TW201500780A

TW201500780A - 導光結構及其製造方法

Info

Publication number: TW201500780A
Application number: TW102121581A
Authority: TW
Inventors: Yu-Xuan Tian; Wen-Huan Lin; Da-Wei Wang; yan-long Chen
Original assignee: Forhouse Corp
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2015-01-01
Also published as: TWI493236B

Abstract

一種導光結構，包含有一本體，具有一頂面及一底面相對於該頂面，該頂面相鄰例如一導光板，該底面對應於一光源組；多個第一微結構凹設於該頂面，以及多個第二微結構位於該底面，利用該第一微結構凹設的結構，改善光源的發光角度使光線發散更好，藉以提高出光均勻度；另外，本發明提供一種所述導光結構的製造方法。

Description

導光結構及其製造方法

本發明係與導光結構有關，更詳而言之，係指一種導光結構及其製造方法。

目前為減少顯像不均現象所造成的亮、暗條紋之方法是以減少光源之間的距離，而此方法勢必需要增加光源的排列數量，無形中增加了生產成本；其次，在導光板的入光面添加微結構，將使得導光板於製作過程中因其微結構之射出無法有效控制到百分百的品質，且製作過程必須提高模具的製造成本。

有鑑於此，經本發明人本於多年從事相關產品之設計經驗與改良，終於完成本發明。

有鑒上述缺失，本發明之主要目的在於提供一種具有雙面光學微結構設計之導光結構及其製造方法，適用於一導光板之入光面上，用以均勻化多個光源投射入該導光板上的光線，藉以改善該導光板上顯影不均的現象。

為達成上述之目的，本發明提供一種導光結構，其包含用於一導光板之導光結構，該導光結構包含有：一本體，具有一頂面及一底面相對於該頂面，該頂面相鄰例如一導光板，該底面對應於一光源組；多個第一微結構凹設於該頂面，以及多個第二微結構位於該底面。

同時，本發明另提供一種使用前述導光結構的製造方法，包含有如下步驟：提供兩本體，在各本體分別形成該第一微結構與第二微結構，並將兩本體相互貼合；其中該兩本體相互貼合的步驟係在形成該第一微結構與第二微結構之後。

另外，本發明更提供一種使用前述導光結構的製造方法，包含有如下步驟：(A)取用一第一模及一第二模；(B)將一本體原料加熱熔融；(C)注入該本體原料，該第一模壓住成形該第一微結構，該第二模壓住成形該第二微結構。

據上述，本發明利用該第一微結構凹設的結構，改善光源的發光角度使光線發散更好，並藉以提高出光均勻度之發明，惟以上所述僅用來解釋本發明之實施例，並非企圖據以對本發明做任何形式上之限制，故在本發明之精神下，所作任何修飾變更皆屬本發明之保護範圍。

(10)‧‧‧導光結構

(11)‧‧‧本體

(12)‧‧‧頂面

(13)‧‧‧底面

(15)‧‧‧第一微結構

(16)‧‧‧第二微結構

(20)‧‧‧導光板

(30)‧‧‧光源組

(40)‧‧‧黏合層

(H1)‧‧‧第一深度

(H2)‧‧‧第二深度

(D1)‧‧‧第一寬度

(D2)‧‧‧第二寬度

(P1)‧‧‧第一節距

(P2)‧‧‧第二節距

(R1)(R2)(R3)‧‧‧滾輪

(M1)‧‧‧第一模

(M2)‧‧‧第二模

(L1)‧‧‧凸圓

(L2)‧‧‧凸圓

(T1)‧‧‧上模

(T2)‧‧‧下模

(M3)‧‧‧模穴

(W)‧‧‧澆道

第1圖係本發明一較佳實施例之剖視圖。

第2圖係本發明一較佳實施例之微結構放大視圖。

第3圖係本發明另一較佳實施例之剖視圖。

第4圖係本發明一較佳實施例之製造方法示意圖。

第5圖A係本發明又一較佳實施例之製造方法示意圖。

第5圖B係本發明又一較佳實施例之製造方法示意圖。

第5圖C係本發明又一較佳實施例之製造方法示意圖。

第5圖D係本發明又一較佳實施例之製造方法示意圖。

為詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲舉以下較佳實施例並配合圖式說明如後，惟非用以限制本發明之範疇，合先敘明。

