TWI477832B - 燈具、其製作方法、其導光板以及此導光板之製作方法 - Google Patents

Description

燈具、其製作方法、其導光板以及此導光板之製作方法

本發明有關於一種燈具，特別是有關於一種具導光板之燈具及其製作方法。

導光板一般被當作背光模組使用；當導光板是背光模組的關鍵組件時，導光板的形狀比較簡單而規律，通常是一塊四方形的透光板體。這樣的導光板，可以用射出成型或押出製程等方式來做。

當把導光板做成燈具時，因為需要的形狀比較複雜，例如專利案號CN201811033U、WO2011129170；所以必須先藉由押出製程形成透光板體；然後將透光板體裁切成需要的特定形狀。這個做法的缺點在於透光板體被裁切後會捨棄很多邊角廢料，且裁切下來的邊角廢料難以回收利用。

但是，裁切的方式卻有一個無法忽視的優點，即透光板體內部的材料分子結構穩定。簡言之，如果為了節省與改善總材料成本之支出，而改採射出成型製程來製作形狀較複雜的導光板，在實務上必須設計多個料嘴分別注入 流動塑料以注滿模具內腔；但是任二流動塑料在模具內腔中匯集時，這些流動塑料相接之界線會於導光板冷卻後形成一塑料結合線缺陷。塑料結合線缺陷從外觀上、光學特性上都是看不出來的，但在燒機(Burn/In)測試時，屢屢造成導光板沿著塑料結合線缺陷分布位置斷裂。

因此，目前市面上的導光板燈具，只要是形狀屬於多邊形平面的結構，仍一律採押出製造後裁切成所需形狀的方式製作。

本發明之一技術態樣是在提供一種燈具、其製作方法、其導光板以及此導光板之製作方法，用以解決以上先前技術所提到的困難。

根據本發明一實施方式，這種導光板之製作方法包含多個步驟如下。藉由一射出成型方式製出一具多邊形鏤空區域之導光板，這個多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，任二相接之這些側邊形成一轉角部，導光板表面上從任一轉角部至導光板之外壁分別存在有一塑料結合線缺陷。將導光板移入一烤箱設備，並對導光板進行烘烤一預定時間，以致消除這些塑料結合線缺陷。對導光板進行室溫冷卻。以及對這些轉角部分別開設出一定位盲孔。

在本發明一或多個實施方式中，上述對導光板進行烘烤之步驟中，其烘烤溫度為攝氏70度至攝氏90度之間，且其烘烤時間為6小時。

在本發明一或多個實施方式中，上述對導光板進行 室溫冷卻之步驟中，其冷卻時間為4小時。

根據本發明之此實施方式，這種導光板包含一透光板體。透光板體係藉由一射出成型之方式所製出後，再被烘烤一預定時間，透光板體具有一多邊形鏤空區域，這個多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，任二相接之側邊形成一轉角部，每一轉角部具有一定位盲孔。導光板表面上從任一定位盲孔至導光板之外壁分別不具塑料結合線缺陷。

根據本發明另一實施方式，這種燈具之製作方法包含多個步驟如下。藉由一射出成型方式製出一導光板，多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，任二相接之側邊形成一轉角部，導光板表面上從任一轉角部至導光板之外壁分別存在有一塑料結合線缺陷。將導光板移入一烤箱設備，並對導光板進行烘烤一預定時間，以致消除這些塑料結合線缺陷。對導光板進行室溫冷卻。將至少一個發光燈條放置於這個多邊形鏤空區域之至少其中之一個側邊上，以致導光板與這些發光燈條形成一光源。將一外殼組裝至光源上。

在本發明一或多個實施方式中，上述對導光板進行烘烤之步驟中，其烘烤溫度為攝氏70度至攝氏90度之間，且其烘烤時間為6小時。

在本發明一或多個實施方式中，上述對導光板進行室溫冷卻之步驟中，其冷卻時間為4小時。

在本發明一或多個實施方式中，燈具之製作方法更 包含之步驟如下。形成光源前，對這些轉角部分別開設出一定位盲孔。以及形成此光源後，將這些定位盲孔分別疊合外殼之多個螺孔，且藉由多個螺栓分別穿過這些定位盲孔與螺孔後，光源被組裝至外殼上。

