TW201643485A - 光源模組及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種光源模組的製作方法，包括提供一導光板，導光板具有一第一表面、一相對於第一表面的第二表面、一連接第一表面與第二表面的入光面及多個光擴散微單元；在第二表面上配置一反射片、在光束自入光面入射時量測第一表面上的光強度分佈；當第一表面上的光強度分佈與一預設光強度分佈有差異時，在反射片之朝向第二表面的一反射面上設置多個光學結構，以使第一表面上的光強度分佈趨近於預設光強度分佈。一種光源模組亦被提出。

Description

光源模組及其製作方法

本發明是有關於一種光學裝置及其製作方法，且特別是有關於一種光源模組及其製作方法。

顯示科技近年來的發展使得各種顯示器得以普及化，並且逐漸在現代人日常生活中扮演了不可或缺的角色。現有的顯示科技已經應用液晶顯示(Liquid Crystal Display,LCD)面板於例如是電腦螢幕、智慧型手機以及電子書等電子裝置的螢幕，且為了在提升顯示品質的同時可以增加使用上的便利性，上述的顯示器已朝向薄型化的趨勢發展。

然而，由於液晶顯示面板屬於非自發光型的顯示器，故在顯示上必須搭配背光模組。一般而言，背光模組包括線性光源及具有表面微結構的導光板。隨著液晶顯示器的薄型化，背光模組亦朝向薄型化發展，因此導光板(light guide plate)的厚度亦被要求降低。由於薄型化的導光板在藉由例如是網印的加工方法製作表面微結構時更容易因加工過程的疏失而損壞，進而提昇製作 表面微結構時的不穩定性，且製作後的表面結構也無法藉由重工來調整或修復。上述問題不但會降低導光板的製作過程的良率，也提昇了導光板的製作難度及背光模組的成本。因此，如何同時兼顧導光板薄型化生產以及節省製造成本已成為目前亟待解決之問題之一。

“先前技術”段落只是用來幫助了解本發明內容，因此 在“先前技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在“先前技術”段落所揭露的內容，不代表該內容或者本發明一個或多個實施例所要解決的問題，在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知曉或認知。

本發明提出一種光源模組的製作方法，可以避免導光板在加工過程中所造成的損耗，進而提昇製作光學品質良好的光源模組的效率、良率並降低整體成本。

本發明提出一種光源模組，可以利用較為簡化的架構形成良好的所需光源。

本發明提供一種光源模組的製作方法，包括提供一導光板，導光板具有一第一表面、一相對於第一表面的第二表面及一連接第一表面與第二表面的入光面，且導光板具有多個光擴散微單元；在第二表面上配置一反射片、在光束自入光面入射時量測 第一表面上的光強度分佈；當第一表面上的光強度分佈與一預設光強度分佈有差異時，在反射片之朝向第二表面的一反射面上設置多個光學結構，以使第一表面上的光強度分佈趨近於預設光強度分佈。

本發明提供一種光源模組，其包括一導光板、一發光單元以及一反射片。導光板具有多個均勻分佈的光擴散微單元，且具有一第一表面、一相對於第一表面的第二表面及一連接第一表面與第二表面的入光面。發光單元配置於入光面旁，且朝向入光面發出一光束。反射片配置於第二表面上，且具有朝向第二表面的一反射面。多個光學結構以非均勻的方式配置於反射面上。

