TWI439744B - 導光板的製作方法 - Google Patents

Description

導光板的製作方法

本發明是有關於一種光學元件的製作方法，且特別是有關於一種導光板的製作方法。

由於液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)本身並不具有發光的功能，故在液晶顯示器下方必須提供背光系統以提供光源，進而達到顯示的功能。習知的背光系統由兩個基本部分所組成：光源以及導光板(light guide plate)，其中光源又分為線光源的冷陰極燈管(cold cathode fluorescence lamp,CCFL)以及點光源的發光二極體(light emitting diode,LED)。光源所發出的光束會直接射入導光板，並被導光板導引而均勻從導光板上表面射出。

在習知技術中，為了提升光使用效率，會將導光板位於光源一側的入光面做得較大以充分接收發光二極體所發出的光束。然而，受限於導光板的射出機台的製程，一般很難再對大尺寸(例如7英寸以上)的導光板進行薄型化。另一方面，雖然利用壓出成形製作平板導光板的技術能將平板導光板的最小厚度控制在0.3毫米至0.6毫米，然而為了搭配平板導光板的厚度，通常選擇體積較小的發光二極體來做為光源，以與平板導光板形成光源裝置，因為壓出成形製作平板導光板的技術不能將導光板位於光源一側的入光面做得較大。如此一來，這樣的光源裝置將會有出光效能低落、壽命過低，且無法滿足大尺寸應用的缺點。

除此之外，習知技術亦提供幾種相關於導光板或基板的製作技術。舉例來說，美國專利公開號20070031106揭露一種於平板上製做光吸收層的方法。中國大陸專利公開號101243355與中華民國專利號594267亦分別揭露一種相關於導光板的結構。另外，中華民國專利號I306806與I332435則是分別揭露塑料的加工方法與導光板表面圖案的加工方法。

本發明提供一種導光板的製作方法，能有效提升薄型導光板與厚度較大之光源的搭配度。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明之一實施例提出一種導光板的製作方法，包括以下步驟。提供透光基板。透光基板具有第一表面、第二表面與連接第一表面與第二表面的第一入光面。利用模具於透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作第一楔形部，以形成一導光板，其中第一楔型部的厚度隨著遠離第一入光面的方向而遞減。

在一實施例的導光板的製作方法，其中利用模具於透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作第一楔形部的步驟包括：於模具的容置空間內填充第一材料，其中第一材料與透光基板的材料不同；將透光基板之靠近第一入光面的一端置入容置空間內，以使第一表面接觸第一材料；以及使第一材料固化於第一表面上，以形成第一楔形部。

在一實施例的導光板的製作方法，其中使第一材料固化於第一表面上的步驟係利用光照射該容置空間內的第一材料。

在一實施例的導光板的製作方法，其中模具包括第一部分模仁與第二部份模仁，且導光板的製作方法更包括組合第一部分模仁與第二部份模仁以形成容置空間。

在一實施例中，導光板的製作方法更包括：分開第一部分模仁與第二部份模仁；以及使導光板與模具分離。

在一實施例中，導光板的製作方法更包括對模具與第一材料的接觸表面進行表面處理，以降低第一材料與模具的吸附力。

在一實施例的導光板的製作方法，其中對模具與第一材料的接觸表面進行表面處理的步驟包括於模具與第一材料的接觸表面塗佈一脫模劑。

在一實施例的導光板的製作方法，更包括：利用模具於透光基板的第一入光面上形成第一入光部，其中第一入光部與第一楔形部連接。

在一實施例的導光板的製作方法，其中第一入光部具有背對透光基板的迎光面，且迎光面具有複數個光學微結構。

在一實施例的導光板的製作方法，其中利用模具於透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作第一楔形部，且於透光基板的第一入光面上形成第一入光部的步驟包括：於模具的容置空間內填充第一材料，其中第一材料與透光基板的材料不同；將透光基板之靠近第一入光面的一端置入容置空間內，並使第一入光面與模具保持一間距，以使第一表面與第一入光面接觸第一材料；以及使第一材料固化於第一表面及第一入光面上，以分別形成第一楔形部及第一入光部。

在一實施例的導光板的製作方法，其中第一材料為一光硬化樹脂或紫外光固化膠。

在一實施例的導光板的製作方法，其中透光基板更具有相對於第一入光面的第二入光面，且導光板的製作方法更包括於第一表面上靠近第二入光面的位置製作第二楔形部，其中第二楔形部的厚度隨著遠離第二入光面的方向而遞減。

