专利名称：导光板与光源模组的制作方法
导光板与光源模组
技术领域：
本发明是有关于一种光学元件与光学模组，且特别是有关于一种导光板及光源模组。背景技术：
现有的光源模组主要可分成侧光式光源模组及直下式光源模组两种。侧光式光源模组是利用导光板将配置于导光板侧面的发光元件所发出的光导向导光板的正面，藉以形成面光源。假设导光板的表面皆为平滑表面时，由导光板的侧面射入导光板的光线会不断地被导光板的表面全反射，而无法从导光板的正面射出。因此现有的导光板在正面或背面上设置有蚀刻点或网印点，以破坏上述全反射现象。然而，以现有的蚀刻点或网印点破坏全反射以使光线从导光板的正面射出时，光线的行进方向往往会偏离导光板正面的法线方向。如此一来，导光板上便需配置一棱镜片，以将光线导正。然而，使用棱镜片不但会使成本增加，亦会增加光能量的损耗。中国台湾专利第581891号(美国对应案为美国专利第6576887号)揭露光导之底面具有撷取结构，其中撷取结构具有前导面、尾随面及高原部分。中国台湾专利公开第200846731号揭露了导光板的底面与出光面中至少一面设有复数个微结构。中国台湾专利公开第200530632号揭露了导光板的导光面向出光面的方向凹设有复数个网点。中国台湾专利公开第200615614号揭露了导光板的底面形成有不规则的粗糙面及平滑面。美国专利第7153017号揭露了光偏转器的入光面具有棱镜形成面。中国台湾专利第1222533号(美国对应案为美国专利第6967698号)揭露了液晶显示装置包括面光源装置，且面光源装置包括导光板及发光部。中国台湾专利第1282021号揭露了一种导光板微结构，重复排列于导光板的底面。中国台湾专利第1296352号揭露了具有多层环形微结构的导光板。美国专利第6454452号揭露了导光板的底面具有楔形凹槽。中国台湾专利第M321111号揭露了具有一定排列规律微结构的导光板。美国专利第6612722号揭露了具有微结构的导光板。美国专利第6834973号揭露了导光板的底面具有微反射结构。
发明内容本发明提供一种导光板，此导光板的导光方式较具效率。本发明提供一种光源模组，此光源模组具有较高的正向亮度。本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明之一实施例提出一种导光板，包括一第一表面、一第二表面、至少一入光面及复数个微结构组。第二表面相对于第一表面。入光面连接第一表面与第二表面。这些微结构组分散地配置于第二表面上，其中这些微结构组在第一表面上的任一方向上均不连续。每一微结构组包括至少一相对于第二表面凸起的凸起结构及至少一相对于第二表面凹陷的凹陷结构。凸起结构包括一第一微表面及一第二微表面。第二微表面连接第一微表面，其中第一微表面的倾斜方向与第二微表面的倾斜方向不相同。凹陷结构包括一第三微表面及一第四微表面。第四微表面连接第三微表面，其中第三微表面的倾斜方向与第四微表面的倾斜方向不相同。本发明之另一实施例提出一种光源模组，包括上述导光板及至少一发光元件，其中发光元件配置于导光板的入光面旁。综上所述，本发明之实施例的导光板与光源模组至少具有下列其中一个优点在本发明之实施例的导光板与光源 模组中，由于采用了具有凸起结构与凹陷结构的微结构组，因此在凸起结构与凹陷结构的相互搭配之下，可有效地将光导引至正向。所以，本发明之实施例的导光板的导光方式较具效率，且本发明之实施例的光源模组具有较高的正向亮度。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，并配合所附图式作详细说明如下。
图IA为本发明的一实施例的光源模组的剖面示意图。图IB为图IA的光源模组的上视示意图。图2绘示图IA的光源模组的局部放大图。图3(a)至图3(e)绘示图IA的微结构组的多种变化。图4(a)至图4(f)绘示图IA中的凸起结构与凹陷结构的多种变化。图5为本发明的另一实施例的光源模组的局部剖面图。图6(a)至图6(f)绘示图IA中的凸起结构与凹陷结构的多种变化。图7A至图15A绘示图IB中的微结构组的多种变化的上视图。图7B至图15B绘示图IB中的微结构组的多种变化的立体图。图16A与图16B用以说明图7A至图15B中的凸起结构与凹陷结构的延伸原则。图17A为本发明的又一实施例的光源模组的剖面示意图。图17B为图17A的光源模组于另一角度的侧视示意图。图17C与图17D绘示图17A中的导光板的另两种变化。图18、图18(a)至图18(c)为本发明的再一实施例的光源模组的上视示意图。图19为本发明的另一实施例的光源模组的剖面示意图。图20为图IA的光源模组与图19的光源模组的辉度比例分布比较图。图21为图IA的光源模组与现有光源模组的辉度分布比较图。图22A为本发明的又一实施例的光源模组的上视示意图。图22B为图22A的光源模组沿着1_1线的剖面及配置于光源模组上的液晶显示面板的剖面的示意图。图23为本发明的再一实施例的光源模组的剖面及配置于光源模组上的液晶显示面板的剖面的示意图。50 :液晶面板52 :主动元件阵列基板54 :液晶层56 :对向基板