首先，請參閱第1圖及第2圖，本發明一較佳實施例之導光結構(10)，該導光結構(10)適用於一導光板(20)的入光面上，該導光結構(10)包含有：一本體(11)，係為一透明材料製成，本實施例中該本體(11)係由聚對苯二甲酸乙酯(PET)材料所製成，且該本體(11)材質的折射率小於該導光板(20)之材質；一頂面(12)位於該本體(11)且該頂面(12)相鄰於該導光板(20)的入光面；一底面(13)相反於其頂面(12)的一面；多個第一微結構 (15)，該第一微結構(15)位於該本體(11)之頂面(12)且該第一微結構(15)自該頂面(12)凹設於該本體(11)，該第一微結構(15)呈圓弧形；以及多個第二微結構(16)位於該本體(11)之底面(13)且該第二微結構(16)自該底面(13)凹設於該本體(11)或該凸設於該本體(11)，該第二微結構(16)呈圓弧形，本實施例中該該第二微結構(16)係凹設於該本體(11)，該第二微結構(16)相對應於一光源組(30)，該光源組(30)可為節能燈管或冷陰極管，該導光結構(10)可運用於光學板子或導光膠帶，本實施例中該導光結構(10)運用於光學薄膜，且該光源組(30)係為發光二極體(LED)。

其中，該第一微結構(15)自該頂面(12)凹設於該本體(11)，該第一微結構(15)自其頂點到其底部定義為一第一深度(H1)，如第2圖所示，該第一微結構(15)的兩頂點間的距離定義為一第一寬度(D1)，且該第一寬度(D1)之長度距離介於等於或小於該圓弧曲線之直徑，該兩相鄰之第一微結構(15)的間距定義為一第一節距(P1)；該第二微結構(16)自該底面(13)凹設於該本體(11)，該第二微結構(16)自其頂點到其底部定義為為一第二深度(H2)，如第2圖所示，該第二微結構(16)的兩頂點間的距離定義為一第二寬度(D2)，且該第二寬度(D2)之長度距離介於等於或小於該圓弧曲線之直徑，該兩相鄰之第二微結構(16)的間距定義為一第二節距(P2)；其中，當該深度除上該寬度定義為一深寬比值。

接著，本實施例的使用方法更詳細地解說如下，其中：本發明之導光結構(10)在實際使用時，該導光結構(10)之第一微結構(15)相鄰於該導光板(20)的入光面上，當該第一微結構(15)與該導光板(20)的入光面銜接時可定義該第一微結構(15)為一平凸透鏡，且置於該第一微結構(15)內之介質其折射率需小於該導光板(20)，本實施例中該第一微結構(15)所包覆之內部介質為空氣；該光源組(30)相鄰於該導光結構(10)之第二微結構(16)；該光源組(30)之照射光線入該第二微結構(16)，進入該導光結構(10)之光線直接射入該第二微結構(16)經由第一次折射效果後，再透過經由該導光結構(10)之第一微結構(15)所包圍之內部介質，藉由該內部介質之折射率小於該導光板(20)，藉此達成二次折射的效果，使其光線透出得更加地擴散、均勻。其中，藉由方均根值(RMS，Root Mean Square)可測得其數據而得知其出光均勻度表現。

因此，發明人玆將本發明第一節距(P1)相對於該第二節距(P2)的倍數作出各種設定，得到數據如下表所示：

由上表可以得知，當該方均根值越小，則該導光結構(10)之整體光線透出得更加地擴散、均勻。首先，當該第一節距(P1)為該第二節距(P2)的4倍至6倍之間，該方均根值均小於0.2，屬本發明所涵蓋之最佳範圍，其中又以該第一節距(P1)為該第二節距(P2)的4倍時，該方均根值為0.1957實為本發明之最佳值。

再者，當該第一節距(P1)為該第二節距(P2)的3倍至4倍時其方均根值介於0.2003至0.1957之間，以及該第一節距(P1)為該第二節距(P2)的6倍至8倍時，該方均根值介於0.1980至0.2006之間，則屬本發明的次佳結果；因此，由上述所知該第一節距(P1)為該第二節距(P2)的3倍至8倍之間亦屬本發明所涵蓋之範圍。

最後，由表可知，當該第一節距(P1)相對於該第二節距(P2)的倍數大於等於1.75倍至小於14倍之間，其方均根值(RMS)均為良好，因此同屬本發明所保護的範圍。綜合來說，該第一節距(P1)大於該第二節距(P2)即屬本發明所保護的範圍。

另外，藉由本發明實驗的試驗結果可以確認該導光結構(10)之第一微結構(15)的深度為5.96μm，該第一微結構(15)的寬度為9.66 μm，則該第一微結構(15)之深寬比值為0.62；該導光結構(10)之第二微結構(16)的深度為6.125μm，該第一微結構(15)的寬度為12.35μm，則該第二微結構(16)之深寬比值為0.5；經由上述實驗的試驗所得該第一微結構(15)之深寬比值大於該第二微結構(16)之深寬比值，藉此有效地將光源發散，使光線之折射角具加大之效果，該導光結構(10)整體亮度分布最為均勻。

綜合本實施例所述，本發明導光結構(10)之折射效果較習知導光結構更佳，且該導光結構(10)具有雙凹透鏡(Concave)結構設計，藉以有效地將光源組(30)之光線發散，使光線之折射角增大之效果，並有效提高出光均勻度，該導光結構(10)其結構簡單，配置容易，因此可使出光得到良好的改散效果，從而減少光源的數量，以降低生產成本。

