专利名称：双层导光板结构及制造方法与具有双层导光板的背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导光板结构及其制造方法，尤其涉及一种双层导光板结构及其制造方法，以及具有双层导光板的背光模块。
背景技术：
近年来，由于IXD (液晶显示器，Liquid Crystal Display)^ PDP (等离子体显示器,Plasma Display Panel)等平面显示器具有轻薄的优势，已逐渐取代CRT (阴极射线管，Cathode Ray Tube)显示器,而成为显示器市场的主流,广泛地使用于电视、笔记本电脑、移动电话等广品。一般的电子装置大都具有一个单面显示器，其仅具有一显示面，但随着其应用范围的扩增，在某些应用上可能需要双显示幕的显示装置，例如在公共区域或是游乐场，通过双面显示的方式让不同位置的人均能观看显示装置所显示的数据。请参阅图1所示,为一种公知双面显示器结构的示意图。公知的双面显示器Al仅使用一个导光板All，于导光板All的一侧面设有光学膜片A12与上面板A13，另一侧面设有光学膜片A14与下面板A15，再将其固定在外框架A16上。在此种双面显示器Al中，导光板All的上下两面都是出光面，并且都设置有微结构(图未示)，因此，无法就上面板A13与下面板A15分别调整光学品味，造成光学品味的调整困难度相当高。请参阅图2所示，为另一种公知双面显示器结构的示意图。另一种公知的双面显示器A2设置有两个导光板A21，其中一个导光板A21于其一侧面设有光学膜片A22与上面板A23，另一侧 面面向另一个导光板A21，并且，另一个导光板A21于其一侧面设有光学膜片A24与下面板A25，而两个导光板A21不相互接触而以锁合或卡合等方式分别固定在外框架A26上。在此种双面显示器A2中，虽因其设置有两个导光板A21而可以各别调整光学品味，但因两个导光板A21是各别固定在外框架A26上，并且，两个导光板A21之间的距离相当近，造成其组装相当繁复，此外，双面显示器A2在发生振动时，容易造成两个导光板A21互相碰撞刮伤。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种双层导光板结构的实施例，包含:第一导光板、多个第一支撑柱、第二导光板。其中，第一导光板包含相对的第一出光面与第一非出光面；多个第一支撑柱位于第一非出光面；第二导光板包含相对的第二出光面与第二非出光面，第二非出光面面向第一非出光面，每一第一支撑柱顶抵于第二导光板，经由超音波熔接而使每一第一支撑柱与第二导光板接合成一体，用以维持第一导光板与第二导光板间的间隙。本发明另提出一种双层导光板结构的制造方法的实施例，包含:射出第一导光板与多个第一支撑柱，多个第一支撑柱设置于第一导光板上；射出或热压第二导光板；叠合第一导光板与第二导光板，使每一第一支撑柱抵接于第二导光板；超音波熔接第一导光板与第二导光板，使每一第一支撑柱与第二导光板接合成一体。本发明另提出一种具有双层导光板的背光模块的实施例,包含:双层导光板结构、框架、光源模块。其中，框架收纳双层导光板结构；光源模块，朝向双层导光板结构投射光线而使光线由第一出光面与第二出光面射出。根据本发明的导光板结构及其制造方法，可将双层的导光板一体化，以避免其互相碰撞，并通过一体化的结构增加整体强度。此外，第一导光板与第二导光板可各别调整光学品质，更容易达到光学品味要求。以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域普通技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭示的内容、权利要求及附图，任何本领域普通技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
