TW201600889A - 具有光散射元素混合物的導光平板單元與其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一具有光散射元素混合物的導光平板與其製造方法。複數個微係溝槽形成於導光平板的至少一上表面與底面以使光散射率愈離光入射側表面愈高。藉由平均插入具有黏性光散射珠粒的光散射墨點於導光平板的底面與反射板之間，使反射板被具有黏性的光散射墨點黏於導光平板的底面。反射板的周緣被黏於導光平板的表面來密封，以避免水滲入反射板與導光平板之間。進一步的，導光平板的上表面被一透明保護層覆蓋，且保護層的周緣被黏附於導光平板的表面以避免水滲入保護層與導光平板之間。

Description

具有光散射元素混合物的導光平板單元與其製造方法
本發明係關於一種具有光散射元素混合物的導光平板，更明確的是指一種製造具有光散射元素混合物的導光平板的方法，並分別在一反射板與一導光平板上提供複數個光散射墨點與微細溝槽，將其優點最大化。
為了使光入射進入一導光平板再由一前表面(或一上表面)射出，一道光束必須以一小於導光平板臨界角度的入射角度進入導光平板的上表面。在習知技術中為了實現如上的入射光束，將光散射元素(Light-Scattering Elements)(例如光散射墨點(Light-Scattering Ink Dots)，微細溝槽(Minute Groove)，V字(V-Cut)溝槽等)設置於一後表面(或一底面)。這些光散射元素呈現出高度的獨特性以及在光散射性質與製造流程上的不同，以致於任一導光平板只適合使用一種光散射元素。這些光散射元素有其優點，但同時也有有待改善的問題。
另一方面，為了避免將光散射元素直接成形於一導光平板上的困難，近期提出的新技術建議將帶有光散射性質的黏性墨點事先成形於一反射板(Reflection Sheet)，以及藉由黏附反射板於導光平板來提供具有光 散射元素的導光平板。在韓國公開專利號(B1)10-1070694(專利名稱：A Sheet For Manufacturing Light Guide Plate)已提供一實施例。該專利揭露了用以製造導光平板的一板子(A Sheet For Manufacturing Light Guide Plate)具有用來擴散反射入射光的結構。用來製造導光平板的板子是用透明及/或不透明的合成樹脂製成，並包含一支撐板(31，亦即反射板)，一擴散層(32)以正規型(Regular Pattern)形成於支撐板(31)並包含複數個擴散珠(32a)用以將自支撐板折射的光擴散至一透明平板(34，導光平板)，以及與擴散層(32)的外形相同的一黏著層(33)用來黏接擴散層(32)與透明平板(34)。於此，擴散層(32)與黏著層(33)可被視為光散射墨點的一例。
另外，在大多數情況下，導光平板單元需要平均整個表面的 亮度。在邊緣發光(Edge-Lit)型的導光平板單元中，為了滿足上述需求，具有墨點的面積(墨點與尺寸、外型、分佈密度等的函數關係)需要隨著從光源起算的距離增加而逐漸增加，若導光平板的尺寸有變，那墨點的分佈圖案也要隨之改變。
習知出射光型(Light-Emitting-Type)的導光平板單元被主要 用於液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)的背光單元，但其使用率於近來受到變化，被用來作為表面發光裝置，廣告幕、廣告刊板的背光裝置等。 這些用具的導光平板形狀都大相逕庭。在習知技術中，包含上述專利都僅採用墨點作為光散射元素，為了讓不同外型與尺寸的導光平板都能平均亮度，必須為每一種外型與尺寸的導光平板預先準備墨點的圖案以印在適合的導光平板上。實務上，這非常的困難也沒效率。因此，預先將導光平板的外型與尺寸統一成複數個預先決定的種類並隨之應用複數個墨點種類。 因此，墨點圖案的種類數可被簡化。然而，雖然這可被用來量產稿屏板單元，但肯定不會是小批量生產。
一種導光平板的變化使用使得戶外使用的安裝數大量增 加。若在戶外安裝，導光平板將暴露在灰塵與水分中。若水分滲入導光平板與反射板之間，會發生潤濕現象，而產生由水形成的不必要的光散射圖案並向外地散佈在導光平板內。另外，若例如灰塵等粒子侵入導光平板與反射板之間，會因粒子的摩擦而產生刮痕(或缺陷)。因為這些缺陷同樣會造成擴散散射且會成為光源，造成光的出設總量降低。
一般在習知技術中，添加一反射板來覆蓋導光平板的一底 面，但不利用分離膠(Separate Glue)黏接到導光平板的一表面。在此狀態下，反射板被鬆弛的黏在導光平板的表面上。在戶外安裝導光平板單元時，反射板可能會受到非預期的外力推擠而產生皺摺。在製造一圓型廣告看板時，因為導光平板也是元件之一故也要被折彎。當導光平板被折彎時，位在反射板與導光平板之間的黏接狀態會被破壞而使反射板產生皺摺。因為皺摺會降低反射效果，所以部分的反射板不能黏貼得太接近導光面板的表面，以避免亮度相較其他反射板部分來的暗，產生潤濕並使反射光亮小於其他部分而降低發光效率。
