TWI818810B - 薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組，包含提供二可撓板材及導光薄膜，可撓板材具有反射功能面，並將可撓板材以反射功能面相互對應之狀態上下擺置，再使導光薄膜入光側被夾設於可撓板材間。接著設置剛性治具於可撓板材相對夾設導光薄膜之端以撐開形成容置空間，灌填光學膠至容置空間並於固化後移除剛性治具，固化之光學膠因應剛性治具形成安裝面，最後再對應安裝面設置LED燈條。據此即可解決導光薄膜光線接收不易之問題，並可有效固定導光薄膜與LED燈條之相對位置，提供符合薄型化需求且具有優異出光效能之薄型導光模組。

Description

薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組

本發明係與導光模組領域相關，尤其是一種薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組。

導光元件係為現今非常普遍之光學產品，依據搭載使用的電子裝置類型或其他需求等，導光元件大多係製成板狀結構體，以達成將點狀光源導引形成均勻面狀光源之用途。

隨著市場需求之變化，目前對於搭載有導光元件之電子裝置係多朝向薄型化目標發展，在此需求下，除了針對電子裝置本身構件進行設變開發外，導光元件亦為影響整體厚度表現之重要角色。基於該種產品發展趨勢，相關廠商亦開始針對導光元件進行改良，進而出現如膜材般厚度極薄之導光元件。

透過如膜材般的導光元件，雖可對於搭載該產品之電子裝置的整體厚度來說，有明顯的縮減功效，但卻衍生了使用上的種種問題。由於膜材型導光元件之厚度極薄，因此搭配現有的點光源使用時，係出現由於點光源之高度與導光元件厚度差異過大，導致導光元件無法有效地接收來自點光源所發出之光線，進而對導光元件之出光效能造成影響，例如產生出光亮度不足之現象。因此，如何改善膜材型導光元件與光源間因結構造成之出光問題，將是當前亟需解決之重要課題。

有鑑於此，本發明人係集結多年從事相關行業之豐富知識與經驗，遂構思並提出一種薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組，希冀可有效解決上述之各種缺失。

本發明之一目的，旨在提供一種薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組，其係可於導光薄膜入光側製成穩固且可有效提升導光薄膜光線接收效能之結構，以解決搭載導光薄膜使用之供光結構不易製作和導光薄膜出光效能不佳之缺失。

為達上述目的，本發明於一實施方式中係提出一種薄型導光模組之製造方法，包含以下步驟：提供二可撓板材及一導光薄膜，該二可撓板材係分別具有一反射功能面，且將該二可撓板材以該等反射功能面相互對應之狀態上下擺置，再使該導光薄膜之一入光側被夾設於該二可撓板材之間，而讓該導光薄膜局部之上表面及下表面分別與該等反射功能面接觸；設置一剛性治具於該二可撓板材相對夾持該導光薄膜之端，以將該二可撓板材撐開形成一容置空間；灌填一光學膠至該容置空間內；於該光學膠固化後移除該剛性治具，且固化後之該光學膠係因應該剛性治具形成一安裝面；及對應該安裝面設置一LED燈條，且該LED燈條之出光方向係朝向該安裝面。藉此，即可有效地固定導光薄膜並藉由光學膠與反射功能面增進導光薄膜之光線接收效能，進而提升應用時的出光品質。

為確保剛性治具相對該二可撓板材之撐抵效能，同時規範撐抵後之尺規狀態，於另一實施方式中則揭露該剛性治具係為長條狀之金屬塊，且該剛性治具用以撐開該二可撓板材之一撐抵端高度為0.2～0.24mm。

此外，於再一實施方式中係可使該二可撓板材分別包含一基材及一反射片，各該基材之一側面係與各該反射片之一側面相互連接設置，且各該反射功能面係分別為該反射片相對連接該基材之側面，以增強結構挺性。

