TWI671561B - 曲面導光板結構 - Google Patents

Abstract

本發明是一種有關導光板的結構改良裝置。更具體而言，我們可以使用一種曲面導光板具有複數個刻痕來引導光線。採用複數個刻痕在導光板上，它的優點是讓光線均勻擴散且減少眩光效果。本發明的方式可以節省很多在製造的過程中的成本。

Description

曲面導光板結構

本發明內容一般涉及用於處理一或多個曲面導光板的裝置，更具體而言，一種曲面導光板具有複數個第一刻痕以及複數個第二刻痕，該複數個第一刻痕以及複數個第二刻痕使入射光的光線經過折射、反射後，引導光線由出光面平行射出。

一般而言，發光裝置主要以兩種方式呈現，一種是將發光元件放置於傳統燈具內；另一種是將發光元件均勻排列，透過發光元件局部反射或使用光學膜片在發光元件上進行控制光線。

雖然，這兩種呈現形式仍然未能克服傳統照明燈具的缺陷。這些缺陷包含有：第一，無發控制光線照射的方向性，會導致照射區域性明亮度不明顯，就是指光線照射到不需要的地方，在產生同樣光通量的情況下，造成部分照射區域亮度下降。第二，光線亮度不均勻，造成距離較遠區域的亮度無法達到標準，另外，距離較近區域的亮度卻遠高於標準，由於光照分佈不均勻。因此，使用者在使用發光元件時為了達到遠區域及近區域都可達到亮度標準，所採用的發光元件以更大功率、更高光通量的發光元件以滿足昏暗區的照度要求，造成了電能上不必要的消耗及浪費。

另外，傳統的發光裝置無法消除眩光(glare)現象，所謂眩光現象是指當使用者觀察某一視覺物件時，是因為視野內的光源亮度，大幅超過背景值，是以眼睛難以適應，會導致煩惱、不舒服或視力受損。一般而言，眩光可分為直接眩光(direct glare)或是反射眩光(reflected glare)兩種。直接眩光，由視野內的光源直接引起，當光源太集中，直接或餘光目視光源，輝度大且刺眼，讓人不舒服。另一種，反射眩光，即為俗稱的反光，強烈具有方向性的光線，容易使物體或紙張產生反光，會使影像模糊化，容易造成眼睛疲勞，閱讀吃力等。

為了解決上述的問題，第一，光線照射的方向控制性；第二，光線亮度不均勻的問題，第三，無法有效消除或降低眩光。本發明針對導光板的結構進行改良以克服既有的問題。

為了解決先前技術所提及的問題，發光源的直接照射使導光板上形成明顯的亮點，造成發光不均勻的問題，本發明提供了一種具有複數個刻痕的曲面導光板結構的發光裝置。

本發明提供一種曲面導光板結構，特別是指具有半圓弧形刻痕及三角形刻痕的曲面導光板結構。一種曲面導光板結構，包含：一板體，具有一入光面及一出光面；其中，該出光面包含至少一加工區域，該出光面與該至少一加工區域互相平行，並分別與該入光面相交，而該入光面係用於接收一發光源發射之光束，該出光面係用於引導光束射出；其中，該至少一加工區域包含複數個第一刻痕與複數個第二刻痕；該複數個第一刻痕為半圓弧形刻痕，該第一 刻痕具有一半徑及圓心設於該至少一加工區域上；該複數個第二刻痕為三角型刻痕，該第二刻痕具有相等邊長設於該至少一加工區域上。

更進一步來說，該發光源為有機發光二極體(OLED)、發光二極體(LED)、冷陰極射線管(CCFL)或其組合。

更進一步來說，該曲面導光板結構厚度為3mm-10mm之間，且材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、環烯氫聚合物(COP)或聚碳酸酯(PC)。

更進一步來說，該複數個第一刻痕與該複數個第二刻痕是依序交錯排列(staggered arrangement)。

更進一步來說，該發光源發射之光束方向與該出光面之光束方向成90度。

更進一步來說，該板體的中心線垂直於該發光源。

更進一步來說，該曲面導光板結構及該發光源共同形成一側光式背光源模組；該側光式背光源模組包含有一反光紙、一散射膜、及一反光膠帶，該反光紙緊貼於該曲面導光板結構的一側，該散射膜緊貼於該曲面導光板結構的另一側，該反光膠帶貼於曲面導光板結構的頂端。

更進一步來說，該曲面導光板結構更包含有一第一側表面、一第二側表面、一第三側表面、及一第四側表面；其中，該第一側表面與該第三側表面相對，該第二側表面與該第四側表面相對，該第二側表面的長度會大於該第一側表面的長度，該第四側表面的長度會大於該第三側表面的長度。

在本發明之另一個實施例中，複數個該第一刻痕與複數個該第二刻痕非週期性(non-periodic)且隨機的(randomly)設置於該至少一加工區域上。

以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉 本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。