图1为公知双面显示器结构的示意图(一)。图2为公知双面显示器结构的示意图(二)。图3A为本发明的第一实施例于超音波熔接前的示意图。图3B为本发明的第一实施例于超音波熔接后的示意图。图3C为导光板变形的不意图(一)。图3D为导光板变形的不意图(一)。图4A为本发明设置多个图案的示意图(一)。图4B为本发明设置多个图案的示意图(二)。图4C为图4B第一导光板的俯视不意图。图4D为本发明设置多个图案的示意图(三)。图4E为本发明设置多个图案的示意图(四)。图4F为本发明设置多个图案的示意图(五)。图5A为本发明的第二实施例设置反射件的示意图(一)。图5B为本发明的第二实施例设置反射件的示意图(二)。图5C为本发明的第二实施例设置反射件的示意图(三)。图为本发明的光线行进示意图。图6A为本发明于中央处未设置支撑柱的示意图。图6B为图6A的亮度分布示意图。图6C为图6B的截面示意图。图7A为本发明于中央处设置微结构图案的示意图。图7B为图7A的亮度分布示意图。图7C为图7B的截面示意图。图8A为本发明于中央处设置支撑柱的示意图。图8B为图8A的亮度分布示意图。图8C为图8B的截面示意图。图9是示出本发明双层背光模块结构的示意图。图10为本发明的制造方法的步骤流程图。
其中，附图标记说明如下:1..........双层导光板结构2..........第一导光板21..........第一出光面22..........第一非出光面25..........第一图案3..........第一支撑柱31..........第一顶面5..........第二导光板51..........第二出光面52..........第二非出光面55..........第二图案6..........第二支撑柱61..........第二顶面7..........反射件71/72........表面8..........框架9..........光源模块91..........基板92..........发光元件Al.........双面显示器All.........导光板A12/A14......光学膜片A13.........上面板A15.........下面板A16.........外框架A2.........双面显示器A21.........导光板A22/A24......光学膜片A23.........上面板A25.........下面板A26.........外框架
具体实施例方式图3A与图3B是不出本发明的双层导光板结构的第一实施例。图3A为双层导光板于超音波熔接前的示意图，图3B为双层导光板于超音波熔接后的示意图。如图3A所示，于本发明的第一实例中双层导光板结构I包含:第一导光板2、多个第一支撑柱3、第二导光板5、多个第二支撑柱6。第一导光板2为概呈矩形的片体结构，具有相对的第一出光面21与第一非出光面22。多个第一支撑柱3以一体成形方式形成于第一导光板2的第一非出光面22上,并且，第一支撑柱3具有第一顶面31，第一支撑柱3连接第一非出光面22处的截面面积大于等于第一顶面31的截面面积，整体观之，第一支撑柱3由连接第一非出光面22处向第一顶面31的方向呈直线渐缩状(如图3A所示，横剖面为梯形状)。惟第一支撑柱3呈直线渐缩状仅为举例，本发明非以此为限，例如第一支撑柱3或可呈阶梯式的渐缩结构或其他连接处截面大、顶面截面小的结构。第二导光板5为概呈矩形的片体结构，具有相对的第二出光面51与第二非出光面52。多个第二支撑柱6以一体成形方式形成于第二导光板5的第二非出光面52上,并且，第二支撑柱6具有第二顶面61，第二支撑柱6连接第二非出光面52处的截面面积大于等于第二顶面61的截面面积，整体观的，第二支撑柱6由连接第二非出光面52处向第二顶面61的方向呈直线渐缩状(如图3A所示，横剖面为梯形状)。