TWI446032B - 導光板及其製作方法以及光源裝置 - Google Patents

Description

導光板及其製作方法以及光源裝置

本發明是有關於一種光學元件及其製作方法與光源裝置，且特別是有關於一種導光板及其製作方法與採用前述導光板的光源裝置。

一般而言，側邊入光式光源裝置主要包括導光板與側光源，其中側光源配置於導光板的入光面旁，且適於發出光線。導光板則用以引導光線的散射方向，並確保導光板之出光面亮度的均勻性，從而將側光源所提供的點光源或線光源轉換成面光源。

除此之外，為了提升光源裝置的出光率及輝度，習知技藝者常會對導光板的出光面進行加工。舉例來說，例如是在於導光板的出光面配置複數個溝槽結構。

然而，由於上述溝槽結構完全佈滿導光板的出光面，故常使得導光板在靠近光源出光面的附近有嚴重的熱點(hot spot)與交叉亮線，而造成出光面的亮暗不均。由上述可知，開發一種能夠解決現有問題的導光板是有其必要的。

有鑑於此，本發明提供一種導光板，能減少出光面亮暗不均的情況。

本發明提供一種導光板的製作方法，能製作上述的導光板。

本發明提供一種光源裝置，能提供均勻的面光源。

本發明提出一種導光板，具有彼此垂直的一第一方向與一第二方向。導光板包括一第一光學微結構以及一第二光學微結構。第一光學微結構設置於導光板的一可視區。第一光學微結構在第一方向中延伸。第二光學微結構設置於鄰近導光板的至少一入光面的一過渡區的至少一部分。第二光學微結構在第二方向中延伸。過渡區相鄰於可視區。具有該第一光學微結構的導光板的可視區的表面、與具有該第二光學微結構的導光板的過渡區的表面之間具有一段差。

本發明又提出一種導光板的製作方法。首先，提供一透光基板。透光基板具有彼此垂直的一第一方向與一第二方向。透光基板具有至少一入光面。繼之，從入光面開始、沿著第一方向在透光基板的至少一部分表面上形成一第一光學微結構。接著，沿第二方向移除位於鄰近入光面的第一光學微結構，以沿著第二方向形成一第二光學微結構，從而形成一過渡區及相鄰於該過渡區的一可視區。過渡區鄰近導光板之至少一入光面。第一光學微結構設置於可視區，且第二光學微結構設置於過渡區的至少一部分。具有第一光學微結構的透光基板的可視區的表面、與具有第二光學微結構的透光基板的過渡區的表面之間具有一段差。

本發明還提出一種光源裝置，包括：上述之導光板與至少一發光元件。發光元件配置於導光板的入光面旁。

在本發明的一實施例中，上述的第一光學微結構包括凹槽，且凹槽的形狀是選自於半圓形、V字形、R溝及其組合。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學微結構為不連續的刻劃線。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學微結構為連續的刻劃線。

在本發明的一實施例中，上述的導光板的兩側分別設置有過渡區。兩過渡區分別鄰近導光板兩側的入光面，且可視區位於兩過渡區之間。

在本發明的一實施例中，上述的透光基板的兩側分別設置有過渡區。兩過渡區分別鄰近透光基板兩側的入光面，且可視區位於兩過渡區之間。

在本發明的一實施例中，上述的第二光學微結構設置於該過渡區的一部分、且鄰近該可視區。

基於上述，本發明之導光板的第一光學微結構僅設置於可視區，而未佈滿整個導光板，故導光板在靠近入光面之出光面的熱點與交叉亮線現象能獲得降低，從而能提升導光板的出光均勻度。另外，位於導光板過渡區的第二光學微結構亦能提供光線霧化的效果。因此，採用上述之出光均勻之導光板的光源裝置能提供均勻的面光源。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例─導光板

圖1A為本發明第一實施例之導光板的立體示意圖。請參照圖1A，導光板100具有彼此垂直的方向D1與方向D2，且導光板100包括光學微結構110以及光學微結構120。如圖1A所示，光學微結構110設置於導光板110的可視區A1，其中光學微結構110在方向D1中延伸。光學微結構120設置於鄰近導光板100的至少一入光面S1的過渡區A2。光學微結構120在方向D2中延伸，且過渡區A2相鄰於可視區A1。另外，導光板100的可視區A1的表面A1_S與導光板100的過渡區A2的表面A2_S之間具有段差H，其中段差H例如為0.015毫米(mm)。

