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TWI548918B - 光源模組 - Google Patents

光源模組 Download PDF

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TWI548918B
TWI548918B TW104111799A TW104111799A TWI548918B TW I548918 B TWI548918 B TW I548918B TW 104111799 A TW104111799 A TW 104111799A TW 104111799 A TW104111799 A TW 104111799A TW I548918 B TWI548918 B TW I548918B
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light source
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light
guide plate
light guide
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李信宏
蔡宜育
楊喬智
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揚昇照明股份有限公司
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Description

光源模組
本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種面光源模組。
隨著光電技術的演進，在習知技術中配置於導光板的側面之冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)已被發光二極體(light-emitting diode,LED)燈條(light bar)所取代。由於發光二極體具有使用壽命長、低功率消耗、反應速度快等優點，因此採用發光二極體為光源的光源模組的性能與使用壽命亦得以提升。
然而，當一般的液晶顯示裝置採用發光二極體為光源的光源模組時，由於需再藉由液晶面板來達到顯示效果，且還須包括固定上述架構的機構元件，因此液晶顯示裝置的薄型化有其極限，而使其厚度尚不能與自發光的有機發光二極體顯示裝置相比擬。隨著顯示裝置的尺寸越大，其差異就越明顯。
本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先前技術。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，也不代表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。
本發明提供一種光源模組，具有薄型化的優點。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。
為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提出一種光源模組。光源模組包括一導光板、至少一發光元件、一反射片以及多個間隙單元。導光板具有一第一表面、一相對於第一表面的第二表面、連接第一表面與第二表面的一入光面以及多個光學微結構。至少一發光元件位於入光面旁。反射片經由一黏著膠體貼附於導光板的第二表面上。這些間隙單元配置於導光板與反射片之間，以使導光板與反射片具有一間距，且這些間隙單元的尺寸大於等於1微米。黏著膠體包括一第一黏著膠體以及一第二黏著膠體。第一黏著膠體位於這些間隙單元與導光板之間，且第二黏著膠體位於這些間隙單元與反射片之間。
在本發明的一實施例中，上述的這些光學微結構位於第二表面上。
在本發明的一實施例中，上述的這些光學微結構的分布 密度隨著遠離入光面的方向而增加。
在本發明的一實施例中，上述的這些光學微結構位於第一表面上。
在本發明的一實施例中，上述的第一黏著膠體以及第二黏著膠體共同包覆這些間隙單元。
在本發明的一實施例中，上述的第一黏著膠體的材質與第二黏著膠體的材質不同。
在本發明的一實施例中，上述的第一黏著膠體的黏度高於上述第二黏著膠體的黏度。
在本發明的一實施例中，上述的第一黏著膠體的黏度落在1000厘泊(CPS)至20000厘泊之間。
在本發明的一實施例中，上述的第二黏著膠體的黏度落在10厘泊至500厘泊之間。
在本發明的一實施例中，上述的光源模組更包括一基板，其中反射片位於導光板與基板之間，且基板與反射片貼合。
在本發明的一實施例中，上述的基板的材質為金屬、玻璃或塑膠的至少其中一者。
在本發明的一實施例中，上述的導光板的材質為玻璃或壓克力的至少其中一者。
在本發明的一實施例中，上述的這些間隙單元具有透光性。
在本發明的一實施例中，上述的這些間隙單元隨機分布 於導光板與反射片之間。
在本發明的一實施例中，上述的這些間隙單元的材質為塑膠或玻璃的至少其中一者。
在本發明的一實施例中，上述的這些間隙單元的形狀為球狀或柱狀的至少其中一者。
