導光板以及光源模組的制作方法

文檔序號：12120532閱讀：262來源：國知局

本發(fā)明涉及一種光學元件以及光學模組，且特別涉及一種導光板以及光源模組。

背景技術：

光源模組依據(jù)光源設置位置的不同而主要區(qū)分為直下式光源模組及側邊入光式光源模組。以側邊入光式光源模組為例，其通常包括導光板以及配置于導光板側邊的光源。在光源發(fā)出的光束進入導光板后，光束會因全反射而被局限在導光板中。通過在導光板的底面形成多個微結構，以破壞全反射，光束可順利地從導光板的出光面射出。

在已知技術中，微結構的改良(如位置或形狀等)主要著重在光源模組的出光均勻度的提升，而很少針對光源模組的光利用率進行優(yōu)化。隨著節(jié)能環(huán)保意識的上升以及市場對于高輝度光源模組的需求的提升，如何提升光源模組的光利用率，以有效提升光源模組的光學效率，便成為當前研發(fā)人員亟欲解決的問題之一。

“背景技術”段落只是用來幫助了解本

技術實現(xiàn)要素：
，因此在“背景技術”段落所揭露的內容可能包含一些沒有構成所屬技術領域中普通技術人員所知道的公知技術。在“背景技術”段落所揭露的內容，不代表所述內容或者本發(fā)明一個或多個實施例所要解決的問題，也不代表在本發(fā)明申請前已被所屬技術領域中普通技術人員所知曉或認知。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種導光板，其能夠有效地控制光束的指向性。

本發(fā)明提供一種光源模組，其具有良好的光利用率以及輝度。

本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭露的技術特征中得到進一步的了解。

為達上述的一個或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提供一種導光板，其包括第一入光面、出光面以及底面。底面與出光面相對。第一入光面連接底面與出光面。底面形成有多個第一條狀溝槽。第一條狀溝槽的排列方向垂直于第一入光面。第一條狀溝槽于排列方向上的寬度隨著第一條狀溝槽與第一入光面的距離的增加而增加，且第一條狀溝槽的深度隨著第一條狀溝槽與第一入光面的距離的增加而增加。各第一條狀溝槽具有第一迎光面以及連接第一迎光面的第一背光面。第一迎光面位于第一入光面與第一背光面之間。各第一迎光面包括多個第一平面，且第一平面沿各第一條狀溝槽的延伸方向間隔設置。

為達上述的一個或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提供一種光源模組，其包括導光板、第一光源以及第一棱鏡片。導光板包括第一入光面、出光面以及底面。底面與出光面相對。第一入光面連接底面與出光面。底面形成有多個第一條狀溝槽。第一條狀溝槽的排列方向垂直于第一入光面。第一條狀溝槽于排列方向上的寬度隨著第一條狀溝槽與第一入光面的距離的增加而增加，且第一條狀溝槽的深度隨著第一條狀溝槽與第一入光面的距離的增加而增加。各第一條狀溝槽具有第一迎光面以及連接第一迎光面的第一背光面。第一迎光面位于第一入光面與第一背光面之間。各第一迎光面包括多個第一平面，且第一平面沿各第一條狀溝槽的延伸方向間隔設置。第一光源位于第一入光面旁。第一棱鏡片位于出光面的上方且具有多個第一棱鏡柱，其中第一棱鏡柱沿排列方向排列。

基于上述，本發(fā)明的實施例至少具有以下其中一個優(yōu)點或功效。通過控制第一迎光面的傾斜程度，可控制光束自導光板射出的方向，因此，本發(fā)明上述實施例的導光板能夠有效地控制光束的指向性。此外，通過第一迎光面將光束導向有利于第一棱鏡片正向出光的角度范圍，可降低光束因來回傳遞于導光板與第一棱鏡片之間而造成的能量損耗，因此，本發(fā)明上述實施例的光源模組可具有良好的光利用率以及輝度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1A是依照本發(fā)明的第一實施例的一種導光板的示意圖。

