光调整元件及其制作方法、光源模块及其制作方法、以及显示设备及其制作方法

摘要

一种光调整元件及其制作方法、光源模块及其制作方法、以及显示设备及其制作方法。光调整元件具有多个光调整区域，且光调整元件包括第一固化胶体以及多个光调整单元。多个光调整单元位于第一固化胶体中，各光调整单元具有多个液晶分子，其中这些光调整单元分别分布于这些光调整区域中，且各光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态，以使各光调整区域固定地具有特定光穿透率，且至少一部分光调整区域的特定光穿透率彼此不同。本发明的显示设备与光源模块通过光调整元件的配置，能对各照明区域所提供的照明光束进行不同程度的调光，因而能消除或减轻因面光源的不同照明区域具有不同亮度而可能导致的缺陷的现象。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学组件及其制作方法、光学模块及其制作方法以及光学装置及其制作方法，且特别涉及一种光调整元件及其制作方法、光源模块及其制作方法以及显示设备及其制作方法。

背景技术

近年来，随着电子产品的使用越来越普遍，在电子产品中扮演重要角色的显示设备，例如是液晶显示器(LCD)，已为设计者关注的焦点。由于部分种类的显示面板本身不具有发光功能，因而将背光模块设置在此类显示面板的下方以提供光源，进而达到显示的功能。

因此，显示设备的质量会涉及背光模块以及显示面板中的各种光学组件、光学膜以及基板等各种材料特性以及其迭合与封装时的合格率。当背光模块会因为设计不良或处于限制的设计条件时，可能会导致最后出光的光线的亮度并不均匀，而可能会在显示设备的点亮测试(light-on test)时出现可视非均匀区域，例如：产生亮度或颜色均匀度不佳的情况，更严重者更会出现目视可见的MURA(缺陷)的现象。

目前为了减少这些可视非均匀区域的产生，常规做法有如下的两类做法。一类是从背光模块的制作过程中着手，在背光模块中增设具有高雾度的光学膜或是具有特定微结构的光学膜来提升光线亮度的均匀度，或是在扩散板上进行印刷，来降低发光元件正上方较亮区域的亮度以提升均匀度。然而，高雾度的光学膜片调光的效果有限，在周期性MURA(缺陷)现象较严重的背光模块上便无法有效提升均匀度，且其雾化效果无法针对部分区域修改。并且，上述的方法都是对可能产生的可视非均匀区域进行预设性的调光，并无法针对个别模块进行调整。

另一类是从显示面板的灰阶中着手，其利用电讯号控制显示面板的各区域，并通过调整显示面板的各区域的灰阶值来针对其产生的可视非均匀区域进行亮度反补偿来进行缺陷消除(De-mura)的调控方法。然而，由于此调控方法调整了显示面板的各区域的灰阶值，因此会使显示面板的对比度下降，同时也会造成辉度下降，而会影响显示画面的质量，因此调光效果也有其上限。

“背景技术”部分只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”部分所揭露的内容可能包含一些没有构成所属技术领域中具有通常知识者所知道的现有技术。在“背景技术”部分所揭露的内容，不代表所述内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被所属技术领域中普通技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种光调整元件，其用于光源模块时，能使光源模块具有良好的光学表现。