基於上述，本發明的實施例可達到下列優點或功效的至少其中之一。本發明的實施例的光源模組可藉由反射片貼附於導光板上以及間隙單元的配置，將可有效減少光源模組的厚度，以實現薄型化的需求，並維持光源模組的原有發光效率以及光線均勻性。此外，本發明的實施例亦可藉由配置於導光板與反射片之間的間隙單元，可避免導光板直接接觸到反射片而影響光源模組的光線均勻性。另外，光源模組亦可藉由第一黏著膠體以及第二黏著膠體的材質選擇，並藉由基板、反射片與導光板的材質搭配，而進一步地強化或調整光源模組的結構性強度。
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。
100、300、400、500‧‧‧光源模組
110、310‧‧‧導光板
111、311‧‧‧第一表面
112、312‧‧‧第二表面
113‧‧‧入光面
114、314‧‧‧光學微結構
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧反射片
140‧‧‧間隙單元
150、450‧‧‧黏著膠體
151、451‧‧‧第一黏著膠體
152、452‧‧‧第二黏著膠體
160‧‧‧基板
A-A‧‧‧剖線
圖1是本發明一實施例的一種光源模組的正視示意圖。
圖2是圖1的光源模組沿線A-A的剖面圖。
圖3是本發明另一實施例的一種光源模組的剖面圖。
圖4是本發明又一實施例的一種光源模組的剖面圖。
圖5是本發明更一實施例的一種光源模組的剖面圖。
有關本發明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式的一較佳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、左、右、前或後等，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並非用來限制本發明。
圖1是本發明一實施例的一種光源模組的正視示意圖。圖2是圖1的光源模組沿線A-A的剖面圖。請參照圖1與圖2，在本實施例中，光源模組100包括一導光板110、至少一發光元件120、一反射片130以及多個間隙單元140。在本實施例中，導光板110的材質可為玻璃或壓克力的至少其中一者，或是其他高透光率的材質，而發光元件120可為發光二極體或發光二極體燈條，但本發明不以此為限。
具體而言，如圖2所示，導光板110具有一第一表面111、一相對於第一表面111的第二表面112、連接第一表面111與第二表面112的一入光面113以及多個光學微結構114。此外，至少一發光元件120位於入光面113旁。當發光元件120所發出的光束(未標示)經由入光面113進入導光板110後，會在導光板110內部中行進。更詳細而言，在本實施例中，導光板110的這些光學微結 構114位於第二表面112上，以破壞光束於導光板110內部行進時的全反射現象。如此，光束於導光板110內部行進時將可被散射，而可從導光板110的第一表面111離開導光板110，以提供外界所需的光源，其中第一表面111例如為導光板110的一出光面。
舉例而言，在本實施例中，光學微結構114例如是網點結構，形成光學微結構114的方式例如是利用網版印刷或雷射蝕刻的方式於導光板110的第二表面112上形成凹陷狀的網點結構，但本發明不以此為限。位於導光板110第二表面112上的光學微結構114仍可以有其他型態或不同的製作方式，例如是以噴墨方式形成凸起狀的網點結構，本發明並不限定其型態或製作方式。
進一步而言，由於位在導光板110的第二表面112上的光學微結構114主要是用以散射被傳遞至第二表面112的光束，以使光束能夠從導光板110的第一表面111導出，因此在光學微結構114密度分佈較高的區域，將會有較高比例的光束被導出導光板110。由此可知，為使光源模組100的整體輝度均勻分佈，光學微結構114在對應於光線強度較強的區域可具有較低的分佈密度。反之，光學微結構114在對應於光線強度較弱的區域可具有較高的分佈密度。換言之，在本實施例中，這些光學微結構114的分布密度隨著遠離入光面113的方向而增加，亦即隨著遠離入光面113的距離越遠，這些光學微結構114的分布就會越密集。
更詳細而言，如圖2所示，在本實施例中，反射片130 經由一黏著膠體150貼附於導光板110的第二表面112上。間隙單元140配置於導光板110與反射片130之間，以使導光板110與反射片130具有一間距，且這些間隙單元140的尺寸大於等於1微米，並隨機分布於導光板110與反射片130之間。間隙單元140的形狀例如為球狀，但本發明不限於此，在其他實施例中，間隙單元140的形狀可例如為柱狀，即間隙單元140的形狀可為球狀或柱狀的至少其中一者。此外，間隙單元140的材質可為塑膠或玻璃的至少其中一者。更詳細而言，如圖2所示，黏著膠體150包括一第一黏著膠體151以及一第二黏著膠體152。第一黏著膠體151位於這些間隙單元140與導光板110之間，且第二黏著膠體152位於這些間隙單元140與反射片130之間。舉例而言，在本實施例中，黏著膠體150與間隙單元140為具有透光性的材料，而可使光束透射至反射片130後，再經由反射片130而反射回導光板110，但本發明不以此為限。
進一步而言，在本實施例中，位於導光板110的第二表面112下方的反射片130可將散射至反射片130的部分光束再反射回導光板110，並傳遞至外界。換言之，這些部分光束被反射片130反射後，可經由導光板110而傳遞至外界，進而可增加光利用效率。
