透明导光板和包括该导光板的照明设备
相关申请的交叉引用
1.本技术根据35u.s.c.
§
119要求于2019年6月19日提交的韩国专利申请第10-2019-0072982号的优先权权益，本技术基于该韩国专利申请的内容并且该韩国专利申请的内容通过引用整体结合于此。
技术领域
2.本公开涉及一种透明导光板和包括该透明导光板的照明设备，更具体地，涉及一种透明导光板以及包括该透明导光板的照明设备，该透明导光板能够穿过相对表面发射光，并允许调整穿过相对表面射出的光的强度之间的比率。


背景技术：

3.通常，导光板使用了一种现象：来自被设置为面向透明板的四个表面中的至少一个表面的发光二极管(led)的光在该透明板内被完全反射。已使用各种方法从透明板的预期位置发射预期强度的光。射出光强度的此类优化或最大化是需要长期解决的问题。
4.通常，提取穿过透明板的一个表面的光需要付出大量的努力。另一方面，提取穿过透明板的两个表面的光以用于多种目的或用途可能非常有用。然而，在这方面，进行的研究很少。


技术实现要素：

5.本公开的各方面提供了一种透明导光板以及包括该透明导光板的照明设备，该透明导光板能够穿过相对的表面发射光并允许调整穿过相对的表面射出的光的强度之间的比率。
6.在这而言，本公开在一个方面中提供了一种透明导光板，包括：透明基底，所述透明基底包括第一表面、与所述第一表面相对的第二表面以及使所述第一表面和所述第二表面彼此连接的多个第三表面；光散射层，所述光散射层设置在所述第一表面上，并且包括层压在所述第一表面上的基体，并且多个光散射粒子分散在所述基体中；以及点图案，所述点图案设置在所述光散射层上，并且包括由光吸收材料形成的多个第一点和由光反射材料形成的多个第二点中的至少一者。
7.在一些实施例中，所述基体可具有1μm或更小的表面粗糙度。
8.在一些实施例中，所述光散射层的中心部分可比所述光散射层的外围部分更厚。
9.在一些实施例中，所述基体可包括聚二甲基硅氧烷(pdms)、倍半硅氧烷(ssq)和硅氧烷中的一种。
10.在一些实施例中，所述多个光散射粒子在所述光散射层的中心部分中的分布可比在所述光散射层的外围部分中的分布更密集。
11.在一些实施例中，光散射粒子可包含选自由以下各项组成的候选组中的至少一种：sio2、tio2、batio3、zno、zro2和sno2。
12.在一些实施例中，第一点由具有10％或更小的反射率的材料形成。
13.在一些实施例中，第二点由具有50％或更大的反射率的材料形成。
14.在一些实施例中，所述光反射层和所述点图案的每一者的厚度在110nm到20μm的范围内。
15.本公开在一个方面中还提供了一种照明设备，包括：上述透明导光板；至少一个发光二极管，所述至少一个发光二极管面向限定所述透明导光板的侧面的所述多个第三表面的至少一个表面；框架，所述框架为所述透明导光板和所述发光二极管提供容纳空间，使得所述第一面和所述第二面被暴露。
16.在一些实施例中，当所述发光二极管接通时，所述照明设备可穿过所述透明导光板的所述第一表面和所述第二表面发射光。
17.在一些实施例中，当所述发光二极管断开时，所述透明导光板可保持透明。
18.在一些实施例中，所述透明导光板的雾度可以是30％或更小。
19.在一些实施例中，所述透明导光板的透射率是80％或更高。
20.根据示例性实施例，通过在透明基底上形成具有分散在其中的多个光散射颗粒的光散射层并且在光散射层的表面的一部分上形成包括由光吸收材料形成的多个点和由反射材料形成的多个点的点图案来提供透明导光板。当透明导光板在使用led作为光源的边缘照亮照明设备中使用时，透明导光板可以用作实现双表面照明的导光板，同时允许容易地调整穿过两个表面的光的强度的比率。
21.另外，点图案的多个点以不可见的尺寸形成，使得当led处于断开状态时透明导光板保持透明。因此，包括透明导光板的照明设备可以提供多种用途。
附图说明
22.图1是示意性地示出了根据示例性实施例的透明导光板的横截面视图；
23.图2和图3是示意性地示出了根据示例性实施例的透明导光板的光散射层的各种结构的横截面视图；
24.图4到图7是示意性地示出了根据示例性实施例的透明导光板的点图案的各种布置的平面视图；
25.图8a和图8b是根据示例性实施例的从透明导光板的横截面拍摄的电子显微镜图像；
26.图9是示出了根据示例性实施例的包括透明导光板的照明设备的示意图；
27.图10示出了根据示例性实施例的包括透明导光板的照明设备的接通和断开状态的图像；以及
28.图11到图14是示意性地示出了根据比较示例的透明导光板的横截面视图。
具体实施方式
29.以下，将参考附图详细描述根据示例性实施例的透明导光板和包括该透明导光板的照明设备。
30.在以下描述中，在本公开的主题因包括已知功能和部件而变得不清楚的情况下，将省略本公开中包含的已知功能和部件的详细描述。
31.如图1所示，根据示例性实施例的透明导光板100包括透明基底110、光散射层120和点图案130。
