CN102221156A - 光源模块 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种光源模块，该光源模块包括一导光板及一光源装置。导光板具有一出光面、与出光面相对的一光反射面，以及连接于出光面与光反射面之间的至少一入光面。导光板具有多个光反射结构在光反射面上。每一光反射结构包括一封闭的光作用区以及位于光作用区内的多个凸起，其中光作用区与光反射面不共面，而这些凸起朝向导光板外延伸。光源装置对应于入光面设置。光源装置提供一光线由入光面进入导光板，并且被光反射面上的其中一个凸起改变方向后，再由出光面射出导光板。通过本发明实施例，可提供较佳的出光效益。

Description

光源模块

本申请是申请号为“201010159431.4”、申请日为“2010年4月6日”、发明创造名称为“光源模块”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明关于一种光源模块(Light Source Module)，特别关于一种具有较佳的出光效益的光源模块。

背景技术

随着平面显示技术的蓬勃发展，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)已逐渐成为显示技术的主流，其普遍地被使用于日常生活当中，并取代了传统阴极射线管(cathode ray tube，CRT)。由于液晶显示器中的液晶面板不会自行发光，因此需要采用光源模块来提供背光源。光源模块依照发光组件的摆设位置可分为直下式光源模块与侧边入光式光源模块，其中侧边入光式光源模块能够把来自侧面的光导向正面而形成面光源的关键因素，是在于其具有导光板。

图1A为已有的一种侧边入光式光源模块的俯视图，而图1B为沿图1A的AA’线所示的光源模块的剖示图。请同时参考图1A与图1B，光源模块100包括一光源110、一导光板120、一反射片130以及一光学扩散片140。导光板120具有一上表面122、一相对于出光面122的下表面124，以及一连接上表面122与下表面124的入光面126，其中上表面122与下表面124例如都垂直于入光面126。

在光源模块100中，导光板120的入光面126旁通常设置有光源110，其中光源110可以是发光二极管或冷阴极荧光灯管。而导光板120的下表面124具有多个凸起部121，其中每一凸起部121可具有相同高度。来自光源110的光束112通过入光面126并进入导光板120后，因上述凸起部121而破坏光束112在导光板120内的全反射现象，使导光板120内的光束112得以被导引，并可均匀地由上表面122出射而离开导光板120。

一般而言，光源模块100通常会配置一反射片130于导光板120的下表面124，以使部分通过下表面124而离开的光束112得以被反射而再传递回导光板120内，藉以提升光源模块100的背光亮度。另外，为了提升光源模块100整体的光均匀度，光源模块100还可设置有一光学扩散片140于导光板120的上表面122，以提升背光均匀度。

然而，光源模块100采用如图1B所示的导光板的光反射结构(即凸起部121)，对于其整体的背光亮度增益仍有所限制，因此，如何设计一种导光板上的微结构以更进一步地提升光源模块的背光亮度实为各家厂商所努力的目标。

发明内容

本发明提供一种光源模块，具有较佳的出光效益。

本发明提出一种光源模块，该光源模块包括一导光板以及一光源装置。导光板具有一出光面、与出光面相对的一光反射面，以及连接于出光面与光反射面之间的至少一入光面，且导光板的光反射面形成有多个光反射结构。每一光反射结构包括相交或相切的两个以上的封闭的子图案，且各子图案凹陷或凸出于出光面。光源装置对应于入光面设置。光源装置提供一光线由入光面进入导光板，并且被光反射面上的其中一个光反射结构改变方向(redirect)后，再由出光面射出导光板。

