TW201626005A - 導光板以及光源模組 - Google Patents

Abstract

一種導光板，其包括入光面以及垂直於入光面的表面。表面具有靠近入光面的髮絲紋結構面，且髮絲紋結構面的粗糙度落在0.05μm至0.25μm的範圍內。另提供一種光源模組。

Description

導光板以及光源模組

本發明是有關於一種導光板以及光源模組。

光源模組主要可區分成直下式光源模組以及側入式光源模組。以側入式光源模組為例，其光源通常設置在導光板的側邊，而有助於降低其整體厚度。然而，現階段的側入式光源模組仍存在許多問題。舉例而言，在光源模組的製作、組裝乃至搬運的過程中，導光板靠近入光面的區域容易因損傷(如刮傷)而產生亮點。此外，由於短波長的光比長波長的光更易被散射，即行經相同的距離，短波長的光的消耗率更高，導致導光板中藍光比例隨著與光源的距離的增加而減少，也就是在導光板遠離光源的區域容易有黃化現象的產生。因此，上述種種因素都會破壞光源模組的光學品味。是以，如何改善亮點及黃化現象，實為目前亟待解決的問題之一。

中華民國專利第I448737號以及中華民國專利公開第200734762號揭露不同的光源模組，其導光板的入光面分別形成有 微結構。中華人民共和國專利第100437290、103308972號揭露不同的光源模組，其導光板的出光面分別形成有條狀結構。

本發明提供一種導光板，其可改善黃化現象以及亮點。

本發明亦提供一種採用上述導光板的光源模組，其具有良好的光學品味。

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供一種導光板，其包括入光面以及垂直於入光面的表面。表面具有靠近入光面的髮絲紋結構面，且髮絲紋結構面的粗糙度落在0.05μm至0.25μm的範圍內。

在本發明的一實施例中，上述的表面在垂直於入光面的方向上的長度為L，且以入光面起算，髮絲紋結構面落在0至L/3的範圍內。

在本發明的一實施例中，上述的表面更具有與髮絲紋結構面連接的平面，且髮絲紋結構面位於入光面與平面之間。

在本發明的一實施例中，上述的表面為導光板的底面。

在本發明的一實施例中，上述的導光板更包括多個點狀微結構，分布在底面上，且至少部分點狀微結構分布在髮絲紋結構面上。

在本發明的一實施例中，上述的表面為導光板的出光面。

在本發明的一實施例中，上述的導光板更包括底面以及分布在底面上的多個點狀微結構。底面垂直於入光面且與表面相對。

在本發明的一實施例中，上述的入光面為一平面。

在本發明的一實施例中，上述的髮絲紋結構面具有多個線狀微結構，各線狀微結構的延伸方向實質上與入光面垂直。

在本發明的一實施例中，上述的導光板的材質為聚甲基丙烯酸甲酯。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例還提供一種光源模組，其包括上述的導光板以及配置在導光板的入光面旁的光源。

基於上述，本發明上述實施例的導光板藉由將髮絲紋結構面設置在導光板容易受損的區域(表面靠近入光面的區域)，以改善亮點對於光學品味的負面影響。此外，藉由使髮絲紋結構面僅設置在靠近入光面的區域，以有效降低黃化現象。因此，採用本發明上述實施例的導光板的光源模組可具有良好的光學品味。

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、200‧‧‧光源模組

110、110A‧‧‧導光板

112‧‧‧入光面

114、114A‧‧‧表面

116‧‧‧點狀微結構

118‧‧‧出光面

118A‧‧‧底面

120‧‧‧光源

122‧‧‧發光元件

130‧‧‧反射片

140‧‧‧光學膜片

D1‧‧‧方向

D116‧‧‧深度

L‧‧‧長度

MS‧‧‧線狀微結構

RI‧‧‧內徑

RD‧‧‧外徑

S1‧‧‧髮絲紋結構面

S2‧‧‧平面

圖1A是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的仰視示意圖。

圖1B是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的側視示意圖。

圖2A是依照本發明的第二實施例的一種光源模組的俯視示意圖。

圖2B是依照本發明的第二實施例的一種光源模組的側視示意圖。

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是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的仰視示意圖。圖1B是依照本發明的第一實施例的一種光源模組的側視示意圖。請參照圖1A及圖1B，本實施例的光源模組100包括導光板110以及光源120。導光板110包括入光面112以及垂直於入光面112的表面114。在本實施例中，入光面112例如為一平面。此外，在本實施例中，表面114例如是導光板110的底面，但不限於此。

表面114具有靠近入光面112的髮絲紋結構面S1。在本實施例中，表面114更具有與髮絲紋結構面S1連接的平面S2，其中平面S2連接於髮絲紋結構面S1的至少一側，例如連接於髮絲紋結構面S1遠離入光面112的一側，使得髮絲紋結構面S1位於入光面112與平面S2之間。

