專利名稱：發(fā)光裝置及光擴散板的制作方法
發(fā)光裝置及光擴散板技術領域
本發(fā)明是關于一種具有光擴散板的發(fā)光裝置，該光擴散板能夠引導來自一光源的 光并在一超薄構形內提供一均勻的面光源。
背景技術：
用于顯示器的現(xiàn)有直下式背光模塊(direct-lit backlight module)包含直接設 置于顯示面板下方的發(fā)光二極管(light emitting diode ；LED)。為增強均勻性，通常需要 于LED前面設置一漫射板(diffuser plate)或一光學透鏡。盡管直下式背光模塊適用于 大型顯示器，然而可以想見地，直下式背光模塊不僅因對某一單獨LED光源增設光學透鏡 而成本過高，而且厚度過大，這是因為在大的區(qū)域上獲得均勻的光輸出，將漫射板設置于光 源上方時需要具有某一距離。換言之，直下式背光模塊在提供均勻的亮度與提供較薄的構 形之間面臨兩難的選擇。
有鑒于此，在此項技術領域中需要開發(fā)一種纖薄且能提供均勻背光的發(fā)光裝置。 發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于一具有多個光源的發(fā)光裝置的光擴散板及 該光擴散板的制造方法。該光擴散板包含多個相對于這些光源設置的圓錐形凹槽。圓錐形 凹槽有助于一光源所產生的光遠離光源之上空區(qū)域朝周邊區(qū)域傳播。圓錐形凹槽可被填充 以一光漫射材料，該光漫射材料可用以通過調整圓錐形凹槽的深度及圓錐形凹槽的直徑而 調整靠近光源中央?yún)^(qū)域的光輸出的強度，進而可更提高整個裝置的總體光輸出的均勻性。
本發(fā)明所揭露的光擴散板可引導來自一光源的光，以于一超薄構形內提供一均勻 的面光源。可將多個光擴散板相互組裝至一具有多個光源及一光散射層的基板上，以提供 一發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置可用于各種應用中，包括LED背光模塊、廣告牌、一般照明、燈箱等 應用中。
更具體而言，可通過使用一具有多個空腔的模具形成一具有多個單元的光傳播層 來制造該光擴散板。該光傳播層是由一透明或半透明材料制成。各該單元具有一圓錐形 凹槽，該圓錐形凹槽形成于其頂面處并被填充以光漫射材料。該光擴散板可置于上面接合 有光源(例如LED)并涂覆由光散射層的基板上，以利于在一超薄構形內產生一均勻的面光 源。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)光裝置及其制造方法。該發(fā)光裝置具有一具有 一無光澤頂面的光擴散板。該光擴散板適可在不使用任何現(xiàn)有漫射器的情況下，幫助由LED 產生的光在光擴散板內傳播并均勻地向外投射。藉此，可大幅減小產品的總體厚度。
為達上述目的，本發(fā)明揭露一種光擴散板。該光擴散板包含一光傳播層，該光傳播 層包含多個光擴散單元。各該光擴散單元具有一主體，該主體界定有一頂面、一底面及一周 邊。該主體具有朝該周邊逐漸縮小的厚度。該頂面形成有一第一凹槽，該底面形成有與該 第一凹槽相對的一第二凹槽。該第一凹槽與該第二凹槽其中之一用以容置一光源。
本發(fā)明另揭露一種發(fā)光裝置。該發(fā)光裝置包含一光源板及一設置于該光源板上的 光擴散板。該光源板具有一基板、一圖案化于該基板上的電極層、以及多個光源，這些光源 被接合成電性連接該電極層。該光擴散板包含一光傳播層，該光傳播層包含多個光擴散單 元。各該光擴散單元具有一主體，該主體界定有一頂面、一底面及一周邊。該主體具有朝該 周邊逐漸縮小的厚度。該頂面形成有一第一凹槽，該底面形成有與該第一凹槽相對的一第 二凹槽。該第一凹槽與該第二凹槽其中之一用以容置這些光源其中之一，以使當該光擴散 板設置于該光源板上時，各該光擴散單元的該第一凹槽與該第二凹槽相對于這些光源其中 之一被設置。
本發(fā)明還揭露一種用于制造光擴散板的方法。該方法包含以下步驟提供一第一 模具，該第一模具形成有多個空腔，其中各該空腔具有多個有角表面；提供一第二模具，該 第二模具具有一頂面，該頂面形成有多個突出部；注射成型一聚合物材料于該第一模具與 該第二模具之間，以形成一具有多個光擴散單元的光傳播層，其中各該光擴散單元形成有 一穹頂形本體，該穹頂形本體包含一頂面及一底面，該頂面具有通過該空腔模制而成的一 圓錐形凹槽，該底面則具有通過該突出部模制而成的一碗形凹槽，各該光擴散單元的圓錐 形凹槽及碗形凹槽彼此相對，且該圓錐形凹槽與該碗形凹槽其中之一用以容置一光源；以 及移除該第一模具及該第二模具。