惟第二支撑柱6呈直线渐缩状仅为举例，本发明非以此为限，例如第二支撑柱6或可呈阶梯式的渐缩结构或其他连接处截面大、顶面截面小的结构。第一导光板2与第二导光板5相叠后,第一导光板2的第一非出光面22面向第二导光板5的第二非出光面52，使得每一第一支撑柱3的第一顶面31抵贴于对应的每一第二支撑柱6的第二顶面61。如图3B所示，当第一导光板2与第二导光板5相叠后，置于超音波熔接机上，以超音波熔接第一导光板2与第二导光板5，使第一支撑柱3的第一顶面31与对应的第二支撑柱6的第二顶面61剧烈摩擦而产生局部高温，第一顶面31与第二顶面61融化而接合成一体，用以维持第一导光板2与第二导光板5之间的间隙。在本实施例中，第一支撑柱3与第二支撑柱6以超音波熔接成一体后，由原先的渐缩状结构变为截面大小相同(如图3B所示，横剖面为矩形状)的柱状结构，但本发明非以此为限，其熔接后的形状依其原先渐缩结构的不同而改变。要注意的是，第一支撑柱3与对应的第二支撑柱6的数量及位置需依第一导光板2与第二导光板5的重量及其变形量而进行配置，以确保第一导光板2与第二导光板5不会发生碰撞。如图第3C所示，第一支撑柱3与对应的第二支撑柱6的数量不足，造成第一导光板2因自身重量所发生的变形使第一导光板2与第二导光板5发生碰撞。如图3D所不，第一支撑柱3与对应的第二支撑柱6的数量及位置适当，虽然第一导光板2因自身重量发生变形，但并未与第二导光板5发生碰撞。通常而言，第一支撑柱3与对应的第二支撑柱6是均勻配置在第一导光板2与第二导光板5上。如图4A所示，在一些实施例中，第一导光板2可于其第一非出光面22设置有多个第一图案(pattern) 25,第二导光板5可于其第二非出光面52设置有多个第二图案(pattern) 55，在一些实施例中，第一支撑柱3设置的位置较多个第一图案25靠近第一非出光面22的周缘，第二支撑柱6设置的位置较多个第二图案55靠近第二非出光面52的周缘，换言之，第一支撑柱3设置于多个第一图案25的外缘，第二支撑柱6设置于多个第二图案55的外缘。其中，第一支撑柱3的高度实质大于第一图案25的高度，而第二支撑柱6的高度实质大于第二图案55的高度。如图4B与图4C所示，在一些实施例中，一部分的第一支撑柱3设置于多个第一图案25的外缘，另一部分的第一支撑柱3可设置于多个第一图案25之间，一部分的第二支撑柱6设置于多个第二图案55的外缘，另一部分的第二支撑柱6可设置于多个第二图案55之间。在一些实施例中，位于多个第一图案25之间的第一支撑柱3于其第一顶面31设置第一图案25，位于多个第二图案55之间的第二支撑柱6于其第二顶面61设置第二图案55，换言之，位于图案之间的第一支撑柱3与第二支撑柱6可视为图案结构的一部份。如图4D所不,在一些实施例中，第一支撑柱3与第一图案25为相同的图案结构，第二支撑柱6与第二图案55为相同的图案结构，且这些图案结构具有一定的高度，经由超音波熔接使第一导光板2的图案结构与第二导光板5的图案结构接合成一体而成为多个支撑柱。前述说明关于支撑柱与图案的设置位置仅为举例，本发明非以此为限，本发明可仅于第一导光板2上设置多个第一图案25而不设置支撑柱3,或仅于第二导光板5上设置多个第二图案55而不设置支撑柱6,抑或是第一导光板2和/或第二导光板5可进一步在其出光面设置图案结构。 如图4E所示，在一些实施例中，第一导光板2于第一非出光面22以一体成形方式形成多个第一支撑柱3，并于第一非出光面22设置有多个第一图案25。当第一导光板2与第二导光板5相叠后,置于超音波熔接机上，以超音波熔接第一导光板2与第二导光板5,使第一支撑柱3的第一顶面31与第二导光板5的第二非出光面52剧烈摩擦而产生局部高温，使第一顶面31与第二非出光面52融化而接合成一体。