圖1B及圖1C分別是圖1A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。

圖2A是依照本發(fā)明的第二實施例的一種導光板的示意圖。

圖2B及圖2C分別是圖2A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。

圖2D是圖2A中導光板的俯視示意圖。

圖3是依照本發(fā)明的第三實施例的一種導光板的俯視示意圖。

圖4A是依照本發(fā)明的第四實施例的一種導光板的示意圖。

圖4B及圖4C分別是圖4A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。

圖4D是圖4A中導光板的俯視示意圖。

圖5A是依照本發(fā)明的第五實施例的一種導光板的示意圖。

圖5B及圖5C分別是圖5A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。

圖5D是圖5A中導光板的俯視示意圖。

圖6是依照本發(fā)明的第一實施例的一種光源模組的剖面示意圖。

圖7是依照本發(fā)明的第二實施例的一種光源模組的剖面示意圖。

圖8A是依照本發(fā)明的第六實施例的一種導光板的示意圖。

圖8B及圖8C分別是圖8A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。

圖9是圖8A中導光板的第二側S2的另一種側視示意圖。

圖10是依照本發(fā)明的第七實施例的一種導光板的示意圖。

具體實施方式

有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考附圖的一優(yōu)選實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。

圖1A是依照本發(fā)明的第一實施例的一種導光板的示意圖。圖1B及圖 1C分別是圖1A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。請參照圖1A至圖1C，導光板100包括第一入光面SI1、出光面SE以及底面SB。底面SB與出光面SE相對，且第一入光面SI1連接底面SB與出光面SE。導光板100適于應用于一側邊入光式的光源模組，其中光源模組的光源(未示出)可配置于第一入光面SI1旁，且光源所發(fā)出的光束自第一入光面SI1進入導光板100。

底面SB形成有多個第一條狀溝槽T1。圖1A示意性地示出四個第一條狀溝槽T1(包括第一條狀溝槽T11、T12、T13、T14)，但第一條狀溝槽T1的數(shù)量不限于此。第一條狀溝槽T1的排列方向D1垂直于第一入光面SI1。此外，各第一條狀溝槽T1的延伸方向D2例如平行于第一入光面SI1，亦即，第一條狀溝槽T1的排列方向D1與延伸方向D2彼此垂直，但不限于此。

各第一條狀溝槽T1具有第一迎光面SR1以及連接第一迎光面SR1的第一背光面SS1，其中第一迎光面SR1位于第一入光面SI1與第一背光面SS1之間。如圖1C所示，第一迎光面SR1以及第一背光面SS1可相對底面SB傾斜。進一步而言，第一迎光面SR1與底面SB所夾的內角θ1以及第一背光面SS1與底面SB所夾的內角θ2可分別大于90度且小于180度。

通過控制第一迎光面SR1的傾斜程度，可控制光束的出光方向，進而使導光板100能夠有效地控制光束的指向性。依據(jù)不同的設計需求(如光源模組所采用的棱鏡片的種類)，第一迎光面SR1與底面SB所夾的內角θ1可落在160度至178度的范圍內，且優(yōu)選落在160度至163度的范圍內或176度至178度的范圍內。第一背光面SS1與底面SB所夾的內角θ2可小于第一迎光面SR1與底面SB所夾的內角θ1。舉例而言，第一背光面SS1與底面SB所夾的內角θ2可落在135度至150度的范圍內。

各第一迎光面SR1包括多個第一平面P1。在本發(fā)明中，平面是指曲率趨近無限大的表面，然而并不排除因制程條件或制程參數(shù)而造成平面稍微彎曲的可能性。第一平面P1沿各第一條狀溝槽T1的延伸方向D2間隔設置。進一步而言，各第一迎光面SR1并非由單一平面構成，而是由不連續(xù)的第一平面P1結合多個不連續(xù)的曲面、多個不連續(xù)的曲折面或其組合所構成。

如圖1A所示，本實施例的導光板100可進一步包括多個第一柱狀結構 CS1。圖1A示意性地示出三個第一柱狀結構CS1(包括第一柱狀結構CS11、CS12、CS13)，但第一柱狀結構CS1的數(shù)量不限于此。第一柱狀結構CS1凸出于底面SB，且各第一條狀溝槽T1與第一柱狀結構CS1具有多個交錯處X(圖1A示意性標示出一個交錯處X)。各第一條狀溝槽T1的第一平面P1與第一柱狀結構CS1沿各第一條狀溝槽T1的延伸方向D2交替設置，且各第一條狀溝槽T1對應交錯處X具有多個第一曲面C1，其中各第一迎光面SR1的第一平面P1與第一曲面C1在延伸方向D2上交替設置，使得在延伸方向D2上相鄰的第一平面P1彼此不相連。

在本實施例中，如圖1A及圖1B所示，各第一柱狀結構CS1在平行于第一入光面SI1的參考平面RF上的截面形狀為圓弧形，且第一迎光面SR1由交替設置的第一平面P1與第一曲面C1所構成，但本發(fā)明不限于此。在另一實施例中，各第一柱狀結構CS1在平行于第一入光面SI1的參考平面RF上的截面形狀也可為梯型或三角形，且各第一迎光面SR1可由交替設置的第一平面P1與曲折面所構成。所述曲折面可由多個平面構成，且曲折面的平面沿延伸方向D2兩兩相連，其中位于最外側的兩平面分別與相鄰的第一平面P1連接且相對第一平面P1傾斜。

