CN102401931A - 导光板、背光模块与显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明有关于一种导光板,包括第一透光基板以及第二透光基板。第一透光基板具有相对的第一表面与第二表面,以及连接第一表面与第二表面的入光面。多个第一光学结构配置于第二表面上。第二透光基板具有相对的第三表面与第四表面。第二透光基板贴附于第一透光基板的第二表面上,且第三表面面向第二表面。多个第二光学结构配置于第三表面上。一光线适于经由入光面进入第一透光基板,并且经由第二表面上的第一光学结构以及第三表面上的第二光学结构进入第二透光基板,再由第四表面射出第二透光基板外。应用此导光板的背光模块以及显示装置亦被提出。本发明的导光板可提供良好的出光效果。
Description
技术领域
本发明是有关于一种导光板、背光模块以及显示装置,且特别是有关于一种由各自具有光学结构的两个透光基板相对接合而成的导光板以及应用此导光板的背光模块以及显示装置。
背景技术
随着现代视讯技术的进步,液晶显示装置已被大量地使用于手机(mobilephone)、笔记型计算机(notebook personal computer)、个人计算机(personalcomputer,PC)及个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等消费性电子产品的显示屏幕上。然而,由于液晶显示装置的液晶显示面板(LCD panel)本身并不具有发光的功能,因此需要在液晶显示面板下方配置背光模块,以提供液晶显示面板显示时所需要的背光源。
然而,现有背光模块因为构件数量多,所以会花费许多工时在组装上。此外,由于导光板与背光模块中的光学膜片是分别独立的构件,因此当导光板与光学膜片之间出现对位误差或是光学膜片受热变形时,都可能导致光学膜片无法平整地贴附于导光板的表面。一旦如此,将大幅降低背光模块所提供的面光源的亮度与均匀性。
此外,外界的异物或灰尘可能进入背光模块内部,使得光学膜片被刮伤。导光板与光学膜片之间的对位误差会造成组装良品率不佳,而必须重工。再者,大量的光学膜片增加了制作成本,也导致了液晶显示装置的薄型化困难。
发明内容
本发明提供一种导光板,由各自具有光学结构的两个透光基板所构成,可提供良好的出光效果。
具体而言,本发明的导光板适于导引一发光元件所发出的一光线。此导光板包括一第一透光基板以及一第二透光基板。第一透光基板具有一第一表面、相对于第一表面的一第二表面以及连接第一表面与第二表面的一入光面。第一透光基板还具有多个第一光学结构,配置于第二表面上。第二透光基板具有一第三表面以及相对于第三表面的一第四表面。第二透光基板贴附于第一透光基板的第二表面上,且第三表面面向第二表面。第二透光基板还具有多个第二光学结构,配置于第三表面上。所述光线适于经由入光面进入第一透光基板,并且经由第二表面上的第一光学结构以及第三表面上的第二光学结构进入第二透光基板,再由第四表面射出第二透光基板外。
在一实施例中,所述第二透光基板的雾度介于0%至99%之间。
在一实施例中,所述多个第一光学结构包括多个第一棱镜,并排设置于第二表面上。
在一实施例中,所述第二光学结构包括多个第二棱镜,并排设置于第三表面上。
在一实施例中,所述第一棱镜的延伸方向实质上垂直于所述第二棱镜的延伸方向。
在一实施例中,所述导光板还包括一黏着层,位于第一透光基板以及第二透光基板的外围,并且连接第二表面以及第三表面。
在一实施例中,所述黏着层包括一紫外光固化胶。
在一实施例中,所述导光板还包括多个间隙物,设置于第二表面以及第三表面之间。
本发明还提供一种背光模块,采用所述导光板,以减少光学膜片的使用数量。此设计有利于背光模块的薄化,可提高出光辉度,并且可避免背光模块因光学膜片变形产生的出光不均匀(waving)或光学膜片损伤等问题。
更具体而言,本发明的背光模块包括一底板、所述导光板、一发光元件以及一承载框。所述导光板配置于底板上。发光元件配置于第一透光基板的入光面旁,且发光元件适于发出一光线经由入光面进入第一透光基板,并且经由第二表面上的第一光学结构以及第三表面上的第二光学结构进入第二透光基板,再由第四表面射出第二透光基板外。承载框配置于导光板的外围。
在一实施例中,所述第一透光基板邻近发光元件的一端相对突出于第二透光基板邻近发光元件的一端,以形成一阶梯结构。并且,所述承载框具有一定位部承靠于阶梯结构上。
本发明另提供一种显示装置,采用所述导光板以及应用此导光板的背光模块。此显示装置具有良好的显示质量,并且适于薄型化的发展。
具体而言,本发明的显示装置包括所述背光模块以及一显示面板。显示面板配置于背光模块的承载框,以接收由第四表面射出第二透光基板外的光线,作为显示光源。
在一实施例中,所述显示面板的外围具有一非显示区,且所述黏着层垂直于第二表面的投影位于非显示区垂直于第二表面的投影内。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文更搭配图式列举多个实施例作详细说明。