100、100A、100B、100C、IOOE :导光板110 :第一表面120 :第二表面130 :入光面140、140A、140a、140E :微结构组142、142A、142a、142b、142c、142d、142E、142e、142f、142g、142h、142i :凸起结构144、144A、144a、144b、144c、144d、144E、144e、144f、144g、144h、144i :凹陷结构151b’ 平切角 151d，、151e，圆角152、152a、152a，、152b，、152c，、152d，、152E、152e，、152F、152f ’ 第一微表面152E’、152F’ 第五微表面154、154a、154a’、154b、154b’、154c、154c’、154d、154d’、154E、154e、154e’、154F、154f、154f’ 第二微表面154E’、154F’ 第六微表面156、156a、156a’、156b、156b’、156c、156c’、156d、156d’、156E、156e、156e’、156F、156f、156f’ 第三微表面156E ’、156F ’ 第七微表面158、158a、158a，、158b，、158c，、158d，、158E、158e，、158F、158f ’ 第四微表面158E’、158F’ 第八微表面160、160’、160”、170、170’、170” 条状凸起200、200A、200B、200C、200D、200E、200F :光源模组210,210a,210b :发光元件212、212，、212，，、212a、212b :光束220 :反射单元230 :控制单元C、L、L1、L1’、L1”、L2、L2’、L2”、W :宽度EL :左眼ER:右眼H :参考直线K:点P :线条r:曲率半径T :切线δ :角度Θ I、Θ I，、Θ I”、Θ 2、Θ 2，、Θ 2”、Θ 3、Θ 3，、Θ 3” 倾斜角x、y、z:轴
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。图IA为本发明的一实施例的光源模组的剖面示意图，图IB为图IA的光源模组的上视不意图。请参照图IA与图1B,本实施例的光源模组200包括一导光板100及至少一发光元件210 (图IA与图IB中是以一个发光元件为例)。导光板100包括一第一表面110、一第二表面120、至少一入光面130 (在图IA与图IB中是以一个入光面为例)及复数个微结构组140。第二表面120相对于第一表面110。入光面130连接第一表面110与第二表面120。这些微结构组140分散地配置于第二表面120上。为了便于说明光源模组200中各元件及结构的方向，在此定义出一直角座标系，包括互相垂直的X轴、y轴及Z轴，其中y-z平面例如大致上平行于入光面130，x-y平面例如大致上平行于第一表面110。
这些微结构组140在第一表面110上的任一方向上均不连续，亦即在平行于x-y平面的任一方向上,这些微结构组140均分散配置。每一微结构组140包括至少一相对于第二表面120凸起的凸起结构142 (在图IA中是以3个凸起结构142为例)及至少一相对于第二表面120凹陷的凹陷结构144 (在图IA中是以3个凹陷结构144为例)。凸起结构142包括一第一微表面152及一第二微表面154。第二微表面154连接第一微表面152,且第一微表面152的倾斜方向与第二微表面154的倾斜方向不相同。在本实施例中，第一微表面152的倾斜方向与第二微表面154的倾斜方向相反。凹陷结构144包括一第三微表面156及一第四微表面158。第四微表面158连接第三微表面156,且第三微表面156的倾斜方向与第四微表面158的倾斜方向不相同。在本实施例中，第三微表面156的倾斜方向与第四微表面158的倾斜方向相反。发光元件210配置于导光板100的入光面130旁。在本实施例中，发光元件210例如是发光二极管(light-emitting diode, LED)。然而,在其他实施例中，发光元件210亦可以是冷阴极突光灯管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)或其他适当的发光元件。此外，在另一实施例中，发光元件210亦可以具有复数个发光元件210，这些发光元件210沿着I方向排列于入光面130旁。图2绘示图IA的光源模组的局部放大图。请参照图1A、图IB及图2，在本实施例中，第一微表面152位于入光面130与第二微表面154之间，且第三微表面156位于入光面130与第四微表面158之间。此外，在本实施例中，第三微表面156连接第二微表面154，且第二微表面154与第三微表面156位于第一微表面152与第四微表面158之间。在本实施例中，第二微表面154与第三微表面156上的任一点之法线相对于第二表面120的倾斜角Θ I大于等于30度且小于等于70度。此外，在本实施例中，第一微表面152上的任一点之法线相对于第二表面120的倾斜角Θ 2大于O度且小于等于85度，且第四微表面158上的任一点之法线相对于第二表面120的倾斜角Θ 3大于O度且小于等于20度。在本实施例中，藉由上述倾斜角Θ1、倾斜角Θ 2以及倾斜角Θ 3分别或其结合的角度范围的设计，可使本实施例的光源模组200具有较佳的正向出光效率及较集中的正向出光视角(即集中于视角为O度的方向(即z方向))。若倾斜角Θ I、倾斜角Θ 2以及倾斜角Θ 3的角度在上述的角度范围之外，光源模组200的光学效果不及现有侧光式光源模组。
