CN102081189A - 导光板、照明装置以及导光板的制作方法 - Google Patents

导光板、照明装置以及导光板的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种导光板、照明装置以及导光板的制作方法,本发明的导光板包括:一板体;所述的板体具有一入光面,该入光面具有一光学扩散区以及相邻于该光学扩散区的一边缘区;一光学元件阵列;所述的光学元件阵列设置在该光学扩散区;以及多个光学条状结构;所述的多个光学条状结构设置在该边缘区,该些光学条状结构连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸;本发明的有益效果是:能增加光源的出光角度范围、及减少亮斑现象;采用上述导光板的照明装置能够提供十分均匀的面光源;另外,上述导光板的制作方法由于是利用切割工具对板体进行切割而制作,具有制程简单、容易制作的特点。

Description

导光板、照明装置以及导光板的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种照明装置,尤其涉及该照明装置中的导光板及其制作方法。 背景技术

[0002] 采用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)配合导光板进行照明的背光模块 已逐渐普及。一般而言,多个发光二极管会设置在导光板的入光面、沿着导光板的入光面呈 直线排列。并且,多个发光二极管之间彼此会保持固定的间距。

[0003] 图1为现有技术的背光模块的立体示意图。请参照图1,背光模块100具有:导光 板110以及多个发光二极管120。导光板110具有入光面110a、反光面IlOb与出光面110c。 发光二极管120设置在导光板110的入光面IlOa旁。

[0004] 图2为在图1的背光模块中、光线行进的俯视示意图。请同时参照图1与图2,上 述的发光二极管120分别发出多道光线L,光线L经由导光板110的入光面IlOa进入导光 板110。由于发光二极管120具有高指向性(directivity),亦即发光二极管120具有有限 的出光角度范围θ,所以导光板110在靠近发光二极管120且落在出光角度范围θ内的 区域会形成亮区,在出光角度范围θ之外的区域会形成暗区(如图1中的暗点区域)。这 些亮区与暗区会导致导光板110所提供的面光源不均勻,这就是所谓的亮斑(hot spot)现 象;也就是说,导光板110对应于发光二极管120的位置会产生过亮的亮点,使得靠近发光 二极管120处的面光源是不均勻的。

[0005] 近年来,随着发光二极管120的功率不断提升,所以可减少配置于导光板110的入 光面IlOa—侧的发光二极管120的数量。然而,随着发光二极管120的数量减少,相邻两 发光二极管120的间距便会增大,这会导致暗区的面积变大,即亮斑现象会更严重,面光源 将更加不均勻。

发明内容

[0006] 本发明需要解决的技术问题是提供了一种导光板,旨在解决上述的问题。

[0007] 本发明还提供了上述导光板的制作方法。

[0008] 本发明还提供了含有上述导光板的照明装置。

[0009] 为了解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:

[0010] 本发明的导光板包括:一板体;所述的板体具有一入光面,该入光面具有一光学 扩散区以及相邻于该光学扩散区的一边缘区;一光学元件阵列;所述的光学元件阵列设置 在该光学扩散区;以及多个光学条状结构;所述的多个光学条状结构设置在该边缘区,该 些光学条状结构连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸。

[0011] 本发明的导光板的制作方法是通过以下步骤实现的:

[0012] 提供一板体,所述的板体具有一入光面,该入光面具有一光学扩散区以及相邻于 该光学扩散区的一边缘区;

[0013] 提供一切割工具,从该光学扩散区的一侧切割至该光学扩散区的另一侧,以在该光学扩散区形成一光学元件阵列,且该切割工具从该板体切割出一切除部份;以及

[0014] 分离该板体与该切除部分,以在该边缘区形成多个光学条状结构,该些光学条状 结构连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸。

