CN103939833A - 一种led发光装置 - Google Patents

Abstract

一种LED发光装置，包括至少一光源以及由透明材料组成的本体，该板体包括出光面以及入光面，光源与入光面相对设置，该出光面上分布若干个微结构，所述微结构为具有多个面的凸点，所述微结构的多个面的每个面涂有不同颜色的染料，所述微结构为具有多个面的凸点，所述光源用于可切换地提供至少一种颜色的单色光，所述微结构的多个面的每个面上涂有不同的荧光材料，该荧光材料用于将该光源发出的单色光转化为另一种波长的单色光，所述染料为涂在荧光材料外的与该另一种波长的单色光相同颜色的染料。该LED发光装置使得观察者在不同位置所观测到的光线颜色不同。

Description

一种LED发光装置

技术领域

本发明涉及一种涂有染料的LED发光装置，属于LED平板显示及照明技术领域。

背景技术

发光装置广泛应用于广告标识牌、交通指示标志等领域，并可作为仪器面板的照明显示。CN101469825B以及US8002455B2公开了一种LED发光面板，包括多个微结构，通过在同一显示群组的微结构上涂有相同颜色的染料，不同显示群组的微结构上涂有不同颜色的染料，使得该发光面板上可以显示出色彩丰富的信息，而且可以通过切换光源的发光颜色，在同一面板上于不同时刻显示不同的信息。本专利是对于该专利的改进。

发明内容

本发明的一个方面，提供了一种涂有染料的LED发光装置，其具有CN101469825B以及US8002455 B2发明所述的功能，并且，该LED发光装置所发出的光的颜色能够随着观察者位置的变化而变化。

对于上述功能的实现，本发明提供了一种涂有染料的LED发光装置，包括至少一光源以及由透明材料组成的本体，该板体包括出光面以及入光面，光源与入光面相对设置，该出光面上分布若干个微结构，所述微结构涂有染料，用于吸收与该染料颜色不同的光，其特征在于：所述微结构为具有多个面的凸点，所述光源用于可切换地提供至少两种不同颜色的单色光，所述染料为涂在所述微结构的多个面的每个面的不同颜色的染料，所述染料的颜色选自所述至少两种不同颜色的单色光的颜色。通过上述技术方案，在光源照射出多种不同颜色的单色光时，微结构的每个面由于涂有不同颜色的染料，不同面能够向不同角度发出不同颜色的光，从而使得观察者在不同位置所观测到的光线颜色不同。

上一方案需要光源同时照射出至少两种颜色的单色光，作为对上一方案的改进方案，根据本发明的另一个方面，提供一种涂有染料的LED发光装置，只需要光源照射出一种颜色的单色光，即能够实现LED发光装置所发出的光的颜色能够随着观察者位置的变化而变化。

对于上述功能的实现，本发明提供了一种涂有染料的LED发光装置，包括至少一光源以及由透明材料组成的本体，该板体包括出光面以及入光面，光源与入光面相对设置，该出光面上分布若干个微结构，所述微结构涂有染料，用于吸收与该染料颜色不同的光，其特征在于：所述微结构为具有多个面的凸点，所述光源用于可切换地提供至少一种颜色的单色光，所述微结构的多个面的每个面上涂有不同的荧光材料，该荧光材料用于将该光源发出的单色光转化为另一种波长的单色光，所述染料为涂在该荧光材料外的与该另一种波长的单色光相同颜色的染料。通过上述技术方案，单色光被荧光材料转化为另外一种波长的单色光，同时，通过将染料的颜色设置为与被激发出的单色光一样的颜色，使得只有该被激发光能够透出发光装置，从而实现只使用一种颜色的单色光即能够实现LED发光装置所发出的光能够随着观察者位置的变化而变化。

