專利名稱：可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光導裝置，特別是一種可改變光行進路徑的光導裝置。
背景技術(shù)：
參閱圖1，目前的光導裝置1，是將一光源100，例如陰極燈管，所發(fā)出沿一第一方向平行行進的光，導引改變其光路徑后均勻發(fā)散至一例如液晶面板200的光學平面300上。
光導裝置1具有一扁平的楔狀本體11，該本體11包含一進入面12、一反射面13，及一相反于該反射面13的射出面14，進入面12靠近光源100設置，供光源100發(fā)射的光進入本體11，反射面13是使經(jīng)過的光全反射，射出面14使經(jīng)過的光部分反射后再行進至反射面13進行后續(xù)的光行進過程，部分折射通過后離開本體11。借由反射面13、射出面14相互配合進行多次的全反射、反射等光行進過程，可導引進入本體11行進的光逐漸行進遠離進入面12，并同時折射后散射至液晶面板200的光學平面300上。
此種光導裝置是利用本體11的反射率，以及反射面13相對光行進的夾角相互配合，使得自進入面12進入本體11的光在經(jīng)過反射面13時產(chǎn)生全反射，而可部分自相反于反射面13的射出面14射出，并同時部分反射后再行進至反射面13，重復進行多次的反射、全反射等光行進過程，導引光逐漸往遠離進入面12方向行進，且同時，射出面14是利用蝕刻或是形成V狀缺陷(v-cut)等方式破壞接口的完整，而使部分的光反射進行后續(xù)的光行進，直至光可均勻地散射行進至液晶面板200的光學平面300，而供后續(xù)的光利用。
上述光導裝置1確實可以將光導引改變光路徑后導引至液晶面板200的光學平面300上，但是，由于此種光導裝置1在光的利用上，完全是基于光的不規(guī)則散射，一來光能量的利用率偏低，二來無法有效的調(diào)整光分布，特別是射出面14的周邊部分的光分布，使液晶面板200的光學平面300受光均勻。
此外，液晶面板200在光的利用上，必須是特定偏極性(p-type或s-type)的偏極光，當然，上述光導裝置1可以在進入面12、或是射出面14鍍覆鍍膜，以控制液晶面板200所接受到的光是預定偏極性的光，但是，在進入面12鍍膜則使光進入時、初始利用率僅為原先的一半，在經(jīng)過多次折射、反射、全反射等光行進時能量逐漸消耗，顯然會造成后續(xù)使用亮度不夠的問題。
因此，如何開發(fā)新的光導裝置，提高其光利用率、發(fā)射均勻度等，而可供后續(xù)光學裝置再利用，是業(yè)者不斷研究努力的方向。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的，即在提供一種可提升光利用率以及發(fā)射均勻度的光導裝置。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，是將一平行于一第一方向行進進入的入射光改變光路徑后對應行進至一光學平面，該光導裝置包含一第一三角柱單元，包含一第一進入面、一第一通過接口、一鍍覆在該第一通過接口上的第一鍍膜，及一第一射出面，該第一進入面是供該入射光進入，該第一鍍膜具有預定反射率，使當該入射光經(jīng)過該鍍覆有第一鍍膜的第一通過接口時部分預定光量的光折射后離開該第一三角柱單元，部分預定光量的光反射后自該第一射出面離開該第一三角柱單元并行進至該光學平面對應于該第一射出面的區(qū)域；及數(shù)個彼此光連接且漸次遠離該第一三角柱單元排列設置的四角柱單元，每一四角柱單元包含一可供光進入的第二進入面、一相反于該第二進入面的第二通過接口、一鍍覆在該第二通過接口上的第二鍍膜，及一連結(jié)該第二進入面與該第二通過接口的第二射出面，該一四角柱單元的第二進入面與該另一相鄰的四角柱單元的第二通過接口相光連接，且該一最鄰近該第一三角柱單元的四角柱單元的第二進入面與該第一三角柱的第一通過接口相光連接，該每一四角柱單元的第二鍍膜具有一預定反射率，且每一四角柱單元的第二鍍膜的反射率是依序相對遠離該第一三角柱單元而遞增，并與該第一鍍膜的反射率呈一遞增關(guān)系，當自該第一三角柱單元的第一通過接口離開而自與該第一三角柱單元相光連接的四角柱單元的第二進入面進入的光，經(jīng)過該鍍覆有第二鍍膜的第二通過接口時部分預定光量的光折射后離開該四角柱單元并自該相鄰的四角柱單元的第二面進入該另一相鄰的四角柱單元中，部分預定光量的光反射后自該四角柱單元的第二射出面離開該四角柱單元并行進至該光學平面對應于該四角柱單元的第二射出面的區(qū)域，進而使平行于該第一方向的入射光可均勻地被導引行進至該光學平面。