[0015] 本发明的照明装置包括:一导光板;所述的导光板包括:一板体;所述的板体具有 一入光面,该入光面具有一光学扩散区以及相邻于该光学扩散区的一边缘区;一光学元件 阵列;所述的光学元件阵列设置在该光学扩散区;多个光学条状结构;所述的多个光学条 状结构设置于该边缘区,该些光学条状结构连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸;以 及一光源;所述的光源设置在该入光面的一侧。

[0016] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:能增加光源的出光角度范围、及减少亮斑 现象;采用上述导光板的照明装置能够提供十分均勻的面光源;另外,上述导光板的制作 方法由于是利用切割工具对板体进行切割而制作,具有制程简单、容易制作的特点。

附图说明

[0017] 图1为现有技术的背光模块的立体示意图。

[0018] 图2为在图1的背光模块中、光线行进的俯视示意图。

[0019] 图3为本发明一实施例的导光板的示意图。

[0020] 图4绘示图3的部分导光板(区域A)的放大前视图。

[0021] 图5为本发明一实施例的照明装置的示意图。

[0022] 图6为在图5的照明装置中、光线行进的俯视示意图。

[0023] 图7〜图9为本发明一实施例的导光板的制作方法的流程示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述:

[0025] 本发明提供一种导光板,能增加光源的出光角度范围、及减少亮斑现象。

[0026] 本发明提供一种导光板的制作方法,能容易地制作出上述的导光板。

[0027] 本发明提供一种照明装置,采用上述的导光板,而能提供均勻的面光源。

[0028] 本发明提出一种导光板,包括:板体、光学元件阵列以及多个光学条状结构。板体 具有入光面。此入光面具有光学扩散区以及相邻于光学扩散区的边缘区。光学元件阵列设 置在光学扩散区。光学条状结构设置在边缘区。光学条状结构连接于光学元件阵列、且往 多个方向延伸。

[0029] 本发明还提出一种导光板的制作方法。首先,提供一板体,具有入光面。此入光面 具有光学扩散区以及相邻于光学扩散区的边缘区。接着,提供一切割工具,从光学扩散区的 一侧切割至光学扩散区的另一侧,以在光学扩散区形成光学元件阵列,且切割工具从板体 切割出一切除部份。分离板体与切除部分,以在边缘区形成多个光学条状结构。光学条状 结构连接于光学元件阵列、且往多个方向延伸。

[0030] 本发明又提出一种照明装置,包括:导光板与光源。导光板包括:板体、光学元件 阵列以及多个光学条状结构。板体具有入光面。此入光面具有光学扩散区以及相邻于光学 扩散区的边缘区。光学元件阵列设置在光学扩散区。光学条状结构设置在边缘区。光学条 状结构连接于光学元件阵列、且往多个方向延伸。光源设置在入光面的一侧。[0031] 在本发明的一实施例中,上述的光学元件阵列包括:多个光学微透镜,在光学扩散 区的一第一方向进行排列、且在与第一方向夹一角度的一第二方向上延伸。光学条状结构 从每一光学微透镜往多个方向延伸而出。

[0032] 在本发明的一实施例中,上述的光学元件阵列包括多个光学微透镜。光学微透镜 从入光面突出,相邻的两光学微透镜之间为一光学沟槽。

[0033] 在本发明的一实施例中,上述的光学微透镜的剖面形状是选自于半圆形、V字形、R 沟及其组合。

[0034] 在本发明的一实施例中,上述的切割工具包括多个微结构。微结构的形状互补于 光学元件阵列的形状。

[0035] 在本发明的一实施例中,上述的微结构内凹于该切割工具的表面。

[0036] 基于上述,本发明的导光板具有光学元件阵列以及光学条状结构,光学元件阵列 (具有多个光学微透镜)可使光源所提供的光线产生折射或散射等,而增大光源的出光角 度范围。再者,往多个不同方向延伸的光学条状结构可有效地散射光线而使光线雾化,能够 减少亮斑现象。采用上述导光板的照明装置能够提供十分均勻的面光源。另外,上述导光 板的制作方法是利用切割工具对板体进行切割而制作,具有制程简单、容易制作的特点。

