TW201300700A - 發光模組與導光板 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種發光模組與導光板。發光模組包含一具幾何圖形之導光板、一粗糙面結構及至少一發光元件。導光板包含至少一個入光側面及出光側面，入光側面相對出光側面，且出光側面為一拋物面。粗糙面結構形成於出光側面上。發光元件朝入光側面發光。

Description

發光模組與導光板

本發明有關於一種導光板，特別是有關於一種具拋物出光面之導光板及發光模組。

一般的背光模組包含有導光板與光源，對於機體厚度要求較薄的電子產品而言，通常是使用LED做為光源，並將該光源設於導光板側邊的入光面。光源所發出的光線由入光面投射進入導光板內傳遞，光線依序從出光面射出。

面積不太大的導光板，通常僅在其一側邊形成入光面並安裝光源，使光源將光線射入導光板，讓導光板的出光面呈現出較均勻的亮度。惟，光源愈多，代表著材料成本愈高，且維修替換時所耗費的人力與工時也較多。

舉例來說，請參照第1A圖及第1B圖所示，第1A圖繪示習知圓形導光板及光源之俯視圖及光線運動示意圖；第1B圖繪示第1A圖之1B-1B剖面圖。

若導光板10之外型大致呈圓形時，導光板10具有一出光正面11、一弧形側面12及一直徑側面13，弧形側面12連接直徑側面13，且弧形側面12與直徑側面13一同包圍出光正面11。直徑側面13之一旁放置光源20，用以成為一入光面，使得光源20之光線21經直徑側面13被傳導至弧形側面12及出光正面11。由於導光板10之弧形側面12為弧面外型且為鏡面表面，可增加反射光線21至出光正面11之次數，使得導光板10之出光正面11靠近弧形側面12之位置產生不規則亮紋30，造成導光板10之出光正面11之出光不均勻，也導致導光板10之出光正面11與弧形側面12產生光亮差異化。

本發明為揭露一種發光模組與導光板，用以降低導光板之弧形側面反射光線至出光正面之頻率，進而縮小，甚至消除導光板之出光正面所產生不規則亮紋，均勻化導光板之出光正面之出光量，同時減緩導光板之出光正面與弧形側面產生光亮差異化。

本發明之一態樣是提供一種發光模組。發光模組包含一具幾何圖形之導光板、一粗糙面結構及至少一個發光元件。導光板包含至少一入光側面及至少一出光側面，入光側面與出光側面分別位於導光板兩側，且出光側面為一拋物面。粗糙面結構形成於出光側面上。發光元件分別朝入光側面發光。

此外，此態樣之一實施例中，粗糙面結構為一第一微結構圖案。第一微結構圖案包含多個間隔排列之凹部或凸部或凹部與凸部並存。

此態樣之其他實施例中，粗糙面結構全面地或局部地形成於該出光側面上。

此態樣之一變化中，上述之導光板包含一半圓體及一矩形本體。矩形本體連結半圓體，且遠離半圓體之一圓周側面。圓周側面為上述之出光側面。矩形本體包含單一側面或二相對稱側面，此(些)側面為入光側面。此(些)側面遠離且面對圓周側面。粗糙面結構形成於半圓體之圓周側面上。

此變化中，導光板之一出光正面包含一第二微結構圖案，第二微結構圖案呈圓形，一併地位於矩形本體與半圓體上。

此態樣之另一變化中，此導光板包含一花型本體及多個粗糙面結構。花型本體係由多個花瓣部所連接而成。此些花瓣部共同圍繞出一中心開口，且此些花瓣部面對中心開口分別具有一上述之入光側面，此些花瓣部遠離該中心開口分別具有一上述之出光側面。粗糙面結構分別形成於出光側面上。

綜上所述，藉由本發明將出光側面粗糙化以形成一粗糙面結構，使得發光元件之光線從入光側面到達出光側面時，光線將被粗糙面結構所分散，且降低光線被反射至出光正面之次數，進而縮小，甚至消除導光板之出光正面所產生不規則亮紋，便可均勻導光板之出光正面與弧形側面所產生發光亮度。

以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明之精神，如熟悉此技術之人員在瞭解本發明之實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

有鑑於習知圓形導光板之弧形側面為鏡面狀，使得反射光線於導光板之一面靠近弧形側面之位置產生不規則亮紋，造成導光板產生光亮差異化，如此，本發明提供一種發光模組與導光板。此發光模組包含一具幾何圖形之導光板、一粗糙面(或稱霧面)結構及一或多個發光元件。導光板包含至少一個入光側面及至少一出光側面，入光側面相對出光側面，且出光側面為一拋物面。粗糙面結構形成於出光側面上。發光元件分別朝入光側面發光。

