TW201312181A - 導光板、背光模組與顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種導光板，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對的第一表面與第二表面，以及連接第一表面與第二表面的入光面。多個第一光學結構配置於第二表面上。第二透光基板具有相對的第三表面與第四表面。第二透光基板貼附於第一透光基板的第二表面上，且第三表面面向第二表面。多個第二光學結構配置於第三表面上。一光線適於經由入光面進入第一透光基板，並且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。應用此導光板的背光模組以及顯示裝置亦被提出。

Description

導光板、背光模組與顯示裝置

本發明是有關於一種導光板、背光模組以及顯示裝置，且特別是有關於一種由各自具有光學結構的兩個透光基板相對接合而成的導光板以及應用此導光板的背光模組以及顯示裝置。

隨著現代視訊技術的進步，液晶顯示裝置已被大量地使用於手機(mobile phone)、筆記型電腦(notebook personal computer)、個人電腦(personal computer,PC)及個人數位助理(personal digital assistant,PDA)等消費性電子產品的顯示螢幕上。然而，由於液晶顯示裝置之液晶顯示面板(LCD panel)本身並不具有發光的功能，因此需要在液晶顯示面板下方配置背光模組，以提供液晶顯示面板顯示時所需要的背光源。

然而，習知背光模組因為構件數量多，所以會花費許多工時在組裝上。此外，由於導光板與背光模組中的光學膜片是分別獨立的構件，因此當導光板與光學膜片之間出現對位誤差或是光學膜片受熱變形時，都可能導致光學膜片無法平整地貼附於導光板的表面。一旦如此，將大幅降低背光模組所提供之面光源的亮度與均勻性。

此外，外界的異物或灰塵可能進入背光模組內部，使得光學膜片被刮傷。導光板與光學膜片之間的對位誤差會造成組裝良率不佳，而必須重工。再者，大量的光學膜片增加了製作成本，也導致了液晶顯示裝置的薄型化困難。

本發明提供一種導光板，係由各自具有光學結構的兩個透光基板所構成，可提供良好的出光效果。

具體而言，本發明的導光板適於導引一發光元件所發出的一光線。此導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、相對於第一表面的一第二表面以及連接第一表面與第二表面的一入光面。第一透光基板更具有多個第一光學結構，配置於第二表面上。第二透光基板具有一第三表面以及相對於第三表面的一第四表面。第二透光基板貼附於第一透光基板的第二表面上，且第三表面面向第二表面。第二透光基板更具有多個第二光學結構，配置於第三表面上。所述光線適於經由入光面進入第一透光基板，並且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。

在一實施例中，所述第二透光基板的霧度介於0%至99%之間。

在一實施例中，所述多個第一光學結構包括多個第一稜鏡，並排設置於第二表面上。

在一實施例中，所述第二光學結構包括多個第二稜鏡，並排設置於第三表面上。

在一實施例中，所述第一稜鏡的延伸方向實質上垂直於所述第二稜鏡的延伸方向。

在一實施例中，所述導光板更包括一黏著層，位於第一透光基板以及第二透光基板的外圍，並且連接第二表面以及第三表面。

在一實施例中，所述黏著層包括一紫外光固化膠。

在一實施例中，所述導光板更包括多個間隙物，設置於第二表面以及第三表面之間。

本發明更提供一種背光模組，係採用前述導光板，以減少光學膜片的使用數量。此設計有利於背光模組的薄化，可提高出光輝度，並且可避免背光模組因光學膜片變形產生的出光不均勻(waving)或光學膜片損傷等問題。

更具體而言，本發明的背光模組包括一底板、所述導光板、一發光元件以及一承載框。所述導光板配置於底板上。發光元件配置於第一透光基板的入光面旁，且發光元件適於發出一光線經由入光面進入第一透光基板，並且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。承載框配置於導光板的外圍。

在一實施例中，所述第一透光基板鄰近發光元件的一端相對突出於第二透光基板鄰近發光元件的一端，以形成一階梯結構。並且，所述承載框具有一定位部承靠於階梯結構上。

本發明另提供一種顯示裝置，係採用前述導光板以及應用此導光板的背光模組。此顯示裝置具有良好的顯示品質，並且適於薄型化的發展。

具體而言，本發明的顯示裝置包括所述背光模組以及一顯示面板。顯示面板配置於背光模組的承載框，以接收由第四表面射出第二透光基板外的光線，作為顯示光源。

在一實施例中，所述顯示面板的外圍具有一非顯示區，且所述黏著層垂直於第二表面的投影位於非顯示區垂直於第二表面的投影內。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文更搭配圖式列舉多個實施例作詳細說明。