[0037][导光板以及照明装置]

[0038] 图3为本发明一实施例的导光板的示意图。图4绘示图3的部分导光板(区域A) 的放大前视图。

[0039] 请同时参照图3与图4,导光板200包括:板体210、光学元件阵列220以及多个光 学条状结构230。板体210具有入光面210a、反光面210b与出光面210c。该入光面210a 具有光学扩散区Rl以及相邻于光学扩散区Rl的边缘区R2。光学元件阵列220设置在光学 扩散区R1。光学条状结构230设置在边缘区R2。光学条状结构230连接于光学元件阵列 220、且往多个方向延伸。

[0040] 从图3与图4可清楚看到,光学元件阵列220包括:多个光学微透镜220a,在光学 扩散区Rl的一第一方向Dl进行排列、且在与第一方向Dl夹一角度θ 1的一第二方向D2 上延伸。光学条状结构230从每一光学微透镜220a往多个方向延伸而出。另外,上述的角 度Θ1可以是80度〜110度,较佳为90度。也就是说,可调整光学元件阵列220在入光面 210a上的排列方式或延伸方向,以达到所需要的光学规格。

[0041] 请再参照图3与图4,上述的光学微透镜220a可以是从入光面210a突出的结构, 相邻的两光学微透镜220a之间为一光学沟槽M0。光学微透镜220a的剖面形状是半圆形。 然而,光学微透镜220a的剖面形状还可以是V字形、R沟、或其它适当的形状。

[0042] 当然,在其它实施例中,上述的光学微透镜220a也可以是从入光面210a内凹的结 构(未绘示),形成多个光学沟槽(未绘示),光学沟槽的剖面形状可以是选自于半圆形、V 字形、R沟及其组合,且相邻的两光学微透镜220a之间为一光学突出物(未绘示)。

[0043] 承上述,导光板200具有光学元件阵列220 (具有多个光学微透镜220a)以及往多 个不同方向延伸的光学条状结构230。当光线从导光板200的入光面210a入射时,光线会 受到光学元件阵列220的作用(如折射、散射等)、而使光线的出光角度范围加大。因此,能 够解决现有技术中光线的出光角度范围过小的问题。

[0044] 特别是,由于光学条状结构230往多个不同方向延伸而出,所以,光学条状结构230能够有效地将光线进行散射或折射,而得到雾化光线的光学效果。如此一来,可进一步 解决现有技术的亮斑现象。

[0045] 再者,由于往多个不同方向延伸的光学条状结构230连接于光学元件阵列220(光 学微透镜220a)上,所以,在光学元件阵列220中传输的光线也可进入到光学条状结构230 中,可防止光线漏失。

[0046] 图5为本发明一实施例的照明装置的示意图。图6为在图5的照明装置中、光线 行进的俯视示意图。请先参照图5,照明装置300包括:上述的导光板200与光源310。上 述的导光板200的结构在此不予以重述。光源310设置在入光面210a的一侧。光源310 可以采用发光二极管或是其它合适的点光源。此外,还可在照明装置300的导光板200下 方设置一反射片(未绘示),以利光线的反射。

[0047] 请再参照图6,在照明装置300中,由导光板200的光学元件阵列220(具有多个光 学微透镜220a)的作用(如折射、散射),可使光源310的出光角度范围θ明显增大,避免 暗区的产生。特别是,往多个不同方向延伸的光学条状结构230可有效地散射光线而使光 线雾化,进而减少亮斑现象。因此,上述的照明装置300能够提供十分均勻的面光源。

[0048] 请再参照图6,可取得光源310的亮区中心(即光源310的中心轴线)的辉度值、 及相邻两光源310之间的暗区中心的辉度值。亮斑的长度即为亮区中心与暗区中心之间的 距离。同时,可对于图2所示的现有技术的背光模块100进行相同的计算,以分别取得本发 明实施例的导光板200的亮斑的长度、以及现有技术导光板110的亮斑的长度。