在本發明的一實施例中，上述的這些光學結構包括多個光擴散(distribution)網點、多個光吸收網點或其組合。

在本發明的一實施例中，設置上述的這些光學結構的方法為噴墨印刷或網版印刷(screen printing)。

在本發明的一實施例中，上述的這些光擴散微單元為配置於導光板內部的多個光擴散粒子。

在本發明的一實施例中，上述的這些光擴散微單元為配置於第一表面與第二表面的至少其中之一上的多個表面光學微結構。

在本發明的一實施例中，上述的這些光擴散微單元均勻分佈於導光板中，且設置這些光學結構的步驟包括將這些光學結構設置於反射面之靠近入光面的區域或遠離入光面的區域。

在本發明的一實施例中，上述提供導光板的方法包括以押出製程提供導光板。

在本發明的一實施例中，上述的在反射片的反射面上設置這些光學結構的方法是以捲對捲(roll to roll)製程來實現。

在本發明的一實施例中，當上述的第一表面上的局部區域的光強度大於預設光強度分佈中對應的預設值時，在反射面上的對應區域設置這些光學結構，以降低局部區域的光強度。

在本發明的一實施例中，當上述的第一表面上的局部區域的光強度小於預設光強度分佈中對應的預設值時，在反射面上的對應區域設置這些光學結構，以提升局部區域的光強度。

在本發明的一實施例中，上述的光強度分佈與預設光強度分佈中的光強度為輝度。

在本發明的一實施例中，上述的這些光學結構設置於反射面上的局部區域，以抑制導光板於對應於局部區域處光強度過強的現象。

在本發明的一實施例中，上述的這些光學結構設置於反射面上的局部區域，以彌補導光板於對應於局部區域處光強度過低的現象。

在本發明的一實施例中，上述的這些光學結構是以六角排列的方式排列於反射面上。

在本發明的一實施例中，上述的這些光學結構包括固化後的白色油墨、固化後的黑色油墨、固化後的透明油墨或其組合。

在本發明的一實施例中，上述的每一光學結構呈圓點狀。

基於上述，本發明的實施例的光源模組的製作方法在反射片上有設置多個光學結構，因此當光束自導光板的入光面進入導光板時，導光板的第一表面可以具有良好的所需光強度分佈。另一方面，由於本發明的實施例的光源模組藉由這些反射片的光學結構就可以讓導光板在第一表面形成良好的光源，因此降低了光源模組的製作難度，可以避免導光板在加工過程中所造成的損耗，且可以利用較簡化的架構形成良好的所需光源。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

A、B、C‧‧‧區域

L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7‧‧‧光束

100、100A、100B、100C‧‧‧光源模組

110、110A、110B、110C‧‧‧導光板

112、112A、112B、112C‧‧‧第一表面

114、114B、114C‧‧‧第二表面

116、116A、116B、116C‧‧‧入光面

117‧‧‧表面

118、118A、118B‧‧‧光擴散微單元

120、120A、120B、120C‧‧‧反射片

122、122A、122B、122C‧‧‧反射面

124、124A、124B、124C‧‧‧光學結構

125‧‧‧光擴散網點

130、130A、130B、130C‧‧‧發光單元

140、140A、140B‧‧‧光學膜片

圖1A至圖1C是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的製作方法的示意圖。

圖2是依照本發明的第一實施例的反射面及光學結構的局部放大圖。

圖3是依照本發明第二實施例的光源模組的示意圖。

圖4是依照本發明第三實施例的光源模組的示意圖。

圖5是依照本發明第四實施例的光源模組的示意圖。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以 下配合參考圖式之多個實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。 以下實施例中所提到的方向用語，例如「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而非用來限制本發明。

圖1A至圖1C是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的製作方法的示意圖。在本發明的第一實施例所參照的示意圖中，為了清楚說明各元件之間的相對關係及其所能帶來的效果，圖中僅示例性地繪示出部分光束的傳遞路徑，其並非用以限定本發明的光源模組中的光束傳遞方式。請參考圖1A，本發明的第一實施例的光源模組的製作方法提供了一導光板110。導光板110具有一第一表面112、一相對於第一表面112的第二表面114及一連接第一表面112與第二表面114的入光面116，且導光板110具有多個光擴散微單元118。在本實施例中，這些光擴散微單元118分佈於導光板110中，且當一光束傳遞至這些光擴散微單元118時，這些光擴散微單元118適於讓光束往多個方向傳遞。換句話說，這些光擴散微單元118適於讓光束擴散。

請參照圖1B，本實施例的光源模組的製作方法在導光板110的第二表面114上配置一反射片120。反射片120適於反射來自第二表面114的光束(此處以光束L2為例)，進而使反射後的光束(此處以光束L2為例)可以自第一表面112穿出導光板110。舉例來說，本實施例的導光板110接收例如是發光單元130所發出的光束(此處以光束L1為例)。藉由導光板110的傳遞、光擴 散微單元118的擴散及反射片120的反射，光束(此處以光束L1為例)可以自入光面116進入導光板110後再穿出第一表面112。 本實施例的光源模組的製作方法在光束(此處以光束L1為例)自入光面116入射時，以例如是輝度計(brightness meter)量測光束在第一表面112上所形成的光強度分佈。

