TW201418803A - 導光板結構及其導光板製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種導光板結構包含一導光板、一第一介質層、一光學微結構、一第二介質層,以及一反射層。該導光板具有一出光面以及一底面,該出光面與該底面彼此相對。該第一介質層形成於該出光面上。該光學微結構形成於該底面上,用來使該導光板內之光線從該出光面射出。該第二介質層形成於該光學微結構上,該第一介質層與該第二介質層之折射率係小於該導光板之折射率且大於空氣之折射率。該反射層形成於該第二介質層上,用來反射該導光板內之光線從該出光面射出。
Description
本發明關於一種導光板結構及其導光板製造方法,尤指一種分別形成於導光板之出光面以及底面上之介質層的折射率介於導光板之折射率與空氣折射率之間的導光板結構及其導光板製造方法。
請參閱第1圖,其為先前技術之鍵盤1的部分剖面示意圖。如第1圖所示,鍵盤1包含一底板10、複數個按鍵12以及一背光模組14。每一個按鍵12係設置於底板10上,以供使用者按壓,進而執行使用者所欲輸入的功能。背光模組14設置於底板10下,以提供鍵盤1發光的光源。背光模組14包含一遮光板140、一導光板142、一金屬板144、一反射片146以及一發光單元148。遮光板140係設置於底板10下,導光板142係設置於遮光板140下,金屬板144係設置於導光板142下,反射片146則是設置於金屬板144上且位於導光板142下。發光單元148設置於導光板142之一側,使得發光單元148發射之光線可利用在導光板142內會發生全反射以及會被反射片146反射的設計以從導光板142均勻地射出,並接著朝底板10的方向通過遮光板140而投射出按鍵12之外,藉以產生鍵盤1發光之效果。
在上述設計中,光線之全反射現象係利用導光板142之折射率大
於位於遮光板140與導光板142之間隙中的空氣的折射率(可視為1)之設計來產生,然而,由於導光板142之表面未受到適當的保護,因此,在將導光板142組裝至鍵盤1內的過程中,往往會出現導光板142之表面受到異物(如油脂、灰塵髒污等)附著或劃傷等狀況,如此就會導致導光板142內之光線全反射被破壞而發生漏光或光線傳遞距離不長等現象,從而影響到導光板142之光線使用效率以及發光均勻度。此外,由第1圖可知,背光模組14係採用導光板142設置於遮光板140以及反射片146之間的設計以發揮引導光線從對應按鍵12之位置均勻射出的效果,但導光板142、遮光板140以及反射片146之配置會佔據過多的鍵盤內部空間,故不利於鍵盤1之薄型化設計。
本發明之目的之一在於提供一種分別形成於導光板之出光面以及底面上之介質層的折射率介於導光板之折射率與空氣折射率之間的導光板結構及其導光板製造方法,以解決上述之問題。
根據一實施例,本發明之導光板結構包含一導光板、一第一介質層、一光學微結構、一第二介質層,以及一反射層。該導光板具有一出光面以及一底面,該出光面與該底面彼此相對。該第一介質層形成於該出光面上。該光學微結構形成於該底面上,用來使該導光板內之光線從該出光面射出。該第二介質層形成於該光學微結構上,該第一介質層與該第二介質層之折射率係小於該導光板之折射
率且大於空氣之折射率。該反射層形成於該第二介質層上,用來反射該導光板內之光線從該出光面射出。
根據另一實施例,本發明之導光板製造方法包含提供具有一出光面以及一底面之一導光板、形成一光學微結構於該底面上、以表面塗佈或共押出成型之方式分別將第一介質層及第二介質層形成於該出光面以及該光學微結構上,以及形成一反射層於該第二介質層上。該第一介質層與該第二介質層之折射率係小於該導光板之折射率且大於空氣之折射率。
綜上所述,本發明係利用分別形成於導光板之出光面以及底面上之介質層的折射率介於導光板之折射率與空氣折射率之間的設計,以使得光線可確實地在導光板內產生全反射現象,從而增加光線在導光板內之光線傳遞距離並提升光線能量傳遞效果。除此之外,利用光學微結構以及反射層直接形成於導光板上之配置以取代先前技術中所提及之於導光板上下分別設置遮光板以及反射片之配置,本發明所提供之導光板結構的整體厚度係可有效地縮減以利於後續鍵盤薄型化設計。