TW201321808A - 導光板模組、其製作方法及光源裝置 - Google Patents

Abstract

一種導光板模組，包括導光板、第一光學薄膜層、複數個微結構以及第二光學薄膜層。導光板具有第一表面及相對於第一表面的第二表面。照明光束經由第一表面離開導光板。第一光學薄膜層配置於導光板的第二表面上。複數個微結構配置於第一光學薄膜層上。第二光學薄膜層配置於第一光學薄膜層與複數個微結構上。當照明光束經由第一表面離開導光板時，根據第一光學薄膜層與第二光學薄膜層的特性，部分照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。另外，一種包括上述導光板模組的光源裝置以及上述導光板模組的製作方法亦被提出。

Description

導光板模組、其製作方法及光源裝置

本發明是有關於一種光學元件及其製作方法，且特別是有關於一種導光板模組及其製作方法，以及包括導光板模組的光源裝置。

常見的光源裝置例如為背光模組，背光模組通常包括導光板。一般而言，導光板之作用在於引導光束的行進方向，及提高面板的輝度，並確保面板亮度的均勻性，以將背光模組中的點光源或線光源轉換成面光源而提供給液晶顯示面板。

詳細來說，當光束進入導光板後，光束可藉由不斷地被全反射而在導光板內傳遞，或者是藉由導光板表面的微結構破壞全反射，而使光束產生偏折改變光路徑的方式傳遞至導光板外。除此之外，上述之微結構亦有將光束予以導正的功能。舉例而言，美國專利號7108415揭露於導光板配置微結構的技術。除此之外，中華民國專利號I341251與中華民國專利公開號200916904皆揭露導光板的製作方法。

然而，在習知技術中，一般不會在導光板上鍍膜，因為光源產生之光束通常為白光，且白光是由不同顏色的色光束所組成，部分波長的色光束會在通過導光板上的鍍膜時形成干涉現象，造成此波長之光束能量被增加(建設性干涉)或衰減(破壞性干涉)。因此，當這些色光束傳遞至導光板外，時常會出現導光板局部色偏的問題，從而導致後端的顯示畫面出現色偏。此外，一些發光二極體光源為藍光激發黃色螢光粉或紅光、藍光、綠光三色光混光，也容易因為混光不均勻而有色偏的問題，例如使用藍光激發黃色螢光粉的發光二極體為光源，容易造成導光板出光偏黃或偏藍。

本發明提供一種光源裝置，其能改善色偏問題。

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，本發明之一實施例提出一種導光板模組。導光板模組包括導光板、第一光學薄膜層、複數個微結構以及第二光學薄膜層。導光板具有第一表面以及相對於第一表面的第二表面。照明光束經由第一表面離開導光板。第一光學薄膜層配置於導光板的第二表面上。複數個微結構配置於第一光學薄膜層上。第二光學薄膜層配置於第一光學薄膜層與複數個微結構上。當照明光束經由第一表面離開導光板時，根據第一光學薄膜層與第二光學薄膜層的特性，部分照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。

本發明之另一實施例提出一種導光板模組的製作方法。導光板模組的製作方法包括如下步驟。提供一導光板。導光板具有第一表面以及相對於第一表面的第二表面。將第一光學薄膜層配置於導光板的第二表面上。將複數個微結構配置於第一光學薄膜層上。將第二光學薄膜層配置於第一光學薄膜層與複數個微結構上。

在一實施例的導光板模組的製作方法，其中將第一光學薄膜層配置於導光板的第二表面上的步驟包括：調整第一光學薄膜層的厚度，使得當照明光束經由第一表面離開導光板時，根據第一光學薄膜層的特性，部分照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。

在一實施例的導光板模組的製作方法，其中將第二光學薄膜層配置於第一光學薄膜層與複數個微結構上的步驟包括：調整第二光學薄膜層的厚度，使得當照明光束經由第一表面離開導光板時，根據第一光學薄膜層與第二光學薄膜層的特性，部分照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。