如图4F所示，在一些实施例中，第一支撑柱3为与第一图案25相同的图案结构，经由超音波熔接使第一导光板2的图案结构与第二导光板5接合成一体。图5A、图5B及图5C是示出本发明的双层导光板结构的第二实施例。本实施例与第一实施例的差别在于:本实施例具有反射件7。如图5A所不,反射件7可预先定位于第二导光板5上，当第一导光板2与第二导光板5以超音波熔接成一体后，反射件7位于第一导光板2的第一非出光面22与第二导光板5的第二非出光面52之间，并且,如图5A与图5B所不,第二导光板5上的反射件7未覆盖外缘的第二支撑柱6，因此不影响多个第一支撑柱3与多个第二支撑柱6之间的熔合。反射件7的表面71以及表面72可分别与第一图案25以及第二图案55接触或相邻而不接触。在此，反射件7可先预留支撑柱孔位或是外形设计缺口，以避免与第一支撑柱3或第二支撑柱6发生干涉。如图5C所示，在一些实施例中，第一支撑柱3为图案结构，第二支撑柱6为图案结构，先将反射件7置于第一导光板2与第二导光板5之间，再经由超音波熔接使第一导光板2的图案结构与第二导光板5的图案结构接合成一体。于熔接过程中，控制第一导光板2与第二导光板5之间的间隙，使第一导光板2的第一非出光面22贴附于反射件7的表面71，第二导光板5的第二非出光面52贴附于反射件7的表面72。前述关于反射件7的说明仅为举例，本发明非以此为限，本领域普通技术人员可以具有反光性质的材料涂布于导光板上所形成的反光层替代。如图所示，为本发明的光线行进示意图。第一支撑柱3与第二支撑柱6维持第一导光板2与第二导光板5之间的间隙D,以避免第一导光板2与第二导光板5于振动测试或运送过程发生碰撞。第一图案25与第二图案55则是改变光线的行进方向与路径，以达到光学均匀度的规格，例如当光线未碰到第一图案25 (或第二图案55)，其行进方向为光折射(光反射)的路径，如行进方向B所示；例如当光线碰到第一图案25 (或第二图案55)，其行进方向则会发生改变，如行进方向A所示。如图6A所示，当第一支撑柱3设置于第一导光板2 二端的外缘而第二支撑柱6设置于第二导光板5 二端的外缘时,双层导光板结构I的亮度分布如图6B所不,其中,X轴方向表示位置，Y轴方向表示能量，双层导光板结构I的每个位置依据其颜色不同而显示此位置的亮度能量，而图6C为图6B的截面示意图，其中颜色较深的线为水平方向的截面，颜色较浅的线为垂直方向的截面。如图7A所示，双层导光板结构I的中央处为第一支撑柱3与第二支撑柱6相连接，其亮度分布如图7B所示，而图7C为图7B的截面示意图。如图8A所示，双层导光板结构I的中央处为第一支撑柱3与第二支撑柱6相连接，其亮度分布如图8B所示，而图SC为图SB的截面示意图。由前述图式可清楚看出，无论设置第一支撑柱3、第二支撑柱6、第一图案25及第二图案55于何处位置，能量变化差异不大，并且也没有亮暗带等现象的发生，因此，第一支撑柱3、第二支撑柱6、第一图案25及第二图案55的设置并不会影响光学品味。在此，第一支撑柱3、第二支撑柱6的直径可分别为第一图案25、第二图案55的直径的一倍(意即第一支撑柱3、第二支撑柱6的直径等于第一图案25、第二图案55的直径)至五倍，第一支撑柱3、第二支撑柱6即不会影响光学品味，其中，第一支撑柱
3、第二支撑柱6的直径较佳地可为小于或等于第一图案25、第二图案55的直径的三倍，例如:第一图案25、第二图案55的直径为50um，第一支撑柱3、第二支撑柱6的直径只要小于或等于250um,较佳地为小于或等于150um。图9是示出本发明双层背光模块结构的实施例。如图9所示，于本发明的第一实例中双层背光模块结构包含:双层导光板结构1、框架8、光源模块9。框架8为概呈矩形的中空框体，用以收纳双层导光板结构1，使双层导光板结构I可稳固地定位于框架8的中空位置处。