TWI491932B - Light guide device - Google Patents

Description

導光裝置

本發明是有關於一種導光裝置，尤指一種可利用各導光單元配合其第一及第二角度，而於進行導光動作時有效控制出射光方向，以使出射光達到正向性以及較佳均勻度之功效者。

按，導光裝置為光源傳播之媒介，具有減少成本及尺寸之優點，一般以提高輝度、發光均勻度及發光效率為其主要目的；然，導光裝置現階段最常應用於背光模組，其次則是照明，而最常見的設計是以導光板將線光源轉變為面光源，目前廣泛應用於電腦螢幕、手機、照明...等行業，是光源傳播不可或缺之媒介。

而今國內外絕大部分導光裝置之設計及研究，仍著重於顯示器背光模組導光板之設計，並未特別針對出射光角度進行設計，而是搭配網點導光微結構，以提高輝度或均勻度為目標進行設計，最後以加入擴散板和稜鏡片的方式，用以改善正視角的輝度，並調整其出射光角度之方向；雖然稜鏡片可以成功提高輝度將大部分的出射光線控制於±35°的視角範圍內，但由於許多關鍵技術皆掌握於特定公司手上，造成背光模組之成本提高，使得許多研究皆致力於減少光學膜片之高效能導光板，如以光散射聚合物(HSOT)為導光板材料，設計出可高度控制光之直射性與散射的導光板，此作法雖可避免光學膜片之使用，但材質特殊且出光角度不易設計；而為了達到相同之效果，亦有相關業者結合傳統背光 模組之導光板、反射片及増亮膜之功能，設計出以兩種同材質組合而成之複合式導光板，搭配鍍反射膜之三角狀結構調整出光面的角度及輝度，但和傳統以聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)直接射出成型之方式不同，不僅使得加工困難度增加，且於導光結構上鍍反射膜亦隱含有能量耗損之問題。

有鑑於此，本案之發明人特針對前述習用發明問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功之開發出本發明「導光裝置」，藉以改善習用之種種問題。

本發明之主要目之係在於，可利用各導光單元配合其第一及第二角度，而於進行導光動作時有效控制出射光方向，以使出射光達到正向性以及較佳均勻度之功效。

為達上述之目之，本發明係一種導光裝置，其包含有：一具有第一表面部、第二表面部及側面部之透光本體；以及多數成型於透光本體中且位於第二表面部內面上之導光單元，各導光單元係分別具有相對應之第一斜面部及第二斜面部，且各第一及第二斜面部與第二表面部之內面間係分別具有第一及第二角度。

於本發明之一實施例中，該透光本體係可為聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、透明塑化材料或透明樹脂之材質。

於本發明之一實施例中，該透光本體之一側面部上係設有發光單元，且於第二表面部及其他側面部上係分別設有反射片。

於本發明之一實施例中，該第一角度係介於50°~55°±20%之間 。

於本發明之一實施例中，該第二角度係介於50°~70°±20%之間。

於本發明之一實施例中，各導光單元之一維分佈密度係介於0.6~0.9之間。

於本發明之一實施例中，各導光單元係以預定之距離相鄰排列。

於本發明之一實施例中，各導光單元係以一維分佈密度介於0.6~0.9之間組成兩個或兩個以上之群組進行調光設計。

1‧‧‧透光本體

11‧‧‧第一表面部

12‧‧‧第二表面部

12a‧‧‧第二表面部之內面

13‧‧‧側面部

2、2a‧‧‧導光單元

211、211a‧‧‧第一斜面部

212、212a‧‧‧第二斜面部

221、221a‧‧‧第一角度

222、222a‧‧‧第二角度

3‧‧‧發光單元

4‧‧‧反射片

第1圖，係本發明之基本架構示意圖。

第2圖，係本發明第1圖a部分之局部放大示意圖。

第3圖，係本發明第一種光源路徑之示意圖。

第4圖，係本發明第二種光源路徑之示意圖。

第5圖，係本發明第三種光源路徑之示意圖。

第6圖，係本發明之光強度分佈示意圖。

請參閱『第1、2、3、4、5及第6圖』所示，係分別為本發明之基本架構示意圖、係本發明第1圖a部分之局部放大示意圖、本發明第一種光源路徑之示意圖、本發明第二種光源路徑之示意圖、本發明第三種光源路徑之示意圖及本發明之光強度分佈示意圖。如圖所示：本發明係一種導光裝置，其至少包含有一透光本體1以及多數導光單元2所構成。

