TW201604591A - 光均勻擴散結構及其發光裝置 - Google Patents

Abstract

本案係揭露一種光均勻擴散結構及其發光裝置，光均勻擴散結構係由一光學微結構、一透光基底及一全像擴散膜所構成，該全像擴散膜係設於該透光基底上且於該透光基底上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該光學微結構入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。藉此，藉由全像擴散膜本體的特性及外觀上以同心圓配製而呈之連續且平順的變化，讓通過之光線得以均勻化，完全不會有光軸對位的問題，在後端與發光元件的搭配上可避免額外的對位步驟，且在本發明之全像擴散膜作為光擴散主體的使用下，更能使得出射之光線得以更加地均勻化。

Description

光均勻擴散結構及其發光裝置

本發明係關於一種光均勻擴散結構及其發光裝置，更特別的是關於一種使出射之光線得以更加地均勻化的光均勻擴散結構及其發光裝置。

近年來，發光二極體的應用上已逐漸普及，無論是一般照明或是背光源的提供，皆有其舉足輕重的地位，但要將發光二極體產生之光予以均勻話來對外提供則又是一項重要的課題。

舉例來說：隨著平面顯示器、智慧型手機、平板電腦等使用薄型顯示面板的電子裝置之蓬勃發展，薄型顯示面板的需求量也因此而大幅增加。薄型顯示面板依據是否具有背光模組可區分為被動式及主動式的顯示面板，在需要背光模組的顯示面板中，傳統上皆是利用可使入射光擴散的光學擴散結構來提供均勻的光源，然而使用這種光學擴散結構往往會在製造過程中增加許多困難，因為必須使發光元件對齊光學擴散結構的光軸才能使光學擴散結構的效果最佳化，這樣的對位動作即會在製造上增加額外的步驟與成本，且一旦沒進行對位、對位不確實或對位錯誤，皆將使得背光模組的發光效率低落。

基於此，低成本的光源均勻擴散解決方案即為一重要課題。

本發明之一目的在於使通過之光得以均勻地擴散。

本發明之另一目的在於提供一種低成本的光源均勻擴散解決方案。

為達上述目的及其他目的，本發明提出一種光均勻擴散結構，包含：一光學微結構；一透光基底，係設於該光學微結構上；及一全像擴散膜，其係設於該透光基底上且於該透光基底上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該光學微結構入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。

為達上述目的及其他目的，本發明復提出一種發光裝置，係包含一光均勻擴散結構及至少一發光元件，該至少一發光元件出射之光線係通過該光均勻擴散結構以均勻擴散，其特徵在於：該光均勻擴散結構係依序由一光學微結構、一透光基底及一全像擴散膜所構成之夾擠結構，該全像擴散膜係設於該透光基底上且於該透光基底上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該光學微結構入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。

於本發明之一實施例中，該弧狀出光面具有的弧型結構係選自球面、非球面及曲面此三者之其一。

藉此，本發明係於光學微結構上進一步設置具繞射功能的全像擴散膜，並在該全像擴散膜上施以同心圓圖案及弧狀出光面的配置，藉由全像擴散膜本體的特性(微觀表面具有不規則、非週期性、非平面的speckle突出)及外觀上以同心圓配製而呈之連續且平順的變化，讓通過之光線得以均勻化，採用這樣的光均勻擴散結構完全不會有光軸對位的問題，在後端與發光元件的搭配上可避免額外的對位步驟，且在本發明之全像擴散膜作為光擴散主體的使用下，更能使得出射之光線得以更加地均勻化。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：

本發明係將全像擴散膜應用於發光裝置的光均勻化上，如第1圖所示，第1圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構的示意圖。光均勻擴散結構100包含：全像擴散膜110、透光基底120及光學微結構130。該光學微結構130可為習用之結構圖案，並不以本案之圖式中所表示者為限，於此則不再贅述。值得一提的是，在搭配本發明之全像擴散膜110下，舉例來說，該光學微結構130之尺寸較佳為0.05mm~3mm，但本發明亦並非以此為限。此外，在搭配本發明之全像擴散膜110下，該光學微結構130之特徵尺寸越小，係可使光擴散越大(例如：弧形微結構使用之圓半徑越小，光擴散越大)。

光學微結構130及透光基底120可使用相同於全像擴散膜110的材料來進行一體成形，該透光基底120主要用來作為支持強固的作用，以使該全像擴散膜110可被定位，其製作方式可採用折射率介於1.4到1.8之間的塑料進行一體成形以及透過例如：熱壓來成形該光學微結構130與該全像擴散膜110表面之圖案。