本發(fā)明又揭露一種用于制造發(fā)光裝置的方法。該方法包含以下步驟提供一模具， 該模具形成有多個空腔，其中各該空腔具有多個有角表面；以一聚合物材料填充各該空腔， 以形成一具有多個光擴散單元的光傳播層，其中各該光擴散單元形成一上下倒置的穹頂形 本體，且該穹頂形本體包含一具有一圓錐形凹槽的頂面；將該光源板倒置于該模具上，以使 在該聚合物材料固化之前，這些光源相對于這些光擴散單元的圓錐形凹槽嵌于該光傳播層 中；以及移除該模具。
本發(fā)明的有益技術效果是本發(fā)明是適用于大型產品應用的直下式發(fā)光裝置，該 具有光擴散板的發(fā)光裝置能夠在一超薄構形內形成一均勻的面光源。


在參閱配合附圖對本發(fā)明的較佳實施例的詳細描述后，該技術領域具有通常知識 者便可了解本發(fā)明的上述及其它目的，以及本發(fā)明的技術手段及實施態(tài)樣，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光裝置的剖視圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光裝置的剖視圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的發(fā)光裝置的剖視圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的發(fā)光裝置的剖視圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的發(fā)光裝置的剖視圖6是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的發(fā)光裝置的剖視圖7是根據(jù)本發(fā)明第七實施例的發(fā)光裝置的剖視圖8A至圖8F是本發(fā)明第八實施例的示意圖9A至圖9F是本發(fā)明第九實施例的示意圖IOA至圖IOG是本發(fā)明第十實施例的示意圖IlA至圖IlG是本發(fā)明第i^一實施例的示意圖12是本發(fā)明發(fā)光裝置的另一結構的示意圖13A至圖13G是本發(fā)明另一實施例的示意圖14是發(fā)光裝置的示意圖，該發(fā)光裝置的每一光源皆具有多個LED ；
圖15是發(fā)光裝置的示意圖，該發(fā)光裝置的每一光源皆具有多個LED ；
圖16為具有一圖案化光散射層的發(fā)光裝置的示意圖17為具有一圖案化光散射層的發(fā)光裝置的示意圖18A至圖18D為本發(fā)明發(fā)光裝置的結構的示意圖19至圖21為呈各種構形的發(fā)光裝置的示意圖22至圖27為呈各種構形的具有光學膜的發(fā)光裝置的示意圖觀至圖33為其中將光擴散板上下倒置地設置于光源板上的發(fā)光裝置的示意 圖；以及
圖34A至圖34H為另一種用于制造發(fā)光裝置的較佳方法的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明是關于一種發(fā)光裝置，舉例而言，一種直下式背光模塊。圖1繪示根據(jù)本發(fā) 明第一實施例的發(fā)光裝置1的剖視圖。發(fā)光裝置1包含一光源板11及一光擴散板13。光 源板11包含一基板111、一電極層113、一光源115及一光散射層117。
基板111可以是一印刷電路板(printed circuit board ；PCB)或一撓性印刷電路 板(flexible printed circuit board ;FPC)?；蛘?，基板111亦可由塑料、玻璃、陶瓷、鋁 或聚合物組合物制成。電極層113被圖案化至基板111的二表面(即頂面與底面)上，且 通過一通路孔113a電性相連。電極層113可由Cu、Ag、Ni、Au、Al或諸如銀糊劑、銅糊劑或 炭黑糊劑等導電墨水制成。
光源115(例如一 LED芯片或由囊封劑囊封的LED芯片)是打線接合(wirebonded) 或覆晶接合(flip chip bonded)成電性連接電極層113。囊封劑包含施布于LED芯片 上以包封并保護LED芯片的任何現(xiàn)有膠水。囊封劑可由透明或半透明聚合物樹脂制成， 透明或半透明聚合物樹脂諸如為基于聚氨酯的聚合物、基于環(huán)氧的聚合物、基于硅的聚合 物、丙烯酸聚合物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、PMMA、ABS、可熱固化的材料、或可紫外光 (ultraviolet ；UV)固化的材料。囊封劑亦可由含光散射粒子的透明聚合物材料制成，光散 射粒子諸如為二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒 子、氧化鍺粒子、折射率不同的聚合物粒子、空氣微孔或其組合。或者，囊封劑可由用于將 LED芯片發(fā)出的紫外光、藍光或其它顏色的光轉換成白光的熒光體材料制成。光源115亦 可為表面貼著元件(surface mount device ；SMD)型LED，其可通過現(xiàn)有SMD表面貼裝技術 (surface mount technology ；SMT)工藝電性連接至電極層 113。