圖1A繪示依照本發明之一實施例的一種導光板以及一發光元件。圖1B為圖1A所示之結構的分解圖。圖2A為圖1A所示之結構的剖面圖。圖2B為圖2A之區域A的局部放大圖。

請參考圖1A、1B、2A與2B，導光板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具有相對的第一表面112、第二表面114以及連接第一表面112與第二表面114的入光面116。第二透光基板120具有第三表面122以及相對於第三表面122的第四表面124。第一透光基板110與第二透光基板120相對接合，其中第二透光基板120的第三表面122例如是藉由黏著層130貼附於第一透光基板110的第二表面114上。本實施例的黏著層130例如是紫外光固化膠，而第一透光基板110與第二透光基板120可以採用類似液晶顯示面板的組立方式來相對接合。例如，在真空或低壓的機台環境下來組立第一透光基板110與第二透光基板120，並且對黏著層130照射紫外光，以固化黏著層130，進而固定第一透光基板110與第二透光基板120的相對位置。

在本實施中，黏著層130位於第一透光基板110以及第二透光基板120的外圍。當導光板100被應用於顯式裝置上時，可以考慮將黏著層130對應於顯示面板的非顯示區(例如黑矩陣)設置，以避免影響顯示裝置的顯示區的正常顯示。

此外，本實施例更分別在第一透光基板110的第二表面114以及第二透光基板120的第三表面122上設置多個第一光學結構142以及第二光學結構144。發光元件150配置於第一透光基板110的入光面116旁，並且適於發出光線L，使光線L經由入光面116進入第一透光基板110。光線L在進入第一透光基板110後，可能在第一透光基板110內進行一或多次反射，或者不經反射，直接由第二表面114上的第一光學結構142以及第三表面122上的第二光學結構144進入第二透光基板120。然後，進入第二透光基板120的光線L可能在第二透光基板120內進行一或多次反射，或者不經反射，直接由第四表面124射出第二透光基板120外。

本實施例的第二透光基板120的第三表面122上具有第二光學結構144，因而可提供與傳統的光學膜片類似或等效的光學效果。更具體而言，前述多個第一光學結構142例如是並排設置於第二表面114上的多個第一稜鏡，而第二光學結構144例如是並排設置於第三表面122上的多個第二稜鏡。如此，位於第三表面122上的稜鏡型態的第二光學結構144可以提供如同稜鏡片的光學效果。此外，本實施例還可以依各種需求設計所述稜鏡型態的第一光學結構142以及第二光學結構144的延伸方向。例如，可使稜鏡型態的第一光學結構142的延伸方向實質上垂直於稜鏡型態的第二光學結構144的延伸方向。此相對應的稜鏡頂角角度皆經過設計以期達成期望的出光光型。當然，第一光學結構142以及第二光學結構144的型態不限於稜鏡，還可以是光擴散網點、圓角稜鏡、規則排列的半圓形凸點、或不規則排列的稜鏡結構等具有光學轉換效果的結構。

另一方面，本實施例可以對第二透光基板120的霧度進行調整，以控制光線L在第二透光基板120內的擴散效果。例如，第二透光基板120的霧度可以被設定在0%至99%之間。換言之，第二透光基板120本身可提供與擴散片類似或等效的光學效果。

請再參考圖2A與2B，為了有效維持第一透光基板110與第二透光基板120的間距，避免第一光學結構142以及第二光學結構144因為導光板100受到壓力而損傷，本實施例可以在第一透光基板110的第二表面114與第二透光基板120的第三表面122之間設置多個間隙物(spacer)160。間隙物160例如是球狀、塊狀、柱狀等，其可承靠於第一光學結構142以及第二光學結構144之間；或者，位於第一透光基板110與第二透光基板120的外圍，承靠於第二表面114與第三表面122之間，並且可能被黏著層130包覆或不被黏著層130包覆。

