TWI359241B - Illumination device - Google Patents

Description

1359241 :ι ύ 〇年:〇 7¾ ia日修正_ w 、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及一種照明裝置，尤其涉及一種採用發光二極 體作為發光元件之照明裝置。 【先前技術】 [0002] 目前，發光二極體（Light emi tt ing Diode，LED)因 具體積小，效率高，壽命長等優點而逐漸取代現有之螢 光燈或白熾燈作為照明裝置之發光元件，以節省電能， 減少資源之浪費。具體可參閱Michael S. Shur等人於 文獻Proceedings of the IEEE, Vol. 93，No. 10 (2005 年 10 月）中發表之 “Solid-State Lighting: Toward Superior Illumination” 一文。 [0003] 另一方面，隨著當今世界能源問題日趨緊張，太陽光能 作為一種清潔衛生且取之不盡之能源受到越來越多關注 - 」將太陽光能-轉化為-人們可北用之能源l如電能於先_前 技術中通常藉由太陽能電池以實現。 [0004] 考慮到以上因素，將照明裝置與太陽能電池相結合，利 用太陽能電池轉化太陽光能後所獲取之電能以驅動照明 裝置發光，正成為當今科技界之一大課題。 [0005] 惟，於先前技術中，將照明裝置，如發光二極體與太陽 能電池相結合之製程往往較為複雜，且照明裝置與太陽 能電池相結合後作為一整體，其只能應用於照明，而無 法兼具其他方面之功用，如建築物之採光等。 [0006] 有鑒於此，本發明提供一種照明裝置，其既可提供照明 097117959 表單編號A0101 第3頁/共16頁 1003263182-0 1359241 、1:00弃.07·月i9日核正_4^頁、 又可提供建築物採光。 【發明内容】 [0007] 下面將以實施例說明一種既可提供照明又可提供建築物 採光之照明裝置。 [0008] 一種照明裝置，包括一可透光基板，該基板包括一底面 、與該底面相交之至少一入光面及與該底面相對之一出 光面；複數固態光源，其相對該基板之至少一入光面設 置，該複數固態光源發射之光線由該至少一入光面入射 至該基板後從該基板之出光面出射；以及至少一太陽能 € 電池，其相對該基板之底面設置，用於吸收太陽光並將 太陽光能轉化為電能，以提供電源至該複數固態光源。

[0009] 相對於先前技術，該照明裝置藉由設置一可透光基板， 以及於該可透光基板之底面上設置一太陽能電池，一方 面，該太陽能電池可將太陽光能轉化為電能並對固態光 源供電，從而利用固態光源進行照明而節約能源；另一 方面，由於該基板可透光，故該照明裝置可讓部分太陽 光直接透過，以提供提供建築物白天時之採光。 ‘ 【實施方式】 [0010] 下面將結合圖式，以對本發明實施例作進一步之詳細說 明。 [0011] 請參閱圖1，本發明第一實施例提供之一種照明裝置10， 包括一可透光基板11，複數固態光源13及一太陽能電池 15 ° [0012] 該基板11可為一長方形結構，其包括一底面110、與該底 097117959 表單編號A0101 第4頁/共16頁 1003263182-0 1359241 .100年.07.1 Ϊ9日接正_頁 面110相交之至少一入光面112，以及與該底面110相對 之一出光面114。於本實施例中，該長方形結構具有四個 入光面112。該基板11可透光，其可,為一玻璃基板。當然 ，該基板11亦可採用其他透明之塑膠，如 PMMA(Polymethylmethacry late,聚甲基丙烯酸曱酯） 、PC(Poly Carbonate，聚碳酸脂）、石夕樹脂 (si 1 icone)等製成》 [0013] 該複數固態光源13與該基板11光學搞合，其可具體為複 • 數發光二極體。於本實施例中’該複數發光二極體相對 基板11之每個入光面112設置，其所發出之光線經該入光 面112入射至基板11後，由該基板11對其進行光學引導， 如透射及反射等，使其從基板11之出光面114出射。本領 域技術人員可理解，該照明裝置10之四個入光面112上可 分別設置電路板，該複數固態光源13設置於該電路板 上。 … " ---—· — -- ---- _ [0014] 該太陽能電池15設置於該基板11之底面11〇上。具體地， • 該基板11之底面110可藉由半導體製程形成複數透明導電 薄膜116，如複數IT0(銦錫氧化物）層或複數ιζ〇(銦鋅氧 化物）層。該太陽能電池15藉由該複數透明導電薄膜116 與該基板11相連接〇進一步地，該照明裝置1〇可包括一 蓄電裝置（圖未示）’如一蓄電池，該複數透明導電薄膜 116可作為該太陽能電池15之電極，以藉由其電連接該蓄 電裝置與該太陽能電池15。當太陽能電池15受太陽光照 射’並將太陽光能轉化為電能時’可藉由該蓄電裝置將 電能儲存於其内。當然，該蓄電裝置可進一步與該電路 097117959 表單編號A0101 第5頁/共16頁 1003263182-0 1359241 . 「，__.___— i:do年刀故ia日核正辦頁 板電性連接，從而使該複數固態光源13、太陽能電池15 及蓄電裝置三者形成電性相連，以利用該蓄電裝置對該 複數固態光源13供電。 [0015] 該太陽能電池15可具有一定之光透過率，其可具體為基 板石夕晶（Silicon-based)太陽能電池（單晶石夕，多晶石夕 ，非晶矽），或者為III-V族半導體材料（AlAs ' InAs、

