专利名称：可挠式光源模块的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种光源模块，且特别是涉及一种可挠式光源模块。
背景技术：
随着光电科技的进步，发光二极管光源的应用也随之愈加广泛，诸如指示灯箱、照明光板、背光模块、广告灯板等应用。无论是何种应用，皆对各类照明、显示产品造成革命性的变化，颠覆目前所认知的刻板印象。大多数的产品应用均将发光二极管光源朝向超薄化面光源技术发展。然而，就目前技术而言，其主要瓶颈在于如何将点光源转换成均勻性佳的面光源，并同时消除眩光对人眼所造的不适感。因此，导光膜片的设计便占有举足轻重的关键。就目前相关技术而言，无论是侧投式的光源模块或直下式的光源模块皆存在有部分缺失，例如不具可挠性等。另一方面，侧投式的光源模块，其导光距离有限，且在大面积的应用上有其困难性。直下式的光源模块虽可较轻易地应用在大尺寸的显示技术，但其扩散均勻化相当不易，且需要高密度的发光二极管阵列，或是一定距离的光程，才能达到均勻面光源的效果。因此，提供一个均勻性佳的可挠式光源模块实有其必要性。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可挠式光源模块，其包括一可挠式基板、一可挠式导光膜片(light-guide film)以及多个点光源。可挠式导光膜片配置于多个点光源上。 可挠式导光膜片包括多个导光部。每一导光部包括一入光面以及一出光面。入光面包括多个子入光面。在多个子入光面中，最靠近导光部的几何中心者为第一子入光面。出光面相对于(opposite to)入光面。出光面包括多个子出光面。在多个子出光面中，最靠近导光部的几何中心者为一第一子出光面。第一子出光面其切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心而递增。多个点光源配置于可挠式基板，其中多个点光源所发出的光束经由可挠式导光膜片而出射可挠式光源模块，以使可挠式光源模块提供一面光源。基于上述，在本发明的可挠式光源模块通过可挠式基板、可挠式导光膜片、多个点光源，可将点光源转换成均勻性佳的面光源，并具有可挠曲的特性。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
图1为一实施例可挠式光源模块的上视示意图；图2为沿着图1中A-A’剖面的剖面示意图；图3分别为本发明的可挠式导光膜片的出光面正视图及入光面正视图；图4为散射材料涂布在可挠式导光膜片上的一实施例示意图；图5为点光源为一表面粘着型发光二极管的示意4图68为点光源通过图案化金属导电线路及金属垫片与可挠式基板电连接的示意
图66为一实施例的点光源、金属导电线路、金属垫片三者的电性连结方式的示意
图6。为另一实施例的点光源、金属导电线路、金属垫片三者的电性连结方式的示
图7为图1中的一导光部的导光膜片结构的示意图如及图油为另一实施例的导光部的导光膜片结构的示意图。
主要元件符号说明
100 可挠式光源模块
110可挠式基板
112图案化金属导电线路
120 可挠式导光膜片
122 导光部
124已出光面
12413 入光面
130 扩散膜
132 网点
132’ 散射材料
140、140’ 点光源
142 金属垫片
？导光部的几何中心的间距 八、8 可弯曲的凹槽 X 入光面的入射区 I？入光面的反射区 (:导光部的几何中心 [圆形网点的直径 巧、 !^、!^:平均曲率半径
七丄、七2、七3、七4 ^^〔0012〕
图； 〔0013〕
〔0014〕
意图； 〔0015〕 〔0016〕 〔001 ？] 〔0018〕 〔0019〕 〔0020〕 〔0021〕 〔0022〕 〔0023〕 〔0024〕 〔0025〕 〔0026〕 〔0027〕 〔0028〕 〔0029〕 〔0030〕 〔0031〕 〔0032〕 〔0033〕 〔0034〕 〔0035〕 〔0036〕 〔0037〕
具体实施例方式
〔0038〕 在揭露的范例实施例中，可挠式光源模块例如是一直下式的可挠式面光源模块， 其包括一可挠式导光膜片。通过波浪状(⑶灯站丨皿)的导光结构，可挠式导光膜片可将 点光源转换成均勻性佳的面光源。同时，导光膜片的波浪状结构可使直下式光源模块具有 可挠性。
