CN214012382U

CN214012382U - 导光板及光学组件

Info

Publication number: CN214012382U
Application number: CN202120010795.XU
Authority: CN
Inventors: 黄斯威; 徐建华; 林阳露
Original assignee: Chenzhan Photoelectric Xiamen Co ltd
Current assignee: Chenzhan Photoelectric Xiamen Co ltd
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2021-08-20
Anticipated expiration: 2031-01-05
Also published as: TWM612835U

Abstract

本实用新型提供一种导光板及光学组件，导光板包括出光面、相对于出光面的弧形底表面、连接出光面和弧形底表面的侧表面，以及位于弧形底表面的多个圆柱形凹槽。本实用新型提供的导光板可提高出光均匀性，从而提高包括导光板的光学组件的光学品味，并降低光学组件的制程成本和厚度。

Description

导光板及光学组件

技术领域

本实用新型是关于导光板及光学组件。

背景技术

显示器的光学组件中普遍包括导光板和其下方的发光元件。发光元件发出的光线经由导光板的引导，可均匀传递至显示器的显示区。当显示器的尺寸缩小时，导光板和发光元件之间的距离亦缩小，使得发光元件的光线难以分布到整体导光板。由于导光板各个区域接收到的光线量不同，导光板传递至显示区的出光量亦不均匀。因此，如何提高导光板的出光均匀性是显示器相关领域所面临的问题之一。

实用新型内容

根据本实用新型一实施方式，一种导光板包括出光面、相对于出光面的弧形底表面、连接出光面和弧形底表面的第一侧表面，以及位于弧形底表面的多个圆柱形凹槽。

在本实用新型一实施方式中，弧形底表面的曲率半径介于350毫米至400毫米间。

在本实用新型一实施方式中，圆柱形凹槽沿着垂直于第一侧表面的方向延伸且圆柱形凹槽互相平行。

在本实用新型一实施方式中，圆柱形凹槽的宽度介于1毫米至4毫米间。

在本实用新型一实施方式中，圆柱形凹槽的深度介于0.5毫米至2毫米间。

在本实用新型一实施方式中，圆柱形凹槽中相邻两者之间的间距介于0毫米至4毫米间。

在本实用新型一实施方式中，出光面的粗糙度大于第一侧表面的粗糙度。

在本实用新型一实施方式中，弧形底表面的反射率大于第一侧表面的反射率。

根据本实用新型一实施方式，一种光学组件包括导光板和发光元件。导光板包括出光面、相对于出光面的弧形底表面、连接出光面和弧形底表面的第一侧表面，以及位于弧形底表面的多个圆柱形凹槽。发光元件相邻于导光板的第二侧表面，其中第二侧表面邻接出光面和第一侧表面。

在本实用新型一实施方式中，其中圆柱形凹槽互相平行，且光学组件进一步包括入光板连接于导光板的第二侧表面，其中入光板包括邻近弧形底表面的凹槽，发光元件设置于凹槽中。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本实用新型的各方面。应注意，根据工业中的标准方法，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚地讨论，可任意增加或减少各种特征的尺寸。

图1依据本实用新型的一实施方式，绘示光学组件的立体示意图；

图2绘示图1的光学组件的分解示意图；

图3绘示图1的光学组件的俯视图；

图4绘示图1的光学组件的底视图；

图5A依据本实用新型的一实施方式，绘示光学组件沿着图3的截线A-A′的截面图；

图5B绘示图5A的光学组件的区域放大图。

【符号说明】

10:光学组件

100:导光板

110:出光面

120:弧形底表面

122:圆柱形凹槽

130:第一侧表面

140:第二侧表面

150:入光板

155:凹槽

200:发光元件

A-A′:截线

W₁,W₂:宽度

H₁:深度

具体实施方式

为了实现提及主题的不同特征，以下实用新型内容提供了许多不同的实施例或示例。以下描述组件、数值、配置等等的具体示例以简化本实用新型。当然，这些仅仅是示例，而不是限制性的。例如，在以下的描述中，在第二特征之上或上方形成第一特征可以包括第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本实用新型可以在各种示例中重复参考数字和/或字母。此重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，本文可以使用空间相对术语，诸如“在…下面”、“在…下方”、“下部”、“在…上面”、“上部”等，以便于描述一个元件或特征与如图所示的另一个元件或特征的关系。除了图中所示的取向之外，空间相对术语旨在包括使用或操作中的装置的不同取向。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方向上)，并且同样可以相应地解释在此使用的空间相对描述符号。