另一方面，在把微細溝槽僅當作光散射元素使用時，為了要 提升平均亮度，光散射元素必須形成一種畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)隨從光源起算的距離增加而增加的逐漸變化樣式。這裡的畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)係指每單位面積下畫素(Pixel)所佔據的面積。根據導光平板的外型與尺寸，靠近光源所在的側表面之一區域的一最小畫素分 佈比係不同於最遠於光源所在的側表面之區域的一最大畫素分佈比。微細溝槽係利用噴砂法(Sand-Blasting Method)來成形。但僅用微細溝槽來滿足畫素分佈比的需求並非易事。此外，為了僅用微細溝槽來獲得足夠的亮度，在處理導光平板的表面就需要相當長的時間。若長時間使用噴砂法，除了噴砂機器本身的功損，也不易去平衡最小畫素分佈比與最大畫素分佈比。
導光平板的表面即使適用最低階的處理方式也能產生刮 痕。在微細溝槽成形於導光面板的之前或之後，導光面板係彼此相互堆疊或擺置在彼此周圍。若在無任何保護膜的狀況下進行前述過程，會產生非必要的刮痕。如此瑕疵可能會減少導光平板的出射光總量。若為了避免產生瑕疵而過度謹慎處理，整個工程的效率將降低。因此，必須進行量測，以使能更方便地處理導光面板，以及避免在進行光散射元素成形的過程中，在導光平板上產生瑕疵。
本發明的一目的係為解決上述問題並提供一種導光平板單元的製造方法。其中導光平板單元能使光散射元素與微係溝槽共同使用於滿足平均光亮度的需求，以及使墨點能具有一絕佳的光散射效率，也為了有效的成形光散射元素並據以迎合導光平板在外型與尺寸的多樣化趨勢。
另外，本發明的另一目的係為提供一種導光平板單元的製造方法。能夠避免水分、微細灰塵等侵入導光平板與反射板之間，以輸出良好品質的光。以避免不必要的光散射。
此外，本發明的另一目的係為提供一種導光平板單元的製造方法。能夠提升輸出光的品質與光效率，使導光平板的製造、運輸以及安 裝變得容易，以及避免非必要的刮痕，藉由使反射板不產生皺摺，以保持反射板近距離接觸於導光平板的表面的狀態。
此外，本發明的另一目的係為提供利用上述方法製成的一種 導光平板。
根據本發明達成上述目標的一觀點，一導光平板單元包含有 由壓克力製成的一導光平板，包含有複數個微細溝槽，形成於導光平板的至少一上表面與一底面，微細溝槽係藉由隨著從該導光平板的一光入射側表面起算的一距離而逐漸增加以形成的一畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)而逐漸分佈於該導光平板的該上表面與該底面；複數個光散射墨點(Ink Dots)，設置於底面，由墨點形成的一畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)與自從導光平板的光入射側之距離無關；以及一反射板，用以覆蓋該導光平板的該底面，並被遍佈於整個該底面的該些光散射墨點黏著於該底面；其中，該畫素分佈比係為一單位面積下被該些微細溝槽或該些光散射墨點所佔據的面積。
導光平板較佳地進一步包含有一透明保護膜，用以覆蓋並保 護導光平板的上表面，以及一黏著劑用以黏接透明保護膜的周緣於導光平板的上表面，並進行密封以避免水分從外部滲入透明保護膜與導光平板之間。
黏著劑得為一透明膠帶用以黏接覆蓋反射板的周緣，並包覆 導光平板的至少一側表面，以便黏著覆蓋反射板的周緣並完全封裝導光平板，以使外來物質無法侵入透明膠帶、反射板以及保護膜。
保護膜較佳地包含有抗靜電劑以防止靜電。
較佳地，微細溝槽係被形成有數個微細溝槽，或形成一比例 由微細溝槽所佔據的面積比上導光平板的底面面積，前述數量或比例隨著微細溝槽遠於導光平板的光入射側表面的形成位置逐漸增加。
每一光散射墨點包含：一黏著劑用以黏接反射板於導光平板 的底面；以及複數個光散射粒子混合於黏著劑中並將入射光反射於不同角度以及散射。黏著劑係為一處於黏性狀態的黏著劑或為一起初具有黏性，但受到紅外線或紫外線照射後會固化的黏著劑。
較佳地，光散射墨點係平均且與位置無關的被提供於一等級 相等於或小於一最近於一光源所在之該側表面區域所需的一畫素分佈比，其中，為了獲得從該導光平板射出的平均光(輸出光)亮度，利用隨著從該光源所在之側表面起算的距離逐漸增加的具有一畫素分佈比的該微細溝槽來補償根據該導光平板的每一位置的一畫素分佈比缺額。
另一方面，根據本發明的另一實施例，一種製造具有光散射 (Light-Scattering)元素混合物的導光平板(Light Guide Plate)的方法，其包含：一第1步驟，將複數個微細溝槽形成於導光平板的至少一上表面上與一底面上，以使隨著自一光入射側表面起算的距離逐漸增加的微細溝槽所形成的一光散射率增加；以及一第2步驟：將一反射板利用具有黏性且平均分佈的複數個光散射墨點黏接於導光平板的底面，具有黏性的光散射墨點被夾在導光平板的底面與反射板之間。
較佳地，上述步驟得進一步包含一步驟：黏接該反射板的周 緣於該導光平板的一表面以進行密封，以避免水分滲入該反射板與該導光平板之間。