圖1B為圖1A之導光板沿剖面線I-I的剖面示意圖。如圖1B所示，本實施例之光學微結構110包括凹槽112，且凹槽112的形狀是選自於半圓形、V字形、R溝及其組合。應注意的是，圖1B僅示意地將凹槽112的形狀繪示為V字形，然本發明並不受限於此。換句話說，在其他實施例中，光學微結構110亦可是凸點、凸紋或其他適當形狀的光學微結構。上述光學微結構110能使光束均勻地出射至導光板100外，從而使導光板100適於提供較為均勻且輝度較高的面光源。

另一方面，如圖1A所示，位於過渡區A2的光學微結構120例如為不連續的刻劃線。然而，在其他實施例中，光學微結構120亦可為連續的刻劃線，本發明並不受限於圖1A。值得一提的是，由於本實施例之光學微結構110僅配置在可視區A1，而未佈滿整個導光板100，故導光板100在靠近入光面S1之出光面(即表面A2-S)的熱點(hot spot)與交叉亮線現象能獲得降低。換句話說，於導光板100之入光面S1附近保留過渡區A2，能使導光板100的出光較習知之導光版更均勻。除此之外，過渡區A2上的光學微結構120亦可提供光線霧化的效果，而能提升導光板100於表面A2-S的出光均勻度。

以下，將進一步說明本發明之導光板的製作方法。

第二實施例─導光板的製作方 法

圖2A至圖2C為本發明第二實施例之導光板的製作方法的流程圖。在本實施例中，導光板的製作方法適於製作圖1A的導光板100。請參照圖2A，首先提供透光基板100’。透光基板100’具有彼此垂直的方向D1與方向D2。透光基板100’具有至少一入光面S1與表面S2。

繼之，請參照圖2B，從入光面S1開始、沿著方向D1在透光基板100’的整個表面S2上形成光學微結構110。其中光學微結構110例如為凹槽112，其中凹槽112的形狀選自半圓形、V字形、R溝及其組合。應注意的是，在其他實施例中，光學微結構110亦可亦可是凸點、凸紋或其他適當形狀的光學微結構，本發明並不受限於圖2B。

再來，請參照圖2C，沿方向D2移除位於鄰近入光面S1的光學微結構110，以沿著方向D2形成光學微結構120，從而形成過渡區A2及相鄰於過渡區A2的可視區A1。其中過渡區A2鄰近導光板100之入光面S1。如圖2C所示，光學微結構110設置於可視區A1，且光學微結構120設置於過渡區A2。在本實施例中，移除部份光學微結構110的方法例如是利用切割工具200將過渡區A2的光學微結構110移除，其中切割工具200如為平刀。至此，便完成導光板100的製作。另外，透光基板100’的可視區A1的表面A1_S與透光基板100’的過渡區A2的表面A2_S之間具有段差H。除此之外，在本實施例中，光學微結構120例如為不連續的刻劃線，然而在另一實施例中，光學微結構120亦可為連續的刻劃線。其中過渡區A2上的光學微結構120可提供霧化光線的光學效果，以提升導光板100於表面A2-S的出光均勻度。

同樣地，由於光學微結構110僅配置在可視區A1，而未佈滿整個導光板100，故導光板100在靠近入光面S1之出光面(即表面A2-S)的熱點與交叉亮線現象能獲得降低。換句話說，藉由在入光面S1附近保留一過渡區A2，能提升導光板100的出光均勻度。

第三實施例─導光板

圖3為本發明第三實施例之導光板的立體示意圖。本實施例之導光板300與圖1A之導光板100類似，惟二者主要差異之處在於：導光板300的兩側分別設置有過渡區A2，兩過渡區A2分別鄰近導光板300兩側的入光面S1，且可視區A1位於兩過渡區A2之間。換句話說，本實施例之導光板300為雙側式入光的導光板。

