CN102129098A - 导光板、导光板的制造方法及侧射型背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导光板、导光板的制造方法及侧射型背光模块，本发明的导光板包括：一第一塑料光学层；所述的第一塑料光学层具透光性和具有相对之第一面及第二面，该第一面具有一微结构图案；一第二塑料光学层；所述的第二塑料光学层迭合于该第二面；以及多个光反射内容物；所述的多个光反射内容物分布在该第二塑料光学层中；本发明的有益效果是：将一导光层与一反光层整合为一体，使得导光层与反光层之间不再具有空隙，以满足光线全反射之目的；同时，由于背光模块不再需要额外准备具反射功能之独立组件，也可避免产生光不均匀现象，进而提升照明质量。

Description

导光板、导光板的制造方法及侧射型背光模块

技术领域

本发明涉及一种侧射型背光模块，尤其涉及该背光模块中的导光板及其制造方法。

背景技术

由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)的日益普及，决定液晶显示器亮度的背光模块的设计日趋精细。背光模块依照光源入射位置的不同分成侧光式入光(edge lighting)与直下式入光(bottom lighting)两种，以提供液晶显示器所需之面光源。

现有技术的侧光式背光模块包含光源、反射板、导光板、扩散片及棱镜片等等，其中光源位于导光板之侧面，反射板位于导光板下方，扩散片及棱镜片位于导光板上方，扩散片位于棱镜片与导光板之间。如此，当光源的光线进入导光板内部时，由反射板之反射，光线可朝扩散片及棱镜片之方向被送出导光板，以形成辉度均匀的面光源，提供液晶显示器所需之亮度。然而，由于反射片是利用黏胶黏附于导光板上，反射片与导光板之间仍保有无法避免之微小空隙，对于光线之全反射效果仍具有改良空间。此外，由于反射片黏附于导光板上，导光板之面光源将因反射片产生光不均匀现象(mura)，降低照明质量。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种导光板，旨在解决上述的问题。

本发明还提供了采用上述导光板的侧射型背光模块。

本发明还提供了上述导光板的制造方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的导光板包括：一第一塑料光学层；所述的第一塑料光学层具透光性和具有相对之第一面及第二面，该第一面具有一微结构图案；一第二塑料光学层；所述的第二塑料光学层迭合于该第二面；以及多个光反射内容物；所述的多个光反射内容物分布在该第二塑料光学层中。

本发明的侧射型背光模块包括：一背板；一上述的导光板；所述的导光板位于该背板上；一光源；所述的光源位于该导光板之一入光面；一棱镜片；所述的棱镜片位于该导光板之一出光面；以及一扩散片；所述的扩散片位于该导光板与该棱镜片之间。

本发明的导光板制造方法，是通过以下步骤实现的：

同时射出成型一第一塑料成形物及一第二塑料成形物，其中该第二塑料成形物内具有多个光反射内容物；以及

将该第一塑料成形物及该第二塑料成形物共同压合成型为一整体的导光板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将一导光层与一反光层整合为一体，使得导光层与反光层之间不再具有空隙，以满足光线全反射之目的；如此，由于背光模块不再需要额外准备具反射功能的独立组件，背光模块不仅可简化背光模块的结构，省下多余空间，也可达到降低成本之目的；同时，由于背光模块不再需要额外准备具反射功能之独立组件，也可避免产生光不均匀现象，进而提升照明质量。

附图说明

图1绘示本发明导光板之制作方法之流程图。

图2绘示用以进行图1之制作方法之设备示意图。

图3A绘示图2中导光板之区域M1之局部放大图。

图3B绘示图2中导光板之区域M2之局部示意图。

图3C绘示导光板于其它实施例之局部示意图。

图4绘示侧射型背光模块的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明为揭露一种导光板及具此导光板之背光模块，用以简化背光模块之结构，不需额外准备具反射功能之独立组件，进而达到降低成本之目的。

本发明为揭露一种导光板及具此导光板之背光模块，用以消除导光层与反光层间之微小空隙，进而达到光线全反射之目的。

本发明为揭露一种导光板及具此导光板之背光模块，用以消除产生光不均匀现象(mura)之目的，进而提升照明质量。

本发明提供一种导光板，此导光板包含一第一塑料光学层、一第二塑料光学层及多个光反射内容物。第一塑料光学层具有相对之第一面及第二面。第一面具有一微结构图案。第二塑料光学层迭合于第二面上。光反射内容物分布在第二塑料光学层内部。