附图说明
图1A绘示依照本发明的一实施例的一种导光板以及一发光元件;
图1B为图1A所示的结构的分解图;
图2A为图1A所示的结构的剖面图;
图2B为图2A的区域A的局部放大图;
图3A-3C绘示依据本发明的一实施例的一种透光基板上的光学结构的制作方法;
图4绘示依据本发明的一实施例的一种显示装置的局部结构。
其中,附图标记:
100:导光板
110:第一透光基板
110a:第一透光基板的一端
112:第一表面
114:第二表面
116:入光面
120:第二透光基板
120a:第二透光基板的一端
122:第三表面
124:第四表面
130:黏着层
142:第一光学结构
144:第二光学结构
150:发光元件
160:间隙物
190:阶梯结构
A:放大区域
L:光线
310:透光基板
320:紫外光固化树脂层
330:压模
332:光学结构图案
340:光学结构
400:显示装置
410:背光模块
420:显示面板
412:底板
414:反射片
416:承载框
416a:定位部
422:显示区
424:非显示区
426:黑矩阵
430:前框
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
图1A绘示依照本发明的一实施例的一种导光板以及一发光元件。图1B为图1A所示的结构的分解图。图2A为图1A所示的结构的剖面图。图2B为图2A的区域A的局部放大图。
请参考图1A、1B、2A与2B,导光板100包括第一透光基板110以及第二透光基板120。第一透光基板110具有相对的第一表面112、第二表面114以及连接第一表面112与第二表面114的入光面116。第二透光基板120具有第三表面122以及相对于第三表面122的第四表面124。第一透光基板110与第二透光基板120相对接合,其中第二透光基板120的第三表面122例如是藉由黏着层130贴附于第一透光基板110的第二表面114上。本实施例的黏着层130例如是紫外光固化胶,而第一透光基板110与第二透光基板120可以采用类似液晶显示面板的组立方式来相对接合。例如,在真空或低压的机台环境下来组立第一透光基板110与第二透光基板120,并且对黏着层130照射紫外光,以固化黏着层130,进而固定第一透光基板110与第二透光基板120的相对位置。
在本实施中,黏着层130位于第一透光基板110以及第二透光基板120的外围。当导光板100被应用于显式装置上时,可以考虑将黏着层130对应于显示面板的非显示区(例如黑矩阵)设置,以避免影响显示装置的显示区的正常显示。
此外,本实施例还分别在第一透光基板110的第二表面114以及第二透光基板120的第三表面122上设置多个第一光学结构142以及第二光学结构144。发光元件150配置于第一透光基板110的入光面116旁,并且适于发出光线L,使光线L经由入光面116进入第一透光基板110。光线L在进入第一透光基板110后,可能在第一透光基板110内进行一或多次反射,或者不经反射,直接由第二表面114上的第一光学结构142以及第三表面122上的第二光学结构144进入第二透光基板120。然后,进入第二透光基板120的光线L可能在第二透光基板120内进行一或多次反射,或者不经反射,直接由第四表面124射出第二透光基板120外。
本实施例的第二透光基板120的第三表面122上具有第二光学结构144,因而可提供与传统的光学膜片类似或等效的光学效果。更具体而言,所述多个第一光学结构142例如是并排设置于第二表面114上的多个第一棱镜,而第二光学结构144例如是并排设置于第三表面122上的多个第二棱镜。如此,位于第三表面122上的棱镜型态的第二光学结构144可以提供如同棱镜片的光学效果。此外,本实施例还可以依各种需求设计所述棱镜型态的第一光学结构142以及第二光学结构144的延伸方向。例如,可使棱镜型态的第一光学结构142的延伸方向实质上垂直于棱镜型态的第二光学结构144的延伸方向。此相对应的棱镜顶角角度皆经过设计以期达成期望的出光光型。当然,第一光学结构142以及第二光学结构144的型态不限于棱镜,还可以是光扩散网点、圆角棱镜、规则排列的半圆形凸点、或不规则排列的棱镜结构等具有光学转换效果的结构。
另一方面,本实施例可以对第二透光基板120的雾度进行调整,以控制光线L在第二透光基板120内的扩散效果。例如,第二透光基板120的雾度可以被设定在0%至99%之间。换言之,第二透光基板120本身可提供与扩散片类似或等效的光学效果。
请再参考图2A与2B,为了有效维持第一透光基板110与第二透光基板120之间距,避免第一光学结构142以及第二光学结构144因为导光板100受到压力而损伤,本实施例可以在第一透光基板110的第二表面114与第二透光基板120的第三表面122之间设置多个间隙物(spacer)160。间隙物160例如是球状、块状、柱状等,其可承靠于第一光学结构142以及第二光学结构144之间;或者,位于第一透光基板110与第二透光基板120的外围,承靠于第二表面114与第三表面122之间,并且可能被黏着层130包覆或不被黏着层130包覆。