光散射層117可由透明或半透明樹脂制成，舉例而言，由含光散射粒子的聚合物 樹脂制成，光散射粒子諸如為二氧化鈦(例如，市售白色涂料)、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、 氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒子、氧化鍺粒子、折射不同率的聚合物粒子或空氣微孔。 光散射層117可在光源115以外的區(qū)域上噴射或涂覆至基板111及電極層113上，以反射 及散射由光源115所產生的光，藉以增強對光的利用。
光擴散板13設置于光源板11的基板111上。光擴散板13包含一光傳播層131，6光傳播層131形成有多個光擴散單元并涂覆有一光散射層133。各該光擴散單元形成有一 主體，該主體界定有一頂面、一底面及一周邊。主體的厚度朝周邊逐漸縮小。如圖1所示，在 本實施例中，主體是一包含一第一凹槽(例如一圓錐形凹槽135)的穹頂形(dome-shaped) 本體，第一凹槽形成于穹頂形本體的頂面上并被填充以光漫射材料。圓錐形凹槽135的構 形具有多個有角的表面。此外，該穹頂形本體亦具有第二凹槽(例如一碗型凹槽137)，第二 凹槽形成于穹頂形本體的一底面上，用以容置光源115。
光傳播層131可由諸如以下等任意類型的透明(或半透明)聚合物材料制成 硅橡膠、聚氨酯、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚丙烯酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯 (polymethylmethacrylate ；PMMA)、M月青 _ 了二; _(acrylonitrilebutadiene styrene ；ABS)、聚氯乙烯(polyvinylchloride ；PVC)、聚乙烯(polyethylene ；ΡΕ)、聚丙烯 (polypropylene ；PP)、或其一組合。光散射層133涂覆至光傳播層131上，并由例如一聚 合物樹脂制成，該聚合物樹脂含有二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧 化鋅粒子、氧化錫粒子、氧化鍺粒子、具有折射率不同的聚合物粒子、空氣微孔或其組合。用 于填充圓錐形凹槽135的光漫射材料是由含光散射粒子的透明聚合物材料制成，這些光散 射粒子諸如為二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒 子、氧化鍺粒子、金屬離子、或空氣微孔、或多種類型粒子的一混合物。光漫射材料的折射率 較佳不同于光傳播層131的折射率。此外，光漫射材料的折射率較佳低于光傳播層131。
因光源所產生的光大部分沿基板111的法向傳播，故形成于光傳播層131的各該 光擴散單元頂部的圓錐形凹槽135有助于引導光離開基板111的法向并朝光擴散單元的穹 頂形本體的周邊前進。仍穿過圓錐形凹槽135傳播的光還可被填充于圓錐形凹槽135內的 光漫射材料散射。如此一來，可使光源115產生的光均勻化。
圖2至圖7繪示具有不同光擴散板的各種實施例。圖2是根據(jù)第二實施例的發(fā)光 裝置2的剖視圖。相較于第一實施例，第二實施例中圓錐形凹槽135的構形有所不同。在 第二實施例中，圓錐形凹槽135的構形僅具有單一角度的表面，而非如第一實施例所示具 有多個角度的表面，因而圓錐形凹槽135的截面看上去像三角形。需注意的是，圓錐形凹槽 135的尖端既可為尖的，亦可為圓的。
圖3是根據(jù)第三實施例的發(fā)光裝置3的剖視圖，其顯示在填充光漫射材料于圓錐 形凹槽135內之后，涂覆光擴散板13的光散射層133至光傳播層131上。在下一實施例 (即第四實施例)中，可注意到，光散射層133并非絕對必需的。圖4是根據(jù)第四實施例的 發(fā)光裝置4的剖視圖，其中無光散射層133的光擴散板13設置于光源板11上。因光傳播 層131的折射率約為1. 5而空氣的折射率約為1，故自光傳播層131傳播至空氣的光將發(fā)生 折射、反射或散射。圖5為根據(jù)第五實施例的發(fā)光裝置5的剖視圖。相較于第四實施例，第 五實施例的圓錐形凹槽135的構形具有不同的斜率。
光傳播層131可以依據(jù)其它構形所形成。圖6為根據(jù)第六實施例的發(fā)光裝置6的 剖視圖，其顯示具有多面體形構形的光傳播層131。相較于圖1至圖5，圖6所示的光傳播 層131具有并非弧形而是傾斜的上表面。圖7為根據(jù)第七實施例的發(fā)光裝置7的剖視圖， 其中圓錐形凹槽113被平滑成碗形。