1‧‧‧發光裝置

10‧‧‧板體

20‧‧‧中心線

30‧‧‧入光面

40‧‧‧出光面

50‧‧‧反光紙

60‧‧‧散射膜

70‧‧‧反光膠帶

80‧‧‧發光源

90‧‧‧基座元件

101‧‧‧第一刻痕

102‧‧‧第二刻痕

201‧‧‧第一側表面

202‧‧‧第二側表面

203‧‧‧第三側表面

204‧‧‧第四側表面

W1‧‧‧第一間距

W2‧‧‧第二間距

X‧‧‧第一軸線

Y‧‧‧第二軸線

S1‧‧‧長軸

S2‧‧‧短軸

L1、L2、L3‧‧‧邊長

圖1為本發明較佳實施例之曲面導光板裝置示意圖。

圖2為本發明較佳實施例之曲面導光板的第一刻痕以及第二刻痕示意圖。

圖3為本發明較佳實施例之曲面導光板與發光源形成背光源模組示意圖。

圖4為本發明較佳實施例之曲面導光板的第一刻痕以及第二刻痕交錯排列之示意圖。

圖5為本發明較佳實施例之第一刻痕及第二刻痕之示意圖。

為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：請參考圖1，圖1為本發明較佳實施例之曲面導光板裝置示意圖，一發光裝置1，包含：一板體10，具有一入光面30與一出光面40；一基座元件90，具有複數個發光源80；該入光面30係用於接收一發光源80發射之光束，該出光面40係用於引導光束射出，該發光源80所發射之光束經過該板體10的折射、反射或散射後，發射之光束會被引導至該出光面40的方向，經過複數個第一刻痕101及複數個第二刻痕102的調整後，使光束引導為一平行光射出。

其中，出光面40包含至少一加工區域，且該至少一加工區域包含複數個第一刻痕101及複數個第二刻痕102，該至少一加工區域設有複數條以一第 一間距W1等間隔設置的第一軸線X，以及複數條以一第二間距W2等間隔設置之第二軸線Y，該些第一軸線X與該些第二軸線Y係互相交錯，並交叉形成複數個交點，且該第二軸線Y係平行於出光面40。其中，該第一間距W1可以是大於、等於、或小於該第二間距W2的關係，在本發明之中，該第一間距W1可以小於該第二間距W2為較佳的實施例。

請參考圖4、5，圖4為本發明較佳實施例之曲面導光板的第一刻痕以及第二刻痕交錯排列示意圖。在本實施例中，該複數個第一刻痕101為半圓形，並交錯地設於該加工區域之各交點上，使得位於該些第二軸線Y上之該複數個第二刻痕102，與相鄰的第一軸線X上之複數個第一刻痕101係呈交錯排列(staggered arrangement)，該第一刻痕101具有一長軸S1及一短軸S2，該長軸S1的長度為1.5mm-3mm之間，該短軸S2的長度為1.5mm-2mm之間，當該長軸S1的長度大於該短軸S2的長度時，即為一橢圓形，各長軸S1與各短軸S2可垂直相交於一中心點。在本實施例中之一，較佳的實施例為長軸S1的長度等於短軸S2的長度，即為一半圓弧形。該半圓弧形具有一圓心及半徑，該半圓弧內的各點與其內一點等距離，此點稱為圓心，圓周上任一點與圓心的距離就是此圓的半徑。該半徑長度為1.5mm-3mm之間，各半徑與第一軸線X相疊，各圓心設在該些第一軸線X與該些第二軸線Y的交點上。又，參考圖5，圖5為本發明較佳實施例之第一刻痕及第二刻痕之示意圖，該複數個第二刻痕102為一三角形刻痕，該三角形刻痕具有邊長L1、邊長L2、邊長L3，其中當邊長L1等於邊長L2時，且邊長L3不等於(大於或小於)邊長L1，即為一等腰三角形，該等腰三角形有兩邊邊長相等，因此會有兩個內角相等，該內角角度為15度至75度之間，較佳的實施例是內角角度為30度至60度之間，該等腰三角形的重心(三角形三邊的中線交於一點，此 點稱為此三角形的重心)會設在該些第一軸線X與該些第二軸線Y的交點上。在本實施例中之一，較佳的實施例為該第二刻痕102為一正三角形，該正三角形的三個邊長相等，即為邊長L1等於邊長L2等於邊長L3，且邊長L1為1mm-3mm之間，較佳的長度為1.5mm-2mm之間，該正三角形的外心、內心、重心會在同一點，且會設在該些第一軸線X與該些第二軸線Y的交點上。