图3A-3C绘示依据本发明的一实施例的一种透光基板上的光学结构的制作方法,用以制作如同所述的第一光学结构142或第二光学结构144。首先,如图3A所示,提供透光基板310,并且在透光基板310上涂布紫外光固化树脂层320。透光基板310的材质例如是压克力(或称聚甲基丙烯酸甲酯)(Polymethylmethacrylate,PMMA)或是光学玻璃。接着,如图3B所示,将表面具有光学结构图案332的压模(stamper)330压合于紫外光固化树脂层320,以将光学结构图案转印于紫外光固化树脂层320上。并且,用紫外光来预烤(pre-cure)紫外光固化树脂层320。然后,如图3C所示,移除压模330,再用紫外光完全固化紫外光固化树脂层320,而在透光基板310上形成多个光学结构340。
图4绘示依据本发明的一实施例的一种显示装置的局部结构。如图4所示,显示装置400包括应用所述导光板100的背光模块410以及显示面板420。在背光模块410中,底板412承载导光板100以及发光元件150。导光板100与底板412之间设有反射片414。承载框416配置于导光板100的外围,用以固定导光板100的位置。
在本实施例中,可以对承载框416以及导光板的外型进行设计,使两者的外型搭配来达到定位的效果。更具体而言,如图4所示,在邻近发光元件150的位置上,第一透光基板110的一端110a会相对突出于第二透光基板120的一端120a,以形成一阶梯结构190。对应于此阶梯结构190,承载框416具有定位部416a。承载框416被组装到导光板100时,定位部416a会承靠于阶梯结构190上,以定位导光板100。
此外,显示面板420配置于承载框416上。在本实施例中,显示面板420例如是液晶显示面板,其包括显示区422以及位于显示区外围的非显示区424。一般而言,非显示区424内可能具有黑矩阵426,以遮挡不正常的漏光。由于黏着层130位于第一透光基板110以及第二透光基板120的外围,为了避免影响显示区422的正常显示,本实施例可以考虑将黏着层130对应于非显示区424设置。例如,使黏着层130垂直于第二表面114的投影位于非显示区424垂直于第二表面114的投影内。显示装置400还可能包括前框430,配置于显示面板420的外围,以固定显示面板420在承载框416上的位置。
综上所述,本发明提出的导光板由各自具有光学结构的两个透光基板所构成,可提供良好的出光效果。特别是,透光基板上的光学结构以及透光基板本身的雾度设定都可提供与传统的光学膜片类似或等效的光学效果,因而可以取代现有背光模块中的棱镜片、扩散片等光学膜片。换言之,采用本发明的导光板的背光模块可以减少光学膜片的使用数量,此有利于背光模块的薄化,并可提高出光辉度。同时,两透光基板相对接合,不易产生变形或定位误差,可避免背光模块因光学膜片变形产生的出光不均匀(waving)或光学膜片损伤等问题。另外,采用本发明的导光板以及背光模块的显示装置可具有良好的显示质量,并且适于薄型化的发展。
虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (27)
1.一种导光板,适于导引一发光元件所发出的一光线,其特征在于,该导光板包括:
一第一透光基板,具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面以及连接该第一表面与该第二表面的一入光面,该第一透光基板还具有多个第一光学结构,配置于该第二表面上;以及
一第二透光基板,具有一第三表面以及相对于该第三表面的一第四表面,该第二透光基板贴附于该第一透光基板的该第二表面上,且该第三表面面向该第二表面,该第二透光基板还具有多个第二光学结构,配置于该第三表面上,该光线适于经由该入光面进入该第一透光基板,并且经由该第二表面上的所述第一光学结构以及该第三表面上的所述第二光学结构进入该第二透光基板,再由该第四表面射出该第二透光基板外。
2.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,该第二透光基板的雾度介于0%至99%之间。
3.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,所述第一光学结构包括多个第一棱镜,并排设置于该第二表面上。
4.根据权利要求3所述的导光板,其特征在于,所述第二光学结构包括多个第二棱镜,并排设置于该第三表面上。
5.根据权利要求4所述的导光板,其特征在于,所述第一棱镜的延伸方向实质上垂直于所述第二棱镜的延伸方向。
6.根据权利要求1所述的导光板,其特征在于,还包括一黏着层,位于该第一透光基板以及该第二透光基板的外围,并且连接该第二表面以及该第三表面。
7.根据权利要求6所述的导光板,其特征在于,该黏着层包括一紫外光固化胶。