另外,透過第一介質層與第二介質層以及反射層所共同形成之夾層保護設計以及第二介質層形成於導光板與反射層之隔離設計,本發明亦可有效地防止在將導光板結構在組裝至鍵盤內的過程中出現導光板之表面受到異物(如油脂、灰塵髒污等)附著或劃傷等狀況,以及避免導光板內之光線直接被反射層吸收,從而進一步地提升導光板結構之光線使用效率以及發光均勻度。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第2圖,其為根據本發明之一實施例所提出之一導光板結構100設置於一鍵盤102內之部分剖面示意圖,如第2圖所示,導光板結構100係應用於鍵盤102之發光設計上,但不以此應用為限。在此實施例中,導光板結構100係設置於鍵盤102內對應複數個按鍵104之位置上,而鍵盤102內之一發光單元106(如發光二極體(Light Emitting Diode,LED)等)則是設置於導光板結構100之一側,藉以使得發光單元106所發射之光線可經由導光板結構100朝按鍵104的方向投射出,從而發揮鍵盤102具有發光功能的效果。
於此針對導光板結構100之結構設計進行詳細之描述,請參閱第3圖以及第4圖,第3圖為第2圖之導光板結構100之部分放大示意圖,第4圖為使用本發明之一導光板製造方法以形成第3圖之導光板結構100之流程圖。如第3圖所示,導光板結構100包含一導光板108、一第一介質層110、一光學微結構112、一第二介質層114,以及一反射層116,其中光學微結構112在第3圖中僅以凹凸結構簡示之,但不受此限,其亦可採用其他常見之光學微結構設計,例如油墨圖樣層等。導光板108具有一出光面118以及一底面120,出光面118係與底面120彼此相對。如第4圖所示,本發明之導光
板製造方法包含下列步驟。
步驟400:提供導光板108;步驟402:形成光學微結構112於底面120上;步驟404:以表面塗佈或共押出成型(Co-extrusion)之方式分別將第一介質層110及第二介質層114形成於出光面118以及光學微結構112上;步驟406:形成反射層116於第二介質層114上。
由上述步驟可知,第一介質層110係形成於出光面118上,光學微結構112係形成於底面120上以用來散射或漫射導光板108內之光線從出光面118射出,第二介質層114係形成於光學微結構112上,反射層116係形成於第二介質層114上,用來反射導光板108內之光線從出光面118射出,在此實施例中,第一介質層110以及第二介質層114係較佳地以表面塗佈或共押出成型之方式分別形成於出光面118以及光學微結構112上,反射層116係較佳地以噴漆、印刷、燙金、濺鍍或物理氣相蒸鍍(Physical Vapor Deposition,PVD)之方式形成於第二介質層114上,而光學微結構112則是較佳地以熱壓、油墨印刷,或紫外線固化之方式形成於底面120上,但不受此限,換句話說,只要是可用來將第一介質層110、光學微結構112、第二介質層114以及反射層116形成於導光板108上之成型製程,其均可為本發明所採用之。至於上述第一介質層110、光學微結構112、第二介質層114以及反射層116之成型製程的相關說明,其係
常見於先前技術中,故於此不再贅述。
更詳細地說,本發明係採用第一介質層110與第二介質層114之折射率係小於導光板108之折射率且大於空氣之折射率的設計,藉以確實地達到光線可在導光板108內發生全反射之目的。舉例來說,在此實施例中,導光板108係可由聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)材質所組成,其材質折射率約等於1.5,而第一介質層110以及第二介質層114係可由二氧化矽材質所組成,其材質折射率約等於1.2。需注意的是,導光板108與第一介質層110以及第二介質層114之組成材質的選用可不限於上述實施例,其係可依據導光板結構100之實際應用需求而有所變化。
透過上述配置,在光線入射至導光板108內之後,光線即可在導光板108內行進,並在入射至導光板108之底面120時,藉由反射層116之光學反射設計以及光學微結構112之光學散射或漫射設計而從對應鍵盤102之按鍵104的位置經由出光面118投射出鍵盤102之外,從而使得鍵盤102發光。在上述過程中,由於導光板108之出光面118以及底面120上係分別形成有其折射率大於空氣折射率且小於導光板108之折射率的第一介質層110以及第二介質層114,因此,發光單元106所發出之光線即可確實地在導光板108內產生全反射現象,藉以增加光線在導光板108內之光線傳遞距離並提升光線能量傳遞效果。