通過第一柱狀結構CS1提供朝出光面SE彎曲或曲折的表面，可收斂光束在延伸方向D2上的發(fā)散程度，而達到集中增亮的效果，從而有助于使應用導光板100的光源模組省略至少一片光學膜片(如用以收斂延伸方向D2上的光束的棱鏡片)。再者，第一柱狀結構CS1凸出于底面SB的設計可改善導光板100與位于其下方的光學膜片(如反射片)的吸附問題，且可使底面SB與反射片之間保持適當?shù)木嚯x。如此一來，不慎進入底面SB與反射片之間的異物的活動空間可得以提升，從而可降低大尺寸的異物因擠壓底面SB而造成底面SB刮傷或磨擦的機率，而有助于降低亮點的生成，使導光板100具有良好的光學品味。

考慮到導光板100所應用的側入式光源模組的出光均勻度，本實施例可通過調變第一迎光面SR1的面積，例如使第一迎光面SR1的面積隨著第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加，以提升導光板100中遠離第一入光面SI1處的出光比例。如圖1C所示，所述調變第一迎光面SR1的面積的方法例如是使第一條狀溝槽T1于排列方向D1上的寬度W隨著第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加，且使第一條狀溝槽T1的深度DT1隨著第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加。

如圖1C所示，在排列方向D1上，第一條狀溝槽T11的寬度W小于第一條狀溝槽T12的寬度W，第一條狀溝槽T12的寬度W小于第一條狀溝槽T13的寬度W，且第一條狀溝槽T13的寬度W小于第一條狀溝槽T14的寬度W。同理，第一條狀溝槽T11的深度DT1小于第一條狀溝槽T12的深度DT1，第一條狀溝槽T12的深度DT1小于第一條狀溝槽T13的深度DT1，且第一條狀溝槽T13的深度DT1小于第一條狀溝槽T14的深度DT1(圖1B以虛線標示出各第一條狀溝槽T11、T12、T13、T14的第一迎光面SR1與第一背光面SS1的交界)。在本實施例中，第一條狀溝槽T1是等間距I設置，但不限于此。

圖2A是依照本發(fā)明的第二實施例的一種導光板的示意圖。圖2B及圖2C分別是圖2A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。圖2D是圖2A中導光板的俯視示意圖。請參照圖2A至圖2D，導光板200類似于圖1A至圖1C的導光板100，且類似或相同的元件以相同的標號表示，于此不再贅述各元件間的相對配置關系或其功效。

導光板200與導光板100的主要差異在于，導光板200省略圖1A的第一柱狀結構CS1，且導光板200包括多個微結構MS。微結構MS位于第一條狀溝槽T1中且連接對應的第一迎光面SR1以及對應的第一背光面SS1，其中各第一條狀溝槽T1的第一平面P1與微結構MS沿各第一條狀溝槽T1的延伸方向D2交替設置，使得在延伸方向D2上相鄰的第一平面P1彼此不相連。

在本實施例中，如圖2B所示，各微結構MS在平行于第一入光面SI1的參考平面RF上的截面形狀為圓弧形。通過微結構MS提供朝出光面SE彎曲或曲折的表面(第一曲面C1)，可收斂光束在延伸方向D2上的發(fā)散程度，而達到集中增亮的效果，從而有助于使應用導光板200的光源模組省略至少一片光學膜片(如用以收斂延伸方向D2上的光束的棱鏡片)。

依據(jù)不同的設計需求，可通過調變微結構MS的曲率、形狀、排列方式、或微結構MS與第一平面P1的面積比例，來改變導光板100的光學品味。如圖2B所示，位于不同的第一條狀溝槽T1中的微結構MS的曲率可相同。此外，各微結構MS的最大厚度HMAX可等于對應的第一條狀溝槽T1的最大深度DMAX。另外，如圖2D所示，微結構MS在排列方向D1上可彼此對齊。再者，微結構MS在排列方向D1以及延伸方向D2上的寬度W1、W2可隨著對應的第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加。然而，本發(fā)明不限于上述。