比較上述平面S2與髮絲紋結構面S1，平面S2相對平滑且例如為一鏡面反射面，而髮絲紋結構面S1相對粗糙且例如為一散射面(或漫射面)。進一步而言，在本實施例中，髮絲紋結構面S1具有多個線狀微結構MS。線狀微結構MS呈亂數分布且其形狀可以是直線、曲線、曲折線或是上述至少兩者的組合。圖1A示意性地繪示各線狀微結構MS的形狀為直線，但不限於此。此外，線狀微結構MS大體上沿同一方向延伸，例如由光源120指向平面S2的方向D1延伸，使得各線狀微結構MS的延伸方向實質上與入光面112垂直。

在本實施例中，導光板110可更包括多個點狀微結構116，以破壞全反射，使進入導光板110的光束自導光板110的出光面118射出，從而使光源模組100發出面光源。

點狀微結構116分布在底面(即表面114)上，且例如呈亂數分布，其中至少部分點狀微結構116分布在髮絲紋結構面S1上，且部分點狀微結構116分布在平面S2上。如圖1A所示，點狀微結構116在遠離光源120的區域的密度可以大於點狀微結構116在靠近光源120的區域的密度，以提升面光源的均勻性，但點 狀微結構116的分布型態可視實際的設計需求改變，而不限於圖1A所繪示的分布型態。

如圖1B所示，點狀微結構116與線狀微結構MS例如都形成於導光板110的底面(即表面114)上。進一步而言，關於導光板110形成點狀微結構116與線狀微結構MS的方式，在一實施例中(未繪示)，例如可先於模仁上形成點狀微結構116的互補結構，再形成髮絲紋結構MS的互補結構，最後藉由射出成型而形成具有點狀微結構116與髮絲紋結構MS的導光板110。其中，於模仁上形成點狀微結構116的方法可包括雷射製程，而於模仁上形成髮絲紋結構MS的方法可包括研磨製程，但導光板110的製作方法及順序不限於上述。舉例來說，在另一實施例中，也可先於模仁上形成髮絲紋結構MS的互補結構，再形成點狀微結構116互補結構。此外，點狀微結構116也可採用蝕刻製程。

本實施例的點狀微結構116因採用雷射製程而具有外徑RD及內徑RI，其中外徑RD及內徑RI分別大於線狀微結構MS的線寬(未標示)，且各點狀微結構116的外徑RD例如落在40μm至90μm的範圍內。此外，各點狀微結構116的深度D116例如落在50μm至70μm的範圍內。

在本實施例中，光源模組100可進一步包括反射片130。反射片130配置在導光板110的底面(即表面114)下，即反射片130配置在點狀微結構116以及線狀微結構MS的下方，以將自底面(表面114)射出之光束反射回導光板110中，從而提升光源模組100 之光利用率。在此一實施例中，由於導光板110的底面(表面114)形成有線狀微結構MS，因此可降低反射片130對於導光板110的吸附性。

另外，光源模組100可進一步包括至少一光學膜片140。光學膜片140配置在導光板110的出光面118的上方。所述至少一光學膜片140可包括擴散片，以提升自導光板110射出之光束的擴散性，從而提升光源模組100所提供之面光源的均勻性。

詳細而言，光源120配置在導光板110的入光面112旁，且光源120所發出的光束自入光面112進入導光板110，並藉由全反射而在導光板110中傳遞。由於點狀微結構116可破壞全反射，因此傳遞至點狀微結構116的至少部分光束會經由出光面118射出。此外，部分光束會自表面114射出，且被反射片130反射回導光板110，再經由點狀微結構116的作用而自出光面118射出。自出光面118射出的光束通過光學膜片140後，會自光源模組100出射。在本實施例中，光源120可包括多個發光元件122，發光元件122例如為發光二極體，但不限於此。在另一實施例中，這些發光元件122也可由一燈管取代。圖1B雖繪示出光面118為一平面，但本發明不限於此。在另一實施例中，出光面118也可為柱狀微結構(lenticular lens)表面，即於出光面118形成多個柱狀微結構，以增加輝度。

在組裝導光板110與光源120的過程中，導光板110靠近入光面112的區域容易因人為操作不當或因與落塵或異物的摩 擦而造成刮傷，從而導致亮點的生成。因此，為改善上述亮點問題，在本實例中，利用髮絲紋結構面S1的散射特性，將髮絲紋結構面S1設置在表面114靠近入光面112的區域，可達到亮點糢糊化的效果，從而有效改善亮點對於光學品味的負面影響，並提升光源模組100的光學品味。此外，透過髮絲紋結構面S1改善亮點，本實施例還可減少光源模組100中用以遮蔽亮點之擴散片的數量，從而提升光源模組100的輝度。

應說明的是，由於髮絲紋結構面S1的散射特性也會造成一定比例之短波長的光的耗損，因此本實施例藉由將髮絲紋結構面S1僅形成在表面114靠近入光面112的區域，可減少髮絲紋結構面S1對於短波長的光的耗損，從而改善遠離光源120的區域的黃化現象。以筆記型電腦的光源模組為例，若表面114在垂直於入光面112的方向D1上的長度為L，則以入光面112起算，髮絲紋結構面S1例如落在0至L/3的範圍內，但本發明不限於此。隨著光源模組的尺寸的增加或減少，髮絲紋結構面S1的範圍亦可適應性地調整。