本發明亦於一實施方式中提出一種利用前述製造方法所製成之薄型導光模組，包含一導光組件，包含：一導光薄膜，具有一入光側；二可撓板材，分別具有一反射功能面，任一該可撓板材設於另一該可撓板材上方，且任一該可撓板材之該反射功能面係與另一該可撓板材之該反射功能面相互對應；該導光薄膜之該入光側被夾設於該二可撓板材之間，且該導光薄膜局部之上表面及下表面分別與該等反射功能面接觸，該二可撓板材相對夾固該導光薄膜之端係向外撐開而形成一容置空間；及一光學膠，填充於該容置空間內並具有一安裝面；及一LED燈條，對應該安裝面設置，且該LED燈條之出光方向係朝向該安裝面。藉此，導光薄膜即可藉由可撓板材與光學膠之結構組合，以達到確實地被固定與接收LED燈條之出光，進而大幅提升應用上的出光效能。

進一步地，於另一實施方式中係揭露該二可撓板材向外撐開之端的最大間距為0.2~0.24mm，以利於涵蓋LED燈條之出光範圍，使光線可盡數入射至容置空間內。

而於實際應用上，於再一實施方式中係揭示該導光薄膜之厚度為0.05mm以下，以更進一步地符合薄型化需求。

另為使導光薄膜可確實地固定設置，於次一實施方式中則揭露該導光薄膜之該入光側伸入該二可撓板材間之長度為1.6～2.4mm。

此外，考量薄型化之需求，於一實施方式中則揭露該LED燈條具有複數個LED光源，且各該LED光源之高度係為0.15～0.25mm。

同樣地，為增進整體結構挺性，基於前述薄型導光模組之技術特徵，於另一實施方式中係揭露該二可撓板材分別包含一基材及一反射片，各該基材之一側面係與各該反射片之一側面相互連接設置，且各該反射功能面係分別為該反射片相對連接該基材之側面。

綜上所述，本發明所提出之薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組，係有效解決現有膜材型導光元件於光線接收上的困境，利用特殊之製作流程與結構特徵，而可使導光薄膜被固定並LED燈條發出之光線可經由填充於二可撓板材間之光學膠，以及可撓板材之反射功能面順利由導光薄膜入光側進入而供使用，如此即可大幅提升薄型導光模組之出光效能與品質，且於製造上亦相對快速並具有優良之產品良率。進一步地，關於薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組可附加之技術特徵，本發明亦有提出諸多示例，而如上各段落所述內容。

誠如前述，因現今膜材型導光元件於應用上係遭遇光線接收不易及不足等問題，故本發明係提出針對該種導光元件進行開發設計之導光模組製造方法以及對應之模組結構，以解決膜材型導光元件之光線入射缺失，並提供具優良出光效能之薄型模組化導光產品。以下即透過圖式與文字對本發明所提出之薄型導光模組之製造方法及薄型導光模組進行詳細說明，其中各圖式係為利於解釋與理解本發明技術特徵之用，各圖所繪示之結構尺寸、比例、大小等，皆僅為示意，非表示實際之結構狀態，合先敘明。

首先係先針對薄型導光模組之製造方法進行說明，請參閱第1圖，其係為本發明一實施方式之方法步驟流程圖。薄型導光模組之製造方法係包含以下步驟，首先，提供二可撓板材1及一導光薄膜2，各可撓板材1分別具有一反射功能面10，且將二可撓板材1以反射功能面10相互對應之狀態上下擺置，再使導光薄膜2之一入光側20被夾設於二可撓板材1之間，而讓導光薄膜2局部之上表面及下表面分別與反射功能面10接觸(步驟S10)。於此可一併搭配參閱第2圖，其係為本發明一實施方式可撓板材夾設導光薄膜之狀態示意圖，如圖所示，係可見導光薄膜2之入光側20係被夾設於可撓板材1之間，而可撓板材1及導光薄膜2可例如為矩形結構體。