此外，在一实施例中，第二塑料光学层无接缝地迭合于第一塑料光学层之第二面上，其中第二塑料光学层与第一塑料光学层之间不具胶着层。

在另一实施例中，第二塑料光学层由一胶着层迭合于第一塑料光学层上。在其它实施例中，第一塑料光学层与第二塑料光学层具相同之材质。

在其它实施例中，第一塑料光学层与第二塑料光学层具相同之面积。

在其它实施例中，第一塑料光学层之厚度为第二塑料光学层之厚度的3～6倍以上。

在其它实施例中，分布有光反射内容物之第二塑料光学层之光反射系数大于第一塑料光学层之光反射系数。

在其它实施例中，此些光反射内容物之总体积占第二塑料光学层之体积的20％～50％。

在其它实施例中，第一塑料光学层与第二塑料光学层之材质是聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚亚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯或其组合。

在其它实施例中，光反射内容物是金属粉末。更进一步地，金属粉末之材质为银、铜、金、镍、铝、锡、铬、钛、铁或其组合。

在其它实施例中，光反射内容物为光学增白剂粒子。更进一步地，光学增白剂粒子为二苯乙烯或二苯乙烯及硫酸钡或二氧化钛与二氧化硅之组合。

在其它实施例中，分布有光反射内容物之第二塑料光学层呈白色、银色或金色。

在其它实施例中，微结构图案包含外凸或内凹之结构。更进一步地，微结构图案之结构为球形、「V」字形、「U」字形、正方形、长方形、菱形、精圆形、三角形、波浪形或其组合。

此外，此种侧射型背光模块包含一背板、一如上之导光板、一光源、一棱镜片及一扩散片。导光板位于该背板上。光源位于导光板之入光面。棱镜片位于导光板之出光面。扩散片位于导光板与棱镜片之间。

本发明还提供一种导光板之制作方法，包含步骤为由一出胶嘴同时射出成型一第一塑料成形物及一第二塑料成形物，其中第二塑料成形物内掺有多个光反射内容物；接着，将第一塑料成形物及第二塑料成形物共同压合成型为一整体之导光板。

在一实施例中，当将第一塑料成形物及第二塑料成形物共同压合成型为整体之导光板时，是由一成型滚压轮组将第一塑料成形物及第二塑料成形物共同压合成型为此导光板。

在其它实施例中，当将第一塑料成形物及第二塑料成形物共同压合成型为一整体之导光板之后，由另一成型滚压轮组，对第一塑料成形物远离第二塑料成形物之一面印压出一微结构图案。

在其它实施例中，此些光反射内容物之总体积占第二塑料成形物之体积的20％～50％。

在其它实施例中，第一塑料成形物及第二塑料成形物之材质是聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚亚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯或其组合。

在其它实施例中，光反射内容物是金属粉末。更进一步地，金属粉末之材质为银、铜、金、镍、铝、锡、铬、钛、铁或其组合。

在其它实施例中，光反射内容物为光学增白剂粒子。更进一步地，光学增白剂粒子为二苯乙烯、或二苯乙烯及硫酸钡或二氧化钛与二氧化硅之组合。

请参阅图1、图2及图3A～3B所示。图1绘示本发明导光板之制作方法之流程图。图2绘示用以进行图1之制作方法之设备示意图。图3A绘示图2中导光板之区域M1之局部放大图。图3B绘示图2中导光板之区域M2之局部放大图。

请参阅图1，是提供一种导光板之制作方法，包含步骤：

步骤(101)：同时射出成型一第一塑料成形物P11及一第二塑料成形物P21，其中第二塑料成形物P21内掺有多个光反射内容物400；

步骤(102)：将第一塑料成形物P11及第二塑料成形物P21共同压合成型为一整体之导光板100；

步骤(103)：制作一微结构图案210至导光板100之表面；以及

步骤(104)：冷却导光板100。

本发明之一实施例中，上述之制作方法可采用图2之双射出成型及压合设备600，双射出成型及压合设备600包含一供料部610、一加压模头620及一成型滚压轮组630。供料部610包含一第一原料室611、一第二原料室613、一第一加热螺杆612、一第二加热螺杆614。第一加热螺杆612接通第一原料室611与加压模头620，用以加热并输送原料至加压模头620。第二加热螺杆614接通第二原料室613与加压模头620，用以加热并输送原料至加压模头620。成型滚压轮组630包含相并排之二第一成型滚压轮631及一第二成型滚压轮632及相并排之二托拉轮633。第二成型滚压轮632之表面具有一立体图案。

请同时参阅图1、图2及图3A，当进行步骤(101)：同时射出成型一第一塑料成形物P11及一第二塑料成形物P21，第一原料室611可放置有第一胶料P1。第二原料室613可放置有第二胶料P2，第二胶料P2内掺有多个光反射内容物400；接着，第一加热螺杆612加热第一胶料P1，并引导第一胶料P1至加压模头620内，第二加热螺杆614加热掺有光反射内容物400之第二胶料P2，并引导第二胶料P2至加压模头620内；接着，熔化后的第一胶料P1与掺有光反射内容物400之第二胶料P2在加压模头620按照厚度进行分流可经由加压模头620之一出胶嘴621而连续地输出到外界，以射出成型连续之第一塑料成形物P11及掺有多个光反射内容物400之第二塑料成形物P21。

