导光板的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种导光板，以侧面接收点光源的光线，并包括导引入光部、出光部以及沟槽。导引入光部与点光源对向设置，并包含入光面以及斜坡。入光面位于导引入光部的侧面，其截面高度相当于点光源的截面高度。斜坡位于导引入光部的上表面，其截面高度随与点光源的距离增加而渐变递减。出光部上表面无缝连接斜坡。沟槽布设于导引入光部与出光部的上表面，其中沟槽自斜坡延伸至出光部的上表面。本实用新型弥补了现有技术中部分光源光线自导光板边缘溢出，造成入光效率低落的不足，使得进入导光板的光线在出射时受到导引，增加出射光线的指向性以及正向光强度，达到了良好的出光效果，有效地抑制漏光现象。
【专利说明】导光板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种导光板，特别是一种表面积在15寸以下的小尺寸导光板。
【背景技术】
[0002]随着携带式电子产品的技术开发，相关产品的厚度也朝更轻更薄方向前进。大多数的电子产品其显示方式仍为透过液晶显示屏幕，而液晶显示屏幕需要额外的光源。透过导光板的设置，光源不需要与液晶显示屏幕重叠，因此可以将电子装置整体厚度作薄化。
[0003]导光板的制造工艺，在薄型化的技术上已经超越了点光源，当表面贴合发光二极管(surface-mount device laser emitting d1de ；SMDLED)的发光表面积比导光板的厚度还大时，导光板的入光率成了一个十分严重的课题。因此，如何能有效解决这个问题，实属当前手机、电子书、平板计算机乃至穿戴式显示设备等产品的重要研发课题，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题为了克服现有技术中导光板本体厚度比光源的发光面积更小，部分光源光线将自导光板边缘溢出，造成入光效率低落的缺陷，提供了一种导光板，其将光源设置于一侧，并将光线作导引，使得光线自出光面射出，以作为薄化的背光模组。此外，导光板上设置有沟槽，以导引导光板所射出的光线，使得射出的光线具有高指向性并提升正向光的光强度。
[0005]本实用新型是通过下述技术方案解决上述技术问题的:
[0006]一种导光板，其特点是，以侧面接收一点光源的光线，包括:
[0007]—导引入光部,与该点光源对向设置,包括:
[0008]一入光面，位于该导引入光部的侧面，其截面高度相当于该点光源的截面高度；以及
[0009]一斜坡，位于该导引入光部的上表面，其截面高度随与该点光源之间的距离增加而渐变递减；
[0010]一出光部，其上表面无缝连接该斜坡；以及
[0011]复数个沟槽，布设于该导引入光部与该出光部的上表面，每一该些沟槽自该斜坡延伸至该出光部的上表面。
[0012]较佳的，其中每一该些沟槽为由两平面所形成的一 V形沟槽。
[0013]较佳的，其中每一该些V形沟槽的宽度与深度之间比值约为I?10。
[0014]较佳的，其中每一该些V形沟槽的宽度为9微米?11微米。
[0015]较佳的，其中每一该些V形沟槽的深度为500纳米?1500纳米。
[0016]较佳的，其中该导光板具有一底面，该导光板更包含复数个凹槽状的取光微结构，设置于该底面。
[0017]较佳的，其中每一该些凹槽状的取光微结构为深度不大于10微米，直径为40微米?40微米的半球状凹槽。
[0018]较佳的，该导引入光部还包含一延伸段，是由该斜坡朝该入光面，以平行该出光部的上表面的方向一体成形延伸而成。
[0019]较佳的，其中每一该些沟槽自该延伸段的上表面，无缝连接经过该斜坡，并延伸至该出光部的上表面。
[0020]本实用新型的积极效果在于:本实用新型的导光板能够使得进入导光板的光线在出射时受到导引，增加出射光线的指向性以及正向光强度，达到了良好的出光效果，有效地抑制漏光现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为依照本实用新型的导光板一实施例的侧视示意图。
[0022]图2为依照本实用新型的导光板另一实施例的侧视示意图。
[0023]图3为图1导光板的立体示意图。
[0024]图4为图1导光板的正面示意图。
[0025]图5为图2导光板的立体示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]100 导光板