如此一來，藉由反射片130貼附於導光板110上的配置，將可有效減少光源模組100的厚度，以實現薄型化的需求，並維持光源模組100的原有發光效率。並且，藉由間隙單元140的配 置，將可在導光板110與反射片130之間維持一間隙，避免導光板110直接接觸到反射片130而影響光源模組100的光線均勻性。進一步而言，藉由間隙單元140的配置使導光板110與反射片130之間具有空氣層的間隙，可維持光束在導光板110中行進的全反射現象，維持光源模組的效率，直到光束行進至光學微結構114才破壞全反射現象。
此外，根據電磁波的觀點而言，當一光束由光密介質入射光疏介質而發生全反射時，在發生全反射的介面上仍會產生一消散波(Evanescent wave)，其中此消散波的強度隨行進距離成指數衰減。因此，若導光板110與反射片130之間的間隙小於一個可見光波長(例如為400~700nm)時，消散波的能量將會傳遞至反射片130並反射回導光板110而影響光線的均勻度，故本實施例的間隙單元140的尺寸例如是大於700nm，較佳地例如是大於等於1微米(μm)，可減少消散波對光源模組100的光線均勻性的影響。
更詳細而言，在本實施例中，第一黏著膠體151以及第二黏著膠體152可選擇性地採用相同或不同的材質。舉例而言，在本實施例中，反射片130使用的材質例如是聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate，PET)或其他適當材質，當導光板110使用的材質例如為玻璃時，第一黏著膠體151的材質可為高黏滯性酸酯類化合物，例如由Norland Products公司所製造的光學膠NOA65，可避免膠體尚未乾固時在玻璃表面產生之液滴內縮現象，並且光學折射率與玻璃相近，而第二黏著膠體152的材質可 為低黏滯性酸酯類化合物，例如由Norland Products公司所製造的光學膠NOA72。然而本發明不以此為限，第一黏著膠體151與第二黏著膠體152在未乾固前可以是液態或固態的膠膜型式以增加與間隙單元140的黏合面積，且當導光板110使用的材質為壓克力(Polymethylmethacrylate，PMMA)等高分子材料時，第一黏著膠體151可使用黏滯性較低的膠體。另外，在本實施例中，第一黏著膠體151的黏度較佳地落在1000厘泊至20000厘泊之間，且第二黏著膠體152的黏度較佳地落在10厘泊至500厘泊之間，可因應導光板110與反射片130的材質而做相應的第一黏著膠體151以及第二黏著膠體152的材質選擇，以增加光源模組100的結構性強度。應注意的是，此處的數值範圍皆僅是做為例示說明之用，其並非用以限定本發明。
在本實施例中，光源模組100更包括一基板160，其中反射片130位於導光板110與基板160之間，且基板160與反射片130貼合。舉例而言，在本實施例中，基板160的材質為金屬、玻璃或塑膠的至少其中一者。如此，藉由基板160、反射片130與導光板110的材質搭配，更可進一步地強化或調整光源模組100的結構性強度。舉例而言，當導光板110為壓克力材質時，可採用金屬材質的基板160，而能更強化導光板110的剛性；或是，當導光板110為剛性較佳的玻璃材質時，基板160即可選用塑膠材質，相較於金屬可減輕重量且亦能維持足夠的結構強度。值得注意的是，本發明並不限定導光板110與基板160的材質搭配，當導光 板110為壓克力材質時亦可搭配塑膠材質的基板160，而導光板110為玻璃材質時亦可搭配金屬材質的基板160，基板160亦可選用其他適當的材質，本發明並不以此為限。
此外，在上述的實施例中，光源模組100的光學微結構114雖位於第二表面112上，且第一黏著膠體151以及第二黏著膠體152彼此分離為例示，但本發明並不以此為限。以下將搭配圖3至圖5，針對本發明光源模組的其他實施例作出進一步的說明。
圖3是本發明另一實施例的一種光源模組的剖面圖。請參照圖3，在本實施例中，圖3的光源模組300與圖2的光源模組100類似，而差異如下所述。具體而言，如圖3所示，在本實施例中，光源模組300的光學微結構314位於第一表面311上，且為凸起狀的網點結構，而突出於第一表面311，但本發明不以此為限，光學微結構314也可以是凹入第一表面311的凹陷狀的網點結構，且光學微結構314亦可配置於第二表面312上。如此，光源模組300亦可藉由導光板310的光學微結構314的配置以破壞光束於導光板310內部行進時的全反射現象，並使光束於導光板310內部行進時將可被散射，而可從導光板310的第一表面311離開導光板310，以提供外界所需的光源。
本實施例的光源模組300亦可藉由反射片130貼附於導光板310上以及間隙單元140的配置，有效減少光源模組300的厚度，以實現薄型化的需求，並維持光源模組300的原有發光效率以及光線均勻性。此外，光源模組300亦可藉由第一黏著膠體 151以及第二黏著膠體152的材質選擇，並藉由基板160、反射片130與導光板310的材質搭配，而進一步地強化或調整光源模組300的結構性強度。因此，光源模組300亦可達到與上述光源模組100類似的優點及功效，在此就不予贅述。