在本发明的一实施例中，每一子图案为点状图案，且任两相邻的点状图案相交或相切。

在本发明的一实施例中，每一点状图案为位于光反射面上的凹洞，且每一点状图案的边缘凸出于光反射面。

在本发明的一实施例中，每一点状图案为位于光反射面上的一凸起，且每一点状图案的边缘凹陷于光反射面。

在本发明的一实施例中，组成每一光反射结构的这些点状图案沿一直线排列，且直线的延伸方向实质上垂直于光线的行进方向。

在本发明的一实施例中，每一光反射结构的这些点状图案呈阵列排列。

在本发明的一实施例中，各点状图案为圆形。

在本发明的一实施例中，每一光反射结构更包括多个内部图案，分别位于这些子图案内，每一内部图案凸出或凹陷于光反射面。

在本发明的一实施例中，各内部图案为圆形。

在本发明的一实施例中，每一光反射结构内的这些子图案的数量是沿远离光源装置的方向逐渐增加。

在本发明的一实施例中，任两相邻的光反射结构的间距是沿远离光源装置的方向逐渐变小。

在本发明的一实施例中，每一光反射结构还包括一封闭的基底图案，基底图案凹陷或凸出于光反射面，并且涵盖所述光反射结构内的这些子图案的联集区域。

在本发明的一实施例中，基底图案为矩形。

本发明实施例的有益效果在于，本发明的光源装置利用导光板上具有多个光反射结构，且每一光反射结构包括一封闭的光作用区以及位于光作用区内的多个凸起，因此当光线于导光板内传递至位于光反射面上的光反射结构时，光线会被凸起反射而经由出光面射出导光板，从而可提高出光效益。

附图说明

图1A为已有的一种侧边入光式光源模块的俯视图。

图1B为沿图1A的AA’线所示的光源模块的剖示图。

图2A为本发明一实施例的光源模块的俯视示意图。

图2B为沿图2A的BB’线所示的光源模块的剖面示意图。

图2C为沿图2A的CC’线所示的光源模块的剖面示意图。

图3A为沿图2A的BB’线所示的另一实施形态的光源模块的剖面示意图。

图3B为沿图2A的CC’线所示的另一实施形态的光源模块的剖面示意图。

图4为图2A中光反射结构的点状图案局部重叠的示意图。

图5～图7分别为光源模块中光反射结构的排列与点状图案的数量采用不同实施形态的俯视示意图。

图8A～图8E分别为图2A中光反射结构采用不同实施形态的示意图。

【主要组件符号说明】

100、200：光源模块

110：光源

112：光束

120、210：导光板

121：凸起部

122：上表面

124：下表面

126：入光面

130、230：反射片

140、240：光学扩散片

220：光源装置

212：出光面

214：光反射面

216：入光面

213：光反射结构

213a：光作用区

213b：凸起

215：点状图案

215a：凸出部

215b：边缘

217：沟槽

219：内部图案

215c：凹陷部

222：发光二极管

M1：联集区域

M2：交集区域

L1：光线

P1：延伸方向

X、Y：轴

r：半径

d：径长

d1、d2：间距

具体实施方式

图2A为本发明一实施例的光源模块的俯视示意图，图2B为沿图2A的BB’线所示的光源模块的剖面示意图，而图2C为沿图2A的CC’线所示的光源模块的剖面示意图，其中为了方便说明，图2A仅示出光源装置与导光板而省略位于导光板上下可能的光学构件。请同时参考图2A、图2B与图2C，本实施例的光源模块200包括一导光板210及一光源装置220。

导光板210具有一出光面212、与出光面212相对的一光反射面214，以及连接于出光面212与光反射面214之间的至少一入光面216，且导光板210具有多个光反射结构213在光反射面214上。每一光反射结构213包括一封闭的光作用区213a以及位于光作用区213a内的多个凸起213b，其中光作用区213a与光反射面214不共面，而这些凸起213b朝向导光板210外延伸。在本实施例中，每一光反射结构213是由多个点状图案215所构成，且两相邻的点状图案215可以是局部重叠或是相切，如图2A所示。由另一角度来说，每一光反射结构213可以是包括有相交或相切的两个以上的封闭的子图案，其中各子图案可视为上述的各点状图案215。换句话说，每一光反射结构213中的子图案可以是凹陷或凸出于出光面212，端视其形成方法而定，其中相关描述可参考后续段落中的说明。另外，本实施例所述的各点状图案215可等效视为上述各子图案，其相关描述可参考以下说明。

在图2B的实施形态中，每一点状图案215例如是位于光反射面214上的一凸起，且每一点状图案215可包括有凸出部215a以及边缘215b。详细而言，凸出部215a位于光反射面214上且朝向导光板210外延伸而凸出于光反射面214，因此，凸出部215a并未与光反射面214共面，其中所谓的共面是指共平面。由于每一点状图案215是凸起结构，因此每一点状图案215的边缘215b便会凹陷于光反射面214。此外，在每一光反射结构213中，这些局部重叠或相切的点状图案215的联集区域M1(也可参考图4所示的***区域M1)可形成光反射结构213的光作用区213a，而这些点状图案215的交集区域M2的边缘215b则可形成分离这些凸起213b的多个沟槽217，如图2C所示。