[0028]102 光线
[0029]110 出光部
[0030]114 底面
[0031]116 出光面
[0032]120 导引入光部
[0033]122 入光面
[0034]126 斜坡
[0035]130 沟槽
[0036]132 反射层
[0037]134 点光源
[0038]136 取光微结构
[0039]140 延伸段
[0040]142 侧表面
[0041]H 高度
[0042]Θ 角度
[0043]PI, P2 点
【具体实施方式】
[0044]以下将以图式及详细说明清楚说明本实用新型的精神，任何所属【技术领域】中具有通常知识者在了解本实用新型的较佳实施例后，当可由本实用新型所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本实用新型的精神与范围。
[0045]有鉴于熟知导光板将光源设置于一侧，而导光板本体厚度比光源的发光面积更小，部分光源光线将自导光板边缘溢出，造成入光效率低落且后续要加强对漏光现象的处理。
[0046]因此，本实用新型的一实施方式所提供的导光板，其于入光侧面设计有突起增厚的导引入光部。请看到图1，图1为依照本实用新型的导光板一实施例的侧视示意图。导光板100以侧面接收点光源134的光线102，且导光板100包含出光部110、导引入光部120以及底面114。
[0047]导引入光部120与点光源134为对向设置，并包含入光面122以及斜坡126。入光面122位于导引入光部120的侧面，亦即导引入光部120以其侧面作为入光面122。入光面122其截面高度相当于点光源134的截面高度，即同为高度H。
[0048]斜坡126位于导引入光部120的上表面，其截面高度随与点光源134之间的距离增加而渐变递减，使得导引入光部120大致为楔形，并使得斜坡126与水平面夹一角度Θ。
[0049]由于点光源134有制作尺寸上的限制，因此入光面122将对应点光源134的尺寸。而导引入光部120则搭配斜坡126设计为楔形以对应出光部110，以将光线102导引至较薄的出光部110内。
[0050]出光部110上表面为无缝连接于斜坡126，亦即出光部110与导引入光部120为一体成形。出光部110上表面为出光面116，点光源134所发射的光线102自入光面122进入导光板后，经过导引，光线102最终将从出光面116出射。
[0051]除此之外，导光板100包含凹槽状的取光微结构136，以防止光线102自底面114出射。当光线102行进至底面114时，将因为取光微结构136的形状而被导引至出光面116作出射。根据本实用新型一实施例，凹槽状的取光微结构136为深度不大于10微米(μ m)，直径为40微米(μ m)?40微米(μ m)的半球状凹槽。而另外，同样为了防止光线102自底面114出射,可以设置反射层132于底面114。
[0052]请再看到图2，图2为依照本实用新型的导光板另一实施例的侧视示意图。导光板100包含出光部110、导引入光部120以及底面114，其中导引入光部120包含斜坡126以及延伸段140。
[0053]斜坡126位于导引入光部120的上表面，其截面高度仍保持随着与点光源134之间的距离增加而渐变递减的关系，使得导引入光部120形状仍大致为楔形，其中斜坡126与水平面夹Θ角。
[0054]延伸段140由斜坡126朝入光面(请见图1)以平行出光部110的上表面方向延伸而成，并且为一体成形。而由于延伸段140自导引入光部120延伸而出，因此导引入光部120的入光面也平移至延伸段140的侧表面142，且点光源134位于侧表面142上。
[0055]同样地，导光板100包含设置于底面114的取光微结构136以及反射层132,以防止光线102自底面114出射，并且引导光线102至出光面116，其中凹槽状的取光微结构136为深度不大于10微米(μ m)，直径为40微米(μ m)?40微米(μ m)的半球状凹槽。
[0056]接着，以下将对导光板100中光线102行进方式进行说明。以图2为例，理论上来说，当点光源134所射出的光线102从外部进入导光板100后，会在导光板100上表面以全反射的形式朝远方传递。所以角度Θ在理想状态下，要从斜坡126的第一个转折点T开始推导起。第一个转折点T之前(图2中第一个转折点T左侧)有没有延伸段140 (例如图1为没有延伸段140，而图2为具有延伸段140)并不影响推导结果，只是方便说明。