較佳地，上述步驟得進一步包含一步驟：覆蓋一透明保護膜 於導光平板的上表面，以及用一黏著劑黏接保護膜的周緣於導光平板的一表面以避免水分滲入保護膜與導光平板之間。
較佳地，上述步驟得進一步包含一步驟：覆蓋一透明保護膜 於導光平板的上表面，以及用一黏著劑將保護膜的周緣以及反射板的周緣分別黏接並密封於上表面的周緣以及導光平板的底面，以避免水分滲入保護膜與導光平板以及反射板與導光平板之間。
第2步驟得包含有一步驟將具有黏性且包含光散射粒子的光 散射墨點平均印製並排列於反射板的上表面；以及一步驟覆蓋反射板的上表面於導光板之底面，以使反射板藉由具有黏性的光散射墨點黏貼於該導光板之底面。
第2步驟得包含有一步驟將具有黏性且包含光散射粒子的光 散射墨點平均印製並排列於導光板之底面；以及一步驟將反射板的上表面覆蓋於導光板之底面，以使反射板藉由具有黏性的光散射墨點黏貼於導光板之底面。
於上述的方法中，微細溝槽係將沙粒吹送至導光平板之一表 面並利用該沙粒碰撞表面，吹送的發生使得吹出沙粒的一分佈密度隨著自光入射側表面起算的距離增加而逐漸增加。
具有黏性的光散射墨點得包含紫外線固化或紅外線固化的 黏著劑，而上述方法得進一步包含一步驟照射紫外線或紅外線於具有黏性的光散射墨點並固化具有黏性的光散射墨點，以將該反射板穩固的黏貼於導光平板的表面。
於上述方法中，較佳地，光散射墨點係平均且與位置無關的 被提供於一等級相等於或小於一最近於一設置光源之側表面區域所需的一畫素分佈比，其中，為了平均從導光平板射出的輸出光亮度，利用隨著從該設置光源的表面起算的距離逐漸增加的具有一畫素分佈比的微細溝槽來補償根據導光平板的每一位置的一畫素分佈比缺額。
根據本發明，一導光平板單元具有兩種光散射元素，微細溝 槽與光散射墨點，可被和諧地製備的好處。因為光散射墨點係平均形成，能滿足導光平板的一最小畫素分佈比，以及微細溝槽係形成於最小畫素分佈比不足的一區域，用以形成微細溝槽的時間得被大大地縮減，且微細溝槽可被形成為一更加精確的分佈圖案。進一步的，即使導光平板的外型與尺寸具有多樣性，因為基本畫素係與光散射墨點一起提供，本發明仍可輕易的為多樣外型尺寸的導光平板決定一最理想的微細溝槽分佈密度並加以製造。
光散射墨點作為黏膠功能係用以將反射板黏接於導光平 板，此外亦具有作為光散射元素的功能。藉此，反射板得以保持無皺折並平均黏接在導光平板的底面。即使是在折彎反射板以用於廣告看板或表面發光裝置等狀況時，反射板也不產生皺折並保持無皺摺的貼近於導光平板的一表面。因此，獲得一正確的反射板反射以免於光汙，以及提升從導光平板輸出的輸出光的品質與效率係為可能。
因為導光平板係結合了反射板與保護膜並用來密封與封 裝，在導光平板的表面保證了完全的防水措施。因此，即使導光平板被安裝在戶外，也不會因水分或水蒸氣的入侵而造成光品質的退化。另外，因 為導光平板、反射板、以及保護膜可結合成一個單元，使得製作廣告看板、背光裝置或照明裝置以及工作效率亦可被提升。
另外，因為導光平板係被反射板與保護膜所覆蓋與保護，使的其表面能避免於製造時、運送時以及安裝時產生刮痕。例如，導光平板係頻繁的堆疊於彼此的上表面，並一個一個被取出與四處移動，且在如此處置下，處理導光平板得以更加簡易。若導光平板係被分別處理而非預先黏貼反射板以及保護膜，則難以避免處理時產生刮痕，而且導光平板、反射板、以及保護膜也容易受到汙染。當之後要進行結合作業時，還必須分別做清潔作業。本發明解決了上述問題，因此大大地提升了作業生產率。更進一步的，不必要的瑕疵與低良率的發生機會也減少很多。
因為保護膜包含了抗靜電功能，也能緩和因靜電而吸附的灰塵現象。
100‧‧‧出射光導光平板單元
110‧‧‧導光平板
112‧‧‧微細溝槽
120‧‧‧反射板
122‧‧‧光散射墨點
130‧‧‧保護膜
140‧‧‧透明膠帶
142‧‧‧膠水
160‧‧‧光源部
212‧‧‧沙粒
212-1‧‧‧大尺寸沙粒
212-2‧‧‧小尺寸沙粒
214‧‧‧沙粒容器
216‧‧‧第一吹送器
218‧‧‧第二吹送器
220‧‧‧吹管
230‧‧‧輸送帶
31‧‧‧支撐板
32‧‧‧擴散層
32a‧‧‧擴散珠
33‧‧‧黏著層
34‧‧‧透明平板
S1,S2‧‧‧側表面
圖一繪示了習知技術的用於製造導光平板的一板子的結構示意圖。
圖二繪示了根據本發明之一較佳實施例的出射光(Light-Emitting)導光平板的爆炸透視圖。
圖三繪示了圖二的出射光導光平板的組裝平面圖。
圖四繪示了沿著圖三的A-A’線段的剖視圖。
圖五繪示了另一種黏貼反射板以及保護膜於導光平板的方法示意圖。
圖六繪示了利用單一尺寸的沙粒進行吹沙法於導光平板表 面雕刻微細溝槽的過程示意圖。
圖七繪示了利用兩種尺寸的沙粒進行吹沙法於導光平板表面雕刻微細溝槽的過程示意圖。
以下將根據所附圖式詳述本發明之具體實施例。
1.導光平板單元(100)的結構
如圖二所示，本發明的一出射光(Light-Emitting)導光平板單元(100)包含有一導光平板(110)、一反射板(120)、一保護膜(130)、以及一透明膠帶(140)。
