CN103115325A - 导光板模块、其制作方法及光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种导光板模块、其制作方法及光源装置，其中导光板模块包括导光板、第一光学薄膜层、多个微结构以及第二光学薄膜层。导光板具有第一表面及相对于第一表面的第二表面。照明光束经由第一表面离开导光板。第一光学薄膜层配置于导光板的第二表面上。多个微结构配置于第一光学薄膜层上。第二光学薄膜层配置于第一光学薄膜层与多个微结构上。当照明光束经由第一表面离开导光板时，根据第一光学薄膜层与第二光学薄膜层的特性，部分照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

Description

导光板模块、其制作方法及光源装置

技术领域

本发明涉及一种光学组件及其制作方法，且特别涉及一种导光板模块及其制作方法，以及包括导光板模块的光源装置。

背景技术

常见的光源装置例如为背光模块，背光模块通常包括导光板。一般而言，导光板的作用在于引导光束的行进方向，及提高面板的辉度，并确保面板亮度的均匀性，以将背光模块中的点光源或线光源转换成面光源而提供给液晶显示面板。

详细来说，当光束进入导光板后，光束可通过不断地被全反射而在导光板内传递，或者是通过导光板表面的微结构破坏全反射，而使光束产生偏折改变光路径的方式传递至导光板外。除此之外，上述的微结构亦有将光束予以导正的功能。举例而言，美国专利号7108415揭露于导光板配置微结构的技术。除此之外，中国台湾专利I341251与中国台湾专利200916904皆揭露导光板的制作方法。

然而，在已知技术中，一般不会在导光板上镀膜，因为光源产生的光束通常为白光，且白光是由不同颜色的色光束所组成，部分波长的色光束会在通过导光板上的镀膜时形成干涉现象，造成此波长的光束能量被增加(建设性干涉)或衰减(破坏性干涉)。因此，当这些色光束传递至导光板外，时常会出现导光板局部色偏的问题，从而导致后端的显示画面出现色偏。此外，一些发光二极管光源为蓝光激发黄色荧光粉或红光、蓝光、绿光三色光混光，也容易因为混光不均匀而有色偏的问题，例如使用蓝光激发黄色荧光粉的发光二极管为光源，容易造成导光板出光偏黄或偏蓝。

发明内容

本发明提供一种光源装置，其能改善色偏问题。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明的一实施例提出一种导光板模块。导光板模块包括导光板、第一光学薄膜层、多个微结构以及第二光学薄膜层。导光板具有第一表面以及相对于第一表面的第二表面。照明光束经由第一表面离开导光板。第一光学薄膜层配置于导光板的第二表面上。多个微结构配置于第一光学薄膜层上。第二光学薄膜层配置于第一光学薄膜层与多个微结构上。当照明光束经由第一表面离开导光板时，根据第一光学薄膜层与第二光学薄膜层的特性，部分照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

本发明的另一实施例提出一种导光板模块的制作方法。导光板模块的制作方法包括如下步骤。提供一导光板。导光板具有第一表面以及相对于第一表面的第二表面。将第一光学薄膜层配置于导光板的第二表面上。将多个微结构配置于第一光学薄膜层上。将第二光学薄膜层配置于第一光学薄膜层与多个微结构上。

在一实施例的导光板模块的制作方法，其中将第一光学薄膜层配置于导光板的第二表面上的步骤包括：调整第一光学薄膜层的厚度，使得当照明光束经由第一表面离开导光板时，根据第一光学薄膜层的特性，部分照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

在一实施例的导光板模块的制作方法，其中将第二光学薄膜层配置于第一光学薄膜层与多个微结构上的步骤包括：调整第二光学薄膜层的厚度，使得当照明光束经由第一表面离开导光板时，根据第一光学薄膜层与第二光学薄膜层的特性，部分照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

