專利名稱：導光板、背光模塊與顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種導光板、背光模塊以及顯示裝置，且特別是有關于一種由各自具有光學結構的兩個透光基板相對接合而成的導光板以及應用此導光板的背光模塊以及顯示裝置。
背景技術：
隨著現代視訊技術的進步，液晶顯示裝置已被大量地使用于手機(mobile phone)、筆記型計算機(notebook personal computer)、個人計算機(personal computer, PC)及個人數字助理(personal digital assistant, PDA)等消費性電子產品的顯示屏幕上。然而，由于液晶顯示裝置的液晶顯示面板(LCD panel)本身并不具有發光的功能，因此需要在液晶顯示面板下方配置背光模塊，以提供液晶顯示面板顯示時所需要的背光源。然而，現有背光模塊因為構件數量多，所以會花費許多工時在組裝上。此外，由于導光板與背光模塊中的光學膜片是分別獨立的構件，因此當導光板與光學膜片之間出現對位誤差或是光學膜片受熱變形時，都可能導致光學膜片無法平整地貼附于導光板的表面。 一旦如此，將大幅降低背光模塊所提供的面光源的亮度與均勻性。此外，外界的異物或灰塵可能進入背光模塊內部，使得光學膜片被刮傷。導光板與光學膜片之間的對位誤差會造成組裝良品率不佳，而必須重工。再者，大量的光學膜片增加了制作成本，也導致了液晶顯示裝置的薄型化困難。

發明內容
本發明提供一種導光板，由各自具有光學結構的兩個透光基板所構成，可提供良好的出光效果。具體而言，本發明的導光板適于導引一發光元件所發出的一光線。此導光板包括一第一透光基板以及一第二透光基板。第一透光基板具有一第一表面、相對于第一表面的一第二表面以及連接第一表面與第二表面的一入光面。第一透光基板還具有多個第一光學結構，配置于第二表面上。第二透光基板具有一第三表面以及相對于第三表面的一第四表面。第二透光基板貼附于第一透光基板的第二表面上，且第三表面面向第二表面。第二透光基板還具有多個第二光學結構，配置于第三表面上。所述光線適于經由入光面進入第一透光基板，并且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。在一實施例中，所述第二透光基板的霧度介于0%至99%之間。在一實施例中，所述多個第一光學結構包括多個第一棱鏡，并排設置于第二表面上。在一實施例中，所述第二光學結構包括多個第二棱鏡，并排設置于第三表面上。在一實施例中，所述第一棱鏡的延伸方向實質上垂直于所述第二棱鏡的延伸方向。
在一實施例中，所述導光板還包括一黏著層，位于第一透光基板以及第二透光基板的外圍，并且連接第二表面以及第三表面。在一實施例中，所述黏著層包括一紫外光固化膠。在一實施例中，所述導光板還包括多個間隙物，設置于第二表面以及第三表面之間。本發明還提供一種背光模塊，采用所述導光板，以減少光學膜片的使用數量。此設計有利于背光模塊的薄化，可提高出光輝度，并且可避免背光模塊因光學膜片變形產生的出光不均勻(waving)或光學膜片損傷等問題。更具體而言，本發明的背光模塊包括一底板、所述導光板、一發光元件以及一承載框。所述導光板配置于底板上。發光元件配置于第一透光基板的入光面旁，且發光元件適于發出一光線經由入光面進入第一透光基板，并且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。承載框配置于導光板的外圍。在一實施例中，所述第一透光基板鄰近發光元件的一端相對突出于第二透光基板鄰近發光元件的一端，以形成一階梯結構。并且，所述承載框具有一定位部承靠于階梯結構上。本發明另提供一種顯示裝置，采用所述導光板以及應用此導光板的背光模塊。此顯示裝置具有良好的顯示質量，并且適于薄型化的發展。具體而言，本發明的顯示裝置包括所述背光模塊以及一顯示面板。顯示面板配置于背光模塊的承載框，以接收由第四表面射出第二透光基板外的光線，作為顯示光源。在一實施例中，所述顯示面板的外圍具有一非顯示區，且所述黏著層垂直于第二表面的投影位于非顯示區垂直于第二表面的投影內。為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文更搭配圖式列舉多個實施例作詳細說明。


圖IA繪示依照本發明的一實施例的一種導光板以及一發光元件；圖IB為圖IA所示的結構的分解圖；圖2A為圖IA所示的結構的剖面圖；圖2B為圖2A的區域A的局部放大圖；圖3A-3C繪示依據本發明的一實施例的一種透光基板上的光學結構的制作方法；圖4繪示依據本發明的一實施例的一種顯示裝置的局部結構。其中，附圖標記100 導光板110:第一透光基板110a:第一透光基板的一端112:第一表面114:第二表面116:入光面
120第二透光基板
120a 第二透光基板的-
122第三表面
124第四表面
130黏著層
142第一光學結構
144第二光學結構
150發光元件
160間隙物
190階梯結構
A 放大區域
L:光線
310透光基板
