TWI551903B - 側入式導光板製造方法 - Google Patents

Description

側入式導光板製造方法

本發明是有關於一種導光板的製造方法，特別是關於一種側入式導光板的製造方法。

隨著攜帶式電子產品的技術開發，相關產品的厚度也朝更輕更薄方向前進。大多數的電子產品其顯示方式仍為透過液晶顯示螢幕，其中液晶顯示螢幕的光源需仰賴背光模組提供。一般常見的背光模組大致由導光板以及光源陣列組成。

請看第1A圖，第1A圖為習知導光板冷料壓出成型技術的加工示意圖。習知的導光板冷料壓出成型技術中，其不外乎是先將捲料100以滾輪撕去保護膜102，並以圖案壓出輪103進行導光圖案的壓製，再以滾輪104重新將導光板101包覆保護膜102，然後進行收料。

成捲的導光板101再運送到裁切線進行刀模沖壓裁切，使其呈現半斷狀態，例如以第1B圖所示，第1B圖為習知導光板冷料進行刀模沖壓裁切的加工示意圖。透過刀模106(或是刀模板，第1B圖所繪主要為表示沖切方向)， 導光板101以及其上保護膜105被切斷，但其下保護膜105’並未被切斷，使得導光板101於之後組裝時便於取下。最後，面板組裝廠再於組裝線上，將各導光板101取下作組裝。

在第1A圖中，冷壓線(形成導光圖案之產線)與組裝線(將捲料100上的導光板101取下作組裝之產線)可協調定義導光板的正面是捲料100之內面或外面。以捲料100內面為正面即出光面為例，背光模組設計者若設計導光圖案應位於導光板正面，則圖案壓出輪103即如第1A圖所示，與捲料100旋轉方向同為逆時針旋轉；反之，若設計導光圖案應位於導光板背面，則捲料100旋轉方向與圖案壓出輪103旋轉方向相反，以第1A圖為例即應將圖案壓出輪103移到下方。

然而，縱令冷壓線與組裝線皆已照設計者指示，進行分工合作，但實際量產時因為分工精細，稍有不慎即可能因為前端工作點的疏忽，造成後端工作點的大量報廢。因此，如何能有效解决這個問題，實屬當前導光板以及應用其的背光模組等產品的重要研發課題，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

緣此，本發明提出一種側入式導光板製造方法，以整合生產流程中，各不同工作站點，特別是跨廠區、跨公司間的配合方式，進而提升終端產品的良率。

本發明於一實施方式中，提出一種側入式導光板製造方法，用以製造導光板，導光板於正面或背面具有導光圖案，導光圖案用以將組裝於該導光板之側面的光源所提供之光線，自導光板正面均勻導出，側入式導光板製造方法包括下列步驟。在導光圖案設計階段，提供導光板版圖，導光板版圖包含導光板之外觀尺寸資料與導光圖案，以及，定義光源組裝於導光板側面時，緊鄰導光板之正面或背面，若光源緊鄰導光板之背面，則標註鏡射加工記號。在刀模製作階段，根據外觀尺寸資料與物料之尺寸，定義刀模版圖，若存在鏡射加工記號，則將刀模版圖鏡射翻面，並據以製作刀模板，若不存在鏡射加工記號，則直接依刀模版圖製作刀模板，其中刀模板係於刀口斷面具有波浪狀的立體結構，以於沖壓物料時，形成展光部於導光板之入光側面。在導光圖案加工階段，根據導光圖案製作圖案模具，並以圖案模具將導光圖案轉寫多份於物料上。在刀模裁切階段，以刀模板將物料連同導光圖案，裁切形成導光板。