另一種則為採用光學膠將該光學微結構130及該全像擴散膜110黏合於該透光基底120之相對兩面上。

前述二種方式僅為一種示例，並非以此為限。本發明之全像擴散膜110於出光面具有弧狀的形狀，該弧狀結構係可為球面、非球面或曲面等。該全像擴散膜110的材料則為一般習用的透明材料，於此不再贅述，值得一提的是，本發明係將該全像擴散膜110設於該透光基底120上，且該全像擴散膜110於該透光基底120上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜110之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該透光基底120底部入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。

接著請同時參閱第2A及2B圖，第2A圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構的立體示意圖，第2B圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構通過圓心的剖面示意圖。光均勻擴散結構110上的同心圓配置並不需要以圓心對齊底下之發光元件，透過本發明之圓心圖案上之弧狀結構間之溝槽所形成的弧形曲線(由同心圓正面觀之)係進一步使通過其之光線予以改變其出射角而呈多角度散射的狀態，進而在本發明之光均勻擴散結構110的配置下足以使通過之光線產生均勻程度相當高的出射光線。

接著請同時參閱第3A及3B圖，第3A圖係為本發明另一實施例中之光均勻擴散結構的立體示意圖，第3B圖係為本發明另一實施例中之光均勻擴散結構通過圓心的剖面示意圖。本實施例相較於第2A及2B圖之示例差別在於本實施例之全像擴散膜110之同心圓圖案上的弧狀出光面係為內凹式結構(第2A及2B圖為外凸式)，同樣地，本發明之光均勻擴散結構110的配置下足以使通過之光線產生均勻程度相當高的出射光線。

接著請參閱第4圖，係為本發明一實施例中之發光裝置的示意圖。發光裝置係包含一光均勻擴散結構100及光源組件200。該光源組件200包含基板210及至少一發光元件220。本發明之特徵即在於：該光均勻擴散結構100係由一光學微結構130、一透光基底120及一全像擴散膜110所構成之夾擠結構來形成，無須其他透光元件，該全像擴散膜110則是設於該透光基底120上，且於該透光基底120上如前所述係具有一同心圓圖案，該全像擴散膜110之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，進而可使自該光學微結構130入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。

綜合上述，本發明藉由全像擴散膜本體的特性(微觀表面具有不規則、非週期性、非平面的speckle突出)及外觀上以同心圓配製而呈之連續且平順的變化，讓通過之光線得以均勻化，在後端與發光元件的搭配上可避免額外的對位步驟，且在本發明之全像擴散膜作為光擴散主體的使用下，更能使得出射之光線得以更加地均勻化。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧光均勻擴散結構
110‧‧‧全像擴散膜
110a‧‧‧全像擴散膜
120‧‧‧透光基底
130‧‧‧光學微結構
200‧‧‧光源組件
210‧‧‧基板
220‧‧‧發光元件

第1圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構的示意圖。 第2A圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構的立體示意圖。 第2B圖係為本發明一實施例中之光均勻擴散結構通過圓心的剖面示意圖。 第3A圖係為本發明另一實施例中之光均勻擴散結構的立體示意圖。 第3B圖係為本發明另一實施例中之光均勻擴散結構通過圓心的剖面示意圖。 第4圖係為本發明一實施例中之發光裝置的示意圖。

無。

100‧‧‧光均勻擴散結構

110‧‧‧全像擴散膜

120‧‧‧透光基底

130‧‧‧光學微結構

Claims (5)

1. 一種光均勻擴散結構，包含： 一光學微結構； 一透光基底，係設於該光學微結構上；及 一全像擴散膜，其係設於該透光基底上且於該透光基底上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該光學微結構入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。
2. 如請求項第1項所述之光均勻擴散結構，其中該弧狀出光面具有的弧型結構係選自球面、非球面及曲面此三者之其一。
3. 如請求項第1項所述之光均勻擴散結構，其中該光學微結構、該透光基底及該全像擴散膜係為相同材料所形成。
4. 一種發光裝置，係包含一光均勻擴散結構及至少一發光元件，該至少一發光元件出射之光線係通過該光均勻擴散結構以均勻擴散，其特徵在於： 該光均勻擴散結構係依序由一光學微結構、一透光基底及一全像擴散膜所構成之夾擠結構，該全像擴散膜係設於該透光基底上且於該透光基底上具有一同心圓圖案，該全像擴散膜之同心圓圖案上係設有弧狀出光面，使自該光學微結構入射之光線由該弧狀出光面均勻出射。
5. 如請求項第4項所述之發光裝置，其中該弧狀出光面具有的弧型結構係選自球面、非球面及曲面此三者之其一。