本發(fā)明的第八實施例是關于一種用于制造第三實施例的發(fā)光裝置3的方法。首 先，如圖8A所示，提供一模具501。模具501形成有多個空腔，這些空腔在底部具有多個角度的表面。接下來，如圖8B所示，施加一透明或半透明聚合物材料至模具501內，以形成具 有多個光擴散單元的一光擴散板的一光傳播層131，其中各該光擴散單元具有呈上下倒置 的穹頂形本體的構形，在該上下倒置的穹頂形本體上形成一圓錐形凹槽135。在圖8C中，一 光源板倒置于模具501上，該光源板具有基板111、光源115(例如以囊封劑囊封的LED芯 片)、電極層113及光散射層117。以此方式，在透明(或半透明)聚合物材料固化之前，LED 芯片及囊封劑可嵌于光傳播層131中且基板111的頂面接觸光傳播層131。在圖8D中，接 著固化該透明(半透明)聚合物材料以形成光傳播層131，并隨后移除模具501。在圖8E 中，在各該光擴散單元的圓錐形凹槽135內填充光漫射材料。最后，如圖8F所示，涂覆光散 射層133至光傳播層131上。
本發(fā)明的第九實施例是關于一種用于制造第一實施例的發(fā)光裝置1的方法。首 先，如圖9A所示，提供一形成有多個空腔的模具501。各該空腔具有形成于底部處的多個角 度的表面。在圖9B中，施加一透明或半透明聚合物材料至模具501內，以形成具有多個光 擴散單元的一光擴散板的一光傳播層131，其中各該光擴散單元具有呈上下倒置的穹頂形 本體的構形，在該上下倒置的穹頂形本體上形成一圓錐形凹槽135。在圖9C中，將一光源板 倒置于模具501上，該光源板具有基板111、光源115(例如以囊封劑囊封的LED芯片)、電 極層113及光散射層117。以此方式，在透明(或半透明)聚合物材料固化之前，LED芯片 及囊封劑可嵌于光傳播層131中且基板111的頂面接觸光傳播層131。如圖9D所示，該透 明(或半透明)聚合物材料固化而形成光傳播層131，隨后移除模具501。如圖9E所示，本 實施例的特征在于，光散射層133是預先噴射或涂覆至光傳播層131。最后，如圖9F所示， 施加光漫射材料來填充各該光擴散單元的圓錐形凹槽135。
本發(fā)明的第十實施例是關于另一種用于制造第三實施例的發(fā)光裝置3的方法。首 先，如圖IOA所示，提供模具501及503。模具501形成有多個在底部具有多個角度的表面 的空腔，模具503則具有一形成有多個突出部的頂面。接下來，如圖IOB所示，將透明或半 透明聚合物材料注射成型(injection molded)于模具501與模具503之間，以形成具有多 個光擴散單元的光擴散板的光傳播層131，其中各該光擴散單元具有一穹頂形本體，在該穹 頂形本體上，通過模具501形成一圓錐形凹槽135且底面通過模具503形成有一碗形凹槽 137。該透明(或半透明)聚合物材料固化而形成光擴散板13的光傳播層131。在圖IOC 中，接著移除模具501及503。在圖IOD中，在光傳播層131的底側上施加一透明膠151。在 圖IOE中，將光擴散板13的光傳播層131設置于光源板11上，光源板11具有基板111、光 源115(例如以囊封劑囊封的LED芯片)、電極層113及光散射層117。在圖IOE中，填充光 漫射材料至各該光擴散單元的圓錐形凹槽135。最后，如圖IOG所示，涂覆光散射層133至 光傳播層131上。
本發(fā)明的第十一實施例是關于另一種用于制造第一實施例的發(fā)光裝置1的方法。 圖IlA至圖IlE所示的工藝類似于圖IOA至圖IOE所示的，故不再予以贅述。如圖IlF所 示，光散射層133是預先涂覆于光傳播層131上。最后，如圖IlG所示，填充光漫射材料至 各該光擴散單元的圓錐形凹槽135。
需注意的是，熟悉此項技術者可改變圖IOA至圖IOE或圖IlA至圖IlE所示的步 驟順序，此并非用以限制本發(fā)明的范圍。舉例而言，可在將光擴散板13設置至光源板11上 之前，涂覆光散射層133至光傳播層131以及填充光漫射材料至圓錐形凹槽135內。
圖12為另一實施例，其揭露將光散射層133施加至光傳播層113的整個表面(裝 有光源115的碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)。在本實例中，可不使用光散射層117。此種 結構的優(yōu)點在于，整個光傳播層131 (碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)皆將被光散射層133 囊封，故而光可在光傳播層131內更佳地混合及均勻化。以下，將圖解說明用于制造在光傳 播層131的底面(碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)上形成有光散射層133的結構的方法。 參見圖13A至圖13D，在將光傳播層131注射成型于模具501與模具503之間后，涂覆光散 射層133至光傳播層131的頂面與底面二者。較佳地，碗形凹槽周圍的區(qū)域不被涂覆以光 散射層131。然后，如圖13E至圖13F所示，施加透明膠151于光傳播層131的底側上，并將 光傳播層131設置至光源板11。最后，如圖13G所示，填充光漫射材料于光擴散單元的各該 圓錐形凹槽113內?？梢韵胂蟮?，將光散射層133完全涂覆至光傳播層131是可行的。