详细而言，形成上述凸出部215a结构的方式可以是先使用一激光束(未示出)打点于一钢板(未示出)上，其中每一镭射光点的位置同于图2A所示的分布，也就是说打点于钢板上的镭射光点会互相局部重叠或相切。接着，再将钢板模印于一导光基材后便可形成如图2B与图2C所示的导光板210。这里需要说明的是，由于打在钢板上的激光束是采用镭射烧蚀的方式，因此，形成于钢板上的图样便会有类似火山口的构造，如此一来，当钢板模印于导光基材后，便会形成图2B中点状图案215的边缘215b凹陷于光反射面214的结构。

然而，在其它实施形态中，导光板210的制作方式也可以是在一导光基材上直接地使用激光束进行前述的打点制程，如此一来，导光板210上所形成的点状图案215便会是位于光反射面214上的一凹陷部215c，而每一点状图案215的边缘215b则会凸出于光反射面214，如图3A与图3B所示，其中图3A为沿图2A的BB’线所示的另一实施形态的光源模块的剖面示意图，而图3B为沿图2A的CC’线所示的另一实施形态的光源模块的剖面示意图。

在图3A与图3B的实施形态中，由于是使用激光束直接地打点于导光基板的光反射面214上，因此其所形成的每一光反射结构213中的点状图案215便可视为位于光反射面214上的凹洞，且每一点状图案215的边缘可凸出于光反射面214。此外，每一光反射结构213中局部重叠或相切的点状图案215的联集区域M1可形成前述的光作用区213a，而这些局部重叠或相切的点状图案215的交集区域M2(也可参考图4所示的区域M2)的边缘215b可形成有多个凸起213b结构。

同样地，由于直接打在导光基材上的激光束是采用镭射烧蚀的方式，因此，形成于导光板210上的图样便会有类似火山口的构造，如图3A中点状图案215的边缘215b会凸出于光反射面214的结构。需要注意的是，形成本实施例光反射结构213的方式并不一定要采用镭射烧蚀的方式，也可以采用一般镭射制程、一般蚀刻制程或是其它适当的制程，如此一来，便不会形成图2B中的点状图案215的边缘215b会凹陷于光反射面214的结构，或者是形成如图3A中的点状图案215的边缘215b会凸出于光反射面214的结构。

另外，光源装置220对应于导光板210的入光面216设置，如图2A、图2B与图3A所示。光源装置220提供一光线L1由入光面216进入导光板210，并且被光反射面214上的其中一个光反射结构213(如：凸起213b)改变方向后，再由出光面212射出导光板210，如图2B与图3B所示。详细而言，由于导光板210上的每一光反射结构213是由多个点状图案215局部重叠或相切所构成，因此当光线L1于导光板210内传递至位于光反射面214上的光反射结构213时，光线L1便很容易地会被凸起213b全反射而经由出光面212射出导光板210，从而可提高出光效益。另外，部分的光线L1若穿透光反射面214而射出导光板210时，光源模块200可设置一反射片230于光反射面214上，以将光线L1传递回导光板210中，藉以提高光线的利用率。举例而言，若光源模块200采用上述的导光板210后，将可提升其整体的开口率外，也可提升其整体的出光亮度，其中在实验数据中显示出光源模块200若采用上述具有多个点状图案215重叠的导光板210结构时，其整体出光亮度相较传统如图1A所示的导光板120将可提升至少10.8％以上。

换句话说，由于光线L1会被点状图案215局部重叠或相切所构成的凸起213b改变方向并经由出光面212射出导光板210，因此，采用本实施例的导光板210将可提高光源模块200整体的出光效益。在本实施例中，光源装置220以多个阵列排列的发光二极管222作为举例说明，但不限于此。在其它实施例中，光源装置220也可以是采用冷阴极荧光灯管或是其它适当的光源。

在本实施例中，上述组成每一光反射结构213的这些点状图案215是沿一直线排列，且直线的延伸方向P1实质上垂直于光线L1的行进方向，意即延伸方向P1例如为X轴方向，如图2A所示。

