CN105022186A - 显示装置及其加工机台 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种显示装置及其加工机台。显示装置包括一背光模块以及一显示面板。背光模块包括一导光元件及至少一粗糙结构。导光元件具有一出光面以及至少一侧面，出光面与侧面是相邻且共用一侧边。粗糙结构形成于侧面上，粗糙结构具有一表面粗糙度为0.01～10微米。显示面板对应于出光面设置。

Description

显示装置及其加工机台

技术领域

本发明是有关于一种显示装置及其加工机台，且特别是有关于一种具有良好出光率的显示装置及其加工机台。

背景技术

随着现代视频技术的进步，液晶显示器已被大量地使用于手机、笔记本电脑、个人电脑及个人数字助理等消费性电子产品的显示屏幕上。由于液晶显示器的液晶显示面板本身并不具有发光的功能，因此需要于液晶显示面板配置背光模块以提供液晶显示面板所需要的面光源，进而使液晶显示面板达到显示的效果。其中，侧边入光式背光模块因具有较薄的厚度，故被大量应用于例如手机、笔记本电脑、监视器、电视与个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等液晶显示装置中。

在侧边入光式背光模块中，导光板的功能的一为导引光线方向，以提高显示面板的光辉度及控制其亮度的均匀度。一般而言，为了提高导光板的出光效率，会贴附白反射片在导光板的侧边以回收反射光，并增加光学效率。然而，贴附反射片的方式除了耗费人力与时间成本外，贴附胶带的对位精度与制程良率也是极大问题。

发明内容

本发明提出一种显示装置及其加工机台。实施例的显示装置中，粗糙结构可有效地将射向导光元件的侧面的光线反射回导光元件之内，可减少光线的流失，进而提高背光模块的出光效率。

根据本发明的一实施例，提出一种显示装置。显示装置包括一背光模块以及一显示面板。背光模块包括一导光元件及至少一粗糙结构。导光元件具有一出光面以及至少一侧面，出光面与侧面是相邻且共用一侧边。粗糙结构形成于侧面上，粗糙结构具有一表面粗糙度为0.01～10微米。显示面板对应于出光面设置。

根据本发明的另一实施例，提出一种加工机台。加工机台包括一定位机构(positioning mechanism)、一喷涂装置(spray coating device)以及一固化装置(curing device)。定位机构用以定位一导光元件，喷涂装置用以提供一涂料以形成一涂层于导光元件的一侧面上，固化装置用以固化涂层。定位机构邻设于喷涂装置和固化装置。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1绘示根据本发明一实施例的显示装置的爆炸示意图。

图2绘示根据本发明另一实施例的显示装置的爆炸示意图。

图3绘示根据本发明一实施例的显示装置的加工机台的示意图。

图中元件标号说明：

10、20：显示装置

100、100’：背光模块

110：导光元件

110a：出光面

110b、110d、110e：侧面

110c：底面

110s：侧边

120：粗糙结构

130：反射片

140、240：背光源

150：背板

200：显示面板

30：加工机台

310：定位机构

311：定位柱

313、315：挟持治具

317：对位监视器

320：涂层

330：喷涂装置

331：涂料容器

333：搅拌器

335：喷涂头

350：固化装置

370：自动化控制系统

390：反应腔室

D1：延伸方向

θ：角度

具体实施方式

根据本发明的实施例，显示装置中，粗糙结构可有效地将射向导光元件的侧面的光线反射回导光元件之内，可减少光线的流失，进而提高背光模块的出光效率。以下参照所附图式详细叙述本发明的实施例。图式中相同的标号是用以标示相同或类似的部分。需注意的是，图式已简化以利清楚说明实施例之内容，实施例所提出的细部结构仅为举例说明之用，并非对本发明欲保护的范围做限缩。本领域技术人员当可依据实际实施态样的需要对这些结构加以修饰或变化。

图1绘示根据本发明一实施例的显示装置10的爆炸示意图。如图1所示，显示装置10包括一背光模块100以及一显示面板200。背光模块100包括一导光元件110及至少一粗糙结构120。导光元件110具有一出光面110a以及至少一侧面110b，出光面110a与侧面110b相邻且共用一侧边110s。粗糙结构120形成于侧面110b上，粗糙结构120具有一表面粗糙度。粗糙结构120的表面粗糙度为0.01～10微米。显示面板200对应于出光面110a设置。