如此，由於出光側面具有粗糙面結構，使得發光元件之光線從入光側面到達出光側面時，粗糙面將降低光線被反射至出光正面之次數，進而縮小，甚至消除導光板之出光正面所產生不規則亮紋，便可均勻導光板之出光正面與弧形側面所產生發光度。

請參閱第2圖、第3A圖及第3B圖所示。第2圖繪示本發明發光模組100於一第一變化中之外觀示意圖；第3A圖繪示第2圖之導光板200朝方向D1觀察之側視圖；第3B圖繪示第2圖之導光板200朝方向D2觀察之側視圖及光線運動示意圖。

本發明之第一變化中，導光板200具有二相對之出光正面210及出光反面220，以及環繞並連接出光正、反面210、220之多個側面(例如圓周側面、傾斜側面等)。任一此些側面稱為導光板200可呈現厚度之一面，且任一此些側面的面積皆小於出光正面210或出光反面220的面積。此外，導光板200分為一半圓體230及一矩形本體240。半圓體230包含一圓周側面231。圓周側面231具拋物面。矩形本體240連結半圓體230，且遠離半圓體230之圓周側面231。矩形本體240遠離圓周側面231之兩側缺角形成二相對稱之傾斜側面241。此二傾斜側面241同樣面向圓周側面231。本案之此第一變化中，導光板200之出光正面210、出光反面220及圓周側面231被設計為出光面，且導光板200之傾斜側面241被設計為入光面。

粗糙面結構形成於半圓體230之圓周側面231上，更進一步來說，第一變化之選項中，粗糙面結構可依需求全面地形成於半圓體230之圓周側面231上，或者，粗糙面結構可依需求局部地形成於半圓體230之圓周側面231上。舉例來說，設計人員可依據前述所產生之不規則亮紋(第1A圖)之幅度來決定粗糙面結構之局部範圍，但粗糙面結構之局部範圍之決定並不僅限於此。

具體來說，粗糙面結構可實現為一第一微結構圖案300(optical micro-structure pattern)。第一微結構圖案300包含多個微小之凹部301或凸部302或凹部301與凸部302並存(如圖所示)之光學微結構。凹部301與凸部302間隔地或均勻地排列於圓周側面231上。此外，導光板200之出光正面210或/及出光反面220亦局部地包含一第二微結構圖案211(optical micro-structure pattern)。第二微結構圖案211包含多個光學微結構所排列而成，呈圓形，一併地位於矩形本體240與半圓體230上。其他實施例中，第二微結構圖案211之外型可為矩形或多邊形等。

要瞭解到，第一微結構圖案之光學微結構適用以改變光線到達出光側面後之路徑，使得光線被反射至出光正面之次數得以被降低，如此，任何手段所製成之粗糙面結構，只要能降低光線被反射至出光正面之次數，皆屬於本案第一微結構圖案之範圍。第二微結構圖案之光學微結構適用以增加光線輸出出光側面之數量，使得加強光線輸出出光側面之亮度，如此，任何手段所製成之粗糙面結構，只要能加強光線輸出出光側面之亮度，皆屬於本案第二微結構圖案之範圍。

請參閱第4圖所示。第4圖繪示本發明照明裝置500採用第一變化之導光板200之示意圖。

當本發明上述第一變化之導光板200被應用於一照明裝置500時，照明裝置500包含一外殼510。外殼510不限其材質或外型，固定於發光模組100上，或者，至少設於導光板200之一端，包覆導光板200之入光側面及發光元件400，使得導光板200之另端，如其出光側面，直接露出於外殼510。此外，此照明裝置500不限是否需配置光學膜片(例如增光膜及擴散片)，於導光板200之正、反兩面210、220上。

請參閱第5圖所示。第5圖繪示本發明發光模組於第一變化之另一外觀示意圖。

上述導光板200之矩形本體240遠離圓周側面231之一側具有單一側面242。此單一側面242面向圓周側面231。此本案之此第一變化中，導光板200之出光正面210、出光反面220及圓周側面231被設計為出光面，且導光板200之單一側面242被設計為入光面，以供發光元件400朝此入光面發光。