本發明之另一實施例提出一種光源裝置。光源裝置包括至少一發光元件、導光板、第一光學薄膜層、複數個微結構以及第二光學薄膜層。發光元件適於提供照明光束。導光板具有第一表面、相對於第一表面的第二表面以及至少一入光面。入光面連接第一表面與第二表面。發光元件配置於導光板的入光面旁。照明光束適於從入光面進入導光板中。第一光學薄膜層配置於導光板的第二表面上。複數個微結構配置於第一光學薄膜層上。第二光學薄膜層配置於第一光學薄膜層與複數個微結構上。當照明光束經由第一表面離開導光板時，根據第一光學薄膜層與第二光學薄膜層的特性，部分照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。

在一實施例中的導光板模組，其中第一光學薄膜層之厚度大於等於100奈米且小於等於1500奈米。

在一實施例中的導光板模組，其中第一光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。

在一實施例中的導光板模組，其中第二光學薄膜層之厚度大於等於200奈米且小於等於2000奈米。

在一實施例中的導光板模組，其中第二光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。

在一實施例中的導光板模組，其中第一光學薄膜層與第二光學薄膜層的材質各為一樹脂。

基於上述，本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例中，藉由導光板上配置特定厚度的光學薄膜層，能減少習知技術中導光板色偏問題，並提供一特定波長範圍的色光束。另外，上述之光學薄膜層除了可補償導光板的表面缺陷，從而減少亮點現象以外，也可增加導光板表面的抗刮效果、防潮溼功能以及保持微結構的穩定性。

為讓本發明之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。

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。

第一實施例

圖1為本發明第一實施例之光源裝置的示意圖。請參照圖1，本實施例之光源裝置100包括一發光元件110以及一導光板模組。導光板模組包括一導光板120、一第一光學薄膜層130a、一第二光學薄膜層130b以及複數個微結構140。發光元件110適於提供照明光束L1。在本實施例中，發光元件110例如為發光二極體(light emitting diode，LED)，且照明光束L1例如為白光，其中白光係由至少兩種不同顏色的色光束所組成。

如圖1所示，發光元件110配置於導光板120旁。導光板120具有表面S1、表面S2以及入光面S3。表面S2相對於表面S1，且入光面S3連接表面S1與表面S2。第一光學薄膜層130a配置於表面S2上。複數個微結構140配置於第一光學薄膜層130a上。第二光學薄膜層130b配置於第一光學薄膜層130a與複數個微結構140上。照明光束L1從入光面S3進入導光板120中，並經由第一光學薄膜層130a、第二光學薄膜層130b以及複數個微結構140反射或折射後，再透過表面S1離開導光板120。應注意的是，圖1所繪示的微結構140之數目、形狀及配置方式僅用以例示說明，本發明對微結構140的態樣並不加以限制。

照明光束L1在通過第一光學薄膜層130a或第二光學薄膜層130b的上下表面時，發生干涉現象，從而當照明光束L1接下來經由第一表面S1離開導光板120時，根據第一光學薄膜層130a與第二光學薄膜層130b的特性，部分照明光束L1係被轉換成具有一特定波長範圍的色光束。換句話說，藉由調整各該光學薄膜層的厚度、折射率等特性，可選擇被投射出導光板120的色光束之波長範圍(即其顏色)。應注意的是，影響色光束之波長範圍的因素種類繁多，本實施例係例示光學薄膜層的厚度、折射率等特性，但本發明並不限於此。另外，在本實施例中，導光板120之折射率約為1.49，但本發明亦不加以限制。

另一方面，本實施例之第一光學薄膜層130a例如是以鍍膜、網印、乾式或溼式鍍膜等方式配置於表面S2上，除了可填補導光板120表面S2上的缺陷以及減少亮點的問題以外，更可增加微結構140對導光板120的附著性。在此，第一光學薄膜層130a的厚度大於等於100奈米且小於等於1500奈米，其折射率大於等於1.45且小於等於1.65，但本發明並不限於此。

微結構140例如是利用噴墨(ink jet)、網印、乾式或溼式鍍膜等方式製作於第一光學薄膜層130a上，且微結構140例如為凸點，惟本發明不限於此。微結構140能破壞照明光束L1在導光板120內的全反射，以使照明光束L1產生偏折，進而傳遞至導光板120外。