〔0039〕 在揭露的范例实施例中，可挠式导光膜片例如包括多个六边形的导光部。该多个 导光部以周期性方式排列，一体成型，并具有连续性的结构分布，形成蜂巢形结构的可挠式 导光膜片。应注意的是，导光部几何形状及可挠式导光膜片的结构仅用以例示说明，本发明 并不限于此。导光部几何形状例如也可以是三角形、四方形、五角形等多边形。此时，可挠式导光膜片也具有连续性的结构分布，以达成可挠曲的延展特性，并不局限于蜂巢形的结构。另一方面，在揭露的范例实施例中，点光源例如是以发光二极管为例示，本发明并不限于此。图1为一实施例可挠式光源模块的上视示意图，图2为沿着图1中A-A’剖面的剖面示意图，而图3分别绘示可挠式导光膜片的出光面正视图及入光面正视图。请参考图1至图3，在本实施例中，可挠式光源模块100包括一可挠式基板110、一可挠式导光膜片120、一扩散膜130以及多个点光源140。可挠式导光膜片120配置于点光源140上。点光源140 配置在可挠式基板110与可挠式导光膜片之间。其中，点光源140可以内埋于可挠式基板 110内，或者固定于可挠式基板110上。扩散膜130配置于可挠式导光膜片130上。其中， 点光源140所发出的光束经由可挠式导光膜片120而出射可挠式光源模块100，以使可挠式光源模块100提供一均勻性佳的面光源。详细而言，在本实施例中，可挠式导光膜片120包括多个导光部122。每一导光部 122的几何形状为六边形，并具有一出光面12 及一入光面124b。该多个导光部以一体成型的方式周期性地连接而呈现六边形蜂巢式排列，使可挠式光源模块100达到面光源的功效。每一导光部122的几何中心的间距为P，且实质上大小相等，其中P介于5毫米至40毫米之间。在此，本实施例所谓的「波浪状」设计至少是指于可挠式导光膜片120的出光面及入光面分别设计具有可弯曲的A区与B区凹槽，如图3所示。该多个凹槽不但具有反射光线的弧面要求，同时具有可挠曲的延展特性。因此，可挠式导光膜片120的波浪状导光结构，由上下两个弧形的出光面12 及入光面124b交错而形成。出光面12 为一粗糙表面，以使点光源140所发出的光束可均勻散射，其粗糙表面的表面雾度(Haze)介于10%至90%之间，穿透率(transmittance)介于60%至99%之间。入光面124b包括入射区T及反射区R。点光源140所发出的光束经由入射区T入射至每一导光部122。之后，该多个光束经由反射区R朝向出光面12 的方向传递。在本实施例中，反射区R的反射率(reflectance)介于90%至99. 99%之间。换句话说，入光面124b具有反射特性，反射点光源140入射至导光部122的光束，使其朝正方向出光。另一方面，在本实施例中，点光源140例如是以阵列方式排列的发光二极管点光源。该发光二极管阵列的排列方式例如对应每一导光部的几何中心，一对一配置，以使点光源140所发出的光束可经由入光面124b的入射区T入射至对应的导光部122。另外，为了避免发光二极管点光源上方出光过强的问题，本实施例的扩散膜130 包括多个圆形的网点散射膜片。网点132—对一地配置于对应的点光源上方，以解决点光源140中心出光过强的问题。在本实施例中，该多个圆形的网点的半径例如是介于1毫米至10毫米之间，其表面雾度介于30%至80%之间。换句话说，图1及图2所示的L，为圆形的网点132的直径，其范围例如是介于2毫米至20毫米之间。因此，在本实施例中，可挠式导光膜片120的外部配置有直径L的圆形网点散射膜片，其位置对应于点光源140上方， 其周期对应于点光源140及导光部122的排列周期。在本实施例中，可挠式光源模块100包括扩散膜130，但本发明并不限于此。图4 即绘示散射材料132’涂布在可挠式导光膜片120上的一实施例。通过涂布与贴附方式将散射材料132’覆盖于出光面12 的局部区域，同样可解决点光源140中心出光过强的问题，如图4所示。在本实施例中，点光源140并未嵌入可挠式导光膜片120中，但本发明并不限于此。图5即绘示点光源140’为一表面粘着型发光二极管(SMD LED)，其嵌入可挠式导光膜片120中。在本实施例中，表面粘着型发光二极管的封装体例如是被焊接在可挠式基板110 上，而可挠式导光膜片120则挖出凹槽，以容置SMD LED封装体，使其可被嵌入可挠式导光膜片120中，如图5所示。另一方面，在本实施例中，导光部122及扩散膜130的材质例如包括硅胶(Silicon)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺 (Polyimide, PI)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚间苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)或聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane， PDMS)至少其中之一。另外，图6a绘示本实施例的点光源通过图案化金属导电线路及金属垫片与可挠式基板电连接。图6b绘示本发明一实施例的点光源、金属导电线路、金属垫片三者的电性连结方式，其包括打线焊接及芯片粘贴。