本发明提供一种光调整元件的制作方法，能制造使光源模块具有良好的光学表现的光调整元件。

本发明提供一种光源模块，能提供具有良好均匀度的照明光束。

本发明提供一种光源模块的制作方法，能制造具有良好均匀度的照明光束的光源模块。

本发明提供一种显示设备，能提供具有良好的影像质量的画面。

本发明提供一种显示设备的制作方法，能制造具有良好的影像质量的显示设备。

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。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种光调整元件。光调整元件具有多个光调整区域，且光调整元件包括第一固化胶体以及多个光调整单元。多个光调整单元位于第一固化胶体中，各光调整单元具有多个液晶分子，其中这些光调整单元分别分布于这些光调整区域中，且各光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态，以使各光调整区域固定地具有特定光穿透率，且至少一部分光调整区域的特定光穿透率彼此不同。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种光源模块。光源模块包括前述的光调整元件以及面光源。面光源具有多个照明区域，其中面光源经由照明区域分别提供多个照明光束，至少部分照明区域所提供的照明光束的亮度彼此不同，光调整元件位于照明光束的传递路径上，且照明区域所提供的照明光束分别通过对应的光调整区域后离开光源模块。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种显示设备。显示设备包括前述的光源模块以及显示面板。显示面板位在来自于光源模块的照明光束的传递路径上，适于分别调整来自于各照明区域的各照明光束的亮度。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种光调整元件的制作方法。光调整元件的制作方法用于调整多个照明区域的多个亮度分布值，其中至少部分照明区域的亮度分布值彼此不同，且光调整元件的制作方法包括下列步骤：固化第一固化胶体，以析出多个光调整单元，其中各光调整单元具有多个液晶分子，且光调整单元分别分布于多个光调整区域中；基于亮度分布值，取得各照明区域对应的各光调整区域的特定光穿透率；使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态，以使各光调整区域固定地具有特定光穿透率，且至少部分光调整区域的特定光穿透率彼此不同。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种光源模块的制作方法。光源模块的制作方法包括下列步骤：取得面光源的多个照明区域对应的多个亮度分布值，其中面光源经由照明区域分别提供多个照明光束，至少部分照明区域的亮度分布值彼此不同；固化第一固化胶体，以析出多个光调整单元，其中各光调整单元具有多个液晶分子，且光调整单元分别分布于多个光调整区域中；基于亮度分布值，取得各照明区域对应的各光调整区域的特定光穿透率；使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态，以使各光调整区域固定地具有特定光穿透率，且至少部分光调整区域的特定光穿透率彼此不同，光调整元件位于照明光束的传递路径上，且照明区域所提供的照明光束分别通过对应的光调整区域后离开光源模块。

为实现上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本发明的实施例提出一种显示设备的制作方法。显示设备的制作方法包括下列步骤：取得面光源的多个照明区域对应的多个亮度分布值，其中面光源经由照明区域分别提供多个照明光束，至少部分照明区域的亮度分布值彼此不同；固化第一固化胶体，以析出多个光调整单元，其中各光调整单元具有多个液晶分子，且光调整单元分别分布于多个光调整区域中；基于亮度分布值，取得各照明区域对应的各光调整区域的特定光穿透率；使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态，以使各光调整区域固定地具有特定光穿透率，且至少部分光调整区域的特定光穿透率彼此不同，其中光调整元件位于照明光束的传递路径上，且照明区域所提供的照明光束分别通过对应的光调整区域后离开光源模块；通过显示面板分别调整来自于各照明区域的各照明光束的亮度。

基于上述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，显示设备与光源模块通过光调整元件的配置，将能对各照明区域所提供的照明光束进行不同程度的调光，因而能消除或减轻因面光源的不同照明区域具有不同亮度而可能导致的MURA(缺陷)的现象。此外，显示设备的显示面板也可用以分别调整来自于各照明区域的各照明光束的亮度，而对各照明区域的各照明光束的亮度再进行微调，以进一步消除最后的MURA(缺陷)现象。并且，由于面光源的不同照明区域的亮度已经由对应的光调整区域而得到过补偿，因此，显示面板所进行的调整可为较小程度的微调，而不致影响显示画面的质量。

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，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。

图1B是图1A的一种光调整元件的剖面示意图。

图2A是本发明一实施例的一种制作装置的架构示意图。

图2B是本发明一实施例的一种显示设备的制作方法的流程图。

图3A与图3B是多个光调整单元被析出的流程示意图。

图4A是图2B的一种使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态的过程步骤的流程图。

图4B与图4C分别是图2A的两电极板的俯视图。

图4D是通过外来施加电压使光调整单元的的液晶分子维持特定的排列状态的示意图。

图4E是光调整单元的雾度与外来施加电压的关系图。

图4F是光调整单元的穿透率与外来施加电压的关系图。

图5A是另一种使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态的制程步骤的流程图。

图5B是通过图5A的制程步骤而形成的光调整元件的剖面示意图。

图6是本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下结合附图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，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1A是本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。图1B是图1A的一种光调整元件的剖面示意图。请参照图1A，在本实施例中，显示设备300包括光源模块200以及显示面板310，光源模块200包括光调整元件100以及面光源210。举例而言，在本实施例中，光源模块200的面光源210为直下式背光模块，而显示面板310为液晶面板，但本发明不以此为限。在其他实施例中，光源模块200的面光源210亦可为侧入式背光模块。举例而言，如图1A所示，在本实施例中，面光源210具有多个照明区域IL，其中面光源210经由照明区域IL分别提供多个照明光束L，至少部分照明区域IL所提供的照明光束L的亮度彼此不同。

具体而言，如图1A所示，在本实施例中，光调整元件100位于照明光束L的传递路径上，而显示面板310位在来自于光源模块200的照明光束L的传递路径上。此外，在本实施例中，光源模块200的面光源210还包括多个发光元件211与多个光学膜212，而光调整元件100位于多个发光元件211与多个光学膜212之间，但本发明不以此为限。

