CN100458520C - 导光装置、其制造及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种导光装置、其制造及操作方法，该导光装置包括一第一薄膜，该第一薄膜具有第一折射率，包括一出光表面与设置在第一薄膜内的容置部；以及一第二薄膜，该第二薄膜具有第二折射率，包括多个相互平行的第一片段与多个相互平行的第二片段，其中，所述这些第一片段与这些第二片段交错排列形成波浪结构，并设置在该第一薄膜的容置部内，借此，当光线入射于该第二薄膜的第一片段时，该光线的一部分经反射而朝向该第一薄膜的出光表面。

Description

导光装置、其制造及操作方法
技术领域
本发明涉及一种导光装置，且特别是涉及一种液晶显示器用的可挠式导光装置。
背景技术
液晶显示器用的导光组件通常包括有一光源与一楔形的导光装置。导光装置可将光源所供应的光线由线性模式转换成平面模式。一般而言，公知的导光装置是由丙烯酸或塑料材料所制成，其不具可挠性以免扭曲由其结构所决定的光学路径。此外，由于其材料特性，而不容易缩小导光装置的尺寸。
如此，便需要一种导光装置及其制作方法以克服上述公知技术的缺点。因此便需要一种特殊的可挠式导光板以解决公知技术中的光学扭曲的问题
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的就是提供一种导光装置及其制造方法，以便解决公知技术的导光装置所遭遇的问题。
为达上述目的，本发明提供了一种导光装置，包括一第一薄膜，该第一薄膜具有第一折射率，包括一出光表面与设置在第一薄膜内的容置部；以及一第二薄膜，该第二薄膜具有第二折射率，包括多个相互平行的第一片段与多个相互平行的第二片段，其中，这些第一片段与这些第二片段交错排列形成波浪结构，并设置在该第一薄膜的容置部内，借此，当光线入射于该第二薄膜的第一片段时，该光线的一部份经反射而朝向该第一薄膜的出光表面。
其中这些第一片段与该第一薄膜的表面间具有45度的夹角。
再者，当该光线入射于该第二薄膜的第一片段之一时，该光线的一部分依正交于该第一薄膜表面的方向反射。
此外，本发明还提供了一种导光装置，包括一对第一透明薄膜，其具有第一折射率，每一第一透明薄膜具有一基部以及分隔地设置在该基部上的多个突出部，而该对第一透明薄膜以突出部间隔对应方式组合且组合后相邻的突出部具有一空间；以及一第二透明薄膜，具有第二折射率，包括多个第一片段以及多个第二片段，其中这些第一片段与这些第二片段交错设置在该空间内，借此，当光线入射在该第二透明薄膜的第一片段上时，该光线的一部份反射朝向这些第一透明薄膜的该基部。
其中，这些突出部分别包括一第一侧、一第二侧以及连结该第一侧与该第二侧之一逐渐变细的末端。
再者，这些第一侧大体垂直于该基部。
此外，本发明还提供了一种导光装置的制造方法，包括：提供一对具有第一折射率的第一透明薄膜；分别在这些第一透明薄膜上形成一基部；分别在这些第一透明薄膜的该基部上形成多个相互分隔的突出部，其中各突出部具有一逐渐变细的末端；将这些第一透明薄膜之一的这些突出部插入于另一第一透明薄膜的这些突出部，以形成介于这些突出部之间的一空间；以及在该空间内填入具有第二折射率的第二透明薄膜。
其中，上述制造方法还包括利用一光学胶以制作该第一透明薄膜与这些第二透明薄膜的步骤。
再者，上述制造方法还包括将这些第一透明薄膜之一的突出部的逐渐变细的末端啮合于另一第一透明薄膜的该基部的步骤。
再者，本发明还提供了一种导光装置的操作方法，包括：提供一导光装置，该导光装置包括：一第一薄膜，具有第一折射率，包括一出光表面与设置在第一薄膜内的容置部以及一第二薄膜，具有第二折射率，包括多个相互平行的第一片段与多个相互平行的第二片段，其中，这些第一片段与这些第二片段交错排列形成波浪结构，并设置在该第一薄膜的容置部内，接着提供一光源，以供应光线至该导光装置；以及当该光线入射于该第二薄膜的第一片段之一时，反射该光线的一部份朝向该第一薄膜的表面。
其中，上述的操作方法还包括在该导光装置的一末端以及该第一薄膜的不同表面处反射来自该光源的光线的步骤。
再者，上述的操作方法还包括在提供该导光装置光线前，收集光线的步骤。
为了使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下面特举一较佳实施例，并结合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1为依据本发明的一实施例的导光装置的示意图；
图2为一示意图，用以显示依据本发明一实施例的可挠式导光装置10；