在藉由上述的方式測得第一表面112上的光強度分佈的相關數據後，光強度分佈的相關數據會與一預設光強度分佈數據比較。上述的預設光強度分佈例如是所欲製作的光源模組在最佳狀態時的光強度分佈，本發明並不以此為限，而藉由上述的比較可以得知第一表面112是否在部分區域有亮度過高、過低的問題。 請參照圖1C，當第一表面112上的光強度分佈與預設光強度分佈有差異時，本實施例的光源模組100的製作方法在反射片120之朝向第二表面114的一反射面122上設置多個光學結構124，以使第一表面112上的光強度分佈趨近於預設光強度分佈。

換句話說，本實施例的反射片120可以反射來自第二表面114的光束，且這些光學結構124可以改變經反射片120反射後進入導光板110的光強度分佈，進而使第一表面112的光強度分佈可以藉由這些光學結構124的補償來趨近於預設光強度分佈。

因此，本實施例的製作方法可以藉由形成這些光學結構 124來輕易製作出良好的光源模組100。當光束自入光面116進入導光板110時，形成於反射面122的光學結構124可以讓第一表面112的光強度分佈趨近於預設光強度分佈，因此導光板110可 以不需要額外的加工及微結構設計(例如網版印刷之加工)，進而降低了導光板110的製作難度。另一方面，由於本實施例的光源模組100的製造方法在量測第一表面112上的光強度分佈後，可以再藉由在反射面122形成光學結構124來補償第一表面112上的光強度分佈，進而避免了在光源模組100的製作過程中因導光板110的導光效果不佳而報廢整組光源模組110，提供了較簡化的架構來形成良好的所需光源，同時也提昇了在製作導光板110時的良率。

本實施例的製作方法更可以形成例如是增亮膜(Brightness Enhancement Film)、擴散膜(Diffuser Film)等的光學膜片140於第一表面112上，本發明不限於此。詳細來說，請參照圖1C，在本實施例中，光源模組100包括導光板110、發光單元130(例如：發光二極體(Light Emitting Diode,LED))以及反射片120。光源模組100的導光板110具有多個均勻分佈的光擴散微單元118，且上述的這些光擴散微單元118為配置於導光板110內部的多個光擴散粒子，而導光板110在傳遞光束時可以藉由這些以非均勻的方式配置於反射面122上的光學結構124補償局部區域的光強度分佈，進而使光源模組100可以以預設光強度分佈發出光束。發光單元130配置於入光面116旁，且朝向入光面116發出光束L。光束L在導光板110中傳遞時經由光擴散微單元118的擴散或反射片120的反射後自第一表面112發出，進而使第一表面112上的光強度分佈趨近於預設光強度分佈。

圖2是依照本發明的第一實施例的反射面及光學結構的局部放大圖。請參照圖2，在本實施例中，上述的這些光學結構124包括多個光擴散網點125。更具體來說，這些光擴散網點125例如是固化後的白色油墨或固化後的透明油墨或上述兩者的組合，且這些光擴散網點125例如是以噴墨印刷的方式形成於反射面122上，因此本發明的實施例的光源模組的製作方法可以輕易的形成光學結構124於反射面122上，也提供了一個可以輕易形成良好的光源模組的製作方法，但本發明不限於此。在其他實施例中，光學結構124更可以包括多個光吸收網點或上述這些光擴散網點和光吸收網點的組合，其中光吸收網點例如是固化後的黑色油墨，且這些光學結構124更可以是以網版印刷形成。進一步來說，在本發明的其他實施例中，在反射片的反射面上設置這些光學結構的方法更可以是以捲對捲製程來實現，進而可以在例如是量產時提供更高效率的光源模組製作方式。

請參照圖2，在本發明的第一實施例中，這些光擴散網點125例如是以噴墨印刷的方式所形成的圓點狀光學結構124，且經由上述的方式可以讓這些光學結構124是以六角排列的高密度排列方式排列於反射面122上，進而提供一個最佳的光強度補償效果。本發明的實施例的這些光學結構更可以視需求以其他方式排列於反射面，並不限於上述光學結構124的排列方式。另一方面，在本實施例的光源模組100的製作方法中，當第一表面112上的局部區域的光強度大於預設光強度分佈中對應的預設值時，利用 在反射面122上的對應區域設置這些光學結構124，以降低上述局部區域的光強度。換句話說，本實施例的光源模組100的這些光學結構124設置於反射面122上的局部區域，並藉由光學結構124對光的擴散或吸收來抑制導光板110於對應於局部區域處光強度過強的現象。