在本实施例中，凸起结构142为一在平行于第二表面120的方向上延伸的条状凸起(如图IB所绘示)，且凹陷结构144为一在平行于第二表面120的方向上延伸的条状凹槽(如图IB所绘示)。在本实施例中，凸起结构142与凹陷结构144在平行于第二表面120的方向上延伸成直线形，例如是凸起结构142与凹陷结构144沿着y方向延伸。在本实施例中，每一微结构组140在此微结构组140的凸起结构142与凹陷结构144的排列方向(在本实施例中例如是X方向)上的宽度L大于等于6微米且小于等于2000微米，且凸起结构142与凹陷结构144中的每一个在凸起结构142与凹陷结构144的排列方向上的宽度大于等于3微米且小于等于1000微米。举例而言，凸起结构142在凸起结构142与凹陷结构144的排列方向上的宽度LI大于等于3 微米且小于等于1000微米，且凹陷结构144在凸起结构142与凹陷结构144的排列方向上的宽度L2大于等于3微米且小于等于1000微米。宽度LI与宽度L2可彼此相等或不相等。在本实施例中，每一微结构组140中的凸起结构142与凹陷结构144的数量的总合大于等于3，且每一微结构组140的凸起结构142与凹陷结构144在第二表面120上交替排列，在本实施例中例如是在X方向上交替排列。换言之，每一微结构组140的凸起结构142的数量例如为m，且每一微结构组140的凹陷结构144的数量例如为n，在本实施例中m+n彡3,m彡I,且η彡I。然而,在其他实施例中，亦可以是m =1且n=l。图3 (a)至图
3(e)分别列出 m = I 且 η = 1、111=2且11 = 2、111 = 3且11 = 3、111= I 且 n = 2、m=2 且η = I等五种微结构组的例子。此外，在本实施例中，凸起结构142与凹陷结构144的相接处不包括平行于第二表面120的平面。换言之，凸起结构142与凹陷结构144例如是紧密相邻。在本实施例中，凸起结构142的第二微表面154与凹陷结构144的第三微表面156例如是以弯折的方式相连接，且弯折处不含平行于第二表面120的平面。然而，在其他实施例中，第二微表面154与第三微表面156亦可以是平滑地相接，例如第二微表面154与第三微表面156共平面并组合成一平面。在另一实施例中，请再参照图3 (d),亦可以是第四微表面158连接第一微表面152,且第一微表面152与第四微表面158位于第三微表面156与第二微表面154之间。此夕卜，凹陷结构144亦可以是位于入光面130与凸起结构142之间。在图3(d)的实施例中，每一微结构组140从靠近入光面130开始往远离入光面130的方向依序看过去是先出现凹陷结构144，然后再出现凸起结构142及凹陷结构144。然而，在图IA的实施例中，从靠近入光面130开始往远离入光面130的方向依序看过去是先出现凸起结构142，然后再出现凹陷结构144、凸起结构142、凹陷结构144、凸起结构142及凹陷结构144。本发明并不限定从靠近入光面130开始往远离入光面130的方向依序看过去是先出现凸起结构142或先出现凹陷结构144。请参照图IA与图1B，在本实施例的导光板100与光源模组200中，由于采用了具有凸起结构142与凹陷结构144的微结构组140，因此在凸起结构142与凹陷结构144的相互搭配之下，可有效地将来自发光元件210的光束212导引至正向(即z方向)。所以，本实施例的导光板100的导光方式较具效率，且本实施例的光源模组200具有较高的正向亮度(即z方向上的亮度)。具体而言，发光元件210所发出的光束212用于从入光面130进入导光板100。之后，当光束212 (例如光束212a)传递至第三微表面156时，第三微表面156用于将光束212a往z方向反射。另一方面，当光束212 (例如光束212b)传递至第二微表面154时,部分光束212b可能因入射角过小而穿透第二微表面154。藉由第二微表面154的折射作用,光束接着会传递至微结构组140中的下一个凸起结构142,并穿透此凸起结构142的第一微表面152，然后再被此凸起结构142的第二微表面154朝z方向上反射。如此一来，光束212a与光束212b皆朝正向(即z方向)从导光板100的第一表面110射出，因此，本实施例的导光板100上方可以不用配置棱镜片来将射出导光板100的光束212导正(即导向z方向)。此外，上述光束212a与212b受到微结构组140的光学作用的说明仅是用以举例，实际光学作用尚可有其他多种变化。大体上而言，光束212之无法被最靠近入光面130的第一个凸起结构142或凹陷结构144导向正向(即z方向)的部分,会抵达下一个凸起结构142或凹陷结构144而被导向正向。