图3A、3B及3C为一系列示意图，用以说明依据本发明一实施例的导光组件；
图4A及4B为一系列示意图，用以说明依据本发明一实施例的导光装置的制造方法；
附图符号说明：
10、32、60～导光装置；12～第一薄膜；
14～第二薄膜；12-2～第一薄膜的表面；
14-2～第二薄膜的第一片段；
14-4～第二薄膜的第二片段；
16、40～光线；30～照光组件；
32-2～导光装置32偶接于光源的一端；
32-4～导光装置32的末端；
32-6～导光装置的第一表面；
32-8～导光装置的第二表面；
34～光源；34-2～灯管；
34-4～反射片；36～集光器；
38-2～第一反射片；38-4～第二反射片；
62、64～第一透明薄膜；66～第二透明薄膜；
72、74～基部；82、84～突出部；
82-2、84-2～逐渐变细的末端；
82-4、84-4～突出部的第一侧；
82-6、84-6～突出部的第二侧。
具体实施方式
图1为依据本发明一实施例的导光装置10的示意图。导光装置10包括具有第一折射率的第一薄膜12以及具有异于第一折射率的第二折射率的第二薄膜14。第一薄膜12与第二薄膜14为透明的光学薄膜。依据本发明一实施例，第一薄膜12以及第二薄膜14的材料为透明的光学胶(optical glue)。在另一实施例中，第一薄膜12以及第二薄膜14为可挠的(flexible)。第一薄膜12包括作为出光表面的一表面12-2以及设置在其内的容置部。第二薄膜14以一波浪形式设置在第一薄膜12上，其包括多个互为平行的第一片段14-2以及多个互为平行的第二片段14-4，这些第一片段14-2与第二片段14-4交错地设置在第一薄膜12的容置部内。
在操作时，导光装置10内传播的光线16入射于第二薄膜14的第一片段14-2的主要部份。在第一薄膜12与第二薄膜14的边界处，一部份的光线16经第一片段14-2反射朝向表面12-2处，而另一部份的光线16则穿透第二薄膜14。入射的光线16在边界处的反射率R与穿透率T可根据以下的菲涅耳定律(Fresnel’s law)确定。
R＝[(n1cos21-n2cos22)/(n1cos21+n2cos22)]2；以及
T＝1-R
其中n1与n2分别为第一薄膜12的第一折射率以及第二薄膜14的第二折射率，而21与22分别为依据司奈耳定律(Snell’s law)的入射角与折射角。
第二薄膜14的第一片段14-2相交于第一薄膜12表面12-2而形成一锐角。第二薄膜14的第二片段14-4则依照光线16远离第一片段14-2而穿透进入第二片段14-4的方式设置而无折射发生。如此，远离第一段14-2的光线16是依垂直正交于第二片段14-2的方向而传播进入的。依据本发明一实施例，第二薄膜14的第一片段14-2与第一薄膜的表面12-2间的角度约为45度。其结果为，为第一片段14-2反射的光线16依正交于表面12-2的方向而穿透的，而第二薄膜14的第二片段14-4则大体依垂直于第一薄膜12的表面12-2而设置。
由于折射率的差异，使得光线16入射于第一片段14-2以及离开第一片段14-2的光学路径便产生偏移(offset)。当第一折射率与第二折射率间差异加大时，上述偏移随的变大。为避免过多偏移，第一薄膜12的第一折射率需接近于第二薄膜14的第二折射率。依据本发明一实施例，第一折射率约为1.5。
图2显示了依据本发明一实施例的可挠式导光装置10。当第二薄膜14的第一片段14-2与第一薄膜12的表面12-2之间为45度角时，在可挠式导光装置10内传播的光线16则可为第二薄膜的第一片段14-2依正交于第一薄膜12的表面12-2的方向反射而遍及整个可挠式导光装置10。
图3A、3B以及3C为一系列示意图，显示依据本发明一实施例的照光组件(light assembly)30。参照图3A，照光组件30包括一导光装置32以及一光源34。导光装置32具有类似于图1中导光装置10的结构。导光装置32作为导引来自光源34的光线14至导光装置32的第一表面32-6处，并转换光源34提供的线性模式光成为平面模式光。光源34包括灯管34-2以及环绕于灯管34-2的反射片34-4。导光装置32则包括连接于光源34的一端32-2。
参照第3B图，照光组件30可还包括一集光器36，该集光器36设置在导光装置32与光源34之间。集光器36用以收集光源34提供的光线40。
参照图3C，照光组件30还包括一第一反射片38-2以及一第二反射片38-4。第一反射片38-2设置于导光装置32的末端32-4。第二反射片38-4则附着于导光装置32的第二表面32-8。第一反射片38-2以及第二反射片38-4是作为反射传输至末端32-4的光线40朝向导光装置32的第一表面32-6之用。