另外，光反射结构213中的点状图案215局部重叠的程度将会对光源模块200所提供的出光增益有所影响。以下将以图4为举例说明，在本实施例中，若点状图案215是以圆形为举例并具有一半径r，且相邻的点状图案215所重叠的径长定义为d，其中径长定义为两相邻点状图案215半径重叠的最大长度。若任两相邻的点状图案215局部重叠是落在r/3＜d＜2r的范围内，则导光板210所能提升光源模块200整体的出光效益便可具有较佳的表现，反之若重叠量是小于r/3以下时，则导光板210所能提升的光源模块200的出光效益相对来说便会较小。

在本实施例中，除了光反射结构213中的点状图案215的重叠程度会对光源模块200的出光效益产生影响外，各光反射结构213之间沿X轴方向上的间距d1或沿Y轴方向上的间距d2也会对光源模块200的出光效益有所影响。举例而言，在图2A中，各光反射结构213之间沿Y轴方向上的间距d2例如是随着远离光源装置220的方向而渐小，这样，可使得离光源装置220较远的出光面212仍可提供足够的亮度。换句话说，导光板210若是采用如图2A所示的光反射结构213的分布时，将可使光源模块200具有较佳的整体出光效益以及较佳的出光均匀度。

在另一实施形态中，导光板210上的光反射结构213的排列方式也可以是采用如图5所示的排列。在图5中，各光反射结构213沿X轴方向上的间距d2也可以是沿Y轴方向渐小，意即远离光源装置220的方向。采用如图5的光反射结构213的排列同样也可使光源模块200具有较佳的整体出光效益以及较佳的出光均匀度。

另外，在图2与图5中，各光反射结构213的点状图案215的数量皆为相同，而其变化形态仅是改变各光反射结构之间的间距d1、d2。在又一实施形态中，光反射结构213中的点状图案215的数量也可随着远离光源模块的方向而改变，如图6与图7所示。在图6中，各光反射结构213中的点状图案215的数量是随着远离光源模块220的方向逐渐增加，且各光反射结构213沿Y轴方向上的间距d2是沿远离光源装置220的方向逐渐变小，而各光反射结构213沿X轴方向上的间距d1则是沿远离光源装置220的方向逐渐变小。图7与图6的光反射结构213的排列方式相似，二者不同之处在于，图7中的各光反射结构213沿Y轴方向上的间距d2是固定。同样地，光源模块200中的导光板210无论是采用如图6或图7的光反射结构213的排列，都可使光源模块200具有较佳的整体出光效益以及较佳的出光均匀度。

在本实施例中，位于导光板210的光反射面214上的光反射结构213除了可以采用如图2A、图5、图6以及图7所示的点状图案215的设计外，其也可采用如图8A～图8E所示的光反射结构213，其中图8A～图8E中的光反射结构213的制作方式可采用前述的镭射烧蚀的方式，或者是采用一般镭射制程或蚀刻制程。以下将分别详细说明图8A～图8E中的光反射结构213的结构。

在图8A中，每一光反射结构213还可包括多个内部图案219，其中每一内部图案219分别位于点状图案215内，且每一内部图案219的边缘可凸出或凹陷于光反射面214。需要说明的是，内部图案219是凸出或凹陷于光反射面214可取决于或使用前述形成点状图案215的方式。举例而言，若点状图案215是采用前述钢板模印的方式形成，则内部图案219也可同于方式，又或者是采用其它镭射制程或蚀刻制程。在本实施例中，前述的内部图案219的图样可以是一圆形，但不限于此。

在图8B中，每一光反射结构213还可包括一封闭的基底图案218，其中基底图案218可以凹陷或凸出于光反射面214，并且涵盖所述光反射结构213内的点状图案215的联集区域M1。同样地，基底图案218是凸出或凹陷于光反射面214可取决于或使用前述形成点状图案215的方式，在此不再赘述。在本实施例中，基底图案218的图样可以是一矩形，但不限于此。