在此，双层导光板结构I的结构相同于前述说明的任一实施例结构，在此不再累述。光源模块9较佳地可由基板91与发光元件92所组成，定位于框架8的内缘而位于双层导光板结构I与框架8之间,分别朝向双层导光板结构I的两片导光板投射光线,使光线由双层导光板结构I的第一出光面21与第二出光面51射出。光源模块9可设置于双层导光板结构I的一侧或两侧，可依设计变更。图10是示出本发明双层导光板结构的制造方法的实施例。本发明的双层导光板结构的制造方法包含:步骤S1:射出第一导光板2与多个第一支撑柱3，多个第一支撑柱3设置于第一导光板2上。第一导光板2具有相对的第一出光面21与第一非出光面22。多个第一支撑柱3以一体成形方式形成第一导光板2的第一非出光面22上，并且，第一支撑柱3具有第一顶面31，第一支撑柱3由连接第一非出光面22处向第一顶面31的方向呈直线渐缩状，其结构与位置如前所述，在此不再累述。在此步骤中，可进一步设置多个第一图案25于第一导光板2的第一非出光面22上，或可进一步设置第一图案25于第一支撑柱3的第一顶面31，换言之，第一支撑柱3可设置为图案结构。步骤S2:射出第二导光板5与多个第二支撑柱6，多个第二支撑5柱设置于第二导光板6上。在此步骤中，第二导光板5为以射出成型或热压成型(thermoforming)所制成。第二导光板5具有相对的第二出光面51与第二非出光面52。多个第二支撑柱6以一体成形方式形成第二导光板5的第二非出光面52上,并且,第二支撑柱6具有第二顶面61,第二支撑柱6由连接第二非出光面52处向第二顶面61的方向呈直线渐缩状，其结构与位置如前所述，在此不再累述。在此步骤中，可进一步设置多个第一图案55于第二导光板5的第二非出光面52上，或可进一步设置第一图案25于第二支撑柱6的第二顶面61，换言之，第二支撑柱6可设置为图案结构。在步骤S2之后，还包含:提供反射件7，定位于第二导光板5上。在此，反射件7可以反光层替代，其如前所述，在此不再累述。在此，第一支撑柱3、第二支撑柱6的直径可为第一图案25、第二图案55的直径的一倍至五倍，其中，第一支撑柱3、第二支撑柱6的直径较佳地可为小于或等于第一图案25、第二图案55的直径的三倍，其如前所述，在此不再累述。步骤S3:叠合第一导光板2与第二导光板5，使每一第二支撑柱6抵接于对应的第一支撑柱3。第一导光板2与第二导光板5相叠后,第一导光板2的第一非出光面22面向第二导光板5的第二非出光面52，使得每一第一支撑柱3的第一顶面31抵贴于对应的每一第二支撑柱6的第二顶面61。若在步骤S2之后将反射件7定位于第二导光板5上，在此步骤中，于第一导光板2与第二导光板5相叠后，反射件7会位于第一导光板2与第二导光板5之间。如前所述，第一支撑柱3与第二支撑柱6的结构、位置不同，反射件7的二侧面会分别贴附于第一非出光面22与第二非出光面52，抑或是反射件7的二侧面会分别与第一非出光面22、第二非出光面52之间相距一间距，在此不再累述。步骤S4:超音波熔接第一导光板2与第二导光板5,使每一第二支撑柱6与对应的第一支撑柱3接合成一体。将相叠合的第一导光板2与第二导光板5置于超音波熔接机上，以超音波熔接第一导光板2与第二导光板5，使第一支撑柱3的第一顶面31与对应的第二支撑柱6的第二顶面61剧烈摩擦而产生局部高温，使第一顶面31与第二顶面61融化而接合成一体。如前所述，随着第一支撑柱3与第二支撑柱6的结构、位置不同，其接合后的结构亦有所不同，在此不再累述。综上所述，根据本发明的导光板结构及其制造方法，可将双层的导光板一体化，以避免其互相碰撞，并通过一体化的结构增加整体强度。此外，第一导光板与第二导光板可各别调整光学品质，更容易达到光学品味要求。虽然本发明以前述的实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种双层导光板结构，包含: 一第一导光板，包含相对的一第一出光面与一第一非出光面； 多个第一支撑柱，位于该第一非出光面 '及 一第二导光板，包含相对的一第二出光面与一第二非出光面，该第二非出光面面向该第一非出光面， 其中每一该第一支撑柱顶抵于该第二导光板，经由超音波熔接而使每一该第一支撑柱与该第二导光板接合成一体，用以维持该第一导光板与该第二导光板间的一间隙。
