TWI584006B - 顯示裝置及其加工機台 - Google Patents

Description

顯示裝置及其加工機台

本揭露內容是有關於一種顯示裝置及其加工機台，且特別是有關於一種具有良好出光率的顯示裝置及其加工機台。

隨著現代視訊技術的進步，液晶顯示器已被大量地使用於手機、筆記型電腦、個人電腦及個人數位助理等消費性電子產品的顯示螢幕上。由於液晶顯示器之液晶顯示面板本身並不具有發光的功能，因此需要於液晶顯示面板配置背光模組以提供液晶顯示面板所需要之面光源，進而使液晶顯示面板達到顯示的效果。其中，側邊入光式背光模組因具有較薄的厚度，故被大量應用於例如手機、筆記型電腦、監視器、電視與個人數位助理(personal digital assistant，PDA)等液晶顯示裝置中。

在側邊入光式背光模組中，導光板的功能之一為導引光線方向，以提高顯示面板的光輝度及控制其亮度之均勻度。一般而言，為了提高導光板的出光效率，會貼附白反射片在導光板的側邊以回收反射光，並增加光學效率。然而，貼附反射片的方式除了耗費人力與時間成本外，貼附膠帶的對位精度與製程良率也是極大問題。

本揭露內容係有關於一種顯示裝置及其加工機台。實施例之顯示裝置中，粗糙結構可有效地將射向導光元件之側面的光線反射回導光元件之內，可減少光線的流失，進而提高背光模組的出光效率。

根據本揭露內容之一實施例，係提出一種顯示裝置。顯示裝置包括一背光模組以及一顯示面板。背光模組包括一導光元件及至少一粗糙結構。導光元件具有一出光面以及至少一側面，出光面與側面係相鄰且共用一側邊。粗糙結構形成於側面上，粗糙結構具有一表面粗糙度係為0.01~10微米。顯示面板對應於出光面設置。

根據本揭露內容之另一實施例，係提出一種加工機台。加工機台包括一定位機構(positioning mechanism)、一噴塗裝置(spray coating device)以及一固化裝置(curing device)。定位機構用以定位一導光元件，噴塗裝置用以提供一塗料以形成一塗層於導光元件之一側面上，固化裝置用以固化塗層。定位機構係鄰設於噴塗裝置和固化裝置。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10、20‧‧‧顯示裝置

100、100’‧‧‧背光模組

110‧‧‧導光元件

110a‧‧‧出光面

110b、110d、110e‧‧‧側面

110c‧‧‧底面

110s‧‧‧側邊

120‧‧‧粗糙結構

130‧‧‧反射片

140、240‧‧‧背光源

150‧‧‧背板

200‧‧‧顯示面板

30‧‧‧加工機台

310‧‧‧定位機構

311‧‧‧定位柱

313、315‧‧‧挾持治具

317‧‧‧對位監視器

320‧‧‧塗層

330‧‧‧噴塗裝置

331‧‧‧塗料容器

333‧‧‧攪拌器

335‧‧‧噴塗頭

350‧‧‧固化裝置

370‧‧‧自動化控制系統

390‧‧‧反應腔室

D1‧‧‧延伸方向

θ‧‧‧角度

第1圖繪示根據本揭露內容一實施例之顯示裝置之爆炸示意圖。

第2圖繪示根據本揭露內容另一實施例之顯示裝置之爆炸示意圖。

第3圖繪示根據本揭露內容一實施例之顯示裝置之加工機台之示意圖。

根據本揭露內容之實施例，顯示裝置中，粗糙結構可有效地將射向導光元件之側面的光線反射回導光元件之內，可減少光線的流失，進而提高背光模組的出光效率。以下係參照所附圖式詳細敘述本揭露內容之實施例。圖式中相同的標號係用以標示相同或類似之部分。需注意的是，圖式係已簡化以利清楚說明實施例之內容，實施例所提出的細部結構僅為舉例說明之用，並非對本揭露內容欲保護之範圍做限縮。具有通常知識者當可依據實際實施態樣的需要對該些結構加以修飾或變化。

第1圖繪示根據本揭露內容一實施例之顯示裝置10之爆炸示意圖。如第1圖所示，顯示裝置10包括一背光模組100以及一顯示面板200。背光模組100包括一導光元件110及至少一粗糙結構120。導光元件110具有一出光面110a以及至少一側面110b，出光面110a與側面110b相鄰且共用一側邊110s。粗糙結構120形成於側面110b上，粗糙結構120具有一表面粗糙度。粗糙結構120的表面粗糙度為0.01~10微米。顯示面板200對應於出光面110a設置。