以下以圖3至圖5D說明導光板可實施的其他型態(tài)。圖3是依照本發(fā)明的第三實施例的一種導光板的俯視示意圖。圖4A是依照本發(fā)明的第四實施例的一種導光板的示意圖。圖4B及圖4C分別是圖4A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。圖4D是圖4A中導光板的俯視示意圖。圖5A是依照本發(fā)明的第五實施例的一種導光板的示意圖。圖5B及圖5C分別是圖5A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。圖5D是圖5A中導光板的俯視示意圖。

如圖3所示，導光板300的微結構MS可任意地排列，而不一定要在排列方向D1上彼此對齊。另外，如圖4A至圖4D所示，微結構MS的曲率可隨著所在的第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加。進一步而言，微結構MS在排列方向D1上的寬度W1隨著對應的第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而增加，且微結構MS在延伸方向D2上的寬度W2隨著對應的第一條狀溝槽T1與第一入光面SI1的距離DD1的增加而減少。

又如圖5A至圖5D所示，至少一個第一條狀溝槽T1(如第一條狀溝槽T14)中的微結構MS可以連接設置。在此一架構下，第一條狀溝槽T14中的微結構MS的第一曲面C1彼此連接且可形成一連續(xù)的起伏表面。

圖6是依照本發(fā)明的第一實施例的一種光源模組的剖面示意圖。請參照圖6，光源模組10例如是一側邊入光式光源模組。光源模組10包括導光板11、第一光源12以及第一棱鏡片13。導光板11可以選自前述的導光板100、200、300、400、500的其中一者，于此便不在贅述導光板11的結構。第一光源12位于第一入光面SI1旁，且適于朝第一入光面SI1射出光束L。第一棱鏡片13位于出光面SE的上方且具有多個第一棱鏡柱13A，其中第一棱鏡柱13A沿排列方向D1排列，其適于收斂光束L在排列方向D1的發(fā) 散程度，而達到集中增亮的效果。

通過第一迎光面SR1將光束L導向有利于第一棱鏡片13正向出光的角度范圍，可降低光束L因來回傳遞于導光板11與第一棱鏡片13之間而造成的能量損耗，從而使光源模組10具有良好的光利用率以及輝度。

依據(jù)不同的需求，光源模組10可進一步包括其他光學膜片，如第一擴散片14、第二棱鏡片15以及第二擴散片16。第一擴散片14、第二棱鏡片15、第一棱鏡片13以及第二擴散片16例如是依序堆疊在出光面SE的上方。第二棱鏡片15具有多個第二棱鏡柱15A(圖6僅示出一個第二棱鏡柱15A)，第二棱鏡柱15A的形狀可參照第一棱鏡柱13A的形狀。第二棱鏡柱15A沿延伸方向D2排列，其適于收斂光束L在延伸方向D2的發(fā)散程度，而達到集中增亮的效果。在另一實施例中，導光板11可選擇性地包括多個第二柱狀結構CS2(因視角關系僅示出一個)，如柱狀透鏡(lenticular lens)結構。第二柱狀結構CS2凸出于出光面SE，且第二柱狀結構CS2的延伸方向垂直于第一入光面SI1。如此，可收斂光束L在延伸方向D2的發(fā)散程度。在此架構下，可選擇性地省略上述的第二棱鏡片15。

圖7是依照本發(fā)明的第二實施例的一種光源模組的剖面示意圖。請參照圖7，光源模組20類似于圖6的光源模組10，且類似或相同的元件以相同的標號表示，于此不再贅述各元件間的相對配置關系或其功效。光源模組20與光源模組10的主要差異在于，光源模組10的第一棱鏡片13為正棱鏡片，而光源模組20的第一棱鏡片13’為逆棱鏡片。具體地，在正棱鏡片的設計下，第一棱鏡柱13A背向導光板11，而在逆棱鏡片的設計下，第一棱鏡柱13A’指向導光板11。光源模組20亦可選擇性地設置上述的第二柱狀結構。另外，光源模組20可省略上述第一擴散片14以及第二棱鏡片15。

上述實施例的導光板皆以單邊入光式導光板舉例說明，但本發(fā)明不限于此。以下以圖8A至圖10說明導光板可實施的其他型態(tài)。圖8A是依照本發(fā)明的第六實施例的一種導光板的示意圖。圖8B及圖8C分別是圖8A中導光板的第一側S1及第二側S2的側視示意圖。圖9是圖8A中導光板的第二側S2的另一種側視示意圖。圖10是依照本發(fā)明的第七實施例的一種導光板的示意圖。