320紫外光固化樹脂層
330壓模
332光學結構圖案
340光學結構
400顯示裝置
410背光模塊
420顯示面板
412底板
414反射片
416承載框
416a 定位部
422顯示區
424非顯示區
426黑矩陣
430前框
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。圖IA繪示依照本發明的一實施例的一種導光板以及一發光元件。圖IB為圖IA 所示的結構的分解圖。圖2A為圖IA所示的結構的剖面圖。圖2B為圖2A的區域A的局部放大圖。請參考圖1A、1B、2A與2B，導光板100包括第一透光基板110以及第二透光基板 120。第一透光基板110具有相對的第一表面112、第二表面114以及連接第一表面112與第二表面114的入光面116。第二透光基板120具有第三表面122以及相對于第三表面122 的第四表面124。第一透光基板110與第二透光基板120相對接合，其中第二透光基板120 的第三表面122例如是藉由黏著層130貼附于第一透光基板110的第二表面114上。本實施例的黏著層130例如是紫外光固化膠，而第一透光基板110與第二透光基板120可以采用類似液晶顯示面板的組立方式來相對接合。例如，在真空或低壓的機臺環境下來組立第一透光基板110與第二透光基板120，并且對黏著層130照射紫外光，以固化黏著層130，進而固定第一透光基板110與第二透光基板120的相對位置。在本實施中，黏著層130位于第一透光基板110以及第二透光基板120的外圍。 當導光板100被應用于顯式裝置上時，可以考慮將黏著層130對應于顯示面板的非顯示區 (例如黑矩陣)設置，以避免影響顯示裝置的顯示區的正常顯示。此外，本實施例還分別在第一透光基板110的第二表面114以及第二透光基板120 的第三表面122上設置多個第一光學結構142以及第二光學結構144。發光元件150配置于第一透光基板110的入光面116旁，并且適于發出光線L，使光線L經由入光面116進入第一透光基板110。光線L在進入第一透光基板110后，可能在第一透光基板110內進行一或多次反射，或者不經反射，直接由第二表面114上的第一光學結構142以及第三表面122 上的第二光學結構144進入第二透光基板120。然后，進入第二透光基板120的光線L可能在第二透光基板120內進行一或多次反射，或者不經反射，直接由第四表面IM射出第二透光基板120外。本實施例的第二透光基板120的第三表面122上具有第二光學結構144，因而可提供與傳統的光學膜片類似或等效的光學效果。更具體而言，所述多個第一光學結構142 例如是并排設置于第二表面114上的多個第一棱鏡，而第二光學結構144例如是并排設置于第三表面122上的多個第二棱鏡。如此，位于第三表面122上的棱鏡型態的第二光學結構144可以提供如同棱鏡片的光學效果。此外，本實施例還可以依各種需求設計所述棱鏡型態的第一光學結構142以及第二光學結構144的延伸方向。例如，可使棱鏡型態的第一光學結構142的延伸方向實質上垂直于棱鏡型態的第二光學結構144的延伸方向。此相對應的棱鏡頂角角度皆經過設計以期達成期望的出光光型。當然，第一光學結構142以及第二光學結構144的型態不限于棱鏡，還可以是光擴散網點、圓角棱鏡、規則排列的半圓形凸點、或不規則排列的棱鏡結構等具有光學轉換效果的結構。另一方面，本實施例可以對第二透光基板120的霧度進行調整，以控制光線L在第二透光基板120內的擴散效果。例如，第二透光基板120的霧度可以被設定在0%至99% 之間。換言之，第二透光基板120本身可提供與擴散片類似或等效的光學效果。請再參考圖2A與2B，為了有效維持第一透光基板110與第二透光基板120之間距，避免第一光學結構142以及第二光學結構144因為導光板100受到壓力而損傷，本實施例可以在第一透光基板110的第二表面114與第二透光基板120的第三表面122之間設置多個間隙物(spacer) 160。間隙物160例如是球狀、塊狀、柱狀等，其可承靠于第一光學結構142以及第二光學結構144之間；或者，位于第一透光基板110與第二透光基板120的外圍，承靠于第二表面114與第三表面122之間，并且可能被黏著層130包覆或不被黏著層 130包覆。圖3A-3C繪示依據本發明的一實施例的一種透光基板上的光學結構的制作方法， 用以制作如同所述的第一光學結構142或第二光學結構144。首先，如圖3A所示，提供透光基板310，并且在透光基板310上涂布紫外光固化樹脂層320。透光基板310的材質例如是壓克力(或稱聚甲基丙烯酸甲酯)(Polymethylmethacrylate，PMMA)或是光學玻璃。接著，如圖:3B所示，將表面具有光學結構圖案332的壓模(stamper) 330壓合于紫外光固化樹脂層320，以將光學結構圖案轉印于紫外光固化樹脂層320上。并且，用紫外光來預烤 (pre-cure)紫外光固化樹脂層320。然后，如圖3C所示，移除壓模330，再用紫外光完全固化紫外光固化樹脂層320，而在透光基板310上形成多個光學結構340。