又，請同時參考圖2、3，圖2為本發明較佳實施例之曲面導光板的第一刻痕以及第二刻痕示意圖，板體10還包含有一第一側表面201、一第二側表面202、一第三側表面203、一第四側表面204，其中，該第一側表面201與該第三側表面203相對，該第二側表面202與該第四側表面204相對，該第二側表面202的長度會大於該第一側表面201的長度，該第四側表面204的長度會大於該第三側表面203的長度。圖3為實施例之曲面導光板與發光源形成背光源模組示意圖，在圖3為本發明的另一種可能實施例中，在板體10的右側處(即為該第二側表面202)具有一散射膜60，在板體10的左側處(即為第四側表面204)具有一反光紙50，而在板體10的頂端(即為該第三側表面203)具有一反光膠帶70，而在板體10的下方(即為該第一側表面201)具有一發光源80。散射膜60是一種用來提高光線均勻性，但是會降低亮度的膜片。該發光源80發出一光線經過散射膜60散射後，得到均勻較好的散射光，可再透過稜鏡模組可設於散射膜60之上，以調整光線的發射方向，將光線方向從入光面30一側調整至出光面40一側，再搭配上該加工區域的複數個第一刻痕101與複數個第二刻痕102設置，使光線在刻痕內部經過複數個半圓形刻痕或三角形刻痕的折射、反射，以達到光線亮度均勻的效果，並且光線在導光板內的複數個半圓形刻痕或三角形刻痕後，不會使光線集中在同一點，造成人眼觀察時產生暈眩，或是前面所述的眩光效果。

入射光經過發光源80後，進入導光板的板體10，光線的行進入線如下，板體10利用光的全反射特性，將光束導引至遠端，並利用該加工區域上的各個第一刻痕101及第二刻痕102破壞光束的全反射，將散射的光束射入第一刻痕101或第二刻痕102後可由板體10的出光面40射出，並且使得板體10可將點光源或線光源之光源轉換為面光源射出，使得射出光線為一平行光之光束。

本發明所述各個第一刻痕101及第二刻痕102係以機械加工、雷射加工或是蝕刻的方式設於板體10之加工曲面，該機械加工、該雷射加工的方式可以透過加工裝置感測各點光源的光度，判定各點光源光度是否相同，如果不同感測區域的光度會有差異，依據各點光源光度的差異進行加工調整，使得各個第一刻痕101及第二刻痕102可係同時凸出於加工曲面，或是係同時凹入於加工曲面，而本發明較佳的實施例中，各個第一刻痕101及第二刻痕102係同於凸出於加工曲面。在另一種可能實施例中，各個第一刻痕101及第二刻痕102是以非週期性(non-periodic)且隨機的(randomly)設置於該至少一加工區域上，換言之，第一刻痕101及第二刻痕102不會規律的交錯排列(參考圖4)，而是以不規則的順序出現，如：連續兩個第一刻痕101、接續一個第二刻痕102的方式設於加工區域上，本發明並不加以限制。

在本實施例中，發光源80例如為發光二極體(light emitting diode)。然而，本創作不以此為限，在其他實施例中，發光源80也可為其他適當類型的發光元件，例如：冷陰極射線管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或是有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)等。

請參考圖1、圖2，在本實施例中，板體中心線20定義為從第三側表面203的重心進入穿過板體10內部到第一側表面201的重心出來，此處的第三 側表面203或第一側表面201可為一矩形(矩形的重心定義在其對應兩邊中點聯線之交點上，或其對角線之交點上)，該中心線20為一筆直的直線會穿過板體10，該中心線20會與發光源80所在的平面成90度垂直。

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，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (6)

1. 一種曲面導光板結構，包含：一板體，具有一入光面及一出光面；其中，該出光面包含至少一加工區域，且該入光面係用於接收一發光源發射之光束，該出光面係用於引導光束射出；其中，該至少一加工區域包含複數個第一刻痕與複數個第二刻痕；該複數個第一刻痕為半圓弧形刻痕，每一第一刻痕具有一半徑及圓心設於該至少一加工區域上；該複數個第二刻痕為三角型刻痕，每一第二刻痕具有相等邊長設於該至少一加工區域上；每一該第一刻痕及每一該第二刻痕彼此等間距地設置於該至少一加工區域，且每一該第一刻痕與每一該第二刻痕是依序交錯排列。
2. 如請求項1所述之曲面導光板結構，其中，該發光源為有機發光二極體(OLED)、發光二極體(LED)、冷陰極射線管(CCFL)或其組合。
3. 如請求項1所述之曲面導光板結構，其中，該曲面導光板結構厚度為3mm-15mm之間，且材質為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樹脂、環烯氫聚合物(COP)或聚碳酸酯(PC)。
4. 如請求項1所述之曲面導光板結構，其中，該發光源發射之光束方向與該出光面之光束方向呈90度角。
5. 如請求項2所述之曲面導光板結構，其中，更包含有一第一側表面、一第二側表面、一第三側表面、及一第四側表面；其中，該第一側表面與該第三側表面相對，該第二側表面與該第四側表面相對，該第二側表面的長度會大於該第一側表面的長度，該第四側表面的長度會大於該第三側表面的長度。
6. 如請求項5所述之曲面導光板結構，其中，該曲面導光板結構及該發光源共同形成一側光式背光源模組；該側光式背光源模組包含有一反光紙、一散射膜、及一反光膠帶，該反光紙緊貼於該曲面導光板結構的該第四側表面，該散射膜緊貼於該曲面導光板結構的該第二側表面，該反光膠帶貼於該曲面導光板結構的該第三側表面。