[0057]首先，在第一个转折点Pl位置，我们可以想象光线102同时打在平行出光面116的延伸段140上表面的右极限点，与斜坡126表面的左极限点。
[0058]所以，先假设光线102打在延伸段140上表面，而根据斯涅尔定律(Snell’s Law)nlsinal = n2sina2,其中al为导光板100至空气的入射角，a2为相对al的折射角，nl是密介质(导光板100材质)折射率，n2是疏介质折射率(此处以空气为例，即代表光线102是从导光板100内出射到空气中)，故nl/n2 = η为相对折射率，具体来看，在导光板100的材料选择上，PC树酯折射率是1.59，而压克力折射率是1.42。
[0059]因此假设若发生全反射，则a2 = 90度，并且sina2 = 1，故光线102的全反射角度是al = SirT1(IAi),若不存在斜坡126，这个角度会出现在光线102反射后打在底面114的夹角上。然而，由于斜坡126的设置，并从几何光学可知，若光线102在斜坡126发生全反射，此时光线102的表现如同打在一个镜子上,然后镜子被偏转了 Θ角。故光线102在底面114反射角为al+2 Θ，并全反射后打在斜坡126，因为我们要探讨光线102不会从斜坡126出光的边界条件，且希望斜坡126 (非AA区)越短越好，所以设定反射后的光线102打在第二个反折点上，亦即出光面116(AA区)的左极限点与斜坡126表面的右极限点，其中出光面116的左极限点以及斜坡126表面的右极限点位置为图中的点P2，其表现又如同镜子被偏转了 Θ角一般，且再次反射到底面114时的夹角为al+2 Θ +2 Θ。由于此后光线102必须以全反射的形式，在出光部110的出光面116与底面114间反弹传递，故最后一个边界条件即为 al+4 Θ〈90 度，因此 SirT1(IAi)+4 Θ〈90，可得理想的 Θ 角为 22.5-l/4sin_1 (I/η),依此计算，随选用的导光板100材料不同，Θ角约在2.8?6度之间。
[0060]但现实面来说，若Θ角只能选用这么小的角度，则斜坡126会太长，例如导光板100虽实务上可以做到0.4毫米(_)，但泛用作为光源的发光二极管(LED)是0.6毫米(_)。因此用小角度的Θ去从0.4毫米(mm)的出光面116(AA区)延伸到厚度0.6毫米(mm)的入光面122显然是不可采纳的。因此，必须在光利用率跟出光面116 (AA区)都尽量大的物理冲突条件下进行取舍，例如Θ角取15度，接受入光面所接收的光在斜坡126有高达20%的漏光损失。
[0061]当我们为了追求导光板100出光部110的薄，而牺牲了可利用光线总量，并在斜坡126的相对位置上做完遮挡漏光的机制后，我们很尴尬的发现，出光部110整体出光量不足。此时，经过殚精竭虑的检索与思考，一种泛用在电视屏幕等大尺寸导光板，但未曾被应用在小尺寸导光板的设计理念，被我们用来结合在小尺寸导光板上，即在出光的一侧设置沟槽。而透过沟槽的设置，光源进入导光板的光线在出射时受到导引，使得出射光线的指向性以及正向光强度皆增加，以达到良好的出光效果。
[0062]参照图3，图3为图1导光板的立体示意图。导光板100包含出光部110、导引入光部120以及沟槽130。沟槽130布设于出光部110与导引入光部120的上表面，亦即出光部110的出光面116以及导引入光部120的斜坡126，其中沟槽130自斜坡126延伸至出光部110的上表面的出光面116。
[0063]根据本实用新型一实施例，每一个沟槽130为由两平面所形成的V形沟槽，如图4所不，图4为图1导光板的正面不意图。导光板100的出光面116上布满V形的沟槽130,并在出光面116形成如锯齿状的表面。导光板100的底面114设置有取光微结构136,并搭配反射层132将光线102反射导引至出光面116上的V形沟槽出射。
[0064]沟槽130与取光微结构136之间的排列方式可以互相对应。举例来说,在沟槽130所形成的锯齿状表面中，锯齿的顶部可以投影至半球状取光微结构136的球心，或是沟槽的沟底可以投影至半球状取光微结构136的球心。本实用新型所属【技术领域】中具有通常知识者，可依实际导引光线的需要，而弹性选择沟槽130与取光微结构136间的排列关系。
[0065]请再回到图3，通过布满V形的沟槽130于出光部110与导引入光部120的上表面，导光板100上表面整体将形成为锯齿状的表面。
