CN111381311A - 导光板、照明模块、照明装置及导光板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导光板、照明模块、照明装置及导光板的制造方法，导光板包括一基板、多个曲面结构以及多个微结构。基板具有一第一表面和一侧面。第一表面实质上为平面并与侧面之间具有一交界处。曲面结构形成于交界处。微结构形成于第一表面上。各微结构包括一中间部，且中间部凹陷于第一表面。本发明可以增加出光均匀性。

Description

导光板、照明模块、照明装置及导光板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种导光板、具有其的照明模块与照明装置、及导光板的制造方法，且特别是有关于一种包括曲面结构及微结构的导光板、具有其的照明模块与照明装置、及导光板的制造方法。

背景技术

以发光二极管(LED)为光源的照明模块与照明装置近年来快速地成长，并已大量运用在诸如灯箱、背光源等应用，可视为未来照明的趋势。基于其产品结构的差异，又可将其区分为直下式与侧光式两种态样。侧光式结构于入光侧存在因LED元件排列不连续而导致亮暗不均匀(hot spot)的问题。因此，提出一种可解决上述问题的导光板是本领域业者努力的目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导光板、照明模块、照明装置及导光板的制造方法，使其可以增加导光板出光均匀性。

为实现上述目的，本发明提供一种导光板，包括一基板、多个曲面结构以及多个微结构。基板具有一第一表面和一侧面，第一表面实质上为平面并与侧面之间具有一交界处。此些曲面结构形成于交界处。此些微结构形成于第一表面上，其中各微结构包括一中间部，且中间部凹陷于第一表面。

其中，各该微结构更包含：一***部，凸出于该第一表面。

其中，该***部凸出于该第一表面的高度小于1μm。

其中，该曲面结构的顶端凸出于该第一表面的一第二垂直距离小于或等于该***部凸出于该第一表面的一高度。

其中，该中间部凹陷于该第一表面的深度介于10μm至50μm之间。

其中，该曲面结构的底端与该第一表面之间的一第一垂直距离小于或等于该中间部凹陷于该第一表面的一深度。

本发明还提供一种照明模块，包括上述的导光板及一光源。光源位于导光板的一侧。

本发明还提供一种照明装置，包括上述的照明模块，其中照明装置为选自天花板灯箱、招牌灯箱、广告灯箱及广告牌灯箱所组成群组中的至少其中之一。

本发明还提供一种导光板的制造方法，包括以下步骤：提供一基板，基板包括一实质上为平面的第一表面；加热加压基板以在第一表面上形成多个微结构，其中各微结构包括一中间部，且中间部凹陷于第一表面；以及裁切已形成此些微结构的基板，其中经裁切的基板具有一侧面，第一表面与侧面之间具有一交界处，且部分的此些微结构经裁切以在交界处形成多个曲面结构。

其中，加热加压该基板以在该第一表面上形成所述微结构的步骤为通过相对的二辊轮进行局部加热加压，且该二辊轮之间具有介于50℃至70℃之间的一温差。

本发明提供一种导光板、包含上述导光板的照明模块、包含上述照明模块的照明装置及制造上述导光板的制造方法，使导光板可减少入光侧亮暗不均(hot spot)的现象，增加出光均匀性，并使照明模块具有良好的出光均匀性。

为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示根据本发明一实施例的导光板的俯视示意图。

图2A绘示图1的导光板的沿剖线I-I’的方向的局部剖视图。

图2B绘示图1的导光板的局部立体图。

图3绘示根据本发明另一实施例的导光板的侧视示意图。

图4绘示根据本发明一实施例的照明模块的示意图。

图5绘示根据本发明一实施例的导光板的制造方法的示意图。

图5A绘示根据本发明其它实施例的不同外形的曲面结构的示意图

图6绘示根据本发明另一实施例的导光板的制造方法的示意图。

其中，附图标记：

10：照明模块

100：导光板

110：基板

111：第一表面

112：侧面

113：第二表面

120：曲面结构

120t：顶端

120b：底端

130：微结构

131：***部

132：中间部

140：透镜结构

200：光源

220：光源基板

240：发光单元

300：反光片

400：框架

420：容置空间

600：裁切器

21、22、31、32、33：辊轮

h1：高度

h2：第二垂直距离

d1：深度

d2：第一垂直距离

B：交界处

I-I’：剖线

D1：方向

P：节距

具体实施方式

以下将配合所附图式详述本发明的实施例，应注意的是，图式并未按照比例绘制，事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸以便清楚表现出本发明的特征，而在说明书及图式中，同样或类似的元件将以类似的符号表示。