具體來說，在本發明的第一實施例中，由於例如是塑膠材質所形成的這些光擴散微單元118均勻分佈於導光板110中，這些光學結構124設置於反射面之122遠離入光面116的區域A。 由於導光板110遠離入光面116的局部區域除了會有光束(這邊以光束L3、L4為例)在往表面117傳遞的過程中穿出第二表面114，還會有光束經表面117反射後再穿出第二表面114，進而使反射片120的區域A的局部光強度較高。本實施例的光源模組100藉由光學結構124來擴散照射到區域A中的部分光束(這邊以光束L3為例)，進而使導光板110的第一表面112的光強度分佈趨近於預設光強度分佈。

在本發明的實施例中，光學結構在反射面的位置並不限於上述實施例所述遠離入光面的局部區域，光學結構的分佈區域更可以視導光板的厚度、材質及光擴散微單元的大小、材質、密度及預設光強度分佈來適度調整。以下將列舉其他實施例以作為說明。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前 述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖3是依照本發明第二實施例的光源模組的示意圖。請參考圖3，光源模組100A與光源模組100大致相似，惟二者主要差異之處在於：在本發明的第二實施例中，導光板110A的這些光擴散微單元118A為配置於第一表面112A的多個表面光學微結構，且光學結構124A設置於靠近入光面116A的區域B。本實施例的光學結構124A例如是光吸收網點，因此當發光單元130A所發出的光束自入光面116A進入導光板110A後，反射面122A上的光學結構124A可以吸收部分傳遞到反射片120A的區域B的光束，進而使第一表面112A上及光學膜片140A上的光強度分佈可以趨近於預設光強度分佈。

圖4是依照本發明第三實施例的光源模組的示意圖。請參考圖4，光源模組100B與光源模組100A大致相似，惟二者主要差異之處在於：在本發明的第三實施例中，導光板110B的這些光擴散微單元118B為配置於第二表面114B的多個表面光學微結構，且光學結構124B設置於遠離入光面116B的區域A。本實施例的光學結構124B例如是光吸收網點及光擴散網點的組合，因此當發光單元130B所發出的光束自入光面116B進入導光板110B後，反射面122B上的光學結構124B可以吸收或擴散部分傳遞到反射片120B的區域A的光束，進而使第一表面112B上及光學膜片140B上的光強度分佈可以趨近於預設光強度分佈。

圖5是依照本發明第四實施例的光源模組的示意圖。在 本發明的實施例中，形成於反射面上的光學結構並不限於上述可以吸收光束或擴散光束的光學結構124。請參照圖5，在本發明的第五實施例中，發光單元130C發出光束L5至導光板110C的入光面116C，當第一表面112C上的局部區域的光強度分佈過低時，反射面122C上更可以在對應的區域(此處以區域C為例)形成具有高反射率的光學結構124C，因此反射片120C的反射面的反射面122C和光學結構124C都可以往第二表面114C反射光束L6、L7，進而使第一表面112C上光強度分佈過低的局部區域的光強度得以提升，而獲得補償。換句話說，在反射面122C上的光學結構124C可以彌補導光板110C於對應於上述局部區域處的光強度過低的現象。

在本發明上述的實施例中，由於導光板具有均勻分佈的 光擴散微單元，因此上述導光板可以例如是以押出製程的方式來製作，但本發明不限於此。換句話說，由於本發明的實施例中的光學模組藉由反射片就可以提供良好的光源，且導光板以均勻的材質形成，因此本發明的實施例提供了更簡易的提供導光板的方式。

在本發明上述的實施例中，上述的光強度分佈與預設光 強度分佈中的光強度為輝度，但本發明不限於此。在其他實施例中，導光板的第一表面的光強度分佈更可以視預設光強度分佈的單位及需求來作適度地調整。