此外，若光束212尚有一部分仍无法被第二个凸起结构142或凹陷结构144导向正向时,此部分会继续传递至第三个凸起结构142或凹陷结构144而被此凸起结构142或凹陷结构144导向正向。如此一来，当光束212不断地依序被多个凸起结构142或凹陷结构144导向正向之后，大部分的光束212即皆可被导向正向，因此在本实施例的光源模组100中，第二表面120上可以不用配置反射片来反射光束212， 且仍能够达到良好的正向亮度。由于本实施例之光源模组100可以不用采用棱镜片与反射片而达到良好的正向亮度，因此光源模组100的成本较低。此外，由于光束212不会因棱镜片与反射片的作用而产生光损失，因此本实施例之光源模组100的光损失较低，进而能够达到较高的光效率。图4(a)至图4(f)绘示图IA中的凸起结构与凹陷结构的多种变化。请参照图IA及图4(a)至图4(f)，在本实施例中，沿着垂直于第二表面120的方向(例如是沿着平行于χ-ζ平面的方向)切开第一微表面152、第二微表面154、第三微表面156及第四微表面158所得到的截线各为一直线、一曲线或一由多段倾斜程度不同的直线所构成的弯折线。举例而言，图4(a)中的第一微表面152a的截线、第二微表面154a的截线、第三微表面156a的截线及第四微表面158a的截线各为一直线,且第二微表面154a的截线与第三微表面156a的截线连接成一直线。在图4(b)中，第二微表面154b的截线与第三微表面156b的截线各为一直线，且两者连接成一弯折线。在图4(c)中，第二微表面154c的截线与第三微表面156c的截线连成一弯折线，但弯折的方向与图4(b)所绘示者相反。在图4(d)中，第二微表面154d的截线与第三微表面156d的截线各为一由二段倾斜程度不同的直线所构成的弯折线，且第二微表面154d的截线与第三微表面156d的截线的相接处为平滑相接，但在其他实施例中亦可以是弯折地相接。在图4(e)中,第二微表面154e的截线与第三微表面156e的截线各为一曲线，且两者平滑地相接成一曲线。在图4(f)中，第二微表面154f的截线与第三微表面156f的截线各为一由二段倾斜程度不同的直线所构成的弯折线，但弯折的方向与图4(d)所绘示者不同。图5为本发明的另一实施例的光源模组的局部剖面图。本实施例的光源模组200A与图IA及图2的光源模组200类似，两者的差异如下所述。在图IA与图2中，任一对相邻的凸起结构142与凹陷结构144的倾斜角Θ I、Θ 2、Θ 3分别大致上相等于其他对相邻的凸起结构142与凹陷结构144的倾斜角Θ I、Θ 2、Θ 3。然而，在本实施例中，导光板100A的不同对凸起结构142与凹陷结构144的倾斜角Θ I、Θ 2与Θ 3不相同或不完全相同。举例而言，即倾斜角Θ I’不等于倾斜角Θ1”，倾斜角Θ 2’不等于倾斜角0 2”，且倾斜角Θ3’不等于倾斜角Θ3”。再者，在图IA与图2中，所有凸起结构142的宽度LI皆大致上相等，且所有凹陷结构144的宽度L2亦皆大致上相等。然而，在本实施例的导光板IOOA中，每一微结构组140A的这些凸起结构142A的宽度LI不相同或不完全相同，且每一微结构组140A的这些凹陷结构144A的宽度L2不相同或不完全相同。举例而言，宽度LI’不等于宽度LI”，且宽度L2’不等于宽度L2”。如此一来，由第一表面110射出的光束212便可在平行于x_z平面的平面上适度地展开，以符合使用需求。举例而言，光源模组200A上若放置液晶面板，可产生较广视角的液晶显示器。图6(a)至图6(f)绘示图IA中的凸起结构与凹陷结构的多种变化。请参照图IA与图6 (a)至图6 (f),第一微表面152与第二微表面154相接处及第三微表面156与第四 微表面158的相接处可各有一倒角或形成一尖角，且倒角例如为一平切角、一外凸的圆角或一内凹的圆角。举例而言，在图6(a)中，第一微表面152a’(或第三微表面156a’)与第二微表面154a’(或第四微表面158a’ )的相接处形成一尖角。在图6(b)中，第一微表面152b’(或第三微表面156b’ )与第二微表面154b’(或第四微表面158b’ )的相接处形成一平切角151b’，且平切角151b’的宽度C例如大于O微米且小于等于10微米。在图6(c)中，第一微表面152c’ (或第三微表面156c’)与第二微表面154c’ (或第四微表面158c’)的相接处形成一平切角151b’，且第一微表面152c’(或第三微表面156c’)例如为一曲面。在图6(d)中，第一微表面152d’(或第三微表面156d’)与第二微表面154d’(或第四微表面158d’ )的相接处形成一外凸的圆角151d’(或内凹的圆角151d’)，且圆角151d’的曲率半径r例如是大于O微米且小于等于100微米。在图6(e)中，第一微表面152e’(或第三微表面156e’ )与第二微表面154e’(或第四微表面158e’ )的相接处形成一内凹的圆角151e’ (或外凸的圆角151e’)，且圆角151e’的曲率半径r例如是大于O微米且小于等于100微米。