根據本發明一實施方式，刀模板具有刀模，以一次沖壓形成導光板。

根據本發明一實施方式，物料為一光學級塑膠捲料。

根據本發明一實施方式，圖案模具為一滾輪。

本發明之一實施方式提供一種導光板的製造方法，將導光板各階段的製造方式作整合，以促進各不同工 作站點之間的溝通，進而提升終端產品的良率。

100,210,210’‧‧‧捲料

101,200‧‧‧導光板

102‧‧‧保護膜

103‧‧‧圖案壓出輪

104‧‧‧滾輪

105,213,213’‧‧‧上保護膜

105',214,214’‧‧‧下保護膜

106,154‧‧‧刀模

107‧‧‧入刀面

108‧‧‧非入刀面

109‧‧‧擠料

110‧‧‧物料

112‧‧‧正面

114‧‧‧背面

116‧‧‧邊界

118‧‧‧展光部

120‧‧‧連接面

122‧‧‧預定位置

130‧‧‧導光圖案

150‧‧‧刀模版圖

152‧‧‧刀模板

156‧‧‧立體結構

160‧‧‧光源

206‧‧‧第一滾輪

207‧‧‧翻印板材

208‧‧‧第二滾輪

212‧‧‧物料

第1A圖為習知導光板冷料壓出成型技術的加工示意圖。

第1B圖為習知導光板冷料進行刀模沖壓裁切的加工示意圖。

第2圖為導光板中對應非入刀面之擠料的側視示意圖。

第3圖為本發明製造方法中導光圖案設計階段一實施方式的立體示意圖。

第4圖為設計導光圖案於第3圖之物料的設計示意圖。

第5A圖為本發明製造方法中刀模製作階段一實施方式的設計示意圖。

第5B圖為本發明製造方法中有標註鏡射加工記號的刀模製作階段一實施方式的設計示意圖。

第6圖為本發明製造方法中導光圖案加工階段一實施方式的側視示意圖。

第7圖為本發明製造方法中刀模裁切階段一實施方式的立體示意圖。

第8圖為本發明製造方法中刀模裁切階段另一實施方式的立體示意圖。

第9A圖為本發明之導光板於組裝過程中一實施方式的立體示意圖。

第9B圖為本發明之導光板於組裝過程中另一實施方式的 立體示意圖。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

有鑑於當導光板尺寸逐漸趨於薄形化，其於加工製作時將不利於射出脫模。然而，薄形化的導光板利於冷料壓出與裁切。而考量到當進行壓出以及裁切時，刀模會對被沖切物造成邊緣擠壓，進而造成具有不平整表面的擠料。因此，本發明之製造方法將導光板、光源設置位置、導光圖案以及刀模作整合，以促進各工作站點的溝通。

本案發明人基於多年實務經驗及長期努力，分析導光板生產流程各工作站點加工細節，找出終端產品大量不良率之肇因要素如下：首先，多份導光板圖案可能設計於一個捲材的橫向幅寬上，因此，裁切加工時必須執行精準對位，以確保導光板上所設計的導光圖案在螢幕可視區(Visual area)內正常呈現。所以沖壓裁切加工中，精準度有偏移一點都會造成光學均勻度不良。

請再看到第1B圖，於習知技術中，如果要保證自動沖切機具的加工精準度，就至少必須固定捲料100方向與刀模106裁切方向。例如機台設計為逆時針將捲料100 送出，則刀模106一律下壓裁切(由上至下)。然而，如果配合設計者需求，任意將捲料100調整為順時針捲出送料或將刀模改為上沖裁切(由下至上)，則每次調整或重組機台重要部件都會產生公差，進而影響加工精準度。

此外，對薄型側入式導光板而言，導光板是以側面作為光源之入光側面，而為了助於光源所發射之光線能順利進入導光板，可以在導光板的入光側面上設置具有立體結構的展光部作為引導光線之用。

具有立體結構的展光部用以使組裝於側面的光源所提供之光線展光並導入至導光板，其可透過刀模或刀模板在裁切時同步形成於導光板之側面。申言之，在導光板側面加工立體結構可以幫助光源在進入導光板時，形成展光效果進而增加出光角度以減少暗區面積與刺眼的亮點。

若要加工規則的立體結構作為展光部，首選CNC或雷射加工。但是，對薄型側入式導光板而言，例如板厚在0.25mm以下，用CNC或雷射加工如此薄板之側面是不實際的，而改用射出成型則勉強可以做到板厚0.25mm的導光板，但冷壓製程可以輕易做到板厚0.1mm，令射出成形望塵莫及。因此，除冷壓製程外，其餘各種方法的量產性跟可行性都會很低。