導光平板(110)係由透明壓克力樹脂系列的平面材料製成。圖中所畫的矩型平板僅為一例，導光平板(110)在外形上不多加限制。
出射光導光平板單元(100)包含有兩種光散射元素。一個是形成於導光平板(110)之一表面上的微細溝槽(112)，另一個是形成於導光平板(110)之一底面上的光散射墨點(122)。
光散射墨點(122)得具有如下列形狀之一的外型，例如圓形、橢圓形、或多邊形(矩形、六角型、菱型等)。光散射墨點(122)包含光散射(光擴散)珠粒設置來向上反射與散射入射光於多個角度。上述的光散射珠粒混合於一黏著劑中並被隨機地分佈。黏著劑較佳是具有黏性的膠水。較佳的，具有黏性的膠水得受到紅外光或紫外光照射而被固化。若導光平板(110)被安裝在室內或是無外力干擾時，黏著劑將維持黏性，並保持反射板(120)得不產生皺摺且持續黏接於導光平板(110)的表面上。若反射板(120)如同裝置暴露在風之類的外在環境狀態般，必須固接在導光平板(110) 的表面上時，較佳的是使用固化型的黏著劑，以使固化的黏著劑能穩固的將反射板(120)黏著於導光平板(110)的底面上。
光散射墨點(122)平均地分佈且與自光入射側表面起算的距 離無關地黏接於導光平板(110)的底面上。因此，光散射墨點(122)提供了墨點位置與導光平板(110)的底面無關的一平均光散射率。在一邊緣發光(Edge-Lit)型，亦即光源被設置於靠近導光平板(110)的側表面的導光平板(110)中，自導光平板(110)的上表面出射的光亮度愈離光源愈暗。亦即，藉由平均分佈光散射墨點(122)從導光平板(110)的上表面出射的光具有高度的不平均亮度。
由光散射墨點(122)產生的不平均亮度可利用微細溝槽(112) 來最小化。微細溝槽(112)得形成於導光平板(110)的上表面或下表面。或同時形成於導光平板(110)的上表面與下表面。微細溝槽(112)的尺寸小到肉眼不可視，並且其數量亦是難以計算。微細溝槽(112)得利用吹沙法，將沙粒強力的吹向出射光導光平板單元(100)的底面來形成，而後續段落將說明出射光導光平板單元(100)。前述用來形成微細溝槽的技術由本發明的發明人所建議。
微細溝槽(112)被形成有階段性分佈，亦即光散射率隨著從 光入射側表面起算的距離增加而逐漸增加。例如，當形成微細溝槽的位置離光入射側表面很遠時，微細溝槽的數量以及被微細溝槽佔去的面積與導光平板(110)總底面面積的比值會逐漸增加。
反射板(120)經由光散射墨點(122)以覆蓋並黏附於導光平板 (110)的底面。反射板(120)將從導光平板(110)底面射出的入射光反射導向導 光平板(110)的底面。
另外，保護膜(130)較佳地是疊加於導光平板(110)的上表 面。保護膜(130)的功能是保護導光平板(110)的表面，避免出射光導光平板單元(100)在與其他組件的組裝或獨立安裝的製造過程中，碰撞到其他物品而產生刮痕，或因衝擊產生瑕疵。因為保護膜(130)覆蓋了導光平板(110)的上表面，也就是光輸出的表面，若灰塵等物質黏附於其上的話將導致輸出光的損耗。因為保護膜(130)可能與導光平板(110)的上表面有摩擦，而產生靜電並吸附灰塵。為了防止靜電吸附灰塵的問題，保護膜較佳地是由含有抗靜電劑的素材做成。
當反射板(120)與保護膜(130)被分別添加於導光平板(110)的 上表面與下表面時，如圖四所示，透明膠帶(140)沿著導光平板(110)的側表面來包覆之，其中一端覆蓋並黏附於反射板(120)的周緣，而另一端覆蓋並黏附於保護膜(130)的周緣。為了能夠良好的貼附於導光平板(110)，反射板(120)與保護膜(130)覆蓋了導光平板(110)的周緣並與周緣之間留有一定寬度，而前述留下的導光平板(110)周緣較佳地是黏貼有透明膠帶(140)。
之後，導光平板(110)的上表面與下表面皆分別被反射板 (120)與保護膜(130)所覆蓋，且上表面與夏表面以及整個側表面都被透明膠帶(140)覆蓋，以使導光平板(110)完全與外界隔離。因此，外來物質如灰塵與水將無法進入導光平板(110)。即使出射光導光平板單元(100)暴露在充滿如灰塵與水等外來物質的環境中，因為導光平板(110)的上表面與保護膜(130)之間無法被外來物質入侵，所以不必要的光汙染將不會發生。
另有一種完全封裝導光平板(110)的可能方法。例如將反射 板(120)與保護膜(130)之中至少其一做的更大，以封裝到導光平板(110)的側表面甚至相互覆蓋來完全封裝導光平板(110)，而相互交疊的部分則利用膠水或雙面膠帶來黏接並完全密封。
如圖五所示，反射板(120)與保護膜(130)得被黏貼於導光平 板(110)的表面。亦即，舉例來說雙面膠帶或膠水(142)沿著導光平板(110)的上表面與底面的周緣被添附，而反射板(120)與保護膜(130)分別被雙面膠帶或膠水(142)黏貼於導光平板(110)的上表面與底面的周緣。藉由以上方法，介於導光平板(110)的底面與反射板(120)之間，以及導光平板(110)的上表面與保護膜(130)之間的空隙得以被密封，以避免水分滲入。