图6c绘示本发明另一实施例的点光源、金属导电线路、金属垫片三者的电性连结方式，其包括覆晶封装。在本实施例中，可挠式基板110包括一图案化金属导电线路112及多个金属垫片142，如图6A所绘示。在图6a中，本实施例的点光源140通过图案化金属导电线路112及金属垫片142与可挠式基板110电连接。在此，点光源140与金属导电线路112及金属垫片142的电性相互连结方式可以为胶材固晶、 打线焊接(Wire Bonding)、芯片粘贴(Die Bond)、共晶粘贴(Eutectic Die Bonding)或覆晶封装(Flip Chip Bond)、内埋式封装(Chip in substrate package)结合于金属垫片142 上。图6b即绘示内埋式封装技术，其中点光源、金属导电线路、金属垫片三者的电性连结方式包括打线焊接及芯片粘贴，而图6c所绘示者包括覆晶封装的连结方式。本实施的可挠式基板110的材质例如包括铜、铝、金或三者任意组合的合金。另外，在其他实施例中，可挠式基板的材质可还包括例如聚酰亚胺(Polyimide，PI)等塑胶材质。在所揭露的范例实施例中，可挠式导光膜片是以一个导光部为单位元(unit cell)，以连续的周期性结构分布一体成型。而可挠式导光膜片的出光面与入光面例如是由两个以上的弧面所接合而成的非球面设计，本发明并不限于此。详细而言，图7绘示图1中的一导光部的导光膜片结构。请参考图7，在本实施例中，导光部122包括入光面124b以及出光面12如。入光面124b包括多个子入光面，出光面 12 包括多个子出光面。进一步而言，本实施例的入光面124b包括一第一子入光面及一第二子入光面。在此，第一子入光面例如是入光面124b在线段t3范围内的入光面，第二子入光面例如是入光面124b在线段t4范围内的入光面。也就是说，在子入光面中，最靠近导光部的几何中心C 者为第一子入光面。在本实施例中，第一子入光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而递减。第二子入光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而递减。其中，第一子入光面的平均曲率半径巧大于第二子入光面的平均曲率半径r4。另外，若为使对应的点光源140与导光部122形成良好的光耦合界面，第一子入光面接近导光部的几何中心C的切线斜率可设计为零，且将平均曲率半径1~3趋近于无限大， 此时第一子入光面与点光源140光耦合的界面为一平面，可提升光束与导光部光耦合的比
7例。需特别说明的是，若由导光部122的上视图来看，以导光部的几何中心C为圆心、 线段、为半径可划出一圆形范围，在此圆形范围内的入光面属于导光部122的第一子入光面。类似地，以导光部的几何中心C为圆心、线段t3+t4、t3为半径可划出一环形范围，在此环形范围内的入光面属于导光部122的第二子入光面。另一方面，本实施例的出光面12 相对于(opposite to)入光面而配置。在此， 第一子出光面例如是出光面12 在线段、范围内的出光面，第二子出光面例如是出光面 12 在线段t2范围内的出光面。也就是说，在子出光面中，最靠近导光部的几何中心C者为第一子出光面。在本实施例中，第一子出光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而递增。第二子出光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而递增。 其中，第一子出光面的平均曲率半径A小于第二子出光面的平均曲率半径r2。需特别说明的是，若由导光部122的上视图来看，以导光部的几何中心C为圆心、 线段、为半径可划出一圆形范围，在此圆形范围内的出光面属于导光部122的第一子出光面。类似地，以导光部的几何中心C为圆心、线段、+t2、、为半径可划出一环形范围，在此环形范围内的出光面属于导光部122的第二子出光面。所以，在本实施例中，出光面12 由两个以上的弧面所接合而成的非球面设计。 以两个弧面接合而成的设计为例，在线段、、t2内，设计第一、第二子出光面的曲率变化。类似地，入光面124b由两个以上的弧面所接合而成的非球面设计。以两个弧面接合而成的设计为例，在线gt3、t4内，设计第一、第二子入光面的曲率变化。因此，当点光源140所提供的光束进入导光结构中，通过第一、第二子出光面的曲率变化，使部分正面出光的光线反射回导光膜片中，到达第一、第二子入光面的反射区时，反射光线朝正面出光，而出光面的粗糙化设计，使光线散射达到均勻化的效果。图及图8b绘示另一实施例的导光部的导光膜片结构。