第二光學薄膜層130b例如是以鍍膜、網印、乾式或溼式鍍膜等方式配置於第一光學薄膜層130a與微結構140上。第二光學薄膜層130b可用來改善色偏問題、增加導光板120的抗刮效果，以及增加表面S2的防潮溼功能。對微結構140而言，第二光學薄膜層130b更可降低微結構140油墨的掉墨、掉點問題。在此，第二光學薄膜層130b的厚度大於等於200奈米且小於等於2000奈米，其折射率大於等於1.45且小於等於1.65，但本發明並不限於此。

第一光學薄膜層130a、微結構140及第二光學薄膜層130b的形成方法也可以為液體成膜法或氣體成膜法，液體成膜法包括酸蝕法、電鍍法、溶膠凝膠法、液相外延法等；氣體成膜法包括物理蒸氣沉積法、化學氣相沉積法，物理蒸氣沉積法包括真空蒸鍍、真空濺鍍或真空離子鍍膜法；化學氣相沉積法包括電漿輔助化學氣相沉積法、有機金屬化學氣相沉積法及混合物理化學氣相沉積法等，本發明對於薄膜層的形成方法並不加以限制。

第二光學薄膜層130b的厚度例如取決於所欲調整的色光束之顏色。在光束由空氣以接近垂直的角度入射第二光學薄膜層130b時，根據底下薄膜干涉的關係式調整第二光學薄膜層130b的厚度：

其中d2為第二光學薄膜層130b的厚度，n2為第二光學薄膜層130b的折射率，λ為所欲調整的色光束之波長(顏色)，k為波數(wave number)，k等於0、1、2…。

在本實施例中，由於第二光學薄膜層130b的厚度係d2，當照明光束L1經由相同或不同厚度之第一光學薄膜層130a與第二光學薄膜層130b，並經由表面S1離開導光板120時，照明光束L1會被轉換成在一特定波長範圍的色光束L2至L4，而第二光學薄膜層130b厚度d2的選擇端視所欲調整的色光束之顏色而定。設計者便可利用上述關係式，先依據所欲產生之色光束的顏色來調整第二光學薄膜層130b的厚度d2。補充說明一點，波數k等於0、1、2…時，會出現不同波長的色光束，設計者應調整第二光學薄膜層130b的折射率、厚度d2與導光板的折射率等，使得某一波數k或某幾個波數k的色光落在所欲產生之色光束的顏色範圍內，而其他波數k的色光束則落在不可見光的範圍，以免影響所欲產生之色光束的顏色。

舉例而言，若設計者希望導光板120所產生的色光束為波長範圍600奈米(nm)左右的黃綠光時，則可將第二光學薄膜層130b的厚度d2調整在大於等於272奈米至小於等於309奈米的範圍，惟本發明不受限於此。另一方面，若設計者希望導光板120所產生色光束為波長範圍500奈米左右的藍綠光時，則可將第二光學薄膜層130b的厚度d2調整在大於等於530奈米至小於等於602奈米的範圍，惟本發明不受限於此。此外，色光束L2至L4顏色的調整亦可藉由調整第一光學薄膜層130a的厚度d1來達成。

由上述可知，藉由調整第一或第二光學薄膜層130a、130b的厚度d1、d2，可使導光板120提供不同顏色的色光束。因此，本實施例之光源裝置100能補償習知的色偏問題。換言之，利用本實施例之光源裝置100作為背光模組的顯示器能補償習知技藝中顯示畫面的色偏問題。

除此之外，一般光學薄膜層的折射率在1.45-1.65之間，在本實施例中，第一光學薄膜層130a與第二光學薄膜層130b之折射率大於等於1.45且小於等於1.65，其中兩者的材質可為樹脂。應注意的是，一般導光板的折射率為1.47至1.51，某些特殊的導光板折射率可到1.7，但是在導光板120的折射率為1.49的情況下，當第一光學薄膜層130a與第二光學薄膜層130b之折射率大於1.55時，將會使導光板120的霧度(Haze)值過高。