2.如权利要求1所述的双层导光板结构，其中该第一导光板还包含多个第一图案，位于该第一非出光面，该第二导光板还包含多个第二图案，位于该第二非出光面。
3.如权利要求2所述的双层导光板结构，其中该第二导光板还包含多个第二支撑柱，位于该第二非出光面。
4.如权利要求3所述的双层导光板结构，其中所述多个第一支撑柱较所述多个第一图案靠近该第一非出光面的周缘，所述多个第二支撑柱较所述多个第二图案靠近该第二非出光面的周缘。
5.如权利要求3所述的双层导光板结构，其中所述多个第一支撑柱位于所述多个第一图案之间，所述多个第二支撑柱位于所述多个第二图案之间。
6.如权利要求2所述的双层导光板结构，其中所述多个第一支撑柱的直径小于或等于所述多个第一图案的直径的五倍。
7.如权利要求1所 述的双层导光板结构，还包含:一反射件，定位于该第二导光板上而位于该第一非出光面与该第二非出光面之间。
8.如权利要求7所述的双层导光板结构,其中该第一非出光面与该第二非出光面分别贴附于该反射件的表面。
9.一种双层导光板结构的制造方法，包含: 射出一第一导光板与多个第一支撑柱，所述多个第一支撑柱设置于该第一导光板上； 射出或热压一第二导光板； 叠合该第一导光板与该第二导光板，使每一该第一支撑柱抵接于该第二导光板；及 超音波熔接该第一导光板与该第二导光板，使每一该第一支撑柱与该第二导光板接合成一体。
10.如权利要求9所述的双层导光板结构的制造方法，其中于射出或热压该第二导光板的步骤中，包含:设置多个第二支撑柱于该第二导光板上，于叠合该第一导光板与该第二导光板的步骤中，每一该第二支撑柱抵接于对应的该第一支撑柱。
11.如权利要求10所述的双层导光板结构的制造方法，其中于射出该第一导光板与所述多个第一支撑柱的步骤中，包含:设置多个第一图案于该第一导光板的一面上，于射出该第二导光板与所述多个第二支撑柱的步骤中，包含:设置多个第二图案于该第二导光板的一面上。
12.如权利要求9所述的双层导光板结构的制造方法,其中于射出该第一导光板与所述多个第一支撑柱的步骤后，还包含:提供一反射件，定位于该第二导光板上。
13.如权利要求12所述的双层导光板结构的制造方法,其中于叠合该第一导光板与该第二导光板的步骤中，将该反射件设置于该第一导光板与该第二导光板之间。
14.一种具有双层导光板的背光模块,包含: 如权利要求1-8任一项所述的双层导光板结构； 一框架，收纳该双层导光板结构 '及 至少一光源模块，朝向该双层导光板结构投射光线而使光线由该第一出光面与该第二出光面射出。
全文摘要
本发明提供一种双层导光板结构及制造方法与具有双层导光板的背光模块，所述双层导光板结构包含第一导光板、多个第一支撑柱、第二导光板、多个第二支撑柱。其中，多个第一支撑柱位于第一导光板；多个第二支撑柱位于第二导光板，经由超音波熔接而使每一第二支撑柱与对应的第一支撑柱接合成一体，用以维持该第一导光板与该第二导光板间的一间隙。根据本发明的导光板结构及其制造方法，可将双层的导光板一体化，以避免其互相碰撞，并通过一体化的结构增加整体强度。此外，第一导光板与第二导光板可各别调整光学品质，更容易达到光学品味要求。
文档编号G02B6/00GK103116201SQ20131008596
公开日2013年5月22日 申请日期2013年3月18日 优先权日2012年10月26日
发明者陈羣元, 陈嘉鸿 申请人:友达光电股份有限公司