更具体而言，如图1A与图1B所示，在本实施例中，光调整元件100具有多个光调整区域LA，且光调整元件100包括第一固化胶体110、第二固化胶体130以及多个光调整单元120，且各光调整单元120具有多个液晶分子LC。并且，如图1B所示，在本实施例中，这些光调整单元120分别分布于这些光调整区域LA中，各光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态，以使各光调整区域LA固定地具有特定光穿透率。

更详细而言，如图1B所示，在本实施例中，这些光调整单元120位于第一固化胶体110中。举例而言，第一固化胶体110例如为高分子胶，而这些光调整单元120是在固化第一固化胶体110的过程中被析出。另一方面，如图1B所示，在本实施例中，第二固化胶体130位于光调整单元120中，并且第二固化胶体130在固化后能使液晶分子LC维持特定的排列状态。进一步而言，在本实施例中，第一固化胶体110与第二固化胶体130经由不同的固化反应而固化，如此，光调整单元120的析出的步骤与使液晶分子LC维持特定的排列状态的步骤能得以在不同过程步骤中进行。

举例而言，如图1B所示，光调整区域LA包括第一光调整区域LA1与第二光调整区域LA2。在第一光调整区域LA1中的光调整单元120的液晶分子LC的光轴方向实质上互相混乱而互相交错，故此时入射光会被光调整单元120的液晶分子LC所散射，而使光调整单元120呈现雾化态，并使第一光调整区域LA1具有第一光穿透率。另一方面，在第二光调整区域LA2中的光调整单元120的液晶分子LC的光轴方向实质上一致，故此时入射光可穿过第二光调整区域LA2的光调整单元120，而使光调整单元120呈现透明态，并使第二光调整区域LA2具有第二光穿透率。这也意味着，在本实施例中，第一光穿透率小于第二光穿透率。

并且，如图1B所示，在本实施例中，至少一部分光调整区域LA的特定光穿透率彼此不同。换言之，在本实施例中，部分光调整区域LA的光调整单元120可以类似于第一光调整区域LA1的光调整单元120的情况而呈现不同程度的雾化态，或是有另一部分光调整区域LA的光调整单元120会如同第二光调整区域LA2的光调整单元120一样呈现透明态。

如此，通过光调整元件100的至少一部分光调整区域LA的特定光穿透率彼此不同的配置，将能对面光源210的不同照明区域IL进行调光。举例而言，如图1A所示，在本实施例中，面光源210的照明区域IL包括提供第一照明光束L1的第一照明区域IL1与提供第二照明光束L2的第二照明区域IL2，且第一照明光束L1的亮度大于第二照明光束L2的亮度。在此情况下，只要将第一照明区域IL1对应于第一光调整区域LA1，第二照明区域IL2对应于第二光调整区域LA2而配置，第一照明光束L1的亮度将会因第一光调整区域LA1具有较低的第一光穿透率而下降，第二照明光束L2的亮度也可因第二光调整区域LA2具有较高的第二光穿透率而维持其原先的亮度。如此，不同照明区域IL所提供的不同照明光束L在分别通过对应的光调整区域LA时将能得到对应的调光效果，并进而在离开光源模块200后能具有均匀的亮度。

如此一来，显示设备300与光源模块200通过光调整元件100的配置，将能对各照明区域IL所提供的照明光束L进行不同程度的调光，因而能消除或减轻因面光源210的不同照明区域IL具有不同亮度而可能导致的MURA(缺陷)的现象。此外，在本实施例中，显示面板310也可用以分别调整来自于各照明区域IL的各照明光束L的亮度，而对各照明区域IL的各照明光束L的亮度再进行微调，以进一步消除最后的MURA(缺陷)现象。并且，由于面光源210的不同照明区域IL的亮度已经由对应的光调整区域LA而得到过补偿，因此，显示面板310所进行的调整可为较小程度的微调，而不致影响显示画面的质量。

以下将针对光调整元件100、光源模块200以及显示设备300的制作方法的各制作过程步骤进行进一步的解说。

图2A是本发明一实施例的一种制作装置的架构示意图。图2B是本发明一实施例的一种显示设备的制作方法的流程图。具体而言，如图2A所示，制作装置MA包括画面亮度撷取单元IU、处理单元PU、电力供给单元EU以及固化单元CU。处理单元PU分别与画面亮度撷取单元IU以及电力供给单元EU电性连接。如此，处理单元PU能控制画面亮度撷取单元IU以及电力供给单元EU的运作。举例而言，图2A所示的制作装置MA可用以执行图2B的显示设备300的制作方法，以制作光源模块200的光调整元件100。