圖三繪示了具有上述結構的出射光導光平板單元(100)組裝 狀態圖。出射光導光平板單元(100)有一光源部(160)僅安裝於一上方的側表面(S1)，且具體實施例上入射光經由上方的側表面(S1)進入導光平板(110)。 微細溝槽(112)被大量形成或是單位面積上微細溝槽(112)所佔據的面積隨著愈遠離上側表面(S1)而愈大。相反的，光散射墨點(122)則是平均地分佈於整個導光平板(110)的底面，並與光源部(160)的位置無關。
因為光散射元素將入射於自身的光分散於多個角度並有一 部分散射光自導光平板(110)的上表面被射出，這可被視為一「畫素」。光散射元素的分佈比，亦即畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)得取決於與光源之間的距離。也就是，當靠近光源時，有低畫素分佈比；而當遠離光源時有高畫素分佈比。
若光源部(160)被設置於兩相對視的導光平板(110)側表面 (S1,S2)時，在兩個鄰近的側表面(S1,S2)之間所需的畫素分佈比(即”最小畫 素分佈比”)約為15%~20%，該數值隨著愈接近離光源部(160)最遠的區域而逐漸增加，該區域接近於兩相對視的側表面(S1,S2)的中間點，且在該中間點時，畫素分佈比(即”最大畫素分佈比”)約為45%~50%。若光源部(160)被設置於導光平板(110)的一側表面(S1)，如圖三所示，則靠近設置有光源的側表面(S1)之最小畫素分佈比約為15%~20%，而最遠離設置有光源的側表面(S1)之最大畫素分佈比約為50%~60%。最小與最大畫素分佈比的最佳數值會隨導光平板的外型與尺寸而有小小變動。
在不超過光源所設置的側表面之最小畫素分佈比需求的情況下，光散射墨點(122)以無關乎位置的一平均分佈的條件被形成，且在愈遠離光源部(160)愈需要提升畫素分佈比的區域中，更多的微細溝槽(112)被形成來補償前述的缺陷。如上所述的藉由形成兩種光散射元素(112,122)的混合物於導光平板(110)，以及藉由兩種光散射元素(112,122)在導光平板(110)上任何位置的畫素分佈比加總，有效地平均了整個導光平板(110)上表面的亮度
舉例來說，光散射墨點(122)的形成數量得滿足導光平板(110)底面上的最小畫素分佈比。在此情形下，因為在靠近設置光源的區域所需的畫素分佈比可僅被光散射墨點(122)所滿足，就無需形成微細溝槽(112)。此外，在需要滿足最大畫素分佈比的區域，最大畫素分佈比與由光散射墨點(122)所形成的畫素分佈比之間的差距得由微細溝槽(112)來補足。
舉例來說，如圖三所示的出射光導光平板單元(100)，當所需的最小與最大畫素分佈比分別是20%與50%時，光散射墨點(122)形成於導光平板(110)的底面並獨自達到25%的畫素分佈比，與此同時，微細溝槽(112) 形成於離光源部(160)最遠的區域並獨自達到約30%的畫素分佈比，隨著愈接近光源部(160)，畫素分佈比也逐漸降低並在最接近光源部(160)時收斂接近於零。因此，接近光源部(160)時，最小畫素分佈比將達到20%，畫素分佈比隨著遠離光源部(160)而逐漸增加，並在最遠離光源部(160)的區域時最大畫素分佈比將達到50%。藉由這些畫素分佈比，導光平板(110)得具有幾乎平均的亮度。
2.製造方法
為了製造出射光導光平板單元(100)，首先將一壓克力平板 切割成所需的外型與尺寸，準備一製造前的導光平板(110)，再將微細溝槽成形於其上。微細溝槽的成形方法較佳地是使用吹沙法，本發明的發明人已於韓國專利公開號10-2003-0079659(導光平板與噴吹粒子裝置的製造方法與其裝置/Manufacturing method and manufacturing device of light guide plate and a particle-blowing device therefore)與韓國專利公開號10-2003-0079749(一具有由吹沙法形成之微細溝槽的導光平板/A light guide plate having minute grooves formed by sand-blasting method)以及韓國專利10-111675與10-1193562(一具有groove-in-groove結構的光散射元素的導光平板與其製造方法/A light guide plate having light-scattering elements of groove-in-groove structures and manufacturing method thereof)詳細記載了吹沙法的技術手段。
上述的專利技術具有相同的基礎原理，例如藉由在高速空氣 噴流中載入沙粒，並將沙粒碰撞至導光平板的表面上以及與之撞擊而產生 無數個微小瑕疵，亦即在表面上形成微小溝槽。但最前兩項已公開的發明揭露了運用單一尺寸的沙粒所進行的吹沙法，而後兩項專利則是揭露運用兩種尺寸的沙粒所進行的吹沙法。上述每一專利所揭露的微細溝槽製造方法都可應用於本發明，也因此，上述專利文獻有包含本發明的部分技術特徵。