請參照第2圖，第2圖為導光板中對應非入刀面之擠料的側視示意圖。當刀模106(或是刀模板，第2圖所繪主要為表示沖切方向)由上往下沖切導光板101時，導光板101相對兩表面對應於刀模106裁切位置可分為入刀面107 以及非入刀面108。而當刀模106沖切導光板101時，其會在側面靠近非入刀面108處產生擠料109。

同前所述，對薄型側入式導光板而言，用於展光的立體結構(未繪示)可在裁切加工階段時，同步形成於導光板101之側面。經本案發明人研究，較佳的加工方式是將刀模106的刀具製作成波浪狀鋒口。但是，因為波浪狀鋒口在沖壓導光板101時，其刃部形成擠料109的逃讓空間，反而使遠離入刀面107(即靠近非入刀面108)的立體結構形狀較鄰近入刀面107的立體結構更完整、更立體，而也具有較高的展光效果。因此，導光板101之光源應組裝於遠離入刀面107(即靠近非入刀面108)的一側，以更進一步導引光源所提供之光線進入導光板101。

綜合上述，本發明於一實施方式中提出一種側入式導光板製造方法，用以製造導光板，導光板於正面或背面具有導光圖案，導光圖案用以將組裝於導光板之側面的光源所提供之光線，自導光板正面均勻導出。側入式導光板製造方法包括下列不同階段之步驟。

在導光圖案設計階段，提供導光板版圖，導光板版圖包含導光板之外觀尺寸資料與導光圖案，以及，定義光源組裝於導光板側面時，光源所在之處緊鄰導光板之正面或背面，若光源所在之處緊鄰導光板之背面，則標註鏡射加工記號。

在刀模製作階段，根據外觀尺寸資料與物料之尺寸，定義刀模版圖，若存在鏡射加工記號，則將刀模版圖 鏡射翻面，並據以製作刀模板，若不存在鏡射加工記號，則直接依刀模版圖製作刀模板，其中刀模板係於刀口斷面具有波浪狀的立體結構，以於沖壓物料時，形成展光部於導光板之入光側面。

在導光圖案加工階段，根據導光圖案製作圖案模具，並以圖案模具將導光圖案轉寫多份於物料上。

在刀模裁切階段，以刀模板將物料連同導光圖案，裁切形成導光板。

由於不同階段之生產流程是由不同工作站點完成，特別很有可能是以跨廠區、跨公司間的配合方式完成，以上步驟將整合生產流程並進而提升良率。接著，以下敘述將針對不同階段之細節作更進一步的說明。

請參照第3圖，第3圖為本發明製造方法中導光圖案設計階段一實施方式的立體示意圖。於生產過程中，導光板200最終為自物料110裁切後取下，因此，於導光板200加工製程之初，需先設計導光板版圖，導光板版圖包含導光板200之外觀尺寸資料、導光圖案以及立體結構。此外，於此階段中，導光板版圖之設計可於設計圖上進行，之後再將設計圖內容實現於物料110上，其中物料110可以為光學級塑膠捲料。而為使本階段之細節容易被理解，以下敘述將配合物料110說明。

於物料110上設計導光板版圖，其中物料110具有正面112以及背面114。設計導光板200的邊界116，其中邊界116用以定義導光板200之外觀尺寸，包括導光板200 的長度以及寬度。因此，當邊界116設計完成後，即可定義出導光板200於物料110上的位置和尺寸。當需要裁切物料110以形成導光板200時，刀模(未繪示)對準邊界116進行裁切。然而，本圖中所繪之邊界116為刀模裁切物料110時所對應的位置，其於實務上並不一定為物料110上的實體線條(例如可以是設計圖中的資料)，合先敘明。

接著，於物料110上定義導光圖案。請參照第4圖，第4圖為設計導光圖案於第3圖之物料的設計示意圖。導光圖案130為用以輔助導光板200將光線均勻導出。第4圖中，導光圖案130設計於物料110的正面112，並位於導光板200的邊界116內。然而，導光圖案130同樣可以設計於物料110的背面(請見第3圖)，而也同樣位於導光板200的邊界116內。