實施例中，導光元件110例如是一導光板，粗糙結構120可有效地將射向導光元件110之側面110b的光線反射回導 光元件110之內，可減少光線的流失，進而提高背光模組100的出光效率。

再者，相較於傳統貼合反射片於側面110b的方式，根據本揭露內容之實施例，粗糙結構120直接形成於側面110b上，可以減少貼合反射片的人工與時間成本，而可以大幅降低人工貼合反射片產生的對位精度之誤差可能性，更可以完全避免因為貼合的對位誤差而產生的重工(rework)不易的問題。如此一來，不僅可以有效降低製程的人工與時間成本，更可以提升製程的良率。

一實施例中，粗糙結構120的表面粗糙度例如可以是0.01~5微米。

如第1圖所示，出光面110a與側面110b相鄰且夾有一角度θ。出光面110a與側面110b夾有之角度θ不等於180度。一實施例中，出光面110a與側面110b相鄰夾有之角度θ約為80-100度，例如是約90度。

如第1圖所示，導光元件110具有一底面110c，底面110c係相對於出光面110a。實施例中，底面110c之表面粗糙度不同於粗糙結構120之表面粗糙度。

實施例中，導光元件110的側面110b上的粗糙結構120可以經由噴塗(spraying)或塗佈(coating)方式形成。

實施例中，粗糙結構120可包括一熱固化層(thermal curing layer)或一紫外光固化層(UV curing layer)。

實施例中，粗糙結構120可包括水性漆(water paint)、油性漆(oil paint)、二氧化鈦、光起始劑、乙酸丙二醇單 甲基醚酯、乙酸甲氧基丁基酯、壓克力單體、壓克力樹脂、聚矽氧烷、塗料添加劑、硫酸鋇、環氧樹酯低聚物，氨基低聚物、分散劑、流平劑、鈦白粉、芳香烴溶劑或上述任兩種以上之組合。

實施例中，粗糙結構120更可包括複數個高反射性粒子，例如是二氧化鈦粒子、硫酸鋇(BaSO₄)、空氣泡或上述任兩種以上之組合。

如第1圖所示，背光模組100更可包括一反射片130。反射片130設置於導光元件110之出光面110a之相對的一側。換言之，反射片130對應於導光元件110的底面110c設置。實施例中，背光模組100更可包括一背板150，反射片130設置於背板150上。實施例中，反射片130可以是經由貼合或是塗佈的方式形成於背板150上。

實施例中，背光模組100更可包括一背光源140，背光源140設置於反射片130和導光元件110之間。如第1圖所示，背光源140設置於反射片130上。實施例中，背光源140例如包括複數個有機發光二極體。本實施例中，背光模組100例如是直下式入光(Bottom lighting)背光模組。然而，背光源140的選擇亦可視實際情況選擇，並不以上述類型為限。

一實施例中，如第1圖所示，粗糙結構120亦可形成於導光元件110的鄰接於發光面110a的多個側面上。舉例而言，粗糙結構120可以形成於導光元件110的側面110d上。於其他實施例中，以背光模組110為直下式背光模組為例，粗糙結構120亦可以形成於鄰接出光面110a的所有四個側面上。

第2圖繪示根據本揭露內容另一實施例之顯示裝置 20之爆炸示意圖。本實施例中與前述實施例相同之元件係沿用同樣的元件標號，且相同元件之相關說明請參考前述，在此不再贅述。

如第2圖所示，顯示裝置20包括一背光模組100’以及顯示面板200。背光模組100’包括導光元件110及至少一粗糙結構120。導光元件110具有出光面110a以及至少一側面110b，出光面110a與側面110b相鄰且共用一側邊110s，出光面110a與側面110b夾有角度θ。粗糙結構120形成於側面110b上，粗糙結構120的表面粗糙度為0.01~10微米。顯示面板200對應於出光面110a設置。

如第2圖所示，背光模組100’更可包括一反射片130。反射片130設置於導光元件110之出光面110a之相對的一側。換言之，反射片130對應於導光元件110的底面110c設置。實施例中，反射片130設置於導光元件110的底面110c上。實施例中，反射片130可以是經由貼合或是塗佈的方式形成於導光元件110的底面110c上，或是直接置放於導光元件110的底面110c之下。

