采用多種對(duì)于該微結(jié)構(gòu)光學(xué)薄膜/板材的使用方式，這種薄膜/板材可以單張使用，方向在水平方向可以是橫向或縱向。這種薄膜/板材也可以和其他光學(xué)材料共同使用，例如透明光學(xué)薄膜/板材或者光學(xué)平板，帶擴(kuò)散的光學(xué)膜或板材，或者帶形狀的異性光學(xué)材料。

本實(shí)用新型中，LED照明裝置還可以進(jìn)一步包括其他光學(xué)反射膜、反射器、反射涂層和反射腔體等，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的光學(xué)效率。

本實(shí)用新型中的雙面微結(jié)構(gòu)增強(qiáng)型光學(xué)薄膜和板材及其照明裝置不僅僅適應(yīng)于LED照明設(shè)計(jì)，也適用于其他各種光源，如熒光燈，高壓鈉燈或者其他類似的光學(xué)應(yīng)用。

本實(shí)用新型的保護(hù)內(nèi)容不局限于以上實(shí)施例。在不背離實(shí)用新型構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點(diǎn)都被包括在本實(shí)用新型中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。