以下簡述各項專利的技術。首先，圖六繪示了利用單一尺寸 的沙粒進行吹沙法於導光平板表面雕刻微細溝槽的過程示意圖。沙粒的適當尺寸舉例來說約在30~250網目，並最佳地以100~200網目最為適當。一吹管(220)被設置於導光平板(110)的表面上，而導光平板(110)被放置於一輸送帶(230)上，一第一吹送器(216)與一第二吹送器(218)連接，而第二吹送器(218)再連接到吹管(220)的入口端。沙粒(212)在一沙粒容器(214)內自由地落下，再被第一吹送器(216)產生的空氣流吸入，傳送至第二吹送器(218)，之後被第二吹送器(218)產生的高速空氣流強力的吹往吹管(220)的出口端。沙粒(212)被分散成吹管(220)內空間的外型，再被碰撞到導光平板(110)。吹管(220)出口端的外型係為中間段最寬而愈往兩端愈窄。因為形成於導光平板(110)上的微細溝槽係由沙粒碰撞於表面所形成，微細溝槽的分布密度大致上與沙粒的分佈密度具有相同模樣。於圖六中，因為吹管(220)在寬度方向的中點大致接近於導光平板(110)的中點，且吹管(220)的長度方像覆蓋了導光平板(110)的全寬，形成於導光平板(110)的之上的微細溝槽在寬度方向的中央部顯示了最密集的密度或最大的佔據面積，而密度或佔據面積會隨著愈靠近兩端而逐漸減少。當然，微細溝槽的深度在寬度方向的中央部為最 深，而愈靠近兩端則愈淺。如前述的導光平板(110)係基於將光源部係設置於寬度方向的兩端之二側表面而設計。
圖七繪示了利用大尺寸沙粒(212-1)與小尺寸沙粒(212-2)連 續進行吹沙法於導光平板表面雕刻微細溝槽的過程示意圖。接著，因為大尺寸的微細溝槽先成形於導光平板(110)的表面，而小尺寸的微細溝槽也成形於同一表面且隨機形成於大尺寸微細溝槽的外側或內側。小尺寸微細溝槽的尺寸適當地係為大尺寸微細溝槽的1/2~1/3。對大尺寸來說，沙粒大約在30~80網目左右，而小尺寸的沙粒較佳地大約是120~250網目。另外，因為當導光平板(110)正跨過吹管(220)出口端的一半時，這些沙粒正被吹送出來，所以分佈密度將會從導光平板(110)的一側表面往另一相對的側表面愈來愈大。
若導光平板的尺寸及/或外型改變時，對應於前述改變的沙 粒分佈密度的最佳化得被求取出來。因為從吹管(220)吹出的沙粒分佈密度係藉由管路的內側輪廓以及吹管(220)出口端的外型(寬度)來求取出。理想的分佈密度得藉由改變管路與出口端的外型來求取。例如，事先準備用以改變管路的外型以及出口端的不同外型之楔型物，並將其設置於管路內供必要時使用，以便理想的改變吹管(220)的管路與出口端的外型。藉由改變吹管(220)的管路與出口端的外型，根據導光平板(110)表面的位置來推算出理想的分佈密度係為可能。
接下來，光散射墨點(122)被形成於導光平板(110)之上。光 散射墨點(122)得先被提供至導光平板(110)的底面，或先被提供至反射板 (120)的上表面，然後借由黏附反射板(120)於導光平板(110)的底面來使光散射墨點(122)被傳輸到導光平板(110)的底面。
光散射墨點(122)得利用習知的絹布印製(Silk-Screen Printing)製程或微透鏡噴墨印製(Micro-Lens Inkjet Printing)製程被印製。光散射墨水係由光散射珠粒與黏著劑所混合。光散射墨點(122)應具有膠水的功能，以黏接反射板(120)於導光平板(110)的表面，以及光散射的功能。較佳地，黏著劑在室溫下具有黏性，並當施以紅外線或紫外線時將會固化，以提供強固的黏性。例如，壓克力、氨基甲酸乙酯、環氧樹脂等都可作為黏著劑使用，以及二氧化鈦或矽系列的奈米粒子得被用作光散射珠粒使用。因為光散射墨點(122)可能會影響光的輸出，故光散射墨點(122)形成於導光平板(110)的底面。然而，微細溝槽(112)得形成於上表面或底面之一或同時形成於二面。
前述作業可利用一第一種方法來達成，亦即直接將光散射墨 點(122)印製於導光平板(110)上，然後將反射板(120)黏附於其上，或是一第二種方法是將光散射墨點(122)先印製於反射板(120)上，再與導光平板(110)黏接，以使光散射墨點(122)傳送到導光平板(110)上。
在第一種方法中，因為光散射墨點(122)具有黏性，在利用 吹砂法於導光平板(110)的表面上先形成微細溝槽(112)之後，再印製光散射墨點(122)然後覆蓋反射板(120)於光散射墨點(122)所印製的位置上。
在第二種方法中，準備導光平板(110)與微細溝槽(112)的成 形可分開進行。反射板(120)被切成理想的尺寸，再將光散射墨點(122)印製於反射板(120)上以使分佈平均。在第二種方法中，光散射墨點(122)也可先印製於製作反射板(120)的一基板，再將該基板切割成理想的大小來使用。 印製有光散射墨點(122)的反射板(120)，以光散射墨點(122)面對導光平板(110)的底面的位置與導光平板(110)黏合。