本发明的另一实施例提出一种光源装置。光源装置包括至少一发光组件、导光板、第一光学薄膜层、多个微结构以及第二光学薄膜层。发光组件适于提供照明光束。导光板具有第一表面、相对于第一表面的第二表面以及至少一入光面。入光面连接第一表面与第二表面。发光组件配置于导光板的入光面旁。照明光束适于从入光面进入导光板中。第一光学薄膜层配置于导光板的第二表面上。多个微结构配置于第一光学薄膜层上。第二光学薄膜层配置于第一光学薄膜层与多个微结构上。当照明光束经由第一表面离开导光板时，根据第一光学薄膜层与第二光学薄膜层的特性，部分照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

在一实施例中的导光板模块中，第一光学薄膜层的厚度大于等于100纳米且小于等于1500纳米。

在一实施例中的导光板模块中，第一光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

在一实施例中的导光板模块中，第二光学薄膜层的厚度大于等于200纳米且小于等于2000纳米。

在一实施例中的导光板模块中，第二光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

在一实施例中的导光板模块中，第一光学薄膜层与第二光学薄膜层的材质各为一树脂。

基于上述，本发明的实施例可达到下列优点或功效的至少其一。在本发明的实施例中，通过导光板上配置特定厚度的光学薄膜层，能减少已知技术中导光板色偏问题，并提供一特定波长范围的色光束。另外，上述的光学薄膜层除了可补偿导光板的表面缺陷，从而减少亮点现象以外，也可增加导光板表面的抗刮效果、防潮湿功能以及保持微结构的稳定性。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

图1为本发明第一实施例的光源装置的示意图。

图2为本发明另一实施例的导光板模块的制作方法。

图3为本发明第二实施例的光源装置的示意图。

【主要组件符号说明】

100、200：光源装置

110、210：发光组件

120、120’：导光板

130a、230a：第一光学薄膜层

130b、230b：第二光学薄膜层

140：微结构

150、160、170、180：光学膜片

d1：第一光学薄膜层的厚度

d2：第二光学薄膜层的厚度

L1：照明光束

L2至L4：色光束

S1：导光板的第一表面

S2：导光板的第二表面

S3、S4：入光面

S110至S140：导光板模块制作方法的步骤

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

第一实施例

图1为本发明第一实施例的光源装置的示意图。请参照图1，本实施例的光源装置100包括一发光组件110以及一导光板模块。导光板模块包括一导光板120、一第一光学薄膜层130a、一第二光学薄膜层130b以及多个微结构140。发光组件110适于提供照明光束L1。在本实施例中，发光组件110例如为发光二极管(light emitting diode，LED)，且照明光束L1例如为白光，其中白光是由至少两种不同颜色的色光束所组成。

如图1所示，发光组件110配置于导光板120旁。导光板120具有表面S1、表面S2以及入光面S3。表面S2相对于表面S1，且入光面S3连接表面S1与表面S2。第一光学薄膜层130a配置于表面S2上。多个微结构140配置于第一光学薄膜层130a上。第二光学薄膜层130b配置于第一光学薄膜层130a与多个微结构140上。照明光束L1从入光面S3进入导光板120中，并经由第一光学薄膜层130a、第二光学薄膜层130b以及多个微结构140反射或折射后，再透过表面S1离开导光板120。应注意的是，图1所绘示的微结构140的数目、形状及配置方式仅用以例示说明，本发明对微结构140的态样并不加以限制。

照明光束L1在通过第一光学薄膜层130a或第二光学薄膜层130b的上下表面时，发生干涉现象，从而当照明光束L1接下来经由第一表面S1离开导光板120时，根据第一光学薄膜层130a与第二光学薄膜层130b的特性，此部分照明光束L1被转换成具有一特定波长范围的色光束。换句话说，通过调整各该光学薄膜层的厚度、折射率等特性，可选择被投射出导光板120的色光束的波长范围(即其颜色)。应注意的是，影响色光束的波长范围的因素种类繁多，本实施例是例示光学薄膜层的厚度、折射率等特性，但本发明并不限于此。另外，在本实施例中，导光板120的折射率约为1.49，但本发明亦不加以限制。