根據本發明之此另一實施方式，燈具包含一導光板、至少一個發光燈條、一外殼與多個螺栓。導光板係藉由一射出成型之方式所製出後，再被烘烤一預定時間而成之一透光板體。透光板體具有一多邊形鏤空區域，多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，任二相接之側邊形成一轉角部，每一轉角部具有一定位盲孔。導光板表面上從任一定位盲孔至導光板之外壁分別不具塑料結合線缺陷。發光燈條配置於多邊形鏤空區域至少其中之一側邊上，以致形成一光源。外殼具有多個螺孔，這些螺孔分別疊合這些定位盲孔。透過這些螺栓分別穿過定位盲孔與螺孔，光源被組裝至外殼上。

綜上所述，本發明導光板之製作方法藉由對射出成型之導光板進行回火程序，使得導光板之塑料結合線缺陷受熱而因此消失，促使導光板之結構更加穩定。此外，藉由導光板之多邊形鏤空區域之各個定位盲孔的設計，增加了材料厚度，避免導光板沿塑料結合線缺陷從定位盲孔朝導光板外側方向裂開，進而延長導光板之使用壽命。

10‧‧‧導光板

11‧‧‧入光側

12‧‧‧塑料結合線缺陷

20‧‧‧內六角鏤空形狀

30‧‧‧LED燈條

P1~P5‧‧‧溫度測試點

200‧‧‧導光板

201‧‧‧透光板體

210‧‧‧多邊形鏤空區域

211‧‧‧側邊

212‧‧‧轉角部

213‧‧‧外壁

220‧‧‧塑料結合線缺陷

230‧‧‧定位盲孔

300‧‧‧塑膠射出成型模具

310‧‧‧第一模塊

320‧‧‧第二模塊

330‧‧‧出膠嘴

340‧‧‧成形模腔

350‧‧‧熔融塑料

400‧‧‧烤箱設備

600‧‧‧發光燈條

610‧‧‧電路基板

620‧‧‧發光元件

700‧‧‧光源

800‧‧‧外殼

810‧‧‧螺孔

B‧‧‧螺栓

D‧‧‧厚度

M‧‧‧區域

101~104‧‧‧步驟

501~505‧‧‧步驟

第1圖繪示一個具有內六角鏤空形狀的平面導光板的 局部俯視圖。

第2A圖繪示本發明一實施方式之導光板之製作方法的流程圖。

第2B圖繪示本發明之實施方式之導光板的正視圖。

第3A圖~第3B圖繪示第2A圖之步驟101之操作示意圖。

第3C圖繪示第2A圖之步驟102~步驟103之操作示意圖。

第3D圖繪示第2A圖之步驟104之操作示意圖。

第4圖繪示第3D圖之區域M的局部放大圖。

第5圖繪示本發明一實施方式之燈具之製作方法的流程圖。

第6圖繪示第5圖之步驟504之操作示意圖。

第7圖繪示第5圖之步驟505之操作示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

本案發明人因多年從業經驗與長期在導光板應用領域的技術研究，找出了射出成型的平面多邊形導光板斷裂的真正原因如下： 第1圖繪示一個具有內六角鏤空形狀的平面導光板的局部俯視圖。如第1圖，以內六角鏤空形狀20的平面導光板10為例，內六角鏤空形狀20的任一側邊都會放置LED燈條30；在LED燈條30所對應的導光板10之其中一入光側11按等間距選定五個溫度測試點，依序為靠近左側轉角的測試點(點位P1)、中央偏左側轉角測試點(點位P2)、中央測試點(點位P3)、中央偏右側轉角測試點(點位P4)與靠近右側轉角的測試點(點位P5)。在整體燈具的不同組裝步驟中，實測導光板10的溫度變化如下：

由上列實驗數據可知，導光板10因為受到LED燈條30光線照射而升溫，因為結構設計的關係，中央測試點(點位P3)所收到的光最多，溫度累積也最高；靠近轉角的測試點(點位P1、P5)則相應的被光加熱的程度較小，溫度較低；兩者相差竟達6到12度。