接著設置一剛性治具3於二可撓板材1相對夾持導光薄膜2之端，以將二可撓板材1撐開形成一容置空間A(步驟S11)。於此可進一步搭配參閱第3A圖，其係為本發明一實施方式於可撓板材相對夾固導光薄膜之端設置剛性治具之側視狀態示意圖，於可撓板材1及導光薄膜2之相對位置形成上述之狀態後，即可設置剛性治具3於可撓板材1之一端，而將其撐開，其中在此過程中可撓板材1夾持導光薄膜2之端則可藉由例如固定夾具或是其他具有固定功能之機構固定其位置。

接續灌填一光學膠4至容置空間A內(步驟S12)，並於光學膠4固化後移除剛性治具3，且固化後之光學膠4係因應剛性治具3形成一安裝面40(步驟S13)，最後再對應安裝面40設置一LED燈條5，且LED燈條5之出光方向係朝向安裝面(步驟S14)，即可製成薄型導光模組。於此可同步搭配參閱第3B圖及第4圖，其係分別為本發明一實施方式於容置空間灌填光學膠之側視狀態示意圖及移除剛性治具並設置LED燈條之側視狀態示意圖。利用剛性治具3將可撓板材1之一端撐開後，即可於容置空間A內灌填光學膠4，使光學膠4充斥於容置空間A並同時附著於導光薄膜2之入光側20區域。而後於光學膠4固化後，即可將剛性治具3移除，其中使光學膠4固化之方式可依據膠體材料所選擇，例如透過UV光照射使其固化即為一種選項。而由於光學膠4係在剛性治具3移除前灌填至容置空間A並進行固化，因此光學膠4會因應剛性治具3而形成安裝面40，待剛性治具3移除後，固化後之光學膠4即可因支撐於容置空間A而使可撓板材1之一端保持為撐開狀態。而後再設置LED燈條5於安裝面40位置，以使發出之光線由安裝面40射入並受反射功能面10與光學膠4作用而為導光薄膜2之入光側20所接收。其中，LED燈條5係可包含複數個LED光源50，且該些LED光源50係呈間隔排列設置。

據此，導光薄膜2係可受光學膠4與可撓板材1之作用而被固定，除可穩固地與LED燈條5形成對應設置外，更重要的是解決了因導光薄膜2本身厚度過薄而產生之光線接收不易問題。為使導光薄膜2可順利由其入光側20之側面接收LED燈條5之光線，以形成側入式發光之應用型態，所述製程方法係選用二個具有反射功能面10之可撓板材1作為固定導光薄膜2以及接收與控制光線行進之中繼元件，先將導光薄膜2之入光側20以夾設方式固定於可撓板材1之間，再於相對端透過剛性治具3撐開而形成開展狀態，以利於後續做為接收LED燈條5射出之光線區域，並透過反射功能面10來調整光線路徑。接著為利於使可撓板材1保持撐開的狀態，以及再進一步考量光線之行進與溢散狀態等，所述製程方法即揭露於容置空間A內灌填光學膠4之步驟，如此光學膠4於固化後即可同時達到加強固定導光薄膜2位置以及有利於讓光線穿過而由入光側20進入導光薄膜2之功效。最後再將LED燈條5對應設置於固化後光學膠4之安裝面40位置，即可於點亮LED燈條5後，使其發出的光線照射至光學膠4內並因應光學膠4特性與反射功能面10結構而順利地由入光側20進入導光薄膜2內。特別一提的是，現今供以和膜材型導光元件相互搭配使用之光源組件相當不易於設計與製造，係因膜材與LED具有其先天上的結構尺規限制與表現，為了突破該技術困境，本發明人係提出針對微型化厚度尺規範疇之膜材型導光元件所衍生應用之製造方法，並選擇以非改變導光薄膜2本身結構之方式，透過可撓板材1作為輔助元件，而讓LED燈條5裝配後導光薄膜2得以藉由可撓板材1與光學膠4而有效接收光線，並形成穩固地之設置狀態。