图3A与图3B是多个光调整单元被析出的流程示意图。举例而言，如图2A至图3B所示，在本实施例中，固化单元CU可执行光调整元件100的制作方法S100的步骤S110，固化光调整元件100的第一固化胶体110，以析出多个光调整单元120。进一步而言，如图3B所示，光调整单元120在被析出时，光调整单元120的液晶分子LC的光轴方向实质上互相混乱而互相交错，而使此时的光调整单元120呈现雾化态。

另一方面，如图2A至图2B所示，在本实施例中，处理单元PU与画面亮度撷取单元IU可执行光源模块200的制作方法S200的步骤S10，取得面光源210的多个照明区域IL对应的多个亮度分布值，其中至少部分照明区域IL的亮度分布值彼此不同，并将这些亮度分布值输入至处理单元PU。并且，处理单元PU可执行步骤S120，基于亮度分布值，取得各照明区域IL对应的各光调整区域LA的特定光穿透率。处理单元PU、电力供给单元EU以及固化单元CU可据此进一步执行步骤S130，使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态，以使各光调整区域LA固定地具有特定光穿透率，且至少部分光调整区域LA的特定光穿透率彼此不同。

以下将结合图4A至图4F，对步骤S130的执行过程进行进一步的解说。

图4A是图2B的一种使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态的过程步骤的流程图。图4B与图4C分别是图2A的两电极板的俯视图。图4D是通过外来施加电压使光调整单元120的液晶分子维持特定的排列状态的示意图。举例而言，如图4A至图4D所示，在本实施例中，步骤S130包括下列子步骤S131、子步骤S132、子步骤S133以及子步骤S134。首先，如图4A至图4D所示，执行子步骤S131，提供两电极板EP，其中光调整元件100位于两电极板EP之间，两电极板EP中的至少一者具有多个施加电压区域ER，施加电压区域ER与光调整区域LA相对应。在本实施例中，上电极板EP1为一完整的电极板EP。而下电极板EP2则由多个彼此分离的电极所构成，以形成施加电压区域ER，但本发明不以此为限。在另一未绘示的实施例中，亦可为下电极板EP2为一完整的电极板EP，而上电极板EP1则由多个彼此分离的电极所构成的配置。并且，在上述实施例中，通过其中一电极板EP为一完整的电极板EP，另一电极板EP由多个彼此分离的电极所构成的配置，能使两电极板EP不须对位，即可形成各施加电压区域ER，并独立地控制各施加电压区域ER的施加电压值。

接着，如图4A与图4D所示，执行子步骤S132，处理单元PU基于各光调整区域LA的特定光穿透率分布值，计算出各施加电压区域ER的施加电压值。其中至少部分施加电压区域ER的施加电压值彼此不同。并且，执行子步骤S133，处理单元PU基于施加电压值而控制电力供给单元EU，以使两电极板EP对光调整元件100中对应的光调整区域LA施加电压。

图4E是光调整单元的雾度与外来施加电压的关系图。图4F是光调整单元的穿透率与外来施加电压的关系图。进一步而言，如图4E与图4F所示，由于光调整单元120的雾度与穿透率会随着外来施加电压的变化而有所不同，因此当各施加电压区域ER对光调整元件100中对应的光调整区域LA施加不同电压值时，各光调整区域LA的光调整单元120的液晶分子LC可呈现特定的排列状态，而使此时的光调整单元120呈现透明态或不同程度的雾化态。接着，执行子步骤S134，固化第二固化胶体130，如此，可使光调整单元120的液晶分子LC即便在电力供给单元EU关闭后，也能维持特定的排列状态。

值得注意的是，在本实施例中，由于第一固化胶体110与第二固化胶体130是在不同的制作过程步骤中固化，因此，第一固化胶体110与第二固化胶体130会经由不同的固化反应而固化。举例而言，在本实施例中，当第一固化胶体110与第二固化胶体130中的一者经由辐射固化反应而固化时，第一固化胶体110与第二固化胶体130中的另一者可经由热固化反应或化学固化反应而固化。或者是，在本实施例中，第一固化胶体110与第二固化胶体130皆可经由辐射固化反应而固化，但第一固化胶体110是经由具有第一波段的辐射光照射后而固化，第二固化胶体130可经由具有第二波段的辐射光照射后而固化，且第一波段与第二波段不同。如此，即可在所需的制作过程步骤中分别对第一固化胶体110与第二固化胶体130执行固化的步骤。