除了以上的舉例之外，如第3圖所示，本發明更提供另一較佳導光結構(10)之實施例，也與前述實施例大體相同，其不同點在於：該導光結構(10)更具有一黏合層(40)，位於該本體(11)之頂面(12)，該黏合層(40)介於該本體(11)與該導光板(20)之間，且該黏合層(40)的材質可與該本體(11)相同或不相同，本實施例中該黏合層(40)係由聚對苯二甲酸乙酯材料所製成；該黏合層(40)係使用硬塗技術附著於該本體(11)，該黏合層(40)使該導光結構(10)相鄰於該導光板(20)上，藉以使該光源組(30)的光線經由該第一微結構(15)及第二微結構(16)的折射後進入該導光板(20)，以提高整體亮度的問題。

本發明以上實施例之導光結構(10)，另外的重點在於其製造方法，如第4圖所示，包括有如下步驟：首先提供原料塗覆於兩本體(11)，藉由該滾輪(R1)進行傳輸；該第二模(M2)具有一凸圓(L2)，該凸圓(L2)位於該第二模(M2)之外緣且該凸圓(L2)呈連續分佈，該第二模(M2)與兩滾輪(R2)(R3)滾壓該一本體(11)，使該本體(11)之底面(13)經滾壓形成該第二微結構(16)；該第一模(M1)具有一凸圓(L1)，該凸圓(L1)位於該第一模(M1)之外緣，該第一模(M1)與兩滾輪(R2)(R3)滾壓該另一本體(11)，使該另一本體(11)之頂面(12)經滾壓形成該第一微結構(15)；將兩本體經由滾壓過程中開始相互貼合。藉此使該本體(11)之頂面(12)形成該第一微結構(15)，以及該本體(11)之底面(13)形成該第二微結構(16)。

藉此，該兩本體相互貼合的步驟係在形成該第一微結構(15)與二微結構(16)之後，其不會有習知生產技術即一滾壓成型步驟後立即加熱與冷卻所造成的高成本之問題，本發明導光結構(10)的滾壓製程速度將會較習知結構或製造方法的導光結構(10)大幅提升；再者，由於該第一微結構(15)及該第二微結構(16)係在冷卻之前施以滾壓而成型者，更可提高滾壓製程速度、降低營運成本以及構造簡單等優勢。

此外，本發明又提供另一較佳導光結構(10)的製造方法，也與前述步驟大體相同，其重點如第5圖所示，包括有如下步驟：(A)取用一第一模(M1)及一第二模(M2)；(B)將一本體(11)原料加熱熔融；(C)注入該本體(11)原料，該第一模(M1)壓住成形該第一微結構(15)，該第二模(M2)壓住成形該第二微結構(16)。

該第一模(M1)、多個位於該第一模(M1)內側之凸圓(L1)以及一澆道(W)構成一上模(T1)；又該第二模(M2)及多個位於該第二模(M2)內側之凸圓(L2)構成一下模(T2)；該上模(T1)與該下模(T2)契合形成一模穴(M3)，將該本體(11)原料經由該澆道(W)注入該模穴(M3)，使該本體(11)原料填滿該模穴(M3)；其中，該本體(11)原料可以為液態材料或膠狀材料，本實施例中該本體(11)原料係為聚對苯二甲酸乙酯材料；將已經填滿該本體(11)原料之模穴(M3)進行加壓及加熱過程，藉此使該本體(11)固化；該本體(11)之頂面(12)形成該第一微結構(15)，以及該底面(13)形成該第二微結構(16)。

藉此，該第一微結構(15)及第二微結構(16)係與該本體(11)經由加壓一體成型，更可提高製程速度、大量生產、降低營運成本以及便於操作等優勢。

本發明導光板之導光結構，除了如前項所述之外，亦可變化如下：首先，該第一微結構(15)及第二微結構(16)之寬度可介於5.795μm至6.125μm之間，均屬本發明所涵蓋之範圍；再者，該第一微結構(15)及第二微結構(16)之深度可介於5.96μm至6.29μm之間，亦屬本發明所涵蓋之範圍。

綜上所陳，藉由本發明以上實施例說明之後，可以了解本發明之導光結構(10)，其有效地將光源組(30)之光線發散，使光線之折射角增大之效果，有效將亮暗條紋區域減至較少；同時，本發明雙面微結構的上述製造，其導光結構(10)製品的滾壓製程速度及良率將會較習知產品大幅提高；再者，該導光結構(10)利用該第一微結構凹設的結構，改善光源的發光角度使光線發散更好，並減輕亮暗條紋區域，從而減少該光源的數量，以降低生產成本之目的。

最後，本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用於限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。