進一步地，為使透過上述步驟加工之可撓板材1相對夾持導光薄膜2之端被撐開之範圍得以適切地涵蓋LED燈條5之出光範圍，以及考量灌填光學膠4時剛性治具3對可撓板材1之撐抵穩固性等要件，係可使剛性治具3為長條狀之金屬塊，且剛性治具3用以撐開二可撓板材1之一撐抵端30高度H1為0.2～0.24mm。如此係可使可撓板材1受剛性治具3撐開後得以維持在上述間距範圍內，以形成足夠容置大多數LED燈條5尺規之空間。其中，剛性治具3於撐開可撓板材1時，係可呈略伸入可撓板材1間之狀態，或是剛好靠抵於可撓板材之邊角處皆可，並視不同的作業方式，也可使撐抵端30形成各類可供提升相對可撓板材1固定穩定性之結構，例如可頂抵可撓板材1邊角之凹槽結構等。

關於可撓板材1部分，可撓板材1可例如直接選用反射片，而進一步考量模組之整體結構穩固性與剛性表現，於一實施狀態中係可使二可撓板材1分別包含一基材11及一反射片12，各基材11之一側面係與各反射片12之一側面相互連接設置，且各反射功能面10係分別為反射片12相對連接基材11之側面。如此，可使可撓板材1兼具可撓特點與結構挺性，防止板材過軟而無法有力夾持導光薄膜2或是無法穩定地受剛性治具3撐開等情況，同時亦能提供優良之反射功效，並使製成之薄型導光模組9具有優良的結構剛性與穩固性。其中，基材11可例如為塑料片材。

接下來係針對利用所述製造方法所製成之薄型導光模組技術特徵進行說明，請續以參閱第5圖，其係為本發明一實施方式之薄型導光模組局部結構立體示意圖，並可復搭配參閱第1～4圖，其中與前述製造方法技術內容中相同之元件，於此係以相同標號示意之，以利一併搭配第2～4圖觀看。經由上述製造方法製成之薄型導光模組9，係包含一導光組件6及一LED燈條5，導光組件6包含導光薄膜2、二可撓板材1及一光學膠4。

導光薄膜2具有一入光側20，可撓板材1分別具有一反射功能面10，任一可撓板材1設於另一可撓板材1上方，且任一可撓板材1之反射功能面10係與另一可撓板材1之反射功能面10相互對應。導光薄膜2即被夾設於二可撓板材1之間，且導光薄膜2局部之上表面及下表面分別與反射功能面10接觸。所述二可撓板材1相對夾固導光薄膜2之端係向外撐開而形成一容置空間A。光學膠4則填充於容置空間A內並具有一安裝面40。LED燈條5對應安裝面40設置，且LED燈條5之出光方向係朝向安裝面40。其中，光學膠4係如前述為填充於可撓板材1向外撐開所形成之整個容置空間A內，且安裝面40與LED燈條5相互對應之狀態，惟第5圖中為利於顯示LED燈條5之結構，故僅於側邊示意光學膠4。

據此，透過薄型導光模組9之結構係可有效地讓LED燈條5發出之光線，因應光學膠3與反射功能面10而順利為導光薄膜2之入光側20所接收，消除光線使用效率不佳之缺失，並固定導光薄膜2使其與LED燈條5適切地相互對位設置。薄型導光模組9係可解決關於厚度極薄的導光薄膜2於發光應用上的種種問題，特別是在目前尚無可對應搭配膜材型導光元件之供光源結構因而導致導光薄膜2不易接收入射光線之情況。對此，所述薄型導光模組9係採用設置具反射功能面10之可撓板材1之技術方案，並搭配填充於可撓板材1一端撐開後形成之容置空間A內的光學膠4，即可作為LED燈條5入射光線路徑控制與固定導光薄膜2之中繼元件，而讓光線順利地由極薄的導光薄膜2入光側20進入，相對即可大幅提升後續應用上的出光品質與效能。