实施例中，导光元件110例如是一导光板，粗糙结构120可有效地将射向导光元件110的侧面110b的光线反射回导光元件110之内，可减少光线的流失，进而提高背光模块100的出光效率。

再者，相较于传统贴合反射片于侧面110b的方式，根据本发明的实施例，粗糙结构120直接形成于侧面110b上，可以减少贴合反射片的人工与时间成本，而可以大幅降低人工贴合反射片产生的对位精度的误差可能性，更可以完全避免因为贴合的对位误差而产生的重工(rework)不易的问题。如此一来，不仅可以有效降低制程的人工与时间成本，更可以提升制程的良率。

一实施例中，粗糙结构120的表面粗糙度例如可以是0.01～5微米。

如图1所示，出光面110a与侧面110b相邻且夹有一角度θ。出光面110a与侧面110b夹有的角度θ不等于180度。一实施例中，出光面110a与侧面110b相邻夹有的角度θ约为80-100度，例如是约90度。

如图1所示，导光元件110具有一底面110c，底面110c是相对于出光面110a。实施例中，底面110c的表面粗糙度不同于粗糙结构120的表面粗糙度。

实施例中，导光元件110的侧面110b上的粗糙结构120可以经由喷涂(spraying)或涂布(coating)方式形成。

实施例中，粗糙结构120可包括一热固化层(thermal curing layer)或一紫外光固化层(UV curing layer)。

实施例中，粗糙结构120可包括水性漆(water paint)、油性漆(oil paint)、二氧化钛、光起始剂、乙酸丙二醇单甲基醚酯、乙酸甲氧基丁基酯、压克力单体、压克力树脂、聚硅氧烷、涂料添加剂、硫酸钡、环氧树酯低聚物，氨基低聚物、分散剂、流平剂、钛白粉、芳香烃溶剂或上述任两种以上的组合。

实施例中，粗糙结构120还可包括多个高反射性粒子，例如是二氧化钛粒子、硫酸钡(BaSO₄)、空气泡或上述任两种以上的组合。

如图1所示，背光模块100还可包括一反射片130。反射片130设置于导光元件110的出光面110a的相对的一侧。换言之，反射片130对应于导光元件110的底面110c设置。实施例中，背光模块100更可包括一背板150，反射片130设置于背板150上。实施例中，反射片130可以是经由贴合或是涂布的方式形成于背板150上。

实施例中，背光模块100还可包括一背光源140，背光源140设置于反射片130和导光元件110之间。如图1所示，背光源140设置于反射片130上。实施例中，背光源140例如包括多个有机发光二极管。本实施例中，背光模块100例如是直下式入光(Bottom lighting)背光模块。然而，背光源140的选择亦可视实际情况选择，并不以上述类型为限。

一实施例中，如图1所示，粗糙结构120亦可形成于导光元件110的邻接于发光面110a的多个侧面上。举例而言，粗糙结构120可以形成于导光元件110的侧面110d上。于其他实施例中，以背光模块110为直下式背光模块为例，粗糙结构120亦可以形成于邻接出光面110a的所有四个侧面上。

图2绘示根据本发明另一实施例的显示装置20的爆炸示意图。本实施例中与前述实施例相同的元件是沿用同样的元件标号，且相同元件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图2所示，显示装置20包括一背光模块100’以及显示面板200。背光模块100’包括导光元件110及至少一粗糙结构120。导光元件110具有出光面110a以及至少一侧面110b，出光面110a与侧面110b相邻且共用一侧边110s，出光面110a与侧面110b夹有角度θ。粗糙结构120形成于侧面110b上，粗糙结构120的表面粗糙度为0.01～10微米。显示面板200对应于出光面110a设置。

如图2所示，背光模块100’更可包括一反射片130。反射片130设置于导光元件110的出光面110a的相对的一侧。换言之，反射片130对应于导光元件110的底面110c设置。实施例中，反射片130设置于导光元件110的底面110c上。实施例中，反射片130可以是经由贴合或是涂布的方式形成于导光元件110的底面110c上，或是直接置放于导光元件110的底面110c之下。