以下公开许多不同的实施方法或是例子来实行本发明的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的例子以阐述本发明。当然这些仅是例子且不以此限定本发明的范围。

请参照至图1及图2A，图1为根据本发明一实施例的导光板100的俯视示意图，图2A为图1的导光板100的沿剖线I-I’方向的局部剖视图。

如图1及图2A所示，本实施例的导光板100包括一基板110、多个曲面结构120及多个微结构130。基板110为透光的材质，例如是以聚甲基戊烯树脂(polymethylpentene)；甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯(Methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(Ethyl acrylate)等单体构成的(甲基)丙烯酸酯聚合物或共聚物、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物等透明树脂或玻璃所形成的基板。在一实施例中，基板110的厚度为0.3～5毫米(mm)，较佳为0.5～3毫米(mm)。基板110具有一第一表面111和至少一侧面112，在此实施例中，应当理解基板110的形状为长方形平板，第一表面111实质上为平面，即平面占第一表面111总面积的至少85％以上，例如是85％～95％为平面。基板110具有四个侧面112，各侧面112与第一表面111具有一交界处B。在其它实施例中，基板110的形状可依实际应用为其它的多边形，本发明并不限制基板110的外形，侧面112的数量亦对应基板110的形状而有所不同。

如图1及图2A所示，多个曲面结构120与多个微结构130随机地分布于基板110上，其中曲面结构120形成在基板110的边缘，微结构130(例如是凹点结构)形成在基板110的表面并向内凹陷。具体地，曲面结构120形成在交界处B的位置，微结构130形成在第一表面111上。曲面结构120与微结构130例如可以由直接压印、通过具微结构的辊轮经由热押转印、直接射出成型或通过模具(或具沟槽微结构的模具)使光固化材料成型等加工工艺形成。在一实施例中，各个微结构130由俯视的角度观测例如呈圆形，且包括一***部131和一中间部132。其中，***部131凸出于第一表面111并具有凸出于第一表面111的一高度h₁，而中间部132凹陷于第一表面111并具有凹陷于第一表面111的一深度d₁。由此，微结构130的***部131与中间部132例如构成一火山口结构。在另一实施例中，微结构130仅具有凹陷于第一表面111的中间部132。

在一实施例中，中间部132呈凹陷的圆锥状并包含一曲面132a与一底部132b。如图2A所示，曲面132a上任一点的切线斜率绝对值大于0.7。在另一实施例中，中间部132的曲面132a为具有反曲点的曲面，即曲面132a的剖面以反曲点为中心可切割成2个区段且略呈S状，于此实施例中，此2个区段的切线斜率并不相同，例如是靠近底部132b的区段的切线斜率绝对值大于靠近***部的区段的切线斜率绝对值。底部132b略呈拋物线状并具有一顶点132b’，顶点132b’即为中间部132凹陷圆锥状的锥顶。

在一实施例中，***部131凸出于第一表面111的高度h₁小于1μm，例如是0.01μm至0.95μm，或0.1μm至0.6μm。

一实施例中，中间部132凹陷于第一表面111的深度d₁介于10μm至50μm之间，例如是10μm至40μm，或15μm至35μm。

继续参照至图2A所示，多个曲面结构120任意地分布在基板110的四个侧面112与第一表面111的交界处B并由第一表面111朝侧面112呈「ㄟ状」的凹陷弧面，即自第一表面处略向上凸起后再朝侧面112凹陷。在一实施例中，曲面结构120由微结构130的一部分曲面132a所构成，例如是包含微结构130中的部分的曲面132a与部分的***部131，曲面结构120的底端120b与第一表面111之间的一第一垂直距离为d₂，而曲面结构120的顶端120t与第一表面111之间的一第二垂直距离为h₂，其中第一垂直距离d₂的数值小于或等于深度d₁的数值，及/或第二垂直距离h₂的数值小于或等于高度h₁的数值。

在一实施例中，各个微结构的曲面相同，曲面结构120虽由微结构130的一部分的曲面132a所构成，但各个曲面结构120可由微结构130的曲面132a的不同部分，以及由微结构130中不同部分的***部131所形成(如图5A所示)各个曲面结构120的曲面部分互不相同，具有不同的第一垂直距离d₂及/或第二垂直距离h₂。在另一实施例中，多个曲面结构120中的二者可具有相同的第一垂直距离d₂及/或第二垂直距离h₂。