根据本发明的另一方面，上述方案中，发光面板为长方体结构，所述入光面位于长方体的一个底面，所述出光面为位于长方体上相对于该入光面的另一底面。

根据本发明的另一方面，上述方案中，发光面板为长方体结构，所述入光面位于长方体的一个侧面，所述出光面位于长方体的一个底面。

根据本发明的另一方面，上述方案中，所述发光面板为长方体结构，所述入光面位于长方体的一个侧面，所述出光面为长方体的一个底面，在与所述出光面相对的另一底面上设置微结构，使该另一底面成为另一个出光面。通过这样的设置，使得该发光面板能够实现双面发光，使得观察者在正面和反面都可以看见该发光面板的内容，并且通过在正反面设置不同的微结构分布，可以使得该反光面板的正面和反面可以显示不同的内容。

根据本发明的另一方面，提供一种发光面板，包括至少一光源及由透明材料制成的板体，该板体包括出光面及入光面，光源与入光面相对设置，该出光面上分布若干个微结构，其特征在于，该光源用以可切换地提供至少一种不同颜色的单色光，该若干微结构构成多个显示群组，至少一个显示群组上涂有用于转换波长的荧光材料，在涂有荧光材料的显示群组涂布与被激发出的单色光一样的颜色的染料，在没有涂有荧光材料的显示群组涂布与光源颜色一样的染料。通过这样的设置，在光源只提供一种颜色的单色光时，不同的群组能够显示不同的颜色。

根据本发明的另一方面，上述方案中，所述板体的材料是聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、树脂材料、玻璃、有机硅、环氧树脂中的一种。

根据本发明的另一方面，上述方案中，所述光源包括至少一个单色光固态发光元件。

根据本发明的另一方面，上述方案中，所述单色光固态发光元件为红光、橙光、黄光、绿光、靛光、蓝光、紫光LED之一。

根据本发明的另一方面，上述方案中，所述染料为透光染料。

根据本发明的另一方面，上述方案中，在面板表面没有微结构的位置镀上一层反射率高的材料，形成反射层。

附图说明

图1是本发明的一实施例的发光装置的剖面示意图。

图2是本发明中一实施例的微结构的剖面示意图。

图3是本发明中另一实施例的微结构的剖面示意图。

图4是本发明中另一实施例的发光装置的剖面示意图。

具体实施方式

下面参照附图，进一步说明该LED发光装置。而且，应当理解，在此描述的各种各样的实施例的特征不互斥，并且能在各种各样的组合和换变过程中存在。

如图1所示，涂有染料的LED发光装置包括光源1、透明材质制成的板体2。该板体2包括出光面3、与出光面3相对的底面4、介于出光面 3和底面4之间的侧面5和位于出光面3的若干微结构，该微结构是凸点6。板体材料可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、树脂材料(resin)、玻璃(glass)、有机硅(silicone)、环氧树脂(epoxy)等聚合物，光穿透率至少达到70％，折射率可以是 1.4-1.7。该LED发光装置采用侧光源形式，以侧面5为入光面，入光面与出光面3相邻，光源1与侧面5相对设置。光源1包括多个不同颜色的单色光固态发光元件，并且可以切换地提供至少两种不同颜色的单色光，例如红光、橙光、黄光、绿光、靛光、蓝光或者紫光LED，其安装形式可以是贴片式(SMD)等。光源1发出的光经由板体2的侧面5入射到板体 2中，并在板体2中传播。基于全反射原理，光会在板体2内往复运动。LED发光装置的出光面3分布有若干凸点6，凸点6为具有多个面的形状，例如可以是三角锥体、四角锥体、正四面体、立方体等，该凸点6破坏了原有的光滑平面，而不会发生全反射，所以当光接触到凸点6时，才会穿透出LED发光装置。

图2示出了一种实施例中凸点6的结构，凸点6的不同面上涂布有不同颜色的染料61、62，该不同颜色的染料的颜色选自光源提供的不同颜色的单色光的颜色，当光通过单一颜色的染料时，与该染料颜色不同的光会被染料吸收，与该染料颜色相同的光则能滤出该染料。例如，凸点6左面上61为红色染料，凸点6上右面62为黄色染料，当光源 1包括红光LED以及黄光LED时，该红光LED发出的红光经过该凸点6时，红光可以滤出该凸点6的左面，其出射角度为α1，而黄光LED发出的黄光则无法透过该凸点6的左面；该黄光LED发出的黄光经过该凸点6时，黄光可以滤出该凸点6的右面，其出射角度为α2，而红光LED发出的红光光则无法透过该凸点6的右面。这样，将光源的红光LED和黄光二极管同时开启，在只有红光的区域A，观察者看到的只有红色光；在红光和黄光的混合区域B，观察者看到的是红光和黄光混合的橙色光；而在只有黄光的区域C，观察者看到的是黄色光。