綜上所述，本發明的實施例的光源模組的製作方法先量 測導光板的第一表面上的光強度分佈，再根據上述光強度分佈與預設光強度分佈的比較結果而在反射片上設置多個光學結構，藉由這些光學結構來補償第一表面上的光強度分佈。由於上述的方法不需對導光板額外加工，因此可以避免導光板在加工過程中所造成的損耗，同時大幅提昇光源模組的製作良率，進而利用較簡化的架構來形成良好的所需光源。本發明的實施例的光源模組的發光單元所發出的光束自導光板的入光面進入導光板時，導光板的第一表面可以具有良好的所需光強度分佈，且由於光源模組藉由這些反射片的光學結構就可以讓導光板在第一表面提供良好的光源，進而降低光源模組的製作難度。

A‧‧‧區域

L1、L3、L4‧‧‧光束

100‧‧‧光源模組

110‧‧‧導光板

112‧‧‧第一表面

114‧‧‧第二表面

116‧‧‧入光面

117‧‧‧表面

118‧‧‧光擴散微單元

120‧‧‧反射片

122‧‧‧反射面

124‧‧‧光學結構

130‧‧‧發光單元

140‧‧‧光學膜片

Claims (22)

1. 一種光源模組的製作方法，包括：提供一導光板，其中該導光板具有多個光擴散微單元，且具有一第一表面、一相對於該第一表面的第二表面及一連接該第一表面與該第二表面的入光面；在該第二表面上配置一反射片；從該入光面入射一光束，並量測該第一表面上的光強度分佈；以及當該第一表面上的該光強度分佈與一預設光強度分佈有差異時，在該反射片之朝向該第二表面的一反射面上設置多個光學結構，以使該第一表面上的該光強度分佈趨近於該預設光強度分佈。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中該些光學結構包括多個光擴散網點、多個光吸收網點或其組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中設置該些光學結構的方法為噴墨印刷或網版印刷。
4. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中該些光擴散微單元為配置於該導光板內部的多個光擴散粒子。
5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中該些光擴散微單元為配置於該第一表面與該第二表面的至少其中之一上的多個表面光學微結構。
6. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中該些光擴散微單元均勻分佈於該導光板中，且設置該些光學結構的步驟包括將該些光學結構設置於該反射面之靠近該入光面的區域或遠離該入光面的區域。
7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中提供該導光板的方法包括以押出製程提供該導光板。
8. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中在該反射片的該反射面上設置該些光學結構的方法是以捲對捲製程來實現。
9. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中當該第一表面上的局部區域的光強度大於該預設光強度分佈中對應的預設值時，在該反射面上的對應區域設置該些光學結構，以降低該局部區域的該光強度。
10. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中當該第一表面上的局部區域的光強度小於該預設光強度分佈中對應的預設值時，在該反射面上的對應區域設置該些光學結構，以提升該局部區域的該光強度。
11. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組的製作方法，其中該光強度分佈與該預設光強度分佈中的光強度為輝度。
12. 一種光源模組，包括：一導光板，具有多個均勻分佈的光擴散微單元，且具有一第一表面、一相對於該第一表面的第二表面及一連接該第一表面與 該第二表面的入光面；一發光單元，配置於該入光面旁，且朝向該入光面發出一光束；一反射片，配置於該第二表面上，且具有朝向該第二表面的一反射面；以及多個光學結構，以非均勻的方式配置於該反射面上。
13. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構包括多個光擴散網點、多個光吸收網點或其組合。
14. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光擴散微單元為配置於該導光板內部的多個均勻分佈的光擴散粒子。
15. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光擴散微單元為配置於該第一表面與該第二表面的至少其中之一上的多個表面光學微結構。
16. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構設置於該反射面之靠近該入光面的區域或遠離該入光面的區域。
17. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構設置於該反射面上的局部區域，以抑制該導光板於對應於該局部區域處光強度過強的現象。
18. 如申請專利範圍第17項所述的光源模組，其中該光強度為輝度。
19. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構設置於該反射面上的局部區域，以彌補該導光板於對應於該局部區域處光強度過低的現象。
20. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構是以六角排列的方式排列於該反射面上。
21. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中該些光學結構包括固化後的白色油墨、固化後的黑色油墨、固化後的透明油墨或其組合。
22. 如申請專利範圍第12項所述的光源模組，其中每一該光學結構呈圓點狀。