圖14顯示另一較佳實施例，其中各該光擴散單元具有多個LED芯片接合于基板 111上并被碗形凹槽137覆蓋，這些LED芯片一起組合成一光源。在本實例中，各該光擴 散單元的作用類似于一用于將不同顏色的LED光均勻地混合于一起的光混合器(light mixer)。舉例而言，當光擴散單元上覆于一紅光LED、一綠光LED及一藍光LED上時，其可均 勻地混合RGB光以產生白光。此外，各該不同顏色的LED可被單獨選擇，以提供一單一顏色 的光(即，紅光、綠光或藍光)。
類似于圖14，圖15顯示另一能夠調整色溫(color temperature)的實施例。舉例 而言，一白光LED 115a(例如，具有含黃色熒光體的囊封劑的藍色LED芯片)與一輔助LED 115b (例如，紅光LED、黃光LED、藍光LED或琥珀光LED) —起放置于基板111上并被碗形凹 槽137覆蓋。因此，通過調整白光LED 11 及輔助LED 11 所產生的光的強度，可形成不 同的色溫。各該光擴散板13的穹頂形本體提供一用于混合不同顏色的光的優(yōu)異通道。
圖16顯示發(fā)光裝置的剖視圖及光散射層117的俯視圖。光散射層117是由基板 上的圖案形成，使得光散射層117自中央?yún)^(qū)域朝周邊區(qū)域具有不同的覆蓋率。換言之，圖案 化光散射層117所具有的分布為越靠近光源115的區(qū)域具有越小的覆蓋率，而遠離光源 115的區(qū)域具有越大的覆蓋率。以此方式，在中央?yún)^(qū)域處，因光散射層117的覆蓋率較小而 使光較少地被反射，而在周邊區(qū)域處，將因光散射層117的覆蓋率較大而使較弱的光被更 多地被反射。因此，除各該光擴散單元的穹頂形本體外，圖案化光散射層117可額外地增強 總體光輸出的均勻性。圖案化光散射層117可通過諸如絲網(wǎng)印刷(screening printing)、(gravure printing)、凸版￡口屈1」(flexo printing)、轉移￡口屈1」(stamp printing) 及噴墨印刷(inkjet printing)等任何傳統(tǒng)的印刷工藝而制成。類似地，當如圖17所示不 使用光散射層117時，圖案化光散射層117亦可應用于光散射層133，光散射層133則還涂 覆至光傳播層131的底面(碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)上。
圖18A至圖18F為本發(fā)明的發(fā)光裝置的示意圖。圖18A繪示光源板11，在光源板 11中，將光源115(例如通過施加囊封劑而囊封的LED芯片)設置于一基板111(例如一 PCB 基板)上。圖18B繪示光擴散板13，其中光傳播層131包含多個例如以蜂巢構形相互連接 及排列的穹頂形光擴散單元。圖18C繪示光擴散板13組裝至光源板11上?？梢韵胂蟮?， 可分別制造多個光擴散板13，然后以一無縫方式將它們相互拼接，即如圖8D所示。需注意 的是，填充有光漫射材料的穹頂形光擴散單元是根據(jù)光源的間距進行設計及排列。
圖19至圖21繪示使光散射層133僅形成于光傳播層131的底面(碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)上的各種發(fā)光裝置。如圖19所示，發(fā)光裝置19的光擴散板13具有并非 弧形而是傾斜的上表面以及涂覆有光散射層133的底面。如圖20所示，發(fā)光裝置20的光 擴散板13的上表面是弧形的，圓錐形凹槽135則被平滑成碗形的。如圖21所示，發(fā)光裝置 20的光擴散板13的上表面是弧形的，圓錐形凹槽135則是三角形的。在這些實施例中，光 傳播層131的頂面為粗糙面，以散射光。