请参考图8a及图8b，在本实施例中，第一子入光面例如是入光面124b在线段t3范围内的入光面，第二子入光面例如是入光面124b在线段t4范围内的入光面。在本实施例中，第一子入光面的切线斜率为零，且平均曲率半径1~3趋近于无限大。亦即，本实施例的第一子入光面为一平面，以提升光源与导光部光耦合的比例。第二子入光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心 C而递减。其中，第一子入光面的平均曲率半径1~3大于第二子入光面的平均曲率半径r4。若由导光部122的上视图来看，以导光部的几何中心C为圆心、线段t3为半径可划出一圆形范围，在此圆形范围内的入光面属于导光部122的第一子入光面。类似地，以导光部的几何中心C为圆心、线段t3+t4、t3*半径可划出一环形范围，在此环形范围内的入光面属于导光部122的第二子入光面。另一方面，本实施例的出光面12 相对于入光面124b而配置。在此，第一子出光面例如是出光面12 在线段、范围内的出光面，第二子出光面例如是出光面12 在线段 t2范围内的出光面。也就是说，在子出光面中，最靠近导光部的几何中心C者为第一子出光面。在本实施例中，第一子出光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而递增。第二子出光面的切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心C而先递减后递增。其中，第一子出光面的平均曲率半径小于第二子出光面的平均曲率半径r2。若由导光部122的上视图来看，以导光部的几何中心C为圆心、线段、为半径可划出一圆形范围，在此圆形范围内的出光面属于导光部122的第一子出光面。类似地，以导光部的几何中心C为圆心、线段、+、、、为半径可划出一环形范围，在此环形范围内的出光面属于导光部122的第二子出光面。在本实施例中，出光面及入光面的线段及平均曲率半径可依实际需求在特定的范围内进行调整。例如，线段ti = 0. 5 8毫米、t2 = 5 22毫米、巧=1 5毫米、r2 = 10 30毫米；t3 = 0. 5 8毫米、t4 = 7 22毫米、r3趋近于无限大、r4 = 20 200毫米。应注意的是，在所揭露的实施例中，各参数所例示的数值范围，诸如表面雾度、穿透率、反射率、光泽度、几何中心的间距P、圆形网点的直径L、线段长度及平均曲率半径的大小，均包括上述各数值范围的两端点值。综上所述，在所揭露的实施例中，可挠式光源模块通过波浪状的导光膜片，可将点光源转换成均勻性佳的面光源。同时，导光膜片的波浪状结构可使光源模块具有可挠性。虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种可挠式光源模块，包括可挠式基板；可挠式导光膜片，配置于多个点光源上，该可挠式导光膜片包括多个导光部，每一导光部包括入光面，包括多个子入光面，在该些子入光面中，最靠近该导光部的几何中心为第一子入光面；以及出光面，相对于该入光面，该出光面包括多个子出光面，在该些子出光面中，最靠近该导光部的几何中心者为第一子出光面，其切线斜率的绝对值随着接近该几何中心而递增； 以及该些点光源，配置于该可挠式基板，其中该些点光源所发出的光束经由该可挠式导光膜片而出射该可挠式光源模块。
2.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该出光面包括该第一子出光面及第二子出光面，该第一子出光面的平均曲率半径小于该第二子出光面的平均曲率半径。
3.如权利要求2所述的可挠式光源模块，其中该第二子出光面的切线斜率的绝对值随着接近该几何中心而递增。
4.如权利要求2所述的可挠式光源模块，其中该第二子出光面的切线斜率的绝对值随着接近该几何中心而先递减后递增。
5.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该出光面为一粗糙表面。
6.如权利要求5所述的可挠式光源模块，其中该粗糙表面的表面雾度(Haze)介于 10%至90%之间，穿透率(transmittance)介于60%至99%之间。
7.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该第一子入光面的切线斜率的绝对值随着接近该几何中心而递减。
8.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该入光面包括该第一子入光面及第二子入光面，该第一子入光面的平均曲率半径大于该第二子入光面的平均曲率半径。
9.如权利要求8所述的可挠式光源模块，其中该第二子入光面的切线斜率的绝对值随着接近该几何中心而递减。
