TW201326977A - 發光裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置包括一導光單元、一光源以及一反射元件。導光單元具有複數導光微結構，該等導光微結構位於導光單元之一底面。光源設置於導光單元之一入光面。反射元件設置於底面，並具有複數反射微結構，該等反射微結構與該等導光微結構係緊接設置，並藉由同一熱壓製程形成。本發明亦揭露一種發光裝置的製造方法。本發明可將由導光單元底面射出的光線再反射至導光單元內，更可提高發光裝置之光線利用率。

Description

發光裝置及其製造方法

本發明係關於一種發光裝置，特別關於一種具有反射元件的發光裝置。

近年來，由於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)在製程與材料方面的不斷改良，使得發光二極體的發光效率大幅提升。不同於一般的日光燈或省電燈泡，發光二極體具有低耗電量、使用壽命長、安全性高、發光響應時間短及體積小等特性，因此也逐漸地應用於照明設備、燈箱或背光模組中。其中，照明設備例如是室內燈具、手電筒、汽機車的頭、尾燈及其他的照明裝置，而背光模組例如是平面顯示裝置之背光模組。

請參照圖1所示，其為一種習知發光裝置1之側視示意圖。發光裝置1包括一光源11、一導光板12以及一個反射片13。其中，光源11包含至少一發光二極體，例如可為一發光二極體光條(LED light bar)，圖1中只顯示出一個發光二極體光條的側面圖。

光源11係設置於導光板12之側邊，並分別發出光線由導光板12之一入光面121入射至導光板12。導光板12的作用在於引導光線的傳輸方向，並藉由光線於導光板12內部之全反射，再加上位於導光板12底面123上的複數微結構M破壞光線的全反射，可使光線由導光板12之一出光面122射出，並形成均勻的面光源。另外，反射片13係設置於導光板12之底面123，以將由底面123射出的光線反射回導光板12。

然而，反射片13的設置雖然可將光源11發出的光線反射而由導光板12之出光面122射出，但是習知之導光板12由於在底面123具有微結構M，因此導光板12與反射片13並無法緊密的接合在一起，往往會造成部分光線由導光板12及反射片13之間射出，進而降低了發光裝置1之光線利用率。

因此，如何提供一種發光裝置及其製造方法，可更加提高發光裝置之光線利用率，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種可更加提高光線利用率之發光裝置及其製造方法。

為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置包括一導光單元、一光源以及一反射元件。導光單元具有複數導光微結構，該等導光微結構位於導光單元之一底面。光源設置於導光單元之一入光面。反射元件設置於底面，並具有複數反射微結構，該等反射微結構與該等導光微結構係緊接設置，並藉由同一熱壓製程形成。

在一實施例中，該等導光微結構及該等反射微結構的剖面形狀分別為三角形、弧形、曲面、錐形、多邊形或不規則形。

在一實施例中，該等導光微結構及該等反射微結構的俯視形狀分別為圓形、多邊形或不規則形。

在一實施例中，該等導光微結構及該等反射微結構的形狀係互補且凹凸配合。

在一實施例中，該等導光微結構及該等反射微結構鄰近導光單元之入光面的尺寸或分布密度，係小於遠離入光面的尺寸或分布密度。

在一實施例中，尺寸係為高度、或深度、或寬度、或大小、或直徑。

為達上述目的，依據本發明之一種發光裝置的製造方法包括：將一反射膜片疊置於一透光板材上；以及將一微結構圖案熱壓於反射膜片及透光板材，以形成具有複數導光微結構之一導光單元及具有複數反射微結構之一反射元件。

在一實施例中，熱壓製程包括：利用一具有微結構圖案的模具，並加熱及加壓於反射膜片及透光板材。

在一實施例中，熱壓製程包括：利用一滾輪滾壓反射膜片及透光板材。

在一實施例中，製造方法更包括：設置一光源於導光單元之一入光面。

承上所述，因本發明發光裝置之導光單元具有複數導光微結構，該等導光微結構係位於導光單元之一底面，而反射元件係設置於底面，並具有複數反射微結構，且該等反射微結構與該等導光微結構係緊接設置，並藉由同一熱壓製程形成。藉此，可使反射元件之反射微結構完全緊接於導光單元之導光微結構，因此可減少反射元件與導光單元之間的距離，避免光線由反射元件與導光單元之間的空隙漏出，故與習知技術相較，更可提高發光裝置的光線利用率。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種發光裝置及其製造方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