圖4繪示依據本發明的一實施例的一種顯示裝置的局部結構。如圖4所示，顯示裝置400包括應用所述導光板100的背光模塊410以及顯示面板420。在背光模塊410中， 底板412承載導光板100以及發光元件150。導光板100與底板412之間設有反射片414。 承載框416配置于導光板100的外圍，用以固定導光板100的位置。在本實施例中，可以對承載框416以及導光板的外型進行設計，使兩者的外型搭配來達到定位的效果。更具體而言，如圖4所示，在鄰近發光元件150的位置上，第一透光基板110的一端IlOa會相對突出于第二透光基板120的一端120a，以形成一階梯結構190。 對應于此階梯結構190，承載框416具有定位部416a。承載框416被組裝到導光板100時， 定位部416a會承靠于階梯結構190上，以定位導光板100。此外，顯示面板420配置于承載框416上。在本實施例中，顯示面板420例如是液晶顯示面板，其包括顯示區422以及位于顯示區外圍的非顯示區424。一般而言，非顯示區 424內可能具有黑矩陣426，以遮擋不正常的漏光。由于黏著層130位于第一透光基板110 以及第二透光基板120的外圍，為了避免影響顯示區422的正常顯示，本實施例可以考慮將黏著層130對應于非顯示區4M設置。例如，使黏著層130垂直于第二表面114的投影位于非顯示區似4垂直于第二表面114的投影內。顯示裝置400還可能包括前框430，配置于顯示面板420的外圍，以固定顯示面板420在承載框416上的位置。綜上所述，本發明提出的導光板由各自具有光學結構的兩個透光基板所構成，可提供良好的出光效果。特別是，透光基板上的光學結構以及透光基板本身的霧度設定都可提供與傳統的光學膜片類似或等效的光學效果，因而可以取代現有背光模塊中的棱鏡片、 擴散片等光學膜片。換言之，采用本發明的導光板的背光模塊可以減少光學膜片的使用數量，此有利于背光模塊的薄化，并可提高出光輝度。同時，兩透光基板相對接合，不易產生變形或定位誤差，可避免背光模塊因光學膜片變形產生的出光不均勻(waving)或光學膜片損傷等問題。另外，采用本發明的導光板以及背光模塊的顯示裝置可具有良好的顯示質量， 并且適于薄型化的發展。雖然本發明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種導光板，適于導引一發光元件所發出的一光線，其特征在于，該導光板包括一第一透光基板，具有一第一表面、相對于該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板還具有多個第一光學結構，配置于該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對于該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附于該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板還具有多個第二光學結構，配置于該第三表面上，該光線適于經由該入光面進入該第一透光基板，并且經由該第二表面上的所述第一光學結構以及該第三表面上的所述第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外。
2.根據權利要求1所述的導光板，其特征在于，該第二透光基板的霧度介于0%至99% 之間。
3.根據權利要求1所述的導光板，其特征在于，所述第一光學結構包括多個第一棱鏡， 并排設置于該第二表面上。
4.根據權利要求3所述的導光板，其特征在于，所述第二光學結構包括多個第二棱鏡， 并排設置于該第三表面上。
5.根據權利要求4所述的導光板，其特征在于，所述第一棱鏡的延伸方向實質上垂直于所述第二棱鏡的延伸方向。
6.根據權利要求1所述的導光板，其特征在于，還包括一黏著層，位于該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，并且連接該第二表面以及該第三表面。
7.根據權利要求6所述的導光板，其特征在于，該黏著層包括一紫外光固化膠。
8.根據權利要求1項所述的導光板，還包括多個間隙物，設置于該第二表面以及該第三表面之間。
9.一種背光模塊，其特征在于，包括一底板；一導光板，配置于該底板上，該導光板包括一第一透光基板，具有一第一表面、相對于該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板還具有多個第一光學結構，配置于該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對于該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附于該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板還具有多個第二光學結構，配置于該第三表面上；一發光元件，配置于該入光面旁，該發光元件適于發出一光線經由該入光面進入該第一透光基板，并且經由該第二表面上的所述第一光學結構以及該第三表面上的所述第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外；以及一承載框，配置于該導光板的外圍。