其它較佳實施例顯示于圖22至圖27中。在這些實施例中，光傳播層131的底面 (碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)涂覆有光散射層133，且光傳播層131的弧形頂面是無 光澤面，即粗糙面131a。粗糙面131a可通過噴砂(sanding)、研磨(rubbing)、機械拋光 (mechanical polishing)或機械蝕亥丨J (mechanical etching)形成。如圖 22 所示，一光學 膜171設置于光擴散板13上。光學膜171形成有相對于光源115定位的圖案173。圖案 173可為一圖案化光散射材料(例如，含TiO2粒子的聚合物樹脂)涂層，其形成于一透明塑 料膜上。圖案173用以進一步散射沿基板111的法向傳播的光，以獲得更佳的均勻性。如 圖23所示，二光學膜171、171a堆疊并置于光擴散板13上。光學膜171形成有圖案173，光 學膜171a則形成有圖案173a。圖案173、173a上覆于光源115上并相對于光源115定位， 以散射沿基板111的法向傳播的光。圖案173、173a可分別為形成于光學膜171、171a上的 光散射材料(例如，含TiO2粒子的聚合物樹脂)涂層。
如圖M所示，光學膜171形成有圖案173、173a。圖案173、173a上覆于光源115 上并相對于光源115定位，以散射沿基板111的法向傳播的光。圖案173、173a可分別為形 成于光學膜171上的光散射材料(例如，含TiO2粒子的聚合物樹脂)涂層。圖25至圖27 顯示類似于圖22至圖M的實施例。在這些實施例中，光學膜171 (171a)散射光而使光均 勻，故無需填充光漫射材料于圓錐形凹槽135內。
圖觀至圖34顯示本發(fā)明的其它較佳實施例。光擴散板13是上下倒置地設置于 光源板11上，使具有三角形構形的圓錐形凹槽135面對光源115。如圖觀散射，光傳播層 131的整個表面(圓錐形凹槽135及碗形凹槽137周圍的區(qū)域除外)是一粗糙面131a。然 后，將底面(圓錐形凹槽135周圍的區(qū)域除外)涂覆以光散射層133。形成有相對于光源 115定位的圖案的光學膜171設置于光擴散板13上。圖案173可為一圖案化光散射材料 (例如，含TiO2粒子的聚合物樹脂)涂層，其形成于一透明塑料膜上。圖四顯示其中僅光 傳播層131的頂面(碗形凹槽137除外)是粗糙面131a的另一實施例。圖30顯示其中光 學膜171散射光以使光均勻的一實施例，故無需于碗形凹槽137內填充光漫射材料。如圖 31所示，二光學膜171、171a堆疊并設置于光擴散板13上。光學膜形成有圖案173，光學膜 171a則形成有圖案173a。圖案173、173a上覆于光源115上并相對于光源115定位，以散射 沿基板111的法向傳播的光。如圖32所示，光學膜171形成有圖案173、173a。圖案173、 173a上覆于光源115上并相對于光源115定位，以散射沿基板111的法向傳播的光。
圖33顯示另一較佳實施例，其中繪示發(fā)光裝置33的剖視圖及光學膜171的俯視 圖。光學膜171形成有圖案173、173a，使得光學膜171自中央?yún)^(qū)域朝周邊區(qū)域具有不同的 覆蓋率。換言之，圖案化光學膜171所具有的分布為越靠近光源115的區(qū)域具有越大的覆 蓋率，而遠離光源115的區(qū)域具有越小的覆蓋率。以此方式，在中央?yún)^(qū)域處，因光學膜171 的覆蓋率較大而使光更多地散射，而在周邊區(qū)域處，將因光學膜171的覆蓋率較小而使較 弱的光被更少地散射。因此，除光擴散板13外，圖案化光學膜171可額外地增強總體光輸出的均勻性。圖案化光學膜171可通過諸如絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、凸版印刷、轉移印刷及噴 墨印刷等任何傳統(tǒng)印刷工藝而制成。
一種用于制造該發(fā)光裝置的方法顯示于圖34A至圖34G中。如圖34A、圖34B及 圖34C所示，將一透明(或半透明)聚合物材料注射成型于模具501與模具503之間，以形 成具有多個光擴散單元的光擴散板13的光傳播層131，其中各該單元具有一上下倒置的穹 頂形本體，在該穹頂形本體上，通過模具501而形成具有圓錐形凹槽135的弧形底面且平整 的頂面通過模具503而形成有一碗形凹槽137。將透明(或半透明)聚合物材料固化，以 形成光傳播層131。在圖34D中，將光傳播層131局部地涂覆以光散射層133。然后，在圖 34E中，施加透明膠151于光傳播層131的底側上。在圖34F中，將光傳播層131的頂面形 成為一粗糙面131a。最后，如圖34G及圖34H所示，將光擴散板13的光傳播層133黏固至 光源板11的基板111上。
綜上所述，本發(fā)明是揭露適用于大型產品應用的直下式發(fā)光裝置。該具有光擴散 板的發(fā)光裝置能夠在一超薄構形內形成一均勻的面光源。