另一方面，如圖1所示，本實施例之光源裝置100也可包括至少一光學膜片150，其中光學膜片150例如為一下擴散片(diffuser)。另外，光源裝置100還可包括光學膜片160、170與180，且光學膜片160、170與180例如分別為一下稜鏡片、一上稜鏡片與一上擴散片。上述之光學膜片150、160、170與180提升光源裝置100之亮度的均勻度，但是本發明並不以此為限。另外，也可在導光板120的表面S2下方設置反射片(圖未示)以提高光源利用效率並提高光源裝置100的亮度。

本實施例亦提供一種導光板模組的製作方法。圖2為本發明一實施例之導光板模組的製作方法。其中導光板模組可包括圖1之導光板120、第一光學薄膜層130a與第二光學薄膜層130b以及光學微結構140。導光模組的製作方法包括以下步驟。請同時參照圖1與圖2，首先，對一導光板進行前製程準備(preliminary treating)(步驟S110)。舉例而言，例如對導光板進行除塵、整平等動作。其中步驟S110中的導光板例如為圖1之導光板120。

接著，對導光板120進行第一光學薄膜層130a的配置，其中第一光學薄膜層130a的厚度d1係依據導光板120所欲提供之色光束的顏色作調整(步驟S120)。之後，於第一光學薄膜層130a上配置複數個微結構(步驟S130)。其中步驟S130之微結構例如為圖1之微結構140。繼之，於第一光學薄膜層130a與微結構140上配置一第二光學薄膜層130b(步驟S140)，其中第二光學薄膜層130b的厚度d2係依據導光板120所欲提供之色光束的顏色作調整。至此，便完成導光板模組的製作。

第二實施例

圖3為本發明第二實施例之光源裝置的示意圖。如圖3所示，光源裝置200與圖1之光源裝置100類似，惟二者主要差異之處在於：光源裝置200更包括一發光元件210，且導光板120’更具有一相對於入光面S3的入光面S4。其中發光元件210配置於入光面S4旁。在本實施例中，發光元件210例如為白光發光二極體。

類似地，對應不同厚度之第一光學薄膜層230a與第二光學薄膜層230b，導光板120’能提供不同顏色的色光束。因此，設計者可先依據導光板120’所欲產生之色光束的顏色來調整對應各光學薄膜層的厚度，從而達到調整顯示畫面顏色的效果。舉例而言，第二光學薄膜層230a的厚度d2例如為420奈米，且從導光板120’離開的色光束例如為波長範圍550奈米左右的綠光；第二光學薄膜層230a的厚度d2例如為300奈米，且從導光板120’離開的色光束例如為波長範圍380奈米左右的藍光。另外，第二光學薄膜層230a的厚度d2例如為500奈米，且從導光板120’離開的色光束例如為波長範圍623奈米左右的紅光。

由上述可知，利用本實施例之光源裝置200作為背光模組的顯示器能補償習知技藝中顯示畫面的色偏問題。由於本實施例的光源裝置200可以由圖1至圖2之實施例的相關敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

應注意的是，上述實施例雖僅以側入式背光模組例示說明，但本發明並不限於此，各實施例之導光板模組亦可應用在直下式背光模組。

綜上所述，本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。在本發明之實施例中，藉由選擇配置在導光板上的光學薄膜層的厚度，能補償習知技術中導光板色偏現象，並提供一特定波長範圍的色光束。因此，本實施例之導光板能減少顯示畫面的色偏問題。另外，上述之光學薄膜層除了可補償導光板的表面缺陷，從而減少亮點現象以外，也可增加導光板表面的抗刮效果、防潮溼功能以及保持微結構的穩定性。由上述可知，採用本實施例之光源裝置做為背光模組的顯示器能提供較佳的顯示畫面。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。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之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之權利範圍。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、200．．．光源裝置