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該第一進入面與該第一射出面彼此垂直，該第一進入面與該第一通過接口彼此夾角是45度，且該第一通過接口與該第一射出面彼此夾角是45度。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該每一四角柱單元的第二進入面、該第二通過接口與該第三角柱單元的第一通過接口彼此平行且寬度相等，同時，該第三角柱單元的第一射出面與該每一四角柱單元的第二射出面的寬度相等并位于同一平面上。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該第一三角柱單元更包含一鍍覆于該第一進入面上的鍍膜，是可濾波使相同偏極性的光通過該第一進入面。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該第一鍍膜可濾波而供相同偏極性的光通過該鍍覆有第一鍍膜的第一通過接口。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該每一四角柱單元的第二鍍膜可濾波而供相同偏極性的光通過該鍍覆有第二鍍膜的第二通過接口。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中當該光導裝置的四角柱單元的個數(shù)為n，n是不小于2的整數(shù)時，該第一三角柱單元的第一鍍膜的反射率是 該每一四角柱單元的第二鍍膜的反射率依序自該第一三角柱單元向遠離該第一三角柱單元方向分別為1(n+1)-1,1(n+1)-2,1(n+1)-3,...,1(n+1)-n.]]>本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該光導裝置更包含一與該一最遠離該第一三角柱單元的四角柱單元相光連接的第二三角柱單元，具有一第三進入面，及一光吸收面，該第三進入面與最遠離該第一三角柱單元的四角柱單元的第二通過接口相光連接，而可供自該四角柱單元的第二通過接口離開該四角柱單元的光進入，該光吸收面是可吸收光使光無法自該光吸收面射出離開該第二三角柱單元。
本發(fā)明涉及的一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其中該第三進入面的寬度與相光連接的該四角柱單元的第二通過接口的寬度相等，該第三進入面與該光吸收面彼此夾角是45度。
本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置主要是利用光本身具有偏極性，并同時利用鍍膜所造成對光的反射、折射，以及偏極性的改變控制，使得光進入第一三角柱單元、光連接數(shù)個四角柱單元的光導裝置后，透過不同接口上鍍膜反射率的調(diào)整，而在可控制光量的條件下，有效調(diào)節(jié)光亮的分布，而使得欲接受光的光學平面受光均勻，以避免現(xiàn)有光導裝置在相對于其各側(cè)邊常有光亮分布不均的問題，有效提升光利用率，確實達到本發(fā)明的目的。


圖1是一示意圖，說明現(xiàn)有的光導裝置。
圖2是一示意圖，說明本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置的一第一較佳實施例。
圖3是一示意圖，說明本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置的一第二較佳實施例。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明實施例1參閱圖2，本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置2的一第一較佳實施例，是可將一光源100，例如陰極燈管，沿平行于一第一方向平行射出的入射光改變光路徑后，對應行進至例如液晶面板200的光學平面300，以供液晶面板200后續(xù)光使用。
光導裝置2以塑料或是玻璃等反射率大于1.3以上的可透光材料為主要材料，形成一矩形板狀而與液晶面板200的光學平面300相平行設置，其包含一第一三角柱單元3，及數(shù)個彼此光連接的四角柱單元4，在本例中，以三彼此光連接的四角柱單元4，依序沿遠離第一三角柱單元3方向命名為第一四角柱單元5、第二四角柱單元6與第三四角柱單元7，且第一四角柱單元5與第一三角柱單元3相光連接為例說明。