在图6(f)中，第一微表面152f’(或第三微表面156f ’)与第二微表面154f’(或第四微表面158f’)的相接处形成一外凸的圆角151d’(或内凹的圆角151d’)，圆角151d’的曲率半径r例如是大于O微米且小于等于100微米，且第一微表面152f ’ (或第三微表面156f’ )例如为曲面。图7A至图15A绘示图IB中的微结构组的多种变化的上视图，且图7B至图15B绘示图IB中的微结构组的多种变化的立体图。请参照图1A、图1B、图7A至图15B，每一微结构组140的凸起结构142与凹陷结构144在平行于第二表面120的方向上可延伸成直线形、V字形、N字形、W字形、多段弯折形、弧形或波浪形，或延伸成至少一弧线与至少一直线相接的形状，或延伸成其他适当的形状。举例而言，在图7A与图7B中，凸起结构142a与凹陷结构144a在平行于第二表面120的方向(例如y方向)上延伸成直线，此外，微结构组140a的最大宽度W例如是大于I微米且小于2000微米。在图8A与图8B中，凸起结构142b与凹陷结构144b在平行于第二表面120的方向上延伸成V字形，且V字形的尖端例如是朝向远离入光面130的方向(即X方向)。在图9A与图9B中，凸起结构142c与凹陷结构144c在平行于第二表面120的方向上延伸成V字形，且V字形的尖端例如是朝向入光面130 (即朝向-X方向)。在图IOA与图IOB中，凸起结构142d与凹陷结构144d在平行于第二表面120的方向上延伸成N字形,在另一实施例中,亦可延伸成W字形、之字形(zigzag)、多个V字形相接的形状、多个N字形相接的形状，或多个V字形与N字形相接的形状。在图IlA与图IlB中，凸起结构142e与凹陷结构144e在平行于第二表面120的方向上延伸成弧形，且弧口朝向入光面130。在图12A与图12B中，凸起结构142f与凹陷结构144f在平行于第二表面120的方向上延伸成弧形，且弧口朝向远离入光面130的方向。在图13A与图13B中，凸起结构142g与凹陷结构144g在平行于第二表面120的方向上延伸成波浪形。在图14A与图14B中，凸起结构142h与凹陷结构144h在平行于第二表面120的方向上延伸成一弧线与二直线相接的形状，其中此弧线连接此二直线。在图15A与图15B中，凸起结构142i与凹陷结构144i在平行于第二表面120的方向上延伸成一直线与二弧线相接的形状，其中此直线连接此二弧线。图16A与图16B用以说明图7A至图15B中的凸起结构与凹陷结构的延伸原则。请参照图16A与图16B，其中线条P代表凸起结构与凹陷结构的延伸方向，H为平行于X方向的参考直线，切线T为线条P上的一点K的切线。在本实施例中，通过线条P上的任一点K的切线T与参考直线H所夹的角度δ大于等于O度且小于等于180度。在其他实施例中，亦可以此原则延伸出其他形状之凸起结构与凹陷结构。
图17Α为本发明的又一实施例的光源模组的剖面示意图，图17Β为图17Α的光源模组于另一角度的侧视示意图。请参照图17Α与图17Β，本实施例的光源模组200Β与图IA的光源模组200类似,两者的差异在于本实施例的光源模组200Β的导光板100Β还包括复数个条状凸起160，配置于第一表面110上，其中每一条状凸起160沿着大致上垂直于入光面130的方向延伸，且这些条状凸起160沿着大致上平行于入光面130的方向排列。在本实施例中，条状凸起160呈棱镜柱状，例如呈三角柱状。然而，在其他实施例中，条状凸起160’亦可呈半圆柱状(如图17C所绘示)，或者条状凸起160”亦可呈非球面柱状透镜状(如图17D)所绘示。条状凸起160、160’、160”可使光束212在平行于y-z平面的平面上收敛，以使光源模组200B具有较高的正向亮度。图18为本发明的再一实施例的光源模组的上视示意图。请参照图18，本实施例的光源模组200C与图IB的光源模组200类似，两者的差异在于在本实施例的光源模组200C中，导光板100C还包括复数个条状凸起170，配置于入光面130上，其中每一条状凸起170沿着大致上垂直于第一表面110的方向(即z方向)延伸，且这些条状凸起170沿着大致上平行于第一表面110的方向(如y方向)排列。在本实施例中，条状凸起170呈棱镜柱状，例如呈三角柱状(如图18(a)所绘示)。然而，在其他实施例中，条状凸起170’亦可呈半圆柱状(如图18(b)所绘示)，或者条状凸起170”亦可呈非球面柱状透镜状(如图18(c)所绘示)。图19为本发明的另一实施例的光源模组的剖面示意图。请参照图19，本实施例的光源模组200D与图IA的光源模组200类似，两者的差异在于本实施例的光源模组200D还包括一反射单元220，配置于第二表面120上。反射单元220例如为一反射片，反射单元220可将从第二表面120或微结构组140漏出的光束212再次反射回导光板100，以达光能量再利用的效果。图20为图IA的光源模组与图19的光源模组之辉度比例分布比较图，图21为图IA的光源模组与现有光源模组的辉度分布比较图。