TWI408046B - 背光模組、導光裝置及其導光板製造方法 - Google Patents

Description

背光模組、導光裝置及其導光板製造方法

本發明是有關於一種導光板，且特別是有關於一種導光板之製造方法。

近年來，在電子顯示器當中，液晶顯示器已逐漸取代陰極射線管而快速增長，PDA、手機、超薄燈箱、大型戶外螢幕(電視牆)等商品，也大量使用液晶顯示器。液晶顯示器主要包括顯示影像的液晶顯示面板與配置在液晶顯示面板後表面的背光模組。背光模組主要具有發出光線的光源與用以導光使得光線能夠照射液晶顯示面板的導光板。隨著液晶顯示器的增加，用於液晶顯示器背光模組當中的導光板的需求量也增加，使導光板成為現代科技重要的零組件之一。

傳統的蝕刻射出型導光板製作流程首先係將設計網點轉為底片光罩，再用此底片光罩來進行蝕刻微影製程，將網點的部分往下蝕刻鋼板，蝕刻製程完成後再將鋼板放置於射出機上當為母模模板進行射出，來製造導光板。然而，隨著背光模組當中的發光二極體的亮度提升，需要配置的發光二極體數量減少，由此傳統蝕刻射出製程所形成的導光板會有分光能力不足的問題，光線無法均勻分佈，容易於發光二極體之間產生暗點，而發光二極體正前方則產生亮點(Hot Spot Mura)。

因此，本發明之一態樣是在提供一種導光板製造方法，能夠在圖網點以外的區域進行蝕刻來產生粗糙面，改善發光二極體之間的暗點與發光二極體正前方的亮點。

依據本發明一實施例，導光板製造方法用來製造一背光模組所需之一導光板，此製造方法係將一光罩上區分出一網點區域以及一非網點區域，將一第一基板對應於光罩來設置擺放，接著對光罩與第一基板進行一微影蝕刻製程，以在光罩對應於非網點區域之第一基板之一第一區域形成一粗糙面，以及在對應於網點區域之第一基板之第二區域形成複數個凸狀微結構，然後進行一射出製程，透過此第一基板形成一粗糙面以及複數個凹狀微結構於導光板之表面。

本發明之另一態樣是在提供一種導光裝置，能夠在導光裝置的導光板圖網點區域以外提供一粗糙面，來改善發光二極體之間的暗點與發光二極體前方的亮點。

依據本發明另一實施例，導光裝置含有一導光板以及一反射片，導光板用來導引光線，反射片則反射自導光板而來的光線。導光板具有一入光側面以及一導光表面，入光側面面向一發光源以接收入射光線，導光表面垂直耦接入光側面，此導光表面含有複數個凹狀微結構以及複數個粗糙面，凹狀微結構自導光表面往導光板之內部凹陷，粗糙面鄰接於這些凹狀微結構，反射片則面向導光板之導光表面，反射自導光板而來的光線。

本發明之又一態樣是在提供一種背光模組，能夠在背光模組之導光板的圖網點區域以外，提供一粗糙面來改善發光二極體之間的暗點與發光二極體前方的亮點。

依據本發明又一實施例，背光模組係用以提供一顯示器所需之光源，此背光模組含有至少一發光二極體以及導光裝置，發光二極體發出可見光線，導光裝置則導引發光二極體所發出的可見光線。導光裝置含有一導光板以及一反射片，導光板具有一入光側面以及一導光表面，入光側面面向發光二極體以接收入射之可見光線，導光表面則垂直連接於入光側面。導光表面含有複數個凹狀微結構以及複數個粗糙面，凹狀微結構自導光表面往導光板之內部凹陷，粗糙面則鄰接於這些凹狀微結構。反射片面向導光板之導光表面，以反射自導光板而來的光線。

以上實施例的導光板製造方法、導光裝置以及背光模組，係利用逆向蝕刻使原來網點區域以外的平滑的區域變成粗糙面，光線經過此粗糙面後會產生散射，而使光角度散得更開，增加出光量以及分光效果，並將減少亮點(Hot Spot)與暗點，提高導光板整體出光效率。

以下實施例的導光板製造方法、導光裝置以及背光模組，係利用逆向蝕刻使原來平滑的區域成為粗糙面，當光線經過粗糙面，會產生散射而使光角度散得更開，減少亮點(Hot Spot)與暗點，使導光板整體出光量提高；此外，網點區域處的凹狀微結構可使光反射到其他角度去，持續全反射來達到分光效果，進一步減輕亮點現象。

請同時參照第1A圖、第1B圖以及第1C圖，其係分別繪示本發明一實施方式導光板製造方法之流程圖、導光板製造方法示意圖，以及第一基板與導光板結構示意圖。導光板製造方法用來製造背光模組(Backlight Module)所需之導光板(Light Guide Plate)，此製造方法首先將光罩143區分出一網點區域123以及一非網點區域121(步驟101)，並將第一基板127對應於此光罩143來設置擺放(步驟103)。詳細來說，可把第一基板127放置於光罩143的正下方並與光罩143對齊，以利後續對第一基板127進行微影蝕刻。

