CN105044833A - 导光板及其网点图案的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导光板及其网点图案的制造方法，该导光板具有多个布点区域，并至少一布点区域内设有至少一网点，应用于显示器领域时，该导光板划设有多个画素区域，各该布点区域自该画素区域向内渐缩，用以使相邻的各该画素区域在出光至该液晶模组时互不影响，以提升显示器的演色性与显像效能，并透过相邻的各该布点区域的间距可进一步提升该网点的加工裕度与设计空间。

Description

导光板及其网点图案的制造方法

技术领域

本发明涉及导光板领域，尤其是一种导光板的网点技术领域。

背景技术

液晶显示器中，可分为两种主要显示技术，其一为采用空间彩色滤光片技术(SpatialColorFilter，SCF)控制显像，其二为场色序法液晶显示技术(FieldSequentialColor，FSC)。早期的液晶显示器多采用SCF显示技术，在液晶模组部分，其单一画素由三个子画素形成，每个子画素则透过一薄膜晶体管控制其电场强度，以决定每个子画素所通过的光强度，并搭配其对应的原色滤光片进行调变，使各子画素对应的原色光进而混成最终显示影像。鉴于对液晶显示器的演色性、对比性与轻薄等的要求，逐渐出现采用FSC显示技术的液晶显示器。FSC显示器舍弃设置彩色滤光片方式，而利用背光模组的多色光源依时序进行色彩切换，搭配各光源的转换时间同步趋动薄膜晶体管控制液晶画素穿透量以调配各原色的相对光量，再通过视觉暂留作用而混成显示影像给观赏者。相对于SCF技术，FSC技术中移除了彩色滤光片，因此不需要在每一画素里再次切割出子画素，而是仰赖多色光源的混成来显像。所以，FSC技术在色彩饱和度的特性表现上优于SCF显示技术，且在显示效能上可大幅提升光利用效率，降低耗电性。而且，采用FSC的LCD显示器，在组件上由于省略了滤光片，因此也可简化液晶盒的制程；以及减少了单一画素中所需薄膜晶体管的个数，可大幅降低原料成本，也可简化控制电路的复杂度，所以，目前液晶显示器逐渐趋向于采用FSC作为主要显示技术。而运用于SCF显示技术的显示器，其背光模组则须为白光光源并透过导光板导引光线，从而利用彩色滤光片将其过滤形成各原色光。运用于FSC显示技术的显示器，则可以各色光源依时序调变并配合导光板导引光线以配合薄膜晶体管达到显像目的。

同时随着科技的进步，现今的显示设备更趋多样化，透明显示设备也应运而生。透明显示设备显示面板本身具有一定程度的透光性，在显示影像的同时也可清晰地显示面板后方的背景。由此，使其在视觉上较不具厚重感，符合现今对显示设备的轻薄要求。透明显示设备可广泛地应用于各领域，例如建筑物窗户，汽车车窗、商店橱窗或计算机、电视及手机的屏幕等。

由于透明显示设备必须在显示影像的同时也可观看到显示面板后方的背景，因此显示面板的透光性，也即穿透率，为一极重要的指标。常用透明显示设备中，一般仰赖环境光源作为显示影像的光线来源，但为了确保透明显示设备在夜间或环境光不足的情况下仍具有足够的光源，因此，如何在透明显示设备中再设置背光模组便成为一个重要的课题。由于透明显示设备需可供用户观看到显示面板后方的背景，因此必须省略传统背光模组中的部分零件以避免形成遮挡。所以，传统背光模组并不适用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术导光板的显示器的演色性和显像清晰度低、网点加工裕度和设计空间窄的缺陷，提供一种导光板及其网点图案的制造方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种导光板，应用于一场色序法透明液晶显示器中，该场色序法透明液晶显示器具有一侧入式背光模组及一液晶模组，其特点在于，该导光板对应该液晶模组划设有多个画素区域，且该些画素区域呈矩阵状排列，并自各该画素区域向内渐缩形成一布点区域，且至少一该布点区域中设有至少一网点；由此，该布点区域因自各该画素区域向内渐缩，而使相邻的各该画素区域在出光至该液晶模组时互不影响。