[0049] 经过光学的量测与相关的计算之后,可得出现有技术导光板110的亮斑的长度为 6. 3mm,而本发明实施例的导光板200的亮斑的长度为4. 8mm。由此可知,导光板200确实减 少了亮斑的长度,能将出光角度范围角度加大。如此,采用导光板200的照明装置300能提 供十分均勻的面光源。

[0050][导光板的制作方法]

[0051] 图7〜图9为本发明一实施例的导光板的制作方法的流程示意图。请参照图7,首 先,提供一板体210,具有入光面210a。此入光面210a具有光学扩散区Rl以及相邻于光学 扩散区Rl的边缘区R2。且光学扩散区Rl的范围可大于边缘区R2的范围。另外,板体210 也可具有反光面210b与出光面210c。

[0052] 请再参照图7与图8,接着,提供一切割工具400,从光学扩散区Rl的一侧切割至 光学扩散区Rl的另一侧,以在光学扩散区Rl形成光学元件阵列220,且切割工具400从板 体210切割出一切除部份212。

[0053] 如图8所示,切割工具400可以是多个单元所组成,且沿着入光面210a的延伸方 向排列。在另外的实施例中,切割工具400也可以是独立的一个单元且延伸于整个入光面 210a。

[0054] 特别是,切割工具400可包括多个微结构410。微结构410的形状可互补于光学元 件阵列220的形状。更详细而言,微结构410可内凹于切割工具400的表面、成为凹槽的形 态。当切割工具400对于板体210进行切割时,可切割得到突出于入光面210a的表面的光 学元件阵列220(突出的多个光学微透镜220a)。当然,在其它实施例中,也可使微结构410 突出于切割工具400的表面,以在板体210上切割出内凹于入光面210a的表面的光学元件 阵列(未绘示),即多个光学沟槽。[0055] 请再参照图8,切割工具400只对于光学扩散区Rl进行切割,并未切割边缘区R2。 由此,在边缘区R2中,板体210与切除部分212仍是相连着的。然而,由于边缘区R2相对 于光学扩散区Rl的范围较小,所以板体210与切除部分212两者之间相当容易进行分离。

[0056] 请参照图9,再来,分离板体210与切除部分212,以在边缘区R2形成多个光学条 状结构230。光学条状结构230连接于光学元件阵列220、且往多个方向延伸。至此,完成 导光板200的制作。

[0057] 可参照上述图3〜图4的相关说明,以理解光学元件阵列220与光学条状结构230 的详细结构,在此即不予以重述。特别是,由于光学元件阵列220本身具有顺着光学元件阵 列220延伸的纹理T(可参照图4的光学微透镜220a的细部结构),所以,当分离板体210 与切除部分212时,切除部分212会顺着该纹理T而与板体210分离、而自然地在边缘区R2 中形成往多个方向延伸的光学条状结构230。

[0058] 上述导光板200的制作方法相当简单,利用只对于光学扩散区Rl进行切割而形成 光学元件阵列220,以及在分离板体210与切除部分212的同时形成多个往不同方向延伸的 光学条状结构230,即可轻易地得到能够减少亮斑的长度,且能将出光角度范围角度加大的 导光板200。

[0059] 综上所述,本发明的导光板、照明装置以及导光板的制作方法至少具有以下优占.