請參照圖2A及圖2B所示，其分別為本發明較佳實施例之一種發光裝置2的部分側視圖及部分仰視圖。

發光裝置2包括一導光單元21、一光源22以及一反射元件23。先說明的是，本發明之發光裝置2例如可為一照明裝置、廣告燈箱、發光鍵盤、平面顯示裝置之背光模組、或其他電子裝置的光源模組。其中，照明裝置例如可作為室內照明、室外照明、手持式照明、汽機車的頭、尾燈或是庭院造景燈等等。於此，係以發光裝置2作為照明裝置為例。

導光單元21具有複數導光微結構211，該等導光微結構211係位於導光單元21之一底面B。其中，導光單元21係以透光材料製成，而透光材料例如可為丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚乙烯樹脂或玻璃，於此並不加以限制。導光單元21的剖面形狀可例如為平板狀或楔形。於此，係以平板狀的導光單元21為例。

光源22設置於導光單元21之一入光面I。於此，光源22係鄰設於導光單元21之入光面I，光源22所發出的光線係由入光面I進入導光單元21，且由導光單元21之一出光面O射出。其中，光源22可例如包含至少一發光二極體、至少一有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)、至少一冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)、或至少一熱陰極螢光燈管(hot cathode fluorescent lamp,HCFL)。於此，係以具有複數發光二極體的一發光二極體光條為例。另外，在其它的實施態樣中，也可於導光單元21之入光面I的相對一側設置另一光源(圖未顯示)，以使兩個光源22可分別由相對兩側之入光面I射入光線至導光單元21內。

反射元件23設置於導光單元21之底面B，並可將由底面B所射出的光線再反射至導光單元21之內部。其中，反射元件23可為一反射層(例如為金屬鍍層)或一反射片，於此，係以一反射片為例，且其厚度係小於導光單元21的厚度。另外，反射元件23可具有反射材料，而反射材料例如可包含金屬、金屬氧化物、高反射漆(白漆)、或其組合。

反射元件23具有複數反射微結構231，而該等反射微結構231與導光單元21之該等導光微結構211係緊接設置。所謂緊接設置是指，該等導光微結構211及該等反射微結構231的形狀係可為互補且凹凸配合，且該等導光微結構211及該等反射微結構231的尺寸實質上相等。換言之，如圖2A所示，在本實施例中，導光微結構211係朝向導光單元21之內部凹陷，而反射微結構231與導光微結構211係彼此緊貼，使得反射微結構231朝向導光單元21凸起，而導光微結構211凹陷的尺寸則實質上與反射微結構231外凸的尺寸相等。當然，也可以是導光微結構211向外凸起，而反射微結構231向內部凹陷。故反射微結構231與導光微結構211的形狀係彼此互補且凹凸配合。因此，可減少反射元件23與導光單元21之間的距離，避免光線由反射元件23與導光單元21之間的空隙漏出，以進一步提昇發光裝置2的光線利用率。

另外，如圖2A所示，該等導光微結構211及該等反射微結構231的剖面形狀可分別為三角形、弧形、曲面、多邊形或不規則形。於此，係以三角形為例。再者，如圖2B所示，該等導光微結構211及該等反射微結構231的俯視形狀係以一四邊形為例，然並不以此為限。在其它的實施態樣中，導光微結構211及反射微結構231的俯視形狀也可分別為圓形、不規則形或其它多邊形。於此，並不加以限制。

另外，光源22所發出之光線係由入光面I入射至導光單元21，且入射的光線係於導光單元21進行全反射，以將光線傳遞至整個導光單元21，並藉由位於底面B的導光微結構211的設置，使得光線可由出光面O射出。為了形成一均勻的面光源或發光面，原本鄰近入光面I處由於較接近光源22，故由出光面O所射出的光線較多；而遠離入光面I處之光線則較少，因此，該等導光微結構211及該等反射微結構231鄰近導光單元21之入光面I的尺寸或分布密度，係小於遠離入光面I的尺寸或分布密度。其中，上述之尺寸例如可為導光微結構211及反射微結構231之高度、或深度、或寬度、或大小、或直徑。在本實施例中，如圖2A及圖2B所示，該等導光微結構211及該等反射微結構231鄰近導光單元21之入光面I的深度(例如深度H1)係小於遠離入光面I的深度(例如深度H2)，而且越遠離入光面I，其深度越高。如此，可控制導光單元21由出光面O射出的光量，以提供均勻的出光面O。