接著，對光罩143與第一基板127進行一微影蝕刻製程(Etching)，以在光罩143對應於非網點區域121之第一基板127之第一區域129形成一粗糙面，以及在對應於網點區域123之第一基板127之第二區域131形成數個凸狀微結構133(步驟105)，其中此微影蝕刻製程係使第一基板127上之第二區域131較第一區域129凸出，而成為一公模模板，以利後續在一射出機上對一可塑性物質進行射出來形成導光板。如此一來，就不需要在蝕刻製程當中再度翻模來產生具凸出結構的公模模板，可減少導光板的製造時間以及製造成本。

在步驟105之後，繼續進行一射出製程(Injection molding process)，透過第一基板127來形成一粗糙面125以及數個凹狀微結構141於導光板139表面(步驟107)。詳細來說，可以第一基板127與另一基板(未顯示於圖中)來將可塑性物質夾壓於其間進行射出，然後冷卻可塑性物質以成為導光板139，使導光板139相應於非網點區域121之處形成粗糙面125，此粗糙面125的作用在使光線產生散射，而使光角度散的更開，有助於亮點的減少，進而使導光板整體出光率提高；此外，射出過程亦會使被第一基板127上凸出之第二區域131所夾壓的導光板區域141形成凹陷。

進一步由第1C圖可以看出，第一基板127之凸狀微結構133與導光板139之凹狀微結構141各自具有一V型區域135a/135b，以利入射至導光板139之光線進行全反射；第一基板127之凸狀微結構133與導光板139之凹狀微結構141另外還各自具有外凸弧狀區域137a與外凸弧狀區域137b，外凸弧狀區域137b可使光型較為分散，來解決噴射紋的現象。

請同時參照第2A圖以及第2B圖，其係分別繪示本發明一實施方式之背光模組結構示意圖與導光板結構示意圖。背光模組200提供一顯示器所需之光源，此背光模組200主要含有發光二極體207與導光裝置201，發光二極體207發出可見光線，導光裝置201則用來導引可見光線。

導光裝置204含有導光板239與反射片201b，反射片201b面向導光板239之導光表面211，以反射自導光板239而來的光線。導光板239具有入光側面201a與導光表面211，入光側面201a面向發光二極體207來接收入射之可見光線，導光表面211垂直連接於入光側面201a，此導光表面211含有數個凹狀微結構211b以及數個粗糙面211a，凹狀微結構211b係由導光板239之表面往內部凹陷，粗糙面211a則鄰接於凹狀微結構211b，當光線碰到此粗糙面211a時，也會產生散射效應，使光往大角度擴開。

各個凹狀微結構211b含有平坦底面203與曲狀側面205，平坦底面203位於導光板239之內部，曲狀側面則自導光表面211往導光板239之內部延伸而環繞平坦底面203。更詳細地說，各個凹狀微結構211b之平坦底面203具有一對稱中心線、V型區域235以及外凸弧狀區域237，這些凹狀微結構211b之對稱中心線會一致地朝向發光二極體207。

平坦底面203的V型區域235在其兩邊緣交接之處會形成一夾角，此V型區域235的夾角之角度介於65度至110度之間，原本在導光板239中全反射的光線，在打到具有此夾角的V型區域234之後，一部分的光線會轉向後大角度地持續全反射，如此一來可將原本聚集的光型打開，使光線的分佈更為均勻；另一部分的光線則不再持續全反射而直接出光。平坦底面203的外凸弧狀區域237則相鄰於V型區域235，且自V型區域235往外凸出，此外凸弧狀區域之弧狀邊緣209的弧長可小於具相同半徑的半圓周長度。

請同時參照第3A圖以及第3B圖，其係分別繪示本發明兩實施方式之導光板結構示意圖。在第3A圖的實施方式當中僅存在一發光源，導光板301當中大部分的凹狀微結構303的中心線305會面向此發光源。在一些實施例當中，愈靠近發光二極體發光源，凹狀微結構303的分佈會愈趨密集；至於越遠離發光源的凹狀微結構303，其對於暗點或亮點的影響已不明顯，故可使其分佈愈趨稀疏。另一方面，在第3B圖的實施方式當中則存在兩發光源，因此左半部的凹狀微結構303之中心線305會面向左邊的發光源，右半部的凹狀微結構303之中心線305則會面向右邊的發光源。

以上實施例的導光板製造方法、導光裝置以及背光模組，係利用逆向蝕刻使原來平滑的區域成為粗糙面，來加強光線的散射，減輕暗點或亮點現象，增加整體出光量；此外，無須再翻模及可製作結構外凸的基板，節省了導光板的製作時間以及製作成本。

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，任何在本發明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，當可作各種之更動與潤飾，因此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。