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[0060] 导光板具有光学元件阵列以及光学条状结构,光学元件阵列(具有多个光学微透 镜)可使光源所提供的光线产生折射或散射,而增大光源的出光角度范围。另外,往多个不 同方向延伸的光学条状结构可有效地散射光线而使光线雾化,能够减少亮斑现象。并且,具 有上述导光板的照明装置能提供均勻的面光源。再者,上述导光板的制作方法是利用切割 工具对板体进行切割而制作,具有制程简单、容易制作的特点。

[0061] 虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域 中具有通常知识的,在不脱离本发明之精神和范围内,当可作些许之更动与润饰,故本发明 之保护范围当视后附权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (14)

1. 一种导光板,包括:一板体;其特征在于:所述的板体具有一入光面,该入光面具有 一光学扩散区以及相邻于该光学扩散区的一边缘区;一光学元件阵列;所述的光学元件阵 列设置在该光学扩散区;以及多个光学条状结构;所述的多个光学条状结构设置在该边缘 区,该些光学条状结构连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸。
2.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于:该光学元件阵列包括:多个光学微透 镜;所述的多个光学微透镜在该光学扩散区的一第一方向进行排列、且在与该第一方向夹 一角度的一第二方向上延伸;该些光学条状结构从每一光学微透镜往多个方向延伸而出。
3.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于:该光学元件阵列包括多个光学微透镜, 该些光学微透镜从该入光面突出,相邻的两该些光学微透镜之间为一光学沟槽。
4.根据权利要求3所述的导光板,其特征在于:该些光学微透镜的剖面形状是选自于 半圆形、V字形、R沟及其组合。
5. 一种导光板的制作方法,是通过以下步骤实现的:提供一板体,所述的板体具有一入光面,该入光面具有一光学扩散区以及相邻于该光 学扩散区的一边缘区;提供一切割工具,从该光学扩散区的一侧切割至该光学扩散区的另一侧,以在该光学 扩散区形成一光学元件阵列,且该切割工具从该板体切割出一切除部份;以及分离该板体与该切除部分,以在该边缘区形成多个光学条状结构,该些光学条状结构 连接于该光学元件阵列、且往多个方向延伸。
6.根据权利要求5所述的导光板的制作方法,其中:该光学元件阵列包括:多个光学 微透镜,所述的多个光学微透镜在该光学扩散区的一第一方向进行排列、且在与该第一方 向夹一角度的一第二方向上延伸;该些光学条状结构从每一光学微透镜往多个方向延伸而 出ο
7.根据权利要求5所述的导光板的制作方法,其中:该光学元件阵列包括多个光学微 透镜,该些光学微透镜从该入光面突出,相邻的两该些光学微透镜之间为一光学沟槽。
8.根据权利要求7所述的导光板的制作方法,其中:该些光学微透镜的剖面形状是选 自于半圆形、V字形、R沟及其组合。
9.根据权利要求5所述的导光板的制作方法,其中:该切割工具包括多个微结构,该些 微结构的形状互补于该光学元件阵列的形状。
10.根据权利要求9所述的导光板的制作方法,其中:该些微结构内凹于该切割工具的 表面。
11. 一种照明装置,包括:一导光板;其特征在于:所述的导光板包括:一板体;所述的 板体具有一入光面,该入光面具有一光学扩散区以及相邻于该光学扩散区的一边缘区;一 光学元件阵列;所述的光学元件阵列设置在该光学扩散区;多个光学条状结构;所述的多 个光学条状结构设置于该边缘区,该些光学条状结构连接于该光学元件阵列、且往多个方 向延伸;以及一光源;所述的光源设置在该入光面的一侧。
12.根据权利要求11所述的照明装置,其特征在于:该光学元件阵列包括:多个光学 微透镜;所述的多个光学微透镜在该光学扩散区的一第一方向进行排列、且在与该第一方 向夹一角度的一第二方向上延伸;该些光学条状结构从每一光学微透镜往多个方向延伸而 出ο
13.根据权利要求11所述的照明装置,其特征在于:该光学元件阵列包括多个光学微 透镜,该些光学微透镜从该入光面突出,相邻的两该些光学微透镜之间为一光学沟槽。
14.根据权利要求13所述的照明装置,其特征在于:该些光学微透镜的剖面形状是选 自于半圆形、V字形、R沟及其组合。
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