在另一实施例中，曲面结构120与微结构130可为不同的结构，曲面结构并非由微结构的一部分所构成。

请参照至图2B，其为根据本发明一实施例的导光板100的局部立体图。如图2B所示，多个曲面结构120配置于导光板100的侧面112与第一表面111之间的交界处B，于此实施例中，各个曲面结构，如曲面结构120a、曲面结构120b、曲面结构120c分别具有不同的第一垂直距离d₂。

请参照至图3，其为根据本发明另一实施例的导光板100的侧视示意图。如图3所示，导光板100的基板110可更具有一第二表面113，第二表面113与第一表面111相对。导光板100可更包括多个透镜结构140，此些透镜结构140形成在第二表面113上。此些透镜结构140之间的节距P介于50μm至400μm之间，例如是50μm至380μm，或70μm至350μm。此节距P可定义为各透镜结构140的相邻的二底点之间的距离。如图3所示，本实施例的透镜结构140为半凸圆状的结构，然本发明并不限制于此。在其它实施例中，透镜结构140可根据实际应用而设置成棱柱、角柱等适当形状的凸状结构。

于一实施例中，导光板100与光源，例如是多个发光二极管(lightemittingdiode，LED)，可组成照明模块。于此实施例中，光源配置于导光板100的一侧，例如是侧面112，光源发出的光线进入导光板100后经由导光板100的导引而从透镜结构140侧出光，借以形成面光源。当光源的光线由导光板100侧面112进入时，于曲面结构120处会产生多种角度的折射，因此，可减少于入光侧由LED排列而造成的亮暗不均(hot spot)的现象，进而增加出光均匀性。于另一实施例中，照明模块可再包含一反射片及一框架。

请参照至图4，其为根据本发明另一实施例的照明模块10的示意图。照明模块10包含导光板100、一光源200、一反射片300及一框架400。框架400定义一容置空间420，导光板100、光源200及反射片300位于容置空间420内，导光板100置于反射片300的上方，光源200位于导光板100的一侧。光源200包括一光源基板220及一发光单元240，发光单元240例如为LED元件或其它种类的发光元件且配置于光源基板220上。虽然图4中未绘出，但本领域技术人员应能了解光学元件的上方可再增设扩散片、棱镜增亮片等光学膜片，以进一步提高出光亮度及光均匀性。

于一实施例中，照明模块可应用至例如是天花板灯箱、招牌灯箱、广告灯箱或广告牌灯箱等的照明装置上。

请参照至图5及图5A，图5为根据本发明一实施例的导光板100的制造方法的示意图，图5A为根据本发明其它实施例的不同外形的曲面结构120的示意图。

如图5所示，导光板100的制造方法包括以下步骤。首先，如沿一方向D1提供一基板110，基板110包括第一表面111。接着，加热加压基板110以在第一表面111上形成多个任意分布的微结构130。接着，裁切已形成此些微结构130的基板110。借此，可制造出如图1～图2所示的导光板100，经裁切的基板110具有至少一侧面112，各侧面112与第一表面111之间具有一交界处B，部分位于裁切处的微结构130经裁切而在交界处B形成多个曲面结构120。由于各个微结构130任意分布，经裁切而形成的多个曲面结构120也因各个微结构130被裁切的位置不同而可具不同的结构。由此，通过在导光板100中形成多个曲面结构120，可增加导光板100的入光侧的光线局部偏折，减少入光侧亮暗不均(hot spot)的现象，进而增加出光均匀性。

于一实施例中，导光板100的各微结构130可包括***部131和中间部132，***部131凸出于第一表面111，中间部132凹陷于第一表面111。通过使微结构130兼具凸出于第一表面111的***部131与凹陷于第一表面111的中间部132可增加光线触及微结构130时的偏折，进而再提升出光均匀性。

在本实施例中，加热加压基板110以在第一表面111上形成多个微结构130的步骤为通过辊压转写成型的方式进行。具体地，基板110被输送至相对的二辊轮21、22进行局部加热使基板110软化，并通过辊轮22上的结构22a将微结构130的形状转写于第一表面111上以形成多个微结构130。于一实施例中，二辊轮21、22之间具有介于50℃至70℃之间的一温差，且例如是将辊轮22的温度设定为高于基板110材料的玻璃转换温度(Tg)的5～20℃以上并将辊轮21的温度设定为低于基板110材料的玻璃转换温度(Tg)的30～60℃以下。因此，辊轮22的温度大于辊轮21的温度。