請再回到第3圖。當導光板200形成後，會再於導光板200的側面貼合光源。而當導光板200尚未與物料110分離前，此側面為分別連接物料110與導光板200之連接面120(第3圖中具有陰影區域之面)。更進一步來說，連接面120為導光板200與物料110分離後，用來設置對應導光板200的光源之位置，以成為導光板200的入光側面。此外，連接面120上設置有預定位置122，此預定位置122作為光源於導光板200上的具體設置位置。

接著，再定義光源組裝於導光板200之側面時，光源所在之處為緊鄰導光板200之正面或背面。在此，導光板200之正面或背面與物料110之正面112或背面114為 互相獨立。

舉例而言，當定義光源所在之處為緊鄰導光板200之背面時，導光板200以物料110之正面112作為正面(即導光板200背面為物料110之背面114)，其中導光板200之正面為出光面。反之，當定義光源所在之處為緊鄰導光板200之正面時，導光板200以物料110之背面114作為正面(即導光板200背面為物料110之正面112)，其中導光板200之正面為出光面。

除此之外，若光源所在之處緊鄰導光板200之背面，則標註鏡射加工記號，其中鏡射加工記號為設計圖上的標記記號或是實體記號。綜上所述，此階段為設計導光圖案和立體結構以及定義光源位置，且再藉由光源位置決定是否標註鏡射加工記號。

請同時參照第5A圖以及第5B圖。第5A圖為本發明製造方法中刀模製作階段一實施方式的設計示意圖，第5B圖為本發明製造方法中有標註鏡射加工記號的刀模製作階段一實施方式的設計示意圖。根據本發明一實施方式，於刀模製作階段中，設計刀模版圖150並依刀模版圖150之設計製作刀模板152，其中刀模板152具有多個刀模154以及波浪狀的立體結構156，以一次沖壓形成多個導光板。此外，第5A圖以及第5B圖所繪之刀模154與波浪狀的立體結構156之尺寸僅為示意。即第5A圖以及第5B圖中，刀模154與波浪狀的立體結構156之間的比例關係非用以限制本發明。實務上，對立體結構156上的每一個波浪部 分而言，其尺寸小於單個二極體發光光源的尺寸。

刀模版圖150之設計為根據導光板的外觀尺寸資料與物料之尺寸(請見第3圖)，其中刀模板152係於刀口斷面具有波浪狀的立體結構156，以於沖壓物料時，在導光板之入光側面(請見第3圖的連接面)形成前述之展光部。具體而言，刀模板152尺寸對應物料尺寸，而刀模154尺寸對應導光板外觀尺寸。

定義刀模版圖150如第5A圖所示，而當有鏡射加工記號時，則將第5A圖的刀模版圖150鏡射翻面成第5B圖的刀模版圖150，並據此製作成刀模板152。反之，若不存在鏡射加工記號，則直接依第5A圖的刀模版圖150製作成為刀模板152。因此，根據有無鏡射加工記號(或光源所在之處緊鄰導光板背面或正面)，存在有兩種刀模版圖150(第5A圖以及第5B圖)，且此兩種刀模版圖150彼此為鏡射關係。

此外，實務上刀模版圖150並不一定需要如第5A圖以及第5B圖上的缺角，此缺角為使本發明之製造方法能更容易被理解，例如表示第5A圖以及第5B圖互為鏡射關係，以及於之後敘述中，將可以透過缺角更進一步了解本發明之製造方法之教示內容。

請再看到第6圖，第6圖為本發明製造方法中導光圖案加工階段一實施方式的側視示意圖。於導光圖案中，先根據導光圖案製作圖案模具，並以圖案模具將導光圖案轉寫多份於物料上，其中根據本發明一實施方式，圖案模 具為滾輪。

具體而言，以第6圖為例，第一滾輪206上包覆有翻印板材207，其中翻印板材207具有與導光圖案對應之圖案。接著，利用第一滾輪206作為圖案模具進行壓印以轉寫形成導光圖案。捲料210包含對應第3圖導光板版圖的物料212、上保護膜213以及下保護膜214。