另一方面，本实施例的第一光学薄膜层130a例如是以镀膜、网印、干式或湿式镀膜等方式配置于表面S2上，除了可填补导光板120表面S2上的缺陷以及减少亮点的问题以外，还可增加微结构140对导光板120的附着性。在此，第一光学薄膜层130a的厚度大于等于100纳米且小于等于1500纳米，其折射率大于等于1.45且小于等于1.65，但本发明并不限于此。

微结构140例如是利用喷墨(ink jet)、网印、干式或湿式镀膜等方式制作于第一光学薄膜层130a上，且微结构140例如为凸点，但本发明不限于此。微结构140能破坏照明光束L1在导光板120内的全反射，以使照明光束L1产生偏折，进而传递至导光板120外。

第二光学薄膜层130b例如是以镀膜、网印、干式或湿式镀膜等方式配置于第一光学薄膜层130a与微结构140上。第二光学薄膜层130b可用来改善色偏问题、增加导光板120的抗刮效果，以及增加表面S2的防潮湿功能。对微结构140而言，第二光学薄膜层130b还可降低微结构140油墨的掉墨、掉点问题。在此，第二光学薄膜层130b的厚度大于等于200纳米且小于等于2000纳米，其折射率大于等于1.45且小于等于1.65，但本发明并不限于此。

第一光学薄膜层130a、微结构140及第二光学薄膜层130b的形成方法也可以为液体成膜法或气体成膜法，液体成膜法包括酸蚀法、电镀法、溶胶凝胶法、液相外延法等；气体成膜法包括物理蒸气沉积法、化学气相沉积法，物理蒸气沉积法包括真空蒸镀、真空溅镀或真空离子镀膜法；化学气相沉积法包括电浆辅助化学气相沉积法、有机金属化学气相沉积法及混合物理化学气相沉积法等，本发明对于薄膜层的形成方法并不加以限制。

第二光学薄膜层130b的厚度例如取决于所欲调整的色光束的颜色。在光束由空气以接近垂直的角度入射第二光学薄膜层130b时，根据底下薄膜干涉的关系式调整第二光学薄膜层130b的厚度：

$2d_2{n}_2=\frac{(2k+1)\mathrm{\λ}}{2}$

其中d2为第二光学薄膜层130b的厚度，n2为第二光学薄膜层130b的折射率，λ为所欲调整的色光束的波长(颜色)，k为波数(wave number)，k等于0、1、2…。

在本实施例中，由于第二光学薄膜层130b的厚度是d2，当照明光束L1经由相同或不同厚度的第一光学薄膜层130a与第二光学薄膜层130b，并经由表面S1离开导光板120时，照明光束L1会被转换成在一特定波长范围的色光束L2至L4，而第二光学薄膜层130b厚度d2的选择端视所欲调整的色光束的颜色而定。设计者便可利用上述关系式，先依据所欲产生的色光束的颜色来调整第二光学薄膜层130b的厚度d2。补充说明一点，波数k等于0、1、2…时，会出现不同波长的色光束，设计者应调整第二光学薄膜层130b的折射率、厚度d2与导光板的折射率等，使得某一波数k或某几个波数k的色光落在所欲产生的色光束的颜色范围内，而其他波数k的色光束则落在不可见光的范围，以免影响所欲产生的色光束的颜色。

举例而言，若设计者希望导光板120所产生的色光束为波长范围600纳米(nm)左右的黄绿光时，则可将第二光学薄膜层130b的厚度d2调整在大于等于272纳米至小于等于309纳米的范围，但本发明不限于此。另一方面，若设计者希望导光板120所产生色光束为波长范围500纳米左右的蓝绿光时，则可将第二光学薄膜层130b的厚度d2调整在大于等于530纳米至小于等于602纳米的范围，但本发明不限于此。此外，色光束L2至L4颜色的调整亦可通过调整第一光学薄膜层130a的厚度d1来达成。

由上述可知，通过调整第一或第二光学薄膜层130a、130b的厚度d1、d2，可使导光板120提供不同颜色的色光束。因此，本实施例的光源装置100能补偿已知的色偏问题。换言之，利用本实施例的光源装置100作为背光模块的显示器能补偿已知技术中显示画面的色偏问题。