较佳地，各该画素区域的边长为A，各该布点区域的边长为a，该导光板与该液晶模组的间距为h，在该网点处的出射光线角度为2θ，并符合[h×tanθ≤(A-a)/2]的条件。由此，可确保相邻的各该画素区域在出光至该液晶模组时不会相互影响，以提升该场色序法透明液晶显示器的显示效能。

较佳地，该导光板的非该些布点区域设置为类镜面，用于进一步提升该导光板的光线利用率。

本发明还提供一种导光板，其特点在于，其包括：

至少一非布点区域，呈网格状；

多个布点区域，由该非布点区域的网格定义，多个该布点区域散置于该非布点区域，且至少一该布点区域中设有至少一网点。

由此，用于使光线通过该网点出光时，位于边缘的光轨迹线可被限定在一定区域内。

较佳地，该非布点区域的网格线宽为b，各该布点区域的边长为a，进而定义一画素区域的边长为a+b。当该导光板应用于显示器领域时，使该非布点区域的网格线宽为b，各该布点区域的边长为a，进而定义一画素区域的边长为a+b，并使该导光板从相邻的各该画素区域出光在一定范围时不相互影响。

较佳地，该非布点区域设置为类镜面，用于进一步提升该导光板的光线利用率。

本发明还提供一种导光板网点图案的制造方法，其特点在于，用于设置至少一网点在如前所述的导光板的至少一该布点区域中，该导光板网点图案的制造方法包含以下步骤：

针对该导光板的非该些布点区域产生一屏蔽图案；

依据该导光板的规格定义一网点图案；

将该屏蔽图案与该网点图案同步输入一加工机台；

在该屏蔽图案内设定该加工机台不加工任何网点。

由此，以自动化加工方式在所划分的布点区域加工该网点。

较佳地，所述在该屏蔽图案内设定该加工机台不加工任何网点，是采用将原欲在该屏蔽图案内加工的该网点推移至该屏蔽图案外的方式，或采用直接忽略原欲在该屏蔽图案内加工的该网点的方式，以调整该加工机台在该导光板加工设置该网点的区域。

本发明还提供一种导光板网点图案的制造方法，其特点在于，用于设置至少一网点在如前所述的导光板的至少一该布点区域中，该导光板网点图案的制造方法包含以下步骤：

针对该导光板的非该些布点区域产生一屏蔽图案；

依据该导光板的规格定义一网点图案；

利用该屏蔽图案删去该网点图案的部分网点，进而产生一加工图案；

将所述加工图案输入一加工机台。

该制造方法先行利用该屏蔽图案及该网点图案而形成该加工图案，再使该加工机台依循该加工图案进行该网点的加工制程。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明的该导光板透过该些布点区域限制网点的加工范围，并利用布点区域间的未布点区域，使光线自布点区域中的网点出光时，不会影响相邻的画素区域，从而可提升应用该导光板的显示器的演色性与影像清晰度；

(2)本发明布点区域的设计，即使光线在该网点处的展光角度较大，也可通过布点区域间的未布点区域实现相邻画素间互不影响的功效，从而可提升网点的加工裕度与设计空间。从而透过本发明提供的网点制造方法，可准确地在布点区域中加工网点，以达成上述的导光板态样与功效。

附图说明

图1为本发明实施例1的导光板的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的导光板的平面结构示意图。