因為具有黏性的光散射墨點(122)以第一或第二方法藉由黏 接而插入反射板(120)與導光平板(110)底面之間，在此情況下，反射板(120)無法穩固的黏接於導光平板(110)的底面。必須立刻施行光散射墨點(122)的固化。在使用紅外線固化或紫外線固化的黏著劑時，紅外線或紫外線得被使用。在使用中性固化黏著劑時，黏著劑會自然固化。
光散射墨點(122)在不超過光源所在之側表面區域所需的畫素分佈比(亦即最小畫素分佈比)的情況下係平均且與位置無關的被設置。在光散射墨點(122)以最小畫素分佈比且平均地被提供的情形下，愈遠離設置光源部(160)的側表面，畫素分佈比的瑕疵愈是增加。為了整面導光平板表面的平均亮度，每一位置上的畫素分佈比瑕疵都有微細溝槽(112)來補償。當然，微細溝槽(112)形成時，其自身所形成的畫素分佈比隨著遠離設置光源部(160)的側表面愈是增加。
另一方面，與添加反射板(120)不同的是，若有需要，保護膜(130)得被黏貼於導光平板(110)的上表面。
接下來，反射板(120)與導光平板(110)之間的防水處理已完 成。另外，再添加保護膜(130)時，要施行保護膜(130)與導光平板(110)之間的防水處理。為此，反射板(120)的周緣被貼附至導光平板(110)的表面以進行密封，以避免水分滲入反射板(120)與導光平板(110)之間。相同的，保護膜(130)的周緣被貼附至導光平板(110)的表面以進行密封，以使水分不可能滲入保護膜(130)與導光平板(110)之間。舉例來說，如圖四所示，反射板(120)與保護膜(130)被準備的略小於導光平板(110)的底面(或上表面)面積。透明膠帶(140)沿著導光平板(110)的側表面包覆導光平板(110)，並黏附於暴露出來的導光平板(110)周緣，以及透明膠帶(140)的兩端黏附於反射板(120)與保護膜(130)的周緣。之後，導光平板(110)便完全被反射板(120)、保護膜(130)以及透明膠帶(140)所封裝，以達成理想的防水結構。另外，如圖五所示，亦藉由準備反射板(120)與保護膜(130)以分別接近完全地覆蓋導光平板(110)的底面或上表面，並以雙面膠作為反射板(120)與導光平板(110)的底面之間，以及保護膜(130)與導光平板(110)上表面之間的黏著手段。使得導光平板(110)的底面與反射板(120)之間，以及導光平板(110)上表面與保護膜(130)之間的空隙被密封，進而使水分的入侵變得不可能。
以上較佳具體實施例之詳述，俾利清楚描述本發明之特徵與 精神，而並非以上述所揭露之較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤 飾，而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。
產業利用性：本發明得被廣泛應用於多種顯示設備的背光單 元、廣告看板的背光單元、表面發光裝置等。
100‧‧‧出射光導光平板單元
110‧‧‧導光平板
112‧‧‧微細溝槽
120‧‧‧反射板
122‧‧‧光散射墨點
130‧‧‧保護膜
140‧‧‧透明膠帶
160‧‧‧光源部

Claims (20)

  1. 一種具有光散射(Light-Scattering)元素混合物的導光平板(Light Guide Plate)，其包含：一導光平板，由一壓克力平板製成並包含有：複數個微細溝槽，形成於該導光平板的至少一上表面與一底面，該些微細溝槽係藉由隨著從該導光平板的一光入射側表面起算的一距離而逐漸增加以形成的一畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)而逐漸分佈於該導光平板的該上表面與該底面；複數個光散射墨點(Ink Dots)，設置於該底面，由該些墨點形成的一畫素分佈比(Pixel Distribution Ratio)與自從導光平板的該光入射側之該距離無關；以及一反射板，用以覆蓋該導光平板的該底面，並被遍佈於整個該底面的該些光散射墨點黏著於該底面；其中，該畫素分佈比係為一單位面積下被該些微細溝槽或該些光散射墨點所佔據的面積。
  2. 如申請專利範圍1所述之具有光散射元素混合物的導光平板，進一步包含有一黏著劑用以黏接該反射板的周緣於該導光平板的一表面，並進行密封以避免水分從外部滲入該反射板與該導光平板的該底面之間。
  3. 如申請專利範圍1或2所述之具有光散射元素混合物的導光平板，進一步包含有一透明保護膜用以覆蓋並保護該導光平板的該上表面，以及一黏著劑用以黏接該透明保護膜的周緣於該導光平板的該上表面，並進行密封以避免水分從外部滲入該透明保護膜與該導光平板之間。
  4. 如申請專利範圍3所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中該黏著劑得為一透明膠帶用以黏接覆蓋該反射板的周緣，並包覆該導光平板的至少一側表面，以便黏著覆蓋該反射板的周緣並完全封裝該導光平板，以使外來物質無法侵入該透明膠帶、該反射板以及該保護膜。