实施例中，背光模块100’更可包括背板150，反射片130设置于背板150和导光元件110之间。

本实施例中，背光模块100’更可包括一背光源240，背光源240设置于导光元件110的一侧边。举例而言，如图2所示，背光源240邻接于导光元件110的一侧面110e而设置。实施例中，背光源240例如包括冷阴极萤光灯管(CCFL)或有机发光二极管(LED)。本实施例中，背光模块100例如是侧边式入光(Edgelighting)背光模块。然而，背光源240的选择亦可视实际情况选择，并不以上述类型为限。

图3绘示根据本发明一实施例的显示装置的加工机台30的示意图。如图3所示，加工机台30包括一定位机构(positioning mechanism)310、一喷涂装置(spray coating device)330以及一固化装置(curing device)350。定位机构310用以定位导光元件110，喷涂装置330用以提供一涂料以形成一涂层于导光元件110的侧面110b上，固化装置350用以固化涂层。实施例中，加工机台30更可包括一自动化控制系统370，用以处理自动定位、自动喷涂及自动固化的讯息处理及传递。定位机构310邻设于喷涂装置330和固化装置350。

实施例中，定位机构310可包括多个定位柱311、挟持治具313和315、旋转马达(未绘示)及对位监视器317。当堆叠的导光元件110被传送进加工机台30，定位柱311便固定导光元件110于X-Y平面的位置，接着位于导光元件110之上及之下的挟持治具313和315将导光元件110挟持住，以固定导光元件110于Z方向的位置。详细地说，导光元件110先经由运送带输送进加工机台30，接着定位柱311升起，定位柱311被气压杆推动而导光元件110，再利用上下挟持治具313和315夹住导光元件110。然后，对位监视器317读取导光元件110的座标位置，并将座标位置的讯息传送到喷涂装置330。实施例中，对位监视器317例如是电荷耦合元件(CCD)，经由对位监视器读取导光元件110上的对位符号(alignment mark)以确定是否对位成功。对位符号例如是导光元件110的玻璃基板上的切角，该切角可以在裁切制程时一并制作。换言之，定位机构310可自动定位导光元件110。

实施例中，喷涂装置330可包括涂料容器331、搅拌器333、加热器(未绘示)、线性马达(未绘示)、气阀(未绘示)、压力传感器及喷涂头335。线性马达可带动喷涂头335，而使喷涂头335沿着导光元件110的侧面110b的延伸方向D1移动。当喷涂装置330接收到对位监视器317提供的导光元件110的座标位置的讯息后，喷涂头335移动到邻近导光元件110的侧面110b处，提供涂料以形成涂层320于导光元件110的侧面110b上。实施例中，利用喷涂头350将涂料以非接触式的方式喷涂至导光元件110的侧面110b以形成涂层320。实施例中，利用压力传感器感应并定位导光元件110及喷涂头335的间距之后，可以利用气阀控制涂料的喷出量以及利用线性马达控制喷涂头335移动的速度。再者，搅拌器333可防止涂料容器331内的涂料凝结，加热器可调整涂料的温度，而可以进一步调整涂料的特性以适于喷涂(例如调整至适当的粘度、均匀度及浓度)，因而可以利用搅拌器333与加热器来调控涂料的特性，以达到涂布均匀性的效果。换言之，喷涂装置330可自动喷涂涂层320于导光元件110上。

另一实施例中，喷涂装置330亦可以包括一刷具(未绘示)，也就是说，亦可以刷具取代喷涂头335，以刷具涂布涂层320于导光元件110的侧面110b上。实施例中，利用刷具将涂料以接触式的方式涂布至导光元件110的侧面110b以形成涂层320。

实施例中，固化装置350可以是一热固化装置或一紫外光固化装置。也就是说，可以依据涂料的特性来选择适合的固化方式。实施例中，涂层320形成于导光元件110的一个侧面110b上之后，定位机构310将导光元件110沿X-Y平面转动90度，将具有涂层320的侧面转动至面对固化装置350以进行固化。实施例中，以旋转马达带动上下挟持治具313和315，用以转动导光元件110。换言之，固化装置350可自动固化涂层320于导光元件110上，以形成粗糙结构120。