因此，造成導光板10斷裂的原因是在於不同位置 的熱脹冷縮程度不一，所以當導光板10被點亮後，再關燈冷卻靜置時，以中央測試點(點位P3)為軸心方向輻射的導光板扇形部分熱脹冷縮較嚴重，而以靠近轉角的測試點(點位P1、P5)為軸心方向輻射的導光板扇形部分熱脹冷縮較不嚴重；所以兩者間會產生一個向中央，即中央測試點(點位P3)為軸心方向，拉扯的內應力。如前所述，塑料結合線缺陷12分布的位置又正好與整體溫度脹縮時產生的內應力方向一致；故而導光板10總是在點亮測試完畢，關燈靜置後，自然的沿著塑料結合線缺陷12斷裂。

第2A圖繪示本發明一實施方式之導光板200之製作方法的流程圖。第2B圖繪示本發明之實施方式之導光板200的正視圖。如第2A圖與第2B圖所示，本實施方式之具多邊形鏤空區域210之導光板200之製作方法包含多個步驟如下。在步驟101中，藉由一射出成型方式製出一具多邊形鏤空區域210之導光板200，這個多邊形鏤空區域210由多個側邊211所圍繞而成，任二相接之這些側邊211形成一轉角部212，導光板200表面上從任一轉角部212至導光板200之外壁213分別存在有一塑料結合線缺陷220。在步驟102中，對導光板200進行回火(tempering or curing)程序，以致消除這些塑料結合線缺陷220。在步驟103中，對導光板200進行室溫冷卻。在步驟104中，對這些轉角部212分別開設出一定位盲孔230(第3D圖)。

如此，由於本發明之導光板200之製作方法對經射出成型後之導光板200立即進行一回火程序，使得導光板 200之各個塑料結合線缺陷220兩側區域之塑料可重新混合，導致這些塑料結合線缺陷220受熱而得到改善，促使導光板200之結構更加穩定，延後導光板200開始產生缺陷或斷裂之時間點。故，無論導光板200的材料是否吸水性高，即便導光板200反覆受熱而導致多次的熱脹冷縮，相較於導光板200未消除塑料結合線缺陷220之結構，導光板200較不易從多邊形鏤空區域210朝導光板200外側方向裂開，而延長導光板200之使用壽命。

第3A圖~第3B圖繪示第2A圖之步驟101之操作示意圖。如第3A圖與第3B圖所示，步驟101中，具體來說，提供一塑膠射出成型模具300，塑膠射出成型模具300包含一第一模塊310、一第二模塊320與多個出膠嘴330，第一模塊310與第二模塊320閉合後，第一模塊310與第二模塊320之間形成有一成形模腔340(第3B圖)。出膠嘴330位於第二模塊320，接通成形模腔340。此塑膠射出成型模具300中之熔融溫度可高達攝氏160度以上。

如第3B圖所示，當第一模塊310與第二模塊320相閉合，且出膠嘴330分別送出熔融塑料350以注滿成形模腔340時，熔融塑料350配合成形模腔340之輪廓而成形為一透光板體201(第2B圖)。此透光板體201之主要輪廓，即導光板200之主要輪廓為圓形，其內所封閉圍繞之多邊形鏤空區域210為六邊形，然而，本發明不限於此，多邊形鏤空區域210也可以為例如其他多邊形(如四邊形或八邊形)。

由於任二注熔融塑料350在成形模腔340中匯集時，這二注熔融塑料350相接之界線會於冷卻後，在導光板表面形成塑料結合線缺陷220。塑料結合線缺陷220為一可辨識之線條，其走向自任一轉角部212延伸至外壁213。

另外，製成透光板體201之塑料，即導光板200之材料，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。然而，本發明不限於此，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，應視其他限制或需要彈性選擇其他透明材料作為導光板200之材料。