除此之外,在引導光線從對應鍵盤之按鍵的位置經由導光板之出光面投射出鍵盤外的設計方面,本發明係利用光學微結構112以及反射層116直接形成於導光板108上之配置以取代先前技術中所提及之在導光板上下分別設置遮光板以及反射片之配置,藉以產生相同的光線引導效果。如此一來,透過省略遮光板以及反射片之設計,導光板結構100之整體厚度係可有效地縮減以利於後續鍵盤薄型化設計。
另外,透過第一介質層110與第二介質層114以及反射層116所共同形成之夾層保護設計以及第二介質層114形成於導光板108與反射層116之隔離設計,本發明亦可有效地防止在將導光板結構100在組裝至鍵盤102內的過程中出現導光板108之表面受到異物(如油脂、灰塵髒污等)附著或劃傷等狀況,以及避免導光板108內之光線直接被反射層116吸收,從而進一步地提升導光板結構100之光線使用效率以及發光均勻度。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1、102‧‧‧鍵盤
10‧‧‧底板
12、104‧‧‧按鍵
14‧‧‧背光模組
100‧‧‧導光板結構
106、148‧‧‧發光單元
108、142‧‧‧導光板
110‧‧‧第一介質層
112‧‧‧光學微結構
114‧‧‧第二介質層
116‧‧‧反射層
118‧‧‧出光面
120‧‧‧底面
140‧‧‧遮光板
144‧‧‧金屬板
146‧‧‧反射片
400、402、404、406‧‧‧步驟
第1圖為先前技術之鍵盤的部分剖面示意圖。
第2圖為根據本發明之一實施例所提出之導光板結構設置於鍵盤內之部分剖面示意圖。
第3圖為第2圖之導光板結構之部分放大示意圖。
第4圖為使用本發明之導光板製造方法以形成第3圖之導光板結構之流程圖。
100‧‧‧導光板結構
108‧‧‧導光板
110‧‧‧第一介質層
112‧‧‧光學微結構
114‧‧‧第二介質層
116‧‧‧反射層
118‧‧‧出光面
120‧‧‧底面
Claims (10)
- 一種導光板結構,其包含:一導光板,其具有一出光面以及一底面,該出光面與該底面彼此相對;一第一介質層,其形成於該出光面上;一光學微結構,其形成於該底面上,用來使該導光板內之光線從該出光面射出;一第二介質層,其形成於該光學微結構上,該第一介質層與該第二介質層之折射率係小於該導光板之折射率且大於空氣之折射率;以及一反射層,其形成於該第二介質層上,用來反射該導光板內之光線從該出光面射出。
- 如請求項1所述之導光板結構,其中該導光板係由聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)材質所組成,該第一介質層以及該第二介質層係由二氧化矽材質所組成。
- 如請求項1所述之導光板結構,其中該第一介質層以及該第二介質層係以表面塗佈或共押出成型之方式分別形成於該出光面以及該光學微結構上。
- 如請求項1所述之導光板結構,其中該反射層係以噴漆、印刷、燙金、濺鍍或物理氣相蒸鍍(Physical Vapor Deposition,PVD) 之方式形成於該第二介質層上。
- 如請求項1所述之導光板結構,其中該光學微結構係以熱壓、油墨印刷,或紫外線固化之方式形成於該底面上。
- 一種導光板製造方法,其步驟包含:提供一導光板,其具有一出光面以及一底面;形成一光學微結構於該底面上;以表面塗佈或共押出成型之方式分別將第一介質層及第二介質層形成於該出光面以及該光學微結構上,其中該第一介質層與該第二介質層之折射率係小於該導光板之折射率且大於空氣之折射率;以及形成一反射層於該第二介質層上。
- 如請求項6所述之導光板製造方法,其中該導光板係由聚碳酸酯材質所組成,該第一介質層以及該第二介質層係由二氧化矽材質所組成。
- 如請求項6所述之導光板製造方法,其中該第一介質層以及該第二介質層係以表面塗佈或共押出成型之方式分別形成於該出光面以及該光學微結構上。
- 如請求項6所述之導光板製造方法,其中該反射層係以噴漆、印 刷、燙金、濺鍍或物理氣相蒸鍍之方式形成於該第二介質層上。
- 如請求項6所述之導光板製造方法,其中該光學微結構係以熱壓、油墨印刷,或紫外線固化之方式形成於該底面上。
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