上述的實施例僅用來例舉本發(fā)明的實施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術特征，并非 用來限制本發(fā)明的保護范疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于 本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權利保護范圍應以申請專利范圍為準。
權利要求
1.一種光擴散板，其特征在于，包含一光傳播層，包含多個光擴散單元，各該光擴散單元包含一主體，該主體界定有一頂 面、一底面及一周邊，該主體具有朝該周邊逐漸縮小的厚度；其中該頂面形成有一第一凹槽，該底面形成有與該第一凹槽相對的一第二凹槽，且該 第一凹槽與該第二凹槽其中之一用于容置一光源。
2.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，還包含一涂覆至該光傳播層的光散 射層，其中該光散射層是由一聚合物樹脂制成，該聚合物樹脂含有折射率不同的光散射粒 子，這些光散射粒子是選自以下群組二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒 子、氧化鋅粒子、氧化錫粒子、氧化鍺粒子、聚合物粒子、金屬粒子及空氣微孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，各該第一凹槽被填充以一光漫射材 料，且各該第二凹槽用以容置該光源。
4.根據(jù)權利要求3所述的光擴散板，其特征在于，該光漫射材料是由透明或半透明的 聚合物材料制成，這些透明或半透明聚合物材料含有折射率不同的光散射粒子，其中這些 光散射粒子是選自以下群組二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅 粒子、氧化錫粒子、氧化鍺粒子、聚合物粒子、金屬粒子及空氣微孔。
5.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，各該第一凹槽是一圓錐形凹槽，且各 該圓錐形凹槽的一尖端是尖的。
6.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，各該第一凹槽是一圓錐形凹槽，且各 該圓錐形凹槽的一尖端是圓的。
7.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，該光傳播層是由一聚合物材料制成， 該聚合物材料是選自以下群組硅橡膠、聚氨酯、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、環(huán)烯 烴共聚物、聚丙烯酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯 及聚丙烯。
8.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，各該擴散單元的該頂面是一粗糙面。
9.根據(jù)權利要求1所述的光擴散板，其特征在于，該主體是一穹頂形本體。
10.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包含一光源板，具有一基板、一圖案化于該基板上的電極層、以及多個光源，這些光源被接 合成電性連接該電極層；以及一光擴散板，設置于該光源板上，該光擴散板具有一光傳播層，該光傳播層形成有多個 光擴散單元，各該光擴散單元包含一主體，該主體界定有一頂面、一底面及一周邊，該主體 具有朝該周邊逐漸縮小的厚度；其中該頂面形成有一第一凹槽，該底面形成有與該第一凹槽相對的一第二凹槽，且該 第一凹槽與該第二凹槽其中之一用以容置這些光源其中之一，以使當該光擴散板設置于該 光源板上時，該第一凹槽與該第二凹槽相對于這些光源其中之一被設置。
11.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該基板是一印刷電路板或一撓性 印刷電路板。
12.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該光源是由一囊封劑包封至少 一個LED芯片，該至少一個LED芯片是選自以下群組紅色LED芯片、綠色LED芯片、藍色 LED芯片、琥珀色LED芯片及紫外光LED芯片。
13.根據(jù)權利要求12所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該囊封劑是一透明聚合物樹脂與 至少一種熒光材料的一混合物。
14.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該光源是一表面貼著元件封裝LED。
15.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包含一第一光散射層，該第一光 散射層涂覆至該光傳播層上。