图3为本发明实施例2的导光板的立体结构示意图。

图4为本发明实施例2的导光板的应用分解结构示意图。

图5为本发明实施例2的导光板的局部应用剖面图。

图6为本发明实施例1和实施例2中导光板网点图案的制造方法的步骤流程图。

图7为本发明实施例1和实施例2中导光板网点图案的制造方法的另一步骤流程图。

附图标记说明：

1、2：导光板

10：非布点区域

11、21：布点区域

12、22：网点

13、20：画素区域

3：侧入式背光模组

30：红色发光源

31：绿色发光源

32：蓝色发光源

4：液晶模组

40：薄膜晶体管层

S101～S104：步骤

S105～S106：步骤

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

为使光线在导光板出光时，可具有更佳的均匀度，因此在导光板上多半设计有微结构以调整出光量与出光均匀状态。但在透明显示设备的应用中，该些微结构除了易被观看者辨识外，同时也容易使显示影像造成迭纹的现象。本案发明人基于多年实务经验与长期技术研究，深入探讨产业链下游整机厂商在使用导光板于透明显示器时，会出现的技术问题，并提出相应改良方案如下。

为提升透明显示器的对比度与透明度，若采用SCF液晶显示器，其内的彩色滤光片会形成遮挡现象而影响整体显示设备的透明度。但若采FSC显示技术制造透明显示设备，为了避免显示影像的分辨率不足，因此在多色光源依时序变换下，需要确保每一画素间的色光不会互相影响。且如前述，作为透明显示器，其透光率的要求远高于一般显示器，如何避免导光板的微结构在不影响透光率及显示效能的情况下，并通过其对应各画素调节出光即是下游面板业者所陌生而未曾考虑到的地方。

所以，一般面板业者的技术人员，理应直观地希冀导光板上诸网点在利用自身密度变化调整出光均匀性的同时，能够在各别网点上，形成发光光形较为准直的光包。然而，准直的光包仰赖底部尖锐的网点结构，并不适合量产。

因此，针对如何防止画素的色光彼此影响，以及降低微结构对显示效能的影响，本案发明人构思一种导光板及其网点图案的制造方法，可有效解决透明液晶显示器的上述技术问题。

实施例1

请参阅图1及图2，其为本发明实施例1的立体示意图及平面示意图。本发明的一种导光板1包含至少一非布点区域10及多个布点区域11。该非布点区域10呈网格状，该些布点区域11由该非布点区域10所定义，而且散置于该非布点区域10，且至少一该布点区域11中设有至少一网点12。其中，该些布点区域11可呈矩阵状排列，并对应位于网格状的该非布点区域10的格子处，从而排列成如图1所示的态样。其中，该网点12为取光微结构用于破坏光线入射至该导光板1后的全反射现象，用于调整出光均匀度，且该网点12可设置为多个，并且各该布点区域11中的该网点12数量与位置可依据光学需求调整。在实施例1中，该网点12设置为多个，且各该布点区域11具有相同的该等网点12数量及排列方式，但是本发明并不局限于此。

本实施例所揭示的该导光板1可应用于各显示领域中。其中，当该导光板1应用于一显示器中的背光模组时，其可划设有多个画素区域13。在此，使该非布点区域10的网格线宽为b，各该布点区域11的边长为a，进而定义至少一该画素区域13的边长为a+b，如图2所示。其中，较佳者，该些布点区域11位于该些画素区域13内，而使每一该画素区域13皆包含一个该布点区域11。此外，为了提升设有该导光板1的该显示器的分辨率或演色性等显示效能，使至少一该画素区域13涵盖的范围为其内对应的该布点区域11，以及该布点区域11周侧的部分该非布点区域10。进一步说，该画素区域13的至少一边界线系重合于该非布点区域10网状区域的各中央轴在线。在此划分态样下，该画素区域13即包含其内的该布点区域11，以及由该布点区域11的边界向外延伸1/2b长度所涵盖的该非布点区域10，由此，即可在显示影像时，使相邻的各该画素区域13在出光至一定范围内不会互相影响，从而可有效提升显示器的显示效果，前述的出光范围则可为光线自该画素区域13出光至该显示器的一显示模块的距离。通过定义该网点12在该导光板1的设置范围，用于使光线在相异的该画素区域13中并不会相互干扰，从而可进一步提升该网点12的设计空间与加工裕度，进而可以做更多元化的光学设计。换句话说，即使采用CNC刀具、雷射加工技术或油墨喷印技术，所制造的导光板或转写用的模具，其各网点的顶端或底端，可不要求极准直的光形，而能采用光包散得较开的光形仍不影响相邻画素的作用。但是该些布点区域11的设置态样，以及该些画素区域13的划分，都可因应实际应用时的光学要求调整，仅需使至少一该画素区域13符合上述的边长条件即可。