請參閱第6圖所示。第6圖繪示本發明發光模組100’於一第二變化中之外觀示意圖。

本發明發光模組100’之第二變化中，導光板200’具有二相對之出光正面210及出光反面(圖中未示)，以及環繞並連接出光正面210、反面之多段側面。任一段此些側面稱為導光板200’可呈現厚度之一面，且任一段此些側面的面積皆小於出光正面210或出光反面220的面積。此外，導光板200’大致為一花型本體250。花型本體250可由多個花瓣部251所組成，此些花瓣部251大致以輻射狀排列，其一端依序連接並共同圍繞出一中心開口252，且各花瓣部251遠離中心開口252之側面呈弧面或拋物面。

本案之此第二變化中，導光板200’之出光正面210、出光反面(圖未示)及此些花瓣部251遠離中心開口252之多個外側面255可被設計為出光面，且此些花瓣部251面對中心開口252之多個內側面253可被設計為入光面。其他實施例中，中心開口252之外型可為矩形、多邊形或圓形。

需定義的是，本發明所述之花型本體之外型並非僅限於花朵之意象，只要符合「由多個部份大致以輻射狀排列，由其一端依序連接並共同圍繞出一中心開口」之其他同等意象概念例如幸運草、雲朵或風車型皆可納入本發明所述之花型本體之意象。粗糙面結構形成於此些花瓣部251遠離中心開口252之外側面255上，更進一步來說，第二變化之選項中，粗糙面結構可依需求全面地形成於此些花瓣部251遠離中心開口252之外側面255上，或者，粗糙面結構可依需求局部地分別形成於各花瓣部251遠離中心開口252之外側面255上。

舉例來說，設計人員可依據前述所產生之不規則亮紋(第1A圖)之幅度來決定粗糙面結構之局部範圍，但粗糙面結構之局部範圍之決定並不僅限於此。

具體來說，參考第3A圖，粗糙面結構為一第一微結構圖案300。第一微結構圖案300包含多個凹部301或凸部302或者凹部301與凸部302並存(如圖)。凹部301與凸部302間隔地或均勻地排列於此些花瓣部251遠離中心開口252之外側面255上。

此外，可選擇之變化中，首位花瓣部251與末位花瓣部251之間形成一間隙254，間隙254使中心開口252與導光板200’外部接通，但本案之此第二變化不限於此。

請參閱第7圖所示。第7圖繪示本發明照明裝置500’採用第二變化之導光板200’之示意圖。

當本發明上述第二變化之導光板200’被應用於一照明裝置500’時，照明裝置500’包含一外殼510’。外殼510’不限其材質或外型，固定於發光模組100’上，或者，至少包覆導光板200’之中心開口252(即入光側面)及發光元件400，使得導光板200’之其他部位，如其出光側面，直接露出於外殼510’。此外，此照明裝置500’不限是否需配置光學膜片(例如增光膜及擴散片)，於導光板200’之出光正面210、出光反面(圖未示)上。例如當照明裝置500’配置光學膜片511(例如增光膜及擴散片)時，此光學膜片511被設計為與花型本體250之出光正面210具相同外型，且貼附於導光板200’之出光正面210上。

本發明上述各變化之導光板200、200’不限其厚度大小、其軟硬程度或材質選擇之變化。此導光板200、200’之材質例如可為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene Terephthalate，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。發光元件400並不限其形式，例如可由發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diodes，OLED)、燈管或燈泡。

舉例而言，製作上述微結構圖案211、300可藉由化學蝕刻處理、噴砂處理、雷射處理、咬花處理或銼刀處理等加工方式所形成。此外，製作上述微結構圖案211、300之方式不僅限於此，其他例如分為化學蝕刻(Etching)、精密機械刻畫法(V-cut)、光微影法(Stamper)、內部擴散等，或者，也可以印刷方式將網點印在出光側面。此外，更進一步地，上述微結構圖案211、300的凹、凸部的剖面形狀可為球形、「V」字形、「U」字形、正方形、長方形、菱形、精圓形、三角形、波浪形或其組合。

然而，上述微結構圖案211、300之結構不僅限於此。此外，上述微結構圖案211、300的分佈密度隨著遠離光源而增加。上述微結構圖案211、300的分佈密度、分佈方式可隨設計需要而定，也可採用規則分佈或隨機分佈，在此不予以限定。

本發明所揭露如上之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．導光板

11．．．出光正面

12．．．弧形側面

13．．．直徑側面

20．．．光源

21．．．光線

30．．．不規則亮紋

100、100’．．．發光模組

200、200’．．．導光板

210．．．出光正面

211．．．第二微結構圖案

220．．．出光反面

230．．．半圓體

231．．．圓周側面

240．．．矩形本體

241．．．傾斜側面

242．．．單一側面

250．．．花型本體

251．．．花瓣部

252．．．中心開口

253．．．內側面

254．．．間隙

255．．．外側面

300．．．第一微結構圖案

301．．．凹部

302．．．凸部

400．．．發光元件

410．．．光線

500、500’．．．照明裝置

510、510’．．．外殼

511．．．光學膜片

D1．．．方向

D2．．．方向

1B-1B．．．剖面線

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1A圖繪示習知圓形導光板及光源之俯視圖及光線運動示意圖。