在一實施例中，導光板的製作方法更包括利用模具於透光基板的第二入光面上形成第二入光部，且第二入光部與第二楔形部連接。

在一實施例的導光板的製作方法，其中第一楔形部之折射率與透光基板之折射率的差值小於或等於0.15。

在一實施例的導光板的製作方法，其中透光基板的厚度小於或等於0.4毫米。

在一實施例的導光板的製作方法，其中透光基板的第一表面之對角線長為大於或等於7英寸。

基於上述，本發明之實施例可達到下列優點或功效之至少其一。由於本發明之實施例之導光板的製作方法係在透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作第一楔形部，故能使導光板在靠近入光側之處有較大的厚度。因此，上述之導光板的入光側能配置較厚度較大的光源，從而能避免習知薄型導光板因使用薄型光源之出光效能低落的問題。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

本實施例之導光板的製作方法主要包括兩步驟。提供一透光基板，其中透光基板具有一第一表面、一第二表面與一連接第一表面與第二表面的第一入光面。利用一模具於透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作一第一楔形部，以形成一導光板，其中第一楔型部的厚度隨著遠離第一入光面而遞減。藉由上述作法，能製作出一種適於搭配厚度較大之光源的薄型導光板。詳細製作過程的一實施例請參照圖1A至圖1I的相關敘述。

圖1A至圖1I為本發明一實施例之導光板的製作方法的示意圖。請先參照圖1A與圖1B，導光板的製作方法包括將圖1A之模具100的第一部分模仁110與第二部份模仁120組合，以形成圖1B的容置空間130。在本實施例中，第一部分模仁110與第二部份模仁120例如為透光模仁。

接著，請參照圖1D，於模具100的容置空間130內填充材料M1。在本實施例中，材料M1例如為光硬化樹脂(photo-curing resin)或紫外光固化膠(ultraviolet glue,UV glue)，且材料M1的填充例如是透過出膠噴嘴200來執行，惟本發明不受限於此。除此之外，如圖1C所示，為了降低材料M1與模具100的吸附力，在進行圖1D的填充材料M1步驟前，亦可先對模具100與材料M1的接觸表面S1進行表面處理。詳細來說，圖1C之進行表面處理的方法例如為在模具100與材料M1的接觸表面S1塗佈脫模劑M2，惟本發明不受限於此。應注意的是，在其他實施例中，亦可不需要於圖1D之步驟前先執行圖1C之表面處理的步驟。

再來，請參照圖1E與圖1F，提供透光基板310，並將透光基板310之靠近入光面S4的一端置入容置空間130內，以使表面S2接觸材料M1。其中透光基板310例如是利用夾具400來固定或移動。另外，在本實施例中，透光基板310例如為平板基板。除此之外，如圖1F所示，本實施例之導光板的製作方法還包括使透光基板310之入光面S4與模具100保持間距G1，以使入光面S4接觸材料M1，其中間距G1大於0。在本實施例中，透光基板310的厚度T1小於或等於0.4毫米(mm)，且透光基板310的表面S2之對角線L(繪示於圖2)長為大於或等於7英寸。由此可知，本實施例之透光基板310為一厚度較薄且尺寸較大的透光基板。另外，透光基板310例如是以擠出、射出或滾壓的方式製作。

然後，如圖1G所示，使容置空間130內的材料M1固化於表面S2上，以在透光基板310之表面S2上靠近入光面S4的位置製作楔形部320。其中楔型部320的厚度T2隨著遠離入光面S4的方向而遞減。另外，楔形部320之折射率與透光基板310之折射率的差值小於或等於0.15。除此之外，在本實施例中，導光板的製作方法還包括使材料M1固化於入光面S4上，以形成入光部330，其中入光部330與楔形部320連接。至此，便完成導光板300的製作。應注意的是，在其他實施例中，導光板300亦可不具有入光部330。舉例來說，若將透光基板310的入光面S4與容置空間130的底部緊密接觸，便有可能形成不具有入光部330的導光板。另外，使材料M1固化於表面S2或入光面S4上的方法例如是利用光500照射容置空間130內的材料M1，且光500例如為紫外光，模具100例如為一透光模具以利光500穿過。或是利用加熱烘烤容置空間130內的材料M1，使材料M1固化於表面S2或入光面S4上。

接著，請參照圖1H與圖1I，當完成材料M1的固化後，便可將第一部分模仁110與第二部份模仁120分開，並取出導光板300，以使導光板300與模具100分離。另外，如圖1I所示，本實施例之導光板300的入光部330具有背對透光基板310的迎光面S5，且迎光面S5具有複數個光學微結構332。這些光學微結構332例如是凸點、凹點、凸紋、凹紋或其他適當形狀的光學微結構，光學微結構332例如是由第一部分模仁110的內表面轉印而成。光學微結構332能減少一般平板基板常出現的熱點(hot spot)效應，故本實施例之導光板300適於提供均勻度較佳的面光源。上述之導光板300適於與其他光學元件搭配以形成一背光模組。

