TWI404893B - 無導光板之led發光構造 - Google Patents

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TWI404893B TW100116931A TW100116931A TWI404893B TW I404893 B TWI404893 B TW I404893B TW 100116931 A TW100116931 A TW 100116931A TW 100116931 A TW100116931 A TW 100116931A TW I404893 B TWI404893 B TW I404893B
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Description

無導光板之LED發光構造
本發明係有關於一種無導光板之LED發光構造，特別是指能夠均勻出光的側光式無導光板LED發光構造。
LED具有發光亮度高、省電以及壽命長的優點，是未來照明產業的新星，而目前常見的照明用LED發光構造主要有直下式LED發光構造，例如美國專利第7819542號「Planar illumination light source device and planar illumination light device」，係主要藉由頂部擴散片的反射結構達到均勻出光的目的。
另外，尚有側光式LED發光構造，例如中華民國專利第I341419號「背光模組」，其主要是利用導光板將光線導引至擴散片等光學膜片後出光，相比於直下式LED發光構造，側光式LED發光構造具有厚度較薄的優勢，較適合開發成大型發光構造，但是此種型態的LED發光構造主要用在液晶顯示器的背光模組，將其用在照明設施會有重量較重而不利於開發之缺失。
針對側光式LED發光構造之改善則有美國專利第5453855 號「Liquid crystal display device backlit by LED's coupled to printed circuit board」、美國專利第6966684號「Optical wave guide」或中華民國專利第I318710號「無導光板與擴散板之背光模組」；上述前案取消導光板之設置，並利用反射底板之特殊反射結構反射光線形成均勻出光面。
但是，不論是直下式LED發光構造或各種型態的側光式LED發光構造，在出光面的出光均勻度上仍有許多待改進之空間。
又，隨著3D影像技術的發展，裸眼3D影像是目前研究人員開發之重點技術，而裸眼3D影像技術的優劣控制主要來自於發光構造的發光投射，其中一種可用於裸眼3D影像技術的發光構造有美國專利第7750982號「Autostereoscopic display with fresnel lens element and double sided prism film adjacent a backlight having a light transmission surface with left and right eye light sources at opposing ends modulated at a rate of at least 90 Hz」，但是所述的發光構造仍需要導光板作為導引光線出光，因此也會有重量重及厚度較厚等缺失。
本發明則預期提供一種有別於前案之無導光板之LED發光構造，所述的發光構造是側光式的LED發光構造，並且能 達到均勻出光之效果，並用以作為照明設備之用途。
另外，隨著裸眼3D技術的進展，本發明也進一步提供可用於裸眼3D影像之光源投射的發光構造。
故，本發明為一種無導光板之LED發光構造，包括一反射光學底板，至少在沿著該反射光學底板之一側邊上設置複數個LED發光件，以及在該反射光學底板上由對應前述LED發光件之相對二側邊朝該反射光學底板中央形成複數條平行於前述LED發光件之反射結構，前述反射結構呈漸縮狀凸起，並包含有一朝向該反射光學底板中央之第一面以及一朝向該反射光學底板側邊之第二面，在該反射光學底板之反射結構凸起方向上則設置一光學膜片。
進一步，前述反射結構之第一面為垂直面，前述反射結構之第二面為斜面。
進一步，該反射光學底板中央形成一水平缺槽。
進一步，該反射光學底板之反射結構的第二面相交在該反射光學底板中央。
進一步，前述反射結構朝該反射光學底板中央呈漸次隆起。
進一步，前述LED發光件之光軸方向指向該反射結構之第二面。
進一步，前述LED發光件之輻射半功率角為5度至15度。
進一步，該光學膜片為擴散片，且較佳的是該擴散片朝向該反射光學底板之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡層。
進一步，該反射光學底板呈多邊形，且前述LED發光件設置在該反射光學底板之相對二側邊。