需要注意的是，本發明之導光單元21之該等導光微結構211及反射元件23之該等反射微結構231之所以能緊接設置，是因為導光單元21及反射元件23係藉由同一熱壓製程而形成該等導光微結構211及該等反射微結構231。其中，熱壓製程係可利用一模具加熱及壓印，以將一微結構圖案直接熱壓於疊置在一起的反射元件23及導光單元21上，故可於導光單元21上及反射元件23上分別形成複數導光微結構211及複數反射微結構231。換言之，本發明之反射元件23係先疊置於導光單元21的底面B，並利用熱壓製程將一微結構圖案由反射元件23側壓印至反射元件23及導光單元21上，以使反射元件23及導光單元21分別形成複數導光微結構211及複數反射微結構231。其中，熱壓製程也可包含一滾壓步驟，滾壓步驟係利用一具有微結構圖案之滾輪來進行壓印，以於導光單元21上及反射元件23上分別形成複數導光微結構211及複數反射微結構231。

請參照圖3A所示，其為另一實施態樣之發光裝置2a的示意圖。

發光裝置2a與發光裝置2主要的不同在於，發光裝置2a的導光單元21a之該等導光微結構211a及反射元件23a之該等反射微結構231a的剖面形狀係分別為曲面。

另外，請參照圖3B所示，其為又一實施態樣之發光裝置2b的示意圖。

發光裝置2b與發光裝置2a主要的不同在於，發光裝置2b的導光單元21b之該等導光微結構211b及反射元件23a之該等反射微結構231b鄰近導光單元21b之入光面I的分布密度係小於遠離入光面I的分布密度。換言之，導光微結構211b及反射微結構231b的深度均相等，不過，鄰近入光面I之導光微結構211b及反射微結構231b較稀疏(分布密度較小)，而遠離入光面I之導光微結構211b及反射微結構231b較密集(分布密度較大)。

請參照圖4所示，其為本發明較佳實施例的發光裝置2之製造方法的流程圖。發光裝置2的製造方法可包括步驟S01及步驟S02。

步驟S01係為：如圖5A所示，將一反射膜片R疊置於一透光板材G上。於此，反射膜片R係為一反射片，而反射片可具有反射材料，反射材料例如可包含金屬、金屬氧化物、高反射漆(白漆)、或其組合。

步驟S02係為：如圖5B所示，將一微結構圖案熱壓於反射膜片R及透光板材G，以形成具有複數導光微結構211之一導光單元21及具有複數反射微結構231之一反射元件23。於此，反射膜片R係先疊置於透光板材G，並利用熱壓製程將一微結構圖案由反射元件23側壓印至反射膜片R及透光板材G上，以形成具有複數導光微結構211之導光單元21及具有複數反射微結構231之反射元件23。而微結構圖案之剖面形狀可為三角形、弧形、曲面、多邊形或不規則形，使得經熱壓製程之後，導光微結構211及反射微結構231的剖面形狀可對應而分別為三角形、弧形、多邊形或不規則形，於此，導光微結構211及反射微結構231的剖面形狀係以三角形為例。另外，微結構圖案之俯視形狀可為圓形、多邊形或不規則形，使得經熱壓製程之後，導光微結構211及反射微結構231的俯視形狀可對應而分別為圓形、多邊形或不規則形，於此，如圖2B所示，導光微結構211及反射微結構231的剖面形狀係以四邊形為例。再者，該等反射微結構231與該等導光微結構211係一同形成，且為緊接設置。所謂緊接設置是指，該等導光微結構211及該等反射微結構231的形狀係可為互補且凹凸配合，且該等導光微結構211及該等反射微結構231的尺寸實質上相等，使得導光微結構211及該等反射微結構231與緊密接合，當然，導光微結構211及該等反射微結構231之間也可更具有黏著層以黏合導光微結構211及該等反射微結構231。此外，該等導光微結構211及該等反射微結構231鄰近導光單元21之一入光面I的尺寸或分布密度係小於遠離入光面I的尺寸或分布密度。於此，係以該等導光微結構211及該等反射微結構231鄰近導光單元21之一入光面I的深度係小於遠離入光面I的深度。