如此一来，制作装置MA在执行了光源模块200的制作方法S200的步骤S10以及光调整元件100的制作方法S100的步骤S110、S120、S130，即可形成如图1A与图1B所示的用于光源模块200的光调整元件100。并且，制作装置MA还可选择性地执行显示设备300的制作方法S300的步骤S310，通过显示面板310分别调整来自于各照明区域IL的各照明光束L的亮度，而可对各照明区域IL的各照明光束L的亮度再进行微调，以进一步消除最后的MURA(缺陷)现象，而完成显示设备300。

值得注意的是，在前述的实施例中，光调整元件100虽以通过第二固化胶体130来使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态为例示，但本发明不以此为限。在其他的实施例中，光调整单元120的液晶分子LC本身即可维持特定的排列状态。以下将另举部分实施例作为说明。

图5A是另一种使光调整单元的液晶分子维持特定的排列状态的制作过程步骤的流程图。图5B是通过图5A的制作过程步骤而形成的光调整元件的剖面示意图。如图5A以及图5B所示，在本实施例中，图5A的使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态的制作过程步骤与图4A的使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态的制作过程步骤类似，差异仅在于，在本实施例中，光调整单元120的液晶分子LC为反应型液晶分子，因此液晶分子LC可经由固化反应而固化，且液晶分子LC在固化后维持特定的排列状态，因此，图5A的步骤S130A的子步骤S134A为对液晶分子LC进行固化即可，而不需通过第二固化胶体130来使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态。

具体而言，第一固化胶体110与液晶分子LC也是在不同的制作过程步骤中被固化，因此也需经由不同的固化反应而固化。举例而言，在本实施例中，液晶分子LC是经由辐射固化反应而固化，因此，第一固化胶体110可经由热固化反应或化学固化反应而固化。或是，第一固化胶体110与液晶分子LC皆经由辐射固化反应而固化，但第一固化胶体110经由具有第一波段的辐射光照射后而固化，液晶分子LC经由具有第二波段的辐射光照射后而固化，且第一波段与第二波段不同。如此，即可在所需的制作过程步骤中分别对第一固化胶体110与液晶分子LC执行固化的步骤。

如此，即可形成如图5B所示的光调整元件100A。并且，由于在本实施例中不需通过第二固化胶体130来使光调整单元120的液晶分子LC维持特定的排列状态，因此，光调整元件100A中不具有第二固化胶体130。

此外，在本实施例中，由于光调整元件100A的光调整单元120的液晶分子LC本身也能维持特定的排列状态，因此光调整元件100A可达到与图1B的光调整元件100相似的功能，因此光调整元件100A能达到与前述的光调整元件100类似的效果与优点，在此就不再赘述。并且，当光调整元件100A应用至前述的光源模块200与显示设备300时，亦能使光源模块200与显示设备300达到类似的效果与优点，在此就不再赘述。

图6是本发明一实施例的一种显示设备的剖视示意图。本实施例的光源模块200A与显示设备300A与图1A的光源模块200与显示设备300类似，而差异如下所述。请参照图6，在本实施例中，光源模块200A的或光调整元件100A并不是位于多个发光元件211与多个光学膜212之间，而可位于任意二光学膜212之间，于另一实施例，光调整元件100A可位于面光源210与显示面板310之间(未绘示)，只要位于照明光束L的传递路径上即可。换言之，在本实施例中，光调整元件100A可以依需求放置于显示设备300A的任何一层，并可视制作过程中的不同需求而放置于不同位置，本发明皆不以此为限。

如此一来，显示设备300A与光源模块200A亦能通过光调整元件100A的配置，而能消除或减轻因面光源210的不同照明区域IL具有不同亮度而可能导致的MURA(缺陷)的现象，并达到与前述的显示设备300与光源模块200类似的效果与优点，在此就不再赘述。

综上所述，本发明的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本发明的实施例中，显示设备与光源模块通过光调整元件的配置，将能对各照明区域所提供的照明光束进行不同程度的调光，因而能消除或减轻因面光源的不同照明区域具有不同亮度而可能导致的MURA(缺陷)的现象。此外，显示设备的显示面板也可用以分别调整来自于各照明区域的各照明光束的亮度，而对各照明区域的各照明光束的亮度再进行微调，以进一步消除最后的MURA(缺陷)现象。并且，由于面光源的不同照明区域的亮度已经由对应的光调整区域而得到过补偿，因此，显示面板所进行的调整可为较小程度的微调，而不致影响显示画面的质量。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依权利要求书及说明书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之范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求之方案不须达成本发明所揭露之全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明之权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“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。