本实用新型内容提供一种导光板和包括导光板的光学组件，其中导光板包括出光面、弧形底表面和连接两者的侧表面。导光板的弧形底表面包括多个圆柱型凹槽，使得光线进入导光板后可经过均匀化，从而可提高光学组件的光学品味。

请参照图1至图4。依据本实用新型的一实施方式，图1绘示光学组件10的立体示意图，图2绘示光学组件10的分解示意图，图3绘示光学组件10的俯视图，且图4绘示光学组件10的底视图。

光学组件10可做为装置中的光源，以提供光线至装置中的其他组件。在一些实施例中，光学组件10可配置于显示器中，通过光学组件10的亮度或光线波长变化，使显示器得以呈现多种影像。在另一些实施例中，光学组件10可配置于灯具中，用以提供照明功能。

光学组件10包括导光板100和发光元件200，其中发光元件200位于导光板100的侧方。具体而言，光学组件10包括出光面110、弧形底表面120、第一侧表面130和第二侧表面140。弧形底表面120相对于出光面110。第一侧表面130连接出光面110和弧形底表面120。第二侧表面140邻接出光面110和第一侧表面130。发光元件200相邻于第二侧表面140。应理解，为了简化图式，光学组件10的一些元件未在图1至图4中示出，例如导光板100上的光学层。

发光元件200位于导光板100的侧方，且相邻于第二侧表面140。因此，发光元件200的光线是从邻近第二侧表面140的导光板100的边缘区域进入导光板100，并往导光板100的中央区域行进。由于发光元件200位于导光板100的侧方，缩小了发光元件200和导光板100之间的垂直距离，从而减少光学组件10的厚度。

在一些实施例中，多个发光元件200位于导光板100的相对两侧，以从导光板100的两端提供光线。具体而言，多个发光元件200相邻于导光板100的相对两个第二侧表面140，使得多个发光元件200的光线从导光板100的相对两端进入导光板100，增加导光板100的出光均匀性。在一些实施例中，发光元件200发出的光线进入导光板100后，会在导光板100内经由全反射行进，并在接触到出光面110上的微结构时破坏全反射，而让光线从出光面110离开导光板100。

在一些实施例中，发光元件200可包括发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。举例而言，发光元件200可以是红光发光二极管(例如具有波长600纳米至750纳米)、绿光发光二极管(例如具有波长500纳米至600纳米)、蓝光发光二极管(例如具有波长400纳米至500纳米)或具有其他波长的发光二极管。

导光板100具有使光线全反射和透光率高的特性，因此发光元件200的光线进入导光板100后，可经由导光板100的引导而由出光面110均匀散射。在一些实施例中，形成导光板100的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)、环烯烃聚合物(Cyclo olefin polymer，COP)、聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、其他合适材料或其组合。

导光板100可具有任意适合的形状，例如矩形或多边形，以提供光学组件10需要的发光区域。在一些实施例中，导光板100可根据光学组件10的设计而具有非对称的形状。举例而言，如图3所示，导光板100的弧形底表面120可具有尖角，使弧形底表面120大致上呈现矩形而便于组装和定位。相对地，出光面110可具有圆角，以增加导光板100所提供的光线的方向均匀性。

导光板100的各个表面可经过修饰制程，以增加导光板100的出光量或出光均匀性。在一些实施例中，导光板100的出光面110可经过皮纹处理而具有微结构，使得出光面110具有特定的粗糙度，从而增加光线经过出光面110后的均匀性。举例而言，可在出光面110进行蚀刻制程，使出光面110的粗糙度大于第一侧表面130或弧形底表面120的粗糙度。因此，光线从出光面110离开导光板100时可进一步均匀化，以提高光学组件10的光学品味。

在一些实施例中，导光板100的弧形底表面120可经过抛光处理，使得弧形底表面120具有特定的反射率，从而增加经过弧形底表面120反射而从出光面110离开导光板100的光线。举例而言，可使用抛光机对弧形底表面120进行抛光制程，使弧形底表面120的反射率大于导光板100的第一侧表面130或出光面110。因此，弧形底表面120增加经由反射而离开导光板100的光线，提高导光板100的出光量。

在一些实施例中，光学组件10可以进一步包括入光板150。入光板150连接于导光板100的第二侧表面140，以引导发光元件200的光线进入导光板100。具体而言，入光板150连接在第二侧表面140，且入光板150覆盖发光元件200。入光板150可反射发光元件200的光线，因此发光元件200可通过入光板150增加进入导光板100的光线量。