10.如权利要求8所述的可挠式光源模块，其中该第一子入光面为一平面。
11.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该入光面包括入射区，该些点光源所发出的光束经由该些入射区入射至该些导光部。
12.如权利要求11所述的可挠式光源模块，其中该入光面还包括反射区，该些点光源入射至该些导光部的光束经由该些反射区朝向该些出光面的方向传递。
13.如权利要求12所述的可挠式光源模块，其中该反射区的反射率(reflectance)介于90%至99. 99%之间。
14.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些导光部的几何形状为多边形，该可挠式导光膜片由该些导光部一体成型连接而成。
15.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些导光部的几何形状为六边形，该可挠式导光膜片由该些导光部一体成型连接而成的蜂巢形结构。
16.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些导光部为周期性排列，其几何中心的间距为P，其中P实质上大小相等，且P介于5毫米至40毫米之间。
17.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些导光部的材质包括硅胶(Silicon)、聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺 (Polyimide, PI)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚间苯二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)或聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane， PDMS)至少其中之一。
18.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些点光源对应该些导光部的几何中心一对一配置。
19.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该些点光源为发光二极管光源。
20.如权利要求1所述的可挠式光源模块，还包括扩散膜，配置于该可挠式导光膜片上。
21.如权利要求20所述的可挠式光源模块，其中该扩散膜包括多个网点，该些网点一对一地配置于该些点光源上方。
22.如权利要求20所述的可挠式光源模块，其中该些网点为圆形，其半径介于1毫米至 10毫米之间。
23.如权利要求20所述的可挠式光源模块，其中该些网点的表面雾度介于30%至80% 之间。
24.如权利要求20所述的可挠式光源模块，其中该扩散膜的材质包括硅胶、PP、PMMA、 PI、PET、PEN或PDMS至少其中之一。
25.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该可挠式基板的材质包括铜、铝、金或其三者任意组合的合金。
26.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该可挠式基板的材质包括聚酰亚胺 (Polyimide, PI)。
27.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该可挠式基板包括图案化金属导电线路及多个金属垫片，该些点光源通过该图案化金属导电线路及该些金属垫片与该可挠式基板电连接。
28.如权利要求1所述的可挠式光源模块，其中该可挠式导光膜片的外形呈波浪状，该波浪状的可挠式导光膜片包括多个可弯曲的凹槽。
29.如权利要求1所述的可挠式光源模块，还包括散射材料，其涂布于该可挠式导光膜片上。
全文摘要
本发明公开一种可挠式光源模块，其包括一可挠式基板、一可挠式导光膜片以及多个点光源。可挠式导光膜片配置于点光源上。可挠式导光膜片包括多个导光部。每一导光部包括入光面以及出光面。入光面包括多个子入光面。出光面包括多个子出光面，最靠近导光部的几何中心者为第一子出光面，其切线斜率的绝对值随着接近导光部的几何中心而递增。通过可挠式导光膜片，可挠式光源模块可提供均匀的面光源。
文档编号F21Y101/02GK102537712SQ20111005082
公开日2012年7月4日 申请日期2011年3月3日 优先权日2010年12月7日
发明者戴在霖, 许诏开, 黄承扬 申请人:财团法人工业技术研究院