為使導光組件6可更易與LED燈條5搭配使用，並涵蓋LED燈條5之出光範圍，係可使二可撓板材1向外撐開之端的最大間距D為0.2~0.24mm，如第4圖所示，以留有足夠之撐開距離而提供適切之容置空間A設置光學膠4，並據此達到更好的光線接收與路徑導引控制效能。

此外，基於前述之結構特徵描述，在薄型化需求考量下，導光薄膜2之厚度係可為0.05mm以下，如此即可有效減縮整體結構厚度同時仍具有優良之光線利用效率與出光品質。

另為使導光薄膜2可被確實穩固地夾持於可撓板材1之間，於一實施狀態中可使導光薄膜2之入光側20伸入可撓板材1間之長度L為1.6～2.4mm，亦可言可撓板材1與導光薄膜2之重疊區域長度為1.6～2.4mm，以讓導光薄膜2與可撓板材1間具有足夠之夾固接觸區域，避免導光薄膜2產生自可撓板材1上脫落之現象。其中各圖所示的導光薄膜2與可撓板材1重疊區域比例僅為示意說明之用，非表示實際之結構尺規與組裝狀態。實際上亦可讓導光薄膜2之入光側20更靠近光學膠4之安裝面40位置等，只要讓導光薄膜2與可撓板材1重疊區域介於上述尺規範圍即可實現上述功效。於一實施狀態中，可例如使導光薄膜2之入光側20伸入可撓板材1間之長度L為2mm。

關於LED燈條5之結構部分，LED燈條5可設有複數個LED光源50，且各LED光源50之高度H2為0.15～0.25mm，以使LED燈條5亦有效符合導光模組之薄型化需求。於一實施狀態中，可例如使LED光源50之高度H2為0.2mm。

而可撓板材1亦可選用同於前述段落內容所提及之雙層結構，也就是使可撓板材1分別包含一基材11及一反射片12，各基材11之一側面與各反射片12之一側面相互連接設置，且各反射功能面10分別為反射片12相對連接基材11之側面。據此，係可增進可撓板材1之結構挺性，使其相對導光薄膜2形成更好的夾固效能，也可讓整體結構剛性更為充足，以利於定形為一端夾固導光薄膜2，一端受光學膠4作用而撐開之結構狀態。其餘更進一步之細部技術特徵說明及其功效描述等，請再復搭配前述對應段落內容，於此即不重述。

綜上所述，本發明所提出之薄型導光模組之製造方法及其薄型導光模組，係提出了因應膜材型導光元件所設計出之製造與結構技術方案，有效解決入光側過薄而無法與現有LED供光源相互搭配使用之困境。利用可撓板材一端夾固導光薄膜，另一端透過剛性治具撐開後再填入光學膠並使其固化，以形成可撐抵住二可撓板材之結構，如此薄型導光模組係可透過具反射功能面之可撓板材及光學膠結構，而構成利於導引LED燈條光線進入導光薄膜入光側之中繼元件，消除厚度極薄之導光薄膜不易接收入射光線之缺失，並據此大幅地提升後續應用上之出光效能。本發明亦提出諸多關於所述製造方法或是薄型導光模組可進一步附加之技術特徵，例如剛性治具之結構示例與尺規；可撓板材撐開端之間距以及可為雙層結構之技術揭示；導光薄膜伸入可撓板材之長度或導光薄膜之厚度規範；以及LED燈條之結構示例及尺規等，並各項技術特徵皆有其對應功效，以利提升製程方法之施作便利性、確實性與增進薄型導光模組之各面向功效，例如光線接收之確實性，整體結構之強度與剛性表現或是更為貼近市場之薄型化需求等。