圖3A-3C繪示依據本發明之一實施例的一種透光基板上之光學結構的製作方法，用以製作如同前述之第一光學結構142或第二光學結構144。首先，如圖3A所示，提供透光基板310，並且在透光基板310上塗佈紫外光固化樹脂層320。透光基板310的材質例如是壓克力(或稱聚甲基丙烯酸甲酯)(Polymethylmethacrylate,PMMA)或是光學玻璃。接著，如圖3B所示，將表面具有光學結構圖案332的壓模(stamper)330壓合於紫外光固化樹脂層320，以將光學結構圖案轉印於紫外光固化樹脂層320上。並且，用紫外光來預烤(pre-cure)紫外光固化樹脂層320。然後，如圖3C所示，移除壓模330，再用紫外光完全固化紫外光固化樹脂層320，而在透光基板310上形成多個光學結構340。

圖4繪示依據本發明之一實施例的一種顯示裝置的局部結構。如圖4所示，顯示裝置400包括應用前述導光板100的背光模組410以及顯示面板420。在背光模組410中，底板412承載導光板100以及發光元件150。導光板100與底板412之間設有反射片414。承載框416配置於導光板100的外圍，用以固定導光板100的位置。

在本實施例中，可以對承載框416以及導光板的外型進行設計，使兩者的外型搭配來達到定位的效果。更具體而言，如圖4所示，在鄰近發光元件150的位置上，第一透光基板110的一端110a會相對突出於第二透光基板120的一端120a，以形成一階梯結構190。對應於此階梯結構190，承載框416具有定位部416a。承載框416被組裝到導光板100時，定位部416a會承靠於階梯結構190上，以定位導光板100。

此外，顯示面板420配置於承載框416上。在本實施例中，顯示面板420例如是液晶顯示面板，其包括顯示區422以及位於顯示區外圍的非顯示區424。一般而言，非顯示區424內可能具有黑矩陣426，以遮擋不正常的漏光。由於黏著層130位於第一透光基板110以及第二透光基板120的外圍，為了避免影響顯示區422的正常顯示，本實施例可以考慮將黏著層130對應於非顯示區424設置。例如，使黏著層130垂直於第二表面114的投影位於非顯示區424垂直於第二表面114的投影內。顯示裝置400還可能包括前框430，配置於顯示面板420的外圍，以固定顯示面板420在承載框416上的位置。

綜上所述，本發明提出的導光板係由各自具有光學結構的兩個透光基板所構成，可提供良好的出光效果。特別是，透光基板上的光學結構以及透光基板本身的霧度設定都可提供與傳統的光學膜片類似或等效的光學效果，因而可以取代習知背光模組中的稜鏡片、擴散片等光學膜片。換言之，採用本發明之導光板的背光模組可以減少光學膜片的使用數量，此有利於背光模組的薄化，並可提高出光輝度。同時，兩透光基板相對接合，不易產生變形或定位誤差，可避免背光模組因光學膜片變形產生的出光不均勻(waving)或光學膜片損傷等問題。另外，採用本發明之導光板以及背光模組的顯示裝置可具有良好的顯示品質，並且適於薄型化的發展。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．導光板

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．．．黏著層

142．．．第一光學結構

144．．．第二光學結構

150．．．發光元件

160．．．間隙物

190．．．階梯結構

A．．．放大區域

L．．．光線

310．．．透光基板

320．．．紫外光固化樹脂層

330．．．壓模

332．．．光學結構圖案

340．．．光學結構

400．．．顯示裝置

410．．．背光模組

412．．．底板

414．．．反射片

416．．．承載框

416a．．．定位部

422．．．顯示區

424．．．非顯示區

426．．．黑矩陣

430．．．前框

圖1A繪示依照本發明之一實施例的一種導光板以及一發光元件。

圖1B為圖1A所示之結構的分解圖。

圖2A為圖1A所示之結構的剖面圖。

圖2B為圖2A之區域A的局部放大圖。

圖3A-3C繪示依據本發明之一實施例的一種透光基板上之光學結構的製作方法。

圖4繪示依據本發明之一實施例的一種顯示裝置的局部結構。

100．．．導光板

110．．．第一透光基板

112．．．第一表面

114．．．第二表面

116．．．入光面

120．．．第二透光基板

122．．．第三表面

124．．．第四表面

130．．．黏著層

142．．．第一光學結構

144．．．第二光學結構

150．．．發光元件

A．．．放大區域

L．．．光線

Claims (27)