请参照图20，从图20可看出采用本实施例的导光板100后，无论是否再采用反射单元220，对辉度比例分布的影响并不大，由此可验证本实施例之光源模组200确实能够在不采用反射单元220的情况下达到良好的正向辉度。此外，由图20可看出，大部分的辉度是集中于视角为O度的方向(即z方向)。请再参照图21，图21所采用的现有光源模组包括了反射片与表面具有凹陷微结构的导光板。由图21可看出，现有光源模组有很大部分的光能量是在非O度的方向上，因此现有光源模组需再采用棱镜片来将这些非O度方向(即视角为非O度的方向)上的光线导向O度。然而，本实施例的光源模组200的大部分光能量集中于O度，因此可以不用采用棱镜片。图22A为本发明的又一实施例的光源模组的上视示意图，图22B为图22A的光源模组沿着I-I线的剖面及配置于光源模组上的液晶显示面板的剖面的示意图。请参照图22A与图22B，本实施例的光源模组200E与图IA的光源模组200类似，两者的差异如下所述。在本实施例的光源模组200E中，导光板100E具有二相对的入光面130，且光源模组 200E具有二发光兀件210,此二发光兀件210分别配置于此二入光面130旁。每一微结构组140E的凸起结构142E还包括一第五微表面152E’与一第六微表面154E’。第五微表面152E’与第一微表面152E相接成一环状表面。第六微表面154E’连接第五微表面152E’，其中第五微表面152E’的倾斜方向与第六微表面154E’的倾斜方向不相同(例如相反)，且第六微表面154E’与第二微表面154E相接成一环状表面。此外,每一微结构组140E的凹陷结构144E还包括一第七微表面156E’及一第八微表面158E’。第七微表面156E’与第三微表面156E相接成一环状表面。第八微表面158E’连接第七微表面156E’，其中第七微表面156E’的倾斜方向与第八微表面158E’的倾斜方向不相同(例如相反)，且第八微表面158E’与第四微表面158E相接成一环状表面。在本实施例中，光源模组200E还包括一控制单元230，电连接至发光元件210a与210b，以驱使发光元件210a与210b交替闪烁。换言之，当发光元件210a发出光束212’时，发光元件210b不发出光束212”，且当发光元件210b发出光束212”时，发光元件210a不发出光束212’。本实施例的光源模组200E上方可配置一液晶面板50以形成一立体显示器。在本实施例中，液晶面板50包括由下而上依序排列的主动元件阵列基板52、液晶层54及对向基板56，其中主动元件阵列基板52例如为薄膜电晶体阵列基板，对向基板56例如为彩色滤光阵列基板。当第一微表面152E至第八微表面158E’的倾斜程度经过适当设计后可使发光元件210a所发出的光束212’被第一微表面152E至第四微表面158E导向图22B的左上方，且在搭载液晶面板50的影像后传递至使用者的左眼EL，并使发光元件210b所发出的光束212”被第五微表面152E’至第八微表面158E’导向图22B的右上方，且在搭载液晶面板50的影像后传递至使用者的右眼ER。藉由光束212’与212”交替搭载左眼影像与右眼影像，使用者的大脑中便能够形成立体影像。图23为本发明的再一实施例的光源模组的剖面及配置于光源模组上的液晶显示面板的剖面的示意图。请参照图23，本实施例的光源模组200F与图22B的光源模组200E类似，两者的主要差异在于第一微表面152F至第八微表面158F’的倾斜程度不同。在本实施例的光源模组200F中，第一微表面152F至第八微表面158F’的倾斜程度分别小于图22B的第一微表面152E至第八微表面158E’的倾斜程度。如此的倾斜程度的设定可使发光元件210a所发出的光束212’被第一微表面152F至第四微表面158F导向图23的右上方，且在搭载液晶面板50的影像后传递至使用者的右眼ER，并使发光元件210b所发出的光束212”被第五微表面152F’至第八微表面158F’导向图23的左上方,且在搭载液晶面板50的影像后传递至使用者的左眼EL。藉由光束212”与212’交替搭载左眼影像与右眼影像，使用者的大脑中便能够形成立体影像。综上所述，本发明的实施例的导光板与光源模组至少具有下列其中一个优点在本发明的实施例的导光板与光源模组中，由于采用了具有凸起结构与凹陷结构的微结构组，因此在凸起结构与凹陷结构的相互搭配之下，可有效地将光导引至正向。此夕卜，藉由倾斜角Θ1、倾斜角Θ 2以及倾斜角0 3分别或其结合的角度范围之设计，可使本发明的本实施例的光源模组具有较佳的正向出光效率及较集中的正向出光视角。所以，本发明的实施例的导光板的导光方式较具效率，且本发明的实施例的光源模组具有较高的正向亮度。以上所述，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，SP大凡依本发明权利要求及发明说明内容所作之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权利要求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。本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。
