CN102563540A - 导光板及其照明模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板及其照明模块，本发明的导光板包括：一板体；所述的板体具有至少一外侧面；该外侧面包围该板体在其中；以及多数个入光面；该些入光面彼此相互邻接，并在该导光板上围绕并定义出一多边形开口，且该些入光面与该外侧面对应设置，每一该些入光面上具有多数个光学微结构；本发明的有益效果是：至少可用以降低，甚至消除，导光板之出光面所产生暗带现象，均匀化导光板出光面之出光量，从而不需使用功率较强或数量较多的发光二极管，便可避免材料成本、维修人力及工时的提高。

Description

导光板及其照明模块

技术领域

本发明涉及一种照明模块，尤其涉及该照明模块中导光板结构。

背景技术

一般的照明模块包含有具内部开口之导光板与光源。对于机体厚度要求较薄的电子产品而言，通常是使用发光二极管(LED)做为光源，并将光源设于导光板的内部开口侧边。所以，光源所发出的光线便由内部开口侧边的入光面进入导光板内，使得光线依序从较大面积的两出光面射出。

然而，导光板的出光面在远离内部开口的部份时常产生亮度不足的暗带现象(dark zone)，使得导光板的出光面无法呈现出较均匀的亮度。如此，必须使用功率较强或数量较多的发光二极管来改善暗带现象，也就是，使用功率较强或数量较多的发光二极管将提高材料成本以及维修替换所耗费的人力与工时。

由此可见，上述现有的照明模块显然仍存在不便与缺陷，而有待加以进一步改良。因此，如何能有效地解决上述不便与缺陷，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

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。

本发明还提供了采用上述导光板的照明模块。

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：

本发明的导光板包括：一板体；所述的板体具有至少一外侧面；该外侧面包围该板体在其中；以及多数个入光面；该些入光面彼此相互邻接，并在该导光板上围绕并定义出一多边形开口，且该些入光面与该外侧面对应设置，每一该些入光面上具有多数个光学微结构。

本发明的照明模块包括：一导光板；所述的导光板包括：一板体；所述的板体具有至少一外侧面及多个入光面，该外侧面围绕该板体，且该些入光面位于该板体上，彼此相互邻接，且围绕并定义出一多边形开口，该些入光面与该外侧面对应设置；以及多数个光学微结构；所述的多数个光学微结构位于每一该些入光面上；多数个光源；所述的多数个光源设置在该多边形开口内，分别朝该些光学微结构投射光线；该些光学微结构分别引导进入该板体内之该光线朝其入光面之间的内夹角上之一假想分角线的方向运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：至少可用以降低，甚至消除，导光板之出光面所产生暗带现象，均匀化导光板出光面之出光量，从而不需使用功率较强或数量较多的发光二极管，便可避免材料成本、维修人力及工时的提高。

附图说明

图1A绘示本发明照明模块在一实施例中之外观示意图。

图1B绘示图1A之局部放大图。

图2绘示本发明照明模块在另一实施例中之局部放大图。

图3A～图3D绘示本发明照明模块之透镜在其它实施例下之外型变化示意图。

图4绘示本发明照明模块之光学微结构在其它实施例下之外型变化示意图。

图5A绘示一不具光学微结构之导光板在其发光面观察之出光分布局部示意图。

图5B绘示本发明照明模块之导光板在其发光面观察之出光分布局部示意图。

图5C绘示图5A与图5B之出光分布之比较图。

图6绘示本发明照明模块之外角角度自270度～190度之间的亮度改善效率示意图。

具体实施方式

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：

有鉴于现有导光板的出光面于远离内部开口的部份时常产生亮度不足的暗带现象(dark zone)，使得导光板的出光面无法呈现出较均匀的亮度。如此，本发明提供一种照明模块与导光板。

请参阅第1A图与第1B图所示，其中第1A图绘示本发明照明模块100于一实施例中之外观示意图、第1B图绘示第1A图之局部放大图。

照明模块100包含一导光板200及多数个光源400。导光板200包含一板体210。板体210上具有一多边形开口214。此多边形开口214可位于板体210之一中心或不位于板体210之中心位置。板体210具一或多个外侧面211(视轮廓外型而定，详后文)、两相对之出光面212及多数个内侧面213。外侧面211将板体210包围于其中。此些内侧面213彼此相互邻接，且围绕并定义成此多边形开口214。各出光面212邻接于此些内侧面213与外侧面211之间，也就是，内侧面213与外侧面211对应设置。