一实施例中，固化装置350例如是紫外光固化装置，包括紫外光照射灯、积光量传感器及气压缸。积光量传感器用以确认紫外光照射的能量。当导光元件110上的涂层320完成后，挟持治具313和315将已经覆着涂层320的侧面旋转至面对紫外光照射灯，接着进行涂层320的紫外光固化。气压缸设置于紫外光照射灯的外侧，气压缸可推动紫外光照射灯以移动并靠移近导光元件110的涂层320，以提高紫外光固化的效果。

一实施例中，固化装置350例如是热固化装置，包括加热板、温度传感器及气压缸。温度传感器用以确认加热的能量。当导光元件110上的涂层320完成后，挟持治具313和315将已经覆着涂层320的侧面旋转至面对加热板，接着进行涂层320的热固化。气压缸设置于加热板的外侧，气压缸可推动加热板以移动并靠移近导光元件110的涂层320，以提高热固化的效果。

根据本发明的实施例，固化装置350亦可以同时包括紫外光固化装置及热固化装置，此两者可以设计为设置于相同的侧面位置或不同的侧面位置。

实施例中，加工机台30更可包括一反应腔室390，其中定位机构310、喷涂装置330以及固化装置350均设置于反应腔室中。定位机构310、喷涂装置330以及固化装置350均设置于同一个反应腔室390中，除了可以缩短制程的时间外，也可避免导光元件110在运送的过程中可能产生的碰撞及污染，降低导光元件110产生瑕疵、毁损的可能，因而可提高制程的良率，并达到节省制作成本等效果。

以下就实施例作进一步说明。以下表1列出实施例的显示装置的粗糙结构的主要成分及其量测结果。以下实施例的表面粗糙度(Ra)是以表面粗度测定机(仪器：Mitutoyo；型号：SJ-210)测得，出光效率以大积分球量测模块测得。然而以下的实施例为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。

表1

由表1的结果可看出，当样品的粗糙结构所采用的材料类型(或其混合物的类型)不同，会影响其表面粗糙度，而整体的出光率结果会受到上述两个因素影响。因而，可以经由调整上述的材料类型及粗糙度的两个因素来调整显示装置的出光率。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：

一背光模块，包括：

一导光元件，具有一出光面以及至少一侧面，该出光面与该侧面相邻且共用一侧边；及

至少一粗糙结构，形成于该侧面上，该粗糙结构具有一表面粗糙度为0.01～10微米；以及

一显示面板，对应于该出光面设置。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该粗糙结构的该表面粗糙度为0.01～5微米。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该导光元件具有一底面，该底面是相对于该出光面，该底面的一表面粗糙度不同于该粗糙结构的该表面粗糙度。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该粗糙结构包括一热固化层(thermal curing layer)或一紫外光固化层(UV curing layer)。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该粗糙结构包括水性漆(water paint)、油性漆(oil paint)、二氧化钛、光起始剂、乙酸丙二醇单甲基醚酯、乙酸甲氧基丁基酯、压克力单体、压克力树脂、聚硅氧烷、涂料添加剂、硫酸钡、环氧树酯低聚物，氨基低聚物、分散剂、流平剂、钛白粉、芳香烃溶剂或上述任两种以上的组合。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该粗糙结构包括多个高反射性粒子。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该粗糙结构包括二氧化钛粒子、硫酸钡(BaSO₄)、空气泡或上述任两种以上的组合。

8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该出光面与该侧面相邻且夹有一角度，该角度为约80-100度。

9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该背光模块还包括：

一反射片，设置于该导光元件的该出光面的相对的一侧；以及

一背光源，设置于该反射片和该导光元件之间、或该导光元件的一侧边。

10.一种加工机台，包括：

一定位机构(positioning mechanism)，用以定位一导光元件；

一喷涂装置(spray coating device)，用以提供一涂料以形成一涂层于该导光元件的一侧面上；以及

一固化装置(curing device)，用以固化该涂层，其中该定位机构邻设于该喷涂装置和该固化装置。