110、210．．．發光元件

120、120’．．．導光板

130a、230a．．．第一光學薄膜層

130b、230b．．．第二光學薄膜層

140．．．微結構

150、160、170、180．．．光學膜片

d1．．．第一光學薄膜層的厚度

d2．．．第二光學薄膜層的厚度

L1．．．照明光束

L2至L4．．．色光束

S1．．．導光板的第一表面

S2．．．導光板的第二表面

S3、S4．．．入光面

S110至S140．．．導光板模組製作方法的步驟

圖1為本發明第一實施例之光源裝置的示意圖。

圖2為本發明另一實施例之導光板模組的製作方法。

圖3為本發明第二實施例之光源裝置的示意圖。

100．．．光源裝置

110．．．發光元件

120．．．導光板

130a．．．第一光學薄膜層

130b．．．第二光學薄膜層

140．．．微結構

150、160、170、180．．．光學膜片

d1．．．第一光學薄膜層的厚度

d2．．．第二光學薄膜層的厚度

L1．．．照明光束

L2至L4．．．色光束

S1．．．導光板的第一表面

S2．．．導光板的第二表面

S3．．．入光面

Claims (20)

1. 一種導光板模組，包括：一導光板，具有：一第一表面；以及一第二表面，相對於該第一表面，其中一照明光束經由該第一表面離開該導光板；一第一光學薄膜層，配置於該導光板的該第二表面上；以及複數個微結構，配置於該第一光學薄膜層上；以及一第二光學薄膜層，配置於該第一光學薄膜層與該複數個微結構上；當該照明光束經由該第一表面離開該導光板時，根據該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的特性，部分該照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板模組，其中該第一光學薄膜層之厚度大於等於100奈米且小於等於1500奈米。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導光板模組，其中該第一光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導光板模組，其中該第二光學薄膜層之厚度大於等於200奈米且小於等於2000奈米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導光板模組，其中該第二光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
6. 如申請專利範圍第1項所述之導光板模組，其中該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的材質各為一樹脂。
7. 一種導光板模組的製作方法，包括：提供一導光板，其中該導光板具有一第一表面以及相對於該第一表面的一第二表面；將一第一光學薄膜層配置於該導光板的該第二表面上；將複數個微結構配置於該第一光學薄膜層上；以及將一第二光學薄膜層配置於該第一光學薄膜層與該複數個微結構上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中將該第一光學薄膜層配置於該導光板的該第二表面上的步驟包括：調整該第一光學薄膜層的厚度，使得當一照明光束經由該第一表面離開該導光板時，根據該第一光學薄膜層的特性，部分該照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。
9. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中將該第二光學薄膜層配置於該第一光學薄膜層與該複數個微結構上的步驟包括：調整該第二光學薄膜層的厚度，使得當一照明光束經由該第一表面離開該導光板時，根據該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的特性，部分該照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。
10. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該第一光學薄膜層之厚度大於等於100奈米且小於等於1500奈米。
11. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該第一光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
12. 如申請專利範圍第7項所述之導光板模組，其中該第二光學薄膜層之厚度大於等於200奈米且小於等於2000奈米。
13. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該第二光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
14. 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的材質各為一樹脂。
15. 一種光源裝置，包括：一第一發光元件，適於提供一照明光束；一導光板，具有：一第一表面；一第二表面，相對於該第一表面；以及一第一入光面，連接該第一表面與該第二表面，其中該第一發光元件配置於該導光板的該第一入光面旁，該照明光束適於從該第一入光面進入該導光板中；一第一光學薄膜層，配置於該導光板的該第二表面上；以及複數個微結構，配置於該第一光學薄膜層上；以及一第二光學薄膜層，配置於該第一光學薄膜層與該複數個微結構上；當該照明光束經由該第一表面離開該導光板時，根據該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的特性，部分該照明光束被轉換成一特定波長範圍的色光束。
16. 如申請專利範圍第15項所述之光源裝置，其中該第一光學薄膜層之厚度大於等於100奈米且小於等於1500奈米。
17. 如申請專利範圍第15項所述之光源裝置，其中該第一光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
18. 如申請專利範圍第15項所述之光源裝置，其中該第二光學薄膜層之厚度大於等於200奈米且小於等於2000奈米。
19. 如申請專利範圍第15項所述之光源裝置，其中該第二光學薄膜層之折射率大於等於1.45且小於等於1.65。
20. 如申請專利範圍第15項所述之光源裝置，其中該第一光學薄膜層與該第二光學薄膜層的材質各為一樹脂。