权利要求
1.一种导光板，包括 一第一表面; 一第二表面，相对于该第一表面； 至少一入光面，连接该第一表面与该第二表面；以及 复数个微结构组，分散地配置于该第二表面上，其中该些微结构组在该第一表面上的任一方向上均不连续，且每一该微结构组包括 至少一相对于该第二表面凸起的凸起结构，包括 一第一微表面；以及 一第二微表面，连接该第一微表面，其中该第一微表面的倾斜方向与该第二微表面的倾斜方向不相同；以及 至少一相对于该第二表面凹陷的凹陷结构，包括 一第三微表面；以及 一第四微表面，连接该第三微表面，其中该第三微表面的倾斜方向与该第四微表面的倾斜方向不相同。
2.如权利要求I所述的导光板，其中该第一微表面位于该入光面与该第二微表面之间，且该第三微表面位于该入光面与该第四微表面之间。
3.如权利要求2所述的导光板,其中该第三微表面连接该第二微表面,且该第二微表面与该第三微表面位于该第一微表面与该第四微表面之间。
4.如权利要求2所述的导光板,其中该第四微表面连接该第一微表面,且该第一微表面与该第四微表面位于该第三微表面与该第二微表面之间。
5.如权利要求I所述的导光板，其中该第二微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于等于30度且小于等于70度。
6.如权利要求I所述的导光板，其中该第三微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于等于30度且小于等于70度。
7.如权利要求I所述的导光板，其中该第一微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于0度且小于等于85度。
8.如权利要求I所述的导光板，其中该第四微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于0度且小于等于20度。
9.如权利要求I所述的导光板，其中每一该微结构组在该微结构组的该凸起结构与该凹陷结构的排列方向上的宽度大于等于6微米且小于等于2000微米，且该凸起结构与该凹陷结构中的每一个在该凸起结构与该凹陷结构的排列方向上的宽度大于等于3微米且小于等于1000微米。
10.如权利要求I所述的导光板，其中每一该微结构组中的该至少一凸起结构与该至少一凹陷结构的数量的总合大于等于3，且每一该微结构组的该至少一凸起结构与该至少一凹陷结构在该第二表面上交替排列。
11.如权利要求I所述的导光板，其中该凸起结构与该凹陷结构的相接处不包括平行于该第二表面的平面。
12.如权利要求I所述的导光板，其中沿着垂直于该第二表面的方向切开该第一微表面、该第二微表面、该第三微表面及该第四微表面所得到的截线各为一直线、一曲线或一由多段倾斜程度不同的直线所构成的弯折线。
13.如权利要求I所述的导光板，其中该第一微表面与该第二微表面相接处及该第三微表面与该第四微表面相接处各有一倒角，且该倒角为一平切角、一外凸的圆角或一内凹的圆角。
14.如权利要求I所述的导光板，其中该凸起结构为一在平行于该第二表面的方向上延伸的条状凸起，且该凹陷结构为一在平行于该第二表面的方向上延伸的条状凹槽。
15.如权利要求14所述的导光板，其中该凸起结构与该凹陷结构在平行于该第二表面的方向上延伸成直线形、V字形、N字形、W字形、多段弯折形、弧形或波浪形，或延伸成至少一弧线与至少一直线相接的形状。
16.如权利要求I所述的导光板，其中该至少一入光面为二相对的入光面，每一该微结构组的该凸起结构还包括 一第五微表面，其中该第五微表面与该第一微表面相接成一第一环状表面；以及一第六微表面，连接该第五微表面，其中该第五微表面的倾斜方向与该第六微表面的倾斜方向不相同，且该第六微表面与该第二微表面相接成一第二环状表面，且每一该微结构组的该凹陷结构还包括 一第七微表面，其中该第七微表面与该第三微表面相接成一第三环状表面；以及一第八微表面，连接该第七微表面，其中该第七微表面的倾斜方向与该第八微表面的倾斜方向不相同，且该第八微表面与该第四微表面相接成一第四环状表面。
17.如权利要求I所述的导光板，其中还包括 复数个条状凸起，配置于该第一表面上，其中每一该条状凸起沿着垂直于该入光面的方向延伸，且该些条状凸起沿着平行于该入光面的方向排列。
18.如权利要求I所述的导光板，其中还包括 复数个条状凸起，配置于该入光面上，其中每一该条状凸起沿着垂直于该第一表面的方向延伸，且该些条状凸起沿着平行于该第一表面的方向排列。
19.一种光源模组,包括 一导光板，包括 一第一表面； 一第二表面，相对于该第一表面； 至少一入光面，连接该第一表面与该第二表面；以及 复数个微结构组，分散地配置于该第二表面上，其中该些微结构组在该第一表面上的任一方向上均不连续，且每一该微结构组包括 至少一相对于该第二表面凸起的凸起结构，包括 一第一微表面；以及 一第二微表面，连接该第一微表面，其中该第一微表面的倾斜方向与该第二微表面的倾斜方向不相同；以及 至少一相对于该第二表面凹陷的凹陷结构，包括 一第三微表面；以及 一第四微表面，连接该第三微表面，其中该第三微表面的倾斜方向与该第四微表面的倾斜方向不相同；以及至少一发光元件，配置于该入光面旁。