該第一三角柱單元3呈一長條三角柱狀，包含一第一進入面31、一第一通過接口32、一鍍覆在該第一通過接口32上的第一鍍膜33，及一第一射出面34，第一通過接口32分別與第一進入面31、第一射出面34夾45度角，且第一進入面31與第一射出面34夾90度角，使第一三角柱單元3的一橫截面成等腰直角三角形。
第一進入面31是供光源100發(fā)出的入射光進入。第一鍍膜33具有預定反射率，使自第一進入面31進入的光行進經(jīng)過鍍覆有第一鍍膜33的第一通過接口32時，部分預定光量的光折射后離開第一三角柱單元3進入第一四角柱單元5，部分預定光量的光反射后自該第一射出面34離開第一三角柱單元3并行進至液晶面板200的光學平面300對應于第一射出面34的部份區(qū)域。
第一、二、三四角柱單元5、6、7均是呈一長條平行四邊形柱狀，每一四角柱單元分別包含有一可供光進入的第二進入面41、一相反于該第二進入面41的第二通過接口42、一鍍覆在該第二通過接口42上的第二鍍膜43，及一連結(jié)該第二進入面41與該第二通過接口42的第二射出面44，第二進入面41與第二通過接口42相平行，第二射出面44分別與第二進入面41、第二通過接口42夾135度、45度角，且第一、二射出面寬度相等，第一通過接口32寬度與第二進入面41、第二通過接口42寬度均相等，而使每一四角柱單元的橫截面是一平行四邊形，進而使第一三角柱單元3、第一、二、三四角柱單元5、6、7連結(jié)成平行于液晶面板200的光學平面300設置的矩形板狀態(tài)樣。
第一四角柱單元5的第二進入面41與第一三角柱單元3的第一通過接口32相光連接，第一四角柱單元5的第二通過接口42與第二四角柱單元6的第二進入面41相光連接，第二四角柱單元6與第三四角柱單元7也是依此模式相光連接。
第一、二、三四角柱單元5、6、7鍍覆在第二通過接口42的第二鍍膜43分別具有一預定反射率，且這些第二鍍膜43的反射率是依序相對遠離第一三角柱單元3而遞增，并同時與第一鍍膜33的反射率呈一遞增關(guān)系，使光在通過這些鍍覆有第二鍍膜43的第二通過接口42時，部份預定光量的光折射后射出進入另一相鄰四角柱單元，再次重復進行相似的折射、反射的光行進過程，部分預定光量的光反射后自第二射出面44離開并行進至該光學平面300對應于該四角柱單元的第二射出面44的區(qū)域，進而使平行于該第一方向的入射光可均勻地被導引行進至液晶面板200的光學平面300對應于第二射出面44的部份區(qū)域。在本例中為使液晶面板200的光學平面300受光均勻，第一鍍膜33的反射率是25％，第一、二、三四角柱單元5、6、7的第二鍍膜43的反射率分別是33.33％、50％、100％。
當以本發(fā)明的光導裝置2實際進行導光時，若假設光源100所發(fā)出的入射光總光量是1，入射光沿第一方向行進自第一三角柱單元3的第一進入面31進入后，行進通過鍍有第一鍍膜33的第一通過接口32，此時第一鍍膜33的反射率是25％，所以有光量為3/4的光自第一通過接口32通過自第一四角柱單元5的第二進入面41進入第一四角柱單元行進，光量為1/4的光自第一射出面34離開第一三角柱單元3照射至液晶面板200的光學平面300對應于第一射出面34的部份區(qū)域。
隨后，光量為3/4進入第一四角柱單元5的光，行進通過鍍有第二鍍膜43的第二通過接口42時，此時第二鍍膜43的反射率是33.33％(即1/3)，所以有光量為1/2的光自第一四角柱單元5的第二通過接口42通過自第二四角柱單元6的第二進入面41進入第二四角柱單元6行進，光量為1/4的光自第一四角柱單元5的第二射出面44離開第一四角柱單元5照射至液晶面板200的光學平面300對應于此第二射出面44的部份區(qū)域。
隨后，光量為1/2進入第二四角柱單元6的光，行進通過鍍有第二鍍膜43的第二通過接口42時，此時第二鍍膜43的反射率是50％，所以有光量為1/4的光自第二四角柱單元6的第二通過接口42通過自第三四角柱單元7的第二進入面41進入第三四角柱單元7行進，光量為1/4的光自第二四角柱單元6的第二射出面44離開第二四角柱單元6照射至液晶面板200的光學平面300對應于此第二射出面44的部份區(qū)域。
最后，光量為1/4進入第三四角柱單元7的光，行進通過鍍有反射率為100％的第二鍍膜43的第二通過接口42時，完全反射而自第二射出面44離開第三四角柱單元7照射至液晶面板200的光學平面300對應于此第二射出面44的部份區(qū)域，進而使得液晶面板200的光學平面300每一部份均有光量為1/4的光照射，而使液晶面板200進行后續(xù)的光利用。