1:可撓板材 10:反射功能面 11:基材 12:反射片 2:導光薄膜 20:入光側 3:剛性治具 30:撐抵端 4:光學膠 40:安裝面 5:LED燈條

50:LED光源

6:導光組件

9:薄型導光模組

A:容置空間

H1:撐抵端高度

H2:LED光源之高度

D:二可撓板材向外撐開之端的最大間距

L:導光薄膜之入光側伸入可撓板材間之長度

S10~S14:步驟

第1圖，為本發明一實施方式之方法步驟流程圖。 第2圖，為本發明一實施方式可撓板材夾設導光薄膜之狀態示意圖。 第3A圖，為本發明一實施方式於可撓板材相對夾固導光薄膜之端設置剛性治具之側視狀態示意圖。 第3B圖，為本發明一實施方式於容置空間灌填光學膠之側視狀態示意圖。 第4圖，為本發明一實施方式移除剛性治具並設置LED燈條之側視狀態示意圖。 第5圖，為本發明一實施方式之薄型導光模組局部結構立體示意圖。

S10~S14:步驟

Claims (9)

1. 一種薄型導光模組之製造方法，包含以下步驟： 提供二可撓板材及一導光薄膜，該二可撓板材係分別具有一反射功能面，且將該二可撓板材以該等反射功能面相互對應之狀態上下擺置，再使該導光薄膜之一入光側被夾設於該二可撓板材之間，而讓該導光薄膜局部之上表面及下表面分別與該等反射功能面接觸； 設置一剛性治具於該二可撓板材相對夾持該導光薄膜之端，以將該二可撓板材撐開形成一容置空間； 灌填一光學膠至該容置空間內； 於該光學膠固化後移除該剛性治具，且固化後之該光學膠係因應該剛性治具形成一安裝面；及 對應該安裝面設置一LED燈條，且該LED燈條之出光方向係朝向該安裝面。
2. 如請求項1所述之薄型導光模組之製造方法，其中，該剛性治具係為長條狀之金屬塊，且該剛性治具用以撐開該二可撓板材之一撐抵端高度為0.2～0.24mm。
3. 如請求項1所述之薄型導光模組之製造方法，其中，該二可撓板材分別包含一基材及一反射片，各該基材之一側面係與各該反射片之一側面相互連接設置，且各該反射功能面係分別為該反射片相對連接該基材之側面。
4. 一種利用請求項1所述之薄型導光模組之製造方法所製成之薄型導光模組，包含： 一導光組件，包含： 一導光薄膜，具有一入光側； 二可撓板材，分別具有一反射功能面，任一該可撓板材設於另一該可撓板材上方，且任一該可撓板材之該反射功能面係與另一該可撓板材之該反射功能面相互對應；該導光薄膜之該入光側被夾設於該二可撓板材之間，且該導光薄膜局部之上表面及下表面分別與該等反射功能面接觸，該二可撓板材相對夾固該導光薄膜之端係向外撐開而形成一容置空間；及 一光學膠，填充於該容置空間內並具有一安裝面；及 一LED燈條，對應該安裝面設置，且該LED燈條之出光方向係朝向該安裝面。
5. 如請求項4所述之薄型導光模組，其中，該二可撓板材向外撐開之端的最大間距為0.2~0.24mm。
6. 如請求項4所述之薄型導光模組，其中，該導光薄膜之厚度為0.05mm以下。
7. 如請求項4所述之薄型導光模組，其中，該導光薄膜之該入光側伸入該二可撓板材間之長度為1.6～2.4mm。
8. 如請求項4所述之薄型導光模組，其中，該LED燈條具有複數個LED光源，且各該LED光源之高度係為0.15～0.25mm。
9. 如請求項4所述之薄型導光模組，其中，該二可撓板材分別包含一基材及一反射片，各該基材之一側面係與各該反射片之一側面相互連接設置，且各該反射功能面係分別為該反射片相對連接該基材之側面。