更進一步，該光學膜片為菱鏡片，在該菱鏡片朝向該反射光學底板之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡結構，該菱鏡片並設置複數相鄰弧形凸起結構對應前述逆菱鏡結構。
進一步，該反射光學底板呈多邊形，且前述LED發光件環設在該反射光學底板之周緣。
進一步，該反射光學底板呈圓形，且前述LED發光件環設在該反射光學底板之周緣。
進一步，前述LED發光件設置於一反射罩內。
本發明具有下列功效：
1.本發明為側光式的LED發光構造，能夠縮小發光構造的厚度，更能夠應用在各種照明場合，且比直下式的LED發光構造所發出的光線更為均勻及柔和。
2.側光式的LED發光構造可延展於較大尺寸燈具之應用，深具發展潛力。
3.藉由在本發明發光構造之反射光學底板相對二側邊設置LED發光件依序發光，並配合本發明之菱鏡片，使該發光構造可作為裸眼3D影像技術的發光投射構造。
(A)‧‧‧框架
(1)‧‧‧反射光學底板
(11)‧‧‧反射結構
(111)‧‧‧第一面
(112)‧‧‧第二面
(12)‧‧‧水平缺槽
(13)‧‧‧隆起部
(2)‧‧‧反射罩
(3)‧‧‧LED發光件
(31)‧‧‧光軸方向
(4)‧‧‧擴散片
(41)‧‧‧逆菱鏡層
(4A)‧‧‧菱鏡片
(41A)‧‧‧逆菱鏡結構
(42A)‧‧‧弧形凸起結構
第一圖係為本發明第一實施例之立體外觀圖。
第二圖係為本發明第一實施例之側視圖。
第三圖係為本發明第二實施例之構造示意圖。
第四圖係為本發明第三實施例之構造示意圖。
第五圖係為本發明第三實施例之擴散片設置逆菱鏡層之示意圖。
第六圖係為本發明第三實施例之變化例示意圖，係由反射結構的第二面相交在該反射光學底板中央。
第七圖係為本發明第三實施例之變化例示意圖，反射結構朝該反射光學底板中央呈漸次隆起。
第八圖係為本發明第四實施例之構造示意圖。
第九圖係為本發明第四實施例之光學模擬示意圖。
第十圖係為本發明第五實施例之構造示意圖。
第十一圖係為本發明第六實施例之構造示意圖。
第十二圖係為本發明第六實施例之照度分佈模擬圖。
本發明之無導光板之LED發光構造的主要功效可在下述實施例清楚呈現。
本發明第一實施例請參閱第一圖及第二圖所示，本實施 例之發光構造係組設於一框架(A)上實施，其包括：一呈矩形之反射光學底板(1)，在該反射光學底板(1)之一側邊上連接有一反射罩(2)，在前述反射罩(2)內設置複數個LED發光件(3)沿著該反射光學底板(1)側邊排列，該等LED發光件(3)之輻射半功率角為5度至15度，又在該反射光學底板(1)上由對應前述LED發光件(3)之相對二側邊朝該反射光學底板(1)中央形成複數條平行於前述LED發光件(3)之反射結構(11)，前述反射結構(11)呈漸縮狀凸起，並包含有一朝向該反射光學底板(1)中央之第一面(111)以及一朝向該反射光學底板(1)側邊之第二面(112)，其中該第一面(111)為垂直面，該第二面(112)為斜面，且該反射光學底板(1)中央形成一水平缺槽(12)鄰接前述反射結構(11)，在該反射光學底板(1)之反射結構(11)凸起方向上則設置一擴散片(4)。
請參閱第二圖所示，利用前述高指向性的LED發光件(3)，使得大部分的光線可投射至該些反射結構(11)上，並藉由該些反射結構(11)的特殊外型，使光線朝向該擴散片(4)產生均勻的亂反射，並入射至該擴散片(4)後，由該擴散片(4)散射出均勻出光面。
本發明第二實施例請參閱第三圖所示，進一步可將該些LED發光件(3)的光軸方向(31)朝向前述反射結構(11)之第二面(112)，使該些LED發光件(3)產生的光線更大量的投射至該些反射結構(11)，以產生更為均勻的出光面 。
本發明第三實施例請參閱第四圖所示，與第一實施例不同之處在於，係在該反射光學底板(1)相對二側邊各連接有一反射罩(2)，且在前述反射罩(2)內皆設置複數個LED發光件(3)沿著該反射光學底板(1)側邊排列，使由該擴散片(4)散射出的出光面均勻度及亮度更為提高。
另外請參閱第五圖所示，進一步在該擴散片(4)朝向該反射光學底板(1)之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡層(41)，藉以在光線投射至該擴散片(4)時，會形成均勻之折射及散射，使光線由該擴散片(4)進一步散射出更為均勻之發光面。
再請參閱第六圖及第七圖所示，本發明任一實施例中，該反射光學底板(1)之反射結構(11)的第二面(112)相交在該反射光學底板(1)中央，或者是該反射光學底板(1)之反射結構(11)朝該反射光學底板(1)中央呈漸次隆起，同樣可由擴散片(4)散射出均勻之發光面。
本發明第四實施例請參閱第八圖所示，其中該反射光學底板(1)呈六邊形，且前述LED發光件(3)環設在該反射光學底板(1)之周緣。
再請參閱第九圖所示，為本發明第四實施例之發光構造以光學軟體模擬其視角照度分佈，由圖中可見由該擴散片(4)散射出的出光面蓋呈均勻的照度分佈。