捲料210先透過撕膜將上保護膜213以及下保護膜214脫離，以暴露物料212並進行導光圖案的轉寫。第6圖中，導光圖案之設計位置為物料212的正面，並以第一滾輪206作為圖案模具，而第二滾輪208作為轉寫時支撐物料212的部分。因此，物料212以正面朝向圖案模具，並且圖案模具與捲料210旋轉方向同為逆時針旋轉。

反之，若導光圖案之設計位置位於物料212背面時，則第二滾輪208作為圖案模具，即將翻印板材207包覆於第二滾輪208上，而以第一滾輪206作為轉寫時支撐物料212的部分。因此，物料212將以背面朝向圖案模具，且圖案模具與捲料旋轉方向旋轉方向相反。

當導光圖案的轉寫完成後，再以另外的上保護膜213’以及下保護膜214’包覆物料212作保護，並再藉由滾輪使其成為捲料210’。藉由此方法，導光圖案可以快速且大量的形成於物料212上。而當此階段工作完畢後，即可再將捲料210’送至下一個工作站進行下一道步驟的加工。

以下敘述將連同第7圖至第9B圖以及其相關敘述說明刀模裁切階段細節，同前所述，圖中所繪之缺角為使 本發明之製造方法能更容易被理解，其於實際上並不一定存在。

請同時參照第7圖以及第8圖。第7圖為本發明製造方法中刀模裁切階段一實施方式的立體示意圖，第8圖為本發明製造方法中刀模裁切階段另一實施方式的立體示意圖。第7圖以及第8圖的實施方式為對應刀模裁切階段。本階段中，刀模板152將物料110連同導光圖案130裁切，以形成導光板200。根據本發明一實施方式，刀模板152具有多個刀模154以及對應前述展光部的波浪狀的立體結構156，以一次沖壓形成多個導光板200。

光源將設置於分離後的導光板200的連接面120上，即連接面120為導光板200的入光側面，而連接面120上的預定位置122為光源於導光板200上的具體設置位置。

根據前述，由於當調整刀模的裁切沖壓方向時，需要重組機台重要部件，此將產生公差並影響加工精準度。而如果要保持自動沖切機具的加工精準度，就至少必須固定捲料方向以及刀模裁切方向。

因此，於第7圖以及第8圖的刀模裁切階段中，刀模板152皆以同一方向對物料110沖壓。具體而言，具有刀模154以及波浪狀的立體結構156的刀模板152為自物料110的正面112入刀裁切。第7圖以及第8圖的差異為：第7圖的導光圖案130位於物料110的正面112，而光源的預定位置122緊鄰導光板200之背面，即刀模板152為標註有鏡射加工記號。第8圖的導光圖案130位於物料110 的背面114，而光源的預定位置122緊鄰導光板200之正面，即刀模板152沒有標註鏡射加工記號。

同樣如前面所提，當刀模154沖切導光板200時，將會於連接面120(或導光板200的入光側面)靠近非入刀面(物料110之背面114)之處產生擠料(請見第2圖)。

請參照第9A圖，第9A圖為本發明之導光板於組裝過程中一實施方式的立體示意圖。本實施方式為延續第7圖，即導光板200已透過第7圖的裁切方式自物料(請見第7圖)分離，其中展光部118已經形成於連接面120上，且導光圖案130也已轉寫於導光板200上。同樣地，第9A圖中的展光部118之尺寸僅為示意，即第9A圖中的展光部118與導光板200之間的比例關係非用以限制本發明。實務上，對展光部118的每一個波浪部分而言，其尺寸小於單個光源160的尺寸。

當導光板200自物料分離後，由於此分離方式為透過刀模(請見第7圖)將導光板200自物料上切斷，同前所述，刀模會對導光板200邊緣造成擠壓，使得擠料(請見第2圖)形成於預定位置122的區域。

連接面120為光源160設置之面，即導光板200的入光側面，其上具有展光部118以及預定位置122。展光部118用以導引設置於連接面120上之光源160所提供之光線進入導光板200。預定位置122為光源160的具體設置位置，且擠料(請見第2圖)存在於預定位置122的區域。