其中，步驟S02之熱壓製程係可包括：利用一具有微結構圖案的模具，並直接加熱及加壓於疊置在一起的反射膜片R及透光板材G(圖未顯示)。另外，熱壓製程也可包括一滾壓步驟，而滾壓步驟係利用一滾輪滾壓反射膜片R及透光板材G(圖未顯示)，以形成具有複數導光微結構211之導光單元21及具有複數反射微結構231之反射元件23。

此外，請參照圖6所示，其為本發明發光裝置2之製造方法的另一流程圖。其中，除了上述之步驟S01及S02之外，發光裝置2之製造方法更可包括步驟S03：如圖7所示，設置一光源22於導光單元21之入光面I。於此，係翻轉導光單元21及反射元件23後，並將光源22鄰設於導光單元21之入光面I，使光源22可發出光線由入光面I入射至導光單元21內，並可經反射元件23之該等反射微結構231反射至導光單元21內，且由出光面O射出。

此外，發光裝置2之製造方法的其它技術特徵可參照上述，於此不再贅述。

綜上所述，因本發明發光裝置之導光單元具有複數導光微結構，該等導光微結構係位於導光單元之一底面，而反射元件係設置於底面，並具有複數反射微結構，且該等反射微結構與該等導光微結構係緊接設置，並藉由同一熱壓製程形成。藉此，可使反射元件之反射微結構完全緊接於導光單元之導光微結構，因此可減少反射元件與導光單元之間的距離，避免光線由反射元件與導光單元之間的空隙漏出，故與習知技術相較，更可提高發光裝置的光線利用率。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、2、2a、2b．．．發光裝置

11、22．．．光源

12．．．導光板

121、I．．．入光面

122、O．．．出光面

123、B．．．底面

13．．．反射片

21、21a、21b．．．導光單元

211、211a、211b．．．導光微結構

23、23a、23b．．．反射元件

231、231a、231b．．．反射微結構

G．．．透光板材

H1、H2．．．深度

M．．．微結構

R．．．反射膜片

S01～S03．．．步驟

圖1為一種習知發光裝置之側視示意圖；

圖2A及圖2B分別為本發明較佳實施例之一種發光裝置的部分側視圖及部分仰視圖；

圖3A及圖3B分別為另一實施態樣之發光裝置的示意圖；

圖4為本發明較佳實施例的發光裝置之製造方法的流程圖；

圖5A及圖5B分別為本發明之發光裝置的製造示意圖；

圖6為本發明之發光裝置的製造方法之另一流程圖；以及

圖7為本發明之發光裝置的另一製造示意圖。

2．．．發光裝置

21．．．導光單元

211．．．導光微結構

22．．．光源

23．．．反射元件

231．．．反射微結構

B．．．底面

H1、H2．．．深度

I．．．入光面

O．．．出光面

Claims (10)

1. 一種發光裝置，包括：一導光單元，具有複數導光微結構，該等導光微結構位於該導光單元之一底面；一光源，設置於該導光單元之一入光面；以及一反射元件，設置於該底面，並具有複數反射微結構，該等反射微結構與該等導光微結構係緊接設置，並藉由同一熱壓製程形成。
2. 如申請專利範圍第1項項所述之發光裝置，其中該等導光微結構及該等反射微結構的剖面形狀分別為三角形、弧形、曲面、錐形、多邊形或不規則形。
3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該等導光微結構及該等反射微結構的俯視形狀分別為圓形、多邊形或不規則形。
4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該等導光微結構及該等反射微結構的形狀係互補且凹凸配合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該等導光微結構及該等反射微結構鄰近該導光單元之該入光面的尺寸或分布密度，係小於遠離該入光面的尺寸或分布密度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之發光裝置，其中該尺寸係為高度、或深度、或寬度、或大小、或直徑。
7. 一種發光裝置的製造方法，包括：將一反射膜片疊置於一透光板材上；以及將一微結構圖案熱壓於該反射膜片及該透光板材，以形成具有複數導光微結構之一導光單元及具有複數反射微結構之一反射元件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該熱壓製程包括：利用一具有微結構圖案的模具，並加熱及加壓於該反射膜片及該透光板材。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，其中該熱壓製程包括：利用一滾輪滾壓該反射膜片及該透光板材。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製造方法，更包括：設置一光源於該導光單元之一入光面。