此外，为了提升光线利用率，使该非布点区域10设置为类镜面，以有效利用入射至该导光板1的光线。其中，特别一提的是，用以制作该导光板1的模具，如透过射出成型方式制作该导光板1的模仁，或是用以滚压塑料而成型该导光板1的模具，其与该非布点区域10接触的区域呈镜面，以提升该非布点区域10的平滑程度。

实施例2

图3、4及5分别为本发明实施例2的导光板的立体结构示意图、应用分解结构示意图及局部应用剖面结构示意图。在本实施例中，本发明的一种导光板2应用于一场色序法透明液晶显示器中，该场色序法透明液晶显示器具有一侧入式背光模组3及一液晶模组4，并且该导光板2设于该侧入式背光模组3中。根据场色序法显示技术，该侧入式背光模组3包括至少一红色发光源30、至少一绿色发光源31及至少一蓝色发光源32，并使该红色发光源30、该绿色发光源31及该蓝色发光源32依时序频率发光且通过该导光板2导引形成出光。较佳者，该红色发光源30、该绿色发光源31及该蓝色发光源32可分别为一LED，此外亦可根据需求增设一白色发光源。该液晶模组4包含一薄膜晶体管层40，薄膜晶体管层40根据欲显示图像的态样调整电场强度控制显像频率，搭配该红色发光源30、该绿色发光源31及该蓝色发光源32的依循时序产生的光线而达到混色显像目的。为凸显本发明的技术特征，该侧入式背光模组3及该液晶模组4还可进一步包括组件如基板、液晶层及显示面板等，在此便不多加描述。

该导光板2对应该液晶模组4划设有多个画素区域20，该些画素区域20指该导光板2上对应该液晶模组4中用以显示画素的各区域，较佳者，可对应该薄膜晶体管层40而划设。该些画素区域20呈矩阵状排列，并自各该画素区域20向内渐缩形成一布点区域21，且至少一该布点区域21中设有至少一网点22。由此，各该布点区域21因自各该画素区域20向内渐缩，从而使相邻的各该画素区域20在出光至液晶模组4时互不影响。

在本实施例中，各该画素区域20及各该布点区域21呈矩形，且各该布点区域21自对应的该画素区域20向内等比例渐缩，并位于各该画素区域20的中心处，亦即该布点区域21与该画素区域20共中心。本发明的该网点22根据各类发光需求进行设计，并仅位于该等布点区域21中，使得该导光板2上非为该等布点区域21的其余区域，并不会有该网点22存在，亦即各该布点区域21间保留有一定的留白区域而未设计有该网点22，以达到各该画素区域20在出光至该液晶模组4时不会相互干扰，提升该场色序法透明液晶显示器的演色性。同时，也可在该等布点区域21中针对该网点22进行更多样化的调整与设计，以提升该网点22的加工裕度。该网点22为取光微结构，用以破坏光线入射至该导光板2后的全反射现象，以调整在各该画素区域20的出光均匀度与辉度。其中，该网点22设置为多个时，可依据各该布点区域21与该侧入式背光模组3的距离调整该些网点22的分布密度，如邻近光源的该等布点区域21，其内所布设的该些网点22密度较小，而越远离光源的该些布点区域21，其内所布设的该些网点22密度则较大。由于距离光源较近的区域，光源提供的光线进入该导光板2后能量消耗较小，从而具有较高的亮度；反之，距离光源较远的区域，光线进入该导光板2后消耗较多能量而具有较低的亮度。因此，通过上述的该些网点22布设密度差异，即可使该导光板2整体具有均匀的出光效果。