入光板150和导光板100可以是一体成形的，使得发光元件200的光线先经由入光板150反射再进入导光板100，接着在导光板100内行进后由出光面110离开导光板100。在一些实施例中，入光板150与导光板100可以是由相同的材料制作而成，但是入光板150相较于导光板100未经过皮纹处理或是抛光处理等修饰制程，使得入光板150的粗糙度小于导光板100的出光面110的粗糙度。因此，发光元件200发出的大部分光线直接在入光板150内反射而不由入光板150出光，可以达到抑制发光元件200正面光强的功效，提升光学组件10的光学品味。

在一些实施例中，入光板150的厚度小于导光板100的厚度，且入光板150相对于出光面110更接近弧形底表面120。换而言之，入光板150的上表面低于导光板100的出光面110。由于入光板150接近弧形底表面120，发光元件200的光线经由入光板150进入导光板100后更容易由弧形底表面120反射，从而增加导光板100的出光量。

在一些实施例中，入光板150包括邻近弧形底表面120的凹槽155，用以放置发光元件200。如图2所示，入光板150接触第二侧表面140的厚度小于入光板150的中央厚度，形成了邻近弧形底表面120的凹槽155。因此，入光板150的凹槽155形成可放置发光元件200的容置空间，使得发光元件200的光线可经由入光板150进入导光板100。

请参照图5A。图5A绘示光学组件10沿着图3的截线A-A′的截面图。导光板100包括中央凹陷的弧形底表面120，以均匀化导光板100的出光量。具体而言，导光板100的中央厚度小于导光板100的边缘厚度，使得弧形底表面120凹向出光面110。弧形底表面120朝向出光面110的中央区域凹陷，从而增加经由弧形底表面120反射而从出光面110的中央区域离开的光线。因此，弧形底表面120提高导光板100的中央区域的出光量，从而增加导光板100的出光均匀性。

导光板100可具有合适的弧形底表面120的曲率半径，以增加导光板100的中央区域的出光量。弧形底表面120的曲率半径和位于相对两个第二侧表面140的发光元件200的距离有关。当位于相对的第二侧表面140的发光元件200的距离越长时，弧形底表面120的曲率半径越大。举例而言，当位于导光板100的相对两个第二侧表面140的发光元件200相距100毫米时，弧形底表面120的曲率半径可以为380毫米。在一些实施例中，弧形底表面120的曲率半径可介于350毫米至400毫米间。然而，应理解，弧形底表面120的曲率半径可随导光板100的设计而不落在上述的范围内。

请参照图5B。图5B绘示图5A中光学组件10的区域放大图。导光板100包括多个圆柱形凹槽122位于弧形底表面120，以均匀化导光板100的出光量。具体而言，多个圆柱形凹槽122沿着弧形底表面120互相平行排列在导光板100，圆柱形凹槽122沿着垂直于第一侧表面130(如图1所示)的方向延伸，因此圆柱形凹槽122在图5B中具有圆柱面的截面。

发光元件200发出的光线210从邻近第二侧表面140的导光板100的边缘区域进入导光板100后，光线210会在导光板100内全反射行进。当光线210触碰到位于弧形底表面120的圆柱形凹槽122时，圆柱形凹槽122破坏光线210的全反射路径，使光线210从出光面110离开导光板100。由于弧形底表面120朝向出光面110凹陷，且圆柱形凹槽122位于弧形底表面120，因此圆柱形凹槽122和弧形底表面120可一同增加出光面110中央区域的出光量，从而提高导光板100的出光均匀性。

在导光板100包括入光板150的实施例中，发光元件200发出的一部分光线210可直接进入导光板100，剩余部分的光线210可经由入光板150的反射而进入导光板100。直接进入导光板100或经由入光板150反射的光线210进入导光板100后，可通过位于弧形底表面120的圆柱形凹槽122反射，而从出光面110均匀离开导光板100。在一些实施例中，发光元件200可以是侧边发光的元件或垂直发光的元件。

弧形底表面120和圆柱形凹槽122增加导光板100的出光均匀性，其可为光学组件10提供优势。举例而言，光学组件10可包括发光元件200位于导光板100的侧方，并通过弧形底表面120和圆柱形凹槽122将发光元件200的光线引导至出光面110的中央区域，从而提供导光板100均匀的发光区域。由于可避免配置发光元件200在导光板100的中央区域，因此可减少光学组件10的发光元件200的数量，以降低光学组件10的制程成本。此外，由于发光元件200可配合弧形底表面120而配置于导光板100的侧方，减少了发光元件200和导光板100之间的垂直距离，从而减少光学组件10的整体厚度。