  5. 如申請專利範圍1所述之具有光散射元素混合物的導光平板，進一步包含有一透明保護膜用以覆蓋並保護該導光平板的該上表面，以及一黏著劑用以將該反射板的周緣與該保護膜的周緣分別黏接於該導光平板的該底面周緣與該上表面周緣，以密封並避免水分滲入該反射板與該導光平板之間，以及該保護膜與該導光平板之間。
  6. 如申請專利範圍5所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中該保護膜包含有抗靜電劑用以防止靜電。
  7. 如申請專利範圍1所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中該些微細溝槽係被形成有數個微細溝槽，或形成一比例由該些微細溝槽所佔據的面積比上該導光平板的該底面面積，該數量或該比例隨著該些微細溝槽遠於該導光平板的該光入射側表面的形成位置逐漸增加。
  8. 如申請專利範圍1所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中每一該些光散射墨點包含一黏著劑用以黏接該反射板於該導光平板的該底面，以及複數個光散射粒子混合於該黏著劑中並將入射光反射於不同角度以及散射。
  9. 如申請專利範圍8所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中該黏著劑係為一處於黏性狀態的黏著劑或為一起初具有黏性，但受到紅外線或紫外線照射後會固化的黏著劑。
  10. 如申請專利範圍1所述之具有光散射元素混合物的導光平板，其中該光散射墨點係平均且與位置無關的被提供於一等級相等於或小於一最近於一光源所在之該側表面區域所需的一畫素分佈比，其中，為了獲得從該導光平板射出的平均光亮度，利用隨著從該光源所在之側表面起算的距離逐漸增加的具有一畫素分佈比的該微細溝槽來補償根據該導光平板的每一位置的一畫素分佈比缺額。
  11. 一種製造具有光散射(Light-Scattering)元素混合物的導光平板(Light Guide Plate)的方法，其包含：一第1步驟：將複數個微細溝槽形成於該導光平板的至少一上表面上與一底面上，以使隨著自一光入射側表面起算的距離逐漸增加的該些微細溝槽所形成的一光散射率增加；以及一第2步驟：將一反射板利用具有黏性且平均分佈的複數個光散射墨點黏接於該導光平板的該底面，具有黏性的該些光散射墨點被夾在該導光平板的該底面與該反射板之間。
  12. 如申請專利範圍11所述的方法，進一步包含一步驟：黏接該反射板的周緣於該導光平板的一表面以進行密封，以避免水分滲入該反射板與該導光平板之間。
  13. 如申請專利範圍11所述的方法，進一步包含一步驟：覆蓋一透明保護膜於該導光平板的該上表面，以及用一黏著劑黏接該保護膜的周緣於該導光平板的一表面以避免水分滲入該保護膜與該導光平板之間。
  14. 如申請專利範圍11所述的方法，進一步包含一步驟：覆蓋一透明保護膜於該導光平板的該上表面，以及用一黏著劑將該保護膜的周緣以及該反 射板的周緣分別黏接並密封於該上表面的周緣以及該導光平板的該底面，以避免水分滲入該保護膜與該導光平板以及該反射板與該導光平板之間。
  15. 如申請專利範圍13或14所述的方法，其中該保護膜被防止靜電的抗靜電劑處理。
  16. 如申請專利範圍11至14之任一所述的方法，其中該步驟2包含有一步驟將具有黏性且包含光散射粒子的該些光散射墨點平均印製並排列於該反射板的該上表面；以及一步驟覆蓋該反射板的該上表面於該導光板之該底面，以使該反射板藉由具有黏性的光散射墨點黏貼於該導光板之該底面。
  17. 如申請專利範圍11至14之任一所述的方法，其中該步驟2包含有一步驟將具有黏性且包含光散射粒子的該些光散射墨點平均印製並排列於該導光板之該底面；以及一步驟將該反射板的該上表面覆蓋於該導光板之該底面，以使該反射板藉由具有黏性的光散射墨點黏貼於該導光板之該底面。
  18. 如申請專利範圍11至14之任一所述的方法，其中該些微細溝槽係將沙粒吹送至該導光平板之一表面並利用該沙粒碰撞該表面，該吹送的發生使得吹出沙粒的一分佈密度隨著自該光入射側表面起算的距離增加而逐漸增加。
  19. 如申請專利範圍11至14之任一所述的方法，其中具有黏性的該些光散射墨點包含紫外線固化或紅外線固化的黏著劑，並進一步包含一步驟照射紫外線或紅外線於具有黏性的該些光散射墨點並固化具有黏性的該些 光散射墨點，以將該反射板穩固的黏貼於該導光平板的該表面。
  20. 如申請專利範圍11所述的方法，其中該些光散射墨點係平均且與位置無關的被提供於一等級相等於或小於一最近於一設置光源之該側表面區域所需的一畫素分佈比，其中，為了平均從該導光平板射出的光亮度，利用隨著從該設置光源的側表面起算的距離逐漸增加的具有一畫素分佈比的該微細溝槽來補償根據該導光平板的每一位置的一畫素分佈比缺額。
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