第3C圖繪示第2A圖之步驟102~步驟103之操作示意圖。如第3C圖與第2B圖，此步驟102中，對移出射出成型模具之導光板200再進行烘烤加熱一段預定烘烤時間。具體來說，將導光板200移入一烤箱設備400，並對導光板200進行烘烤一預定時間。其作用在於使得導光板200之各個塑料結合線缺陷220之兩側區域之塑料受熱後可重新混合(第2B圖)，導致這些塑料結合線缺陷220因此而減少，促使更強化導光板200之結構，避免導光板200裂開。更進一步地，對導光板200進行烘烤之步驟中，其烘烤溫度最高大致設定不超過攝氏90度，例如為攝氏70度至攝氏90度之間，且其烘烤時間為6小時。此外，烘烤時間與烘烤溫度亦可依成品尺寸大小進一步調整。

此步驟103中，讓完成回火程序後之導光板200冷 卻至室溫(例如攝氏25~27度)一段時間，例如4小時。讓導光板200室溫冷卻之位置不限直接在停止加熱之烤箱設備400內冷卻，或移出烤箱設備400外。

第3D圖繪示第2A圖之步驟104之操作示意圖。在步驟104中，對這些轉角部212分別開設出一定位盲孔230。本發明不限定位盲孔之製作方法，例如鑽孔等。

然而，本發明並未對形成定位盲孔230之步驟加以限制，意即，對這些轉角部212分別開設出定位盲孔230之步驟也可以進行於步驟103之前。例如當定位盲孔230是由步驟101之射出成型製程中直接匹配模具300所直接形成時，對這些轉角部212分別開設出定位盲孔230之步驟便形成於步驟102前。

第4圖繪示第3D圖之區域M的局部放大圖。如第4圖，當這些轉角部212分別具有定位盲孔230時，相較於貫孔之結構，由於定位盲孔230未貫通導光板200之本體材質，仍有一定厚度D的實體材質。故，相較於導光板200之各轉角部212具有貫孔時，本實施方式之導光板200較不易從多邊形鏤空區域210朝導光板200外側方向裂開。

回第3D圖，如此，由上述製作方法所製出的透光板體201(即導光板200)之內部開設有一多邊形鏤空區域210，這個多邊形鏤空區域210之各個轉角部212具有一定位盲孔230。導光板200表面上從任一定位盲孔230至導光板200之外壁213分別不具塑料結合線缺陷。

第5圖繪示本發明一實施方式之燈具之製作方法 的流程圖。第6圖繪示第5圖之步驟504之操作示意圖。第7圖繪示第5圖之步驟505之操作示意圖。

如第5圖所示，這種燈具之製作方法包含多個步驟如下。在步驟501中，藉由一射出成型方式製出一具多邊形鏤空區域210之導光板200(第2B圖)，這個多邊形鏤空區域210由多個側邊211所圍繞而成，任二相接之這些側邊211形成一轉角部212，導光板200表面上從任一轉角部212至導光板200之外壁213分別存在有一塑料結合線缺陷220。在步驟502中，對導光板200進行回火(tempering or curing)程序，以致消除這些塑料結合線缺陷220。在步驟503中，對導光板200進行室溫冷卻。在步驟504中，參考第6圖，將發光燈條600放置於這個多邊形鏤空之一側邊211上，故導光板200與發光燈條600形成一光源700。參考第7圖，在步驟505中，將一外殼800組裝至光源700上。

本實施方式之燈具之製作方法中，由於步驟501~步驟503之實施方式與細部內容都與上述步驟101~步驟103相同，故，在此不再加以贅述。

如第6圖所示，步驟504中，由於導光板200之多邊形鏤空之各側邊211都可當作入光面，故，可將至少一個發光燈條600固定地置放於這個多邊形鏤空之其中一側邊211。具體來說，發光燈條600包含一電路基板610與多個發光元件620。發光元件620位於電路基板610上，且都面向這個多邊形鏤空之側邊211，並朝這個多邊形鏤空之側 邊211發光。如此，導光板200與發光燈條600形成一光源700。

如第7圖所示，本發明並未限制將外殼800組裝至光源700上之任何手段，舉例來說，步驟504之前，對這些轉角部212分別開設出一定位盲孔230。步驟505中，將這些定位盲孔230分別疊合外殼800之多個螺孔810，且藉由多個螺栓B分別穿過定位盲孔230與螺孔810後，使得螺栓B分別讓光源700固定於外殼800上，故，光源700被組裝至外殼800上。