第1B圖繪示第1A圖之1B-1B剖面圖。

第2圖繪示本發明發光模組於一第一變化中之外觀示意圖。

第3A圖繪示第2圖之導光板朝方向D1觀察之側視圖。

第3B圖繪示第2圖之導光板朝方向D2觀察之側視圖及光線運動示意圖。

第4圖繪示本發明照明裝置採用第一變化之導光板之示意圖。

第5圖繪示本發明發光模組於第一變化之另一外觀示意圖。

第6圖繪示本發明發光模組於一第二變化中之外觀示意圖。

第7圖繪示本發明照明裝置採用第二變化之導光板之示意圖。

100．．．發光模組

200．．．導光板

210．．．正面

211．．．第二微結構圖案

230．．．半圓體

231．．．圓周側面

240．．．矩形本體

241．．．傾斜側面

400．．．發光元件

410．．．光線

D1．．．方向

D2．．．方向

Claims (14)

1. 一種發光模組，包含：一導光板，具有至少一入光側面及至少一出光側面，該至少一入光側面與該至少一出光側面分別位於該導光板兩相對側，且該至少一出光側面為拋物面；一粗糙面結構，形成於該至少一出光側面上；以及至少一發光元件，分別朝該至少一入光側面發光。
2. 如請求項1所述之發光模組，其中該粗糙面結構為一第一微結構圖案，該第一微結構圖案包含多個相互間隔排列之凹部或凸部或凹部與凸部。
3. 如請求項2所述之發光模組，其中該粗糙面結構全面或局部地形成於該出光側面上。
4. 如請求項2所述之發光模組，其中該導光板包含：一矩形本體；以及一半圓體，連結該矩形本體，該半圓體之一圓周面遠離該矩形本體，且該圓周面為該出光側面，其中該矩形本體遠離該半圓體之二相對稱之傾斜側面分別為該一入光側面。
5. 如請求項2所述之發光模組，其中該導光板包含：一矩形本體；以及一半圓體，連結該矩形本體，該半圓體之一圓周面遠離該矩形本體，且該圓周面為該出光側面，其中該矩形本體遠離該半圓體之單一側面為該入光側面。
6. 如請求項4或5所述之發光模組，其中該導光板包含一出光正面，該出光正面包含一第二微結構圖案，該第二微結構圖案為圓形，一併地位於該矩形本體與該半圓體上。
7. 如請求項2所述之發光模組，其中該導光板包含：一花型本體，係由多個花瓣部所連接而成，該些花瓣部共同圍繞出一中心開口，其中該些花瓣部面對該中心開口之多個側面分別為多個該入光側面，該些花瓣部遠離該中心開口之多個外側面分別為多個該至少一出光側面。
8. 一種導光板，包含：一半圓體；以及一矩形本體，連結該半圓體，且遠離該半圓體之一圓周側面，該矩形本體包含至少一入光面，該至少一入光面遠離該圓周側面；以及一粗糙面結構，形成於該半圓體之該圓周側面上。
9. 如請求項8所述之導光板，其中該粗糙面結構為一第一微結構圖案，該第一微結構圖案包含多個相互間隔排列之凹部或凸部或凹部與凸部。
10. 如請求項9所述之導光板，其中該粗糙面結構全面或局部地形成於該半圓體之該圓周側面上。
11. 如請求項10所述之導光板，其中該導光板包含一出光正面，該出光正面包含一第二微結構圖案，該第二微結構圖案為圓形，一併地位於該矩形本體與該半圓體上。
12. 一種導光板，包含：一花型本體，係由多個花瓣部所連接而成，該些花瓣部共同圍繞出一中心開口，該些花瓣部面對該中心開口分別具有一入光側面，該些花瓣部遠離該中心開口分別具有一出光側面；以及多個粗糙面結構，分別形成於該些出光側面上。
13. 如請求項12所述之導光板，其中每一該些粗糙面結構為一第一微結構圖案，該第一微結構圖案包含多個間隔排列之凹部或凸部或凹部與凸部。
14. 如請求項12所述之導光板，其中每一該些粗糙面結構全面或局部地形成於該出光側面上。