32.透明基底110包括第一表面111、与第一表面111相对的第二表面112以及连接第一表面111和第二表面112的第三表面113。
33.根据实施例，第一表面可限定透明基底110的顶面(在图中)，发光二极管(led)20(在图9中)发射的光穿过该顶面射出。另外，与第一表面111类似，第二表面112可限定透明基底110的底面(在图中)，由led 20(在图9中)发射的光穿过该底面射出。因此，根据示例性实施例的包括透明导光板100的照明设备10(在图9中)发射穿过第一表面111和第二表面112的光。另外，由于照明设备10(在图9中)是边缘照亮照明设备，因此第三表面113可限定透明基底110面向led 20(在图9中)的一个侧面或两个侧面。
34.根据实施例，透明基底110可由板状玻璃材料形成。例如，透明基底110可由无碱(non-alkali)玻璃、二氧化硅玻璃、超白(low-iron)玻璃、钠钙玻璃等形成。特别地，透明基底110可由玻璃材料形成，当光在透明基底110中传播到1m时，该玻璃材料的颜色空间中的y值表现出0.03或更小的变化，使得不引起颜色偏差。
35.光散射层120设置在透明基底110的第一表面111上。根据实施例，光散射层120可包括基体(matrix)121和多个光散射颗粒122。
36.基体121设置为在透明基底110的第一表面111上的层。此处，基体121的表面粗糙度ra可以是1μm或更小。这是因为应当保持光散射层120的表面的平整度，使得设置在光散射层120上的点图案130可以保持合适水平的表面张力。另外，基体121的厚度不受具体限制，只要光可在该厚度处散射即可。例如，基体121的厚度可在100nm到10μm的范围内。
37.根据实施例，基体121可包含选自下列各项中的一项但不限于：聚二甲基硅氧烷(pdms)、倍半硅氧烷(ssq)和硅氧烷中的一种。
38.多个光散射颗粒122分散在基体121中。根据实施例，光散射颗粒122可包含选自由以下各项组成的候选组中的至少一种但不限于此：sio2、tio2、batio3、zno、zro2和sno2。
39.根据示例性实施例，光散射层120可通过将光散射颗粒122分散在由高稳定性材料(诸如pdms、ssq或硅氧烷)形成的分散溶液中，使用喷洒涂覆或喷墨涂覆将所得混合物涂覆在透明基底110的第一表面111上，然后干燥或固化该混合物来提供。
40.此外，如图2所示，根据示例性实施例的光散射层120的基体121可具有厚度变化。根据示例性实施例的透明导光板100在边缘照亮照明设备10(在图9中)使用。因此，当led处于接通状态时，被设置为面向第三表面113(即透明基底110的侧面)的、距led 20(在图9中)最远的光散射层120的中心部分可能更暗。为了防止形成暗部分，光散射层120的中心部分可比光散射层120的外围部分更厚。当光散射层120的中心部分比其他部分更厚时，中心部分的光散射效果相对增加，使得可在光散射层120的整个区域上获得均匀的光散射效果。结果，边缘照亮照明设备10(在图9中)可获得均匀的光发射。此处，即使在中心部分被设置为比外围部分更厚的情况下，在具有厚度变化的光散射层120上形成点图案130也没有问题，因为光散射层120的表面粗糙度ra为1μm或更小。
41.另外，如图3所示，根据用于获得边缘照亮照明设备10(在图10中)的均匀光发射的另一实施例，基体121可具有均匀的厚度，并且存在于基体121内的多个光散射颗粒122可相对密集地分布在基体121的中心部分中。该结构还可获得与基体121的中心部分比基体的其
他部分更厚的结构相同的效果。即，可获得边缘照亮照明设备10(在图9中)的均匀的光发射。
42.点图案130设置在光散射层120上。此处，设置在光散射层120上的点图案130的厚度的范围为10nm到10μm。根据实施例，点图案130包括多个第一点131。另外，点图案130包括多个第二点132。另外，点图案130包括多个第一点131和多个第二点132。
43.多个第一点131由光吸收材料形成。例如，多个第一点131可由反射率为10％或更小的材料形成。例如，多个第二点132可由反射率为50％或更大的材料形成。如图4到图7所示，多个第一点131和多个第二点132可具有各种形状、尺寸、阵列和图案，以提供点图案130。此处，多个第一点131和多个第二点132中的每个点可具有圆形横截面形状或非圆形横截面形状，非圆形横截面形状包括多边形横截面形状和椭圆形横截面形状。多个第一点131和多个第二点132的直径(或彼此最远的两个点之间的距离)，例如，在长方形点的情况下两个对角线顶点之间的距离，或者在椭圆点的情况下长轴的两个端点之间的距离，可在20nm到40μm的范围内。根据实施例，通过控制多个第一点131和多个第二点132的尺寸、数量、密度等，可以容易地调整穿过透明基底110的两个表面射出的光的量或光的强度之间的比率。可使用喷洒涂覆或喷墨涂覆在光散射层120上形成多个第一点131和多个第二点。当使用喷洒涂覆或喷墨涂覆时，穿过透明基底110的两个表面射出的光的强度之间的比率可以非常容易或准确地调整。此处，通过涂覆形成第一点131和第二点132的顺序不受限制。形成第一点131和第二点132的涂覆溶液的粘度在0.1cp到20cp的范围内。更具体地，涂覆溶液的粘度在5cp到15cp的范围内。