图3示出了另一个实施例中凸点6的结构，与图2不同的是，在染料61与62之前，涂布有荧光材料611以及621。荧光材料611和621用于将光源发出的单色光转化为另一种波长的单色光，染料61和62的颜色分别为荧光材料611以及621激发出的单色光的颜色。例如，光源1包括蓝光LED，荧光材料611为将蓝光转换为红光的材料，61为红色染料；荧光材料621为将蓝光转换为黄光的材料，62为黄色染料。这样，只要开启只有一种单色光的蓝光LED，就能够实现，在只有红光的区域A，观察者看到的只有红色光；在红光和黄光的混合区域B，观察者看到的是红光和黄光混合的橙色光；而在只有黄光的区域C，观察者看到的是黄色光。

图4示出了本发明的另一个实施例，如图4所示，涂有染料的LED发光装置包括光源1、透明材质制成的板体2，板体2为长方体结构，该板体2包括位于板体侧面的出光面31、与出光面3相对的另一个出光面32、介于出光面 31和出光面32之间的侧面5和位于出光面31和32的若干微结构6。优选地，该微结构6可以为凹点、凸点或者凹点与凸点的组合，凹点或凸点的形状可以是圆锥体、三角锥体、四角锥体、正四面体、立方体、半球形体等。通过这样的设置，使得该发光装置能够实现双面发光，使得观察者在正面和反面都可以看见该发光装置的内容，并且通过在正反面设置不同的微结构分布，可以使得该发光装置的正面和反面可以显示不同的内容。

为了尽量使光从微结构透出，而不从其他地方漏出，可以在面板表面没有微结构的位置镀上一层反射率高的材料，如水银、Al、Ag、Au、Cu等，形成反射层。

上述实施例中的凸点可以通过平板印刷方法制成，即根据所需要的文字或者图案形状，进行网点设计，制作底片，然后将底片印刷到出光面的表面上，最后烘烤或者紫外线照射，从而形成凸点。上述实施例中的凸点也可以通过模具成型而形成。

上述实施例中的凹点可以通过对表面进行半导体加工方法实现，例如蚀刻、激光雕刻、压印等。所谓蚀刻方法包括如下步骤：首先在出光面覆盖一层保护膜；其次，通过曝光制版、显影，将要蚀刻区域的保护膜去除；最后，在去除保护膜的区域加入化学溶液，以达到溶解腐蚀的作用，从而形成凹点。

另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1. 一种涂有染料的LED发光装置，包括至少一光源，由透明材料组成的板体，该板体包括出光面以及入光面，光源与入光面相对设置，该出光面上分布若干个微结构，所述微结构涂有染料，用于吸收与该染料颜色不同的光,其特征在于：所述微结构为具有多个面的凸点，所述光源用于可切换地提供至少一种颜色的单色光，所述微结构的多个面的每个面上涂有不同的荧光材料，该荧光材料用于将该光源发出的单色光转化为另一种波长的单色光，所述染料为涂在荧光材料外的与该另一种波长的单色光相同颜色的染料。

2. 依据权利要求1所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述发光面板为长方体结构，所述入光面位于长方体的一个底面，所述出光面位于长方体上相对于该入光面的另一底面。

3. 依据权利要求1或2所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述发光面板为长方体结构，所述入光面位于长方体的侧面，所述出光面位于长方体的一个底面。

4. 依据权利要求1或2所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述板体的材料是聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、树脂材料、玻璃、有机硅、环氧树脂中的一种。

5. 依据权利要求4所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述光源包括至少一个单色光固态发光元件。

6. 依据权利要求5所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述单色光固态发光元件为红光、橙光、黄光、绿光、靛光、蓝光、紫光LED之一。

7. 依据权利要求6所述的一种涂有染料的LED发光装置，其特征在于：所述染料为透光染料。