由於髮絲紋結構面S1的粗糙度與改善亮點的效果以及改善黃化現象的效果相關。當粗糙度過小時，雖可緩和短波長的光的損耗率，但會降低髮絲紋結構面S1改善亮點的效果。另一方面，當粗糙度過大時，雖可有效改善亮點，但會加速黃化現象的惡化。是以，本實施例將髮絲紋結構面S1的粗糙度設計落在0.05μm至0.25μm的範圍內，以較佳地兼顧顏色表現以及解決亮點。此處， 粗糙度是指中心線平均粗糙度(Ra)。

再者，本實施例還可透過改變導光板110的材質，以進一步改善黃化現象。舉例而言，導光板110的材質可選擇光穿透率高的材質，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，以降低短波長的光因散射所造成的耗損，但不限於此。

圖2A是依照本發明的第二實施例的一種光源模組的俯視示意圖。圖2B是依照本發明的第二實施例的一種光源模組的側視示意圖。請參照圖2A及圖2B，本實施例的光源模組200大致相同於光源模組100，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。光源模組200與光源模組100的主要差異在於，點狀微結構116以及線狀微結構MS分別位於導光板110A的相對兩表面上。

進一步而言，本實施例的表面114A為導光板110A的出光面，其中線狀微結構MS形成於表面114A上，而點狀微結構116形成於垂直於入光面112且與表面114A相對的底面118A上。透過將髮絲紋結構面S1形成於出光面(即表面114A)靠近入光面112的區域，亦可達到上述改善亮點及黃化現象的效果。

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。本發明上述實施例的導光板藉由將髮絲紋結構面設置在導光板容易受損的區域(表面靠近入光面的區域)，以改善亮點對於光學品味的負面影響。此外，藉由將髮絲紋結構面僅設置在靠近入光面的區域，可有效改善黃化現象。因此，採用本發明上述實施例的導光板的光源模組可具有良好的光學品味。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。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。另外，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。

200‧‧‧光源模組

110A‧‧‧導光板

112‧‧‧入光面

114A‧‧‧表面

116‧‧‧點狀微結構

118A‧‧‧底面

120‧‧‧光源

122‧‧‧發光元件

130‧‧‧反射片

140‧‧‧光學膜片

D1‧‧‧方向

D116‧‧‧深度

L‧‧‧長度

MS‧‧‧線狀微結構

S1‧‧‧髮絲紋結構面

S2‧‧‧平面

Claims (20)

1. 一種導光板，包括：一入光面；以及一表面，垂直於該入光面，該表面具有一靠近該入光面的髮絲紋結構面，且該髮絲紋結構面的粗糙度落在0.05μm至0.25μm的範圍內。
2. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該表面在一垂直於該入光面的方向上的長度為L，且以該入光面起算，該髮絲紋結構面落在0至L/3的範圍內。
3. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該表面更具有一與該髮絲紋結構面連接的平面，且該髮絲紋結構面位於該入光面與該平面之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述的導光板，其中該表面為該導光板的底面。
5. 如申請專利範圍第4項所述的導光板，更包括多個點狀微結構，分布在該底面上，且至少部分該些點狀微結構分布在該髮絲紋結構面上。
6. 如申請專利範圍第3項所述的導光板，其中該表面為該導光板的出光面。
7. 如申請專利範圍第6項所述的導光板，更包括：一底面，垂直於該入光面且與該表面相對；以及多個點狀微結構，分布在該底面上。
8. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該入光面為一平面。
9. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該髮絲紋結構面具有多個線狀微結構，各該線狀微結構的延伸方向實質上與該入光面垂直。
10. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該導光板的材質為聚甲基丙烯酸甲酯。
11. 一種光源模組，包括：一導光板，包括：一入光面；以及一表面，垂直於該入光面，該表面具有一靠近該入光面的髮絲紋結構面，且該髮絲紋結構面的粗糙度落在0.05μm至0.25μm的範圍內；以及一光源，配置在該入光面旁。
12. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該表面在一垂直於該入光面的方向上的長度為L，且以該入光面起算，該髮絲紋結構面落在0至L/3的範圍內。
13. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該表面更具有一與該髮絲紋結構面連接的平面，且該髮絲紋結構面位於該入光面與該平面之間。
14. 如申請專利範圍第13項所述的光源模組，其中該表面為該導光板的底面。
15. 如申請專利範圍第14項所述的光源模組，其中該導光板更包括多個分布在該底面上的點狀微結構，且至少部分該些點狀微結構分布在該髮絲紋結構面上。
16. 如申請專利範圍第13項所述的光源模組，其中該表面為該導光板的出光面。
17. 如申請專利範圍第16項所述的光源模組，其中該導光板更包括一底面以及多個點狀微結構，該底面垂直於該入光面且與該表面相對，該些點狀微結構分布在該底面上。
18. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該入光面為一平面。
19. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該髮絲紋結構面具有多個線狀微結構，各該線狀微結構的延伸方向實質上與該入光面垂直。
20. 如申請專利範圍第11項所述的光源模組，其中該導光板的材質為聚甲基丙烯酸甲酯。