此外，由于此些内侧面213彼此相互邻接以围成此多边形开口214，故，任二相邻接的内侧面213具有一内夹角(α)与一外角(θ)，且外角(θ)与内夹角(α)的和为360度。各内侧面213上配置有多数个光学微结构300(第1B图)。

此些光源400设置此多边形开口214内，分别朝此些内侧面213投射光线，所以，此些内侧面213也称入光面。更进一步地，此些光源400在此多边形开口214内分别朝此些内侧面213(入光面)之此些光学微结构300投射光线。

如此，此些光学微结构300引导经由内侧面213(入光面)进入板体210的光线往其对应光源400之一主要发光轴的两侧散开。换句话说，若想象上述多边形开口214之每一内夹角(α)上具有一可等分内夹角(α)之假想分角线BI(imaginary angle bisector)，且此假想分角线BI自此二内侧面213彼此相互邻接之点延伸至导光板200板体210的外侧面211时，经由内侧面213(入光面)进入板体210的部份光线将被此些光学微结构300引导至此些光学微结构300所邻近的假想分角线BI的方向运动。

所以，由此导光板200的出光面212观之时，出光面212于对应假想分角线BI位置所产生的暗带现象(dark zone)将可被改善，甚至消除，使得导光板200的出光面212呈现出较均匀的亮度。

具体而言，板体210不局限其外型轮廓，本发明之一变化中，板体210之外型轮廓可为圆形或椭圆形，使得板体210具有单一外侧面211(如圆周面或椭圆周面)。然而，本发明不限于此，本发明之另一变化中，板体210之外型轮廓也可为多边形，例如三角形、四边形、五边形、六边形、七边形或八边形等可以此类推。所以，板体210具有多个相邻接之外侧面211，以围绕此些出光面212。多边形在此说明书中也可为正多边形或不规则多边形。

本发明上述之导光板200不限其厚度大小、其软硬程度或材质选择之变化。此导光板200之材质例如可为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneTerephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)等透明材料。

各光源400不限其形式，例如可属发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diodes，OLED)、灯管或灯泡之技术领域。更进一步地，当光源400为发光二极管之领域时，各光源400包含一或多个电路板410及多数个发光二极管组420。各发光二极管组420包含多数个发光二极管(第1B图)。此些发光二极管分别设于电路板410上，且各发光二极管组420之发光二极管朝向其中一内侧面213(入光面)的光学微结构300发光。

具体来说，发光二极管可分为一面射型发光二极管421(第1B图)或一侧射型发光二极管422(第2图)。

本发明之一变化中，如第1B图所示，当发光二极管为面射型发光二极管421时，多数个电路板410分别平行地设于此些内侧面213之一侧。各发光二极管组420之面射型发光二极管421位于同一电路板410上，且朝向对应之内侧面213(入光面)的光学微结构300发光。

本发明之另一变化中，如第2图所示，当发光二极管为侧射型发光二极管422时，一或多个电路板411位于板体210之其中一发光面上。各发光二极管组420之侧射型发光二极管422位于此电路板411上，且朝向对应之内侧面213(入光面)的光学微结构300发光。

如第3A图～第3D图所示，第3A图～第3D图绘示本发明照明模块100之透镜在其它实施例下之外型变化示意图。

就单一光学微结构300之外型而论，上述各光学微结构300为一透镜。透镜不限具有凹或凸的外型，在本发明之其它实施例中，透镜310之剖面形状可为半球体(第3A图)、透镜311之剖面形状可为半椭圆体(第3B图)、透镜312之剖面形状可为角锥体(第3C图)、透镜313之剖面形状可为双角锥体(第3D图)或其组合。

另外，如第4图所示，第4图绘示本发明照明模块100之光学微结构300在其它实施例下之外型变化示意图。

就任二相邻接之内侧面213(入光面)上之此些光学微结构300之整体外型而论，各内侧面213(入光面)上之各光学微结构300为一透镜314(例如呈角锥体之透镜)。各透镜314包含一顶峰部315，于此二内侧面213(入光面)之此些顶峰部315分别朝远离此假想分角线BI之方向延伸，使其形成一光引导斜面316。于此二内侧面213(入光面)之此些光引导斜面316相互面对，可引导部份光线朝此板体210对应假想分角线BI的位置运动。