101~107．．．步驟

121．．．非網點區域

123．．．網點區域

125．．．粗糙面

127．．．第一基板

129．．．第一區域

131．．．第二區域

133．．．凸狀微結構

135a．．．V型區域

135b．．．V型區域

137a．．．外凸弧狀區域

137b．．．外凸弧狀區域

139．．．導光板

143．．．光罩

201a．．．入光側面

201b．．．反射片

203．．．平坦底面

204．．．導光裝置

205．．．曲狀側面

207．．．發光二極體

209．．．弧狀邊緣

211．．．導光表面

211a．．．粗糙面

211b．．．凹狀微結構

301．．．導光板

303．．．凹狀微結構

305．．．中心線

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖係繪示本發明一實施方式導光板製造方法之流程圖。

第1B圖係繪示本發明一實施方式導光板製造方法示意圖。

第1C圖係繪示本發明一實施方式第一基板與導光板之結構示意圖

第2A圖係繪示本發明一實施方式之背光模組結構示意圖。

第2B圖係分別繪示本發明一實施方式之導光板結構示意圖。

第3A圖係分別繪示本發明一實施方式之導光板結構示意圖。

第3B圖係繪示本發明另一實施方式之導光板結構示意圖。

101~107．．．步驟

Claims (17)

1. 一種導光板製造方法，用來製造一背光模組所需之一導光板，該導光板製造方法包含：將一光罩上區分出一網點區域以及一非網點區域；將一第一基板對應於該光罩來設置擺放；對該光罩與該第一基板進行一微影蝕刻製程，以在該光罩對應於該非網點區域之該第一基板之一第一區域形成一粗糙面，以及在對應於該網點區域之該第一基板之一第二區域形成複數個凸狀微結構；以及進行一射出製程，透過該第一基板形成該粗糙面以及複數個凹狀微結構於該導光板表面。
2. 如請求項1所述之導光板製造方法，其中該微影蝕刻製程係使該第一基板上之該第二區域較該第一區域凸出以成為一公模模板，以利後續在一射出機上對一可塑性物質進行射出來形成該導光板。
3. 如請求項1所述之導光板製造方法，其中該導光板之各個凹狀微結構具有一V型區域，以利入射至該導光板之光線進行全反射。
4. 一種導光裝置，包含：一導光板，具有：一入光側面，面向一發光源以接收入射光線；以及一導光表面，垂直耦接該入光側面，該導光表面包含：複數個凹狀微結構，自該導光表面往該導光板之內部凹陷；以及複數個粗糙面，鄰接於該些凹狀微結構；以及一反射片，面向該導光板之該導光表面，以反射自該導光板而來的光線。
5. 如請求項4所述之導光裝置，其中各個凹狀微結構包含：一平坦底面，位於該導光板之內部；以及一曲狀側面，自該導光表面往該導光板之內部延伸而環繞該平坦底面。
6. 如請求項5所述之導光裝置，其中各個凹狀微結構之該平坦底面具有一對稱中心線，該些凹狀微結構之該些對稱中心線朝向該發光源。
7. 如請求項5所述之導光裝置，其中該平坦底面包含：一V型區域，該V型區域之兩邊緣交接之處形成一夾角；以及一外凸弧狀區域，相鄰於該V型區域且自該V型區域往外凸出。
8. 如請求項7所述之導光裝置，其中該V型區域的該夾角之角度係介於70度至180度之間。
9. 如請求項7所述之導光裝置，其中該外凸弧狀區域之一弧狀邊緣的弧長小於具相同半徑的半圓周長度。
10. 如請求項4所述之導光裝置，其中愈靠近該發光源之該些凹狀微結構分佈愈趨密集。
11. 一背光模組，以提供一顯示器所需之光源，該背光模組包含：至少一發光二極體，以發出可見光線；一導光裝置，包含：一導光板，具有：一入光側面，面向該發光二極體以接收入射之可見光線；以及一導光表面，垂直連接於該入光側面，該導光表面包含：複數個凹狀微結構，自該導光表面往該導光板之內部凹陷；以及複數個粗糙面，鄰接於該些凹狀微結構；以及一反射片，面向該導光板之該導光表面，以反射自該導光板而來的光線。
12. 如請求項11所述之背光模組，其中各個凹狀微結構包含：一平坦底面，位於該導光板之內部；以及一曲狀側面，自該導光表面往該導光板之內部延伸而環繞該平坦底面。
13. 如請求項12所述之背光模組，其中各個凹狀微結構之該平坦底面具有一對稱中心線，該些凹狀微結構之該些對稱中心線朝向該發光二極體。
14. 如請求項12所述之背光模組，其中該平坦底面包含：一V型區域，在其兩邊緣交接之處形成一夾角；以及一外凸弧狀區域，相鄰於該V型區域且自該V型區域往外凸出。
15. 如請求項14所述之背光模組，其中該V型區域的該夾角之角度係介於65度至110度之間。
16. 如請求項14所述之背光模組，其中該外凸弧狀區域之一弧狀邊緣的弧長小於具相同半徑的半圓周長度。
17. 如請求項11所述之背光模組，其中愈靠近該發光二極體之該些凹狀微結構的分佈愈趨密集。