16.根據(jù)權利要求15所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包含一第二光散射層，該第二光 散射層在這些光源以外的區(qū)域中涂覆至該基板及該電極層上。
17.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該第二光散射層形成有一圖案，該 圖案相對于各該光源定位。
18.根據(jù)權利要求16所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該第一光散射層與該第二光散射 層是由一聚合物樹脂制成，該聚合物樹脂含有折射率不同的光散射粒子，其中這些光散射 粒子是選自以下群組二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、 氧化錫粒子、氧化鍺粒子、聚合物粒子、金屬粒子及空氣微孔。
19.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該第一凹槽被填充以一光漫射 材料，且各該第二凹槽用以容置這些光源其中之一。
20.根據(jù)權利要求19所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該光漫射材料是由透明聚合物材 料制成，這些透明聚合物材料含有折射率不同的光散射粒子，其中這些光散射粒子是選自 以下群組二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒子、 氧化鍺粒子、聚合物粒子、金屬粒子及空氣微孔。
21.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該第一凹槽是一圓錐形凹槽，且 各該圓錐形凹槽的一尖端是尖的。
22.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該第一凹槽是一圓錐形凹槽，且 各該圓錐形凹槽的一尖端是圓的。
23.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，各該擴散單元的該頂面是一粗糙
24.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該光傳播層是由一聚合物材料制 成，該聚合物材料是選自以下群組硅橡膠、聚氨酯、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚酰亞胺、 環(huán)烯烴共聚物、聚丙烯酸樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚氯乙烯、聚 乙烯及聚丙烯。
25.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包含設置于該光傳播層上的一 光學膜，其中該光學膜形成有一圖案，該圖案相對于各該光源設置。
26.根據(jù)權利要求M所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該圖案是一圖案化光散射材料，該 圖案化光散射材料涂覆于一透明塑料膜上而形成該光學膜，其中該圖案化光散射材料是由 一聚合物樹脂制成，該聚合物樹脂含有折射率不同的光散射粒子，這些光散射粒子是選自 以下群組二氧化鈦粒子、碳酸鈣粒子、氧化硅粒子、氧化鋁粒子、氧化鋅粒子、氧化錫粒子、 氧化鍺粒子、聚合物粒子、金屬粒子及空氣微孔。
27.根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，該主體是一穹頂形本體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光裝置及用于該發(fā)光裝置的光擴散板。該發(fā)光裝置包含一光源板及該光擴散板。該光源板包含多個光源。該光擴散板包含一形成有多個光擴散單元的光傳播層。各該光擴散單元形成有一主體，該主體界定有一頂面、一底面及一周邊。該主體具有朝該周邊逐漸減小的厚度。該主體包含一具有一圓錐形凹槽的頂面及一具有一碗形凹槽的底面。各該擴散單元的圓錐形凹槽及碗形凹槽彼此相對，且該圓錐形凹槽與該碗形凹槽其中之一容置這些光源其中之一。
文檔編號F21S8/00GK102032528SQ20101029092
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權日2009年9月18日
發(fā)明者侯維新, 應文逡, 高啟仁, 高智偉 申請人:敦網(wǎng)光電股份有限公司