在此要特別說明的是，上述是以使液晶面板200受光均勻為前提的要求下，分別最佳化第一、二鍍膜33、43的反射率，以及第一三角柱單元3為等腰三角形的三角柱與第一、二、三四角柱單元5、6、7為平行四邊形柱態(tài)樣為例說明；若，為使液晶面板200的受光狀態(tài)分別是對應不同射出面而有所不同的特殊需求時，當然此第一三角柱單元3與各四角柱單元4的狀態(tài)，以及第一、二鍍膜33、43的反射率亦必須有所變更、最佳化，由于此部份變更僅是相關(guān)參數(shù)、形狀特征的變更調(diào)整，且須視實際需求而有所變化，故在此不再多加舉例說明。
由于液晶面板200所需使用的光必須是相同偏極性，例如p-type的光，因此，可以在第一三角柱單元3的第一進入面31鍍覆一鍍膜，進而使得欲經(jīng)過此第一進入面31進入光導裝置2的入射光，已是偏極性同為p-type的光，當然，如此做法在初始即將光量減少一半，但是由于本發(fā)明光導裝置2可以借著改變第一三角柱單元3與各四角柱單元4的態(tài)樣，以及第一、二鍍膜33、43的反射率，而使得預定光量的光照射在液晶面板200的光學平面300的預定區(qū)域，因此，即便初始光量有所減弱，但是在光利用率上卻更加提升，更符合液晶面板200的光使用需求。
另外，也可以不在第一進入面31鍍覆鍍膜控制入射光的偏極性，而改以每一四角柱單元4的第二鍍膜43控制反射率以及對應反射、折射光的偏極性，而使得相同偏極性(如p-type)的光均從第一射出面34、第二射出面44射出供液晶面板200的光學平面300接受，以供后續(xù)液晶面板200的光利用，另一偏極性(s-type)的光則全不反射后自相反于第一射出面34、第二射出面44的另一接口射出以供后續(xù)再應用。
而在本發(fā)明光導裝置2的結(jié)構(gòu)類似上述，第一三角柱單元3是等腰直角三角柱，每一四角柱單元4是其中一內(nèi)角為45度的平行四邊形柱，但連結(jié)有n個(n是不小于2的整數(shù))四角柱單元4的條件下，要使液晶面板200的光學平面300受光均勻的話，第一三角柱單元3的第一鍍膜33的反射率是需控制為 每一四角柱單元4的第二鍍膜43的反射率依序自第一三角柱單元3向遠離第一三角柱單元3方向分別為1(n+1)-1,1(n+1)-2,]]>1(n+1)-3,...,1(n+1)-n.]]>由于此等控制鍍膜反射率的技術(shù)已廣為業(yè)界所應用，且并非本發(fā)明重點所在，在此不再多加贅述。
實施例2參閱圖3，本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置2的一第二較佳實施例，是與上例相似，其不同處僅在于在最遠離第一三角柱單元3的第三四角柱單元7再光連接一第二三角柱單元8，該第二三角柱單元8與第一三角柱單元3相似是一等腰直角三角柱，具有一第三進入面81，及一光吸收面82，該第三進入面81與第三四角柱單元8的第二通過接口42相光連接，而可供自第三四角柱單元7的第二通過接口42離開的光進入，該光吸收面82是一黑體，可吸收光，使其無法自該光吸收面82射出離開，使得液晶面板200受光時，光利用更為完整而不受其它干擾。
綜上述說明可知，本發(fā)明可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置2主要是利用光本身具有偏極性，并同時利用鍍膜所造成對光的反射、折射，以及偏極性的改變控制，使得光進入第一三角柱單元3光連接數(shù)個四角柱單元4的光導裝置2后，透過不同接口上鍍膜反射率的調(diào)整，而在可控制光量的條件下，有效調(diào)節(jié)光亮的分布，而使得欲接受光的光學平面300受光均勻，以避免現(xiàn)有光導裝置1在相對于其各側(cè)邊常有光亮分布不均的問題，有效提升光利用率，確實達到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.一種可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，是將一平行于一第一方向行進進入的入射光改變光路徑后對應行進至一光學平面，其特征在于該光導裝置包括一第一三角柱單元，包括一第一進入面、一第一通過接口、一鍍覆在該第一通過接口上的第一鍍膜，及一第一射出面，該第一進入面是供該入射光進入，該第一鍍膜具有預定反射率，使當該入射光經(jīng)過該鍍覆有第一鍍膜的第一通過接口時部分預定光量的光折射后離開該第一三角柱單元，部分預定光量的光反射后自該第一射出面離開該第一三角柱單元并行進至該光學平面對應于該第一射出面的區(qū)域；及數(shù)個彼此光連接且漸次遠離該第一三角柱單元排列設置的四角柱單元，每一四角柱單元包括一可供光進入的第二進入面、一相反于該第二進入面的第二通過接口、一鍍覆在該第二通過接口上的第二鍍膜，及一連結(jié)該第二進入面與該第二通過接口的第二射出面，該一四角柱單元的第二進入面與該另一相鄰的四角柱單元的第二通過接口相光連接，且該一最鄰近該第一三角柱單元的四角柱單元的第二進入面與該第一三角柱的第一通過接口相光連接，該每一四角柱單元的第二鍍膜具有一預定反射率，且每一四角柱單元的第二鍍膜的反射率是依序相對遠離該第一三角柱單元而遞增，并與該第一鍍膜的反射率呈一遞增關(guān)系，當自該第一三角柱單元的第一通過接口離開而自與該第一三角柱單元相光連接的四角柱單元的第二進入面進入的光，經(jīng)過該鍍覆有第二鍍膜的第二通過接口時部分預定光量的光折射后離開該四角柱單元并自該相鄰的四角柱單元的第二面進入該另一相鄰的四角柱單元中，部分預定光量的光反射后自該四角柱單元的第二射出面離開該四角柱單元并行進至該光學平面對應于該四角柱單元的第二射出面的區(qū)域，進而使平行于該第一方向的入射光可均勻地被導引行進至該光學平面。
2.如權(quán)利要求1所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該第一進入面與該第一射出面彼此垂直，該第一進入面與該第一通過接口彼此夾角是45度，且該第一通過接口與該第一射出面彼此夾角是45度。
3.如權(quán)利要求2所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該每一四角柱單元的第二進入面、該第二通過接口與該第三角柱單元的第一通過接口彼此平行且寬度相等，同時，該第三角柱單元的第一射出面與該每一四角柱單元的第二射出面的寬度相等并位于同一平面上。
4.如權(quán)利要求1所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該第一三角柱單元更包括一鍍覆于該第一進入面上的鍍膜，是可濾波使相同偏極性的光通過該第一進入面。
5.如權(quán)利要求1所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該第一鍍膜可濾波而供相同偏極性的光通過該鍍覆有第一鍍膜的第一通過接口。
6.如權(quán)利要求1所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該每一四角柱單元的第二鍍膜可濾波而供相同偏極性的光通過該鍍覆有第二鍍膜的第二通過接口。
7.如權(quán)利要求3所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于當該光導裝置的四角柱單元的個數(shù)為n，n是不小于2的整數(shù)時，該第一三角柱單元的第一鍍膜的反射率是1(n+1),]]>該每一四角柱單元的第二鍍膜的反射率依序自該第一三角柱單元向遠離該第一三角柱單元方向分別為1(n+1)-1,1(n+1)-2,1(n+1)-3,···,]]>1(n+1)-n.]]>
8.如權(quán)利要求1所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該光導裝置更包括一與該一最遠離該第一三角柱單元的四角柱單元相光連接的第二三角柱單元，具有一第三進入面，及一光吸收面，該第三進入面與最遠離該第一三角柱單元的四角柱單元的第二通過接口相光連接，而可供自該四角柱單元的第二通過接口離開該四角柱單元的光進入，該光吸收面是可吸收光使光無法自該光吸收面射出離開該第二三角柱單元。
9.如權(quán)利要求8所述可提升光利用率及發(fā)射均勻度的光導裝置，其特征在于該第三進入面的寬度與相光連接的該四角柱單元的第二通過接口的寬度相等，該第三進入面與該光吸收面彼此夾角是45度。
全文摘要
本發(fā)明提供包含一三角柱單元及數(shù)個彼此光連接排列設置的四角柱單元的光導裝置，當入射光進入三角柱單元后預定光量的光折射離開三角柱單元并進入與其光連接的四角柱單元，部分光反射后射出行進，每一四角柱單元具有鍍有預定反射率的鍍膜的通過接口，且鍍膜的反射率是依序相對遠離三角柱單元而遞增，使進入四角柱單元的光經(jīng)過有鍍膜的通過接口時預定光量的光折射后進入另一相鄰的四角柱單元中繼續(xù)進行類似的光行進，部分光反射后行進，進而可將入射光改變光路徑并導引至預定的光學平面，以提升光利用率及發(fā)射均勻度。
文檔編號G02B1/10GK1752808SQ200410080028
公開日2006年3月29日 申請日期2004年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月24日
發(fā)明者唐迺元 申請人:亞洲光學股份有限公司