44.在透明导光板中，多个第一点和多个第二点可与相邻点隔开或重叠。例如，在点图案仅包括第一点的情况下，第一点可以与相邻点隔开或重叠。(即，i)所有第一点可与相邻点隔开，ii)所有第一点可与相邻点重叠，或iii)第一点中的一些可与相邻点隔开，而第一点中的其他可与相邻点重叠。以下示例也将采用同样的方法)。例如，在点图案仅包括第二点的情况下，第二点可以与相邻点隔开或重叠。例如，在点图案包括第一点和第二点的情况下，该第一点和该第二点可以与相邻点隔开或重叠。
45.如图8a和图8b中电子显微镜图像所示，在根据示例性实施例的透明导光板100中，光散射层120和点图案130的总厚度在110nm到20μm的范围内。由于非常低的厚度，光散射层120和点图案130可能不可见。
46.在通过周期性地将具有几毫米的相对大尺寸的光散射图案元件附接到透明板的相关技术制造的导光板中，需要将扩散器附接到透明板。相比之下，根据本公开，可移除相关技术的扩散器，因为点图案130无法被视觉地识别。
47.如图9所示，如上所述，包括根据示例性实施例的透明基底110、光散射层120和点图案130的透明导光板100可在边缘照亮照明设备10中使用。
48.根据示例性实施例的照明设备10包括上述透明导光板100、led 20和框架30。
49.led 20可被设置为面向第三表面113中的限定透明导光板100的侧面的至少一个表面。即，led 20可被布置为面向图中的透明导光板100的左侧面、右侧面或左侧面和右侧面两者。此处，led 20中的至少一者可被设置为与每个侧面相邻。
50.框架30为透明导光板100和led 20提供安装空间。此处，根据实施例，框架30被设置为暴露透明导光板100的第一表面111和第二表面112两者，以便能够进行双表面照明。就
这而言，框架30可成形为包围透明导光板100的外围部分。
51.参考图10中的图像，在照明设备10中，当led 20处于接通状态时，led 20发射的光穿过透明导光板100的第一表面111和第二表面112两者射出，使得照明设备10实现双表面照明。此处，从两个表面射出的光的强度的比率可基本相同。
52.另外，在照明设备10中，当led 20处于断开状态时，透明导光板100保持透明。结果，例如，第一表面111侧的观看者可通过透明导光板100识别照明设备10后面的图像。
53.为了在led 20处于接通状态时实现双面照明，并且在led 20处于断开状态时实现透明状态，透明导光板100的模糊度可以是30％或更小，并且透明导光板100的透明度可以是80％或更高。图10中的透明导光板100的雾度被测量为10％，并且透明导光板100的透明度被测量为89％。
54.在下文中，将参考图11至图14描述根据相关示例的透明导光板。
55.图11示出了光散射图案220和反射图案(或吸收图案)230(与根据示例性实施例的点图案130(在图1中)类似)准确地对准的导光板，图12示出了光散射图案220和反射图案230未对准的导光板。
56.如图13所示，在光散射图案220和反射图案(或吸收图案)230精确对准的情况下，从沿透明基底110的侧面设置的led 20发射的光可如预期穿过透明基底110射出。
57.然而，提供具有不可见尺寸(例如，在约10μm到约40μm的范围内的重叠)的图案的过程特别困难，并且该过程需要昂贵的设备。
58.即使在可精确控制分散位置的喷墨涂覆的情况下，就概率而言，即使将透明基底110保持在固定位置，也不可能连续两次将涂覆所需的所有液滴喷射到相同位置以使图案重叠。另外，如果液滴的尺寸设置为几十微米(μm)或更小以使图案在视觉上无法识别来产生美学效果，则就概率而言更不可能。
59.在光散射图案220和反射图案(或吸收图案)230未对准的情况下(图14)，光散射图案220可在光被引导时导致光泄漏，这与普通的导光情况(图13)不同。因此，以预期的比率调整穿过透明基底110的两个表面射出的光的强度是不可能的。
60.图14示出了当光散射图案220和反射图案(或吸收图案)230未对准或错误对准的情况下，由设置在透明基底110的侧面上的led 20发射的光被反射图案(或吸收图案)230阻挡从而无法射出，但是预期光将沿非期望的路径射出。
61.本公开的具体示例性实施例的前述描述已参考附图呈现，并不旨在详尽无遗或将本公开限定于本文所公开的精确形式，并且根据上述教导，对于本领域技术人员来说，显然可以进行许多修改和变型。
62.因此，本公开的范围不限于上述实施例，而是由所附权利要求及其等效内容限定。