其中，本发明的该导光板2使各该画素区域20的边长为A，各该布点区域21的边长为a，该导光板2与该液晶模组4的间距为h，在该网点22的出射光线角度为2θ，并符合[h×tanθ≤(A-a)/2]的条件，如图5所示。当各该画素区域20的边长为A时，为使位于该布点区域21中的任一该网点22在出光至该液晶模组4时，不影响相邻的该画素区域20以免造成混色不当或显像不清晰的情况发生，必须使光线经该些网点22调整后在该液晶模组4的出光轨迹线不会照射至相邻的该画素区域20中。而当满足[h×tanθ≤(A-a)/2]这一条件式时，即可让任一该网点22均可符合上述要求，因此在本发明中，即使在极为邻近该布点区域21边界处，也可设置有该网点22，通过各该布点区域21间的留白区域，即可有效防止该网点22出光时影响邻近的该画素区域20。此外，在设计该等布点区域21时，考虑成本等因素，由于该导光板2对应设有该侧入式背光模组3的侧边直接接收来自该侧入式背光模组3的光线，因此位于该导光板2设有该红色发光源30、该绿色发光源21与该蓝色发光源22的一侧边的该些画素区域20，其对应该红色发光源30、该绿色发光源31与该蓝色发光源32的侧边则无造成出光干扰的疑虑，因此可使其内的该布点区域21的一侧边与该导光板2对应设有该红色发光源30、该绿色发光源31与该蓝色发光源32的一侧边重合。同样地，位于最邻近该导光板2边缘处的该些画素区域20与该些布点区域21，也可采用此种设计概念实施。简言之，该等布点区域21的设计依据其所在的该画素区域20与相邻之该画素区域20的关系而可调整未布设该网点22的区域大小与态样，由此可获得更多元的变化设计。上述的该些画素区域20、该些布点区域21及该些网点22的分布态样为实施例2较佳的设置方式，本发明并不局限于此。

另外，为提升光线使用效率，使该导光板2的非该等布点区域21设置为类镜面，以更为有效地利用入射至该导光板2的光线。其中，同于前述，用来制作该导光板2的模具，如透过射出成型方式制作该导光板2的模仁，或是用来滚压塑料而成型该导光板2的模具，其与该导光板2欲形成类镜面区域接触的区域，呈镜面设置，以使透过模具制成的该导光板2的类镜面区域可更趋平滑。

图6其为本发明用来设置网点在实施例1及实施例2所述的导光板的方法步骤流程图。本发明还揭示一种导光板网点图案的制造方法，用于设置至少一网点在前述的该导光板的至少一该布点区域中，该导光板网点图案的制造方法系包含以下步骤。

首先，针对该导光板的非该等布点区域产生一屏蔽图案，此即为步骤S101。接着，依据该导光板的规格定义一网点图案，为步骤S102。其中，该导光板的规格数据可包括但不限于该导光板的形状、大小以及厚度等，而该网点图案则为依据各类光学需求所设计的该网点分布态样图案。待定义完毕该屏蔽图案及该网点图案后，将该屏蔽图案与该网点图案同步输入一加工机台，此为步骤S103。接续进行步骤S104，设定该加工机台不加工任何网点。其中，在该屏蔽图案内不加工任何网点的方式可为将原欲在该屏蔽图案内加工的该网点，推移至该屏蔽图案外，亦即使该加工机台在该导光板上加工该网点时，避开该屏蔽图案的范围。或另一方式为，直接忽略原欲在该屏蔽图案内加工的该网点。由此，即可有效控制该网点在该导光板的布点情况，并确保该网点仅在该些布点区域内加工。