在一些实施例中，圆柱形凹槽122在图5B的截面具有半圆形的圆柱面。详细而言，圆柱形凹槽122的圆柱直径可以和弧形底表面120位于同一平面，使得圆柱形凹槽122的宽度W₁和圆柱形凹槽122的圆柱直径相同。在一些实施例中，圆柱形凹槽122的宽度W₁可介于1毫米至4毫米间。

在一些实施例中，圆柱形凹槽122的深度H₁小于导光板100的最小厚度，亦即，圆柱形凹槽122不接触导光板100的出光面110。举例而言，圆柱形凹槽122的圆柱直径可介于1毫米至4毫米间，而圆柱形凹槽122的深度H₁和圆柱形凹槽122的圆柱半径相同，使得圆柱形凹槽122的深度H₁可介于0.5毫米至2毫米间。

在一些实施例中，圆柱形凹槽122之间可具有适当的间距，使导光板100在弧形底表面120具有足够的圆柱形凹槽122，以均匀化导光板100的出光量。进一步而言，圆柱形凹槽122中任意相邻两者之间可具有相同的间距，以提供导光板100均匀的出光量。

在一些实施例中，圆柱形凹槽122中相邻两者之间的间距宽度W₂可为0。换而言之，弧形底表面120可包括连续的圆柱形凹槽122，用以反射光线210。在一些实施例中，圆柱形凹槽122中相邻两者之间的间距宽度W₂可小于或等于圆柱形凹槽122的宽度W₁。举例而言，圆柱形凹槽122的宽度W₁可介于1毫米至4毫米间，而圆柱形凹槽122中相邻两者之间的间距宽度W₂可介于0毫米至4毫米间。然而，应理解，圆柱形凹槽122的宽度W₁、深度H₁或间距宽度W₂可随导光板100的设计而不落在上述的范围内。

根据本实用新型上述实施方式，本实用新型的光学组件包括导光板和位于导光板侧方的发光元件，其中导光板包括相对于出光面的弧形底表面和位于弧形底表面的多个圆柱形凹槽。弧形底表面和圆柱形凹槽增加导光板的中央区域的出光量，从而提高导光板的出光均匀性。因此，光学组件可包括少量的发光元件和低光学距离，降低显示器的制程成本和总厚度。

前面概述一些实施例的特征，使得本领域技术人员可更好地理解本实用新型的观点。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本实用新型作为设计或修改其他制程和结构的基础，以实现相同的目的和/或实现与本文介绍的实施例相同的优点。本领域技术人员还应该理解，这样的等同构造不脱离本实用新型的精神和范围，并且在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和变更。

Claims

1.一种导光板，其特征在于，包括：

一出光面；

一弧形底表面，相对于该出光面；

一第一侧表面，连接该出光面和该弧形底表面；以及

多个圆柱形凹槽，位于该弧形底表面。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中该弧形底表面的曲率半径介于350毫米至400毫米间。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中所述多个圆柱形凹槽沿着垂直于该第一侧表面的方向延伸，且所述多个圆柱形凹槽互相平行。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中所述多个圆柱形凹槽的宽度介于1毫米至4毫米间。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中所述多个圆柱形凹槽的深度介于0.5毫米至2毫米间。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中所述多个圆柱形凹槽中相邻两者之间的间距介于0毫米至4毫米间。

7.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中该出光面的粗糙度大于该第一侧表面的粗糙度。

8.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中该弧形底表面的反射率大于该第一侧表面的反射率。

9.一种光学组件，其特征在于，包括：

一导光板，包括：一出光面；一弧形底表面，相对于该出光面；一第一侧表面，连接该出光面和该弧形底表面；以及多个圆柱形凹槽，位于该弧形底表面；以及

一发光元件，相邻于该导光板的一第二侧表面，该第二侧表面邻接该出光面和该第一侧表面。

10.根据权利要求9所述的光学组件，其特征在于，其中所述多个圆柱形凹槽互相平行，且该光学组件进一步包括一入光板，连接于该导光板的该第二侧表面，其中该入光板包括邻近该弧形底表面的一凹槽，该发光元件设置于该凹槽中。