8.根据权利要求1项所述的导光板,还包括多个间隙物,设置于该第二表面以及该第三表面之间。
9.一种背光模块,其特征在于,包括:
一底板;
一导光板,配置于该底板上,该导光板包括:
一第一透光基板,具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面以及连接该第一表面与该第二表面的一入光面,该第一透光基板还具有多个第一光学结构,配置于该第二表面上;以及
一第二透光基板,具有一第三表面以及相对于该第三表面的一第四表面,该第二透光基板贴附于该第一透光基板的该第二表面上,且该第三表面面向该第二表面,该第二透光基板还具有多个第二光学结构,配置于该第三表面上;
一发光元件,配置于该入光面旁,该发光元件适于发出一光线经由该入光面进入该第一透光基板,并且经由该第二表面上的所述第一光学结构以及该第三表面上的所述第二光学结构进入该第二透光基板,再由该第四表面射出该第二透光基板外;以及
一承载框,配置于该导光板的外围。
10.根据权利要求9所述的背光模块,其特征在于,该第二透光基板的雾度介于0%至99%之间。
11.根据权利要求9所述的背光模块,其特征在于,所述第一光学结构包括多个第一棱镜,并排设置于该第二表面上。
12.根据权利要求11所述的背光模块,其特征在于,所述第二光学结构包括多个第二棱镜,并排设置于该第三表面上。
13.根据权利要求12所述的背光模块,其特征在于,所述第一棱镜的延伸方向实质上垂直于所述第二棱镜的延伸方向。
14.根据权利要求9所述的背光模块,其特征在于,该导光板还包括一黏着层,位于该第一透光基板以及该第二透光基板的外围,并且连接该第二表面以及该第三表面。
15.根据权利要求14所述的背光模块,其特征在于,该黏着层包括一紫外光固化胶。
16.根据权利要求9所述的背光模块,其特征在于,该导光板还包括多个间隙物,设置于该第二表面以及该第三表面之间。
17.根据权利要求9所述的背光模块,其特征在于,该第一透光基板邻近该发光元件的一端相对突出于该第二透光基板邻近该发光元件的一端,以形成一阶梯结构,该承载框具有一定位部承靠于该阶梯结构上。
18.一种显示装置,其特征在于,包括:
一背光模块,包括:
一底板;
一导光板,配置于该底板上,该导光板包括:
一第一透光基板,具有一第一表面、相对于该第一表面的一第二表面以及连接该第一表面与该第二表面的一入光面,该第一透光基板还具有多个第一光学结构,配置于该第二表面上;以及
一第二透光基板,具有一第三表面以及相对于该第三表面的一第四表面,该第二透光基板贴附于该第一透光基板的该第二表面上,且该第三表面面向该第二表面,该第二透光基板还具有多个第二光学结构,配置于该第三表面上;
一发光元件,配置于该入光面旁,该发光元件适于发出一光线经由该入光面进入该第一透光基板,并且经由该第二表面上的所述第一光学结构以及该第三表面上的所述第二光学结构进入该第二透光基板,再由该第四表面射出该第二透光基板外;以及
一承载框,配置于该导光板的外围;以及
一显示面板,配置于该承载框上。
19.根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,该第二透光基板的雾度介于0%至99%之间。
20.根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,所述第一光学结构包括多个第一棱镜,并排设置于该第二表面上。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其特征在于,所述第二光学结构包括多个第二棱镜,并排设置于该第三表面上。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其特征在于,所述第一棱镜的延伸方向实质上垂直于所述第二棱镜的延伸方向。
23.根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,该导光板还包括一黏着层,位于该第一透光基板以及该第二透光基板的外围,并且连接该第二表面以及该第三表面。
24.根据权利要求23所述的显示装置,其特征在于,该黏着层包括一紫外光固化胶。
25.根据权利要求23所述的显示装置,其特征在于,该显示面板的外围具有一非显示区,且该黏着层垂直于该第二表面的投影位于该非显示区垂直于该第二表面的投影内。
26.根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,该导光板还包括多个间隙物,设置于该第二表面以及该第三表面之间。
27.根据权利要求18所述的显示装置,其特征在于,该第一透光基板邻近该发光元件的一端相对突出于该第二透光基板邻近该发光元件的一端,以形成一阶梯结构,该承载框具有一定位部承靠于该阶梯结构上。
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