图7为本发明用于设置网点在实施例1及实施例2所述的导光板的另一方法步骤流程图。为使该网点可在该些布点区域加工，在此揭露另一种流程方法。首先执行步骤S101及S102，步骤S101及步骤S102同于前述，故在此即不再加以赘述。定义该屏蔽图案即该网点图案后，利用该屏蔽图案删去该网点图案的部分网点，进而产生一加工图案，为步骤S105。接着，再将该加工图案输入该加工机台，此为步骤S106，以执行该网点的加工制程。在此所揭示的制造方法中，在该加工图案输入至该加工机台前，即先行透过该屏蔽图案及该网点图案来形成该加工图案，例如可采将该屏蔽图案及该网点图案相互重迭的方式，并将重迭后对应于该屏蔽图案区域的该些网点删去，而形成该加工图案，该加工机台即可依据该加工图案针对该导光板进行该些网点的加工。无论是前述透过该加工机台自动在加工该些网点时，移除或忽略原欲在该屏蔽图案内加工的该些网点，或是先行利用该屏蔽图案及该网点图案而形成该加工图案，再使该加工机台依循该加工图案进行该网点的加工制程，皆可使该些网点系位于该些布点区域内。

本发明的该导光板通过该些布点区域定义该些网点的加工范围，且该些布点区域之间留有未设有该网点的区域。从而使该导光板应用于显示器时，光线从该导光板出光至该液晶模组时，该导光板上相邻的该些画素区域互不影响，可提升显示器的演色性。同时，该些布点区域的设计，即使该网点的出射光线展光角度较大，仍可因该导光板上的该些布点区域分布，而如前述使每一该画素区域的光线在出光时不会超过邻近的该画素区域，由此以提升该网点的设计空间与加工裕度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种导光板，应用于一场色序法透明液晶显示器中，该场色序法透明液晶显示器具有一侧入式背光模组及一液晶模组，其特征在于，该导光板对应该液晶模组划设有多个画素区域，且该些画素区域呈矩阵状排列，并自各该画素区域向内渐缩形成一布点区域，且至少一该布点区域中设有至少一网点；由此，该布点区域因自各该画素区域向内渐缩，而使相邻的各该画素区域在出光至该液晶模组时互不影响。

2.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，各该画素区域的边长为A，各该布点区域的边长为a，该导光板与该液晶模组的间距为h，在该网点的出射光线角度为2θ，并符合[h×tanθ≤(A-a)/2]的条件。

3.如权利要求1所述的导光板，其特征在于，该导光板的非该些布点区域设置为类镜面。

4.一种导光板，其特征在于，其包括：

至少一非布点区域，呈网格状；

多个布点区域，由该非布点区域的网格所定义，多个该布点区域散置于该非布点区域，且至少一该布点区域中设有至少一网点。

5.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，该非布点区域的网格线宽为b，各该布点区域的边长为a，进而定义一画素区域的边长为a+b。

6.如权利要求4所述的导光板，其特征在于，该非布点区域设置为类镜面。

7.一种导光板网点图案的制造方法，其特征在于，用于设置至少一网点在如权利要求1至6任一项所述的导光板的至少一该布点区域中，该导光板网点图案的制造方法包含以下步骤：

针对该导光板的非该些布点区域产生一屏蔽图案；

依据该导光板的规格定义一网点图案；

将该屏蔽图案与该网点图案同步输入一加工机台；

在该屏蔽图案内设定该加工机台不加工任何网点。

8.如权利要求7所述的导光板网点图案的制造方法，其特征在于，所述在该屏蔽图案内设定该加工机台不加工任何网点，将原欲在该屏蔽图案内加工的该网点推移至该屏蔽图案外。

9.如权利要求7所述的导光板网点图案的制造方法，其特征在于，所述在该屏蔽图案内设定该加工机台不加工任何网点，直接忽略原欲在该屏蔽图案内加工的该网点。

10.一种导光板网点图案的制造方法，其特征在于，用于设置至少一网点在如权利要求1至6任一项所述的导光板的至少一该布点区域中，该导光板网点图案的制造方法包含以下步骤：

针对该导光板的非该些布点区域产生一屏蔽图案；

依据该导光板的规格定义一网点图案；

利用该屏蔽图案删去该网点图案的部分网点，进而产生一加工图案；

将所述加工图案输入一加工机台。