上述所提之透光本體1係可為聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、透明塑化材料或透明樹脂之材質，其包含有設於透光本體1兩端面上之 第一表面部11及第二表面部12，且該透光本體1之周緣係設有側面部13。

各導光單元2、2a係成型於透光本體1中且位於第二表面部之內面12a上，並以預定之距離相鄰排列，而各導光單元2係分別具有相對應之第一斜面部211、211a及第二斜面部212、212a，且各第一及第二斜面部211、211a、212、212a與第二表面部之內面12a間係分別具有第一及第二角度221、221a、222、222a，其中該第一角度221、221a係介於50°~55°±20%之間，該第二角度222、222a係介於50°~70°±20%之間，且各導光單元2、2a之一維分佈密度係介於0.6~0.9之間，其中各導光單元2、2a更可以一維分佈密度介於0.6~0.9之間組成兩個或兩個以上之群組進行調光設計(圖未示)。

當本發明於運用時，係於該透光本體1之一側面部13上係設有發光單元3，且於第二表面部12及其他側面部13上係分別設有反射片4，而當發光單元3發出所需之光源時，其光源之傳導方式主要可以分為成三種，其一係光源經由導光單元2偏折後，直接由另一導光單元2a破壞全反射而導出透光本體1(如第3圖所示)；其二則是經由導光單元2偏折後未接觸到另一導光單元2a，而在透光本體1中繼續傳導，直到光線的偏折角度被修止到可以接觸到另一導光單元2a後才被導出透光本體1(如第4圖所示)，其三係經由導光單元2偏折後，從非出光面導出透光本體1，再經由反射片4的作用回到透光本體1中，其回到透光本體1中的傳播方式，則會依其回到透光本體1後的偏折角度決定，可分為直接由另一導光單元2a破壞全反射導出透光本體 1或未接觸到另一導光單元2a，在透光本體1中繼續傳導，直到光線之偏控角度被修正到接觸到另一導光單元2a後直接導出透光本體1(如第5圖所示)；如此，本發明可以得到主要出光角度約為-1度，於正向角±25度的出射光線相對於整體出射光線的能量百分比為61%，而出光均勻度可以達到77%(如第6圖所示)。

綜上所述，本發明導光裝置可有效改善習用之種種缺點，可利用各導光單元配合其第一及第二角度，而於進行導光動作時有效控制出射光方向，以使出射光達到正向性以及較佳均勻度之功效；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧透光本體

11‧‧‧第一表面部

12‧‧‧第二表面部

12a‧‧‧第二表面部之內面

13‧‧‧側面部

2、2a‧‧‧導光單元

3‧‧‧發光單元

4‧‧‧反射片

Claims (5)

1. 一種導光裝置，其包括有：一透光本體，其包含有設於透光本體兩端面上之第一表面部及第二表面部，且該透光本體之周緣係設有側面部；以及多數導光單元，係成型於透光本體中且位於第二表面部之內面上，並以預定之距離相鄰排列，而各導光單元係分別具有相對應之第一斜面部及第二斜面部，且各第一及第二斜面部與第二表面部之內面間係分別具有第一及第二角度，其中各導光單元係以一維分佈密度介於0.6~0.9之間組成兩個或兩個以上之群組進行調光設計。
2. 依申請專利範圍第1項所述之導光裝置，其中，該透光本體係可為聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、透明塑化材料或透明樹脂之材質。
3. 依申請專利範圍第1項所述之導光裝置，其中，該透光本體之一側面部上係設有發光單元，且於第二表面部及其他側面部上係分別設有反射片。
4. 依申請專利範圍第1項所述之導光裝置，其中，該第一角度係介於50°~55°±20%之間。
5. 依申請專利範圍第1項所述之導光裝置，其中，該第二角度係介於50°~70°±20%之間。