除此之外，一般光学薄膜层的折射率在1.45-1.65之间，在本实施例中，第一光学薄膜层130a与第二光学薄膜层130b的折射率大于等于1.45且小于等于1.65，其中两者的材质可为树脂。应注意的是，一般导光板的折射率为1.47至1.51，某些特殊的导光板折射率可到1.7，但是在导光板120的折射率为1.49的情况下，当第一光学薄膜层130a与第二光学薄膜层130b的折射率大于1.55时，将会使导光板120的雾度(Haze)值过高。

另一方面，如图1所示，本实施例的光源装置100也可包括至少一光学膜片150，其中光学膜片150例如为一下扩散片(diffuser)。另外，光源装置100还可包括光学膜片160、170与180，且光学膜片160、170与180例如分别为一下棱镜片、一上棱镜片与一上扩散片。上述的光学膜片150、160、170与180提升光源装置100的亮度的均匀度，但是本发明并不限于此。另外，也可在导光板120的表面S2下方设置反射片(图未示)以提高光源利用效率并提高光源装置100的亮度。

本实施例亦提供一种导光板模块的制作方法。图2为本发明一实施例的导光板模块的制作方法。其中导光板模块可包括图1的导光板120、第一光学薄膜层130a与第二光学薄膜层130b以及光学微结构140。导光模块的制作方法包括以下步骤。请同时参照图1与图2，首先，对一导光板进行前制程准备(preliminary treating)(步骤S110)。举例而言，例如对导光板进行除尘、整平等动作。其中步骤S110中的导光板例如为图1的导光板120。

接着，对导光板120进行第一光学薄膜层130a的配置，其中第一光学薄膜层130a的厚度d1是依据导光板120所欲提供的色光束的颜色作调整(步骤S120)。之后，于第一光学薄膜层130a上配置多个微结构(步骤S130)。其中步骤S130的微结构例如为图1的微结构140。继之，于第一光学薄膜层130a与微结构140上配置一第二光学薄膜层130b(步骤S140)，其中第二光学薄膜层130b的厚度d2是依据导光板120所欲提供的色光束的颜色作调整。至此，便完成导光板模块的制作。

第二实施例

图3为本发明第二实施例的光源装置的示意图。如图3所示，光源装置200与图1的光源装置100类似，但二者主要差异之处在于：光源装置200还包括一发光组件210，且导光板120’还具有一相对于入光面S3的入光面S4。其中发光组件210配置于入光面S4旁。在本实施例中，发光组件210例如为白光发光二极管。

类似地，对应不同厚度的第一光学薄膜层230a与第二光学薄膜层230b，导光板120’能提供不同颜色的色光束。因此，设计者可先依据导光板120’所欲产生的色光束的颜色来调整对应各光学薄膜层的厚度，从而达到调整显示画面颜色的效果。举例而言，第二光学薄膜层230a的厚度d2例如为420纳米，且从导光板120’离开的色光束例如为波长范围550纳米左右的绿光；第二光学薄膜层230a的厚度d2例如为300纳米，且从导光板120’离开的色光束例如为波长范围380纳米左右的蓝光。另外，第二光学薄膜层230a的厚度d2例如为500纳米，且从导光板120’离开的色光束例如为波长范围623纳米左右的红光。

由上述可知，利用本实施例的光源装置200作为背光模块的显示器能补偿已知技艺中显示画面的色偏问题。由于本实施例的光源装置200可以由图1至图2的实施例的相关叙述中获致足够的教示、建议与实施说明，因此不再赘述。