进一步来说，上述之此些第一胶料P1与第二胶料P2可一致，也不限必须一致，其两者之材质例如可分别为聚丙烯(Polypropylene，PP)，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS树脂，Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABC)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene Terephthalate，PET)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚亚酰胺(Polyimide)或聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)，PMMA)或其组合。

光反射内容物400可为光学增白剂粒子，光学增白剂粒子可以显著地增加塑料的白度，使得分布有光反射内容物400之第二塑料成形物P21可呈白色。更进一步地，光学增白剂粒子例如为二苯乙烯(Eastobrite，C28H18N2O2)、硫酸钡(BaSO4)或二苯乙烯与硫酸钡之混合、二氧化钛与二氧化硅之混合。

此外，其它实施例中，光反射内容物400也可以是金属粉末，例如银、铜、金、镍、铝、锡、铬、钛、铁或其组合，使得分布有光反射内容物之第二塑料成形物P21可呈银色或金色。

当然，其它实施例中，第二原料室613也可只放置光反射内容物400，以单独输出胶状之成形物。

请同时参阅图1、图2及图3B，当进行上述步骤(102)：将第一塑料成形物P11及第二塑料成形物P21共同压合成型为一整体之导光板100时，第一塑料成形物P11及掺有多个光反射内容物400之第二塑料成形物P21在同一步骤中可同时通过此二第一成型滚压轮631之间，使得此二第一成型滚压轮631一方面将第一塑料成形物P11及第二塑料成形物P21共同压合成型为一整体之导光板100，另一方面引导此整体之导光板100朝第二成型滚压轮632之方向前进。

更详细而言，通过左右移动此二第一成型滚压轮631之位置，可调整此二第一成型滚压轮631间之间隙以控制欲成型之导光板100的整体厚度。

当进行上述步骤(103)：制作一微结构图案210至导光板100之表面时(如图3B所示)，此整体之导光板100通过第二成型滚压轮632与其中一第一成型滚压轮631之间时，由于第一成型滚压轮631与第二成型滚压轮632间之空隙有限，第二成型滚压轮632上之立体图案便于第一塑料成形物P11远离第二塑料成形物P21之一面印压出一微结构图案210，微结构图案210包含多个光学微结构。

然而，制作微结构图案210之方式不仅限于此，其它例如分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法(V-cut)、光微影法(Stamper)、内部扩散等，或者，也可以印刷方式将网点印在第一塑料成形物P11远离第二塑料成形物P21之一面。此外，微结构图案210包含外凸或内凹之结构。更进一步地，微结构图案210结构的剖面形状可为球形、「V」字形、「U」字形、正方形、长方形、菱形、精圆形、三角形、波浪形或其组合。然而，微结构图案210之结构不仅限于此。此外，微结构图案210的分布密度随着远离光源而增加。微结构图案210的分布密度、分布方式可随设计需要而定，也可采用规则分布或随机分布，在此不予以限定。

再者，托拉轮633是用以提供拖引导光板100的拉力，以便加速导光板100被输送之速度。

当进行上述步骤(104)时，不限冷却之方式，使得导光板100具有一定之硬度，并保持立体微结构图案210之外形。

请再参阅图3B所示，经上述制作方法所完成之导光板100大致包含第一塑料光学层200(即上述之第一塑料成形物P11)、第二塑料光学层300(即上述之第二塑料成形物P21)。第一塑料光学层200之外表面具有一微结构图案210。第二塑料光学层300直接地迭合于第一塑料光学层200之内表面上。光反射内容物400仅分布于第二塑料光学层300内部，更佳地，光反射内容物400仅均匀分布于第二塑料光学层300内部。

需强调的是，由于第二塑料光学层300与第一塑料光学层200是在热熔状态下所压合而成，因此，相较于现有技术，本发明导光板100之第二塑料光学层300与第一塑料光学层200之间不具胶着层及空隙，故，可满足光线全反射之目的，进而提高反射光线之性能。

此外，本发明之一实施例，第二塑料光学层300直接地迭合在第一塑料光学层200上，且第一塑料光学层200与第二塑料光学层300具相同之面积。

本发明之其它实施例，第一塑料光学层200之厚度大于第二塑料光学层300之厚度，例如，第一塑料光学层200之厚度为第二塑料光学层300之厚度的3～6倍以上。

本发明之其它实施例，分布有光反射内容物400之第二塑料光学层300之光反射系数大于第一塑料光学层200之光反射系数。本发明之其它实施例，分布有光反射内容物400之第二塑料光学层300呈白色或、银色或金色。