同樣地，導光板300的可視區A1的表面A1_S與導光板300的過渡區A2的表面A2_S之間具有段差H。除此之外，本實施例的光學微結構120’例如為連續的刻劃線。

另外，製作導光板300的方法例如是移除導光板300鄰近入光面S1的光學微結構110以形成兩過渡區A2。由於製作導光板300的方法可由圖2A至圖2C的相關敘述推知，故在此不再贅述。

第四實施例─導光板

圖4為本發明第四實施例之導光板的立體示意圖。本實施例之導光板100A與圖1A之導光板100類似，惟二者主要差異之處在於：光學微結構120僅設置於過渡區A2的一部分、且鄰近可視區A1的位置A2’_R。

另外，製作導光板100A的方法例如是：首先，在D1方向上，從圖4的右方朝向左方形成光學微結構110，惟光學微結構110僅形成於一部分的導光板100A上(A1以及部分的A2’)。接著，在D2方向上，移除於A2’的部分區域(鄰近可視區A1的位置A2’_R)中所形成的光學微結構110，而於鄰近可視區A1的位置A2’_R處形成光學微結構120。

請參見圖4，光學微結構110可以僅形成於導光板100A的部分區域上，且光學微結構120可以僅形成於部分的過渡區A2’中，如此，可進一步簡化製程，並且能節省材料的損耗。

第五實施例─光源裝置

圖5為本發明第五實施例之光源裝置的立體示意圖。請參照圖5，光源裝置400包括導光板110與至少一發光元件410。發光元件410配置於導光板100的入光面S1旁，且是於提供光束L給導光板100。導光板100適於導引光束L，並使光束透過表面A1_S與A2_S出射至導光板100外。換言之，在完成圖2A至圖2C的步驟後，可繼續進行光源裝置400的組裝步驟，亦即將發光元件410配置於導光板100的入光面S1旁。在本實施例中，發光元件410例如為發光二極體(light emitting diode,LED)。

如圖5所示，由於本實施例之光學微結構110僅配置在可視區A1，而未佈滿整個導光板100，故導光板100在靠近入光面S1之出光面(即表面A2-S)的熱點與交叉亮線現象能獲得降低。換句話說，採用導光板100的光源裝置400能較為提供均勻的面光源。

值得一提的是，在其他實施例中，亦可於圖3之導光板300的兩側入光面S1配置光源410，從而使得導光板300能提供高亮度的面光源。

綜上所述，本發明的導光板及其製作方法以及光源裝置至少包括以下優點：

由於本實施例的第一光學微結構僅配置在可視區，而未佈滿整個導光板，故導光板在靠近入光面之出光面的熱點與交叉亮線現象能獲得降低，從而能提升導光板的出光均勻度。另外，位於導光板過渡區的第二光學微結構亦能提供光線霧化的效果。因此，採用上述之出光均勻之導光板的光源裝置能提供均勻的面光源。再者，利用切割工具移除單邊或雙邊的第一光學微結構以形成過渡區之導光板的製作方法，該方法相當容易，而可大量製造能夠降低交叉亮線現象的導光板。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

100、100A、300．．．導光板

100’．．．透光基板

110、120、120’．．．光學微結構

112．．．凹槽

200．．．切割工具

400．．．光源裝置

410．．．發光元件

A1．．．可視區

A2、A2’．．．過渡區

S1．．．入光面

A1_S．．．可視區的表面

A2_S．．．過渡區的表面

A2’_R．．．過渡區上鄰近可視區的位置

D1、D2．．．方向

H．．．段差

L．．．光束

S2．．．表面

圖1A為本發明第一實施例之導光板的立體示意圖。

圖1B為圖1A之導光板沿剖面線I-I的剖面示意圖。

圖2A至圖2C為本發明第二實施例之導光板的製作方法的流程圖。

圖3為本發明第三實施例之導光板的立體示意圖。

圖4為本發明第四實施例之導光板的立體示意圖。

圖5為本發明第五實施例之光源裝置的立體示意圖。

100‧‧‧導光板

110、120‧‧‧光學微結構

112‧‧‧凹槽

200‧‧‧切割工具

A1‧‧‧可視區

A2‧‧‧過渡區

S1‧‧‧入光面

A1_S‧‧‧可視區的表面

A2_S．．．過渡區的表面

D1、D2．．．方向

H．．．段差

Claims (18)

