TWI387707B - 導光膜及光源模組 - Google Patents

Description

導光膜及光源模組

本發明是有關於一種光學元件及光源模組，且特別是有關於一種導光膜(light guide film)及使用此導光膜之光源模組(light source module)。

目前常見之透光材質的藝術品，係單純於透光材質內藉由進行繪製或是雕刻圖案所形成。由於透光材質本身不會發光，因此在藝術品下方配置一光源模組以照亮圖案，使得圖案得以顯示。然而，目前配置於透光材質之藝術品下方的光源模組，大都採用單一發光二極體(light emitting diode,LED)光源，即為點光源，且此光源模組是未經設計而隨意擺放於藝術品的下方，因此易產生所顯示之圖案有光分布不均的問題，而造成視覺上的瑕疵。

中華民國新型專利第M34817號揭露一用於背光模組的導光板，特徵為具有光散射或反射的微結構。再者，美國專利第6480307號亦揭露了此種類型之導光板，是採用網板印刷的方式來形成微結構，以使光反射或散射。然而，上述這兩篇專利之導光板之背光模組是適用於液晶顯示器中，這種設計概念較難同時適用於各種不同大小、形狀之藝術品，且其成本較高。

此外，中華民國新型專利第M252224號揭露一螢幕保護貼，包括一透明的貼膜以及一透明的黏膠層。此外，中華民國新型專利第M329393號揭露一發光二極體光源展示裝置，包含一可透光承物板以及一發光二極體光源模組。再者，中華民國新型專利第M545165號揭露一用於展示透光物之平台結構，包含一透明片以及一發光元件。然而，由於每一藝術品的形狀、大小以及擺放位置不同，若採用上述之三篇專利的特徵很難使出光亮度隨著藝術品的大小及形狀來調整，且亦無法隨心所欲的將藝術品擺放至所需的位置。

本發明提供一種導光膜，可隨意剪裁且適於貼附於透光基板上，可讓使用者自行決定透光基板的發光區域、形狀、大小及位置。

本發明提供一種光學模組，採用上述之導光膜，可在特定位置提供均勻度較高的面光源。

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膜，適於貼附於一透光基板上。導光膜包括一透光片、一透光膠層以及一光散射結構。透光片具有一第一表面與相對於第一表面的一第二表面。透光膠層配置於透光片的第一表面上，其中透光膠層適於將透光片貼附於透光基板上。光散射結構配置於透光片的第二表面上。

在本發明之一實施例中，上述之透光膠層的材質包括聚甲基丙醯酸甲酯類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、全氟樹脂類或環氧樹脂類。導光膜可更包括一反射片，配置於光散射結構的下方，其中光散射結構包括複數個透光式散射微結構，這些透光式散射微結構分散配置於透光片的第二表面上，且這些透光式散射微結構位於反射片與透光片之間。光散射結構可包括複數個光反射式散射微結構。這些光反射式散射微結構分散配置於透光片的第二表面上。

在本發明之一實施例中，上述之光散射結構為一光散射結構層，且光散射結構層為一體成型。光散射結構層可整面覆蓋透光片的第二表面。光散射結構例如為透光片之複數個分散配置之表面微結構。這些表面微結構例如各為一凹陷或一凸起。光散射結構的材質可包括二氧化鈦。透光片的材質可包括聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

本發明之一實施例更提出一種光源模組，包括一透光基板、至少一光源以及上述導光膜。透光基板具有一第三表面、一相對第三表面的第四表面及一入光面。光源配置於透光基板的入光面旁，其中光源適於發出一光束，光束適於經由入光面進入透光基板中。上述導光膜貼附於透光基板的局部第四表面上。透光膠層貼附於透光片的第一表面與透光基板的第四表面上，且位於第一表面與第四表面之間。