本發明第五實施例請參閱第十圖所示，其中該反射光學底板(1)除了呈多邊形外，亦可為圓形，且前述LED發光件(3)環設在該圓形之反射光學底板(1)周緣，其同樣能由擴散片(4)散射出均勻之出光面。
由於前述各實施例之發光構造可以產生均勻的出光面，因此可作為照明設備之用途。
本發明第六實施例請參閱第十一圖所示，在矩形反射光學底板(1)之相對二側邊各連接有一反射罩(2)，且在前述反射罩(2)內皆設置複數個LED發光件(3)沿著該反射光學底板(1)側邊排列，在該反射光學底板(1)之反射結構(11)凸起方向上則設置一菱鏡片(4A)，在該菱鏡片(4A)朝向該反射光學底板(1)之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡結構(41A)，該菱鏡片(4A)並設置複數相鄰弧形凸起結構(42A)對應前述逆菱鏡結構(41A)。
請參閱第十二圖所示，係本實施例之發光構造以光學軟體模擬其照度分佈，由圖中顯示得知，當該反射光學底板(1)二側邊之LED發光件(3)輪流依序發光時，其照度分佈將成對稱形式分佈，因此可適合作為裸眼3D影像之光源投射的發光構造。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本 發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
(A)‧‧‧框架
(1)‧‧‧反射光學底板
(11)‧‧‧反射結構
(111)‧‧‧第一面
(112)‧‧‧第二面
(12)‧‧‧水平缺槽
(2)‧‧‧反射罩
(3)‧‧‧LED發光件
(4)‧‧‧擴散片

Claims (14)

  1. 一種無導光板之LED發光構造，包括一反射光學底板，至少在沿著該反射光學底板之一側邊上設置複數個LED發光件，以及在該反射光學底板上由對應前述LED發光件之相對二側邊朝該反射光學底板中央形成複數條平行於前述LED發光件之反射結構，前述反射結構呈漸縮狀凸起，並包含有一朝向該反射光學底板中央之第一面以及一朝向該反射光學底板側邊之第二面，在該反射光學底板之反射結構凸起方向上則設置一光學膜片。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中前述反射結構之第一面為垂直面，前述反射結構之第二面為斜面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之無導光板之LED發光構造，其中該反射光學底板中央形成一水平缺槽。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之無導光板之LED發光構造，其中該反射光學底板之反射結構的第二面相交在該反射光學底板中央。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之無導光板之LED發光構造，其中前述反射結構朝該反射光學底板中央呈漸次隆起。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中前述LED發光件之光軸方向指向該反射結構之第二面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中 前述LED發光件之輻射半功率角為5度至15度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中該光學膜片為擴散片。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之無導光板之LED發光構造，其中該擴散片朝向該反射光學底板之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中該反射光學底板呈多邊形，且前述LED發光件設置在該反射光學底板之相對二側邊。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之無導光板之LED發光構造，其中該光學膜片為菱鏡片，在該菱鏡片朝向該反射光學底板之面設置一斷面呈鋸齒狀之逆菱鏡結構，該菱鏡片並設置複數相鄰弧形凸起結構對應前述逆菱鏡結構。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中該反射光學底板呈多邊形，且前述LED發光件環設在該反射光學底板之周緣。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中該反射光學底板呈圓形，且前述LED發光件環設在該反射光學底板之周緣。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之無導光板之LED發光構造，其中前述LED發光件設置於一反射罩內。
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