圖3為本發明一實施例之背光模組的示意圖。請參照圖3，背光模組600包括上述之導光板300、光源610與光學元件620，其中光源610配置在導光板300之楔形部320的一側，且光學元件620配置在靠近表面S3之一側，光學元件620例如為反射片。在本實施例中，導光板300的出光面例如為表面S2。然而，在另一實施例中，導光板300的出光面亦可為表面S3，且光學元件620的位置例如配置在靠近表面S2之一側。除此之外，光源610例如為發光二極體(light emitting diode,LED)。

值得一提的是，本實施例之透光基板310的厚度較薄且尺寸較大，故本實施例的導光板300為一大尺寸且厚度較薄的導光板。然而，由於本實施例之導光板300包括楔形部320，故導光板300在靠近楔形部320處之入光側的厚度T3較大，從而使得本實施例之導光板300適於搭配厚度較大的光源610。舉例來說，光源610的厚度T4可大於0.4毫米，其例如為0.6毫米或0.8毫米，且光源610之發光區域612的厚度T5例如大於0.3毫米。因此，由於導光板300的厚度T3比光源610之發光區域612的厚度T5大，故導光板300能充份接收發光區域612較大之光源610所發出的光束，從而能使背光模組600提供亮度較高的面光源。換句話說，本實施例之導光板300不會有習知薄型導光板因搭配薄型光源所造成之出光效能低落的問題。亦即，本實施例之導光板的製作方法能製作出大尺寸且適於搭配厚度較大與發光效率較高的光源(例如發光二極體)，故採用導光板300的背光模組600提供高均勻度且高亮度的面光源。

圖4為本發明另一實施例之導光板300’的示意圖。請參照圖4，在另一實施例中，導光板300’的形成方法更包括於相對於表面S2上靠近入光面S6的位置製作楔形部320，，其中楔形部320’的厚度T2’隨著遠離入光面S6的方向而遞減，且入光面S6相對於入光面S4。另外，導光板300’的形成方法還包括利用模具100(繪示於圖1A至圖1I)於透光基板310的入光面S6上形成入光部330’，且入光部330’與楔形部320’連接。亦即，導光板300’為一雙側入光的導光板。詳言之，導光板300’之靠近楔形部320與320’的兩側可分別配置如圖3所示的光源610，且亦可於 導光板300’靠近表面S3的一側配置圖3的光學元件620(例如為反射片)。類似地，本實施例之導光板300’在靠近楔形部320與320’的厚度T3與T3’較大，故導光板300’適於搭配較厚度較大的光源610，從而使採用導光板300’的背光模組能提供高均勻度且高亮度的面光源。由於導光板300’之楔形部320’與入光部330’的製作方式可參照圖1A至圖1I的相關敘述推知，故在此不再贅述。

綜上所述，本發明之實施例包括以下優點或功效之至少其中之一。由於本發明之實施例之導光板的製作方法係在透光基板之第一表面上靠近第一入光面的位置製作第一楔形部，故能使導光板在靠近楔形部之處有較大的厚度。因此，上述之導光板的入光側能配置較厚度較大的光源，從而能避免習知薄型導光板因使用薄型光源之出光效能低落的問題。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

說明書和申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”、....僅用以命名元件的名稱，並非用來限制元件數量上的上限或下限。

100．．．模具

110．．．第一部分模仁

120．．．第二部份模仁

130．．．容置空間

200．．．出膠噴嘴

300、300’．．．導光板

310．．．透光基板

320、320’．．．楔形部

330、330’．．．入光部

332．．．光學微結構

400．．．夾具

500．．．光

600．．．背光模組

610．．．光源

612．．．發光區域

620．．．光學元件

M1．．．材料

M2．．．脫模劑

S1．．．接觸表面

S2、S3．．．表面

S4、S6．．．入光面

S5．．．迎光面

T1~T5、T2’、T3’．．．厚度

G1．．．間距

L．．．對角線

圖1A至圖1I為本發明一實施例之導光板的製作方法的示意圖。

圖2為圖1F之透光基板的表面S2的俯視示意圖。

圖3為本發明一實施例之背光模組的示意圖。

圖4為本發明另一實施例之導光板的示意圖。

100．．．模具

110．．．第一部分模仁

120．．．第二部份模仁

130．．．容置空間

300．．．導光板

310．．．透光基板

320．．．楔形部

330．．．入光部

400．．．夾具

500．．．光

M1．．．材料

S2、S3．．．表面

S4．．．入光面

T2．．．厚度

G1．．．間距

Claims (20)