如此，由上述製作方法所製出的燈具包含導光板200、發光燈條600、外殼800與螺栓B。透光板體201(即導光板200)之內部開設有多邊形鏤空區域210，這個多邊形鏤空區域210之各個轉角部212具有一定位盲孔230。導光板200表面上從任一定位盲孔230至導光板200之外壁213分別不具塑料結合線缺陷220。發光燈條600配置於多邊形鏤空區域210之側邊211上，以致形成一光源700。外殼800之螺孔810分別疊合定位盲孔230，且透過螺栓B分別穿過定位盲孔230與螺孔810後，光源700被組裝至外殼800上。

綜上所述，本發明導光板之製作方法藉由對射出成型之導光板進行回火程序，使得導光板之塑料結合線缺陷受熱而因此消失，促使導光板之結構更加穩定。此外，藉由導光板之多邊形鏤空區域之各個定位盲孔的設計，增加了材料厚度，避免導光板沿塑料結合線缺陷從定位盲孔朝 導光板外側方向裂開，進而延長導光板之使用壽命。

101~104‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種導光板之製作方法，包含：藉由一射出成型方式製出一具多邊形鏤空區域之導光板，該多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，其中任二相接之該些側邊形成一轉角部，該導光板表面上從任一該些轉角部至該導光板之外壁分別存在有一塑料結合線缺陷；將該導光板移入一烤箱設備，並對該導光板進行烘烤一預定時間，以致消除該些塑料結合線缺陷；對該導光板進行室溫冷卻；以及對該些轉角部分別開設出一定位盲孔。
2. 如請求項1所述之導光板之製作方法，其中對該導光板進行烘烤，其烘烤溫度為攝氏70度至攝氏90度之間，且烘烤時間為6小時。
3. 如請求項1所述之導光板之製作方法，其中對該導光板進行室溫冷卻，其冷卻時間為4小時。
4. 一種燈具之製作方法，包含：藉由一射出成型方式製出一具多邊形鏤空區域之導光板，該多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，其中任二相接之該些側邊形成一轉角部，該導光板表面上從任一該些轉角部至該導光板之外壁分別存在有一塑料結合線缺陷；將該導光板移入一烤箱設備，並對該導光板進行烘烤一預定時間，以致消除該些塑料結合線缺陷； 對該導光板進行室溫冷卻；將至少一個發光燈條放置於該多邊形鏤空區域之多個側邊至少其中之一上，以致該導光板與該些發光燈條形成一光源；以及將一外殼組裝至該光源上。
5. 如請求項4所述之燈具之製作方法，其中對該導光板進行烘烤，其烘烤溫度為攝氏70度至攝氏90度之間，且其烘烤時間為6小時。
6. 如請求項4所述之燈具之製作方法，其中對該導光板進行室溫冷卻，其冷卻時間為4小時。
7. 如請求項4所述之燈具之製作方法，更包含：形成該光源前，對該些轉角部分別開設出一定位盲孔；以及形成該光源後，將該些定位盲孔分別疊合該外殼之多個螺孔，且藉由多個螺栓分別穿過該些定位盲孔與該些螺孔後，該光源被組裝至該外殼上。
8. 一種燈具，包含：一導光板，係藉由一射出成型之方式所製出後，再被烘烤一預定時間而成之一透光板體，該透光板體具有一多邊形鏤空區域，該多邊形鏤空區域由多個側邊所圍繞而成，任二相接之該些側邊形成一轉角部，每一該些轉角部具有一定位盲孔，其中該導光板表面上從任一該些定位盲孔至該導光板之外壁分別不具塑 料結合線缺陷；至少一個發光燈條，配置於該多邊形鏤空區域之多個側邊至少其中之一上，以致形成一光源；一外殼，具有多個螺孔，該些螺孔分別疊合該些定位盲孔；以及多個螺栓，分別穿過該些定位盲孔與該些螺孔，使得該光源被組裝至該外殼上。