基於上述，由於本發明之實施例之導光膜具有光散射結構，且導光膜適於貼附於透光基板的局部表面上，因此當位於透光基板旁的光源發出光束時，此光束適於由透光基板的入光面進入導光膜中，且藉由導光膜的光散射結構影響光源所發出的光束，使光束在透光基板的出光表面產生反射及散射現象。因此，本發明之實施例之透光基板於特定位置的出光亮度會較為均勻，且出光強度較高。此外，由於本發明之實施例之導光膜可隨意剪裁，並可對應透光基板上的物件配置，因此除了可讓使用者自行決定透光基板的發光區域、形狀、大小及位置外，亦可適度的調整光源模組所提供之面光源的出光角度，以因應使用者的需求。

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。

圖1A為本發明之一實施例之一種光源模組的剖面示意圖。為方便說明起見，圖1A中繪示光源300所發出之光束L1與光束L2由透光基板200的入光面200c進入導光膜400a的情形。請參考圖1A，本實施例之光源模組100包括一透光基板200、至少一光源300以及一導光膜400a。

透光基板200例如是一玻璃基板或一透明塑膠基板，透光基板200具有一表面200a、一相對表面200a的表面200b以及一入光面200c。光源300配置於透光基板200的入光面200c旁，且光源300適於發出光束L1、L2，光束L1、L2適於經由入光面200c進入透光基板200中。在本實施例中，光源300例如是冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或是複數個環繞透光基板200配置的發光二極體(light emitting diode,LED)。

導光膜400a貼附於透光基板200的局部表面200b上，其中導光膜400a包括一透光片410、一透光膠層420以及一光散射結構430a。詳細而言，透光片410具有一表面410a與相對於表面410a的一表面410b。透光膠層420貼附於透光片410的表面410a上與透光基板200的表面200b上，且位於表面410a與表面200b之間，用以使透光基板200與導光膜400a之間沒有空氣層。在本實施例中，透光膠層420除了可讓透光基板200與導光膜400a緊密貼附外，亦可使光源300所發出的光束進入導光膜400a內。此外，透光片410的材質例如是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)或聚碳酸酯(polycarbonate,PC)，且透光膠層420的材質包括聚甲基丙醯酸甲酯類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、全氟樹脂類或環氧樹脂類。

光散射結構430a配置於透光片410的表面410b上，其中光散射結構430a包括複數個透光式散射微結構432，且這些透光式散射微結構432分散配置於透光片410的表面410b上。在此所述之分散配置可包括等間距的分散配置或非等間距的分散配置，可依使用需求而調整這些透光式散射微結構432的排列方式。此外，為了增加光源300的利用率，導光膜400a可更包括一反射片440，配置於光散射結構430a的下方，且這些透光式散射微結構432位於反射片440與透光片410之間。在本實施例中，光散射結構430a例如是以噴墨印刷的方式所形成，且光散射結構430a的材質例如是二氧化鈦。

具體而言，光源300所發出的光束L1、L2可經由透光基板200的入光面200c進入透光基板200中，且光束L1、L2適於在表面200a與表面200b處發生全反射而被局限於透光基板200內。然而，導光膜400a之透光片410之表面410b上的光散射結構430a則可破壞全反射。舉例而言，光束L1可穿透透光式散射微結構432而傳遞至配置於光散射結構430a下方的反射片440，反射片440可將光束L1反射，而使光束L1依序穿透表面410b、表面410a、表面200b與表面200a。另一光束L2可被透光式散射微結構432反射或散射至表面200b，並穿透表面200a。

換言之，導光膜400a的光散射結構430a會影響光束L1與光束L2的行徑方向，使光束L1與光束L2在透光基板200的表面200a上產生散射及反射的現象，因此於透光基板200之表面200a上的特定位置出光亮度會較為均勻且出光強度較高，意即可提升採用導光膜400a之光源模組100所提供之面光源於特定位置的均勻度。此外，本實施例之導光膜400a可隨意剪裁成欲發光物件之形狀，請參考圖1B，例如矩形導光膜400a1、中空矩形導光膜400a2、心形導光膜400a3、圓形導光膜400a4、中空橢圓形導光膜400a5或其它幾何圖形之導光膜400a6，因此本實施例對於導光膜400a的形狀不作任何限制。另外，由於可將導光膜400a裁剪成所需之圖案貼附至透光基板200的表面200b上，並對應透光基板200之表面200a上的物件配置，因此除了可讓使用者自行決定透光基板200的發光區域、形狀、大小及位置外，亦可適度的調整光源模組100所提供之面光源的出光角度，以因應使用者的需求。