1. 一種導光板的製作方法，包括：提供一透光基板，透光基板具有一第一表面、一第二表面與一連接該第一表面與該第二表面的第一入光面；以及利用一模具於該透光基板之該第一表面上靠近該第一入光面的位置製作一第一楔形部，以形成一導光板，其中該第一楔型部的厚度隨著遠離該第一入光面的一方向而遞減，且該第一楔形部的材料與該透光基板的材料不同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方法，其中利用該模具於該透光基板之該第一表面上靠近該第一入光面的該位置製作該第一楔形部的步驟包括：於該模具的一容置空間內填充一第一材料，其中該第一材料與該透光基板的材料不同；將該透光基板之靠近該第一入光面的一端置入該容置空間內，以使該第一表面接觸該第一材料；以及使該第一材料固化於該第一表面上，以形成該第一楔形部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之導光板的製作方法，其中使該第一材料固化於該第一表面上的步驟係利用一光照射該容置空間內的該第一材料。
4. 如申請專利範圍第2項所述之導光板的製作方法，其中該模具包括一第一部分模仁與一第二部份模仁，且該導光板的製作方法更包括組合該第一部分模仁與該第 二部份模仁以形成該容置空間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之導光板的製作方法，更包括：分開該第一部分模仁與該第二部份模仁；以及使該導光板與該模具分離。
6. 如申請專利範圍第2項所述之導光板的製作方法，更包括對該模具與該第一材料的接觸表面進行表面處理，以降低該第一材料與該模具的吸附力。
7. 如申請專利範圍第6項所述之導光板的製作方法，其中對該模具與該第一材料的該接觸表面進行表面處理的步驟包括於該模具與該第一材料的該接觸表面塗佈一脫模劑。
8. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方法，更包括：利用該模具於該透光基板的該第一入光面上形成一第一入光部，其中該第一入光部與該第一楔形部連接。
9. 如申請專利範圍第8項所述之導光板的製作方法，其中該第一入光部具有一背對該透光基板的迎光面，且該迎光面具有複數個光學微結構。
10. 如申請專利範圍第8項所述之導光板的製作方法，其中利用該模具於該透光基板之該第一表面上靠近該第一入光面的該位置製作該第一楔形部，且於該透光基板的該第一入光面上形成該第一入光部的步驟包括：於該模具的一容置空間內填充一第一材料，其中該第 一材料與該透光基板的材料不同；將該透光基板之靠近該第一入光面的一端置入該容置空間內，並使該第一入光面與該模具保持一間距，以使該第一表面與該第一入光面接觸該第一材料；以及使該第一材料固化於該第一表面及該第一入光面上，以分別形成該第一楔形部及該第一入光部。
11. 如申請專利範圍第10項所述之導光板的製作方法，其中該第一材料為一光硬化樹脂或紫外光固化膠。
12. 如申請專利範圍第8項所述之導光板的製作方法，其中該模具包括一第一部分模仁與一第二部份模仁，且該導光板的製作方法更包括組合該第一部分模仁與該第二部份模仁以形成該容置空間。
13. 如申請專利範圍第12項所述之導光板的製作方法，更包括：分開該第一部分模仁與該第二部份模仁；以及使該導光板與該模具分離。
14. 如申請專利範圍第13項所述之導光板的製作方法，更包括對該模具與該第一材料的接觸表面進行表面處理，以降低該第一材料與該模具的吸附力。
15. 如申請專利範圍第14項所述之導光板的製作方法，其中對該模具與該第一材料的該接觸表面進行表面處理的步驟包括於該模具與該第一材料的該接觸表面塗佈一脫模劑。
16. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方 法，其中該透光基板更具有一相對於該第一入光面的第二入光面，且導光板的製作方法更包括於該第一表面上靠近該第二入光面的位置製作一第二楔形部，其中該第二楔形部的厚度隨著遠離該第二入光面的一方向而遞減。
17. 如申請專利範圍第16項所述之導光板的製作方法，更包括利用該模具於該透光基板的該第二入光面上形成一第二入光部，且該第二入光部與該第二楔形部連接。
18. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方法，其中該第一楔形部之折射率與該透光基板之折射率的差值小於或等於0.15。
19. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方法，其中該透光基板的厚度小於或等於0.4毫米。
20. 如申請專利範圍第1項所述之導光板的製作方法，其中該透光基板的該第一表面之對角線長為大於或等於7英寸。