1. 一種導光板，適於導引一發光元件所發出的一光線，該導光板包括：一第一透光基板，具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板更具有多個第一光學結構，配置於該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對於該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附於該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板更具有多個第二光學結構，配置於該第三表面上，該光線適於經由該入光面進入該第一透光基板，並且經由該第二表面上的該些第一光學結構以及該第三表面上的該些第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外。
2. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該第二透光基板的霧度介於0%至99%之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，其中該些第一光學結構包括多個第一稜鏡，並排設置於該第二表面上。
4. 如申請專利範圍第3項所述的導光板，其中該些第二光學結構包括多個第二稜鏡，並排設置於該第三表面上。
5. 如申請專利範圍第4項所述的導光板，其中該些第一稜鏡的延伸方向實質上垂直於該些第二稜鏡的延伸方向。
6. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，更包括一黏著層，位於該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，並且連接該第二表面以及該第三表面。
7. 如申請專利範圍第6項所述的導光板，其中該黏著層包括一紫外光固化膠。
8. 如申請專利範圍第1項所述的導光板，更包括多個間隙物，設置於該第二表面以及該第三表面之間。
9. 一種背光模組，包括：一底板；一導光板，配置於該底板上，該導光板包括：一第一透光基板，具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板更具有多個第一光學結構，配置於該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對於該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附於該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板更具有多個第二光學結構，配置於該第三表面上；一發光元件，配置於該入光面旁，該發光元件適於發出一光線經由該入光面進入該第一透光基板，並且經由該第二表面上的該些第一光學結構以及該第三表面上的該些第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外；以及一承載框，配置於該導光板的外圍。
10. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該第二透光基板的霧度介於0%至99%之間。
11. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該些第一光學結構包括多個第一稜鏡，並排設置於該第二表面上。
12. 如申請專利範圍第11項所述的背光模組，其中該些第二光學結構包括多個第二稜鏡，並排設置於該第三表面上。
13. 如申請專利範圍第12項所述的背光模組，其中該些第一稜鏡的延伸方向實質上垂直於該些第二稜鏡的延伸方向。
14. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該導光板更包括一黏著層，位於該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，並且連接該第二表面以及該第三表面。
15. 如申請專利範圍第14項所述的背光模組，其中該黏著層包括一紫外光固化膠。
16. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該導光板更包括多個間隙物，設置於該第二表面以及該第三表面之間。
17. 如申請專利範圍第9項所述的背光模組，其中該第一透光基板鄰近該發光元件的一端相對突出於該第二透光基板鄰近該發光元件的一端，以形成一階梯結構，該承載框具有一定位部承靠於該階梯結構上。
18. 一種顯示裝置，包括：一背光模組，包括：一底板；一導光板，配置於該底板上，該導光板包括：一第一透光基板，具有一第一表面、相對於該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板更具有多個第一光學結構，配置於該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對於該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附於該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板更具有多個第二光學結構，配置於該第三表面上；一發光元件，配置於該入光面旁，該發光元件適於發出一光線經由該入光面進入該第一透光基板，並且經由該第二表面上的該些第一光學結構以及該第三表面上的該些第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外；以及一承載框，配置於該導光板的外圍；以及一顯示面板，配置於該承載框上。
19. 如申請專利範圍第18項所述的顯示裝置，其中該第二透光基板的霧度介於0%至99%之間。
20. 如申請專利範圍第18項所述的顯示裝置，其中該些第一光學結構包括多個第一稜鏡，並排設置於該第二表面上。
21. 如申請專利範圍第20項所述的顯示裝置，其中該些第二光學結構包括多個第二稜鏡，並排設置於該第三表面上。
22. 如申請專利範圍第21項所述的顯示裝置，其中該些第一稜鏡的延伸方向實質上垂直於該些第二稜鏡的延伸方向。
23. 如申請專利範圍第18項所述的顯示裝置，其中該導光板更包括一黏著層，位於該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，並且連接該第二表面以及該第三表面。
24. 如申請專利範圍第23項所述的顯示裝置，其中該黏著層包括一紫外光固化膠。
25. 如申請專利範圍第23項所述的顯示裝置，其中該顯示面板的外圍具有一非顯示區，且該黏著層垂直於該第二表面的投影位於該非顯示區垂直於該第二表面的投影內。
26. 如申請專利範圍第18項所述的顯示裝置，其中該導光板更包括多個間隙物，設置於該第二表面以及該第三表面之間。
27. 如申請專利範圍第18項所述的顯示裝置，其中該第一透光基板鄰近該發光元件的一端相對突出於該第二透光基板鄰近該發光元件的一端，以形成一階梯結構，該承載框具有一定位部承靠於該階梯結構上。