本发明之其它实施例，此些光反射内容物400之总体积占第二塑料光学层300之体积的20％～50％。

请参阅图3C所示，为另一实施例中导光板101局部示意图，大致与图3B导光板100相同，相同之处不再重复叙述，差异之处在于可在分别成型上述之第一塑料光学层200及第二塑料光学层300后，通过黏着层700，使得第一塑料光学层200迭合于第二塑料光学层300上以完成一整体之导光板101。

请参阅图4所示。图4绘示侧射型背光模块500的剖视示意图。

经上述制作方法所完成之导光板100可应用于一侧射型背光模块500中。此侧射型背光模块500包含所述之导光板100、一背板510、一光源520、一棱镜片540及一扩散片530。导光板100位于背板510上。光源520位于导光板100之侧面(即入光面211)。棱镜片540位于导光板100(如第3B图所示)之一顶面(即出光面212)。扩散片530位于导光板100与棱镜片540之间。

如此，当光源520的光线L1、L2经入光面211进入导光板100时，光源520一部份之光线L1经第一塑料光学层200之引导，而直接朝出光面212之方向被送出导光板100，并且受到微结构图案210之光扩散作用，以形成辉度均匀的面光源，提供所需之亮度；光源520其它部份之光线L2经第二塑料光学层300之反射后，可被改向后朝出光面212之方向被送出导光板100，并且受到微结构图案210之光扩散作用。

然而，上述导光板101亦适用于此侧射型背光模块500中，但在此不加以赘述。

由于本发明将第二塑料光学层与第一塑料光学层整合为一体，且第二塑料光学层具有光反射内容物，使得第二塑料光学层与第一塑料光学层之间不再具有空隙，便可满足光线全反射之目的。如此，本发明背光模块便不再需要额外准备具反射功能之反射组件，以便简化背光模块之结构，省下多余空间，也可达到降低成本之目的，同时，由于本发明背光模块不再需要额外准备具反射功能之独立组件，也可避免产生光不均匀现象(mura)，进而提升照明质量。

本发明所揭露如上之各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟习此技艺的，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本发明之保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (17)

1.一种导光板，其特征在于包括：一第一塑料光学层；所述的第一塑料光学层具透光性和具有相对之第一面及第二面，该第一面具有一微结构图案；一第二塑料光学层；所述的第二塑料光学层迭合于该第二面；以及多个光反射内容物；所述的多个光反射内容物分布在该第二塑料光学层中。

2.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第二塑料光学层无接缝地迭合于该第一塑料光学层之该第二面上。

3.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第二塑料光学层由一胶着层迭合于该第一塑料光学层之该第二面上。

4.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第一塑料光学层之厚度为该第二塑料光学层之厚度的3～6倍以上。

5.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该些光反射内容物之总体积占该第二塑料光学层之体积的20％～50％。

6.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该第一塑料光学层或该第二塑料光学层之材质是选自由聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚亚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯或其组合所组成的群组。

7.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该光反射内容物是金属粉末。

8.根据权利要求1所述的导光板，其特征在于：该光反射内容物为光学增白剂粒子。

9.根据权利要求8所述的导光板，其特征在于：该光学增白剂粒子的材质是选自二苯乙烯、二苯乙烯与硫酸钡之组合或二氧化钛与二氧化硅之组合。

10.一种侧射型背光模块，包括：一背板；其特征在于还包括：一如权利要求1-9中任一项的导光板；所述的导光板位于该背板上；一光源；所述的光源位于该导光板之一入光面；一棱镜片；所述的棱镜片位于该导光板之一出光面；以及一扩散片；所述的扩散片位于该导光板与该棱镜片之间。

11.一种导光板制造方法，是通过以下步骤实现的：

同时射出成型一第一塑料成形物及一第二塑料成形物，其中该第二塑料成形物内具有多个光反射内容物；以及

将该第一塑料成形物及该第二塑料成形物共同压合成型为一整体的导光板。

12.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：通过一成型滚压轮组，将该第一塑料成形物及该第二塑料成形物共同压合成型为该整体之导光板。

13.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：通过另一成型滚压轮组，对该第一塑料成形物远离该第二塑料成形物之一面印压出一微结构图案。

14.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：该第一塑料成形物或第二塑料成形物之材质是选自由由聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚亚酰胺或聚甲基丙烯酸甲酯或其组合所组成的群组。

15.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：该光反射内容物的材质选自于银、铜、金、镍、铝、锡、铬、钛、铁及其组合所组成的群组。

16.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：该光反射内容物是选自二苯乙烯、二苯乙烯与硫酸钡之组合或二氧化钛与二氧化硅之组合。

17.根据权利要求11所述的导光板制造方法，其中：该些光反射内容物之总体积占该第二塑料成形物之体积的20％～50％。

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