以下將利用複數個不同之實施例來分別說明導光膜400b～400e之設計。在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重複贅述。

圖2為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。請同時參考圖1A與圖2，本實施例之導光膜400b與圖1A之導光膜400a類似，兩者的差異在於：本實施例之光散射結構430b包括複數個光反射式散射微結構434，且這些光反射式散射微結構434分散配置於透光片410的第二表面410b上，其中光散射結構430b例如是以網版印刷的方式所形成，且光散射結構430b的材質例如是二氧化鈦。在此所述之分散配置可包括等間距的分散配置或非等間距的分散配置，可依使用需求而調整這些光反射式散射微結構434的排列方式。

由於光散射結構430b是由複數個光反射式散射微結構434所組成，因此光源300所發出的光束可直接被光反射式散射微結構434反射及散射至透光基板200的表面200b，並穿透表面200a，而不需搭配使用反射片440。換言之，光反射式散射微結構434可使光束在透光基板200的表面200a上產生散射及反射的現象，使透光基板200之表面200a上的特定位置出光亮度會較為均勻且出光強度較高。

圖3為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。請同時參考圖1A與圖3，本實施例之導光膜400c與圖1A之導光膜400a類似，兩者的差異在於：本實施例之光散射結構430c為一光散射結構層，其中光散射結構層整面覆蓋透光片410的表面410b，且光散射結構層為一體成型。由於光散射結構430c為一光散射結構層，因此光源300所發出的光束可直接被此光散射結構層反射及散射至透光基板200的表面200b，並穿透表面200a，而不需搭配使用反射片440，即可使透光基板200之表面200a上的特定位置出光亮度會較為均勻且出光強度較高。

圖4為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。請同時參考圖1A與圖4，本實施例之導光膜400d與圖1A之導光膜400a類似，兩者的差異在於：本實施例之光散射結構430d為透光片412之複數個分散配置之表面微結構436a，其中這些表面微結構436a各為一凹陷，且這些表面微結構436a例如是蝕刻透光片412的表面412b所形成。在此所述之分散配置可包括等間距的分散配置或非等間距的分散配置，可依使用需求而調整這些表面微結構436a的排列方式。由於光散射結構430d為透光片412之複數個分散配置之表面微結構436a，因此光源300所發出的光束受到這些表面微結構436a的影響而改變其行徑方向，如光束直接穿透這些表面微結構436a而傳遞至配置於光散射結構430d下方的反射片440，反射片440可將光束反射，而使光束依序穿透表面412b、表面412a、表面200b與表面200a。或者，光束可被表面微結構436a反射或散射至表面200b，並穿透表面200a。

圖5為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。請參考圖5，本實施例之導光膜400e與圖4之導光膜400d類似，兩者的差異在於：本實施例之光散射結構430e為透光片414之複數個分散配置之表面微結構436b，其中這些表面微結構436b各為一凸起，且這些表面微結構436b例如是對透光片412的表面412b進行表面處理製程所形成。在此所述之分散配置可包括等間距的分散配置或非等間距的分散配置，可依使用需求而調整這些表面微結構436b的排列方式。

綜上所述，由於本發明之實施例之導光膜具有光散射結構，且適於貼附於透光基板的局部表面上，因此當位於透光基板旁的光源發出光束時，此光束適於由透光基板的入光面進入導光膜中，且藉由導光膜的光散射結構影響光源所發出的光束，使光束在透光基板的出光表面產生反射及散射現象。因此，透光基板於特定位置的出光亮度會較為均勻，且出光強度較高。故，可提升採用此導光膜之光源模組所提供之面光源於特定位置的均勻度。此外，由於導光膜可裁剪成所需之圖案貼附至透光基板上，並可對應透光基板上的物件配置，因此除了可讓使用者自行決定透光基板的發光區域、形狀、大小及位置外，亦可適度的調整光源模組所提供之面光源的出光角度，以因應使用者的需求。