图4A以及第4B是显示依据本发明一实施例的导光装置60的制造方法。参照图4A图，首先提供一对具有第一折射率的第一透明薄膜62与64。第一透明薄膜62与64上分别设置有基部72及74以及多个突出部82及84。在基部72上的突出部82为相互分开。相同地，在基部74上的突出部84也为相互分开。在此，突出部82与84分别具有逐渐变细的末端82-2以及84-2。
参照图4B，将第一透明薄膜62上的突出部82插入在另一第一透明薄膜64上的突出部84以在互相插入的突出部82与84之间形成一空间(未编号)。突出部82与84的插入通过啮合第一透明薄膜62的逐渐变细末端82-2与另一第一透明薄膜64的基部74以及另一第一透明薄膜64的逐渐变细的末端84-2与第一透明薄膜62的基部72而达到。然后在上述空间内填入具有异于第一折射率的第二折射率的第二透明薄膜66。
依据本发明一实施例，可使用光学胶(optical glue)以制造第一透明薄膜62、64以及第二透明薄膜66。上述第一折射率需接近于第二折射率。在另一实施例中，第一透明薄膜与第二透明薄膜皆为可挠的(flexible)。
上述突出部82还分别具有第一侧82-4以及经由逐渐变细的末端82-2而连结于第一侧82-4的第二侧82-6。同样地，上述突出部84也分别具有第一侧84-4以及经由逐渐变细的末端84-2而连结于第一侧84-4的第二侧84-6。依据本发明一实施例，上述突出部82的第一侧82-4与基部72间大体为直角，而突出部82的第二侧82-6与基部72间大体为锐角。同样地，上述突出部84的第一侧84-4与基部74间大体为直角，而突出部84的第二侧84-6与基部74间大体为锐角。依据本发明一实施例，第二侧82-6以及84-6与基部72与74的夹角大体为45度。
本发明还提供了导光装置10的操作方法。首先提供导光装置10，其具有第一折射率的第一薄膜12以及第二折射率的第二薄膜14。第一薄膜12具有一表面12-2。第二薄膜14则依波浪形状设置在第一薄膜12内，其包括多个互为平行的第一片段14-2以及第二片段14-4，此些第一片段14-2与第二片段14-4交错地设置在第一薄膜12内。接着提供光源34，以供应光线至导光装置10。在导光装置10内传导的光线入射于第二薄膜14的第一片段14-2时，光线的一部份将于当依一既定方向反射朝向第一薄膜12的表面12-2。
依据本发明一实施例，上述方法还包括于导光装置10的末端反射光源所提供的光线至第一薄膜12的表面12-2以及第一薄膜的不同表面。在另一实施例中，上述方法还包括在提供光线至导光装置10前进行收集光线的步骤。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当然可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当权利要求范围所界定的为准。

Claims (29)

1.一种导光装置，包括：
一第一薄膜，该第一薄膜具有第一折射率，包括一出光表面与设置在第一薄膜内的容置部；以及
一第二薄膜，该第二薄膜具有第二折射率，包括多个相互平行的第一片段与多个相互平行的第二片段，其中，所述这些第一片段与这些第二片段交错排列形成波浪结构，并设置在该第一薄膜的容置部内，借此，当光线入射于该第二薄膜的第一片段时，该光线的一部份经反射而朝向该第一薄膜的出光表面。
2.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述这些第一片段与该第一薄膜的表面间具有45度的夹角。
3.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：当该光线入射于该第二薄膜的第一片段之一时，该光线的一部分依正交于该第一薄膜的出光表面方向反射。
4.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：所述这些第二片段垂直于该第一薄膜的出光表面。
5.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：在该第一薄膜内传播的光线依正交于该第二片段的方向远离该第一片段。
6.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：该第一薄膜与该第二薄膜的材料为光学胶。
7.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：该第一薄膜与该第二薄膜为可挠的。