20.如权利要求19所述的光源模组,其中该第一微表面位于该入光面与该第二微表面之间，且该第三微表面位于该入光面与该第四微表面之间。
21.如权利要求20所述的光源模组，其中该第三微表面连接该第二微表面，且该第二微表面与该第三微表面位于该第一微表面与该第四微表面之间。
22.如权利要求20所述的光源模组，其中该第四微表面连接该第一微表面，且该第一微表面与该第四微表面位于该第三微表面与该第二微表面之间。
23.如权利要求19所述的光源模组，其中每一该微结构组在该微结构组的该凸起结构 与该凹陷结构的排列方向上的宽度大于等于6微米且小于等于2000微米，且该凸起结构与该凹陷结构中的每一个在该凸起结构与该凹陷结构的排列方向上的宽度大于等于3微米且小于等于1000微米。
24.如权利要求19所述的光源模组,其中该第二微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于等于30度且小于等于70度。
25.如权利要求19所述的光源模组,其中该第三微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于等于30度且小于等于70度。
26.如权利要求19所述的光源模组,其中该第一微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于0度且小于等于85度。
27.如权利要求19所述的光源模组，其中该第四微表面上的任一点之法线相对于该第二表面的倾斜角大于0度且小于等于20度。
28.如权利要求19所述的光源模组，其中每一该微结构组中的该至少一凸起结构与该至少一凹陷结构的数量的总合大于等于3，且每一该微结构组的该至少一凸起结构与该至少一凹陷结构在该第二表面上交替排列。
29.如权利要求19所述的光源模组，其中该凸起结构与该凹陷结构的相接处不包括平行于该第二表面的平面。
30.如权利要求19所述的光源模组,其中沿着垂直于该第二表面的方向切开该第一微表面、该第二微表面、该第三微表面及该第四微表面所得到的截线各为一直线、一曲线或一由多段倾斜程度不同的直线所构成的弯折线。
31.如权利要求19所述的光源模组，其中该第一微表面与该第二微表面相接处及该第三微表面与该第四微表面相接处各有一倒角，且该倒角为一平切角、一外凸的圆角或一内凹的圆角。
32.如权利要求19所述的光源模组，其中该凸起结构为一在平行于该第二表面的方向上延伸的条状凸起，且该凹陷结构为一在平行于该第二表面的方向上延伸的条状凹槽。
33.如权利要求32所述的光源模组，其中该凸起结构与该凹陷结构在平行于该第二表面的方向上延伸成直线形、V字形、N字形、W字形、多段弯折形、弧形或波浪形，或延伸成至少一弧线与至少一直线相接的形状。
34.如权利要求19所述的光源模组，其中该至少一入光面为二相对的入光面，该至少一发光元件为分别配置于该二入光面旁的二发光元件，每一该微结构组的该凸起结构还包括 一第五微表面，其中该第五微表面与该第一微表面相接成一第一环状表面；以及一第六微表面，连接该第五微表面，其中该第五微表面的倾斜方向与该第六微表面的倾斜方向不相同，且该第六微表面与该第二微表面相接成一第二环状表面，且每一该微结构组的该凹陷结构还包括 一第七微表面，其中该第七微表面与该第三微表面相接成一第三环状表面；以及一第八微表面，连接该第七微表面，其中该第七微表面的倾斜方向与该第八微表面的倾斜方向不相同，且该第八微表面与该第四微表面相接成一第四环状表面。
35.如权利要求19所述的光源模组，其中该导光板还包括 复数个条状凸起，配置于该第一表面上，其中每一该条状凸起沿着垂直于该入光面的方向延伸，且该些条状凸起沿着平行于该入光面的方向排列。
36.如权利要求19所述的光源模组，其中该导光板还包括 复数个条状凸起，配置于该入光面上，其中每一该条状凸起沿着垂直于该第一表面的方向延伸，且该些条状凸起沿着平行于该第一表面的方向排列。
37.如权利要求19所述的光源模组，其中还包括一反射单元，配置于该第二表面上。
全文摘要
一种导光板，包括一第一表面、一第二表面、至少一入光面及复数个微结构组。第二表面相对于第一表面。入光面连接第一表面与第二表面。这些微结构组分散地配置于第二表面上，其中这些微结构组在第一表面上的任一方向上均不连续。每一微结构组包括至少一相对于第二表面凸起的凸起结构及至少一相对于第二表面凹陷的凹陷结构。一种光源模组亦被提出。
文档编号F21S8/00GK102759771SQ201210022229
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月1日 优先权日2011年4月29日
发明者松本伸吾, 游志杰, 蔡汉文, 郭铭丰 申请人:中强光电股份有限公司