此外，就各内侧面213(入光面)上之此些光学微结构300之排列规折而论，上述此些光学微结构300别为一透镜，此些透镜连续或间隔地排列于内侧面213(入光面)表面。

更进一步地，制作上述光学微结构300可由化学蚀刻处理、喷砂处理、镭射处理、咬花处理或锉刀处理等加工方式所形成。此外，制作上述光学微结构300之方式也不仅限于此，其它例如分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法(V-cut)、光微影法(Stamper)、内部扩散等，或者，也可以印刷方式将网点印在内侧面213(入光面)。

本发明之多边形开口并不刻意局限，例如多边形开口呈现种类为三角形、四边形、五边形、六边形(如图所示)、七边形、八边形、九边形、十边形、....、十九边形、二十边形、....、二十四边形等可以此类推。此多边形开口于此说明书中也可为正多边形或不规则多边形。总之，本发明之一变化中，任二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)介于300度与180度之间，然而，本发明不局限于此。

请参阅第5A图、第5B图与第5C图所示，第5A图绘示一不具光学微结构300之导光板200于其发光面观察之出光分布局部示意图；第5B图绘示本发明照明模块100之导光板200于其发光面观察之出光分布局部示意图；第5C图绘示第5A图与第5B图之出光分布之比较图。

申请人分别以一照明模块X与另一照明模块Y进行出光分布测试，并撷取其中二相邻接内侧面213(入光面)之间的一假想分角线BI对应于出光面212位置之出光分布局部示意图(第5A图、第5B图)，并进行比较(第5C图)。

其中照明模块X，如本发明上述照明模块100之导光板200之内侧面213(入光面)具光学微结构300特征，且此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)为270度。另一照明模块Y之导光板200之内侧面213(入光面)不具光学微结构300，且此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)为270度。

此外，发明人由此二出光分布局部示意图自接近光源400之一侧L1至远离光源400之一侧L2可分为13等距，其中「+12」标记处为较接近光源400之一侧L1，「-12」标记处为较远离光源400之一侧，「0」标记处则介于「+12」标记处与「-12」标记处之间。

由第5A图之照明模块Y之出光分布局部示意图可知，照明模块Y之出光分布局部示意图，由「+12」标记处与「-12」标记处之间都具有相当明显的暗带现象D，意即出光面212于对应假想分角线BI位置所呈现出的亮度只有于较接近光源400之一侧L1才微幅超过20000照度(如「+12」标记处以上)，其余皆不足20000照度(如「-12」标记处与「+12」标记处之间)。

反观第5B图之照明模块X之出光分布局部示意图，照明模块X之出光分布局部示意图，由「+12」标记处与「-12」标记处之间的暗带现象D相当稀疏且微量，意即出光面212于对应假想分角线BI位置所呈现出的亮度只有于较接近光源400之一侧L1才低于40000照度(如「+12」标记处以上)，其余皆远超过40000照度，最高甚至高过100000照度(如「-6」标记处与「-4」标记处之间)。

如此可知，此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)同样为270度时，照明模块X之导光板200之内侧面213(入光面)具光学微结构300特征较另一照明模块Y之导光板200之内侧面213(入光面)不具光学微结构300特征较能解决导光板200的出光面212产生亮度不足的暗带现象。

请参阅第6图所示，第6图绘示本发明照明模块100之外角(θ)角度自270度～190度之间的亮度改善效率示意图。

另外，申请人将多个本发明之照明模块100与多个对照组之照明模块分别一对一地进行亮度改善效率的测试、纪录并制图(第6图)。其中本发明此些照明模块100之导光板200其中二相邻接内侧面213(入光面)之间的外角(θ)之变化系由270度至190度；对照组为不具光学微结构之另一照明模块且具对应之外角变化。

由第6图之趋势线M可知，相较于同样外角条件却不具光学微结构之另一照明模块而言，本发明照明模块100之导光板200中此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)为270度时，其假想分角线BI所对应于出光面212位置之亮度改善效率最高，可高达300％。

依此类推，本发明照明模块100之导光板200中此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)为260度、250度、240度及230度时，其假想分角线BI所对应于出光面212位置之亮度改善效率可分别达225％、135％、90％及60％。

由于此二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)逐渐缩小，故，两侧内侧面213(入光面)所面对之光源400所提供的光线覆盖面积将可逐渐彼此接近，使得导光板200之内侧面213(入光面)即使具光学微结构300特征，其亮度改善效率也将逐渐降低。