在本实施例中，裁切已形成微结构130的基板110的步骤为通过一裁切器600进行，裁切器600可例如为轮刀、雷射切割装置、冲压切割装置等。

如图5A所示，在裁切已形成微结构130的基板110的步骤中，由于微结构130为任意分布，部分的微结构130受裁切的位置可能不同，使得制造出的导光板100具有不同外形的曲面结构120。

在其它实施例中，加热加压基板110以在第一表面111上形成多个微结构130的步骤亦可通过例如是射出成型或压模转写成型等方式进行，本发明并不以此为限制。

请参照至图6，其为根据本发明另一实施例的导光板100的制造方法的示意图。

如图6所示，导光板100的制造方法可更包括以下步骤。进一步地，在加热加压基板110以在第一表面111上形成此些微结构130的步骤之前进行热辊压转写成型，以在基板110的第二表面113上形成多个透镜结构140，其中第二表面113与第一表面111相对。并且，在形成透镜结构140后，待基板110冷却/固化再进行微结构130成型的制造流程，可制造出如图3所示的具有曲面结构120、微结构130及透镜结构140的导光板100。

在本实施例中，通过热辊压转写成型的方式在基板110的第二表面113上形成多个透镜结构140。具体地，可先形成基板110，以单一种类的树脂形成一单层体或以二种不同种类的树脂共同形成一积层体，然后在特定的温度下以三辊轮31、32及33将透镜结构140转写于单层体或积层体的一表面，即，此单层体或积层体通过辊轮32将透镜结构140的形状转写于第二表面113上以形成多个透镜结构140。接着，再依图4所示的制造方法将微结构130形成于第一表面111上，于此不再赘述。

在其它实施例中，亦可通过例如是射出成型或压模转写成型等方式在第二表面113上形成多个透镜结构140，本发明并不以此为限制。

综上所述，本发明提出一种导光板，导光板包括一基板、多个曲面结构以及多个微结构。基板具有一第一表面和一侧面，第一表面与侧面之间具有一交界处。曲面结构形成于交界处。微结构形成于第一表面上，各微结构包括一中间部，且中间部凹陷于第一表面。借此，通过导光板中形成多个曲面结构以及多个微结构的设置，可增加导光板的入光侧的光线局部偏折，减少入光侧亮暗不均(hot spot)的现象，进而增加出光均匀性。此外，本发明的导光板更可在其基板的第二表面上形成多个透镜结构。

综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板，其特征在于，包括：

一基板，具有一第一表面和一侧面，该第一表面实质上为平面并与该侧面之间具有一交界处；

多个曲面结构，形成于该交界处；以及

多个微结构，形成于该第一表面上，各该微结构包括一中间部，且该中间部凹陷于该第一表面。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，各该微结构更包含：

一***部，凸出于该第一表面。

3.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，该***部凸出于该第一表面的高度小于1μm。

4.根据权利要求2所述的导光板，其特征在于，该曲面结构的顶端凸出于该第一表面的一第二垂直距离小于或等于该***部凸出于该第一表面的一高度。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该中间部凹陷于该第一表面的深度介于10μm至50μm之间。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于，该曲面结构的底端与该第一表面之间的一第一垂直距离小于或等于该中间部凹陷于该第一表面的一深度。

7.一种照明模块，其特征在于，包括：

一权利要求1至6中任一项所述的导光板；以及

一光源，位于该导光板的一侧。

8.一种照明装置，其特征在于，包括：

一权利要求7所述的照明模块；

其中，该照明装置为选自天花板灯箱、招牌灯箱、广告灯箱及广告牌灯箱所组成群组中的至少其中之一。

9.一种导光板的制造方法，其特征在于，包括：

提供一基板，该基板包括一第一表面；

加热加压该基板以在该第一表面上形成多个微结构；以及

裁切已形成所述微结构的该基板；

其中，各该微结构包括一中间部，该中间部凹陷于该第一表面，经裁切的该基板具有一侧面，该第一表面与该侧面之间具有一交界处，且部分的所述微结构经裁切而在该交界处形成多个曲面结构。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，加热加压该基板以在该第一表面上形成所述微结构的步骤为通过相对的二辊轮进行局部加热加压，且该二辊轮之间具有介于50℃至70℃之间的一温差。

Images