从另一角度来说，图8B的每一光反射结构213的这些凸起213b可以由位于光作用区213a内的多个点状图案215所构成。举例而言，若图8B的光反射结构213是采用图3A所示的制作方式时，则每一点状图案215是位于光反射面214上的一凹陷部215c，且每一点状图案215的边缘215b凸出于光反射面214；反之，若图8B的光反射结构213是采用图2B所示的制作方式时，每一点状图案215则是位于光反射面214上的一凸出部215a，且每一点状图案215的边缘215b凹陷于光反射面214。此外，若在图8B中的光反射结构213中加入图8A所提及的内部图案219的设计，则可形成如图8C所示的光反射结构213。

另外，图8D的光反射结构213与图8B的光反射结构213相似，二者不同之处在于，图8D中的任两点状图案215相邻且相切。而图8E的光反射结构213则是与图8D的光反射结构213相似，图8E的点状图案215是呈现阵列排列。在光源模块200中，导光板210上的光反射结构213除了采用如图2A、图5、图6以及图7所示的点状图案215的设计而可具有前述所提及的优点外，光反射结构213若是采用图8A～图8E的结构，也可提供光源模块整体的出光效益。

在本实施例中，光源模块200也可包括有一光学扩散片240，配置于导光板210的出光面212上，这样，将可进一步地均匀化光源模块200所提供的光线。

综上所述，本发明的光源模块至少具有下列优点。首先，导光板具有多个光反射结构在光反射面上，且每一光反射结构包括一封闭的光作用区以及位于光作用区内的多个凸起，因此当光线于导光板内传递至位于光反射面上的光反射结构时，光线会被凸起反射而经由出光面射出导光板，从而可提高出光效益。由另一角度来说，由于每一光反射结构包括相交或相切的两个以上的封闭的子图案，且各子图案可凹陷或凸出于出光面，因此光线在被光反射结构改变方向而经由出光面射出导光板后，可提高导光板整体的出光效益。

另外，通过设计各光反射结构之间的间距除了可进一步地提升导光板的出光增益外，也可使得出射于导光板的光线更为均匀化。此外，适当地设计各光反射结构中的点状图案的数量变化，如：远离光源装置的方向逐渐变多，也可达到提升出光增益及均匀化出射光线的效果。

再者，光反射结构也可以是采用其它适当的图样以于光作用区内形成多个凸起，这样也可有助于出光效益的提升。另外，光源模块可设置一反射片于光反射面上，以将穿透光反射面而射出导光板的光线传递回导光板中，藉以提高光线的利用率。

以上所述内容，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (13)

1.一种光源模块，其特征在于，所述光源模块包括：

一导光板，所述导光板具有一出光面、与所述出光面相对的一光反射面，以及连接于所述出光面与所述光反射面之间的至少一入光面，且所述导光板的所述光反射面形成有多个光反射结构，每一光反射结构包括相交或相切的两个以上的封闭的子图案，且所述子图案凹陷或凸出于所述出光面；以及

一光源装置，对应于所述入光面设置，所述光源装置提供一光线由所述入光面进入所述导光板，并且被所述光反射面上的其中一个光反射结构改变方向后，再由所述出光面射出所述导光板。

2.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一子图案为点状图案，且任两相邻的点状图案相交或相切。

3.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，每一点状图案为位于所述光反射面上的凹洞，且每一点状图案的边缘凸出于所述光反射面。

4.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，每一点状图案为位于所述光反射面上的一凸起，且每一点状图案的边缘凹陷于所述光反射面。

5.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，组成每一光反射结构的所述点状图案沿一直线排列，且所述直线的延伸方向实质上垂直于所述光线的行进方向。

6.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，每一光反射结构的所述点状图案呈阵列排列。

7.根据权利要求2所述的光源模块，其特征在于，所述点状图案为圆形。

8.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一光反射结构还包括多个内部图案，分别位于所述子图案内，每一内部图案凸出或凹陷于所述光反射面。

9.根据权利要求8所述的光源模块，其特征在于，所述内部图案为圆形。

10.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一光反射结构内的所述子图案的数量是沿远离所述光源装置的方向逐渐增加。

11.根据权利要求10所述的光源模块，其特征在于，任两相邻的光反射结构的间距是沿远离所述光源装置的方向逐渐变小。

12.根据权利要求1所述的光源模块，其特征在于，每一光反射结构还包括一封闭的基底图案，所述基底图案凹陷或凸出于所述光反射面，并且涵盖所述光反射结构内的所述子图案的联集区域。

13.根据权利要求12所述的光源模块，其特征在于，所述基底图案为矩形。

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