[0066]根据本实用新型一实施例，V形沟槽的宽度与深度之间比值约为I?10。更具体而言，V形沟槽的宽度为9微米(μ m)?11微米(μ m),且V形沟槽的深度为500纳米(nm)?1500纳米(nm)。然而，应了解到，以上所举的V形沟槽的深度以及宽度仅为例示，而非用以限制本实用新型，本实用新型所属【技术领域】中具有通常知识者，可依实际需要，弹性选择V形沟槽的深度以及宽度。
[0067]当导光板100内的光线在出光面116出射时，布于出光面116上V形的沟槽130将导引光线垂直于出光面116出光，并且提升出射光线行进的指向性以及增加出光面116的正向光强度。因此，出光面116所出射的光线的均匀度也会增加。
[0068]除此之外，布于斜坡126上V形的沟槽也具有导引光线的效果，使得导引入光部120的光线可以受到控制。在光线为可控制的情况下，由于光线指向性明确，搭配适合尺寸的屏蔽(图中未绘示)，可以有效抑制漏光现象。
[0069]参照图5，图5为图2导光板的立体示意图。导光板100包含出光部110、导引入光部120以及沟槽130，其中导引入光部120包含延伸段140。
[0070]导光板100所包含的沟槽130自延伸段140的上表面，无缝连接经过斜坡126，并延伸至出光部I1的出光面116。因此导光板100的上表面自出光面116、斜坡126表面至延伸段140上表面皆布满沟槽130。
[0071]同样地，根据本实用新型一实施例，沟槽130可以为V形沟槽。并且，V形沟槽的宽度与深度之间比值约为I?10。更具体来说，V形沟槽的宽度可以为9微米(μπι)?11微米(μ m),而V形沟槽的深度为500纳米(nm)?1500纳米(nm)。
[0072]从上述实施例可以得知，本实用新型的导光板上表面布满有V形沟槽，使得导光板提供均匀度佳以及指向性高的光线。且由于光线可以受到V形沟槽的导引，当以屏蔽将非出光面区域作遮光时，可以有效抑制漏光现象。
[0073]虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当由权利要求书所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种导光板，其特征在于，以侧面接收一点光源的光线，包括: 一导引入光部，与该点光源对向设置，包括: 一入光面，位于该导引入光部的侧面，其截面高度相当于该点光源的截面高度；以及 一斜坡，位于该导引入光部的上表面，其截面高度随与该点光源之间的距离增加而渐变递减； 一出光部，其上表面无缝连接该斜坡；以及 复数个沟槽，布设于该导引入光部与该出光部的上表面，每一该些沟槽自该斜坡延伸至该出光部的上表面。
2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中每一该些沟槽为由两平面所形成的一 V形沟槽。
3.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，其中每一该些V形沟槽的宽度与深度之间比值约为I?10。
4.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，其中每一该些V形沟槽的宽度为9微米?11微米。
5.如权利要求2所述的导光板，其特征在于，其中每一该些V形沟槽的深度为500纳米?1500纳米。
6.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，其中该导光板具有一底面，该导光板更包含复数个凹槽状的取光微结构，设置于该底面。
7.如权利要求6所述的导光板,其特征在于，其中每一该些凹槽状的取光微结构为深度不大于10微米，直径为40微米?40微米的半球状凹槽。
8.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该导引入光部还包含一延伸段，是由该斜坡朝该入光面，以平行该出光部的上表面的方向一体成形延伸而成。
9.如权利要求8所述的导光板,其特征在于,其中每一该些沟槽自该延伸段的上表面，无缝连接经过该斜坡，并延伸至该出光部的上表面。
【文档编号】G02B6/00GK203930108SQ201420352945
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】廖文琪, 何毓哲, 潘彦霖 申请人:苏州向隆塑胶有限公司