10.根據權利要求9所述的背光模塊，其特征在于，該第二透光基板的霧度介于0%至 99%之間。
11.根據權利要求9所述的背光模塊，其特征在于，所述第一光學結構包括多個第一棱鏡，并排設置于該第二表面上。
12.根據權利要求11所述的背光模塊，其特征在于，所述第二光學結構包括多個第二棱鏡，并排設置于該第三表面上。
13.根據權利要求12所述的背光模塊，其特征在于，所述第一棱鏡的延伸方向實質上垂直于所述第二棱鏡的延伸方向。
14.根據權利要求9所述的背光模塊，其特征在于，該導光板還包括一黏著層，位于該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，并且連接該第二表面以及該第三表面。
15.根據權利要求14所述的背光模塊，其特征在于，該黏著層包括一紫外光固化膠。
16.根據權利要求9所述的背光模塊，其特征在于，該導光板還包括多個間隙物，設置于該第二表面以及該第三表面之間。
17.根據權利要求9所述的背光模塊，其特征在于，該第一透光基板鄰近該發光元件的一端相對突出于該第二透光基板鄰近該發光元件的一端，以形成一階梯結構，該承載框具有一定位部承靠于該階梯結構上。
18.一種顯示裝置，其特征在于，包括一背光模塊，包括一底板；一導光板，配置于該底板上，該導光板包括一第一透光基板，具有一第一表面、相對于該第一表面的一第二表面以及連接該第一表面與該第二表面的一入光面，該第一透光基板還具有多個第一光學結構，配置于該第二表面上；以及一第二透光基板，具有一第三表面以及相對于該第三表面的一第四表面，該第二透光基板貼附于該第一透光基板的該第二表面上，且該第三表面面向該第二表面，該第二透光基板還具有多個第二光學結構，配置于該第三表面上；一發光元件，配置于該入光面旁，該發光元件適于發出一光線經由該入光面進入該第一透光基板，并且經由該第二表面上的所述第一光學結構以及該第三表面上的所述第二光學結構進入該第二透光基板，再由該第四表面射出該第二透光基板外；以及一承載框，配置于該導光板的外圍；以及一顯示面板，配置于該承載框上。
19.根據權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，該第二透光基板的霧度介于0%至 99%之間。
20.根據權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一光學結構包括多個第一棱鏡，并排設置于該第二表面上。
21.根據權利要求20所述的顯示裝置，其特征在于，所述第二光學結構包括多個第二棱鏡，并排設置于該第三表面上。
22.根據權利要求21所述的顯示裝置，其特征在于，所述第一棱鏡的延伸方向實質上垂直于所述第二棱鏡的延伸方向。
23.根據權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，該導光板還包括一黏著層，位于該第一透光基板以及該第二透光基板的外圍，并且連接該第二表面以及該第三表面。
24.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特征在于，該黏著層包括一紫外光固化膠。
25.根據權利要求23所述的顯示裝置，其特征在于，該顯示面板的外圍具有一非顯示區，且該黏著層垂直于該第二表面的投影位于該非顯示區垂直于該第二表面的投影內。
26.根據權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，該導光板還包括多個間隙物，設置于該第二表面以及該第三表面之間。
27.根據權利要求18所述的顯示裝置，其特征在于，該第一透光基板鄰近該發光元件的一端相對突出于該第二透光基板鄰近該發光元件的一端，以形成一階梯結構，該承載框具有一定位部承靠于該階梯結構上。
全文摘要
本發明有關于一種導光板，包括第一透光基板以及第二透光基板。第一透光基板具有相對的第一表面與第二表面，以及連接第一表面與第二表面的入光面。多個第一光學結構配置于第二表面上。第二透光基板具有相對的第三表面與第四表面。第二透光基板貼附于第一透光基板的第二表面上，且第三表面面向第二表面。多個第二光學結構配置于第三表面上。一光線適于經由入光面進入第一透光基板，并且經由第二表面上的第一光學結構以及第三表面上的第二光學結構進入第二透光基板，再由第四表面射出第二透光基板外。應用此導光板的背光模塊以及顯示裝置亦被提出。本發明的導光板可提供良好的出光效果。
文檔編號F21V8/00GK102401931SQ20111034291
公開日2012年4月4日 申請日期2011年10月25日 優先權日2011年9月7日
發明者曾德龍, 賴清坤 申請人:友達光電股份有限公司