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。

100‧‧‧光源模組

200‧‧‧透光基板

200a、200b、410a、410b、412a、412b、414a、414b‧‧‧表面

200c‧‧‧入光面

300‧‧‧光源

400a~400e、400a1~400a6‧‧‧導光膜

410、412、414‧‧‧透光片

420‧‧‧透光膠層

430a~430e‧‧‧光散射結構

432‧‧‧透光式散射微結構

434‧‧‧光反射式散射微結構

436a、436b‧‧‧表面微結構

440‧‧‧反射片

L1、L2‧‧‧光束

圖1A為本發明之一實施例之一種光源模組的剖面示意圖。

圖1B為本發明之一實施例之一種光源模組的俯視示意圖。

圖2為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。

圖3為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。

圖4為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。

圖5為本發明之另一實施例之一種導光膜的剖面示意圖。

100．．．光源模組

200．．．透光基板

200a、200b、410a、410b．．．表面

200c．．．入光面

300．．．光源

400a．．．導光膜

410．．．透光片

420．．．透光膠層

430a．．．光散射結構

432．．．透光式散射微結構

440．．．反射片

L1、L2．．．光束

Claims (20)

1. 一種導光膜，適於貼附於一透光基板上，該導光膜包括：一透光片，具有一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面；一透光膠層，配置於該透光片的該第一表面上，其中該透光膠層適於將該透光片貼附於該透光基板上；一光散射結構，配置於該透光片的該第二表面上；以及一反射片，配置於該光散射結構的下方。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該透光膠層的材質包括聚甲基丙醯酸甲酯類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、全氟樹脂類或環氧樹脂類。
3. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該光散射結構包括複數個透光式散射微結構，該些透光式散射微結構分散配置於該透光片的該第二表面上，且該些透光式散射微結構位於該反射片與該透光片之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該光散射結構包括複數個光反射式散射微結構，該些光反射式散射微結構分散配置於該透光片的該第二表面上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該光散射結構為一光散射結構層，且該光散射結構層為一體成型。
6. 如申請專利範圍第5項所述之導光膜，其中該光散射結構層整面覆蓋該透光片的該第二表面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該光散射結構為該透光片之複數個分散配置之表面微結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述之導光膜，其中該些表面微結構各為一凹陷或一凸起。
9. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該光散射結構的材質包括二氧化鈦。
10. 如申請專利範圍第1項所述之導光膜，其中該透光片的材質包括聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。
11. 一種光源模組，包括：一透光基板，具有一第三表面、一相對該第三表面的第四表面及一入光面；至少一光源，配置於該透光基板的該入光面旁，其中該光源適於發出一光束，該光束適於經由該入光面進入該透光基板中；一導光膜，貼附於該透光基板的局部該第四表面上，其中該導光膜包括：一透光片，具有一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面；一透光膠層，貼附於該透光片的該第一表面與該透光基板的該第四表面上，且位於該第一表面與該第四表面之間；一光散射結構，配置於該透光片的該第二表面上；以及一反射片，配置於該光散射結構的下方。
12. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該透光膠層的材質包括聚甲基丙醯酸甲酯類、聚碳酸酯類、聚苯乙烯類、全氟樹脂類或環氧樹脂類。
13. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該光散射結構包括複數個透光式散射微結構，該些透光式散射微結構分散配置於該透光片的該第二表面上，且該些透光式散射微結構位於該反射片與該透光片之間。
14. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該光散射結構包括複數個光反射式散射微結構，該些光反射式散射微結構分散配置於該透光片的該第二表面上。
15. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該光散射結構為一光散射結構層，且該光散射結構層為一體成型。
16. 如申請專利範圍第15項所述之光源模組，其中該光散射結構層整面覆蓋該透光片的該第二表面。
17. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該光散射結構為該透光片之複數個分散配置之表面微結構。
18. 如申請專利範圍第17項所述之光源模組，其中該些表面微結構各為一凹陷或一凸起。
19. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該光散射結構的材質包括二氧化鈦。
20. 如申請專利範圍第11項所述之光源模組，其中該透光片的材質包括聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。