實施例中，背光模組100’更可包括背板150，反射片130設置於背板150和導光元件110之間。

本實施例中，背光模組100’更可包括一背光源240，背光源240設置於導光元件110之一側邊。舉例而言，如第2圖所示，背光源240鄰接於導光元件110之一側面110e而設置。實施例中，背光源240例如包括冷陰極螢光燈管(CCFL)或有機發光二極體(LED)。本實施例中，背光模組100例如是側邊式入光 (Edge lighting)背光模組。然而，背光源240的選擇亦可視實際情況選擇，並不以上述類型為限。

第3圖繪示根據本揭露內容一實施例之顯示裝置之加工機台30之示意圖。如第3圖所示，加工機台30包括一定位機構(positioning mechanism)310、一噴塗裝置(spray coating device)330以及一固化裝置(curing device)350。定位機構310用以定位導光元件110，噴塗裝置330用以提供一塗料以形成一塗層於導光元件110之側面110b上，固化裝置350用以固化塗層。實施例中，加工機台30更可包括一自動化控制系統370，用以處理自動定位、自動噴塗及自動固化之訊息處理及傳遞。定位機構310係鄰設於噴塗裝置330和固化裝置350。

實施例中，定位機構310可包括複數個定位柱311、挾持治具313和315、旋轉馬達(未繪示)及對位監視器317。當堆疊的導光元件110被傳送進加工機台30，定位柱311便固定導光元件110於X-Y平面的位置，接著位於導光元件110之上及之下的挾持治具313和315將導光元件110挾持住，以固定導光元件110於Z方向的位置。詳細地說，導光元件110先經由運送帶輸送進加工機台30，接著定位柱311升起，定位柱311被氣壓杆推動而導光元件110，再利用上下挾持治具313和315夾住導光元件110。然後，對位監視器317讀取導光元件110的座標位置，並將座標位置的訊息傳送到噴塗裝置330。實施例中，對位監視器317例如是電荷耦合元件(CCD)，經由對位監視器讀取導光元件110上的對位符號(alignment mark)以確定是否對位成功。對位符號例如是導光元件110之玻璃基板上的切角，該切角可以在裁 切製程時一併製作。換言之，定位機構310可自動定位導光元件110。

實施例中，噴塗裝置330可包括塗料容器331、攪拌器333、加熱器(未繪示)、線性馬達(未繪示)、氣閥(未繪示)、壓力感測器及噴塗頭335。線性馬達可帶動噴塗頭335，而使噴塗頭335沿著導光元件110的側面110b之延伸方向D1移動。當噴塗裝置330接收到對位監視器317提供的導光元件110之座標位置的訊息後，噴塗頭335移動到鄰近導光元件110的側面110b處，提供塗料以形成塗層320於導光元件110之側面110b上。實施例中，利用噴塗頭350將塗料以非接觸式的方式噴塗至導光元件110的側面110b以形成塗層320。實施例中，利用壓力感測器感應並定位導光元件110及噴塗頭335的間距之後，可以利用氣閥控制塗料的噴出量以及利用線性馬達控制噴塗頭335移動的速度。再者，攪拌器333可防止塗料容器331內之塗料凝結，加熱器可調整塗料的溫度，而可以進一步調整塗料的特性以適於噴塗(例如調整至適當的黏度、均勻度及濃度)，因而可以利用攪拌器333與加熱器來調控塗料的特性，以達到塗佈均勻性的效果。換言之，噴塗裝置330可自動噴塗塗層320於導光元件110上。

另一實施例中，噴塗裝置330亦可以包括一刷具(未繪示)，也就是說，亦可以刷具取代噴塗頭335，以刷具塗佈塗層320於導光元件110的側面110b上。實施例中，利用刷具將塗料以接觸式的方式塗佈至導光元件110的側面110b以形成塗層320。

實施例中，固化裝置350可以是一熱固化裝置或一 紫外光固化裝置。也就是說，可以依據塗料的特性來選擇適合的固化方式。實施例中，塗層320形成於導光元件110的一個側面110b上之後，定位機構310將導光元件110沿X-Y平面轉動90度，將具有塗層320之側面轉動至面對固化裝置350以進行固化。實施例中，以旋轉馬達帶動上下挾持治具313和315，用以轉動導光元件110。換言之，固化裝置350可自動固化塗層320於導光元件110上，以形成粗糙結構120。

一實施例中，固化裝置350例如是紫外光固化裝置，包括紫外光照射燈、積光量感測器及氣壓缸。積光量感測器用以確認紫外光照射的能量。當導光元件110上的塗層320完成後，挾持治具313和315將已經覆著塗層320的側面旋轉至面對紫外光照射燈，接著進行塗層320之紫外光固化。氣壓缸設置於紫外光照射燈的外側，氣壓缸可推動紫外光照射燈以移動並靠移近導光元件110的塗層320，以提高紫外光固化的效果。