InP、GaP、GaAs、GaN或其化合物）所製成之太陽能電池 ，又或者為銅銦硒/銅銦硒鎵（CIGS/CIS)、締化鎘 (CdTe)材料，有機材料或光敏感染料物質所製成之太陽 _ 能電池（dye-sensitized solar cell，DSSC)，且該 太陽能電池15之厚度小於300微米（μιη)，即該太陽能電 池15為一薄膜太陽能電池（thin film solar cell)。 [0016] 該複數固態光源13及該太陽能電池15上可形成一保護層（ 圖未示），如一樹脂層或一防水薄膜層，以對其起保護作 用，如防水防塵等。使用時，該照明裝置10可設置為辦 公樓之窗戶玻璃，該基板11之底面110面向室外設置，以 利用該太陽能電池15吸收太陽光並將太陽光能轉化為電 < 能，該基板11之出光面114面向室内設置。一方面，於白 天，由於該基板11及該太陽能電池15均可透光，故該照 明裝置10可讓部分之太陽光直接透射過該太陽能電池15 及該基板11，以提供建築物採光，從而使室内保持一定 之亮度。當然，該太陽能電池15於白天時可開啟，以將 照射至太陽能電池15，並被該太陽能電池15所吸收之太 陽光轉化為電能並儲存於該蓄電裝置内；另一方面，當 夜晚來臨，該太陽能電池15未接受到太陽光照時，可利 097117959 表單編號A0101 第6頁/共16頁 1003263182*0 1359241 ia 日:頁 用該蓄電裝置所儲存之電能對該複數固態光源13供電。 可理解，當該太陽能電池15對該複數固態光源13供電時 ’該複數固態光源13發出之光由該基板11之出光面114出 射，從而對室内起照明作用。 [0017] 為使複數固態光源13發出之光由該基板11之出光面114出 射時，其出光均勻，可於該出光面114上形成複數微結構 以使其成為一粗糙表面，且該微結構具體可為V形槽 (V-cut)或印刷網點。 φ [0018] 請參閱圖2，本發明第二實施例提供之一種照明裝置30， 其與本發明第一實施例提供之照明裝置10基本相同，差 別僅在於：至少一太陽能電池35之數目為複數，且該複 數太陽能電池35間隔排布並設置於複數透明導電薄膜316 上；另，該基板31之出光面314形成一增亮膜（Bright。 Enhancement Film, BEF)，該基板31之四個入光面 312還-開設複數收容槽312 〇以對-應容納複數固態光源袖_ ，從而使照明裝置10之體積進一步小型化。 鲁[0019] 本領域技術人員可理解，該複數太陽能電池35之間之間 隔可增加透射過基板31之太陽光量，其可增強太陽光之 光透過率，該基板31之出光面314上所形成之增亮膜可增 加透射過基板31之太陽光量，故，相對第一實施例中之 照明裝置10，本實施例所提供之照明裝置30可進一步增 加白天室内之亮度。另，於本實施例中，由於該複數太 陽能電池35間隔排布，該基板31之底面310具有裸露於外 界之區域，太陽光可直接照射於該區域上並透射過基板 31 ,故，該太陽能電池35亦可設置為一不透光之太陽能 097117959 表單編號A0101 第7頁/共16頁 1003263182-0 1359241 M)〇m.〇m igia 電池35，其並不影響到本發明之實施。 [0020] 請參閱圖3，本發明第三實施例提供之一種照明裝置50， . 與本發明第二實施例提供之照明裝置30相比，其差異在’ 於：該照明裝置50之基板51之面積較大，且該基板51出 光面514上對應於太陽能電池55之間之間隔處開設複數凹 槽518 ’進一步地，相對該複數凹槽518之側面5180設置 複數固態光源53 » [0021] 當然，該複數凹槽518之側面5180亦可開設複數收容槽以 對應容納該複數固態光源53 » · [0022] 通常，當該基板51之面積較大時，僅靠相對四個入光面 512設置之複數固態光源53發出之光線，其難以使由基板 51之出光面514出射之光均勻化，於本實施例中，藉由開 ^ 設該複數凹槽518並對應設置複數固態光源53，可使得包 含有較大面積基板51之照明裝置50具備較佳之出光均勻 度。 [〇〇23] 請參閱圖4，本發明第四實施例提供之一種照明裝置70， 其與本發明第一實施例提供之照明裝置1〇基本相同，差 別僅在於：該至少一太陽能電池75為複數微型矽球。 [0024] 照射至該複數微型矽球上之太陽光（如圖4中虛箭頭所示） 可被該複數微型矽球吸收並轉化為電能，而照射至該複 數微型矽球之間間隔之太陽光（如圖4中實箭頭所示）則可 進一步透射過基板71，以於白天時提供建築物採光。相 較於本發明第一實施例所提供之太陽能電池15，採用該 複數微型矽球所製成之太陽能電池75可允許更多之太陽 097117959 表單編號 A0101 第 8 頁/共 16 頁 1003263182-0 1359241 -· Idci年.07月19日接正_頁 光透射過基板71，從而增強白天室内之亮度。 _ [0025] 综上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提 出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方 式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本 案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化 ，皆應涵蓋於以下申請專利範圍内。 [0026] 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第一實施例提供之照明裝置之結構示意圖。 φ [0027] 圖2係本發明第二實施例提供之照明裝置之結構示意圖。 [0028] 圖3係本發明第三實施例提供之照明裝置之結構示意圖。 [0029] 圖4係本發明第四實施例提供之照明裝置之剖面示意圖。 [0030] 【主要元件符號說明】 照明裝置：10、30、50、70 [0031] 基板：11、31、51、71 • [0032] 固態光源：13、33、53 [0033] 太陽能電池：15、35、55、75 [0034] 底面：110、310 [0035] 入光面：112、312、512 [0036] 出光面：114、314、514 [0037] 透明導電薄膜：116、316 [0038] 凹槽：518 097117959 表單編號A0101 第9頁/共16頁 1003263182-0 1359241 , ,___ [Mofea龜isi日翁e辨j满 [0039] 收容槽：3120 [0040] 側面：5180