8.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于还包括：连接于一反射板的一端。
9.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于还包括：连接于一集光器的一端。
10.如权利要求1所述的导光装置，其特征在于：第一薄膜还包括附着有一反光板的一表面。
11.一种导光装置，包括：
一对第一透明薄膜，其具有第一折射率，每一第一透明薄膜具有一基部以及分隔地设置在该基部上的多个突出部，所述这些突出部分别包括一第一侧、一第二侧以及连结该第一侧与该第二侧之一逐渐变细的末端，而该对第一透明薄膜以突出部间隔对应方式组合且组合后相邻的突出部具有一空间；以及一第二透明薄膜，具有第二折射率，包括多个第一片段以及多个第二片段，其中这些第一片段与这些第二片段交错设置在该空间内，借此，当光线入射于该第二透明薄膜的第一片段上时，该光线的一部份反射朝向所述这些第一透明薄膜的该基部。
12.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：所述这些第一侧垂直于该基部。
13.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：所述这些第二侧与该基部间的夹角为一锐角。
14.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：该第二侧与该基部间的夹角为45度。
15.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：在该第一薄膜内传播的光线依正交于该第二片段的方向远离该第一片段。
16.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：当该光线入射于所述这些第一片段之一时，该光线的一部分依正交于该基部的方向反射。
17.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：还包括经由一集光器连接于一反射板的一端。
18.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：还包括一反射板，该反射板附着于所述这些基部之一。
19.如权利要求11所述的导光装置，其特征在于：该第一折射率为1.5。
20.一种导光装置的制造方法，包括：
提供一对具有第一折射率的第一透明薄膜；
分别在这些第一透明薄膜上形成一基部；
分别在这些第一透明薄膜的该基部上形成多个相互分隔的突出部，其中各突出部具有一逐渐变细的末端；
将这些第一透明薄膜之一的这些突出部插入于另一第一透明薄膜的这些突出部，以形成介于所述这些突出部之间的一空间；以及
在该空间内填入具有第二折射率的第二透明薄膜。
21.如权利要求20所述的导光装置的制造方法，其特征在于：所述这些第一透明薄膜与这些第二透明薄膜的材料为光学胶。
22.如权利要求20所述的导光装置的制造方法，其特征在于还包括：将所述这些第一透明薄膜之一的突出部的逐渐变细的末端啮合于另一第一透明薄膜的该基部的步骤。
23.如权利要求20所述的导光装置的制造方法，其特征在于还包括：将借助该逐渐变细端以连结所述这些突出部的第一侧与第二侧的步骤。
24.如权利要求23所述的导光装置的制造方法，其特征在于：所述这些第一侧与该基部间的夹角为一直角。
25.如权利要求23所述的导光装置的制造方法，其特征在于：所述这些第二侧与该基部间的夹角为一锐角。
26.如权利要求23所述的导光装置的制造方法，其特征在于：所述这些第二侧与该基部间的夹角为45度。
27.一种导光装置的操作方法，包括：
提供一导光装置，该导光装置包括：
一第一薄膜，该第一薄膜具有第一折射率，包括一出光表面与设置在第一薄膜内的容置部；以及
一第二薄膜，该第二薄膜具有第二折射率，包括多个相互平行的第一片段与多个相互平行的第二片段，其中，所述这些第一片段与这些第二片段交错排列形成波浪结构，并设置在该第一薄膜的容置部内，
提供一光源，以供应光线至该导光装置；以及
当该光线入射于该第二薄膜的第一片段之一时，反射该光线的一部份朝向该第一薄膜的表面。
28.如权利要求27所述的导光装置的操作方法，其特征在于还包括：在该导光装置的一末端以及该第一薄膜的不同表面处反射来自该光源的光线的步骤。
29.如权利要求27所述的导光装置的操作方法，其特征在于还包括：在提供该导光装置光线前收集光线的步骤。
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