如此，若本发明照明模块100之导光板200中任二相邻接之内侧面213(入光面)之外角(θ)越大时，针对导光板200之内侧面213(入光面)配置有本发明上述功能之光学微结构300特征便可提高其假想分角线BI所对应于出光面212位置之最大亮度改善效率，进而改善对应位置所产生的暗带现象，使得导光板200的出光面212呈现出较均匀的亮度。

综上所述，由本发明之照明模块与导光板至少可用以降低，甚至消除，导光板之出光面所产生暗带现象，均匀化导光板出光面之出光量，从而不需使用功率较强或数量较多的发光二极管，便可避免材料成本、维修人力及工时的提高。

本发明所揭露如上之各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟习此技艺的，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附的权利要求所保护的范围为准。

Claims (18)

1.一种照明模块，包括：一导光板；其特征在于：所述的导光板包括：一板体；所述的板体具有至少一外侧面及多个入光面，该外侧面围绕该板体，且该些入光面位于该板体上，彼此相互邻接，且围绕并定义出一多边形开口，该些入光面与该外侧面对应设置；以及多数个光学微结构；所述的多数个光学微结构位于每一该些入光面上；多数个光源；所述的多数个光源设置在该多边形开口内，分别朝该些光学微结构投射光线；该些光学微结构分别引导进入该板体内之该光线朝其入光面之间的内夹角上之一假想分角线的方向运动。

2.根据权利要求1所述的照明模块，其特征在于：任二相邻接之该些入光面之一外角角度小于等于300度，且大于180度。

3.根据权利要求1所述的照明模块，其特征在于：该光源包括：至少一电路板；以及多数个发光二极管组；每一该些发光二极管组包含多数个发光二极管，该些发光二极管分别设于该至少一电路板上，且每一该些发光二极管组之该些发光二极管朝向该些入光面其中之一的该些光学微结构发光。

4.根据权利要求3所述的照明模块，其特征在于：该电路板位于该板体邻接该些入光面与该外侧面之一侧，每一该些发光二极管为一侧射型发光二极管；每一该些发光二极管组之该些侧射型发光二极管伸入该多边形开口，且朝向该些入光面其中一的该些光学微结构发光。

5.根据权利要求3所述的照明模块，其特征在于：多数个该至少一电路板分别平行地设于该些入光面之一侧，每一该些发光二极管组之该些面射型发光二极管设于每一该些电路板上，且朝向该些入光面其中一的该些光学微结构发光。

6.根据权利要求1所述的照明模块，其特征在于：每一该些光学微结构为一透镜。

7.根据权利要求6所述的照明模块，其特征在于：每一该些透镜为一半球体、半椭圆体、角锥体或双角锥体。

8.根据权利要求6所述的照明模块，其特征在于：每一该些透镜包括：一顶峰部；其中任二相接之该些入光面之该些顶峰部分别朝远离该假想分角线之方向延伸。

9.根据权利要求6所述的照明模块，其特征在于：该些透镜连续或间隔地排列于每一该些入光面表面。

10.根据权利要求1所述的照明模块，其特征在于：该板体呈多边形，且多数个该至少一外侧面共同包围该板体。

11.根据权利要求1所述的照明模块，其特征在于：该板体呈圆形或椭圆形，且单一该外侧面包围该板体。

12.一种导光板，包括：一板体；其特征在于：所述的板体具有至少一外侧面；该外侧面包围该板体在其中；以及多数个入光面；该些入光面彼此相互邻接，并在该导光板上围绕并定义出一多边形开口，且该些入光面与该外侧面对应设置，每一该些入光面上具有多数个光学微结构。

13.根据权利要求12所述的导光板，其特征在于：任二相邻接之该些入光面之一外角角度小于等于300度，且大于180度。

14.根据权利要求12所述的导光板，其特征在于：每一该些光学微结构为一透镜。

15.根据权利要求14所述的导光板，其特征在于：该透镜为一半球体、半椭圆体、角锥体或双角锥体。

16.根据权利要求14所述的导光板，其特征在于：该些透镜连续或间隔地排列于每一该些入光面表面。

17.根据权利要求14所述的导光板，其特征在于：每一该些透镜包括：一顶峰部，其中任二相接之该些入光面之内夹角具一假想分角线，任二相接之该些入光面之该些透镜之该些顶峰部分别朝远离该假想分角线之方向延伸。

18.根据权利要求12所述的导光板，其特征在于：该板体呈圆形或多边形。

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