1003263182-0 097117959 表單編號A0101 第10頁/共16頁

Claims (1)

1. .100.年;07月丄9日按正涵頁 1.359241 七、申請專利範圍： 1 . 一種照明裝置，包括： 一可透光基板，该基板包括一底面、與該底面相交之至少 一入光面及與該底面相對之一出光面； 複數固態光源，其相對该基板之至少一入光面設置，該複 數固態光源發射之光線由該至少一入光面入射至該基板後 從該基板之出光面出射；以及 複數太陽能電池，其相對该基板之底面設置，用於吸收太 陽光並將太陽光能轉化為電能，以提供電源至該複數固態 光源，所述基板的出光面上對應於相鄰太陽能電池之間的 間隔處開設複數凹槽，所述複數固態光源設置於所述凹槽 之側面。 2 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該複數固 態光源為複數發光二極體。 3 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該基板包 括開設於至少一入光面上之至少一收容槽，該至少一收容 槽用於容納該複數固態光源。 4 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，所述太陽 能電池為一薄膜太陽能電池，其厚度小於300微米。 5.如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，所述太陽 能電池之材料包含矽、111-V族半導體材料、銅銦硒、銅 銦站鎵、碲化鎘材料、有機材料或光敏感染料物質。 6 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，每個太陽 能電池為一微型矽球。 7 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該基板為 097117959 表單編號A0101 第11頁/共16頁 1003263182-0 1359241 年-〇7·月m日接正^^頁 一玻璃基板。 8.如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，該基板之 底面上形成至少一透明導電薄膜，所述太陽能電池設置於 該至少一透明導電薄膜上。 9 .如申請專利範圍第1項所述之照明裝置，其中，所述太陽 能電池為可透光之太陽能電池。 097117959 表單編號A0101 第12頁/共16頁 1003263182-0