請參照圖8A至圖8C，導光板600類似于圖1A至圖1C的導光板100，且類似或相同的元件以相同的標號表示，于此不再贅述各元件間的相對配置關系或其功效。導光板600與導光板100的主要差異在于，導光板600為雙邊入光式導光板。具體地，導光板600還包括第二入光面SI2。第二入光面SI2與第一入光面SI1相對且連接底面SB與出光面SE。應用導光板600的光源模組可進一步包括第二光源(未示出)，且第二光源位于第二入光面SI2旁。

除了第一條狀溝槽T1之外，底面SB還形成有多個第二條狀溝槽T2。第二條狀溝槽T2平行于第一條狀溝槽T1。第二條狀溝槽T2于排列方向D1上的寬度W3隨著第二條狀溝槽T2與第二入光面SI2的距離DD2的增加而增加，且第二條狀溝槽T2的深度DT2隨著第二條狀溝槽T2與第二入光面SI2的距離DD2的增加而增加。

各第二條狀溝槽T2具有第二迎光面SR2以及連接第二迎光面SR2的第二背光面SS2，其中第二迎光面SR2位于第二入光面SI2與第二背光面SS2之間。如圖8C所示，第二迎光面SR2以及第二背光面SS2可分別相對底面SB傾斜，且第二迎光面SR2與底面SB所夾的內角θ3以及第二背光面SS2與底面SB所夾的內角θ4可分別大于90度且小于180度。

在本實施例中，內角θ3等于內角θ4，且內角θ1、內角θ2、內角θ3以及內角θ4彼此相等，但不限于此。如圖9所示，在導光板700中，第二迎光面SR2與底面SB所夾的內角θ3可大于第二背光面SS2與底面SB所夾的內角θ4，且內角θ3可等于內角θ1，而內角θ4可等于內角θ2。舉例而言，第一迎光面SR1與底面SB所夾的內角θ1以及第二迎光面SR2與底面SB所夾的內角θ3可分別落在160度至178度的范圍內，且優(yōu)選落160度至163度的范圍內以及176度至178度的范圍內。另一方面，第一背光面SS1與底面SB所夾的內角θ2以及第二背光面SS2與底面SB所夾的內角θ4可分別落在135度至150度的范圍內。

各第二迎光面SR2包括多個第二平面P2，且第二平面P2沿延伸方向D2間隔設置。具體地，各第二條狀溝槽T2與第一柱狀結構CS1亦具有多個交錯處X(圖8A示意性標示出一個交錯處X)。各第二條狀溝槽T2的第二平面P2與第一柱狀結構CS1沿各延伸方向D2交替設置，且各第二條狀溝槽T2對應交錯處X具有多個第二曲面C2，其中各第二迎光面SR2的第二平面P2與第二曲面C2在延伸方向D2上交替設置，使得在延伸方向D2上相鄰的第二平面P2彼此不相連。前述導光板200、300、400、500亦可同此設計改為雙邊入光式導光板，于此便不在贅述。

請參照圖10，導光板800類似于圖1A至圖1C的導光板100，且類似或相同的元件以相同的標號表示，于此不再贅述各元件間的相對配置關系或其功效。導光板800與導光板100的主要差異在于，第一入光面SI1位于導光板800的角落，且各第一條狀溝槽T1在底面SB的正投影形狀為曲折狀。在此架構下，第一柱狀結構CS1例如分別由第一入光面SI1向外延伸至導光板800與第一入光面SI1相對的側邊。

綜上所述，本發(fā)明的實施例至少具有以下其中一個優(yōu)點或功效。通過控制第一迎光面的傾斜程度，可控制光束自導光板射出的方向，因此，本發(fā)明上述實施例的導光板能夠有效地控制光束的指向性。此外，通過第一迎光面將光束導向有利于第一棱鏡片正向出光的角度范圍，可降低光束因來回傳遞于導光板與第一棱鏡片之間而造成的能量損耗，因此，本發(fā)明上述實施例的光源模組可具有良好的光利用率以及輝度。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權利要求及發(fā)明內容所作的簡單的等效變化與修改，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內。另外本發(fā)明的任一實施例或權利要求不須達成本發(fā)明所揭露的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件檢索的用途，并非用來限制本發(fā)明的權利范圍。此外，本說明書或權利要求中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名元件(element)的名稱或區(qū)別不同實施例或范圍，而并非用來限制元件數(shù)量上的上限或下限。

【符號說明】

10、20：光源模組

11、100、200、300、400、500、600、700、800：導光板

12：第一光源

13、13’：第一棱鏡片

13A、13A’：第一棱鏡柱

14：第一擴散片

15：第二棱鏡片

15A：第二棱鏡柱

16：第二擴散片

C1：第一曲面

C2：第二曲面