圖4是本發明又一實施例的一種光源模組的剖面圖。圖5是本發明更一實施例的一種光源模組的剖面圖。請參照圖4與圖5，在本實施例中，圖4與圖5的光源模組400、500分別與圖2與圖3的光源模組100、300類似，相同的元件以相同的標號表示，而差異如下所述。具體而言，如圖4與圖5所示，在本實施例中，黏著膠體450的第一黏著膠體451以及第二黏著膠體452共同包覆這些間隙單元140。光源模組400、500亦可藉由反射片130貼附於導光板110、310上以及間隙單元140的配置，有效減少光源模組400、500的厚度，以實現薄型化的需求，並維持光源模組400、500的原有發光效率以及光線均勻性。此外，光源模組400、500亦可藉由第一黏著膠體451以及第二黏著膠體452的材質選擇，並藉由基板160、反射片130與導光板110、310的材質搭配，而進一步地強化或調整光源模組400、500的結構性強度。因此，光源模組400、500亦可達到與上述光源模組100、300類似的優點及功效，在此就不予贅述。
綜上所述，本發明的實施例的光源模組可藉由反射片貼附於導光板上以及間隙單元的配置，將可有效減少光源模組的厚度，以實現薄型化的需求，並維持光源模組的原有發光效率以及 光線均勻性。此外，藉由配置於導光板與反射片之間的間隙單元，可避免導光板直接接觸到反射片而影響光源模組的光線均勻性。另外，光源模組亦可藉由第一黏著膠體以及第二黏著膠體的材質選擇，並藉由基板、反射片與導光板的材質搭配，而進一步地強化或調整光源模組的結構性強度。
惟以上所述者，僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的簡單等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露的全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明的權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限。
100‧‧‧光源模組
110‧‧‧導光板
111‧‧‧第一表面
112‧‧‧第二表面
113‧‧‧入光面
114‧‧‧光學微結構
120‧‧‧發光元件
130‧‧‧反射片
140‧‧‧間隙單元
150‧‧‧黏著膠體
151‧‧‧第一黏著膠體
152‧‧‧第二黏著膠體
160‧‧‧基板

Claims (15)

  1. 一種光源模組，包括：一導光板，具有一第一表面、一相對於該第一表面的第二表面、連接該第一表面與該第二表面的一入光面以及多個光學微結構；至少一發光元件，位於該入光面旁；一反射片，經由一黏著膠體貼附於該導光板的該第二表面上；以及多個間隙單元，配置於該導光板與該反射片之間，以使該導光板與該反射片具有一間距，且該些間隙單元的尺寸大於等於1微米，其中該黏著膠體包括一第一黏著膠體以及一第二黏著膠體，該第一黏著膠體位於該些間隙單元與該導光板之間，且該第二黏著膠體位於該些間隙單元與該反射片之間，其中該第一黏著膠體的材質與該第二黏著膠體的材質不同。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些光學微結構位於該第二表面上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光源模組，其中該些光學微結構的分布密度隨著遠離該入光面的方向而增加。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些光學微結構位於該第一表面上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一黏著膠體以及該第二黏著膠體共同包覆該些間隙單元。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一黏著膠體的黏度高於該第二黏著膠體的黏度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第一黏著膠體的黏度落在1000厘泊至20000厘泊之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該第二黏著膠體的黏度落在10厘泊至500厘泊之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，更包括：一基板，其中該反射片位於該導光板與該基板之間，且該基板與該反射片貼合。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的光源模組，其中該基板的材質為金屬、玻璃或塑膠的至少其中一者。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該導光板的材質為玻璃或壓克力的至少其中一者。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些間隙單元具有透光性。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些間隙單元隨機分布於該導光板與該反射片之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些間隙單元的材質為塑膠或玻璃的至少其中一者。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的光源模組，其中該些間隙單元的形狀為球狀或柱狀的至少其中一者。
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