同前所述，由於擠料存在於預定位置122的區域， 其使得預定位置122區域內的展光部118的立體結構更完整也更立體，而也因此具有較高的展光效果。因此，當光源160設置於預定位置122後，光源160所提供之光線能更進一步地被導入導光板200之中。

請再參照第9B圖，第9B圖為本發明之導光板於組裝過程中另一實施方式的立體示意圖。本實施方式為延續第8圖，即導光板200已透過第8圖的裁切方式自物料(請見第8圖)分離，其中展光部118已經形成於連接面120上，且導光圖案130也已轉寫於導光板200上。另外，第9B圖所繪為導光板200以第8圖方式裁切後，再將其垂直翻轉。同樣地，第9B圖中的展光部118之尺寸僅為示意，即第9B圖中的展光部118與導光板200之間的比例關係非用以限制本發明。實務上，對展光部118的每一個波浪部分而言，其尺寸小於單個光源160的尺寸。

同樣地，當導光板200自物料分離後，連接面120作為導光板200的入光側面，並具有展光部118以及預定位置122，其中擠料(請見第2圖)存在於預定位置122的區域。同前所述，預定位置122區域內的展光部118會具有更完整也更立體的結構。因此，當光源160設置於預定位置122後，光源160所提供之光線能更進一步地被導入導光板200之中。

當經過整合後，光源160於導光板200的預定位置122上形成有更完整且更立體的展光部118。因此，除了展光部118原本的的導引效果外，更完整也更立體的結構能 更進一步地將光源160所提供之光線導入導光板200中，使得導光板200於後續的出光效率也連帶提升。

本發明之製造方法在整合加工後，促進不同工作站之間的溝通，其除了使製作過程中不會有錯誤加工的情況外，也提升導光板的製造良率。更具體而言，光源設置位置、導光圖案形成位置、刀模入刀位置彼此為互相獨立，且透過鏡射加工記號可以產生正確的刀模版圖，以改善錯誤加工情況。除此之外，透過整合，光源所貼合的位置為結構更加立體的展光部，因此也將提升光源所提供之光線進入導光板的效率。

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，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。

110‧‧‧物料

112‧‧‧正面

114‧‧‧背面

116‧‧‧邊界

120‧‧‧連接面

122‧‧‧預定位置

130‧‧‧導光圖案

152‧‧‧刀模板

154‧‧‧刀模

156‧‧‧立體結構

200‧‧‧導光板

Claims (4)

1. 一種側入式導光板製造方法，用以製造一導光板，該導光板於正面或背面具有一導光圖案，該導光圖案用以將組裝於該導光板之側面的一光源所提供之光線自該導光板正面均勻導出，該側入式導光板製造方法包括下列步驟：在導光圖案設計階段：提供一導光板版圖，該導光板版圖包含該導光板之一外觀尺寸資料與該導光圖案；以及定義該光源組裝於該導光板側面時，該光源所在之處緊鄰該導光板之正面或背面，若該光源所在之處緊鄰該導光板之背面，則標註一鏡射加工記號；在刀模製作階段：根據該外觀尺寸資料與一物料之尺寸，定義一刀模版圖，若存在該鏡射加工記號，則將該刀模版圖鏡射翻面，並據以製作一刀模板，若不存在該鏡射加工記號，則直接依該刀模版圖製作該刀模板，其中該刀模板係於刀口斷面具有一波浪狀的立體結構，以於沖壓該物料時，形成一展光部於該導光板之一入光側面；在導光圖案加工階段：根據該導光圖案製作一圖案模具，並以該圖案模具將該導光圖案轉寫多份於該物料上；以及在刀模裁切階段：以該刀模板將該物料連同該導光圖案，裁切形成該導光板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之側入式導光板製造方 法，其中該刀模板具有複數個刀模，以一次沖壓形成複數個導光板。
3. 如申請專利範圍第1項所述之側入式導光板製造方法，其中該物料為一光學級塑膠捲料。
4. 如申請專利範圍第1項所述之側入式導光板製造方法，其中該圖案模具為一滾輪。