一實施例中，固化裝置350例如是熱固化裝置，包括加熱板、溫度感測器及氣壓缸。溫度感測器用以確認加熱的能量。當導光元件110上的塗層320完成後，挾持治具313和315將已經覆著塗層320的側面旋轉至面對加熱板，接著進行塗層320之熱固化。氣壓缸設置於加熱板的外側，氣壓缸係可推動加熱板以移動並靠移近導光元件110的塗層320，以提高熱固化的效果。

根據本揭露內容之實施例，固化裝置350亦可以同時包括紫外光固化裝置及熱固化裝置，此兩者可以設計為設置於相同的側面位置或不同的側面位置。

實施例中，加工機台30更可包括一反應腔室390， 其中定位機構310、噴塗裝置330以及固化裝置350均設置於反應腔室中。定位機構310、噴塗裝置330以及固化裝置350均設置於同一個反應腔室390中，除了可以縮短製程之時間外，也可避免導光元件110在運送之過程中可能產生之碰撞及污染，降低導光元件110產生瑕疵、毀損的可能，因而可提高製程之良率，並達到節省製作成本等效果。

以下係就實施例作進一步說明。以下表1係列出實施例之顯示裝置之粗糙結構的主要成分及其量測結果。以下實施例之表面粗糙度(Ra)係以表面粗度測定機(儀器：Mitutoyo；型號：SJ-210)測得，出光效率以大積分球量測模組測得。然而以下之實施例為例示說明之用，而不應被解釋為本揭露內容實施之限制。

由表1的結果可看出，當樣品的粗糙結構所採用的材料類型(或其混合物的類型)不同，會影響其表面粗糙度，而整體的出光率結果會受到上述兩個因素影響。因而，可以經由調整上述之材料類型及粗糙度之兩個因素來調整顯示裝置的出光率。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。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。

10‧‧‧顯示裝置

100‧‧‧背光模組

110‧‧‧導光元件

110a‧‧‧出光面

110b、110d‧‧‧側面

110c‧‧‧底面

110s‧‧‧側邊

120‧‧‧粗糙結構

130‧‧‧反射片

140‧‧‧背光源

150‧‧‧背板

200‧‧‧顯示面板

Claims (7)

1. 一種顯示裝置，包括：一背光模組，包括：一導光元件，具有一出光面以及至少一側面，該出光面與該側面係相鄰且共用一側邊；及至少一粗糙結構，形成於該側面上，該粗糙結構具有一表面粗糙度係為0.01~0.136微米；以及一顯示面板，對應於該出光面設置，其中該粗糙結構包括水性漆(water paint)、油性漆(oil paint)、光起始劑、乙酸丙二醇單甲基醚酯、乙酸甲氧基丁基酯、壓克力單體、壓克力樹脂、聚矽氧烷、塗料添加劑、硫酸鋇、環氧樹酯低聚物，氨基低聚物、分散劑、流平劑、芳香烴溶劑或上述任兩種以上之組合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該導光元件具有一底面，該底面係相對於該出光面，該底面之一表面粗糙度係不同於該粗糙結構之該表面粗糙度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該粗糙結構包括複數個高反射性粒子。
4. 如申請專利範圍第3項所述之顯示裝置，其中該些高反射性粒子包括二氧化鈦粒子、硫酸鋇(BaSO₄)、空氣泡或上述任兩種以上之組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該出光面與該側面相鄰且夾有一角度，該角度係為約80-100度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該背光模組更包括：一反射片，設置於該導光元件之該出光面之相對的一側；以及一背光源，設置於該反射片和該導光元件之間、或該導光元件之一側邊。
7. 一種加工機台，包括：一定位機構(positioning mechanism)，用以定位一導光元件；一噴塗裝置(spray coating device)，用以提供一塗料以形成一塗層於該導光元件之一側面上；以及一固化裝置(curing device)，用以固化該塗層，以形成一粗糙結構於該導光元件之該側面上，其中該定位機構係鄰設於該噴塗裝置和該固化裝置，其中該粗糙結構具有一表面粗糙度係為0.01~0.136微米，且該粗糙結構包括水性漆(water paint)、油性漆(oil paint)、光起始劑、乙酸丙二醇單甲基醚酯、乙酸甲氧基丁基酯、壓克力單體、壓克力樹脂、聚矽氧烷、塗料添加劑、硫酸鋇、環氧樹酯低聚物，氨基低聚物、分散劑、流平劑、芳香烴溶劑或上述任兩種以上之組合。