应注意的是，上述实施例虽仅以侧入式背光模块例示说明，但本发明并不限于此，各实施例的导光板模块亦可应用在直下式背光模块。

综上所述，本发明的实施例可达到下列优点或功效的至少其一。在本发明的实施例中，通过选择配置在导光板上的光学薄膜层的厚度，能补偿已知技术中导光板色偏现象，并提供一特定波长范围的色光束。因此，本实施例的导光板能减少显示画面的色偏问题。另外，上述的光学薄膜层除了可补偿导光板的表面缺陷，从而减少亮点现象以外，也可增加导光板表面的抗刮效果、防潮湿功能以及保持微结构的稳定性。由上述可知，采用本实施例的光源装置做为背光模块的显示器能提供较佳的显示画面。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即所有依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修改，皆仍属于本发明专利覆盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件檢索之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名组件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量上的上限或下限。

Claims (20)

1.一种导光板模块，包括：

一导光板、一第一光学薄膜层、多个微结构及一第二光学薄膜层，

其中该导光板具有一第一表面和一第二表面，该第二表面相对于该第一表面，其中一照明光束经由该第一表面离开该导光板，

该第一光学薄膜层配置于该导光板的该第二表面上，

所述多个微结构配置于该第一光学薄膜层上，

以及该第二光学薄膜层配置于该第一光学薄膜层与该多个微结构上，

当该照明光束经由该第一表面离开该导光板时，根据该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的特性，部分该照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

2.如权利要求1所述的导光板模块，其特征在于，该第一光学薄膜层的厚度大于等于100纳米且小于等于1500纳米。

3.如权利要求1所述的导光板模块，其特征在于，该第一光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

4.如权利要求1所述的导光板模块，其特征在于，该第二光学薄膜层的厚度大于等于200纳米且小于等于2000纳米。

5.如权利要求1所述的导光板模块，其特征在于，该第二光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

6.如权利要求1所述的导光板模块，其特征在于，该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的材质各为一树脂。

7.一种导光板模块的制作方法，包括以下步骤：

提供一导光板，其中该导光板具有一第一表面以及相对于该第一表面的一第二表面；

将一第一光学薄膜层配置于该导光板的该第二表面上；

将多个微结构配置于该第一光学薄膜层上；以及

将一第二光学薄膜层配置于该第一光学薄膜层与该多个微结构上。

8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，将该第一光学薄膜层配置于该导光板的该第二表面上的步骤包括：

调整该第一光学薄膜层的厚度，使得当一照明光束经由该第一表面离开该导光板时，根据该第一光学薄膜层的特性，部分该照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

9.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，将该第二光学薄膜层配置于该第一光学薄膜层与该多个微结构上的步骤包括：

调整该第二光学薄膜层的厚度，使得当一照明光束经由该第一表面离开该导光板时，根据该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的特性，部分该照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

10.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，该第一光学薄膜层的厚度大于等于100纳米且小于等于1500纳米。

11.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，该第一光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

12.如权利要求7所述的导光板模块，其特征在于，该第二光学薄膜层的厚度大于等于200纳米且小于等于2000纳米。

13.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，该第二光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

14.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的材质各为一树脂。

15.一种光源装置，包括：

一第一发光组件、一导光板、一第一光学薄膜层、多个微结构及一第二光学薄膜层，

其中该第一发光组件适于提供一照明光束，

该导光板具有一第一表面、一第二表面和一第一入光面，该第二表面相对于该第一表面，该第一入光面连接该第一表面与该第二表面，其中该第一发光组件配置于该导光板的该第一入光面旁，该照明光束适于从该第一入光面进入该导光板中，

该第一光学薄膜层配置于该导光板的该第二表面上，

上述多个微结构配置于该第一光学薄膜层上，

以及该第二光学薄膜层配置于该第一光学薄膜层与该多个微结构上，

当该照明光束经由该第一表面离开该导光板时，根据该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的特性，部分该照明光束被转换成一特定波长范围的色光束。

16.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，该第一光学薄膜层的厚度大于等于100纳米且小于等于1500纳米。

17.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，该第一光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

18.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，该第二光学薄膜层的厚度大于等于200纳米且小于等于2000纳米。

19.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，该第二光学薄膜层的折射率大于等于1.45且小于等于1.65。

20.如权利要求15所述的光源装置，其特征在于，该第一光学薄膜层与该第二光学薄膜层的材质各为一树脂。

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