1. 一種導光板，具有彼此垂直的一第一方向與一第二方向，該導光板包括：一第一光學微結構，設置於該導光板的一可視區，該第一光學微結構在該第一方向中延伸；以及一第二光學微結構，設置於鄰近該導光板的至少一入光面的一過渡區的至少一部分，該第二光學微結構在該第二方向中延伸，該過渡區相鄰於該可視區，其中，具有該第一光學微結構的該導光板的該可視區的表面、與具有該第二光學微結構的該導光板的該過渡區的表面之間具有一段差。
2. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中，該第一光學微結構包括凹槽，且凹槽的形狀是選自於半圓形、V字形、R溝及其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中，該第二光學微結構為不連續的刻劃線。
4. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中，該第二光學微結構為連續的刻劃線。
5. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中，在該導光板的兩側分別設置有該過渡區，兩該些過渡區分別鄰近該導光板兩側的該入光面，且該可視區位於兩該些過渡區之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中，該第二光學微結構僅設置於該過渡區的一部分上、且鄰近該可視區的位置。
7. 一種導光板的製作方法，包括：提供一透光基板，具有彼此垂直的一第一方向與一第二方向，該透光基板具有至少一入光面；從該入光面開始、沿著該第一方向在該透光基板的至少一部分表面上形成一第一光學微結構；以及沿該第二方向移除位於鄰近該入光面的該第一光學微結構，以沿著該第二方向形成一第二光學微結構，從而形成一過渡區及相鄰於該過渡區的一可視區，其中該過渡區鄰近該導光板之該至少一入光面，該第一光學微結構設置於該可視區，且該第二光學微結構設置於該過渡區的至少一部分；其中，具有該第一光學微結構的該透光基板的該可視區的表面、與具有該第二光學微結構的該透光基板的該過渡區的表面之間具有一段差。
8. 如申請專利範圍第7項所述的導光板的製作方法，其中，該第一光學微結構包括凹槽，且凹槽的形狀是選自於半圓形、V字形、R溝及其組合。
9. 如申請專利範圍第7項所述的導光板的製作方法，其中，該第二光學微結構為不連續的刻劃線。
10. 如申請專利範圍第7項所述的導光板的製作方法，其中，該第二光學微結構為連續的刻劃線。
11. 如申請專利範圍第7項所述的導光板的製作方法，其中，在該透光基板的兩側分別設置有該過渡區，兩該些過渡區分別鄰近該透光基板兩側的該入光面，且該可視區位於兩該些過渡區之間。
12. 如申請專利範圍第7項所述的導光板的製作方法，其中，該第二光學微結構設置於該過渡區的一部分、且鄰近該可視區。
13. 一種光源裝置，包括：一導光板，具有彼此垂直的一第一方向與一第二方向，該導光板包括：一第一光學微結構，設置於該導光板的一可視區，該第一光學微結構在該第一方向中延伸；一第二光學微結構，設置於鄰近該導光板的至少一入光面的一過渡區的至少一部分，該第二光學微結構在該第二方向中延伸，該過渡區相鄰於該可視區，其中，具有該第一光學微結構的該導光板的該可視區的表面、與具有該第二光學微結構的該導光板的該過渡區的表面之間具有一段差；以及至少一發光元件，配置於該導光板的該入光面旁。
14. 如申請專利範圍第13項所述的光源裝置，其中，該第一光學微結構包括凹槽，且凹槽的形狀是選自於半圓形、V字形、R溝及其組合。
15. 如申請專利範圍第13項所述的光源裝置，其中，該第二光學微結構為不連續的刻劃線。
16. 如申請專利範圍第13項所述的光源裝置，其中，該第二光學微結構為連續的刻劃線。
17. 如申請專利範圍第13項所述的光源裝置，其中，在該導光板的兩側分別設置有該過渡區，兩該些過渡區分別鄰近該導光板兩側的該入光面，且該可視區位於兩該些過渡區之間。
18. 如申請專利範圍第13項所述的光源裝置，其中，該第二光學微結構設置於該過渡區的一部分、且鄰近該可視區。